用于阀体装配模块的密封圈自动装配结构的制作方法
【专利摘要】一种用于阀体装配模块的密封圈自动装配结构，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。本实用新型提出了一种实现陶瓷阀体快速套装密封圈的密封圈自动装配结构。
【专利说明】用于阀体装配模块的密封圈自动装配结构
【技术领域】
[0001]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，尤其是一种密封圈自动化装配模块。
【背景技术】
[0002]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力口，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，特别是柔性制造系统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。
[0003]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I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。
[0004]本实用新型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】
[0005]为了克服传统人工阀体装配密封圈效率低下、装配质量不稳定，的不足，本实用新型提出了一种结构简单可靠、密封圈装配效率较高的密封圈自动装配结构。
[0006]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0007]一种用于阀体装配模块的密封圈自动装配模块，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。
[0008]进一步，所述密封圈自动装配结构中，所述摆动架固定在所述摆盘气缸的摆动座上，所述摆动架为“工”字型支架，由摆动座连接板、底板、顶板、立柱撑板构成，通过螺栓连接可调节固定在一起，所述密封圈套装结构对称布置在“工”字型支架两侧，所述密封圈套装结构由拨料气缸、拨料套环、套环加强扣、撑圈套筒及套筒连接板构成，所述撑圈套筒为中空环状连接，所述撑圈套筒固定在套筒连接板上，所述套筒连接板通过螺钉固定在底板的侧面，所述撑圈套筒中心孔的大小略大于陶瓷阀体外径的大小，所述撑圈套筒上均布开有四条“一字”缺口，所述拨料气缸固定在顶板上，所述拨料气缸的输出轴固定有拨料套环，所述拨料套环为薄壁环状结构件，所述拨料套环的内径大于所述撑圈套筒的外径，二者间歇配合，所述拨料套环可在撑圈套筒上滑动，所述拨料套环上开有两条“一字”缺口，用于套筒连接板的让位，所述拨料套环的下端用套环加强扣进行强化固定。所述摆盘气缸往复180°摆动到位时，所述密封圈套装结构正下方始终对应着密封圈撑圈结构及阀体支撑承料板的密封圈装配位。
[0009]再进一步，所述密封圈撑圈结构为一组连杆机构，由撑圈气缸、撑圈支架、连接导柱、撑圈拨板、连杆板件及撑圈气缸连接块构成，所述撑圈气缸立式固定在底架上并上下往复运动，所述撑圈支架通过4根连接导柱固定在底架上，所述撑圈支架中心设置有通孔，通孔直径大于上述撑圈套筒的外径，所述四件撑圈拨板的中心位置通过销轴铰链可转动安装在所述撑圈支架四周，呈90°均布对称布置，所述撑圈拨板一端设计为密封圈拉钩结构，所述撑圈拨板另一端与连杆板件的一端铰链连接，所述连杆板件的另一端与所述撑圈气缸连接块铰链连接，所述撑圈气缸连接块固定在撑圈气缸的输出轴上，在所述撑圈气缸的上下作用下，四件撑圈拨板会在连杆作用下张开、收合。所述撑圈拨板的厚度小于上述撑圈套筒上的“一字”缺口。
[0010]作为优选的一种方案:所述密封圈双层入料结构由密封圈震动盘、直线振动器、密封圈间歇供料结构及双层上料结构构成，所述密封圈间歇供料结构由间歇供料气缸、密封圈拨料板构成，所述密封圈拨料板在间歇供料气缸作用下引着直线振动器供料方向的垂直方向往复运动，所述密封圈拨料板设置在第二推料板上方，所述密封圈拨料板上开有“U”型拨料口，在间歇供料气缸非供料状态下，“U”型拨料口正对着直线振动器的末端出口，所述密封圈拨板板上安装有封板，所述双层上料结构由第一推料气缸、第二推料气缸、第一线轨、第二线轨、第一推料板、第二推料板构成，所述第一推料板在所述第一推料气缸带动下，可引着第一线轨往复运动，所述第二推料板通过所述第二线轨固定在所述第一推料板的正上方，所述第二推料气缸固定安装在所述第一推料板上并驱动所述第二推料板前后往复运动。
[0011]进一步，所述第二推料板通过第二线轨可移动固定在所述第一推料板的正上方，所述第二推料板刚好与所述第一推料板上表面接触，所述第二推料板前端设置有圆形落料孔，所述第一推料板前端设置有圆形落料孔。
[0012]作为优选的另一种方案:密封圈自动装配结构的控制系统由PLC实现，控制逻辑如下:主顶升气缸分顶升位与下沉位，主顶升气缸在顶升位时，摆盘气缸180度往复摆动，在摆动过程中，密封圈双层入料结构将密封圈供给到密封圈撑圈结构上，密封圈撑圈结构在撑圈气缸向下运动时，密封圈在撑圈拨板作用下撑开；摆盘气缸摆动到位后，主顶升气缸下沉，在密封圈撑圈结构侧的撑圈套筒进入撑圈支架内，而另一端的撑圈套筒套入到陶瓷阀体上，密封圈撑圈结构的撑圈气缸向上运动，将密封圈套装在撑圈套筒上，与此同时，另一侧拨料气缸向下运动，将密封圈拨送到陶瓷阀体上之后迅速上台；主顶升气缸继续顶升，依次摆盘旗杆摆动，依次往复。
[0013]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密封圈自动装配结构，能实现密封圈高质量、高效率的装配。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]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
[0015]图2是本实用新型用于阀体装配模块的密封圈自动装配结构示意图
[0016]图3是本实用新型密封圈双层入料结构及撑圈结构示意图
[0017]图4是本实用新型密封圈装配结构的密封圈撑圈结构示意图
[0018]图5是本实用新型密封圈装配结构的摆动架及密封圈套圈结构示意图
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
[0020]参考图1?图5，一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、阀体旋转定位结构及装配机械手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。
[0021]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2-1、摆盘气缸2-2、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2-1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。
[0022]所述密封圈自动装配结构中，所述摆动架固定在所述摆盘气缸的摆动座上，所述摆动架为“工”字型支架，由摆动座连接板2-17、底板2-18、顶板2-20、立柱撑板2_19构成，通过螺栓连接可调节固定在一起，所述底板2-18的两侧开有让位槽，用于固定安装密封圈套装结构。所述密封圈套装结构对称布置在“工”字型支架两侧，所述密封圈套装结构由拨料气缸2-24、拨料套环2-25、套环加强扣2-26、撑圈套筒2_21及套筒连接板2_22构成，所述撑圈套筒2-21为中空环状连接，所述撑圈套筒固定在套筒连接板2-22上，所述套筒连接板通过螺钉固定在底板的侧面，所述撑圈套筒中心孔的大小略大于陶瓷阀体外径的大小，所述撑圈套筒上均布开有四条“一字”缺口 2-23，所述拨料气缸2-24固定在顶板上，所述拨料气缸的输出轴固定有拨料套环2-25，所述拨料套环为薄壁环状结构件，所述拨料套环的内径大于所述撑圈套筒的外径，二者间歇配合，间歇量为0.05左右，所述拨料套环可在撑圈套筒上滑动，所述拨料套环上开有两条“一字”缺口，用于套筒连接板的让位，所述拨料套环的下端用套环加强扣2-26进行强化固定。所述摆盘气缸往复180°摆动到位时，所述密封圈套装结构正下方始终对应着密封圈撑圈结构及阀体支撑承料板的密封圈装配位。所述密封圈套装结构的结构设计，出于装配的需要，装配顺序如下:将撑圈套筒通过套筒连接板固定在底板的侧边，将拨料套环从上面装入到撑圈套筒里，用套环加强扣2-26进行固定，强化整体刚度。
[0023]所述密封圈撑圈结构为一组连杆机构，由撑圈气缸2-11、撑圈支架2-12、连接导柱2-13、撑圈拨板2-14、连杆板件2-15及撑圈气缸连接块2_16构成，所述撑圈气缸立式固定在底架上并上下往复运动，所述撑圈支架通过4根连接导柱固定在底架上，所述撑圈支架中心设置有通孔，通孔直径大于上述撑圈套筒的外径，所述四件撑圈拨板的中心位置通过销轴铰链可转动安装在所述撑圈支架四周，呈90°均布对称布置，所述撑圈拨板一端设计为密封圈拉钩结构，所述撑圈拨板另一端与连杆板件的一端铰链连接，所述连杆板件的另一端与所述撑圈气缸连接块铰链连接，所述撑圈气缸连接块固定在撑圈气缸的输出轴上，在所述撑圈气缸的上下作用下，四件撑圈拨板会在连杆作用下张开、收合。所述撑圈拨板的厚度小于上述撑圈套筒上的“一字”缺口。当撑圈套筒2-21进入到撑圈支架2-12的中心通孔之前，在撑圈气缸2-11作用下，撑圈拨板2-14运动张开，密封圈撑开，撑圈套筒2-21进入到撑圈支架2-12的中心通孔，撑圈气缸2-11上升，撑圈拨板2-14恢复到正常位置，密封圈正常套装到撑圈套筒2-21上。
[0024]所述密封圈双层入料结构由密封圈震动盘、直线振动器、密封圈间歇供料结构及双层上料结构构成，所述密封圈间歇供料结构由间歇供料气缸2-10、密封圈拨料板2-8-1构成，所述密封圈拨料板在间歇供料气缸作用下引着直线振动器供料方向的垂直方向往复运动，所述密封圈拨料板设置在第二推料板2-6的上方，所述密封圈拨料板上开有“U”型拨料口，在间歇供料气缸非供料状态下，“U”型拨料口正对着直线振动器的末端出口，所述密封圈拨板板上安装有封板2-8，所述双层上料结构由第一推料气缸2-3、第二推料气缸2-4、第一线轨2-7、第二线轨、第一推料板2-5、第二推料板2-6构成，所述第一推料板2-5在所述第一推料气缸带动下，可引着第一线轨往复运动，所述第二推料板通过所述第二线轨固定在所述第一推料板的正上方，所述第二推料气缸固定安装在所述第一推料板上并驱动所述第二推料板前后往复运动。所述第二推料板通过第二线轨可移动固定在所述第一推料板的正上方，所述第二推料板刚好与所述第一推料板上表面接触，所述第二推料板前端设置有圆形落料孔，所述第一推料板前端设置有圆形落料孔2-9。
[0025]所述密封圈双层入料结构的工作方式如下:直线振动器将密封圈震动到密封圈拨料板2-8-1上的“U”型拨料口，在间歇供料气缸2-10作用下拨送到第二推料板2-5的圆形落料孔中，然后，在第一推料气缸作用下将第一推料板2-5进给到供料状态，即第一推料板前端设置有圆形落料孔2-9正对密封圈撑圈结构正上方，其后在第二推料气缸作用下将第二推料板前推，密封圈落入到密封圈撑圈结构中。
[0026]密封圈自动装配结构的控制系统由PLC实现，控制逻辑如下:主顶升气缸分顶升位与下沉位，主顶升气缸在顶升位时，摆盘气缸180度往复摆动，在摆动过程中，密封圈双层入料结构将密封圈供给到密封圈撑圈结构上，密封圈撑圈结构在撑圈气缸向下运动时，密封圈在撑圈拨板作用下撑开；摆盘气缸摆动到位后，主顶升气缸下沉，在密封圈撑圈结构侧的撑圈套筒进入撑圈支架内，而另一端的撑圈套筒套入到陶瓷阀体上，密封圈撑圈结构的撑圈气缸向上运动，将密封圈套装在撑圈套筒上，与此同时，另一侧拨料气缸向下运动，将密封圈拨送到陶瓷阀体上之后迅速上台；主顶升气缸继续顶升，依次摆盘旗杆摆动，依次往复。
【权利要求】
1.一种用于阀体装配模块的密封圈自动装配模块，其特征在于，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。
2.如权利要求1所述的用于阀体装配模块的密封圈自动装配模块，其特征在于:所述密封圈自动装配结构中，所述摆动架固定在所述摆盘气缸的摆动座上，所述摆动架为“工”字型支架，由摆动座连接板、底板、顶板、立柱撑板构成，通过螺栓连接可调节固定在一起，所述密封圈套装结构对称布置在“工”字型支架两侧，所述密封圈套装结构由拨料气缸、拨料套环、套环加强扣、撑圈套筒及套筒连接板构成，所述撑圈套筒为中空环状连接，所述撑圈套筒固定在套筒连接板上，所述套筒连接板通过螺钉固定在底板的侧面，所述撑圈套筒中心孔的大小略大于陶瓷阀体外径的大小，所述撑圈套筒上均布开有四条“一字”缺口，所述拨料气缸固定在顶板上，所述拨料气缸的输出轴固定有拨料套环，所述拨料套环为薄壁环状结构件，所述拨料套环的内径大于所述撑圈套筒的外径，二者间歇配合，所述拨料套环可在撑圈套筒上滑动，所述拨料套环上开有两条“一字”缺口，用于套筒连接板的让位，所述拨料套环的下端用套环加强扣进行强化固定，所述摆盘气缸往复180°摆动到位时，所述密封圈套装结构正 下方始终对应着密封圈撑圈结构及阀体支撑承料板的密封圈装配位。
3.如权利要求1所述的用于阀体装配模块的密封圈自动装配模块，其特征在于:所述密封圈撑圈结构为一组连杆机构，由撑圈气缸、撑圈支架、连接导柱、撑圈拨板、连杆板件及撑圈气缸连接块构成，所述撑圈气缸立式固定在底架上并上下往复运动，所述撑圈支架通过4根连接导柱固定在底架上，所述撑圈支架中心设置有通孔，通孔直径大于上述撑圈套筒的外径，四件所述撑圈拨板的中心位置通过销轴铰链可转动安装在所述撑圈支架四周，呈90°均布对称布置，所述撑圈拨板一端设计为密封圈拉钩结构，所述撑圈拨板另一端与连杆板件的一端铰链连接，所述连杆板件的另一端与所述撑圈气缸连接块铰链连接，所述撑圈气缸连接块固定在撑圈气缸的输出轴上，在所述撑圈气缸的上下作用下，四件撑圈拨板会在连杆作用下张开、收合，所述撑圈拨板的厚度小于上述撑圈套筒上的“一字”缺口。
4.如权利要求1或2或3所述的用于阀体装配模块的密封圈自动装配模块，其特征在于:所述密封圈双层入料结构由密封圈震动盘、直线振动器、密封圈间歇供料结构及双层上料结构构成，所述密封圈间歇供料结构由间歇供料气缸、密封圈拨料板构成，所述密封圈拨料板在间歇供料气缸作用下引着直线振动器供料方向的垂直方向往复运动，所述密封圈拨料板设置在第二推料板上方，所述密封圈拨料板上开有“U”型拨料口，在间歇供料气缸非供料状态下，“U”型拨料口正对着直线振动器的末端出口，所述密封圈拨板板上安装有封板，所述双层上料结构由第一推料气缸、第二推料气缸、第一线轨、第二线轨、第一推料板、第二推料板构成，所述第一推料板在所述第一推料气缸带动下，可引着第一线轨往复运动，所述第二推料板通过所述第二线轨固定在所述第一推料板的正上方，所述第二推料气缸固定安装在所述第一推料板上并驱动所述第二推料板前后往复运动。
5.如权利要求4所述的用于阀体装配模块的密封圈自动装配模块，其特征在于:所述第二推料板通过第二线轨可移动固定在所述第一推料板的正上方，所述第二推料板刚好与所述第一推料板上表面接触，所述第二推料板前端设置有圆形落料孔，所述第一推料板前端设置有圆形落料孔。
6.如权利要求1或2或3所述的用于阀体装配模块的密封圈自动装配模块，其特征在于:密封圈自动装配结构的控制系统由PLC实现，控制逻辑如下:主顶升气缸分顶升位与下沉位，主顶升气缸在顶升位时，摆盘气缸180度往复摆动，在摆动过程中，密封圈双层入料结构将密封圈供给到密封圈撑圈结构上，密封圈撑圈结构在撑圈气缸向下运动时，密封圈在撑圈拨板作用下撑开；摆盘气缸摆动到位后，主顶升气缸下沉，在密封圈撑圈结构侧的撑圈套筒进入撑圈支架内，而另一端的撑圈套筒套入到陶瓷阀体上，密封圈撑圈结构的撑圈气缸向上运动，将密封圈套装在撑圈套筒上，与此同时，另一侧拨料气缸向下运动，将密封圈拨送到陶瓷阀体 上之后迅速上台；主顶升气缸继续顶升，依次摆盘旗杆摆动，依次往复。
【文档编号】B23P19/08GK203853774SQ201420114698
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年3月13日 优先权日:2014年3月13日
【发明者】郑祥模 申请人:郑祥模