CN203853776U - 用于阀体装配模块的旋转定位结构 - Google Patents

Abstract

一种用于阀体装配模块的旋转定位结构，其包括第三滑台气缸、旋转定位装置、第二升降气缸、第三升降气缸、第四平行气爪、第五平行气爪，第二升降气缸、第三升降气缸通过连接板固定在第三滑台气缸上，所述第二平行气爪通过光轴导轨及连接板固定在第二升降气缸上，所述第五平行气爪通过可调节装置固定在连接架上，所述连接架通过光轴导轨固定在第三升降气缸上，所述旋转定位装置包括旋转定位步进电机、支撑顶撑、第六平行气爪及对射传感器。通过阀体旋转定位结构及装配机械手的柔性化设计，可对不同定位位置要求，同一族内不同陶瓷阀体实现精确的定位及装夹上料，保证阀体准确、高效地装夹到自动装配机上。

Description

用于阀体装配模块的旋转定位结构

技术领域

本实用新型属于自动化装配机械领域，涉及一种阀芯柔性自动化装配设备，尤其是一种用于阀体装配模块的旋转定位结构。 

背景技术

目前国内各类机械产品的装配作业一般都是由手工完成。但是制造业的实践表明，手工装配生产在一般情况下存在一些明显缺陷：1)产品质量的重复性、一致性差。大批量生产条件下，人工装配中由于工人的情绪、环境影响、个人技能及体能的差异等因素，故不同工人、不同批次的产品质量特性可能会出现较大的差别，产品的质量特性分散范围将变大，难以达到较高的质量标准。2)产品的精度较低。人工装配产品的精度由于受到工人自身条件的限制，难以达到较高的精度水平，而且部分精度要求高的装配工作难以依靠人工完成。3)劳动生产率低。人工装配大多属于劳动力密集型，劳动生产率很大程度上取决于装配工人的技能水平和熟练程度，产品的装配时间在产品生产总工时中占有相当高的比例。据有关资料数据显示，一些典型产品的装配时间占生产总工时的53％左右，若全部的装配都是人工控制完成，则生产率将可能降低到40％左右。若随着装配自动化水平的提高，生产率可上升到85％-97％，但目前产品装配的平均自动化水平仅为10％－15％。4)装配成本较高。随着人工成本的增加，以手工为主的装配作业占产品生产总成本的比例不断增加，部分产品已到达35％-50％甚至以上。装配费用成为许多制造企业成本的最大组成部分之一。同时随着先进制造技术的不断发展与应用，特别是柔性制造***和计算机技术的发展，机械制造加 工自动化水平得到了大幅度的提高，很大程度上已领先于装配工艺与技术，两者形成了明显的反差，使得传统的手工装配工艺面临着严峻的挑战。 

据笔者调研发现，温台地区工业管道、水暖阀门类企业有300多家，产值超过200亿元，其中台州地区以水暖类陶瓷阀芯生产企业为主。以年产值达到1亿以上的一家企业为例，其阀芯零件的生产基本实现了自动化与半自动化制造，而80％甚至以上的企业生产工人来完成水暖阀芯的装配工作，装配劳工成本投入已占到产品总成本的30％以上；且人工装配效率与产品装配质量不能保证，装配难以跟上制造的快节拍；再加上近年来不断涌现的“招工荒”与我国进入中等收入国家后劳工成本的快速增长，缺乏相应高效的自动化柔性装配设备已成为制约企业提高产品产量、品质的重要瓶颈。 

本发明所形成的阀芯自动装配机，装配工作的对象主要为陶瓷阀芯。陶瓷阀芯是通过旋转阀杆来控制水流通断与流量的一种卫浴产品，其使用寿命长，密封性能优越，广泛应用于水龙头出水口处。其包括安装在水龙头内的阀体，阀体内插接有阀杆，阀杆下端通过消声片卡接在陶瓷动片上，陶瓷动片与陶瓷静片互相贴合，陶瓷静片固定安装在阀体内，下方还安装有压片和密封垫。陶瓷静片上开有两个相对的进水通孔，陶瓷动片与阀体上亦开有与进水通孔相对应的出水通孔。当旋转阀杆的时候，其下端的消声片带动陶瓷动片转动，使得动片上的出水通孔与静片上的进水通孔与阀体上的出水口相互贯通，从而实现水从转芯流出。 

发明内容

为了克服自动装配阀体过程中柔性程度较低、无法实现阀体高精度定位的不足，本实用新型提出了一种结构简单可靠、可实现精确定位上料的旋转定位结构。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是： 

一种用于阀体装配模块的旋转定位结构，其包括第三滑台气缸、旋转定位装置、第二升降气缸、第三升降气缸、第四平行气爪、第五平行气爪，所述第二升降气缸、第三升降气缸通过连接板固定在第三滑台气缸上，第二平行气爪通过光轴导轨及连接板固定在第二升降气缸上，所述第五平行气爪通过可调节装置固定在连接架上，所述连接架通过光轴导轨固定在第三升降气缸上，所述旋转定位装置包括旋转定位步进电机、支撑顶撑、第六平行气爪及对射传感器。 

进一步，在所述阀体旋转定位结构中，所述第三滑台气缸固定在支架上，所述第二升降气缸以及第三升降气缸通过连接板立式反向固定在所述第三滑台气缸上，所述第二升降气缸及第三升降气缸的底部通过螺钉固定有过渡连接板，在所第三滑台气缸的上方布置有第三线轨，所述第三线轨上可滑动套装有线轨滑块，在所述线轨滑块与第二升降气缸底板的过渡连接板之间，通过线轨滑块连接板进行连接，所述线轨滑块连接板上设置有腰形调节孔，所述第三线轨结构的设置，用于强化所述第二升降气缸及第三升降气缸上所固定步进运动过程中的刚度。所述第四平行气爪通过连接板固定在所述第二升降气缸上，在连接板与第二升降气缸底板的过渡连接板间设置有光轴导轨，所述第四平行气爪上安装有夹持块。所述第五平行气爪通过可调节装置固定在所述第三升降气缸上，在连接架与第三升降气缸底板上的过渡连接板间设置有光轴导轨。 

再进一步，所述阀体支撑承料板上设置的阀体待转位上的陶瓷阀体，经所述阀体旋转定位结构，先由阀体待转位转移到旋转定位装置上，完成精确定位后，被装配到自动装配机的大转盘夹具中。所述旋转定位装置包括旋转定位步进电机、支撑顶撑、第六平行气爪及对射传感器，所述旋转定位步进电机固定在支架上，所述支撑顶撑固定在所述旋转定位步进电机的输出轴上，所述第六平行气爪通过调节安装 板固定在支架上，所述调节安装板上设置有定半径腰形长孔，通过定半径腰形长孔的调节安装，可对不同角度的陶瓷阀体实现最终定位，所述第六平行气爪上安装有对中调整夹持块，所述夹持块的形状与陶瓷阀体上对称开设的耳窗形状相匹配，由对中夹持实现陶瓷阀体的精确角度定位。对射传感器控制旋转定位步进电机实现陶瓷阀体的大致粗定位，在第六平行气爪的夹持作用下，实现陶瓷阀体的终定位。 

优选的，所述第五平行气爪通过可调节装置固定在连接架上，所述第五平行气爪上固定有装配夹持块。所述可调节装置由第四线轨、L型安装块、压缩弹簧、调节挡板构成，所述第四线轨固定在连接架的下方，所述第五平行气爪通过L型安装块可移动连接在所述第四线轨上，在所述L型安装块安装第五平行气爪的相反侧，设置有一压缩弹簧，所述压缩弹簧一端支撑在弹簧支座上，另一端抵靠在L型安装块上，所述第五平行气爪在所述压缩弹簧作用下，始终抵靠在调节挡板上，所述调节挡板上设置有两个螺纹孔，所述螺纹孔上安装有调节顶丝，用于调节第五平行气爪的位置。 

本实用新型的有益效果主要表现在：本实用新型提出了一种用于阀体装配模块的旋转定位结构，通过阀体旋转定位结构的柔性化设计，可对不同定位位置要求，同一族内不同陶瓷阀体实现精确的定位及装夹上料，保证阀体准确、高效地装夹到自动装配机上。 

附图说明

图1是本实用新型用于自动装配机的阀体装配模块结构示意图 

图2是本实用新的阀体旋转定位结构结构示意图 

图3是本实用新型阀体装配模块的旋转定位装置结构示意图 

图4是本实用新型阀体旋转定位结构结构示意图(另一视图) 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。 

参考图1～图4，一种用于自动装配机的阀体装配模块，用于形成一种陶瓷阀芯柔性自动装配设备，该模块的作用主要是实现阀体上高效、高质量装配密封圈，同时实现陶瓷阀体4的精确定位，将阀体准确地装配到自动装配机大转盘的组合夹具中。该阀体装配模块由阀体入料结构1、间歇递料结构、阀体旋转定位结构3构成，所述阀体入料结构包括阀体震动盘、直线振动器、限位板、第一滑台气缸、第一升降气缸及第一平行气爪构成，所述间歇递料结构由阀体支撑承料板、第二滑台气缸、第一递料气缸、第二递料气缸及第二平行气爪、第三平行气爪构成，所述第二平行气爪、第三平行气爪上安装有V型夹持块。所述阀体支撑承料板上设置有阀体入料过渡位、密封圈装配位、阀体待转位。所述阀体入料结构中，直线振动器末端设置有限位板，限位板侧板安装有检测阀体震动到位的光电传感器，所述第一滑台气缸固定在支架上，所述第一升降气缸通过连接板固定在第一滑台气缸上，所述第一平行气爪通过连接板立式固定在第一升降气缸上，所述第一平行气爪上安装有夹持块；所述间歇递料结构中，所述第二滑台气缸固定在支架上，所述第一递料气缸、第二递料气缸通过连接板固定在所述第二滑台气缸上，所述第一递料气缸、第二递料气缸的输出轴实现机械联动，所述第二平行气爪卧式安装在第一递料气缸上，所述第三平行气爪卧式安装在第二递料气缸上，所述阀体支撑承料板上设置有阀体入料过渡位、密封圈装配位、阀体待转位，阀体入料过渡位、密封圈装配位、阀体待转位之间的相互距离相等。 

所述阀体装配模块还包括密封圈自动装配结构2，所述密封圈自动装配结构由主顶升气缸、摆盘气缸、摆动架、密封圈双层入料结构、密封圈撑圈结构及密封圈 套装结构构成，所述主顶升气缸固定在机架上，所述摆盘气缸固定在主顶升气缸上，所述摆动架固定在所述摆盘气缸的摆动座上，所述摆动架上左右对称布置有密封圈套装结构，当所述摆盘气缸180度往复摆动时，密封圈套装结构往复定位在密封圈撑圈结构及阀体支撑承料板的密封圈装配位正上方。 

所述阀体旋转定位结构包括第三滑台气缸3-1、旋转定位装置、第二升降气缸3-8、第三升降气缸3-6、第四平行气爪3-10、第五平行气爪3-19，所述第二升降气缸、第三升降气缸通过连接板固定在第三滑台气缸上，所述第二平行气爪通过光轴导轨及连接板固定在第二升降气缸上，所述第五平行气爪通过可调节装置固定在连接架上，所述连接架通过光轴导轨固定在第三升降气缸上，所述旋转定位装置包括旋转定位步进电机3-11、支撑顶撑3-12、第六平行气爪3-14及对射传感器。 

在所述阀体旋转定位结构中，所述第三滑台气缸固定在支架上，所述第二升降气缸以及第三升降气缸通过连接板立式反向固定在所述第三滑台气缸上，所述第二升降气缸及第三升降气缸的底部通过螺钉固定有过渡连接板3-4，在所第三滑台气缸的上方布置有第三线轨3-2，所述第三线轨上可滑动套装有线轨滑块3-3，在所述线轨滑块与第二升降气缸底板的过渡连接板之间，通过线轨滑块连接板3-5进行连接，所述线轨滑块连接板上设置有腰形调节孔，所述第三线轨结构的设置，用于强化所述第二升降气缸及第三升降气缸上所固定步进运动过程中的刚度。由于第三滑台气缸3-1上悬挂安装有两个夹持部件，重量较大，为了平衡夹持部件的重量，增强运行的刚度，故设置第三线轨。 

所述第四平行气爪3-10通过连接板固定在所述第二升降气缸3-8上，在连接板与第二升降气缸底板的过渡连接板3-4间设置有第一光轴导轨3-7，所述第四平行气爪上安装有夹持块。所述第五平行气爪通过可调节装置固定在所述第三升降气缸3-6 上，在连接架与第三升降气缸底板上的过渡连接板间设置有第二光轴导轨3-9。 

所述阀体支撑承料板上设置的阀体待转位上的陶瓷阀体，经所述阀体旋转定位结构，先由阀体待转位转移到旋转定位装置上，完成精确定位后，被装配到自动装配机的大转盘夹具中。所述旋转定位装置包括旋转定位步进电机3-11、支撑顶撑3-12、第六平行气爪3-14及对射传感器，所述旋转定位步进电机固定在支架上，所述支撑顶撑固定在所述旋转定位步进电机的输出轴上，所述第六平行气爪通过调节安装板3-15固定在支架上，所述调节安装板上设置有定半径腰形长孔3-16，通过定半径腰形长孔的调节安装，可对不同角度的陶瓷阀体实现最终定位，所述第六平行气爪上安装有对中调整夹持块3-13，所述夹持块的形状与陶瓷阀体上对称开设的耳窗形状相匹配，由对中夹持实现陶瓷阀体的精确角度定位。对射传感器控制旋转定位步进电机实现陶瓷阀体的大致粗定位，在第六平行气爪的夹持作用下，实现陶瓷阀体的终定位。所述调节安装板上设置有定半径腰形长孔3-16，可转角度调节第六平行气爪的安装角度，用于调节不同的定位角度。 

所述第五平行气爪3-19通过可调节装置固定在连接架上，所述第五平行气爪上固定有装配夹持块。所述可调节装置由第四线轨3-17、L型安装块3-18、压缩弹簧3-20、调节挡板构成，所述第四线轨固定在连接架的下方，所述第五平行气爪通过L型安装块可移动连接在所述第四线轨上，在所述L型安装块安装第五平行气爪的相反侧，设置有一压缩弹簧3-20，所述压缩弹簧一端支撑在弹簧支座3-21上，另一端抵靠在L型安装块上，所述第五平行气爪在所述压缩弹簧作用下，始终抵靠在调节挡板上，所述调节挡板上设置有两个螺纹孔3-22，所述螺纹孔上安装有调节顶丝，用于调节第五平行气爪的位置。在调节顶丝作用下，所述第五平行气爪3-19调节到所需的位置。 

Claims (4)

1.一种用于阀体装配模块的旋转定位结构，其包括第三滑台气缸、旋转定位装置、第二升降气缸、第三升降气缸、第四平行气爪、第五平行气爪，其特征在于，所述第二升降气缸、第三升降气缸通过连接板固定在第三滑台气缸上，第二平行气爪通过光轴导轨及连接板固定在第二升降气缸上，所述第五平行气爪通过可调节装置固定在连接架上，所述连接架通过光轴导轨固定在第三升降气缸上，所述旋转定位装置包括旋转定位步进电机、支撑顶撑、第六平行气爪及对射传感器。 

2.如权利要求1所述的用于阀体装配模块的旋转定位结构，其特征在于：在所述阀体旋转定位结构中，所述第三滑台气缸固定在支架上，所述第二升降气缸以及第三升降气缸通过连接板立式反向固定在所述第三滑台气缸上，所述第二升降气缸及第三升降气缸的底部通过螺钉固定有过渡连接板，在所第三滑台气缸的上方布置有第三线轨，所述第三线轨上可滑动套装有线轨滑块，在所述线轨滑块与第二升降气缸底板的过渡连接板之间，通过线轨滑块连接板进行连接，所述线轨滑块连接板上设置有腰形调节孔，所述第三线轨结构的设置，用于强化所述第二升降气缸及第三升降气缸上所固定步进运动过程中的刚度，所述第四平行气爪通过连接板固定在所述第二升降气缸上，在连接板与第二升降气缸底板的过渡连接板间设置有光轴导轨，所述第四平行气爪上安装有夹持块，所述第五平行气爪通过可调节装置固定在所述第三升降气缸上，在连接架与第三升降气缸底板上的过渡连接板间设置有光轴导轨。 

3.如权利要求1所述的用于阀体装配模块的旋转定位结构，其特征在于：所述阀体支撑承料板上设置的阀体待转位上的陶瓷阀体，经所述阀体旋转定位结构及装配机械手，先由阀体待转位转移到旋转定位装置上，完成精确定位后，被装配到自动装配机的大转盘夹具中；所述旋转定位装置包括旋转定位步进电机、支撑顶撑、 第六平行气爪及对射传感器，所述旋转定位步进电机固定在支架上，所述支撑顶撑固定在所述旋转定位步进电机的输出轴上，所述第六平行气爪通过调节安装板固定在支架上，所述调节安装板上设置有定半径腰形长孔，通过定半径腰形长孔的调节安装，可对不同角度的陶瓷阀体实现最终定位，所述第六平行气爪上安装有对中调整夹持块，所述夹持块的形状与陶瓷阀体上对称开设的耳窗形状相匹配，由对中夹持实现陶瓷阀体的精确角度定，对射传感器控制旋转定位步进电机实现陶瓷阀体的大致粗定位，在第六平行气爪的夹持作用下，实现陶瓷阀体的终定位。 

4.如权利要求1或2或3所述的用于阀体装配模块的旋转定位结构，其特征在于：所述第五平行气爪通过可调节装置固定在连接架上，所述第五平行气爪上固定有装配夹持块，所述可调节装置由第四线轨、L型安装块、压缩弹簧、调节挡板构成，所述第四线轨固定在连接架的下方，所述第五平行气爪通过L型安装块可移动连接在所述第四线轨上，在所述L型安装块安装第五平行气爪的相反侧，设置有一压缩弹簧，所述压缩弹簧一端支撑在弹簧支座上，另一端抵靠在L型安装块上，所述第五平行气爪在所述压缩弹簧作用下，始终抵靠在调节挡板上，所述调节挡板上设置有两个螺纹孔，所述螺纹孔上安装有调节顶丝，用于调节第五平行气爪的位置。