一种方形球阀自动装配工作台的气动控制系统及方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及方形球阀的装配技术领域，具体涉及一种方形球阀自动装配工作台的气动控制系统及方法。
【背景技术】
[0002]方形球阀结构主要包括阀体、阀芯、阀盖、阀旋钮和密封圈。根据现场调研，方形球阀的装配过程主要有三个大步骤，分别在三个工作台上依靠人工进行装配。在第一个工作台上，工人通过手工分别将阀旋钮、阀芯、密封圈和阀盖依次装入阀体中。完成的半成品运送到下一个工作台上，通过手动转动夹具实现对方形球阀的加紧，人工手动或辅助工具辅助进行阀盖安装，同时需要手动扳手往复旋转方形球阀的阀门旋钮，感受装配松紧程度。阀盖安装较松时，方形球阀的密封件因未承受一定安装预紧力，导致工作过程中出现漏油现象；若阀盖安装过紧，安装预紧力过大，阀门的启闭非常困难，同时对密封件的损害也非常大。由于是工作人员根据自身经验判断安装是否符合要求，存在很大的误差，而且对工人的熟练程度要求较高。此外，需要对装配后的方形阀体进行气密性检验。方形球阀的气密性实验在第三个工作台上进行，气密性检测采用对方形球阀一端出口封堵，从另一端进口通入高压气体。充气一段时间后，压力达到预定压力时关闭阀门，将方形球阀置入水中，观察是否有漏气现象进而进行气密性检测。在这一装配工序中，不管是对方形球阀出口的封堵，还是关闭阀门和将方形球阀置入水中，均通过工人手动操作，劳动强度很大，工作效率很低。
【发明内容】
[0003]发明目的:为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种方形球阀的自动装配控制系统及方法，通过少量的人工辅助，可实现方形球阀的自动装配及气密性检测，提高方形阀装配效率、减少工人的劳动强度，确保了同一批方形球阀质量的稳定性和统一性，克服了现有技术上的诸多不足。
[0004]技术方案:为实现上述目的，本发明采用的技术方案为:一种方形球阀自动装配工作台的气动控制系统，包括机架；其特征在于:包括气源、控制器、阀体夹紧控制系统、阀盖旋紧控制系统、阀芯充气控制系统和拆卸控制系统；
[0005]阀体夹紧控制系统包括气动马达一、三位四通电磁换向阀一、流量传感器一和四爪卡盘；所述的流量传感器一布置于气动马达一的主气路上，所述的气动马达一为双向气动马达，气动马达一驱动四爪卡盘夹紧与卸荷；
[0006]阀盖旋紧控制系统包括电机、主传动连接头和扭力传感器；
[0007]阀芯充气控制系统包括压紧控制系统、充气控制系统和阀芯转动控制系统；压紧控制系统包括气缸、压板、流量传感器二和三位四通电磁换向阀二；充气控制系统包括二位二通电磁换向阀一和气动单向阀；阀芯转动控制系统包括气动马达二、流量传感器三和二位二通电磁换向阀二。
[0008]所述气缸对称垂直固定在机架平行的两侧，所述压板两端分别连接气缸活塞杆顶部；压板中间有一个通孔；压板一侧设置有固定在机架顶端平面的支架，该支架上固定有电机，电机下方依次连接有扭力传感器和主传动连接头；所述主传动连接头通过压板中间的通孔连接到方形球阀的阀盖；所述方形球阀位于四爪卡盘中。
[0009]进一步的，所述的流量传感器二布置于气缸无杆腔进气管路上，所述的流量传感器三布置于气动马达二的进气管路上。
[0010]—种方形球阀自动装配工作台的气动控制方法，其特征在于:包括以下步骤:
[0011]阀体夹紧控制系统依靠气源提供高压气体带动气动马达一的正转，同时驱动四爪卡盘实现对方形球阀阀体的夹紧；通过流量传感器一向控制器传送阀体夹紧完毕的信号，进一步控制器控制三位四通电磁换向阀一换向，实现泄压；此时气动马达一停止转动，同时控制器发出阀盖旋紧控制系统的启动信号；
[0012]阀盖旋紧控制系统依靠电机带动主传动连接头转动实现对阀盖的旋紧，扭矩传感器实现对旋紧过程的监测并作为系统对电机停止转动的控制信号，扭矩传感器同时也作为阀芯充气控制系统的启动信号；
[0013]阀芯充气控制系统中的压紧控制依靠气源提供气压带动气缸的收缩，通过压板实现对橡胶垫的压紧；通过流量传感器二向控制器传送压紧完毕的信号，进一步控制器控制三位四通电磁换向阀二换向，实现泄压，气缸停止收缩；同时控制器会发出充气控制系统的启动信号，充气控制系统依靠气源通过气动单向阀实现对方形球阀的充气，充气时间通过控制器定时来控制二位二通电磁换向阀一的换向；进一步阀芯转动依靠气源提供高压气体带动气动马达二的转动，通过套筒与方形球阀的旋钮连接，实现阀芯的关闭，阀芯内部充有高压气体，用于方形球阀的气密性检验，通过流量传感器三向控制器传送阀芯关闭完成的信号，控制器控制二位二通电磁换向阀二换向，气动马达二停止转动；
[0014]装配完成后的拆卸控制系统依靠三位四通电磁换向阀二的换向实现气缸的伸出，卸除压板对橡胶垫的压紧载荷；之后通过三位四通电磁换向阀一的换向带动气动马达一的反转，气动马达一的反转驱动四爪卡盘的卡爪实现对阀体夹紧力的卸荷，完成方形球阀的拆卸工作。
[0015]有益效果:
[0016]1、采用气动控制系统，实现了方形球阀装配及气密性检测的连贯性，简化了方形球阀的装配流程；
[0017]2、该系统可实现方形球阀的自动装配，提高方形球阀的装配效率，减少工人的劳动强度；
[0018]3、该系统避免了人工装配过程中经验、体力等对装配效果的影响，确保了同一批方形球阀质量的稳定性和统一性。该装配系统的气动控制系统和方法克服了现有方形阀装配过程中存在的诸多不足。
【附图说明】
[0019]图1是本发明的方形球阀的爆炸视图；
[0020]图2是本发明的方形球阀自动装配系统机械装置等轴侧视图；
[0021]图3是本发明的方形球阀自动装配系统机械装置等轴主视图；
[0022]图4是本发明的方形球阀自动装配气动控制系统原理图。
[0023]图中:1-机架，2-气缸，3-气动马达一，4-四爪卡盘，5-压板，6-主传动连接头，7-扭矩传感器，8-电机，9-方形球阀，10-橡胶垫，11-气动马达二，12-传动套筒，13-气动单向阀，14-控制器，15流量传感器一，16- 二位二通电磁换向阀一，17-流量传感器三，18- 二位二通电磁换向阀二，19-气源，20-三位四通电磁换向阀一，21-流量传感器二，22-三位四通电磁换向阀二，901-旋钮，902-阀体，903-阀芯，904-阀盖。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0025]如图1所示，所述的用于装配的方形球阀9包括旋钮901、阀体902、阀芯903和阀盖 904。
[0026]如图2至3所示，本发明的方形球阀自动装配系统的机械装置包括机架1、气缸2、气动马达一 3、四爪卡盘4、气缸压板5、主传动连接头6、扭矩传感器7、电机8、橡胶垫10、气动马达二 11、传动套筒12和气动单向阀13。
[0027]如图4所示，本发明的方形球阀自动装配工作台的气动控制系统及方法，该气动控制系统包括气源19、控制器14、阀体902夹紧控制系统、阀盖904旋紧控制系统、阀芯903充气控制系统和拆卸控制系统；阀体902夹紧系统包括气动马达一 3、三位四通电磁换向阀一20和流量传感器一 15，阀盖904旋紧控制系统包括电机8、主传动连接头6和扭力传感器7，阀芯903充气控制系统包括压紧控制系统、充气控制系统和阀芯903转动控制系统，压紧控制系统又包括气缸2、压板5、流量传感器二 21和三位四通电磁换向阀二 22，充气控制系统包括二位二通电磁换向阀一 16和气动单向阀13，阀芯903转动控制系统包括气动马达二11、流量传感器三17和二位二通电磁换向阀二 18。
[0028]所述的流量传感器一 15布置于气动马达一 3的主气路上，所