电磁阀与接头自动化组装设备的制作方法

本实用新型涉及一种自动化组装设备，尤其涉及一种电磁阀与接头自动化组装设备。

背景技术：

电磁阀与水管接头是装配车间中生产线上产量较大的一款组件，其组装过程分为电磁阀保护套去除、电磁阀装o型圈、水管接头打硅油、预装、打扭力等几个步骤。目前本组件的每个工序都需由人工手动完成，这不仅存在效率上的问题，而且随着目前加工制造行业用工成本不断增长，也会造成企业生产成本的剧增，公司利润下滑。可见，传统手工装配模式已不能满足企业与行业高速的发展需要。

因此，有必要提供一种能够完成电磁阀与水管接头的组装工作的自动化设备。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种能够完成电磁阀与水管接头的组装工作的自动化设备。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种电磁阀与接头自动化组装设备，包括机台与设于所述机台上的转盘、送料机构、o型圈装配机构以及接头装配机构；所述转盘上设有定位治具，所述定位治具随所述转盘转动而先后处于上下料工位、装o型圈工位以及装接头工位，所述定位治具上具有分别用于定位电磁阀与接头的第一定位件与第二定位件，所述o型圈装配机构包括在所述送料机构与所述装o型圈工位之间作动的第一机械手以及安装于所述第一机械手的用于抓取o型圈的取料组件，所述接头装配机构包括第二机械手与安装于所述第二机械手并位于所述装接头工位上方的可抓取并转动接头的装配组件。

在本设备中，电磁阀与接头在上下料工位被分别定位在定位治具上的第一定位件与第二定位件，转盘转动将定位治具送至装o型圈工位，由o型圈装配机构的取料组件将o型圈送到装o型圈工位并将o型圈装到电磁阀上。然后，转盘继续转动将定位治具移动到装接头工位，由接头装配机构中的装配组件抓取接头，第二机械手作动将接头放到电磁阀上，最后由装配组件将接头旋转、装配到电磁阀上。与现有技术相比，本设备能够自动完成电磁阀与接头的组装工作，有利于降低人工成本，提高生产效率，符合自动化装配车间的发展需求。

较佳地，所述定位治具包括承载所述电磁阀的底座、固定在所述底座上的固定卡扣以及扣合驱动装置，所述第一定位件滑动安装于所述底座上，且所述第一定位件与固定卡扣分别具有相对的缺口，所述扣合驱动装置驱使所述第一定位件靠近所述固定卡扣。

具体地，所述第一定位件与底座之间连接有一弹性件，所述弹性件提供使所述第一定位件具有远离所述固定卡扣的趋势的弹力，所述底座上还滑动安装有一滑动方向与所述第一定位件垂直的推动件，所述第一定位件具有驱动斜面，所述扣合驱动装置驱使所述推动件滑动抵顶所述驱动斜面以将所述第一定位件推向所述固定卡扣。

较佳地，所述送料机构包括振动盘、连接于所述振动盘的直振、连接于所述直振末端的分离座以及分料组件，所述分离座设有若干上下贯穿的通孔，所述分料组件包括位于所述分离座下方的定位块、固定在所述定位块上且位置分别与若干所述通孔相对的若干分料爪以及驱使所述定位块升降的升降驱动装置，所述分料爪的顶部呈台阶状。

具体地，所述机台上还设有异料排除机构、异料收集盒以及朝向所述直振的检测相机，所述异料排除机构包括滑块、对接块、压爪以及排料驱动装置，所述滑块在所述分离座与异料收集盒之间滑动，所述对接块与排料驱动装置固定于所述滑块上，所述对接块可对接至所述分离座，所述压爪枢接于所述对接块，所述排料驱动装置驱使所述压爪压合到所述对接块上或抬起。

较佳地，所述取料组件包括安装于所述第一机械手的固定座、固定于所述固定座的脱料板、上下滑动安装于所述固定座并位于所述脱料板上方的夹爪气缸、驱使所述夹爪气缸升降的第一驱动装置，以及，设置于所述夹爪气缸的若干撑爪，所述脱料板的一端开孔以供若干所述撑爪穿过，若干所述撑爪可收拢插入o型圈中或张开并抓取o型圈。

较佳地，所述装配组件包括下行驱动装置、扭力输出装置以及定位套管，所述下行驱动装置驱使所述扭力输出装置升降，所述扭力输出装置驱使所述定位套管转动，所述定位套管内具有形状与所述接头形状匹配的空腔。

具体地，所述扭力输出装置通过一联轴器与所述定位套管连接，所述联轴器下固定有一侧边具有缺口的第一感应片，所述装配组件还包括与所述第一感应片配合以检测所述定位套管转动角度的第一接近开关。

具体地，所述装配组件包括安装座与上下滑动地设置于所述安装座的升降板，所述下行驱动装置设于所述安装座并驱使所述升降板滑动，所述扭力输出装置与定位套管设于所述升降板上，所述装配组件还包括固定于所述安装座的第二接近开关以及固定于所述升降板并可与所述第二接近开关相对或错开的第二感应片。

较佳地，所述转盘上还具有位于所述装o型圈工位与装接头工位之间的检测工位，所述机台上还设有邻近于所述检测工位的检测机构，所述检测机构包括朝向电磁阀上o型圈装配位置的伸缩检测头以及朝向所述伸缩检测头尾部的对射传感器，所述伸缩检测头在伸出抵顶到o型圈后弹回。

附图说明

图1是本实用新型电磁阀与接头自动化组装设备的立体图。

图2是电磁阀与接头自动化组装设备隐藏外壳后的立体图。

图3是转盘上四个工位的示意图。

图4是定位治具的立体图。

图5是分料组件、异料排除机构、异料收集盒以及相机组件的立体图。

图6是分料组件的立体图。

图7是相机组件的立体图。

图8是异料排除机构的立体图。

图9是o型圈装配机构的立体图。

图10是取料组件的立体图。

图11是检测机构6的立体图。

图12是接头装配机构的立体图。

图13是装配组件的立体图。

图14是装配组件中定位套管与弹块的立体图。

标号说明

a-上下料工位、b-装o型圈工位、c-检测工位、d-装接头工位；

10-机台、11-转盘、13-机罩、14-控制面板、15-安全开关；

2-o型圈装配机构、20-第一机械手、21-固定座、22-脱料板、24-夹爪气缸、241-夹爪、25-驱动装置、26-滑台气缸、29-撑爪；

3-接头装配机构、31-第二机械手、32-安装座、33-升降板、34-下行驱动装置、35-定位套管、350-通孔、361-服电机、362-减速机、363-联轴器、37-弹性套环、371-弹块、38-环形弹簧、39-扭力卡座、301-第一感应片、302-第一接近开关、303-第二感应片、304-第二接近开关；

4-定位治具、40-底座、400-承载位、41-第一定位件、411-驱动斜面、42-第二定位件、43-固定卡扣、44-扣合驱动装置、45-推动件、46-弹性件、49-防呆块；

51-异料排除机构、511-滑台气缸、512-滑块、513-对接块、514-压爪、515-排料驱动装置、52-异料收集盒、53-相机组件、531-滑台气缸、532-支架、533-检测相机、534-光源、54-换位气缸、55-换位板、57-弹簧、58-浮动台、59-斜面；

6-检测机构、61-安装架、62-伸缩检测头、63-驱动气缸、64-反射传感器；

7-打硅油装置、71-容器、72-立柱；

8-送料机构、80-振动盘、81-直振、82-分离座、820-通孔、83-定位块、84-分料爪、85-升降驱动装置、86-安装块。

具体实施方式

下面结合给出的说明书附图对本实用新型的较佳实施例作出描述。

如图1、图2所示，本实用新型提供了一种电磁阀与接头自动化组装设备，用于自动执行将接头组装到电磁阀上的作业流程。本电磁阀与接头自动化组装设备包括机台10与设于机台10上的转盘11、送料机构8、o型圈装配机构2以及接头装配机构3。转盘11上设有若干个用于定位电磁阀与接头的定位治具4，送料机构8邻近于转盘11并用于传送o型圈，o型圈装配机构2设置在送料机构8与转盘11之间，其作用是将o型圈抓取并移动至转盘11上后将o型圈装配至电磁阀。接头装配机构3也邻近于转盘11，具体的，接头装配机构3与o型圈装配机构2是分别布置在转盘11的两侧。接头装配机构3可将定位治具4上的接头抓起并装配至电磁阀上。这几个机构的具体结构将在后文中进行详细介绍。

机台10上设有机罩13，机罩13将上述的转盘11等机构遮罩于其中，以起到屏蔽干扰及安全防护的作用，机罩13留下位于设备前端的一个窗口作为上下料的通道与观察视窗。在机罩13上通过悬臂设置一控制面板14，用于对设备的各种工作参数进行设定。机台10上设有两个串联的安全开关15，只有操作员用双手同时触发两个安全开关15时，设备才可以开始工作，可有效防止设备意外启动。

如图3的简图所示，在转盘11上共设有四个定位治具4，这四个定位治具4分别处于上下料工位a、装o型圈工位b、检测工位c以及装接头工位d，其中上下料工位a朝向设备前端，与机罩13的窗口对应，检测工位c位于与上下料工位a相对的后端，其他两个工位则分布于两侧，装o型圈工位b与o型圈装配机构2对应，装接头工位d与接头装配机构3对应。转盘11上所设置的检测工位c是为了让图1中所示的设于机台10后端的检测机构6对电磁阀上o型圈的装配情况进行检测，假如在装o型圈工位b能够确保o型圈装配良好，则可省去检测机构6与转盘11上的检测工位c。另外，转盘11上的定位治具4数量也并不以三个或四个为限，实际上只需设置一个定位治具4即可，这个定位治具4可随转盘11的转动而先后处于上述几个工位，设置多个定位治具4是为提高装配效率。

参照图4，定位治具4上具有分别用于定位电磁阀与接头的第一定位件41与第二定位件42，具体的，定位治具4还包括底座40、固定卡扣43、扣合驱动装置44、推动件45以及弹性件46。底座40的前端具有用于承载电磁阀的承载位400，固定卡扣43固定于底座40并位于承载位400上方，固定卡扣43具有一用于卡紧电磁阀的缺口。第一定位件41为板状结构并滑动安装于底座40上，第一定位件41也具有与固定卡扣43的缺口相对的缺口。弹性件46连接在第一定位件41与底座40之间，并提供使第一定位件41具有远离固定卡扣43的趋势的弹力，弹性件46实际为一拉伸弹簧。推动件45也滑动安装于底座40上，其滑动方向垂直于第一定位件41，第一定位件41具有与推动件45抵触的驱动斜面411，当推动件45向前滑动时能够通过对驱动斜面411的抵顶而推动第一定位件41滑动靠近固定卡扣43。当第一定位件41足够靠近固定卡扣43时，两者的缺口就能够将电磁阀夹持住而实现定位。扣合驱动装置44是固定于底座40的气缸，其活塞杆与推动件45固定而驱使推动件45滑动。

推动件45与扣合驱动装置44仅是推动第一定位件41的一种具体方式，在其他实施例中，可采用其他结构来推动第一定位件41，比如电机与齿轮齿条组件等。另外，第一定位件41也可以是其他结构，比如为夹爪、卡环等。

第二定位件42是设置于底座40上的一凸起的圆柱结构，定位接头时只需将接头套到第二定位件42上即可。由于在装配接头与电磁阀时是以电磁阀为基础，因此在定位治具4上对接头的定位并不需要像电磁阀定位那样稳固，只要能够将接头上料到定位治具4上即可。较佳的，在第二定位件42的两侧设有两防呆块49，便于接头的定位。

结合图5、图6并回顾图1，送料机构8包括振动盘80、连接于振动盘80的直振81、连接于直振81末端的分离座82以及分料组件。o型圈存储在振动盘80中并被送出到直振81上，再经过直振81逐个送到分离座82上。在本实施例中，为提高设备的兼容性，设置有两套送料机构8，因此可分别进行不同规格大小的o型圈的送料。分离座82设有若干上下贯穿的通孔820，分料组件包括位于分离座82下方的定位块83、固定在定位块83上且位置分别与若干通孔820相对的若干分料爪84以及驱使定位块83升降的升降驱动装置85，分料爪84的顶部呈内侧高外侧低的台阶状。升降驱动装置85可以为气缸，当升降驱动装置85驱使定位块83升高时，若干分料爪84穿过若干通孔820并伸出分离座82的顶面，分料爪84插入到o型圈中并将o型圈顶起，此时这个o型圈便被独立出来，方便o型圈装配机构2将其取走。分料爪84升起后也可对后续的o型圈进行限位，只有当分料爪84重新降到分离座82之下后下一个o型圈才能继续输送到分离座82上。在分离座82上开设通孔820的区域的两侧分别固定有一安装块86，两安装块86中设有对射传感器，利用对射传感器可实时检测分离座82上是否有o型圈存在。

较佳地，再结合图7、图8，本设备还包括与送料机构8配套使用的用于检测、排除异常物料的异料排除机构51、异料收集盒52以及相机组件53。由于送料机构8有两个，因此异料排除机构51、异料收集盒52以及相机组件53设置在一由换位气缸54驱使滑动的换位板55上，可在两送料机构8之间滑动切换位置，以实现对两个送料机构2中异料的检测、排除，而不需要设置两组排除异料的结构。

相机组件53包括滑台气缸531、固定在滑台气缸531上的支架532以及安装于支架532上的检测相机533与光源534。检测相机533朝下设置，可通过滑台气缸531的滑动而朝向分离座84。检测相机533能够检测出分离座84上的o型圈是否为不合格的异常物料。异料排除机构51包括滑台气缸511、由滑台气缸511驱使的滑块512以及固定在滑块512上的可以对接到分离座84的对接块513、枢接在对接块513上的压爪514以及驱使压爪514压合到对接块513上或相对对接块513抬起的排料驱动装置515，排料驱动装置515为直线气缸。异料收集盒52位于异料排除机构51下方，对接块513可从与分离座84对接的位置滑动至异料收集盒52上方。

当检测相机533检测到异料时，分料爪84不升起，然后排料驱动装置515驱使压爪514压合到对接块513上夹持异料。滑块512带动对接块513滑动至异料收集盒52上方，爪压514抬起使异料滑入异料收集盒52中，完成对异料的排除。

在分离座84背离直振81的一侧设有由弹簧57顶起的浮动台58，浮动台58中部凹陷形成一斜面59，对接块513靠近浮动台58时利用与该斜面59的接触而下压浮动台58，当对接块513滑动远离分离座82时浮动台58受弹力作用升高而挡住分离座82的侧面，对其上的o型圈进行限位。

结合图9、图10，o型圈装配机构2包括第一机械手20以及安装于第一机械手20的取料组件，取料组件包括有若干撑爪29。第一机械手20是安装在机台10并横跨在送料机构8与转盘11的装o型圈工位b之间的直线模组，在其他实施方式中也可以是多轴机械臂。取料组件在第一机械手20的驱使下可在送料机构8与装o型圈工位b之间往复移动。若干撑爪29的位置与送料机构8中分料组件的若干分料爪84的位置错开，因此在分料爪84托起一o型圈后，若干撑爪29可插入o型圈中并张开以将o型圈取走，抓取的过程中撑爪29不会与分料爪84产生干涉。具体的，取料组件还安装于第一机械手20的固定座21、固定于固定座21的脱料板22、上下滑动安装于固定座21并位于脱料板22上方的夹爪气缸24以及驱使夹爪气缸24升降的驱动装置25，若干撑爪29分别固定于夹爪气缸24的若干夹爪241之下，因此可随夹爪241的动作而收拢或张开。脱料板22的一端开孔以供若干撑爪29向下穿过，驱动装置25驱使夹爪气缸24位置升高后，撑爪29往上退出脱料板22而不会露出在脱料板22之下，驱动装置25也是气缸。较佳的，取料组件的固定座21是通过一滑台气缸26安装在第一机械手20上，使得整个取料组件的高度可调。

参照图11，检测机构6包括安装架61、设于安装架61上的可滑动的伸缩检测头62、驱使伸缩检测头62滑动的驱动气缸63以及位于伸缩检测头62两侧的两个安装块69，两安装块69中设有对射传感器。其中伸缩检测头62朝向位于检测工位c的定位治具4上的电磁阀的o型圈装配位置，驱动气缸63驱使伸缩检测头62所伸出的行程确保伸缩检测头62能够触及o型圈但不会触及电磁阀上用于安装o型圈的环槽的底壁。并且，伸缩检测头62中集成有接触式的传感器。当电磁阀上已经安装好o型圈时，伸缩检测头62伸出会接触到o型圈，伸缩检测头62会受触发而回缩，此时伸缩检测头62的尾部会露出在两安装块69之间，对射传感器检测到尾部则说明o型圈已安装到位。当电磁阀上未安装o型圈时，伸出的伸缩检测头62因未触及o型圈而没被触发，保持在伸出位置，此时伸缩检测头62的尾部不在两安装块69之间，对射传感器没有检测到尾部，则反馈o型圈未安装到位的信号。另外，检测机构6还包括位于上方并朝下设置的反射传感器64，反射传感器64往下朝向电磁阀并用于检测电磁阀的阀芯是否存在。

结合图12至图14，接头装配机构3包括第二机械手31与安装于第二机械手31并位于装接头工位d上方的装配组件，本实施例中第二机械手31也是线性模组。装配组件包括安装座32、滑动设置于安装座32的升降板33、固定于安装座32并驱使升降板33升降的下行驱动装置34、安装于升降板33上的扭力输出装置以及定位套管35，下行驱动装置34通过推动升降板33而驱使扭力输出装置升降，扭力输出装置驱使定位套管35转动，定位套管35内具有形状与接头形状匹配的空腔。其中，下行驱动装置34为气缸，而扭力输出装置包括伺服电机361与减速机362，减速机362通过一联轴器363与定位套管35连接以带动定位套管35转动。定位套管35的内部空腔采用仿形设计，轮廓形状与接头的外部轮廓相同，套于接头上时能够与接头良好对接。具体的，在定位套管35的周壁上设有若干贯穿的通孔350，装配组件还包括一弹性套环37，该弹性套环37的内侧具有若干凸出的弹块371，弹性套环37套紧在定位套管35上，若干弹块371分别从定位套管35上的若干通孔350插入，且弹性套环37还被两环形弹簧38套紧，使得弹性套环37的安装稳固。插入定位套管35中的弹块371能够对接头形成弹性抵压，进一步确保定位套管35与接头的对接稳固。定位套管35的底部开口处还固定有两个扭力卡座39，两个扭力卡座39能够卡住接头，确保定位套管35能够带动接头转动。

较佳的，在联轴器363下固定有一随联轴器363转动的第一感应片301，第一感应片301的外周设有缺口，在升降板33上设有一不随联轴器363转动的第一接近开关302，第一接近开关302向下朝向第一感应片301的外周。由于接头具有方向性，因此定位套管35扭上一个接头并退出接头时需要回复原位，利用第一接近开关302与第一感应片301的配合能够确保定位套管35回转到位。另外，在升降板33上还设有一第二感应片303，在安装座32上设有第二接近开关304，当升降板33升降时第二感应片303与第二接近开关304相对或错开。第二接近开关304与第二感应片303用于检测升降板33，即定位套管35的高度位置，以此确认定位套管35是否将接头完全地装入到电磁阀上。

回看图2，在机台10上对应装接头工位d的位置还设有一打硅油装置7，打硅油装置7包括一装盛有硅油的容器71以及竖立在容器71中的立柱72，立柱72的表面包覆有棉布，棉布的底部浸没在硅油中，依靠棉布自身的吸油性可从容器中不断吸附硅油，确保立柱72保持湿润。打硅油装置7的作用是供接头在装配前蘸取硅油。

结合以上内容，简单介绍本设备的工作过程如下：操作员位于设备前方，手动将一电磁阀与一接头分别放到定位治具4的承载位400与第二定位件42上，然后双手触发安全开关15启动设备。启动时定位治具4中的扣合驱动装置44推动第一定位件41将电磁阀扣合固定，然后转盘11转动将定位治具4从上下料工位a送到装o型圈工位b。送料机构8中o型圈被送到分离座84上，相机组件53与异料排除机构51配合将异料排除，若o型圈为合格品，则分料爪84升起将o型圈顶起。然后o型圈装配机构2的撑爪29移动到位并插入o型圈中后扩张开，将o型圈转移到撑爪29上。第一机械手20驱使撑爪29移动至装o型圈工位b并将o型圈套到电磁阀上相应位置。装完o型圈后转盘11转动将定位治具4移动至检测工位c，对o型圈装配情况进行检测。检测完成后定位治具4继续被移动到装接头工位d，第二机械手31作动将定位套管35套到接头上，然后移动接头到打硅油装置7中蘸取硅油后重新回到定位治具4上，将接头套装到电磁阀上，并在下行驱动装置34与扭力输出装置的配合下将接头安装在电磁阀上。接头装配好后定位治具4重新回到上下料工位a，由操作人员将电磁阀下料。

与现有技术相比，本设备能够自动完成电磁阀与接头的组装工作，有利于降低人工成本，提高生产效率，符合自动化装配车间的发展需求。

以上所揭露的仅为本实用新型的较佳实例而已，其作用是方便本领域的技术人员理解并据以实施，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属于本实用新型所涵盖的范围。