一种汽车碳罐的自动扣接设备的制作方法

本发明涉及一种碳罐的生产设备，特别涉及一种汽车碳罐的自动扣接设备。

背景技术：

碳罐一般装在汽油箱和发动机之间，由于汽油是一种易挥发的液体，在常温下燃油箱经常充满汽油蒸汽，燃料蒸发排放控制系统的作用是将蒸汽引入燃烧并防止汽油蒸汽挥发到大气中，这个过程中碳罐起到非常重要的作用。

碳罐包括罐体，罐体内填充有活性碳粉，碳罐上连通设置有吸附口、脱附口和大气口，在一些碳罐的结构设计中，大气口会与灰滤盒一体成型之后再扣接在碳罐本体上，之后再用摩擦振动焊接机密封焊接。

目前罐体与灰滤盒的扣接的过程中通常采用压力机，将罐体固定，罐体的下方设置有可以向上移动的承接块，承接块的下方固定设置有气缸，灰滤盒放置在承接块的上方，启动气缸向上推动承接块，承接块带动灰滤盒向上移动，使得灰滤盒和罐体卡接。上述现有技术的不足之处在于，在碳罐安装的过程中碳罐的罐体和灰滤盒所处的拆装工位均为一处，在生产的过程中，操作工人需要在一处工位安装罐体和灰滤盒，同时也需要在该工位取下扣接完成的碳罐，所耗费的时长较长，不利于提升生产的效率。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种汽车碳罐的自动扣接设备，实现了多工位运转切换，提升了生产的加工效率。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种汽车碳罐的自动扣接设备，包括机架、转盘、上托装置、压紧装置和转盘驱动电机，机架放置在地面上；上托装置设置在机架的上方，上托装置包括竖直设置的提升气缸和承接块，承接块的上表面开设有与灰滤盒相适配的凹槽，提升气缸能够提升承接块竖直上下移动；转盘的下端一体连接有竖直的转动轴，转动轴与机架转动连接且通过转盘驱动电机带动转盘步进转动，转盘水平设置且位于承接块的上方，转盘的周面上均匀间隔开设有卡接机构；压紧装置包括下压气缸、压板和压紧件，下压气缸竖直设置且上、下两端分别与机架和压板固定，压紧件固定于压板的下方，压紧件位于转盘的上方。

通过采用上述技术方案，将碳罐的罐体朝下放入卡接机构内，将灰滤盒放置在承接块的上方，启动转盘驱动电机，转盘驱动电机带动转动轴和转盘转动，当具有罐体的卡接机构转动至压紧装置的上方时，再启动下压气缸，下压气缸带动压板和压紧件向下移动以从罐体的上方将罐体压紧在卡接机构上，之后启动提升气缸，提升气缸带动承接块向上移动，将灰滤盒卡接在罐体上，达到了卡接的目的，碳罐卡接完成之后依次收缩提升气缸和下压气缸，启动转盘驱动电机带动转动轴和转盘转动，将卡接完成的碳罐送至下个工位进行取放打包；这样能够在卡接工位之前将罐体放至卡接机构上，当灰滤盒和罐体卡接完成之后继续转动转盘，能够将碳罐带到下一个工位进行取放打包，实现了多工位运转切换，提升了生产的加工效率。

本发明进一步设置为：承接块与提升气缸之间设置有移动板，提升气缸的缸体固定在移动板的下方，提升气缸的活塞杆从下往上穿过移动板并且与承接块固定连接；移动板的下方设置有移动气缸和两条以上的导轨，导轨互相平行且固定设置在机架上，移动板与导轨滑动连接，移动气缸平行于导轨并且移动气缸的缸体和活塞杆分别与机架和移动板固定。

通过采用上述技术方案，当卡接机构上的罐体转动至承接块的上方之后，首先启动移动气缸，移动气缸推动移动板水平向内沿导轨移动，之后再启动提升气缸带动承接块和灰滤盒向上移动进行卡接，卡接完成之后再启动移动气缸收缩带动移动板向外移动，此时承接块更加靠近工作人员，便于工作人员在承接块上方放置灰滤盒。

本发明进一步设置为：移动板上设置有两个承接块，每个承接块的下方均设置有提升气缸，两个承接块对应两个相邻的卡接机构。

通过采用上述技术方案，提升气缸一次提升能对两个碳罐的罐体和灰滤盒进行卡接，提升了加工效率。

本发明进一步设置为：机架在移动板的下方固定设置有与导轨平行的支撑柱，支撑柱位于两个承接块之间，支撑柱与移动板为镜面光滑贴合。

通过采用上述技术方案，支撑柱能够提升机架对移动板的支撑能力，避免由于提升气缸向上移动扣合的力过大而导致移动板变形的可能性，同时支撑柱与移动板通过镜面光滑贴合能够降低摩擦力，也能够方便振动的传导。

本发明进一步设置为：压紧件为压杆和弹簧，压杆竖直插接穿过压板并且与压板滑动连接，压杆的上下两端均设置有阻挡部，弹簧的两端分别与压杆下端的阻挡部和压板下表面抵接。

通过采用上述技术方案，当下压气缸带动压紧件下压的过程中，压杆首先与罐体的上部接触，随着压板的逐步下压，压杆相对压板向上移动，弹簧逐渐压缩，最后利用处于压缩状态的弹簧的弹力将压杆抵接在罐体的上端，以抵紧罐体，同时也具有一定的缓冲作用，避免压杆下压行程较大直接损坏罐体。

本发明进一步设置为：卡接机构包括卡接板、导向杆和支撑板，支撑板固定设置在转盘的上方，导向杆水平平行设置且数量为两根以上，每根导向杆的两端均与支撑板固定连接，卡接板的下方设置有连接块，每个连接块与不同的导向杆滑动连接，转盘的上方设置有推动卡接板沿导向杆滑动的驱动件，卡接板上开设有卡接槽。

通过采用上述技术方案，将碳罐的罐体倒置放置在卡接板的卡接槽内，罐体的边沿位置会搭设在卡接板的上方，当灰滤盒和罐体卡接完毕之后，并且转盘已经将卡接完毕的碳罐转动至取放工位，启动驱动件，驱动件带动卡接板沿导向杆向外移动，这样便于工作人员从卡接板上拿下碳罐。

本发明进一步设置为：所述自动扣接设备还包括水平设置的顶出气缸，所述顶出气缸的下方固定设置有竖直的插杆，插杆从转盘上端插入转动轴内并且与转动轴同轴转动连接，插杆与机架固定，顶出气缸的缸体与插杆固定，顶出气缸能够将卡接机构内的碳罐顶出。

通过采用上述技术方案，驱动件为顶出气缸，并且一个顶出气缸能够带动所有移动至取放工位的卡接板向外移动，以便工作人员拿下碳罐，能够节约成本。

本发明进一步设置为：卡接机构还包括连接柱和固定柱，固定柱固定在转盘的上方并且位于卡接板靠近转盘中心的一侧，连接柱固定在卡接板的上方，连接柱和固定柱之间固定有处于压缩状态的复位弹簧。

通过采用上述技术方案，当顶出气缸将卡接板向外顶出后，在复位弹簧的作用下，能够带动连接柱和卡接板沿导向杆朝向固定柱的方向移动，进行复位。

综上所述，本发明具有以下技术效果：

1.通过在机架上设置相对机架转动的转盘，这样利用转盘的转动能够在转盘上设置多个用于安装罐体的卡接机构，多个卡接机构可以分为上料工位、卡接工位和取放工位，在上料工位将罐体放置在卡接机构上，卡接工位则是放置灰滤盒以及完成灰滤盒和罐体的卡接，取放工位则是将卡接完成的碳罐拿下，实现了多工位运转切换，提升了生产的加工效率；

2.通过在承接块的下方设置导轨和移动气缸，在罐体和灰滤盒卡接完成之后，利用移动气缸带动移动板和承接块朝外移动，便于工作人员将灰滤盒安装至承接块上方；

3.通过在转盘的上端设置相对机架固定的顶出气缸，在卡接机构转动离开卡接工位进入取放工位时，顶出气缸能够将卡接板向外顶出，便于操作人员拿出碳罐。

附图说明

图1是本发明的三维结构示意图；

图2是突出显示卡接机构、上托装置和压紧装置的局部结构示意图；

图3是卡接机构的结构示意图；

图4是突出显示插杆的剖面结构示意图。

图中，1、机架；11、导轨；12、移动气缸；13、支撑柱；2、转盘；21、转动轴；22、卡接机构；221、卡接板；2211、连接块；2212、卡接槽；222、导向杆；223、支撑板；224、连接柱；225、固定柱；226、复位弹簧；3、上托装置；31、提升气缸；32、承接块；321、滑杆；33、移动板；4、压紧装置；41、下压气缸；42、压板；431、压杆；432、弹簧；43、压紧件；5、转盘驱动电机；6、顶出气缸；61、插杆。

具体实施方式

如图1所示，一种汽车碳罐的自动扣接设备，包括机架1、转盘2、上托装置3、压紧装置4和转盘驱动电机5，机架1放置在地面上，转盘2水平设置并且与机架1通过竖直轴转动连接，转盘2的周面上均匀设置有多个用于放置碳罐罐体的卡接机构22，转盘驱动电机5位于转盘2的下方且能够驱动转盘2绕中心轴水平转动，上托装置3和压紧装置4均与机架1固定连接并且分别位于转盘的下方和上方，碳罐的灰滤盒位于上托装置3的上方。启动转盘驱动电机5，转盘驱动电机5带动转盘2步进转动，转盘2上的卡接机构22交替变换位置，其中三个工位依次为上料工位、卡接工位和取放工位，上托装置3和压紧装置4均与卡接工位对应，罐体从上料工位放置在卡接机构22上，罐体随着转盘2转动至卡接工位时，首先压紧装置4会下压将罐体从上端压紧固定，之后上托装置3托起灰滤盒向上移动使灰滤盒卡接在罐体上，卡接完成之后碳罐转动至取放工位后将碳罐取下，实现了多工位运转切换，提升了生产的加工效率。

如图2所示，压紧装置4的基本结构包括下压气缸41、压板42和压紧件43，下压气缸41竖直设置且上、下两端分别与机架1和压板42固定，压紧件43固定于压板42的下方，压紧件43位于转盘2的上方。这样当需要压紧罐体时，启动下压气缸41向下移动，下压气缸41带动压板42和压紧件43向下移动以从罐体的上方将罐体压紧在卡接机构22上。

压紧件43可以为弹性压紧或者刚性压紧，采用刚性压紧时由于在罐体受压状态下下压气缸41的形成很短，一旦下压气缸41的形成控制不好，形成过小则不易压紧罐体，形成过大则容易因为下压过度而损坏罐体，因此本实施例中采用弹性压紧。如图2所示，压紧件43为压杆431和弹簧432，压杆431竖直插接穿过压板42并且与压板42滑动连接，压杆431的上下两端均设置有阻挡部，弹簧432的两端分别与压杆431下端的阻挡部和压板42下表面抵接。当下压气缸41带动压紧件43下压的过程中，压杆431首先与罐体的上部接触，随着压板42的逐步下压，压杆431相对压板42向上移动，弹簧432逐渐压缩，最后利用处于压缩状态的弹簧432的弹力将压杆431抵接在罐体的上端，以抵紧罐体，避免压杆下压行程较大直接损坏罐体，也能够避免压杆下压行程较小而难以压紧罐体的问题。

如图2所示，上托装置3的基本结构包括竖直设置的提升气缸31和承接块32，承接块32的上表面开设有与灰滤盒相适配的凹槽，提升气缸31能够提升承接块32竖直上下移动。由于转盘2的设置要尽可能小，这样才能够降低机器的整体成本，因此罐体和灰滤盒的卡接位置要比较靠近机器中心的位置，卡接位置的外侧要设置防护网等防护结构，因此若承接块32位于卡接工位下方不动的话，操作工人将灰滤盒放置在承接块32上的过程中会较为不易。为解决上述问题，可以将承接块32设置成相对机架1移动的结构。

如图2所示，在本发明中，承接块32与提升气缸31之间设置一块移动板33，提升气缸31的缸体固定在移动板33的下方，提升气缸31的活塞杆从下往上穿过移动板33并且与承接块32固定连接；移动板33的下方设置有移动气缸12和两条以上的导轨11，导轨11互相平行且固定设置在机架1上，移动板33与导轨11滑动连接，移动气缸12平行于导轨11并且移动气缸12的缸体和活塞杆分别与机架1和移动板33固定。当卡接机构22上的罐体转动至承接块32的上方之后，首先启动移动气缸12，移动气缸12推动移动板33水平向内沿导轨11移动，之后再启动提升气缸31带动承接块32和灰滤盒向上移动进行卡接，卡接完成之后再启动移动气缸12收缩带动移动板33向外移动，此时承接块32更加靠近工作人员，便于工作人员在承接块32上方放置灰滤盒。

如图2所示，为提升承接块32升降的稳定性，可以在承接块32的下方竖直设置滑杆321，滑杆321从上往下穿过移动板33并且与移动板33滑动连接。

同样，在取放工位时卡接完成后的碳罐也距离操作人员较远，不利于操作人员取放碳罐。为解决上述问题，可以将卡接机构22设置成可移动式的结构。在本实施例中，如图2或者图3所示，卡接机构22包括卡接板221、导向杆222和支撑板223，支撑板223固定设置在转盘2的上方，导向杆222水平平行设置且数量为两根以上，每根导向杆222的两端均与支撑板223固定连接，卡接板221的下方设置有连接块2211，每个连接块2211与不同的导向杆222滑动连接，转盘2的上方设置有推动卡接板221沿导向杆222滑动的驱动件，卡接板221上开设有卡接槽2212。将碳罐罐体倒置之后，罐体的下盖边缘会有凸起，将罐体放置在卡接槽2212内时该凸起搭接在卡接板221上方，以此保证罐体不会下掉。当灰滤盒和罐体卡接完毕之后，并且转盘已经将卡接完毕的碳罐转动至取放工位，启动驱动件，驱动件带动卡接板221沿导向杆222向外移动，这样便于工作人员从卡接板221上取下碳罐。

上述卡接机构22中的驱动件可以为多个，即每一个卡接机构22上均设置一个驱动件，这样成本较高。本实施例中仅采用了一个驱动件，便能够驱动所有移动至取放工位的卡接机构22向外移动。如图1所示，转盘2的下端一体连接有竖直的转动轴21，转动轴21与机架1转动连接且通过转盘驱动电机5带动转盘2步进转动，卡接机构22的驱动件为水平设置的顶出气缸6，结合图4所示，顶出气缸6的下方固定设置有竖直的插杆61，插杆61从转盘2上端插入转动轴21内并且与转动轴21同轴转动连接，插杆61的下方穿出转动轴21并且与机架1固定，顶出气缸6的缸体与插杆61固定，顶出气缸6能够将卡接机构22内的碳罐顶出，即将卡接板221连带碳罐一起向外顶出，使碳罐更加靠近操作工人，便于取下碳罐。

如图3所示，为了便于卡接板221复位，卡接机构22还包括连接柱224和固定柱225，固定柱225固定在转盘2的上方并且位于卡接板221靠近转盘2中心的一侧，连接柱224固定在卡接板221的上方，连接柱224和固定柱225之间固定有处于压缩状态的复位弹簧226。当顶出气缸6将卡接板221向外顶出后，在复位弹簧226的作用下，能够带动连接柱224和卡接板221沿导向杆222朝向固定柱225的方向移动，进行复位。当卡接板221位于两个极限位置时，连接块2211分别与同一导向杆222两端的支撑板223抵接。

如图2所示，同一个工位上最好能够设置两个卡接机构22，在卡接工位处每个卡接机构22的上方和下方均分别设置一个压紧装置4和上托装置3，这样便能够一次性压紧两个碳罐，提升加工效率。压紧装置4中，两个压紧件43可以设置在同一块压板42下方；上托装置3中，两个承接块32可以设置在同一个移动板33的上方。为了避免压板42变形，可以在压板42与下压气缸41的活塞杆之间设置加强筋。为了避免移动板33的受力变形，可以在移动板33的下方固定设置有与导轨11平行的支撑柱13，支撑柱13与机架1固接，支撑柱13位于两个承接块32之间，支撑柱13与移动板33为镜面光滑贴合。支撑柱13能够提升机架1对移动板33的支撑能力，避免由于提升气缸31向上移动扣合的力过大而导致移动板33变形的可能性，同时支撑柱13与移动板33通过镜面光滑贴合能够降低摩擦力。

还可以在支撑柱13的下方设置一个振动摩擦电焊机的高频振动源，通过支撑柱13与移动板33的镜面光滑贴合，能够将振动充分地传递至移动板33和承接块32，最终传递至罐体和灰滤盒，使罐体和灰滤盒在卡接完成后经过振动摩擦焊接。

本发明的工作过程为：

上料工位阶段：在卡接工位之前，在上料工位上，将碳罐的罐体放置在卡接板221的卡接槽2212内最内端的位置上，之后启动转盘驱动电机5，转盘驱动电机5带动转动轴21和转盘2步进转动，将转盘2上上料工位的罐体转动至至卡接工位。

卡接工位阶段：启动下压气缸41向下移动，下压气缸41带动压板42和压紧件43向下移动，下压气缸41带动压紧件43下压的过程中，压杆431首先与罐体的上部接触，随着压板42的逐步下压，压杆431相对压板42向上移动，弹簧432逐渐压缩，最后利用处于压缩状态的弹簧432的弹力将压杆431抵接在罐体的上端，以抵紧罐体；之后，将灰滤盒放置在承接块32上，启动移动气缸12，移动气缸12推动移动板33水平向内沿导轨11移动，之后再启动提升气缸31带动承接块32和灰滤盒向上移动进行卡接，卡接完成之后再启动移动气缸12收缩带动移动板33向外移动，此时承接块32更加靠近工作人员，便于工作人员在承接块32上方放置灰滤盒。随后启动下压气缸41收缩，带动压板42和压杆431远离罐体，再启动转盘驱动电机5驱动转盘2转动切换工位。

取放工位阶段：启动顶出气缸6伸长，顶出气缸6将卡接板221向外顶出后工人将碳罐取下；随后启动顶出气缸6收缩，在复位弹簧226的作用下，能够带动连接柱224和卡接板221沿导向杆222朝向固定柱225的方向移动，进行复位。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。