CN103753212B - 一种多工位回转式球阀装配机主机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多工位回转式球阀装配机主机，包括圆形工作台、传动装置和驱动装置，圆形工作台上沿圆周等分设置十二套定位夹具，圆形工作台外侧周围对应定位夹具位置依次设置有阀体特氟龙密封座装配装置，阀体特氟龙密封座压装装置，阀体装配阀杆装置，阀杆定位及阀体中孔压帽锁紧装置，阀体安装阀球装置，阀球压装装置，阀盖点胶及阀盖与阀体预拧紧装置，阀盖上扭力装置，成品下料装置。通过这种结构，与副机配套，只需一名作业员即可完成球阀的装配，提高球阀装配效率，同时降低次品率。

Description

一种多工位回转式球阀装配机主机
技术领域
本发明涉及一种多工位装配设备，特别涉及一种多工位回转式球阀装配机主机。
背景技术
目前，大多数球阀生产企业都是采用传统的流水线作业来完成低压球阀的组装，每道工序都需要一名作业员去操作，整个球阀的组装过程大约需要10名作业员才能完成，并且对操作员也有一定的技能要求。在装配过程中，还可能人为因素会导致球阀配件的错装，漏装等原因使产品不合格，因此传统的流水线作业组装球阀需求的人员较多且品质得不到保证。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种多工位回转式球阀装配机主机，与副机配套，只需一名作业员即可完成球阀的装配，提高球阀装配效率，同时降低次品率。
为解决上述技术问题，本发明提供的多工位回转式球阀装配机主机，包括圆形工作台、传动装置和驱动装置，圆形工作台上沿圆周等分设置十二套定位夹具；圆形工作台外侧周围对应定位夹具位置依次设置有阀体特氟龙密封座装配装置，阀体特氟龙密封座压装装置，阀体装配阀杆装置，阀杆定位及阀体中孔压帽锁紧装置，阀体安装阀球装置，阀球压装装置，阀盖点胶及阀盖与阀体预拧紧装置，阀盖上扭力装置，成品下料装置；所述圆形工作台和传动装置同心安装于底座上，传动装置为12等分的凸轮间歇分割器，驱动装置为安装于底座上的蜗杆蜗轮减速电机组合体，驱动装置驱动传动装置旋转而带动圆形工作台以每次30°的角度间歇地逆时针旋转。
优选地，所述圆形工作台上每套定位夹具包括阀体定位夹具、阀盖定位夹具和阀球定位夹具。
优选地，所述阀体特氟龙密封座装配装置包括特氟龙密封座螺旋振动上料器和位于特氟龙密封座螺旋振动上料器输送通道末端的特氟龙密封座装配组立机械手。
优选地，所述阀体特氟龙密封座装配装置对应的前一套定位夹具上设置有带光电感应传感器的零件检测装置。
优选地，所述阀体特氟龙密封座压装装置和阀球压装装置由复动式汽缸构成，复动式汽缸前端安装有压头。
优选地，所述阀体装配阀杆装置包括阀杆螺旋振动上料器，阀杆定位装置，阀杆旋转装置和阀杆装配组立机械手，阀杆定位装置位于阀杆螺旋振动上料器输送通道末端，阀杆旋转装置位于阀杆定位装置末端，阀杆装配组立机械手位于阀杆旋转装置上方，其中阀杆定位装置上设有传感器，阀杆装配组立机械手上设有共轨曲面导向结构。
优选地，所述阀杆定位及阀体中孔压帽锁紧装置由阀杆定位夹具和伺服扭力锁紧装置构成。
优选地，所述阀体安装阀球装置包括阀球安装组立机械手和位于阀球安装组立机械手上的真空吸盘***。
优选地，所述阀盖点胶及阀盖与阀体预拧紧装置包括预拧紧组立机械手和点胶***，预拧紧组立机械手上连接有伺服旋转装置。其中点胶***包括储胶桶，供胶管道，点胶阀，控制阀和调压阀，点胶阀通过供胶管道与储胶桶相连，点胶阀上连有控制阀，调压阀通过管道与储胶桶相连。
优选地，所述阀盖上扭力装置由伺服拧紧装置构成，伺服拧紧装置上设有动态扭矩传感器。
优选地，所述成品下料装置由成品下料组立机械手构成。
优选地，所述成品下料装置对应的后一套定位夹具的圆形工作台旁边设有传输带。
上述装置中的组立机械手由横向滑台和纵向滑台组成，横向滑台是由直线导轨，横向滑台底板，横向滑台移动板以及两端的定位挡板构成，右侧定位挡板上安装有横向移动汽缸；纵向滑台固定在横向滑台移动板上，由直线导轨，纵向滑台底板，纵向滑台移动板和驱动汽缸安装座构成，纵向滑台底板与横向滑台移动板共用，驱动汽缸安装座安装在横向滑台移动板上，驱动汽缸安装座上安装有纵向移动汽缸，纵向滑台移动板上安装有气动夹爪。
上述装置中的螺旋振动上料器由控制器，电磁铁，3组弹簧片，上下基座和面盘组成，电磁铁安装于上基座上，上下基座通过弹簧片相连接，面盘通过螺栓与上基座相连，控制器通过控制电磁铁电压或频率大小，使电磁铁产生振动。
本发明的有益效果在于：
1、需要的作业员少，由原来的10个人减至1个人，节约了人力成本，提高了装配效率；
2、配件的错装，漏装减少，降低次品率。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为多工位回转式球阀装配机主机的结构示意图。
图2为阀体装配阀杆装置的结构示意图。
图3为阀盖点胶及阀盖与阀体预拧紧装置中点胶***的结构示意图。
图4为组立机械手的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，多工位回转式球阀装配机主机，包括圆形工作台1、传动装置2和驱动装置，圆形工作台1上沿圆周等分设置十二套定位夹具3；圆形工作台1外侧周围对应定位夹具位置3依次设置有阀体特氟龙密封座装配装置4，阀体特氟龙密封座压装装置5，阀体装配阀杆装置6，阀杆定位及阀体中孔压帽锁紧装置7，阀体安装阀球装置8，阀球压装装置9，阀盖点胶及阀盖与阀体预拧紧装置10，阀盖上扭力装置11，成品下料装置12；所述圆形工作台1和传动装置2同心安装于底座上，传动装置为12等分的凸轮间歇分割器，驱动装置为安装于底座上的蜗杆蜗轮减速电机组合体，驱动装置驱动传动装置2旋转而带动圆形工作台以每次30°的角度间歇地逆时针旋转。
所述圆形工作台1上每套定位夹具3包括阀体定位夹具301、阀盖定位夹具302和阀球定位夹具303。
所述阀体特氟龙密封座装配装置4包括特氟龙密封座螺旋振动上料器401和位于特氟龙密封座螺旋振动上料器401输送通道末端的特氟龙密封座装配组立机械手402。
所述阀体特氟龙密封座装配装置5对应的前一套定位夹具3上设置有带光电感应传感器的零件检测装置。
所述阀体特氟龙密封座压装装置5和阀球压装装置9由复动式汽缸501构成，复动式汽缸501前端安装有压头。
如图1、图2所示，所述阀体装配阀杆装置6包括阀杆螺旋振动上料器601，阀杆定位装置602，阀杆旋转装置603和阀杆装配组立机械手604，阀杆定位装置602位于阀杆螺旋振动上料器601输送通道末端，阀杆旋转装置603位于阀杆定位装置602末端，阀杆装配组立机械手604位于阀杆旋转装置603上方，其中阀杆定位装置602上设有传感器，阀杆装配组立机械手604上设有共轨曲面导向结构605。
所述阀杆定位及阀体中孔压帽锁紧装置7由阀杆定位夹具701和伺服扭力锁紧装置702构成。
所述阀体安装阀球装置8包括阀球安装组立机械手801和位于阀球安装组立机械手801上的真空吸盘***802。
所述阀盖点胶及阀盖与阀体预拧紧装置10包括预拧紧组立机械手1001和点胶***1002，预拧紧组立机械手上连接有伺服旋转装置。如图3所示，其中点胶***1002包括储胶桶1003，供胶管道1004，点胶阀1005，控制阀1006和调压阀1007，点胶阀通过供胶管道1004与储胶桶1003相连，点胶阀1005上连有控制阀1006，调压阀1007通过管道与储胶桶1003相连。
所述阀盖上扭力装置11由伺服拧紧装置1101构成，伺服拧紧装置1101上设有动态扭矩传感器。
所述成品下料装置12由成品下料组立机械手1201构成。
所述成品下料装置12对应的后一套定位夹具3的圆形工作台1旁边设有传输带13。
如图4所示，上述装置中的组立机械手固定于圆形工作台旁的立柱上14，由横向滑台15和纵向滑台16组成，横向滑台15是由直线导轨1501，横向滑台底板1502，横向滑台移动板1503以及两端的定位挡板1504构成，右侧定位挡板上1504安装有横向移动汽缸1505；纵向滑台16固定在横向滑台移动板1503上，由直线导轨1601，纵向滑台底板1602，纵向滑台移动板1603和驱动汽缸安装座1604构成，纵向滑台底板1602与横向滑台移动板1503共用，驱动汽缸安装座1604安装在横向滑台移动板1503上，驱动汽缸安装座1604上安装有纵向移动汽缸1605，纵向滑台移动板上1603安装有气动夹爪1606，用于夹持料件。
上述装置中的螺旋振动上料器由控制器，电磁铁，3组弹簧片，上下基座和面盘组成，电磁铁安装于上基座上，上下基座通过弹簧片相连接，面盘通过螺栓与上基座相连，控制器通过控制电磁铁电压或频率大小，使电磁铁产生振动。
为便于理解，将定位夹具和其外侧周围对应位置的装置统称为一个工位，并将这些工位进行编号，工位顺序如下：工位一为手动上料工位，工位二为零件检测工位，工位三为阀体特氟龙密封座装配工位，工位四为阀体特氟龙密封座压装工位，工位五为阀体装配阀杆工位，工位六为阀杆定位及阀体中孔压帽锁紧工位，工位七为阀体安装阀球工位，工位八为阀球压装工位，工位九为阀盖点胶及阀盖与阀体预拧紧工位，工位十为阀盖上扭力工位，工位十一为成品下料工位，工位十二为备用工位。
球阀装配时，各步骤如下：
(1)在工位一处进行手动上料，将阀体、阀盖和阀球手动放置于圆形工作台1对应的定位夹具3上。其中，阀体、阀盖为球阀装配机副机完成部分装配工作后，通过传输带13输送至备用工位十二的圆形工作台1旁。
(2)驱动装置驱动传动装置2旋转而带动圆形工作台1逆时针旋转30°至工位二零件检测工位处，通过光电感应传感器检测判定，光电传感器输出有或无的开关量信号给PLC控制器，PLC控制器根据接收到的信号判定后，输出信号控制设备继续执行或报警输出。通过该工位，确认阀体、阀盖和阀球是否有漏装、错装现象，防止因漏装或错装造成下道工序的不良或故障，保障装配过程的顺利进行。
(3)驱动装置驱动传动装置2旋转而带动圆形工作台1逆时针旋转30°至工位三阀体特氟龙密封座装配工位处，阀体特氟龙密封座装配装置4的特氟龙密封座螺旋振动上料器401把特氟龙密封座规则有序的输送到特氟龙密封座装配组立机械手402的固定取料处，由特氟龙密封座装配组立机械手402上的气动夹爪1606夹持特氟龙密封座的内孔，将特氟龙密封座装配至阀体中。在该过程中，采用气动夹爪1606行程控制的方式判定特氟龙密封座有无，保证特氟龙密封座不漏装。
(4)驱动装置驱动传动装置2旋转而带动圆形工作台1逆时针旋转30°至工位四阀体特氟龙密封座压装工位处，阀体特氟龙密封座压装装置5的复动式汽缸501移动至下止点时将特氟龙密封座压装到阀体对应的孔位中，防止特氟龙密封座未正确放置而产生不良品。
(5)驱动装置驱动传动装置2旋转而带动圆形工作台1逆时针旋转30°至工位五阀体装配阀杆工位处，阀体装配阀杆装置6的阀杆螺旋振动上料器601把阀杆规则有序的输送到阀杆定位装置602处，传感器检测到阀杆后，阀杆旋转装置603将垂直状态的阀杆旋转90度至水平状态，阀杆装配组立机械手604上的气动夹爪1606夹持住阀杆的大端扁方处，沿共轨曲面导向结构605倾斜一定角度后，纵向移动汽缸1605驱动阀杆装配组立机械手604移动至阀体的中心孔上方，下行至下止点，使阀杆前端伸入阀体的中心孔位，气动夹爪1606沿共轨曲面导向结构605反向移动共轨曲面的最左端，同时横向移动汽缸1505驱动阀杆装配组立机械手604向右横向移动，使阀杆装入阀体的中心孔内。然后释放气动夹爪1606，纵向移动汽缸1605驱动阀杆装配组立机械手604上行至最高点，复位到初始位置，重复下一个循环。
(6)驱动装置驱动传动装置2旋转而带动圆形工作台1逆时针旋转30°至工位六阀杆定位及阀体中孔压帽锁紧工位处，复动式气缸驱动阀杆定位及阀体中孔压帽锁紧装置7的阀杆定位夹具701，使阀杆定位夹具701的导向槽与阀杆扁方密贴配合后，伺服扭力锁紧装置702移动至压帽处旋转压帽，锁紧至规定的扭矩值。
(7)驱动装置驱动传动装置2旋转而带动圆形工作台1逆时针旋转30°至工位七阀体安装阀球工位处，阀体安装阀球装置8的阀球安装组立机械手801移动至阀球定位夹具处303，其上的真空吸盘***802采用真空吸取的方式抓取阀球，将阀球吸上，然后阀球安装组立机械手801移至阀体上方，然后下行滑台，将真空吸盘上的阀球装入阀体内。
(8)驱动装置驱动传动装置2旋转而带动圆形工作台1逆时针旋转30°至工位八阀球压装工位处，阀球压装装置9的复动式汽缸501移动至下止点时将阀体中的阀球压装，使阀球与阀体下端的特氟龙密封座密贴。
(9)驱动装置驱动传动装置2旋转而带动圆形工作台1逆时针旋转30°至九阀盖点胶及阀盖与阀体预拧紧工位处，阀体预拧紧装置10的预拧紧组立机械手1001的气动夹爪1606将阀盖夹持，上升至上止点后，其上的伺服旋转装置将阀盖旋转，与此同时，点胶***1002的点胶阀1005前行与阀盖的外螺纹接触，阀盖一边旋转，点胶阀1005就一边均匀的在阀盖的外螺纹表面涂布螺纹胶水，当旋转180度后，停止涂胶，点胶阀1005返回原点位置，预拧紧组立机械手1001移动到阀体的上方，纵向移动汽缸1605驱动纵向滑台16使阀盖和阀体接触，伺服旋转装置顺时针旋转，将阀盖与阀体预拧紧。
(10)驱动装置驱动传动装置2旋转而带动圆形工作台1逆时针旋转30°至工位十阀盖上扭力工位处，通过阀盖上扭力装置11中伺服拧紧装置1101上的动态扭矩传感器实时跟踪螺纹拧紧过程的扭矩值的变化，来控制驱动电机的转速，保证扭矩值得恒定和重复精度。
(11)驱动装置驱动传动装置2旋转而带动圆形工作台1逆时针旋转30°至工位十一处，成品下料组立机械手1201上的气动夹爪1606抓取装配完成的球阀放入下料槽内。
上述说明是示例性的而非限制性的。通过上述说明本领域技术人员可以意识到本发明的许多种改变和变形，其也将落在本发明的实质和范围之内。

Claims (15)

1.一种多工位回转式球阀装配机主机，包括圆形工作台、传动装置和驱动装置，其特征在于：圆形工作台上沿圆周等分设置十二套定位夹具；圆形工作台外侧周围对应定位夹具位置依次设置有阀体特氟龙密封座装配装置，阀体特氟龙密封座压装装置，阀体装配阀杆装置，阀杆定位及阀体中孔压帽锁紧装置，阀体安装阀球装置，阀球压装装置，阀盖点胶及阀盖与阀体预拧紧装置，阀盖上扭力装置，成品下料装置；所述圆形工作台和传动装置同心安装于底座上，传动装置为12等分的凸轮间歇分割器，驱动装置为安装于底座上的蜗杆蜗轮减速电机组合体，驱动装置驱动传动装置旋转而带动圆形工作台以每次30°的角度间歇地逆时针旋转。
2.根据权利要求1所述的多工位回转式球阀装配机主机，其特征在于：所述圆形工作台上每套定位夹具包括阀体定位夹具、阀盖定位夹具和阀球定位夹具。
3.根据权利要求1所述的多工位回转式球阀装配机主机，其特征在于：所述阀体特氟龙密封座装配装置包括特氟龙密封座螺旋振动上料器和位于特氟龙密封座螺旋振动上料器输送通道末端的特氟龙密封座装配组立机械手。
4.根据权利要求1或3所述的多工位回转式球阀装配机主机，其特征在于：所述阀体特氟龙密封座装配装置对应的前一套定位夹具上设置有带光电感应传感器的零件检测装置。
5.根据权利要求1所述的多工位回转式球阀装配机主机：所述阀体特氟龙密封座压装装置和阀球压装装置由复动式汽缸构成，复动式汽缸前端安装有压头。
6.根据权利要求1所述的多工位回转式球阀装配机主机，其特征在于：所述阀体装配阀杆装置包括阀杆螺旋振动上料器，阀杆定位装置，阀杆旋转装置和阀杆装配组立机械手，阀杆定位装置位于阀杆螺旋振动上料器输送通道末端，阀杆旋转装置位于阀杆定位装置末端，阀杆装配组立机械手位于阀杆旋转装置上方，其中阀杆定位装置上设有传感器，阀杆装配组立机械手上设有共轨曲面导向结构。
7.根据权利要求1所述的多工位回转式球阀装配机主机，其特征在于：所述阀杆定位及阀体中孔压帽锁紧装置由阀杆定位夹具和伺服扭力锁紧装置构成。
8.根据权利要求1所述的多工位回转式球阀装配机主机，其特征在于：所述阀体安装阀球装置包括阀球安装组立机械手和位于阀球安装组立机械手上的真空吸盘***。
9.根据权利要求1所述的多工位回转式球阀装配机主机，其特征在于：所述阀盖点胶及阀盖与阀体预拧紧装置包括预拧紧组立机械手和点胶***，预拧紧组立机械手上连接有伺服旋转装置。
10.根据权利要求9所述的多工位回转式球阀装配机主机，其特征在于：所述点胶***包括储胶桶，供胶管道，点胶阀，控制阀和调压阀，点胶阀通过供胶管道与储胶桶相连，点胶阀上连有控制阀，调压阀通过管道与储胶桶相连。
11.根据权利要求1所述的多工位回转式球阀装配机主机，其特征在于：所述阀盖上扭力装置由伺服拧紧装置构成，伺服拧紧装置上设有动态扭矩传感器。
12.根据权利要求1所述的多工位回转式球阀装配机主机，其特征在于：所述成品下料装置由成品下料组立机械手构成。
13.根据权利要求1所述的多工位回转式球阀装配机主机，其特征在于：所述成品下料装置对应的后一套定位夹具的圆形工作台旁边设有传输带。
14.根据权利要求3、6、8、9、12中任意一项所述的多工位回转式球阀装配机主机，其特征在于：所述组立机械手由横向滑台和纵向滑台组成，横向滑台是由直线导轨，横向滑台底板，横向滑台移动板以及两端的定位挡板构成，右侧定位挡板上安装有横向移动汽缸；纵向滑台固定在横向滑台移动板上，由直线导轨，纵向滑台底板，纵向滑台移动板和驱动汽缸安装座构成，纵向滑台底板与横向滑台移动板共用，驱动汽缸安装座安装在横向滑台移动板上，驱动汽缸安装座上安装有纵向移动汽缸，纵向滑台移动板上安装有气动夹爪。
15.根据权利要求3、6中任意一项所述的多工位回转式球阀装配机主机，其特征在于：所述螺旋振动上料器由控制器，电磁铁，3组弹簧片，上下基座和面盘组成，电磁铁安装于上基座上，上下基座通过弹簧片相连接，面盘通过螺栓与上基座相连，控制器通过控制电磁铁的电压或频率大小，使电磁铁产生振动。
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