CN212095161U - 计量表自动装摇臂装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种计量表自动装摇臂装置，包括摇臂上料机构、摇臂升降机构、旋转压装机构和机芯组件，该机芯组件包括立轴，旋转压装机构包括摇臂压铆机构和旋转找角度机构，摇臂升降机构可带动旋转压装机构沿竖直方向进行直线运动；其中摇臂上料机构将待装配摇臂移动至目标位置，摇臂压铆机构拿取摇臂，摇臂升降机构带动旋转压装机构沿竖直方向进行直线运动至旋转找角度机构与立轴相对接，旋转找角度机构带动立轴旋转至指定角度，摇臂压铆机构将摇臂压铆固定于立轴上完成装配。本实用新型的计量表自动装摇臂装置能够在皮膜组件转动范围的中间位置准确地将摇臂压入机芯组件中，增大了计量表误差曲线的可调节余量，提高了计量表的计量精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种摇臂装配装置，尤其涉及一种计量表自动装摇臂装置。
背景技术
随着天然气在我国普通家庭的大面积普及，燃气计量表的需求量也随之大幅度增加。燃气计量表的工作原理是计量表内外腔体的气体压力差为动力推动膜片组件绕立轴往复运动，从而带动装配于立轴的摇臂传动机构运动并传递到计数装置。摇臂压装位置对燃气计量表计量误差曲线影响较大，因此，计量表摇臂的装配精度直接影响计量表的计量性能。目前常用的装配方法都采用半自动方式，在计量表膜片组件转动的死点位置将摇臂压入立轴。尤其是在摇臂压入后，计量表后期计量性能的调节改善余量较低，计量表的批量精度难以得到保证。
因而，亟需解决上述问题。
实用新型内容
实用新型目的：本实用新型的目的是提供一种自动化程度和装配精度高的计量表自动装摇臂装置，该计量表自动装摇臂装置能够在皮膜组件转动范围的中间位置准确地将摇臂压入机芯组件中，生产得到的燃气计量表机芯组件的误差曲线可调节性能好，且计量精度显著提高。
技术方案：为实现以上目的，本实用新型公开了一种计量表自动装摇臂装置，包括摇臂上料机构、摇臂升降机构、旋转压装机构和机芯组件，该机芯组件包括用于装配摇臂的立轴，旋转压装机构包括摇臂压铆机构和旋转找角度机构，摇臂升降机构可带动旋转压装机构沿竖直方向进行直线运动；其中摇臂上料机构将待装配摇臂移动至目标位置，摇臂压铆机构拿取摇臂，摇臂升降机构带动旋转压装机构沿竖直方向进行直线运动至旋转找角度机构与立轴相对接，旋转找角度机构带动立轴旋转至指定角度，摇臂压铆机构将摇臂压铆固定于立轴上完成装配。
其中，所述摇臂上料机构包括用于带动摇臂水平方向移动的摇臂移载机构和用于带动摇臂竖直方向移动的摇臂顶升机构，其中摇臂移载机构包括底板、分别位于底板两侧的第一直线导轨和移载气缸、与移载气缸固连可沿第一直线导轨移动的第一过渡板以及位于移载气缸两端的缓冲件，摇臂顶升机构包括顶升气缸、与第一过渡板固连用于安装顶升气缸的顶升气缸安装板以及与顶升气缸相连接并由顶升气缸驱动可竖直方向移动的摇臂定位板，该摇臂定位板上设置有用于准确定位摇臂的定位槽和定位孔。
优选的，所述摇臂升降机构包括机架、固定于机架上的升降气缸、位于升降气缸一端的限位环、固定于机架上且位于升降气缸两侧的第二直线导轨以及通过第一浮动接头与升降气缸的活塞杆相连接且可沿第二直线导轨移动的连接板，该连接板上安装有旋转压装机构，升降气缸通过第一浮动接头带动连接板上的旋转压装机构沿直线导轨进行竖直方向直线运动。
再者，所述摇臂压铆机构包括压铆机架、固定于压铆机架上的压铆气缸、通过第二浮动接头与压铆气缸相连接的浮动接头连接板、固定于压铆机架上的第一无油衬套、通过穿过第一无油衬套的导杆与浮动接头连接板相连接的压头安装板以及位于压头安装板上的摇臂压头和摇臂定位柱。
进一步，所述摇臂压头的末端设有用于摇臂定位的仿形槽口，摇臂压头的侧面设有利用负压吸附摇臂的负压进气口；所述摇臂定位柱的末端设有用于摇臂定位的定位孔，摇臂定位柱的侧面设有利用负压吸附摇臂的负压进气口。
优选的，所述压铆机架包括通过立柱自上而下依次串联设置的压铆气缸安装板、上板、下板和第二过渡板，上板和下板上方分别设置有夹紧立柱的夹抱块，压铆机架通过第二过渡板与摇臂升降机构相连接。
再者，所述旋转找角度机构包括2套高低错落布置的伺服电机、用于固定高处伺服电机的上电机安装板、用于固定低处伺服电机的下电机安装板、通过联轴器与伺服电机相连接的转轴、位于转轴末端的起子头、位于伺服电机两侧且分别固定于上电机安装板和下电机安装板的第二无油衬套以及穿过第二无油衬套用于连接电机安装板和下电机安装板的细导杆，其中细导杆上套设有弹簧，弹簧的一端抵接于第二无油衬套的端面，细导杆的一端与摇臂压铆机构相连接。
进一步，所述机芯组件还包括膜盒、计量壳、折板和皮膜组件，立轴的上端与摇臂相装配，立轴的下端与折板相连接，折板的尾部与皮膜组件相连接，膜盒和计量壳形成计量腔室；其中摇臂旋转通过立轴和折板传递到皮膜组件，带动皮膜组件在计量腔室中转动。
优选的，还包括位于摇臂升降机构正下方的用于精确定位待装机芯组件的机芯组件工装，该机芯组件工装包括工装底板、定位销、限位杆和限位柱。
本实用新型一种基于计量表自动装摇臂装置的装配方法，包括如下步骤：
(1)、摇臂自动上料：摇臂放置于摇臂上料机构的摇臂定位板上，移载气缸驱动摇臂定位板水平移载至指定位置；顶升气缸将摇臂定位板顶升至一定高度，使摇臂进入摇臂压铆机构的摇臂压头的仿形槽口中和摇臂定位柱的定位孔中，摇臂压头和摇臂定位柱侧面的负压进气口，利用负压吸附固定摇臂；
(2)起子头与立轴相对接：摇臂升降机构中的升降气缸通过连接板带动旋转压装机构下降一定高度，使旋转找角度机构的起子头与立轴相对接；
(3)、旋转找中间角度：待起子头与立轴相对接后，起子头带动立轴转动，从而带动皮膜组件分别到达计量腔室的左右死点，并记录到达左右死点时立轴所转动的角度值，再根据所记录的角度值计算出左右死点的中间位置角度后，旋转找角度机构再驱动立轴旋转至该中间位置角度；
(4)、压铆摇臂：待立轴旋转至计量腔室的中间位置后，摇臂压铆机构将摇臂压铆至立轴上，完成摇臂装配。
有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
(1)本实用新型中摇臂上料机构将待装配摇臂移动至目标位置，摇臂压铆机构拿取摇臂，摇臂升降机构带动旋转压装机构沿竖直方向进行直线运动至旋转找角度机构与立轴相对接，旋转找角度机构带动立轴旋转至指定角度，摇臂压铆机构将摇臂压铆固定于立轴上完成装配，实现了摇臂的全自动上料功能，节约了人力，上料节拍快且效率高；
(2)、本实用新型中的旋转压装机构采用具有高精度扭矩反馈功能的伺服电机，可以准确地捕捉皮膜组件转动的左右死点位置；采用仿形六角起子头，带动立轴旋转；起子头末端采用锥形结构，可大幅度减小起子头与立轴上端面六方槽口之间的转动间隙；伺服电机与转轴通过刚性联轴器直接连接，减少了整个尺寸链的累计误差；从而保证摇臂压入角度的准确性；
(3)本实用新型中旋转找角度机构与摇臂压铆机构采用带有弹簧的轴向浮动连接，在保证起子头进入立轴六角槽口深度的同时，又避免了起子头和立轴的刚性接触，能够有效减少工件间的磨损；
(4)本实用新型的计量表自动装摇臂装置自动化程度高、节拍快且可大幅度提高企业的产量；能够在皮膜组件转动范围的中间位置准确地将摇臂压入机芯组件中，增大了计量表误差曲线的可调节余量，从而提高了计量表的计量精度。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型中摇臂上料机构的结构示意图；
图3为本实用新型中摇臂移载机构的结构示意图；
图4为本实用新型中摇臂顶升机构的结构示意图；
图5为本实用新型中摇臂升降机构的结构示意图；
图6为本实用新型中旋转压装机构的结构示意图；
图7为本实用新型中摇臂压铆机构的结构示意图；
图8为本实用新型中压铆机架的结构示意图；
图9为本实用新型中旋转找角度机构的结构示意图；
图10为本实用新型中起子头的结构示意图；
图11为本实用新型中机芯组件工装的结构示意图；
图12为本实用新型中机芯组件的结构示意图。
图中有：
摇臂上料机构10、
摇臂移载机构110、
移载气缸111、第一直线导轨112、底板113、第一过渡板114、缓冲件115、
摇臂顶升机构120、
顶升气缸121、顶升气缸安装板122、摇臂定位板123、
摇臂升降机构20、
机架201、升降气缸202、第一浮动接头203、第二直线导轨204、限位环205、连接板206、
旋转压装机构30、
摇臂压铆机构310、
压铆气缸311、压铆机架312、第二浮动接头313、浮动接头连接板314、导杆315、第一无油衬套316、摇臂压头317、摇臂定位柱318、压头安装板319、
压铆气缸安装板3121、第二过渡板3122、上板3123、下板3124、立柱3125、夹抱块3126、
旋转找角度机构320、
伺服电机321、上电机安装板322、下电机安装板323、联轴器324、转轴325、起子头326、细导杆327、第二无油衬套328、弹簧329、
机芯组件工装40、
工装底板401、定位销402、限位杆403、限位柱404、
机芯组件50、
膜盒501、计量壳502、摇臂503、立轴504、折板505、皮膜组件506。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的技术方案作进一步说明。
如图1所示，本实用新型一种计量表自动装摇臂装置，包括摇臂上料机构10、摇臂升降机构20、旋转压装机构30、机芯组件工装40和机芯组件50，旋转压装机构30包括摇臂压铆机构310和旋转找角度机构320。摇臂上料机构10将待装配摇臂503移动至目标位置，摇臂压铆机构310拿取摇臂503，摇臂升降机构20带动旋转压装机构30沿竖直方向进行直线运动至旋转找角度机构320与立轴504相对接，旋转找角度机构320带动立轴504旋转至指定角度，摇臂压铆机构310将摇臂503压铆固定于立轴504上完成装配。
如图2所示，本实用新型的摇臂上料机构10包括摇臂移载机构110和摇臂顶升机构120，其中摇臂移载机构110用于带动摇臂水平方向移动，摇臂顶升机构120用于带动摇臂竖直方向移动。如图3所示，摇臂移载机构110包括移载气缸111、第一直线导轨112、底板113、第一过渡板114和缓冲件115，移载气缸111和第一直线导轨112安装在底板113两侧，第一过渡板114安装在移载气缸111上，移载气缸111驱动第一过渡板114沿第一直线导轨112运动，第一过渡板114上安装有摇臂顶升装置120；如图4所示，摇臂顶升装置120包括顶升气缸121、摇臂定位板123和顶升气缸安装板122，摇臂定位板123上设置有仿摇臂外形的定位槽和定位孔，用于准确定位摇臂；摇臂定位板123安装在顶升气缸121上，顶升气缸121将放置于摇臂定位板123上的摇臂顶升至一定高度，使摇臂能够准确进入摇臂压头317和摇臂定位柱318中。
如图5所示，摇臂升降机构20包括机架201、升降气缸202、第一浮动接头203、第二直线导轨204、限位环205和连接板206。升降气缸202安装于机架201上，升降气缸的活塞杆和连接板206之间通过第一浮动接头203连接；第二直线导轨204安装于机架201，设置于升降气缸202两侧，并与连接板206连接；连接板206上安装有旋转压装机构30，升降气缸202通过连接板206带动旋转压装机构30沿竖直方向进行直线运动；限位环205安装在升降气缸202上，用于调节升降气缸202的形成。
如图6和图7所示，摇臂压铆机构310包括压铆气缸311、压铆机架312、第二浮动接头313、浮动接头连接板314、导杆315、第一无油衬套316、摇臂压头317、摇臂定位柱318和压头安装板319；其中压铆气缸311安装于压铆机架312上，压铆气缸311通过第二浮动接头313与浮动接头连接板314连接；导杆315的上、下端面分别与浮动接头连接板314、压头安装板319固定，并穿过第一无油衬套316，第一无油衬套316安装在压铆机架312上；摇臂压头317末端设有仿形槽口对摇臂进行定位，侧面设有负压进气口，利用负压吸附摇臂的一端；摇臂定位柱318末端设有定位孔，侧面设有负压进气口，吸附摇臂的另一端；压铆气缸311活塞杆上还装有限位环，用于调节摇臂压铆深度。
如图8所示，压铆机架312包括压铆气缸安装板3121、第二过渡板3122、上板3123、下板3124、立柱3125和夹抱块3126；立柱3125的上、下端面分别与压铆气缸安装板3121、第二过渡板3122连接；上板3123和下板3124设置于压铆缸安装板3121和第二过渡板3122之间，并通过夹抱块3126与上板3123、下板3124连接；压铆机架312通过第二过渡板3122与摇臂升降机构20构的连接板206连接。
如图9和图10所示，旋转找角度机构320包括伺服电机321、上电机安装板322、下电机安装板323、联轴器324、转轴325、起子头326、细导杆327、第二无油衬套328和弹簧329。2套伺服电机321分别安装在各自对应的上电机安装板322和下电机安装板323上，伺服电机321通过联轴器324与转轴325连接，转轴325末端安装有起子头326；2套伺服电机321高低错落分布，电机输出轴间距与机芯组件50中2个立轴504间距相等；第二无油衬套328分别安装在上电机安装板322和下电机安装板323上，并设置于伺服电机321的两侧；细导杆327穿过无油衬套328，其两端与摇臂压铆机构310连接；弹簧329套入细导杆327，设置于无油衬套328的端面上；起子头323末端为锥形六角头，与立轴504上端面的六角槽口配合；起子头323带动立轴504转动，从而带动皮膜组件506分别到达计量腔室的左右死点，并将到达左右死点时立轴504所转动的角度值传输至控制系统，计算出左右死点中间位置角度后，旋转找角度机构320再驱动立轴504旋转至该角度；旋转压装机构30安装在摇臂升降机构20上，由摇臂升降机构20带动其下降至一定位置，使起子头能够进入立轴504上端面的六角槽口中；立轴504旋转至计量腔室中间位置后，摇臂压铆机构310将摇臂压铆至立轴504指定位置。旋转找角度机构中的起子头末端为锥形；伺服电机具备高精度扭矩反馈功能，通过设定反馈扭矩来检测膜片组件是否转动到死点位置，伺服电机高精度编码器记录左、右死点的角度值。
如图11所示，机芯组件工装40位于摇臂升降机构正下方的用于精确定位待装机芯组件，该机芯组件工装40包括工装底板401、定位销402、限位杆403和限位柱404。
如图12所示，机芯组件50包括膜盒501、计量壳502、摇臂503、立轴504、折板505和皮膜组件506，立轴504上端部与摇臂503连接，下端部与折板505连接，折板505尾部装有皮膜组件506；计量壳502和膜盒501形成计量腔室；摇臂503的旋转通过立轴504、折板505传递到皮膜组件506，带动皮膜组件506在计量腔室中转动；504立轴上端面设有一定深度的六角槽口。
本实用新型一种基于计量表自动装摇臂装置的装配方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)、摇臂自动上料：摇臂503放置于摇臂上料机构10的摇臂定位板123上，移载气缸111驱动摇臂定位板123水平移载至指定位置；顶升气缸121将摇臂定位板123顶升至一定高度，使摇臂503进入摇臂压铆机构310的摇臂压头317的仿形槽口中和摇臂定位柱318的定位孔中，摇臂压头317和摇臂定位柱318侧面的负压进气口，利用负压吸附固定摇臂503；
(2)起子头与立轴相对接：摇臂升降机构20中的升降气缸202通过连接板206带动旋转压装机构30下降一定高度，使旋转找角度机构320的起子头326与立轴504相对接，即使起子头326进入立轴504六角槽口；
(3)、旋转找中间角度：待起子头326与立轴504相对接后，即起子头326进入立轴504六角槽口后，起子头326带动立轴504转动，从而带动皮膜组件506分别到达计量腔室的左右死点，并记录到达左右死点时立轴504所转动的角度值，再根据所记录的角度值计算出左右死点的中间位置角度后，即可将到达左右死点时立轴504所转动的角度值传输至控制系统，由控制系统计算出左右死点中间位置角度后，旋转找角度机构320再驱动立轴504旋转至该中间位置角度；
(4)、压铆摇臂：待立轴504旋转至计量腔室的中间位置后，摇臂压铆机构310将摇臂503压铆至立轴504上，完成摇臂503装配。
Claims (9)
1.一种计量表自动装摇臂装置，其特征在于：包括摇臂上料机构(10)、摇臂升降机构(20)、旋转压装机构(30)和机芯组件(50)，该机芯组件(50)包括用于装配摇臂(503)的立轴(504)，旋转压装机构(30)包括摇臂压铆机构(310)和旋转找角度机构(320)，摇臂升降机构(20)可带动旋转压装机构(30)沿竖直方向进行直线运动；其中摇臂上料机构(10)将待装配摇臂(503)移动至目标位置，摇臂压铆机构(310)拿取摇臂(503)，摇臂升降机构(20)带动旋转压装机构(30)沿竖直方向进行直线运动至旋转找角度机构(320)与立轴(504)相对接，旋转找角度机构(320)带动立轴(504)旋转至指定角度，摇臂压铆机构(310)将摇臂(503)压铆固定于立轴(504)上完成装配。
2.根据权利要求1所述的计量表自动装摇臂装置，其特征在于：所述摇臂上料机构(10)包括用于带动摇臂沿水平方向移动的摇臂移载机构(110)和用于带动摇臂沿竖直方向移动的摇臂顶升机构(120)，其中摇臂移载机构(110)包括底板(113)、分别位于底板两侧的第一直线导轨(112)和移载气缸(111)、与移载气缸固连可沿第一直线导轨移动的第一过渡板(114)以及位于移载气缸两端的缓冲件(115)，摇臂顶升机构(120)包括顶升气缸(121)、与第一过渡板固连用于安装顶升气缸的顶升气缸安装板(122)以及与顶升气缸相连接并由顶升气缸驱动可沿竖直方向移动的摇臂定位板(123)，该摇臂定位板(123)上设置有用于准确定位摇臂的定位槽和定位孔。
3.根据权利要求1所述的计量表自动装摇臂装置，其特征在于：所述摇臂升降机构(20)包括机架(201)、固定于机架上的升降气缸(202)、位于升降气缸一端的限位环(205)、固定于机架上且位于升降气缸两侧的第二直线导轨(204)以及通过第一浮动接头(203)与升降气缸的活塞杆相连接且可沿第二直线导轨移动的连接板(206)，该连接板上安装有旋转压装机构(30)，升降气缸(202)通过第一浮动接头(203)带动连接板上的旋转压装机构(30)沿直线导轨进行竖直方向直线运动。
4.根据权利要求1所述的计量表自动装摇臂装置，其特征在于：所述摇臂压铆机构(310)包括压铆机架(312)、固定于压铆机架上的压铆气缸(311)、通过第二浮动接头(313)与压铆气缸相连接的浮动接头连接板(314)、固定于压铆机架上的第一无油衬套(316)、通过穿过第一无油衬套的导杆(315)与浮动接头连接板相连接的压头安装板(319)以及位于压头安装板上的摇臂压头(317)和摇臂定位柱(318)。
5.根据权利要求4所述的计量表自动装摇臂装置，其特征在于：所述摇臂压头(317) 的末端设有用于摇臂定位的仿形槽口，摇臂压头(317)的侧面设有利用负压吸附摇臂的负压进气口；所述摇臂定位柱(318)的末端设有用于摇臂定位的定位孔，摇臂定位柱(318)的侧面设有利用负压吸附摇臂的负压进气口。
6.根据权利要求4所述的计量表自动装摇臂装置，其特征在于：所述压铆机架(312)包括通过立柱(3125)自上而下依次串联设置的压铆气缸安装板(3121)、上板(3123)、下板(3124)和第二过渡板(3122)，上板(3123)和下板(3124)上方分别设置有夹紧立柱的夹抱块(3126)，压铆机架(312)通过第二过渡板(3122)与摇臂升降机构(20)相连接。
7.根据权利要求1所述的计量表自动装摇臂装置，其特征在于：所述旋转找角度机构(320)包括2套高低错落布置的伺服电机(321)、用于固定高处伺服电机的上电机安装板(322)、用于固定低处伺服电机的下电机安装板(323)、通过联轴器(324)与伺服电机相连接的转轴(325)、位于转轴末端的起子头(326)、位于伺服电机两侧且分别固定于上电机安装板和下电机安装板的第二无油衬套(328)以及穿过第二无油衬套用于连接上电机安装板和下电机安装板的细导杆(327)，其中细导杆(327)上套设有弹簧(329)，弹簧(329)的一端抵接于第二无油衬套(328)的端面，细导杆的一端与摇臂压铆机构(310)相连接。
8.根据权利要求1所述的计量表自动装摇臂装置，其特征在于：所述机芯组件(50)还包括膜盒(501)、计量壳(502)、折板(505)和皮膜组件(506)，立轴(504)的上端与摇臂(503)相装配，立轴(504)的下端与折板(505)相连接，折板(505)的尾部与皮膜组件(506)相连接，膜盒(501)和计量壳(502)形成计量腔室；其中摇臂(503)旋转通过立轴(504)和折板(505)传递到皮膜组件(506)，带动皮膜组件(506)在计量腔室中转动。
9.根据权利要求1所述的计量表自动装摇臂装置，其特征在于：还包括位于摇臂升降机构正下方的用于精确定位待装机芯组件的机芯组件工装(40)，该机芯组件工装(40)包括工装底板(401)、定位销(402)、限位杆(403)和限位柱(404)。
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