一种O型密封圈自动化装配装置及方法与流程

本发明涉及一种o型密封圈自动化装配装置及方法，适用于难以自动化装配的o型密封圈微小结构零件，属于自动化装配技术领域。

背景技术：

目前，o型密封圈的装配多是依靠人工完成，人工组装不仅工作效率低，人力成本高，而且由于受到操作人员人为因素的影响，装配出来的o型密封圈一致性差，不良率较多，亟需通过自动化装配技术实现低成本高质量装配生产。

技术实现要素：

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o型密封圈自动化装配装置及方法，具有结构简单、使用方便、成本较低等特点，通过自动上料、取料、装配、检测和产品有效处置，实现高效稳定的自动化装配过程，有效提高装配效率及质量。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种o型密封圈自动化装配装置，包括回转工作台组件、套筒自动上料组件、o型密封圈自动上料组件、自动检测组件、成品分拣组件；

其中，所述回转工作台组件包括旋转电机、同步带、同步轮、分割器、分度盘及沿圆周均布于分度盘上的三爪气缸夹具，旋转电机通过同步带、同步轮、分割器构成的传动结构与分度盘驱动连接；

所述套筒自动上料组件、o型密封圈自动上料组件、自动检测组件、成品分拣组件沿圆周方向依次布置于回转工作台组件外侧，且套筒自动上料组件、o型密封圈自动上料组件与回转工作台组件供料相接，通过自动检测组件实时检测回转工作台组件上o型圈的装配效果，成品分拣组件用于根据自动检测组件的检测结果进行合格成品与不合格成品的分拣。

优选的，所述套筒自动上料组件包括振动盘、直线送料器、气缸导轨滑块机构、定位平台、机械夹爪、夹爪气缸、三轴缸、无杆缸；

通过相接的振动盘和直线送料器实现套筒的自动定向排列，并通过气缸导轨滑块机构将分离出的套筒推移至定位平台上，实现套筒的定位分离；通过三轴缸、无杆缸分别实现夹爪气缸的升降、水平位移，并通过夹爪气缸驱动机械夹爪将定位平台上的套筒夹持到分度盘上相应的三爪气缸夹具内。

优选的，所述o型密封圈自动上料组件包括振动盘、直线送料器、气缸导轨滑块机构、定位平台、水平气缸、滑板、升降气缸、l形板、三爪缸、治具缸、连接板、压板及两侧导杆；

通过相接的振动盘和直线送料器实现o型圈的自动定向排列，并通过气缸导轨滑块机构将分离出的o型圈推移至定位平台上，实现o型圈的定位分离；通过水平气缸带动竖直滑板的水平滑移，且升降气缸设置于滑板顶部，通过升降气缸带动l形板沿滑板的上下滑移；所述三爪缸安装于l形板横板底部，且三爪缸的夹爪上安装有三个圆弧形板，通过三爪缸带动三个圆弧形板的径向扩张实现o型圈的弹力扩张固定；

所述两侧导杆竖直贯穿l形板横板，且并列连接于上侧连接板及下侧压板之间；所述治具缸安装于连接板上，其活塞杆贯穿连接板而连接于l形板横板上，通过治具缸活塞杆的伸缩带动连接板、两侧导杆及压板相对于l形板的升降调整；所述压板中部开设有相适配的装配孔，通过压板下压将套接于三个圆弧形板上的o型圈推移到相应的套筒上，实现o型圈与套筒的装配。

本发明中，三个圆弧形板呈圆周均布，且尺寸相同，组合在一起构成一接近实心的圆形筒，其直径略小于o型密封圈的内径，通过三支圆弧形板插入o形密封圈，三爪气缸带动圆弧形板向外运动，使得密封圈套紧在圆弧形板外侧，并且此时密封圈的直径大于套筒直径，密封圈通过水平、升降气缸运动到套筒正上方后，治具缸向下运动，带动压板向下运动，将密封圈下压推移至套筒上，非常准确地将o形密封圈装配至套筒指定位置。该装配方法能十分有效地满足生产需求，非常准确地完成装配任务。

优选的，所述自动检测组件包括立架、固定于立架上的顶板、安装于顶板上的驱动气缸及安装于驱动气缸活塞杆下端的ccd探头，通过驱动气缸带动ccd探头的升降调整。气缸驱动ccd相机运动到指定位置，对o形密封圈所在位置进行拍照，并将图像传输到计算机中，计算机处理后得到其轮廓数据，与存储的装配密封圈后的轮廓数据进行对比，判断密封圈的有无和位置的正确与否。

优选的，所述成品分拣组件包括无杆缸、三轴缸、夹爪气缸、机械夹爪、分拣滑槽、旋转气缸、挡板、收料盒；

通过三轴缸、无杆缸分别实现夹爪气缸的升降、水平位移，并通过夹爪气缸驱动机械夹爪将三爪气缸夹具内的装配件逐个夹持到分拣滑槽的顶部起始端；所述分拣滑槽底部分为两个分拣端，且分别与两个收料盒供料相接，通过旋转气缸带动挡板的转向实现两个分拣端的开合控制。

进一步的，所述压板内中部装配孔的孔径与套筒直径相同，便于压板将o形密封圈从夹爪上的三支圆弧形板上滑移至套筒上面。

进一步的，所述气缸导轨滑块机构包括直线导轨、推动气缸，且直线导轨上设置有送料滑块，通过推动气缸的活塞杆带动送料滑块沿直线导轨的滑动定位，通过送料滑块的滑动将直线送料器的出料逐个推移至定位平台上。

进一步的，所述直线送料器的出料口及定位平台上均设置有定位传感器，用于实现直线送料器上及定位平台上套筒和o形密封圈的出料定位。

一种o型密封圈自动化装配方法，包括以下步骤：

步骤一：套筒自动上料

通过相接的振动盘和直线送料器实现套筒的自动定向排列，并通过气缸导轨滑块机构将分离出的套筒推移至定位平台上，实现套筒的定位分离；通过三轴缸、无杆缸分别调整夹爪气缸的升降、水平位移，进而通过夹爪气缸驱动机械夹爪将定位平台上的套筒夹持到分度盘上相应的三爪气缸夹具内，夹爪气缸松开套筒，实现套筒的自动上料，开始下一个套筒的定位夹持；

步骤二：o型密封圈自动上料

通过相接的振动盘和直线送料器实现o型圈的自动定向排列，并通过气缸导轨滑块机构将分离出的o型圈推移至定位平台上，实现o型圈的定位分离；通过水平气缸、升降气缸分别带动三爪缸的水平、上下滑移，从而带动三个圆弧形板活动至套接于定位平台上的o型圈内，通过三爪缸带动三个圆弧形板的径向扩张实现o型圈的弹力扩张固定；o型圈固定后通过水平气缸、升降气缸带动其活动至分度盘上相应套筒的上方，通过治具缸带动压板下压将套接于三个圆弧形板上的o型圈推移到相应的套筒上，实现o型圈的装配，开始下一个o型圈的定位装配；

步骤三：成品自动检测

通过驱动气缸带动ccd探头的升降调整，进而通过分度盘的回转配合检测到分度盘上各个o型圈的装配效果；

步骤四：成品自动分拣

通过三轴缸、无杆缸分别实现夹爪气缸的升降、水平位移，并通过夹爪气缸驱动机械夹爪将三爪气缸夹具内的装配件逐个夹持到分拣滑槽的顶部起始端；根据自动检测组件的检测结果，通过旋转气缸带动挡板的转向实现两个分拣端的开合控制，使得合格成品及不合格成品分别滑入相应的收料盒。

有益效果：本发明提供的一种o型密封圈自动化装配装置及方法，相对于现有技术，具有以下优点：1、结构简单，使用方便，通过三爪气缸夹爪上的三支圆弧形板和带有与套筒直径相同孔径的压板运动，解决o型密封圈的夹持和装配问题，能够高质量地完成o型密封圈自动装配任务；2、自动化程度高，通过定位ccd检测及成品分拣系统实现高效稳定的自动化检测、分拣过程，大大节省人力及成本，有效加快装配效率，满足生产需求，具有良好的经济实用价值。

附图说明

图1为本发明中o型密封圈的结构示意图；

图2为本发明中套筒的结构示意图；

图3为本发明实施例的整体结构示意图；

图4为本发明实施例中套筒自动上料组件的结构示意图；

图5为本发明实施例中o型密封圈自动上料组件的结构示意图；

图6为本发明实施例中自动检测组件的结构示意图；

图7为本发明实施例中成品分拣组件的结构示意图；

图中包括：1、套筒自动上料组件，2、回转工作台组件，3、三爪气缸夹具，4、o型密封圈自动上料组件，5、自动检测组件，6、成品分拣组件，7、振动盘，8、直线送料器，9、套筒，10、气缸导轨滑块机构，11、夹爪气缸，12、三轴缸，13、无杆缸，14、水平气缸，15、滑板，16、升降气缸，17、l形板，18、三爪缸，19、圆弧形板，20、治具缸，21、连接板，22、导杆，23、压板，24、立架，25、顶板，26、驱动气缸，27、ccd探头，28、分拣滑槽，29、旋转气缸，30、挡板，31、收料盒，32、o型圈。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1-3所示为一种o型密封圈自动化装配装置，包括回转工作台组件2、套筒自动上料组件1、o型密封圈自动上料组件4、自动检测组件5、成品分拣组件6；

其中，所述回转工作台组件2包括旋转电机、同步带、同步轮、分割器、分度盘及沿圆周均布于分度盘上的三爪气缸夹具3，旋转电机通过同步带、同步轮、分割器构成的传动结构与分度盘驱动连接；

所述套筒自动上料组件1、o型密封圈自动上料组件4、自动检测组件5、成品分拣组件6沿圆周方向依次布置于回转工作台组件2外侧，且套筒自动上料组件1、o型密封圈自动上料组件4与回转工作台组件2供料相接，通过自动检测组件5实时检测回转工作台组件2上o型密封圈的装配效果，成品分拣组件6用于根据自动检测组件5的检测结果进行合格成品与不合格成品的分拣。

如图4所示，所述套筒自动上料组件1包括振动盘7、直线送料器8、气缸导轨滑块机构10、定位平台、机械夹爪、夹爪气缸11、三轴缸12、无杆缸13；

通过相接的振动盘7和直线送料器8实现套筒9的自动定向排列，并通过气缸导轨滑块机构10将分离出的套筒9推移至定位平台上，实现套筒9的定位分离；通过三轴缸12、无杆缸13分别实现夹爪气缸11的升降、水平位移，并通过夹爪气缸11驱动机械夹爪将定位平台上的套筒9夹持到分度盘上相应的三爪气缸夹具3内。

如图5所示，所述o型密封圈自动上料组件4包括振动盘7、直线送料器8、气缸导轨滑块机构10、定位平台、水平气缸14、滑板15、升降气缸16、l形板17、三爪缸18、治具缸20、连接板21、压板23及两侧导杆22；

通过相接的振动盘7和直线送料器8实现o型圈32的自动定向排列，并通过气缸导轨滑块机构10将分离出的o型圈32推移至定位平台上，实现o型圈32的定位分离；通过水平气缸14带动竖直滑板15的水平滑移，且升降气缸16设置于滑板15顶部，通过升降气缸16带动l形板17沿滑板15的上下滑移；所述三爪缸18安装于l形板17横板底部，且三爪缸18的夹爪上安装有三个呈圆周均布的圆弧形板19，通过三爪缸18带动三个圆弧形板19的径向扩张实现o型圈32的弹力扩张固定；

所述两侧导杆22竖直贯穿l形板17横板，且并列连接于上侧连接板21及下侧压板23之间；所述治具缸20安装于连接板21上，其活塞杆贯穿连接板21而连接于l形板17横板上，通过治具缸20活塞杆的伸缩带动连接板21、两侧导杆22及压板23相对于l形板17的升降调整；所述压板23中部开设有与套筒9直径相同的装配孔，通过压板23下压将套接于三个圆弧形板19上的o型圈32推移到相应的套筒9上，实现o型圈32与套筒9的自动装配。

如图6所示，所述自动检测组件5包括立架24、固定于立架24上的顶板25、安装于顶板25上的驱动气缸26及安装于驱动气缸26活塞杆下端的ccd探头27，通过驱动气缸26带动ccd探头27的升降调整。

所述cdd检测过程如下：当装配有套筒的工件到达工位后，摄像机按照事先设定的程序进行拍照，并将图像传递到计算机相关处理软件中，对图像进行处理、分析、识别，获得逻辑控制值，对下一个工位输出相应的信号。

如图7所示，所述成品分拣组件6包括无杆缸13、三轴缸12、夹爪气缸11、机械夹爪、分拣滑槽28、旋转气缸29、挡板30、收料盒31；

通过三轴缸12、无杆缸13分别实现夹爪气缸11的升降、水平位移，并通过夹爪气缸11驱动机械夹爪将三爪气缸夹具3内的装配件逐个夹持到分拣滑槽28的顶部起始端；所述分拣滑槽28底部分为两个分拣端，且分别与两个收料盒31供料相接，通过旋转气缸29带动挡板30的转向实现两个分拣端的开合控制。

本实施例中，所述气缸导轨滑块机构10包括直线导轨、推动气缸，且直线导轨上设置有送料滑块，通过推动气缸的活塞杆带动送料滑块沿直线导轨的滑动定位，通过送料滑块的滑动将直线送料器8的出料逐个推移至定位平台上；所述直线送料器8的出料口及定位平台上均设置有定位传感器。

一种o型密封圈自动化装配方法，包括以下步骤：

步骤一：套筒自动上料

通过相接的振动盘7和直线送料器8实现套筒9的自动定向排列，并通过气缸导轨滑块机构10将分离出的套筒9推移至定位平台上，实现套筒9的定位分离；通过三轴缸12、无杆缸13分别调整夹爪气缸11的升降、水平位移，进而通过夹爪气缸11驱动机械夹爪将定位平台上的套筒9夹持到分度盘上相应的三爪气缸夹具3内，夹爪气缸11松开套筒9，实现套筒9的自动上料，开始下一个套筒9的定位夹持；

步骤二：o型密封圈自动上料

通过相接的振动盘7和直线送料器8实现o型圈32的自动定向排列，并通过气缸导轨滑块机构10将分离出的o型圈32推移至定位平台上，实现o型圈32的定位分离；通过水平气缸14、升降气缸16分别带动三爪缸18的水平、上下滑移，从而带动三个圆弧形板19活动至套接于定位平台上的o型圈32内，通过三爪缸18带动三个圆弧形板19的径向扩张实现o型圈32的弹力扩张固定；o型圈32固定后通过水平气缸14、升降气缸16带动其活动至分度盘上相应套筒9的上方，通过治具缸20带动压板23下压将套接于三个圆弧形板19上的o型圈32推移到相应的套筒9上，实现o型圈32的装配，开始下一个o型圈32的定位装配；

步骤三：成品自动检测

通过驱动气缸26带动ccd探头27的升降调整，进而通过分度盘的回转配合检测到分度盘上各个o型圈32的装配效果；

步骤四：成品自动分拣

通过三轴缸12、无杆缸13分别实现夹爪气缸11的升降、水平位移，并通过夹爪气缸11驱动机械夹爪将三爪气缸夹具3内的装配件逐个夹持到分拣滑槽28的顶部起始端；根据自动检测组件5的检测结果，通过旋转气缸29带动挡板30的转向实现两个分拣端的开合控制，使得合格成品及不合格成品分别滑入相应的收料盒31。

自动装配机在自动循环状态下能按指令实现自动装配工作，在自动循环进行前，首先进行单循环检查：按下单循环启动按钮，自动上料系统开始工作，包括自动长轴、o型圈震动料盘和直线送料器自动启动，检测各信号到位后，相应工位机械手开始取料，长轴机械手先将套筒装入定位夹具内，夹具自动夹紧，高速回转工作台开始回转一个工位，o型圈机械手自动抓取并装配o型圈，高速回转工作台再回转一个工位，自动检测有无o型圈和o型圈是否压装到位，高速回转工作台再回转一个工位，预留ccd检测工位，高速回转工作台再回转一个工位，下料机械手取出装配好的长轴组件，(检测不合格的组件，下料位的机构自动将不合格品放入不合格品料箱)一次装配循环完成。单循环检测无误后，按下自动循环按钮，机器进入全自动装配工作状态。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。