专利名称：管子夹持装置以及装配机的制作方法
技术领域：
本发明涉及汽车零配件装配技术领域，具体涉及ー种管子夹持装置以及设置该管子夹持装置的装配机。
背景技术：
装配机是ー种用于将多个组件装配为ー个零部件组合体(总成)的设备。燃油管总成装配机(例如石家庄泰格机电研究所设计的CP25装配机)便是ー种用于将燃油管与管接头组装为燃油管总成的装配机。
现有的燃油管总成装配机内设置有管子夹紧装置以及管接头装夹装置，其中管子夹紧装置包括动夹头、静夹头以及夹紧气缸，动夹头与静夹头相铰接，夹紧气缸的气缸杆与动夹头相绞接。气源从夹紧气缸的气管接头输入的气体能带动气缸杆伸出或回縮，并通过气缸杆带动动夹头相对于静夹头转动至与静夹头彼此夹紧或彼此张开的位置。动夹头与静夹头上还设置有用以容纳、放置管子的限位槽。使用现有的燃油管总成装配机装配管子与管接头时，需要先使用右手将管子放置并嵌于限位槽内，然后由左手按动用于控制夹紧气缸的启动按钮，待夹紧气缸的气缸杆带动动夹头以及静夹头将管子夹紧之后，再将管接头装夹装置所装夹的管接头插入管子的端ロ内，从而完成对管接头的装配。由于燃油管总成内管子的两个端ロ的尺寸通常不同，两个端口装配的管接头的尺寸通常也不同，故而不同的动夹头、静夹头上的限位槽的尺寸也不同，所以装配好第一个管接头后，装配第二个管接头时，需要将之前的管子夹紧装置以及管接头装夹装置全部更换掉然后再进行装配，最終才能将两个管接头与ー个管子组装为ー个燃油管总成。现有技术至少存在以下问题由于管子与管接头装配过程中没有安全防护，操作人员右手将管子放置并嵌于限位槽内后，操作人员的左手极易在右手还没有完全移动至安全区域时就已经按动并触发了启动按钮，此时，动夹头在夹紧气缸的气缸杆的带动下极易与静夹头夹紧而夹伤操作人员的右手，引发安全事故，导致现有的燃油管总成装配机存在安全性较差的缺陷。
发明内容
本发明的目的是提出ー种管子夹持装置以及设置该管子夹持装置的装配机，解决了现有技术存在安全性较差的技术问题。另外，本发明的实施例提供的优选技术方案还具有便于装卸，并且装配而成的产品的一致性好且装配效率高的优点。为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案本发明提供的管子夹持装置，包括第一夹头、第二夹头、连接件、弹簧、夹紧驱动机构以及夹紧度检测元件，其中所述第一夹头上位置相对的两端分别与所述连接件以及所述第二夹头活动连接；所述夹紧驱动机构包括气缸、前进电磁阀以及后退电磁阀，所述气缸包括气缸杆、前进气管接头以及后退气管接头；所述气缸杆与所述连接件两者固定连接或为一体式结构；所述前进气管接头与气源之间的输气管道上设置有所述前进电磁阀，所述后退气管接头与所述气源之间的输气管道上设置有所述后退电磁阀；所述前进电磁阀导通时，所述气源输出的气体带动所述气缸杆以及所述连接件前进并带动所述第一夹头转动至与所述第二夹头夹紧的位置；所述后退电磁阀导通时，所述气源输出的气体带动所述气缸杆以及所述连接件后退并带动所述第一夹头转动至与所述第二夹头张开的位置；所述弹簧轴向方向上的两端分别与所述气缸以及所述连接件相抵接， 所述夹紧度检测元件设置于所述气缸的缸壁上，(优选为在此气缸的缸壁上有相应安装此夹紧度检测元件的安装槽，此夹紧度检测元件可以在这个安装槽上前后移动，移动到需要的位置上后，再用锁紧螺丝将夹紧度检测元件固定)所述夹紧度检测元件用于通过检测所述气缸杆前进或后退的距离的方式获知所述第一夹头与所述第二夹头之间的间距，并在所述第一夹头与所述第二夹头之间的间距小于预定的安全距离时输出夹紧信号。优选地，所述管子夹持装置还包括与所述夹紧度检测元件电连接的可编程逻辑控制器，其中所述控制器还与启动按钮电连接，所述启动按钮用于在闭合时对所述控制器输出启动指令；所述前进电磁阀以及所述后退电磁阀均与所述控制器电连接，所述控制器用于在接收到的所述启动指令后，控制所述后退电磁阀关闭(或称关阀)，并在接收到所述夹紧信号时控制所述前进电磁阀导通(或称开阀)。优选地，所述第一夹头包括第一安装块以及与所述第一安装块可拆卸连接的第一夹块；所述第二夹头包括第二安装块以及与所述第二安装块可拆卸连接的第二夹块；所述第一夹块与所述第二夹块夹紧时两者相抵接的部分上均设置有能容纳并夹持ー个或两个以上个管子的仿形槽，所述第一夹头转动至与所述第二夹头夹紧的位置吋，所述第一夹块上的所述仿形槽与所述第二夹块上的仿形槽位置相対。优选地，所述仿形槽内设置有第一位置传感器，其中所述第一位置传感器，用于在放置于所述仿形槽内的所述管子抵达预定位置吋，将抵达信号输出至所述控制器和/或输出至显示器；所述控制器，用于在依次收到所述抵达信号以及所述启动指令后再控制所述后退电磁阀关闭，并在接收到所述夹紧信号后再控制所述前进电磁阀导通；所述显示器，用于在收到所述抵达信号后以显示字幕或图案的形式发出所述管子的位置提示信息。优选地，所述夹紧度检测元件为磁性开关。本发明提供的装配机，包括本发明任一技术方案提供的的管子夹持装置，还包括夹具底座、扩ロ芯驱动机构、换位驱动机构、装配驱动机构、扩ロ芯以及ー个或两个以上个接头夹具，其中所述管子夹持装置内的所述第一夹头以及所述第二夹头用于夹持管子；所述接头夹具与所述夹具底座固定连接，所述接头夹具用于放置或装夹管接头；所述扩ロ芯驱动机构设置于所述夹具底座上，且所述扩ロ芯驱动机构用于带动所述扩ロ芯沿所述管子夹持装置夹持的所述管子的轴向方向朝接近或背离所述管子的位置前进或后退；所述换位驱动机构，用于带动所述夹具底座沿所述管子夹持装置夹持的所述管子的径向方向前进或后退；所述装配驱动机构，用于带动所述夹具底座沿所述管子夹持装置夹持的所述管子的轴向方向朝接近或背离所述管子的位置前进或后退。优选地，所述扩ロ芯驱动机构、所述换位驱动机构以及所述装配驱动机构三者中至少其中之一包括气缸、第一电磁阀以及第ニ电磁阀，或者，所述扩ロ芯驱动机构、所述换位驱动机构以及所述装配驱动机构三者中至少其中之一包括伺服驱动电机、传动机构以及螺杆;其中:每个所述气缸均包括气缸杆、前进气管接头以及后退气管接头，且所述前进气管接头与气源之间的输气管道上设置有所述第一电磁阀，所述后退气管接头与所述气源之间的输气管道上设置有所述第二电磁阀；所述气缸杆与所述扩ロ芯或所述夹具底座固定连接，所述第一电磁阀导通时，所述气源输出的气体带动所述气缸杆前迸，所述第二电磁阀导通吋，所述气源输出的气体带动所述气缸杆后退；所述螺杆与所述扩ロ芯或所述夹具底座固定连接，所述伺服驱动电机能通过所述传动机构驱动所述螺杆沿所述螺杆的轴向方向前进或后退。优选地，所述扩ロ芯驱动机构、所述换位驱动机构以及所述装配驱动机构三者各自均包括所述气缸、所述第一电磁阀以及所述第二电磁阀。优选地，所述装配机还包括与所述控制器电连接的扩ロ芯位置检测元件、换位位置检测元件以及装配位置检测元件，其中所述扩ロ芯位置检测元件、所述换位位置检测元件以及所述装配位置检测元件均为磁性开关；所述扩ロ芯位置检测元件，用于在所述扩ロ芯沿所述管子夹持装置夹持的所述管子的轴向方向前进至预定位置时输出扩ロ芯到位信号、后退至预定位置时输出扩ロ芯复位信号;所述换位位置检测元件，用于在所述夹具底座沿所述管子夹持装置夹持的所述管子的径向方向前进至预定位置时发出换位到位信号、后退至预定位置时发出换位复位信号;所述装配位置检测元件，用于在所述夹具底座沿所述管子夹持装置夹持的所述管子的轴向方向前进至预定位置时发出装配到位信号、后退至预定位置时发出装配复位信号;所述控制器，用于在接收到所述扩ロ芯到位信号后控制所述扩ロ芯驱动机构停止带动所述扩ロ芯前进、接收到所述扩ロ芯复位信号后控制所述扩ロ芯驱动机构停止带动所述扩ロ芯后退、接收到所述换位到位信号后控制所述换位驱动机构停止带动所述夹具底座前进、接收到所述换位复位信号后控制所述换位驱动机构停止带动所述夹具底座后退、接收到所述装配到位信号后控制所述装配驱动机构停止带动所述夹具底座前进、接收到所述装配复位信号后控制所述装配驱动机构停止带动所述夹具底座后退。优选地，所述装配机还包括机架主体、升降机构、工作台以及脚轮，其中所述夹紧驱动机构、所述扩ロ芯驱动机构、所述换位驱动机构以及所述装配驱动机构均位于所述工作台上；所述夹具底座与所述工作台之间设置有滑轨机构，所述夹具底座能通过所述滑轨机构相对于所述工作台沿所述管子夹持装置夹持的所述管子的径向方向或轴向方向滑动；所述升降机构设置于所述工作台与所述机架主体之间，所述升降机构用于带动所述工作台上升或下降；所述脚轮与所述机架主体的底部铰接或枢接，且所述脚轮背离所述机架主体的部分与地面相抵接。优选地，所述接头夹具上设置有与所述控制器电连接第二位置传感器，其中所述第二位置传感器用于在放置于所述接头夹具上的所述管接头到达预定位置吋，将接头到位信号输出至所述控制器和/或输出至显示器；所述控制器，用于在收到接头到位信号后再控制所述换位驱动机构以及所述装配驱动机构前进或后退；所述显示器，用于在收到所述接头到位信号后以显示字幕或图案的形式发出所述管接头的位置提示信息。优选地，所述升降机构为由升降驱动电机驱动的电动升降柱，所述升降驱动电机与所述控制器电连接，所述装配机还包括按钮控制盒，所述按钮控制盒上设置有与所述控 制器电连接的初始位置按钮、急停按钮、启动按钮、第一三位按钮、第二三位按钮以及急停按钮，其中所述启动按钮为触摸按钮，所述初始位置按钮为对称设置在所述按钮控制盒两侧面上的两个平头按钮；所述初始位置按钮用于闭合时对所述控制器输出初始指令；所述启动按钮用于闭合时对所述控制器输出启动指令；所述第一三位按钮用于闭合时对所述控制器输出上升指令；所述第二三位按钮用于闭合时对所述控制器输出下降指令；所述急停按钮用于闭合时对所述控制器输出停止指令；所述控制器，用于在接收到所述初始指令后控制所述后退电磁阀导通、控制或维持所述前进电磁阀关闭，在接收到的所述启动指令后，控制所述后退电磁阀关闭，并在接收到所述夹紧信号后控制所述前进电磁阀导通；所述控制器，还用于在接收到所述上升指令后控制所述升降驱动电机驱动所述升降柱带动所述工作台上升，在接收到所述下降指令后控制所述升降驱动电机驱动所述升降柱带动所述工作台下降，在接收到所述停止指令时控制所述夹紧驱动机构、所述扩ロ芯驱动机构、所述换位驱动机构以及所述升降驱动电机停止运行。基于上述技术方案中的任一技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果:当使用本发明提供的管子夹持装置用于夹持、定位管子(通常是软管，优选为燃油管)时，先由控制器控制夹紧驱动机构带动连接件后退，使第一夹头转动至与第二夹头张开的位置，然后将管子放置于第一夹头与第二夹头之间，使管子的端ロ处于管接头或扩ロ芯相対的位置，(管子的端ロ处于与扩ロ芯相対的位置时，管子的端ロ靠在扩ロ芯伸出状态时的扩ロ芯端部，当夹紧管子后，扩ロ芯由扩ロ气缸缩回，才具有扩ロ功能，也就是说此扩ロ芯同时有定位管子端部的作用)接着释放夹紧驱动机构对连接件施加的后退力，从而解除夹紧驱动机构維持第一夹头与第二夹头张开的力，此时，在弾性装置的弾力作用下第一夹头转动至与第二夹头相靠拢但并没有达到夹紧的程度，由于弹性装置对第一夹头提供的弾力相当有限，弾力的力度不足以将人手夹伤，当人手(或人手抓拿的工具)位于第一夹头与第二夹头之间时，人手(或人手抓拿的工具)会将第一夹头与第二夹头撑开，导致第一夹头与第二夹头之间的间距大于预定的安全距离，所以夹紧检测元件不会对控制器输出夹紧信号，故而控制器也不会控制夹紧驱动机构带动连接件前进并为第一夹头提供足以使第一 夹头与第二夹头夹紧的力，所以避免了人手(或人手抓拿的工具)位于第一夹头与第二夹头之间时，夹紧驱动机构为第一夹头与第二夹头提供较大的夹持カ而把人手(或人手抓拿的工具)夹伤的现象发生，进而也解决了现有技术存在安全性较差的技术问题。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进ー步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图I为本发明实施例所提供的装配机的立体结构的示意图；图2为图I沿A向的局部示意图；图3为图I中夹紧驱动机构的主要组成部分的连接关系的立体结构的示意图；图4为图I中扩ロ芯驱动机构与其他部件之间的连接关系的示意图；图5为图4沿B向的示意图；图6为图I中换位驱动机构以及装配驱动机构与其他部件之间的位置关系的ー张立体结构的示意图；图7为图I中换位驱动机构以及装配驱动机构与其他部件之间的位置关系的又一张立体结构的示意图；图8为图I所示按钮控制盒的立体结构的示意图；图9为图8所示按钮控制盒的仰视示意图；图10为图I所示装配机内各主要电子元件之间电路连接关系的示意图。
具体实施例方式下面通过附I 图10中的每张附图以及列举本发明的一些可选实施例的方式，对本发明的技术方案做进ー步的详细描述。需要说明的是本实施例中的任何技术特征、任何技术方案均仅仅是多种可选的技术特征或可选的技术方案中的ー种或几种，为了描述简洁的需要本文件中无法穷举本发明的所有可替代的技术特征以及可替代的技术方案，也不便于在文中每一段均强调每个技术特征的实施方式均为可选的多种实施方式之一，但是，本领域技术人员应该知晓本实施例内的任何技术特征以及任何技术方案均不限制本发明的保护范围，本发明的保护范围应该包括本领域技术人员不付出创造性劳动所能想到的任何替代技术方案。本发明实施例提供了ー种安全性更为理想、装配而成的产品的一致性好且生产效率比较高的管子夹持装置以及设置该管子夹持装置的装配机。如图I 图10所示，本发明实施例所提供的管子夹持装置，包括如图I所示的第ー夹头I、第二夹头2、如图2和图3所示的连接件(也可称为气缸连接块)3、弾性装置(优选为弹簧)4、夹紧驱动机构5、控制器10 (优选为图10中所示的可编程逻辑控制器)以及夹紧度检测元件(优选为图10中所示的B1、B2、B3)，其中第一夹头I上位置相对的两端分别与第二夹头2以及连接件3活动连接(图3中采用铰链销513、515铰接)。
夹紧驱动机构5用于带动连接件3前进或后退。连接件3前进时能带动第一夹头I转动至与第二夹头2夹紧的位置，连接件3后退时，能带动第一夹头I转动至与第二夹头2张开的位置。弾性装置4用于为第一夹头I提供前进的弹力。本例中弾性装置4为弹簧，弹簧对连接件3 —直施加弾力作用。在夹紧驱动机构5解除带动连接件3后退的カ时，弾性装置4对连接件3施加的弾力会带动连接件3前迸。夹紧度检测元件用于在第一夹头I、第二夹头2之间的间距小于预定的安全距离时输出夹紧信号。控制器10 (优选为图10中所示的可编程逻辑控制器)用于根据指令控制夹紧驱动机构5带动连接件3后退或者解除对所述连接件3施加作用力，控制器10还用于在接收到夹紧信号后控制夹紧驱动机构5带动连接件3前迸。当使用本发明提供的管子夹持装置用于夹持、定位管子(特别是软管，优选为燃油管)时，先由控制器10控制如图3所示夹紧驱动机构5带动连接件3后退，使第一夹头I转动至与第二夹头2张开的位置，然后将管子放置于第一夹头I与第二夹头2之间，使管子的端ロ处于与管接头(优选为快插接头)或扩ロ芯相对位置(管子的端ロ处于与扩ロ芯相対的位置时，管子的端ロ靠在扩ロ芯伸出状态时的扩ロ芯端部，当夹紧管子后，扩ロ芯由扩ロ气缸缩回，才具有扩ロ功能，也就是说此扩ロ芯同时有定位管子端部的作用)，接着释放夹紧驱动机构5对连接件3施加的后退力，从而解除夹紧驱动机构5維持第一夹头I与第二夹头2张开的力，此时，在弾性装置4的弾力作用下第一夹头I转动至与第二夹头2相靠拢但并没有达到夹紧的程度。由于弹性装置4对第一夹头I提供的弾力相当有限，弾力的力度不足以将人手夹伤，当人手位于第一夹头I与第二夹头2之间时，人手会将第一夹头I与第二夹头2撑开，导致第一夹头I与第二夹头2之间的间距大于预定的安全距离，此时，夹紧检测元件不会对控制器10输出夹紧信号，故而控制器10也不会控制夹紧驱动机构5带动连接件3前进并为第一夹头I提供足以使第一夹头I转动至与第二夹头2夹紧的力，所以避免了人手位于第一夹头I与第二夹头2之间时，夹紧驱动机构5为第一夹头I以及第ニ夹头2提供较大的夹持カ而把人手夹伤的现象发生，从而大大提高了夹紧装置的安全性。图I中还示意出了 脚轮94、机架主体91、升降机构92 (图I中所示为电动升降柱，下文详述其功能)、配电箱911、电缆保护链912、按钮控制盒安装板913、按钮控制盒(组件)95、护手板914、装配部组件构成的装配驱动机构73、扩ロ芯驱动机构71、工作台93、加强梁915、挂板组件916，挂板组件916的触摸屏917下方设置有两个零件盒918，零件盒918
用来盛装管接头。本实施例中如图3所示夹紧驱动机构5优选为包括气缸51、前进电磁阀(优选为图10中所示的Q3)以及后退电磁阀(优选为图10中所示的Q4)。气缸51包括气缸杆52 (图3中被弾性装置4即弹簧包裹住了)、前进气管接头(弯头)53以及后退气管接头(弯头)54，其中 气缸杆52与连接件3优选为固定连接(气缸杆52与连接件3 —体式结构也在本发明保护范围之内)。前进气管接头53与气源之间的输气管道设置有前进电磁阀(优选为图10中所示的Q3)并由前进电磁阀控制输气管道(本文中提及的输气管道优选为采用航空插头来实现)是否连通。后退气管接头54与气源之间的输气管道设置有后退电磁阀(优选为图10中所示的Q4)并由后退电磁阀控制输气管道是否连通。夹紧度检测元件、前进电磁阀以及后退电磁阀均与控制器10电连接，控制器10还与图8和图10所示启动按钮SB2电连接，启动按钮SB2用于在闭合时对控制器输出启动指令；控制器10用于在接收到的所述启动指令后，控制所述后退电磁阀关闭，并在接收到所述夹紧信号后控制所述前进电磁阀导通。本文中所提及的电连接可为通过导线或插头(优选通过集成的航空插头实现电连接)的方式实现电路连接也就是说通过导线或插头传输电能或数据信号。当然，使用无线数据收发装置取代用于传输数据信号的导线或插头也在本发明的保护范围之内。前进电磁阀导通时，前进气管接头53与气源之间的输气管道连通，气源输出的气体带动气缸杆52以及连接件3前迸，从而使第一夹头I转动至与第二夹头2夹紧的位置，后退电磁阀导通时，后退气管接头54与气源之间的输气管道连通，气源输出的气体带动气缸杆52以及连接件3后退，从而使第一夹头I转动至与第二夹头2张开的位置。图2中还示意出了 对丝922、电磁阀组件Q、电磁阀安装板923、气动开关与调压阀919、缓冲器安装座920、缓冲器921，其中对丝922用于保护连接于气源与气缸之间的输气管道、控制器10与电磁阀之间的电路。缓冲器921用以调节装配行程。本实施例中夹紧度检测元件优选为磁性开关。磁性开关是靠磁性感应来控制其是否开关的。本例中使用其他接近开关或感应开关(例如光电式感应开关)来替代磁性开关的实现方式也在本发明的保护范围之内。由于如图3所示气缸杆52前进或后退的距离直接关系到第一夹头I与第二夹头2之间的间距即第一夹头I与第二夹头2的夹紧程度，所以本实施例中夹紧度检测元件优选为通过检测气缸杆52前进或后退的距离的方式获知第一夹头I与第二夹头2之间的间距，并在第一夹头I与第二夹头2之间的间距小于预定的安全距离时输出夹紧信号。夹紧度检测元件即磁性开关是和气缸51捆绑在一起的两个小开关，在气缸51缸壁的前端有两个如图10所示的磁性开关组件B3、BI，气缸51缸壁的后端有ー个磁性开关组件B2。磁性开关靠气缸杆52的进出来触发其开阀，开阀后便可以产生夹紧信号。磁性开关的具体位置不受上述实施方式的限定，磁性开关的具体位置也可以设置在第一夹头I或第二夹头2上。本实施例中控制器10优选为图10中所示的可编程逻辑控制器(PLC)。PLC芯片具有系统构成灵活、扩展容易、使用方便、编程简单、能适应各种恶劣的运行环境、抗干扰能力強且可靠性强等优点。当然，使用其他芯片作为控制器10也在本发明的保护范围之内。本实施例中如图I和图2所示的第一夹头I包括如图3所示的第一安装块11以及与第一安装块11可拆卸连接(本文中可拆卸连接可以通过螺钉或螺栓实现)的如图4所示的第一夹块(本例中也可称为动夹块)12。第二夹头2包括如图3所示的第二安装块21以及与第二安装块21可拆卸连接的如图4所示的第二夹块(本例中也可称为静夹块)22。第一夹块12与第二夹块22夹紧时两者相抵接的部分上均设置有能容纳并夹持ー个或两个以上个(优选为两个)管子的如图4所示的仿形槽120，第一夹块12上的仿形槽120与第二夹块22上的仿形槽120位置相対。可以根据需要装夹的管接头的管子的尺寸选择设置有不同规格仿形槽120的第ー夹块12以及第ニ夹块22。由于通常的燃油管总成ー根管子的两个端ロ均要装夹管接头，所以第一夹块12以及第ニ夹块22上优选为均设置能容纳并夹持两个管子的仿形槽120用以实现对同一根管子的两个端ロ的同时夹持、定位，无论是第一夹块12、第二夹块22的装卸，还是管子的装卸均更为节省时间，更有助于提高工作效率。本实施例中仿形槽120内(优选为仿形槽120的末端)设置有第一位置传感器(具体可连接于图10中El E4中的某个位置)，其中第一位置传感器用于在放置于仿形槽120内的管子抵达预定位置(与管接头的轴向方向相对应的位置)吋，将抵达信号输出至控制器10和/或输出至显示器(优选为如图I所示的触摸屏917)。控制器10用于在依次收到抵达信号以及启动指令后再控制后退电磁阀关闭，然后在接收到夹紧信号后再控制前进电磁阀导通。显示器用于在收到抵达信号后以显示字幕或图案的形式发出管子的位置提示信息(根据提示信息操作人员可实时调整管子的位置)。由于第一位置传感器可以检测每个需要装夹管接头的管子是否已经放置于仿形槽120内的预定位置，与靠机械的挡板或用肉眼观测的方法相比，人为的因素比较少，所以装配过程中精准度更高，进而可以提高装配机不同批次所装配的产品的一致性。图3还示意出了 气缸后耳环511、气缸支座512以及轴套514。本发明实施例所提供的装配机，包括本发明任一技术方案所提供的管子夹持装置，该装配机还包括如图4所示的夹具底座6、扩ロ芯驱动机构71、如图6所示的换位驱动机构72、装配驱动机构73、如图4所示的扩ロ芯81以及ー个或两个以上个(优选为两个)接头夹具82，其中管子夹持装置用于夹持管子。接头夹具82与夹具底座6固定连接，接头夹具82用于放置或装夹管接头。接头夹具82包括接头顶杆821以及与接头顶杆821背离夹具底座6的一端固定连接的导向芯822。本例中接头夹具82不需要夹紧管接头，管接头是以轴向方向手动塞于接头夹具82上的。扩ロ芯驱动机构71设置于夹具底座6上，且扩ロ芯驱动机构71用于带动扩ロ芯81沿管子夹持装置夹持的管子的轴向方向朝接近或背离管子的位置前进或后退。换位驱动机构72，用于带动夹具底座6沿管子夹持装置夹持的管子的径向方向前进或后退。装配驱动机构73，用于带 动夹具底座6沿管子夹持装置夹持的管子的轴向方向朝接近或背离管子的位置前进或后退。由于需要装夹管接头的管子被管子夹持装置的第一夹头I与第二夹头2夹持并处于静止状态，扩ロ芯81沿管子夹持装置夹持的管子的轴向方向的位置前进或后退的过程中，可以将扩ロ芯81插入管子的端ロ然后再从管子的端ロ脱出，使管子的端ロ形成喇叭状，由此达到扩ロ的功能。扩ロ的过程中，首先扩ロ芯驱动机构71带动扩ロ芯81后退(例如后退34mm)，装配驱动机构73带动夹具底座6以及扩ロ芯81前进(例如前进40mm)，这样扩ロ芯81最终还是前进了一段距离(例如6mm)，从而便可以插入管子端ロ内。扩ロ操作完成后，换位驱动机构72将接头夹具82移动至与管子的轴向方向相对应的位置(同时也是扩ロ芯81扩口前所在的位置)，然后装配驱动机构73带动夹具底座6以及接头夹具82，并通过接头夹具82将管接头插接于喇叭状的管子端口内，然后装配驱动机构73带动接头夹具82沿管子的轴向方向退回，最終完成装配操作。接头夹具82的结构使装配驱动机构73带动接头夹具82退回的过程中不会把管接头带出管子端ロ。图4还示意出了 软块80、固定块714、扩ロ芯驱动机构71内的气缸712、气缸座711。图5中还示意出了垫圈715。本实施例装配机还包括与控制器10电连接的扩ロ芯位置检测元件(优选为图10中所示的Dl、D2)、换位位置检测元件(优选为图10中所示的Cl、C2)以及装配位置检测元件(优选为图10中所示的Al、A2)，其中扩ロ芯位置检测元件用于在扩ロ芯81沿管子夹持装置夹持的管子的轴向方向前进至预定位置时输出扩ロ芯到位信号、后退至预定位置时输出扩ロ芯复位信号。换位位置检测元件用于在夹具底座6沿管子夹持装置夹持的管子的径向方向前进至预定位置时发出换位到位信号、后退至预定位置时发出换位复位信号。装配位置检测元件用于在夹具底座6沿管子夹持装置夹持的管子的轴向方向前进至预定位置时发出装配到位信号、后退至预定位置时发出装配复位信号。控制器10用于在接收到扩ロ芯到位信号后控制扩ロ芯驱动机构71停止带动扩ロ芯81前进、接收到扩ロ芯复位信号后控制扩ロ芯驱动机构71停止带动扩ロ芯81后退、接收到换位到位信号后控制换位驱动机构72停止带动夹具底座6前进、接收到换位复位信号后控制换位驱动机构72停止带动夹具底座6后退、接收到装配到位信号后控制装配驱动机构73停止带动夹具底座6前进、接收到装配复位信号后控制装配驱动机构73停止带动夹具底座6后退。与夹紧度检测元件同理，扩ロ芯位置检测元件(优选为图10中所示的Dl、D2)、换位位置检测元件(优选为图10中所示的Cl、C2)以及装配位置检测元件(优选为图10中所示的Al、A2)均优选为磁性开关，其能保证扩ロ芯驱动机构71、换位驱动机构72以及装配驱动机构73移动位置的准确性，进而提高了本发明装配机装配而成的产品的一致性。当然，设置夹紧度检测元件、扩ロ芯位置检测元件、换位位置检测元件以及装配位置检测元件其中之一、之ニ或之三的技术方案也在本发明的保护范围之内。本实施例中如图4所示扩ロ芯驱动机构71、如图6和图7所示换位驱动机构72以及装配驱动机构73优选为各自均包括气缸(各气缸下文中详述)、第一电磁阀以及第ニ电磁阀，其中第一电磁阀优选为图10中所示的Ql、Q3以及Q5中管、Q6中的管(实践中用作第一电磁阀的Q1、Q3以及Q5中的管与Q6中的管可采用不同的顔色区分，例如白色与蓝色)。 第二电磁阀优选为图10中所示的Q2、Q4以及Q5中的管、Q6中的管(实践中用作第二电磁阀的Q2、Q4以及Q5中的管与Q6中的管可均采用红色管)。每个气缸均包括气缸杆、前进气管接头以及后退气管接头，且前进气管接头与气源之间的输气管道上设置有第一电磁阀，后退气管接头与气源之间的输气管道上设置有第ニ电磁阀。气缸杆与扩ロ芯或夹具底座固定连接，第一电磁阀导通时，气源输出的气体带动气缸杆前进，第二电磁阀导通时，气源输出的气体带动气缸杆后退。当然，上述结构中的扩ロ芯驱动机构、换位驱动机构以及装配驱动机构三者中至少其中之一内的气缸可以通过伺服驱动电机、传动机构以及螺杆来取代。此时，螺杆与扩ロ芯或夹具底座固定连接，伺服驱动电机能通过传动机构驱动螺杆沿螺杆的轴向方向前进或后退。图6中示意出了 装配驱动机构73内气缸732的气缸尾座731、装配驱动机构73内的气缸732、滑块733、护手板734、线性滑轨735、滑块736、滑块737(滑块737与滑块733的运动方向相垂直)、螺杆738以及换位驱动机构72内的气缸729。图7中示意出了 换位驱动机构72内的气缸729的前进气管接头(弯头)721、后退气管接头(直头)722、换位气缸固定块723、行程调整块724、线性滑轨725、装配驱动机构73内气缸732的后退气管接头(弯头)726、T型螺栓727、螺母728。扩ロ芯驱动机构71、换位驱动机构72以及装配驱动机构73的工作原理与夹紧驱动机构5类似。上述机构内的气缸可以使用同一气源带动，此时可以充分利用ー个气源。本实施例中装配机还包括如图I所示的机架主体91、升降机构92以及工作台93，其中夹紧驱动机构5、扩ロ芯驱动机构71、换位驱动机构72以及装配驱动机构73均设置于工作台93上。夹紧驱动机构5的气缸51与工作台93之间、第二夹头2与工作台93之间优选为采用螺钉固定连接。本实施例中气缸51与工作台93之间、第二夹块22与工作台93之间以及接头夹具82与夹具底座6之间仅采用四个螺钉便可以固定安装在工作台93上，与现有技术相比，本发明大大节省了管子夹具与管接头夹具装卸耗费的时间。夹具底座6与工作台93之间设置有滑轨机构，夹具底座6能通过滑轨机构相对于工作台93沿管子夹持装置夹持的管子的径向方向或轴向方向滑动。本例中管子的径向方向或轴向方向优选为均为水平方向。
升降机构92设置于工作台93与机架主体91之间，升降机构92用于带动工作台93上升或下降，升降机构92优选为由升降驱动电机驱动的电动升降柱，升降驱动电机与控制器10电连接。升降机构92的设置使操作人员能根据自身习惯调整适合自己的操作高度，符合人机工程学，设计更为人性化。装配机还包括脚轮(优选为弹性材料制成)94，脚轮94与机架主体91的底部铰接或枢接，且脚轮94背离机架主体91的部分与地面相抵接。装配机借助脚轮94便于操作人员移动，并且脚轮94也减弱了装配机受到的硬冲击，使装配机在工作过程中不会产生噪音。本实施例中接头夹具82上设置有第二位置传感器(具体可连接于图10中El E4中的某个位置)，其中
第二位置传感器用于在放置于接头夹具82上的管接头到达预定位置吋，将接头到位信号输出至控制器10和/或输出至显示器(可以采用触摸屏917)。所述控制器10用于在收到接头到位信号后再控制换位驱动机构72以及装配驱动机构73前进或后退。所述显示器用于在收到接头到位信号后以显示字幕或图案的形式发出管接头的位置提示信息。与第一位置传感器同理，第二位置传感器可以检测每个需要装夹的管接头是否已经放置于接头夹具82上的预定位置，能进ー步改善本发明提供的装配机不同批次所装配的产品的一致性。如图8、图9和图10中所示，本实施例中装配机还包括如图8所示的按钮控制盒95，其中按钮控制盒95上设置有与控制器10 (优选为图10中所示的PLC芯片)电连接的初始位置按钮SB1、启动按钮SB2、第一三位按钮(优选为图8和图10中所示的两个Kl其中之一)、第二三位按钮(优选为图8和图10中所示的两个Kl其中另一)以及急停按钮P。初始位置按钮SBl用于闭合时对控制器10输出初始指令。启动按钮SB2用于闭合时对控制器10输出启动指令。第一三位按钮用于闭合时对控制器10输出上升指令。第二三位按钮用于闭合时对控制器10输出下降指令。急停按钮P用于闭合时对控制器10输出停止指令。控制器10用于在接收到初始指令后控制后退电磁阀(优选为图10中所示的Q4)导通并控制或維持前进电磁阀(优选为图10中所示的Q3)关闭，并在依次收到抵达信号以及启动指令后再控制后退电磁阀关闭，然后在接收到夹紧信号后再控制前进电磁阀导通。操作人员在不触发任何按钮的时候，第一夹头I与第二夹头2在弹性装置4的推力作用下相靠拢，在管子上装夹管接头的过程中，首先左手与右手同时触发两个初始位置按钮SB1，此时，控制器10使后退电磁阀(优选为图10中所示的Q4)导通，同时控制或維持前进电磁阀(优选为图10中所示的Q3)关闭，气源输出的气体推动如图2和图3所示连接件3 (即气缸杆52)使气缸杆52带动第一夹头I转动至与第二夹头2张开的位置,将管子放置于张开的第一夹头I与第二夹头2之间，接着左手触发如图8所示的启动按钮SB2并且保持启动按钮SB2 —直被触发，右手握着管子并使管子一直按在第一位置传感器(可连接于图10中El E4中的某个位置)上(这样左手与右手都没有触碰到装配机移动的零部件的危险)，此时，控制器10关闭后退电磁阀(优选为图10中所示的Q4)，气缸杆52不再对第ー夹头I施加后退的力，弹性装置4施加的弹カ使第一夹头I转动至与第二夹头2相靠拢，控制器10判断是否已经接收到了夹紧信号(当然，优选方案中控制器10还可一井判断是否也接收到了抵达信号，抵达信号被接收的时间早于启动指令，启动指令早于夹紧信号)，通过判断是否接收到了夹紧信号可以判断出第一夹头I、第二夹头2之间的间距是否已经小于预定的安全距离，从而确认人手(或人手使用的夹持工具)有没有被夹住，若控制器10已经收到了夹紧信号，则控制器10使前进电磁阀(优选为图10中所示的Q3)导通，气源输出的气体推动连接件3 (即气缸杆52)使气缸杆52带动第一夹头I与第二夹头2夹紧管子。图9示意出了 出线孔950，出线孔950是为了安装按钮和方便走线而开的孔。本实施例中控制器10还用于在接收到上升指令后控制升降驱动电机驱动升降柱带动如图I所示工作台93上升、在接收到下降指令后控制升降驱动电机驱动升降柱带动エ 作台93下降、在接收到停止指令时控制如图4所示的夹紧驱动机构5、如图6所示扩ロ芯驱动机构71、换位驱动机构72以及升降驱动电机至少其中之一停止运行(优选为在接收到停止指令时控制以上夹紧驱动机构5、扩ロ芯驱动机构71、换位驱动机构72以及升降驱动电机全部停止运行)。上述第一三位按钮与第二三位按钮也可以合并设置在ー个升降按钮上，例如将第一三位按钮与升降按钮的左侧集成在一起，将第二三位按钮与升降按钮的右侧集成在一起。图10中还示意出了 空气开关F、断路器F1、电源指示灯L，24V直流电源101，其中空气开关F可以在电路中电流过大时自动断开电路。本实施例中如图8和图10所示的启动按钮SB2优选为触摸按钮。触摸按钮仅需要操作人员触摸便可以触发，由于在管子上装配管接头的过程中，操作人员的左手需要一直触发启动按钮SB2上，所以以触摸按钮作为启动按钮SB2大大降低了操作人员的劳动强度。如图8和图10所示的初始位置按钮SBl优选为对称设置在按钮控制盒两侧面上的两个平头按钮。左手与右手同时按动平头按钮时，平头按钮闭合并对控制器10输出初始指令。此时，控制器10在接收到平头按钮发出的初始指令后控制后退电磁阀(优选为图10中所示的Q4)导通、前进电磁阀(优选为图10中所示的Q3)关闭，此时，第一夹头I转动至与第二夹头2张开的位置。上述本发明所公开或涉及的互相固定连接的零部件或结构件，除另有声明外，固定连接均可以理解为能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为不可拆卸的固定连接(例如焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造エ艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形エ艺除外)。另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示几何位置关系的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态。最后应当说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管參照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解依然
可以对本发明的具体实施方式
进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
权利要求
1.一种管子夹持装置，其特征在于，包括第一夹头、第二夹头、连接件、弹簧、夹紧驱动机构以及夹紧度检测元件，其中 所述第一夹头上位置相对的两端分别与所述连接件以及所述第二夹头活动连接；所述夹紧驱动机构包括气缸、前进电磁阀以及后退电磁阀，所述气缸包括气缸杆、前进气管接头以及后退气管接头； 所述气缸杆与所述连接件两者固定连接或为一体式结构； 所述前进气管接头与气源之间的输气管道上设置有所述前进电磁阀，所述后退气管接头与所述气源之间的输气管道上设置有所述后退电磁阀； 所述前进电磁阀导通时，所述气源输出的气体带动所述气缸杆以及所述连接件前进并带动所述第一夹头转动至与所述第二夹头夹紧的位置；所述后退电磁阀导通时，所述气源输出的气体带动所述气缸杆以及所述连接件后退并带动所述第一夹头转动至与所述第二夹头张开的位置； 所述弹簧轴向方向上的两端分别与所述气缸以及所述连接件相抵接； 所述夹紧度检测元件设置于所述气缸的缸壁上，所述夹紧度检测元件用于通过检测所述气缸杆前进或后退的距离的方式获知所述第一夹头与所述第二夹头之间的间距，并在所述第一夹头与所述第二夹头之间的间距小于预定的安全距离时输出夹紧信号。
2.根据权利要求I所述的管子夹持装置，其特征在于，所述管子夹持装置还包括与所述夹紧度检测元件电连接的可编程逻辑控制器，其中 所述控制器还与启动按钮电连接，所述启动按钮用于在闭合时对所述控制器输出启动指令； 所述前进电磁阀以及所述后退电磁阀均与所述控制器电连接，所述控制器用于在接收到的所述启动指令后，控制所述后退电磁阀关闭，并在接收到所述夹紧信号后控制所述前进电磁阀导通。
3.根据权利要求2所述的管子夹持装置，其特征在于，所述第一夹头包括第一安装块以及与所述第一安装块可拆卸连接的第一夹块； 所述第二夹头包括第二安装块以及与所述第二安装块可拆卸连接的第二夹块； 所述第一夹块与所述第二夹块夹紧时两者相抵接的部分上均设置有能容纳并夹持一个或两个以上个管子的仿形槽，所述第一夹头转动至与所述第二夹头夹紧的位置时，所述第一夹块上的所述仿形槽与所述第二夹块上的仿形槽位置相对。
4.根据权利要求3所述的管子夹持装置，其特征在于，所述仿形槽内设置有第一位置传感器，其中 所述第一位置传感器，用于在放置于所述仿形槽内的所述管子抵达预定位置时，将抵达信号输出至所述控制器和/或输出至显示器； 所述控制器，用于在依次收到所述抵达信号以及所述启动指令后再控制所述后退电磁阀关闭，然后在接收到所述夹紧信号后再控制所述前进电磁阀导通； 所述显示器，用于在收到所述抵达信号后以显示字幕或图案的形式发出所述管子的位置提示信息。
5.根据权利要求4所述的管子夹持装置，其特征在于，所述夹紧度检测元件为磁性开关。
6.一种装配机，其特征在于，包括权利要求I 一 5任意一项所述的管子夹持装置，还包括夹具底座、扩口芯驱动机构、换位驱动机构、装配驱动机构、扩口芯以及一个或两个以上个接头夹具，其中 所述管子夹持装置内的所述第一夹头以及所述第二夹头用于夹持管子；所述接头夹具与所述夹具底座固定连接，所述接头夹具用于放置或装夹管接头； 所述扩口芯驱动机构设置于所述夹具底座上，且所述扩口芯驱动机构用于带动所述扩口芯沿所述管子夹持装置夹持的所述管子的轴向方向朝接近或背离所述管子的位置前进或后退； 所述换位驱动机构，用于带动所述夹具底座沿所述管子夹持装置夹持的所述管子的径向方向前进或后退； 所述装配驱动机构，用于带动所述夹具底座沿所述管子夹持装置夹持的所述管子的轴向方向朝接近或背离所述管子的位置前进或后退； 所述扩口芯驱动机构、所述换位驱动机构以及所述装配驱动机构三者中至少其中之一包括气缸、第一电磁阀以及第二电磁阀，或者，所述扩口芯驱动机构、所述换位驱动机构以及所述装配驱动机构三者中至少其中之一包括伺服驱动电机、传动机构以及螺杆；其中 每个所述气缸均包括气缸杆、前进气管接头以及后退气管接头，且所述前进气管接头与气源之间的输气管道上设置有所述第一电磁阀，所述后退气管接头与所述气源之间的输气管道上设置有所述第二电磁阀； 所述气缸杆与所述扩口芯或所述夹具底座固定连接，所述第一电磁阀导通时，所述气源输出的气体带动所述气缸杆前进，所述第二电磁阀导通时，所述气源输出的气体带动所述气缸杆后退； 所述螺杆与所述扩口芯或所述夹具底座固定连接，所述伺服驱动电机能通过所述传动机构驱动所述螺杆沿所述螺杆的轴向方向前进或后退。
7.根据权利要求6所述的装配机，其特征在于，所述装配机还包括与所述控制器电连接的扩口芯位置检测元件、换位位置检测元件以及装配位置检测元件，其中 所述扩口芯位置检测元件、所述换位位置检测元件以及所述装配位置检测元件均为磁性开关； 所述扩口芯位置检测元件，用于在所述扩口芯沿所述管子夹持装置夹持的所述管子的轴向方向前进至预定位置时输出扩口芯到位信号、后退至预定位置时输出扩口芯复位信号; 所述换位位置检测元件，用于在所述夹具底座沿所述管子夹持装置夹持的所述管子的径向方向前进至预定位置时发出换位到位信号、后退至预定位置时发出换位复位信号； 所述装配位置检测元件，用于在所述夹具底座沿所述管子夹持装置夹持的所述管子的轴向方向前进至预定位置时发出装配到位信号、后退至预定位置时发出装配复位信号； 所述控制器，用于在接收到所述扩口芯到位信号后控制所述扩口芯驱动机构停止带动所述扩口芯前进、接收到所述扩口芯复位信号后控制所述扩口芯驱动机构停止带动所述扩口芯后退、接收到所述换位到位信号后控制所述换位驱动机构停止带动所述夹具底座前进、接收到所述换位复位信号后控制所述换位驱动机构停止带动所述夹具底座后退、接收到所述装配到位信号后控制所述装配驱动机构停止带动所述夹具底座前进、接收到所述装配复位信号后控制所述装配驱动机构停止带动所述夹具底座后退。
8.根据权利要求7所述的装配机，其特征在于，所述装配机还包括机架主体、升降机构、工作台以及脚轮，其中 所述夹紧驱动机构、所述扩口芯驱动机构、所述换位驱动机构以及所述装配驱动机构均位于所述工作台上； 所述夹具底座与所述工作台之间设置有滑轨机构，所述夹具底座能通过所述滑轨机构相对于所述工作台沿所述管子夹持装置夹持的所述管子的径向方向或轴向方向滑动；所述升降机构设置于所述工作台与所述机架主体之间，所述升降机构用于带动所述工作台上升或下降； 所述脚轮与所述机架主体的底部铰接或枢接，且所述脚轮背离所述机架主体的部分与地面相抵接。
9.根据权利要求8所述的装配机，其特征在于，所述接头夹具上设置有与所述控制器电连接第二位置传感器，其中 所述第二位置传感器用于在放置于所述接头夹具上的所述管接头到达预定位置时，将接头到位信号输出至所述控制器和/或输出至显示器； 所述控制器，用于在收到接头到位信号后再控制所述换位驱动机构以及所述装配驱动机构前进或后退； 所述显示器，用于在收到所述接头到位信号后以显示字幕或图案的形式发出所述管接头的位置提示信息。
10.根据权利要求8或9所述的装配机，其特征在于，所述升降机构为由升降驱动电机驱动的电动升降柱，所述升降驱动电机与所述控制器电连接，所述装配机还包括按钮控制盒，所述按钮控制盒上设置有与所述控制器电连接的初始位置按钮、启动按钮、第一三位按钮、第二三位按钮以及急停按钮，其中 所述启动按钮为触摸按钮，所述初始位置按钮为对称设置在所述按钮控制盒两侧面上的两个平头按钮； 所述初始位置按钮用于闭合时对所述控制器输出初始指令； 所述启动按钮用于闭合时对所述控制器输出启动指令； 所述第一三位按钮用于闭合时对所述控制器输出上升指令； 所述第二三位按钮用于闭合时对所述控制器输出下降指令； 所述急停按钮用于闭合时对所述控制器输出停止指令； 所述控制器，用于在接收到所述初始指令后控制所述后退电磁阀导通、控制或维持所述前进电磁阀关闭，在接收到的所述启动指令后，控制所述后退电磁阀关闭，并在接收到所述夹紧信号后控制所述前进电磁阀导通； 所述控制器，还用于在接收到所述上升指令后控制所述升降驱动电机驱动所述升降柱带动所述工作台上升，在接收到所述下降指令后控制所述升降驱动电机驱动所述升降柱带动所述工作台下降，在接收到所述停止指令时控制所述夹紧驱动机构、所述扩口芯驱动机构、所述换位驱动机构以及所述升降驱动电机停止运行。
全文摘要
本发明公开了一种管子夹持装置以及装配机，涉及汽车零配件装配技术领域。解决了现有技术存在安全性较差等技术问题。本发明提供的管子夹持装置包括第一夹头、第二夹头、连接件、弹簧、夹紧驱动机构以及夹紧度检测元件，第一夹头上位置相对的两端分别与连接件以及第二夹头活动连接；夹紧驱动机构包括气缸、前进电磁阀以及后退电磁阀，气缸包括气缸杆、前进气管接头以及后退气管接头；夹紧度检测元件设置于气缸的缸壁上，夹紧度检测元件在第一夹头与第二夹头之间的间距小于预定的安全距离时输出夹紧信号。该装配机包括本发明提供的管子夹持装置。本发明提高了装配机的安全性以及工作效率。
文档编号B25B11/02GK102672644SQ20121016464
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月24日 优先权日2012年5月24日
发明者于水丰, 杨志会 申请人:河北亚大汽车塑料制品有限公司