CN210255051U - 一种机器人控制的光孔球阀装配机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种机器人控制的光孔球阀装配机，属于球阀生产设备技术领域。它解决了如何提高球阀生产效率的问题。本装配机包括工作台、密封圈上料装置、阀芯上料装置、注塑模具、机械手和阀芯镶件组装机构,阀芯镶件组装机构包括下定位座、位、上定位板、镶件定位座以及位于下定位座左右两侧且能够相对下定位座左右移动的定位爪，下定位座上具有用于套设阀芯和阀体的下定位柱,上定位板上具有与下定位柱对应的上定位柱；机械手能够对密封圈上料装置输出的密封圈、阀芯上料装置输出的阀芯、阀芯镶件组装机构输出的阀芯镶件组件、注塑模具输出的球阀组件进行移送。通过以上设计，本装配机实现了塑料球阀制造生产的全自动化。

Description

一种机器人控制的光孔球阀装配机

技术领域

本实用新型属于球阀生产设备技术领域，涉及一种机器人控制的光孔球阀装配机。

背景技术

在塑料技术蓬勃发展的当今，塑料管材被越来越多的行业广泛采用，特别是在燃气和供水管网工程中。目前，在PE塑料管路中所使用的阀门，大部仍为用金属类材料加工制备的，由于塑料材质具有耐腐蚀、质轻、成本低的优点，塑料球阀备受用户青睐。

塑料球阀有多种结构和加工形式，目前应用较多的内镶阀芯式塑料球阀其加工步骤是先加式好阀芯，然后将阀芯作为镶件，用注塑成型方法加工阀体，最后装配密封圈和手柄成为一完整的球阀。具体来说，如中国专利【申请号：201020595881.3】公开了一种有效密封的塑料球阀，其结构包括阀体、阀芯密封圈、手柄、手柄压紧螺钉、阀柄、阀柄密封圈、阀芯，其中阀芯密封圈镶在阀体内并紧压在阀芯左右两端，塑料球阀的阀芯和阀柄是一体的，阀柄密封圈紧套在阀柄与阀体间的凹槽内，手柄通过手柄压紧螺钉紧固在阀柄上，通过手柄转动阀柄可带动阀芯转动。

上述结构的塑料球阀在加工过程中，阀柄密封圈、阀芯、阀柄连同阀芯密封圈均作为镶件预装在阀体的注塑成型模具内，经注塑成型后成为一整体，最后装配手柄成为一完整的球阀。但是，针对上述塑料球阀的加工，现有技术中往往采用人工的方式将上述阀芯和阀芯密封圈预装到阀体的注塑成型模具内，这样非常费时费力，导致生产效率低且生产成本高。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种机器人控制的光孔球阀装配机，本实用新型解决的技术问题是如何提高球阀的生产效率。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种机器人控制的光孔球阀装配机，包括工作台、密封圈上料装置、阀芯上料装置和注塑模具，其特征在于，所述装配机还包括机械手和阀芯镶件组装机构,所述阀芯镶件组装机构包括固定在工作台上的下定位座、位于下定位座上方且能够相对下定位座上下移动的上定位板、位于下定位座前后两侧且能够相对下定位座前后移动并用于定位预埋镶件的镶件定位座以及位于下定位座左右两侧且能够相对下定位座左右移动的定位爪，所述下定位座上具有用于套设阀芯和阀体的下定位柱,所述上定位板上具有与下定位柱对应的上定位柱；所述机械手能够对密封圈上料装置输出的密封圈、阀芯上料装置输出的阀芯、阀芯镶件组装机构输出的阀芯镶件组件、注塑模具输出的球阀组件进行移送。

本装配机主要用于制造进出水口为光孔的塑料球阀,其采用的制造方法是通过将密封圈、阀芯和用于阀体上的阀芯芯杆穿出口成型的预埋镶件这三种件预先装入用于成型阀体的注塑模具的模腔内，经注塑成型后，最终形成由阀体、密封圈和阀芯以及预埋镶件的球阀组件，最后再取出预埋镶件，从而完成球阀的制造，其中的预埋镶件呈套筒状且能够套设在阀芯杆部上；具体来说，本装配机的工作原理如下：首先，通过密封圈上料装置、阀芯上料装置实现密封圈和阀芯的自动化上料；完成上料后，机械手先将阀芯移送到阀芯镶件组装机构中，即将阀芯移送且套设定位在下定位座的下定位柱上，此时，上定位板下移并使下定位柱插入阀芯的通水孔内，从而实现阀芯的上下自动定位；同时，下定位座左右两侧的定位爪移动实现阀芯在左右方向的自动定位；镶件定位座上一般事先有安放预埋镶件，当阀芯完成上述定位后，此时，下定位座前后两侧的镶件定位座移动，使得预埋镶件套在阀芯的芯杆上，从而实现预埋镶件和阀芯的自动组装；完成组装后，机械手先将密封圈移送安放到注塑模具的模腔内，然后再将阀芯镶件的组装件安放到注塑模具的模腔内，完成密封圈、阀芯和镶件的预装后，此时注塑模具合模，最终成型出由阀体由阀体、密封圈和阀芯以及预埋镶件的球阀组件；然后，再通过机械手将上述球阀组件取出移送到下定位座上，并使镶件安放在镶件定位座内，然后再进行上述上下定位、左右定位的动作，最后通过镶件定位座的移动使上述预埋镶件取出，从而最终得到由阀体、密封圈和阀芯组成的塑料球阀；通过以上对于本装配机的工作原理的分析可知，本装配机中，密封圈的上料、阀芯的上料、阀芯和预埋镶件的组装以及上述三种件预装到注塑模具中的整个操作过程全部自动化实现，也就是说，通过本装配机，实现了塑料球阀制造生产的全自动化，从而节省了人工，大大提高了球阀的生产效率。

在上述的机器人控制的光孔球阀装配机中，所述机械手为六自由度机械手，所述机械手的夹持端转动设置有夹持架，所述夹持架的左右两侧设有若干用于容纳密封圈的定位座圈，所述定位座圈内设有气动涨紧爪，所述夹持架的上侧设有若干用于阀芯或者阀芯镶件组件套设的安装柱和用于夹持阀芯或者阀芯镶件组件的气夹爪一，所述夹持架的下侧设有若干用于夹持球阀组件的气夹爪二。夹取密封圈时，先通过定位座圈套在密封圈外，再通过气动涨紧爪张开使密封圈定位在定位座圈内，以此实现密封圈的夹持；夹取阀芯或者阀芯镶件组件时，先通过将安装柱插入到阀芯或者阀芯镶件的通水孔内实现定位后，再通过气夹爪一实现夹紧；通过以上对于机械手夹持端的设计，使得本装配机中机械手能够同时实现密封圈与阀芯或者密封圈与阀芯镶件组件或者密封圈、阀芯镶件组件以及球阀组件三者的夹持，这样使得密封圈和阀芯镶件组件能够一起并移送到模具内，然后再完成先后安放，同样的，当机械手在完成密封圈和阀芯镶件组件的预埋安放前，可以先将模具内成型好的球阀组件取出夹持住，然后再完成安放，此时，球阀组件就随着机械手的回退进入下一工位，这样使得机械手不用来回重复移动，使得整个制造过程能够顺畅不会出现停滞，从而大大节约了生产时间，进而提高了生产效率。

在上述的机器人控制的光孔球阀装配机中，所述装配机还包括芯杆旋转机构，所述芯杆旋转机构包括工作基台、固定在工作基台上的用于定位球阀组件的定位基座以及滑动设置在工作基台上且能够驱动球阀组件上的阀芯转动的旋转轴。通过以上设计芯杆旋转机构，在球阀组件送到下定位座取出镶件前，机械手先将球阀组件送到定位基座上，然后旋转轴通过滑动插入球阀组件的镶件中，然后再转动，从而使得阀芯能够得到旋转，这样就避免后期因为阀芯无法转动而导致球阀无法使用，进而保证了球阀的生产质量；并且，上述过程全自动化，也能够保证生产效率的提高。

在上述的机器人控制的光孔球阀装配机中，所述定位基座一侧的工作基台上滑动连接有能够向定位基座移动的滑动座，所述旋转轴转动连接在滑动座上，所述旋转轴上固连有齿轮，所述滑动座上滑动连接有与齿轮啮合连接的齿条，所述滑动座通过气缸一驱动，所述齿条通过气缸二驱动。通过以上设计传动和驱动结构，实现了旋转轴的移动和转动。

在上述的机器人控制的光孔球阀装配机中，所述上定位板上穿设且固连有切刀，所述切刀向下穿出上定位板。当成型的球阀组件被移送到下定位座上时，通过以上切刀的设计，伴随着上定位板的下移定位，上述切刀能够同步且自动的对球阀组件上注塑形成的浇条进行切除，从而取代了人工切除，提高了生产效率。

在上述的机器人控制的光孔球阀装配机中，所述工作台上固定有上固定板，所述上固定板上固定有竖向导杆和驱动气缸，所述上定位板滑动连接在竖向导杆上并通过驱动气缸驱动上下移动。通过以上结构设计，从而实现了上定位板的自动化移动定位操作。

在上述的机器人控制的光孔球阀装配机中，所述下定位座前后两侧的工作台上分别固定有前侧气缸和后侧气缸，其中一个镶件定位座固定在前侧气缸的活塞杆上，另一个镶件定位座固定在后侧气缸的活塞杆上。通过以上结构设计，从而实现了镶件定位座的自动化移动操作。

在上述的机器人控制的光孔球阀装配机中，所述下定位座左右两侧的工作台上分别固定有左侧气缸和右侧气缸，其中一个定位爪固定在前侧气缸的活塞杆上，另一个定位爪固定在后侧气缸的活塞杆上。通过以上结构设计，从而实现了定位爪的自动化移动定位操作。

在上述的机器人控制的光孔球阀装配机中，所述密封圈上料装置包括设置在工作台上的密封圈振动盘，所述密封圈振动盘的滑道出口处设有接料座，所述接料座内转动连接有转盘，所述接料座上固定有旋转电机，所述转盘通过旋转电机驱动旋转，所述转盘上设有若干沿周向均匀布置且用于容纳密封圈的容纳腔，容纳腔的位置布置与定位座圈的位置布置一一对应，所述接料座上设有能够使容纳腔与密封圈振动盘的滑道相通的接料口。通过以上设计，使得机械手能够一次夹取多个密封圈，从而有利于提高生产效率。作为替代方案，上述密封圈振动盘可以采用传送带替代。

在上述的机器人控制的光孔球阀装配机中，所述阀芯上料装置包括设置在工作台上的阀芯振动盘，所述阀芯振动盘的滑道出口处设有接料托块，所述接料托块上设有用于容纳阀芯的容纳槽，所述容纳槽的下方设有能够将阀芯上顶的顶杆。通过以上接料托块和顶杆的设计，这样方便机械手对于阀芯的对位夹取。作为替代方案，上述阀芯振动盘可以采用传送带替代。

与现有技术相比，本机器人控制的光孔球阀装配机具有以下优点：本装配机实现了塑料球阀制造生产的全自动化，不仅通过取代人工大大提高了球阀的生产效率，而且也降低了生产成本，提高了生产质量。

附图说明

图1是本机器人控制的光孔球阀装配机的布置示意图。

图2是本装配机中阀芯镶件组装机构的结构示意图一。

图3是本装配机中阀芯镶件组装机构的结构示意图二。

图4是本装配机中机械手夹持端的结构示意图一。

图5是本装配机中机械手夹持端的结构示意图二。

图6是本装配机中芯杆旋转机构的结构示意图。

图7是本装配机中密封圈上料装置处的结构示意图。

图8是本装配机中阀芯上料装置处的结构示意图一。

图9是本装配机中阀芯上料装置处的结构示意图二。

图10是球阀组件的爆炸结构示意图。

图中，1、工作台；2、密封圈上料装置；2a、密封圈振动盘；3、阀芯上料装置；3a、阀芯振动盘；4、注塑模具；5、机械手；51、夹持架；52、定位座圈；53、气动涨紧爪；54、安装柱；55、气夹爪一；56、气夹爪二；6、下定位座；61、下定位柱；7、上定位板；71、上定位柱；8、镶件定位座；9、定位爪；10、芯杆旋转机构；101、工作基台；102、定位基座；103、旋转轴；104、滑动座；105、齿条；106、气缸一；107、气缸二；11、切刀；12、上固定板；13、竖向导杆；14、驱动气缸；15、前侧气缸；16、后侧气缸；17、左侧气缸；18、右侧气缸；19、接料座；191、接料口；20、转盘；201、容纳腔；21、旋转电机；22、接料托块；221、容纳槽；23、顶杆；a、密封圈；b、阀芯；c、预埋镶件；d、阀体。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

具体来说，如图1和图10所示，本机器人控制的光孔球阀装配机包括工作台1、密封圈上料装置2、阀芯上料装置3、注塑模具4、机械手5、阀芯镶件组装机构和芯杆旋转机构10，机械手5能够对密封圈上料装置2输出的密封圈a、阀芯上料装置3输出的阀芯b、阀芯镶件组装机构输出的阀芯镶件组件、注塑模具4输出的球阀组件进行移送。

如图2和图3所示，其中的阀芯镶件组装机构包括固定在工作台1上的下定位座6、位于下定位座6上方且能够相对下定位座6上下移动的上定位板7、位于下定位座6前后两侧且能够相对下定位座6前后移动并用于定位预埋镶件c的镶件定位座8以及位于下定位座6左右两侧且能够相对下定位座6左右移动的定位爪9，下定位座6上具有用于套设阀芯b和阀体d的下定位柱61,上定位板7上具有与下定位柱61对应的上定位柱71；上定位板7上还穿设且固连有切刀11，切刀11向下穿出上定位板7。更具体地，工作台1上固定有上固定板12，上固定板12上固定有竖向导杆13和驱动气缸14，上定位板7滑动连接在竖向导杆13上并通过驱动气缸14驱动上下移动。下定位座6前后两侧的工作台1上分别固定有前侧气缸15和后侧气缸16，其中一个镶件定位座8固定在前侧气缸15的活塞杆上，另一个镶件定位座8固定在后侧气缸16的活塞杆上。下定位座6左右两侧的工作台1上分别固定有左侧气缸17和右侧气缸18，其中一个定位爪9固定在前侧气缸15的活塞杆上，另一个定位爪9固定在后侧气缸16的活塞杆上。

如图4和图5所示，本实施例中，机械手5为六自由度机械手，机械手5的夹持端转动设置有夹持架51，夹持架51的左右两侧设有若干用于容纳密封圈a的定位座圈52，定位座圈52内设有气动涨紧爪53，夹持架51的上侧设有若干用于阀芯b或者阀芯镶件组件套设的安装柱54和用于夹持阀芯b或者阀芯镶件组件的气夹爪一55，夹持架51的下侧设有若干用于夹持球阀组件的气夹爪二56。

如图6所示，芯杆旋转机构10包括工作基台101、固定在工作基台101上的用于定位球阀组件的定位基座102以及滑动设置在工作基台101上且能够驱动球阀组件上的阀芯b转动的旋转轴103。定位基座102一侧的工作基台101上滑动连接有能够向定位基座102移动的滑动座104，旋转轴103转动连接在滑动座104上，旋转轴103上固连有齿轮，滑动座104上滑动连接有与齿轮啮合连接的齿条105，滑动座104通过气缸一106驱动，齿条105通过气缸二107驱动。

如图7所示，密封圈上料装置2包括设置在工作台1上的密封圈振动盘2a，密封圈振动盘2a的滑道出口处设有接料座19，接料座19内转动连接有转盘20，接料座19上固定有旋转电机21，转盘20通过旋转电机21驱动旋转，转盘20上设有若干沿周向均匀布置且用于容纳密封圈a的容纳腔201，容纳腔201的位置布置与定位座圈52的位置布置一一对应，接料座19上设有能够使容纳腔201与密封圈振动盘2a的滑道相通的接料口191。

如图8和图9所示，阀芯上料装置3包括设置在工作台1上的阀芯振动盘3a，阀芯振动盘3a的滑道出口处设有接料托块22，接料托块22上设有用于容纳阀芯b的容纳槽221，容纳槽221的下方设有能够将阀芯b上顶的顶杆23。当机械手5夹持端的安装柱54设置有多个时，可以设置多块接料托块22，本实施例中，安装柱54有四个，接料托块22也有四个且分为两排，靠近阀芯振动盘3a的一排接料托块22能够上下升降运动，而另一排接料托块22能够前后移动，从而实现多个阀芯b的上料安放，以便机械手5到位夹持。

另外，本装配机中，上述注塑模具4和机械手5主体均为现有结构。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了工作台1、密封圈上料装置2、密封圈振动盘2a、阀芯上料装置3、阀芯振动盘3a、注塑模具4、机械手5、夹持架51、定位座圈52、气动涨紧爪53、安装柱54、气夹爪一55、气夹爪二56、下定位座6、下定位柱61、上定位板7、上定位柱71、镶件定位座8、定位爪9、芯杆旋转机构10、工作基台101、定位基座102、旋转轴103、滑动座104、齿条105、气缸一106、气缸二107、切刀11、上固定板12、竖向导杆13、驱动气缸14、前侧气缸15、后侧气缸16、左侧气缸17、右侧气缸18、接料座19、接料口191、转盘20、容纳腔201、旋转电机21、接料托块22、容纳槽221、顶杆23、密封圈a、阀芯b、预埋镶件c、阀体d等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (10)

1.一种机器人控制的光孔球阀装配机，包括工作台(1)、密封圈上料装置(2)、阀芯上料装置(3)和注塑模具(4)，其特征在于，装配机还包括机械手(5)和阀芯镶件组装机构,所述阀芯镶件组装机构包括固定在工作台(1)上的下定位座(6)、位于下定位座(6)上方且能够相对下定位座(6)上下移动的上定位板(7)、位于下定位座(6)前后两侧且能够相对下定位座(6)前后移动并用于定位预埋镶件(c)的镶件定位座(8)以及位于下定位座(6)左右两侧且能够相对下定位座(6)左右移动的定位爪(9)，所述下定位座(6)上具有用于套设阀芯(b)和阀体(d)的下定位柱(61),所述上定位板(7)上具有与下定位柱(61)对应的上定位柱(71)；所述机械手(5)能够对密封圈上料装置(2)输出的密封圈(a)、阀芯上料装置(3)输出的阀芯(b)、阀芯镶件组装机构输出的阀芯镶件组件、注塑模具(4)输出的球阀组件进行移送。

2.根据权利要求1所述的机器人控制的光孔球阀装配机，其特征在于，所述机械手(5)为六自由度机械手，所述机械手(5)的夹持端转动设置有夹持架(51)，所述夹持架(51)的左右两侧设有若干用于容纳密封圈(a)的定位座圈(52)，所述定位座圈(52)内设有气动涨紧爪(53)，所述夹持架(51)的上侧设有若干用于阀芯(b)或者阀芯镶件组件套设的安装柱(54)和用于夹持阀芯(b)或者阀芯镶件组件的气夹爪一(55)，所述夹持架(51)的下侧设有若干用于夹持球阀组件的气夹爪二(56)。

3.根据权利要求1或2所述的机器人控制的光孔球阀装配机，其特征在于，装配机还包括芯杆旋转机构(10)，所述芯杆旋转机构(10)包括工作基台(101)、固定在工作基台(101)上的用于定位球阀组件的定位基座(102)以及滑动设置在工作基台(101)上且能够驱动球阀组件上的阀芯(b)转动的旋转轴(103)。

4.根据权利要求3所述的机器人控制的光孔球阀装配机，其特征在于，所述定位基座(102)一侧的工作基台(101)上滑动连接有能够向定位基座(102)移动的滑动座(104)，所述旋转轴(103)转动连接在滑动座(104)上，所述旋转轴(103)上固连有齿轮，所述滑动座(104)上滑动连接有与齿轮啮合连接的齿条(105)，所述滑动座(104)通过气缸一(106)驱动，所述齿条(105)通过气缸二(107)驱动。

5.根据权利要求1或2所述的机器人控制的光孔球阀装配机，其特征在于，所述上定位板(7)上穿设且固连有切刀(11)，所述切刀(11)向下穿出上定位板(7)。

6.根据权利要求1或2所述的机器人控制的光孔球阀装配机，其特征在于，所述工作台(1)上固定有上固定板(12)，所述上固定板(12)上固定有竖向导杆(13)和驱动气缸(14)，所述上定位板(7)滑动连接在竖向导杆(13)上并通过驱动气缸(14)驱动上下移动。

7.根据权利要求1或2所述的机器人控制的光孔球阀装配机，其特征在于，所述下定位座(6)前后两侧的工作台(1)上分别固定有前侧气缸(15)和后侧气缸(16)，其中一个镶件定位座(8)固定在前侧气缸(15)的活塞杆上，另一个镶件定位座(8)固定在后侧气缸(16)的活塞杆上。

8.根据权利要求1或2所述的机器人控制的光孔球阀装配机，其特征在于，所述下定位座(6)左右两侧的工作台(1)上分别固定有左侧气缸(17)和右侧气缸(18)，其中一个定位爪(9)固定在前侧气缸(15)的活塞杆上，另一个定位爪(9)固定在后侧气缸(16)的活塞杆上。

9.根据权利要求2所述的机器人控制的光孔球阀装配机，其特征在于，所述密封圈上料装置(2)包括设置在工作台(1)上的密封圈振动盘(2a)，所述密封圈振动盘(2a)的滑道出口处设有接料座(19)，所述接料座(19)内转动连接有转盘(20)，所述接料座(19)上固定有旋转电机(21)，所述转盘(20)通过旋转电机(21)驱动旋转，所述转盘(20)上设有若干沿周向均匀布置且用于容纳密封圈(a)的容纳腔(201)，容纳腔(201)的位置布置与定位座圈(52)的位置布置一一对应，所述接料座(19)上设有能够使容纳腔(201)与密封圈振动盘(2a)的滑道相通的接料口(191)。

10.根据权利要求1或2所述的机器人控制的光孔球阀装配机，其特征在于，所述阀芯上料装置(3)包括设置在工作台(1)上的阀芯振动盘(3a)，所述阀芯振动盘(3a)的滑道出口处设有接料托块(22)，所述接料托块(22)上设有用于容纳阀芯(b)的容纳槽(221)，所述容纳槽(221)的下方设有能够将阀芯(b)上顶的顶杆(23)。

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