一种表盘自动组装装置及组装方法与流程

1.本发明涉及自动化装配设备技术领域，具体为一种表盘自动组装装置及其组装方法。


背景技术：

2.仪表是显示数值的仪器总称，目前常用仪表包括压力仪表、流量仪表、电工仪器仪表、电子测量仪表等。仪表结构主要包括螺母c、膜盒、表盘p，螺母的中部开有螺纹孔，膜盒的底部设有与螺纹孔匹配的螺栓，通过螺栓与螺纹孔旋拧，将膜盒与螺母连接。表盘p包括表壳p1、与表壳p1一体成型的安装座p2，安装座p2的安装孔p3内侧开有内螺纹，螺母外表面开有与内螺纹配合的外螺纹c1，通过内螺纹与外螺纹旋拧，实现表盘p与螺母连接。
3.目前常用的表盘与螺母的组装方式为人工组装，操作人员通过手动旋拧的方式，将表盘的安装座与螺母连接，这种方式费时费力，不仅占用了较多的人力资源，而且生产效率较低。另外，为确保螺母与表盘连接紧密，在螺母与表盘组装前，需要沿螺母的外表面涂抹胶水，目前常用的胶水涂覆方式为人工手动涂覆，操作人员手持毛刷蘸取胶水后，将胶水分别涂抹于螺母的外表面处，这种涂胶方式费时费力，进一步降低了生产效率。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的人工手动旋拧实现表盘与螺母组装的方式，以及人工手动在螺母上涂抹胶水的方式，费时费力，生产效率低的问题，本发明提供了一种表盘自动组装装置，其不仅可实现螺母与表盘连接处胶水的自动涂覆，而且可实现表盘与螺母的自动旋拧组装，省时省力，可提高生产效率。
5.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
6.一种表盘自动组装装置，其包括工作台，其特征在于，所述工作台上设置有定位工装、移载机构，所述定位工装包括第一定位工装单元、第二定位工装单元，所述第一定位工装单元包括托盘、转动安装于托盘的第一定位座，所述第一定位座用于螺母定位，所述第二定位工装单元包括用于表盘定位的第二定位座，所述移载机构位于所述定位工装的上方，所述移载机构包括横向移动模组、安装于横向移动模组的横移滑块的升降机构、安装于升降机构的升降板的至少一对仿形夹爪，所述仿形夹爪用于夹取所述表盘，所述仿形夹爪在所述横向移动模组、升降机构的作用下将所述表盘由第二定位工装单元移载至第一定位工装单元；
7.其还包括旋拧机构，所述旋拧机构位于所述第一定位工装单元的下方，所述旋拧机构包括转轴、驱动转轴转动的旋转驱动装置，所述转轴的顶端与所述第一定位座的底端对应连接，将表盘与螺栓旋拧连接时，通过所述旋转驱动装置驱动所述转轴带动所述第一定位座及所述螺栓同步转动，同时所述仿形夹爪在所述升降机构的动力作用下带动表盘逐渐下降；
8.其还包括涂胶机构，所述涂胶机构位于所述第一定位工装单元的一侧，所述涂胶
机构包括喷枪、直线气缸，所述喷枪的一端为喷头，另一端通过管道与料筒连通，且另一端安装于直线气缸的动力端，所述喷头与所述第一定位座中螺母的外表面对应。
9.其进一步特征在于，
10.所述第一定位座的中部开有第一通孔，所述第一通孔内表面设有第一内螺纹，所述第一内螺纹与所述螺母底部的第一螺栓匹配，所述螺母通过所述第一内螺纹与第一螺栓配合安装于所述第一定位座内，所述第一定位座的底端中部开有卡块，所述转轴的顶端设有卡槽，所述卡槽的形状与所述卡块的形状匹配，通过转轴带动第一定位座转动时，所述卡槽卡装于所述卡块内；
11.所述第二定位工装单元包括基座、设置于基座顶端的第二定位座、设于第二定位座中部的定位销、固定于所述基座的轴套、与轴套滑动连接的弹簧导杆，所述定位销的形状与表盘安装座的安装孔形状匹配，用于对所述表盘进行定位，所述第二定位座的底部固定于所述弹簧导杆的顶端，所述弹簧导杆的底端滑动安装于所述轴套内；
12.所述基座上还设置有翻转机构，所述翻转机构包括第一转轴、安装于第一转轴顶部的第一夹爪气缸、安装于第一夹装气缸动力端且相对设置的一对第一仿形夹爪、驱动第一转轴转动的旋转气缸，所述第一仿形夹爪的内侧端设有与表盘安装座形状匹配的弧形凹槽；所述第二定位座位于所述翻转机构的转动方向一侧，所述第一仿形夹爪用于夹装倾倒放置的表盘，所述旋转气缸驱动第一转轴带动第一仿形夹爪及表盘转动，使所述表盘竖立放置于所述第二定位座中，且所述定位销位于所述安装孔内；
13.一对仿形夹爪相对设置，所述仿形夹爪的夹爪内侧开有弧形凹槽，所述弧形凹槽的形状与所述表盘表壳外缘面的形状匹配，所述仿形夹爪的非夹爪端与夹爪气缸的动力端连接，所述夹爪气缸的缸体通过第一连接组件安装于所述升降机构的升降板上，所述升降机构包括升降气缸，所述升降板通过所述升降气缸驱动，所述升降气缸的缸体固定于所述横移滑块，所述横向移动模组包括第一伺服电机，所述第一伺服电机驱动坦克链带动所述横移滑块沿水平导轨滑动；
14.所述第一连接组件包括固定于所述横移滑块的第一轴套、活动并导向安装于所述第一轴套内的第一弹簧导杆，所述第一弹簧导杆的一端穿过所述第一轴套后与所述第一连接板的顶端固接，所述第一弹簧导杆的另一端穿过安装于所述横移滑块的第二轴套后与所述升降板的顶端固接，所述升降板的顶端与升降气缸的活塞杆固接；
15.所述横向移动模组通过支撑杆安装于所述工作台的上方，所述直线气缸的缸体通过第二连接组件倾斜安装于所述支撑杆，所述直线气缸的倾斜角度与喷枪的倾斜角度一致；
16.所述角度为45度～75度；
17.所述第二连接组件包括连杆、第一安装板、第二安装板，所述连杆的两端分别通过第一安装板安装于两侧所述支撑杆，所述第一安装板通过第一螺栓固定，所述直线气缸的缸体通过所述第二安装板安装于所述连杆，所述第二安装板通过第二螺栓固定。
18.应用上述表盘自动组装装置组装表盘的方法，其特征在于，该方法包括：s1、在第一定位工装单元的第一定位座中定位放置螺母，同时在第二定位工装单元的第二定位座中定位放置表盘；
19.s2、横向移动模组带动升降机构及仿形夹爪移动至所述第二定位工装单元的上方
后，升降机构驱动仿形夹爪下降，仿形夹爪抓取放置于第二定位工装单元的表盘；
20.s3、升降机构驱动仿形夹爪带动表盘上升一定高度后，横向移动模组带动升降机构、仿形夹爪及表盘移动至所述第二定位工装单元的上方；同时，直线气缸驱动喷枪的喷头倾斜下移，使喷头与定位座中螺母的外表面对应；
21.s4、旋转机构驱动转轴带动第一定位座及螺母同步转动，同时，喷枪向所述螺母的外表面喷洒胶水，在旋转机构作用下，螺母水平旋转至少一圈后，喷枪停止喷涂；
22.s5、升降机构驱动仿形夹爪带动表盘下降，使表盘的安装座与螺母接触；
23.s6、旋转机构驱动转轴带动第一定位座及螺母再次同步转动，同时，升降机构带动表盘逐渐下降，旋转机构与升降机构配合，将螺母与表盘旋拧连接。
24.其进一步特征在于，
25.进一步的，步骤s1中，螺母定位放置于所述第一定位工装单元的第一定位座中，且所述螺母与所述第一定位座螺纹连接；表盘定位放置于第二定位工装单元的第二定位座中；
26.进一步的，步骤s1中，在对表盘进行定位时，首先使表盘由倾倒放置状态旋转调整为竖立放置状态，调整步骤包括：s11、表盘倾倒夹装于第一仿形夹爪；
27.s12、旋转气缸驱动第一转轴转动，第一转轴带动第一仿形夹爪及表盘旋转九十度，使表盘竖立放置于第二定位座上。
28.采用本发明上述结构及方法可以达到如下有益效果：该自动组装装置中设置有第一定位工装单元、第二定位工装单元、移载机构、旋转机构，其中，第一定位工装单元、第二定位工装单元的设置分别实现了螺母、表盘的定位；移载机构的设置，有利于将第二定位工装单元定位的表盘自动移载至第一定位工装单元处，使表盘的安装座与螺母准确对应，从而有利于后续表盘与螺母对应旋拧；旋转机构的设置，有利于实现螺母的自动旋转，在旋转机构与移载机构中升降机构的配合作用下，实现了螺母与表盘的自动旋拧操作，该旋拧操作简单快捷，省时省力，不仅节约了人力，而且大大提高了生产效率。
29.该自动组装装置中设置有涂胶机构，在螺母与表盘旋拧连接前，先通过涂胶机构的喷枪对应螺母的外表面进行涂胶操作，涂胶过程中，旋转机构再次驱动转轴带动第一定位座及螺母旋转，在旋转机构与涂胶机构的综合作用下，实现胶水的自动涂覆，该涂胶操作简单快捷、省时省力，进一步节约了人力，提高了生产效率。
附图说明
30.图1为螺母与表盘的爆炸图；
31.图2为本发明的立体机构示意图；
32.图3为本发明第一工装单元的立体结构示意图；
33.图4为本发明第一工装单元另一角度的立体结构示意图；
34.图5为本发明第二定位工装单元的立体结构示意图；
35.图6为本发明移载机构的立体结构示意图；
36.图7为本发明旋拧机构的立体结构示意图；
37.图8为本发明涂胶机构的立体结构示意图；
38.图9为本发明涂胶机构的局部放大结构示意图；
39.图10为将本发明安装于工作台的立体结构示意图。
具体实施方式
40.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
41.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或的过程、结构、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、结构、产品或设备固有的其它步骤或。
42.在仪表装配过程中，需要将表盘p与螺母c对应旋拧连接，参考图1，以下提供了一种表盘与螺母自动组装装置的具体实施例，其包括工作台t，见图2、图10，工作台t上设置有定位工装、移载机构3、旋拧机构4、涂胶机构5，定位工装包括第一定位工装单元1、第二定位工装单元2，见图3、图4，第一定位工装单元1包括托盘11、转动安装于托盘11的第一定位座12，第一定位座12用于螺母c定位，第一定位座12为凸型，包括设置于第一定位座12中部的第一凸块121，螺母的底部开有第二通孔c2，第二通孔内开有第一内螺纹c3，第一凸块121的形状与第二通孔c2的形状匹配，且第一凸块121的外表面开有第一外螺纹的，通过旋拧使螺母的第一内螺纹c3与第一外螺纹配合，将螺母固定于第一定位座12。托盘11由链条输送轨道101输送至移载机构3的下方、旋拧机构4的正上方，涂胶机构5位于第一定位工装单元1的一侧，链条输送轨道101包括两根平行设置的链条，链条缠绕于链轮，链条的两侧对应设置有安装板106，托盘11通过螺栓固定于安装板106的螺纹孔内，且托盘11间隔设置于链条输送轨道101，链条输送的方式，不仅方便了传输，而且方便与旋拧机构配合，以便于实现旋拧操作，托盘通过螺栓固定于安装板，方便了托盘的安装拆卸以及位置调节，见图8。第一工装单元中的第一定位座12的中部开有第一通孔，第一通孔内表面设有第一内螺纹，第一内螺纹与螺母c底部的第一螺栓匹配，螺母c通过第一内螺纹与第一螺栓配合安装于第一定位座内。
43.见图5，第二定位工装单元2的结构为：包括基座21、设置于基座21顶端的第二定位座22和翻转机构、设于第二定位座22中部的定位销23、固定于基座21的轴套24、与轴套24滑动连接的弹簧导杆25，定位销23的形状与表盘安装座的安装孔形状匹配，用于对表盘进行定位，第二安装座22的底部固定于弹簧导杆25的顶端，弹簧导杆25的底端滑动安装于轴套24内。
44.翻转机构包括第一转轴26、安装于第一转轴26顶部的第一夹爪气缸27、安装于第一夹装气缸27动力端且相对设置的一对第一仿形夹爪28、驱动第一转轴26转动的旋转气缸29，第一仿形夹爪28的内侧端设有与表盘安装座形状匹配的弧形凹槽；第二定位座22位于翻转机构的转动方向一侧，第一仿形夹爪28用于夹装倾倒放置的表盘，旋转气缸29驱动第一转轴26带动第一仿形夹爪28及表盘转动，使表盘竖立放置于第二定位座22中，且定位销23位于安装孔内；本实施例中，第二定位座包括凸型底座，定位销23设置于凸型底座的顶
端，定位销23为梯形台，将第二定位座22设置为凸型底座与梯形台结构，使得该第二定位座的结构能够与表盘安装座的安装孔的形状匹配，有效防止了表盘竖立摆放于第二定位座时发生倾倒。
45.第一夹爪气缸27通过可调节安装座安装于第一转轴26，可调节安装座包括安装板61、设置于安装板61顶端的凸块62，安装板61的底端固定于第一转轴26，凸块62为条状且与第一转轴26平行设置，第一夹爪气缸27的底端开有第一凹槽，第一凹槽的形状与凸块52的形状匹配，当需要对两个第一夹爪气缸27之间的距离进行调节时，尤其是在安装该表盘自动组装装置时，为确保第一仿形夹爪与相应的第二定位座准确对应，可通过该可调节安装座调节第一夹爪气缸27的安装位置，即调节第一凹槽在凸块62的安装位置，调节好后，再通过螺栓将第一夹爪气缸27的两侧固定于可调节安装座上，因此，可调节安装座的设置，提高了该表盘自动组装装置安装的便利性。
46.该翻转机构还包括安装于基座的两个光电传感器6，光电传感器6与第二定位座一一对应设置，光电传感器6的传感端分别与第一仿形夹爪对应，用于感应第一仿形夹爪中是否夹装有表盘。
47.通过该第二定位工装对表盘进行定位的具体方式为：s11、机械手将倾倒放置的表盘移载至翻转机构的第一仿形夹爪内，相应的光电传感器6触发，并发送信号给控制器，控制器根据触发信号控制相应的第一夹爪气缸启动，第一夹爪气缸驱动第一仿形夹爪抓取表盘安装座；
48.s12、控制器控制旋转气缸启动，旋转气缸驱动第一转轴向第一定位座方向转动，第一转轴带动第一仿形夹爪及表盘旋转九十度，表盘旋转后，表盘安装座对应相应的第二定位座，竖直放置于第二定位座中，并通过凸型定位座及定位销定位。
49.见图6，移载机构3位于第一定位工装单元1、第二定位工装单元2的上方，移载机构3包括横向移动模组31、滑动安装于横向移动模组32的横移滑块32的升降机构10、安装于升降机构10的升降板102的一对仿形夹爪103，仿形夹爪103用于夹取表盘p。一对仿形夹爪103相对设置，仿形夹爪103的夹爪内侧开有弧形凹槽，弧形凹槽的形状与表盘表壳外缘面的形状匹配，仿形夹爪103的非夹爪端与夹爪气缸104的动力端连接，夹爪气缸104的缸体通过第一连接组件安装于升降机构10的升降板102上，升降机构10还包括升降气缸105，升降板102通过升降气缸105驱动，升降气缸105的缸体固定于横移滑块32，横向移动模组31包括第一伺服电机，第一伺服电机驱动坦克链310带动横移滑块32沿水平导轨滑动。
50.仿形夹爪42在横向移动模组31、升降机构10的配合作用下将表盘p由第二定位工装单元2移载至第一定位工装单元1。
51.本实施例中，第一连接组件包括固定于横移滑块的第一轴套71、活动并导向安装于第一轴套71内的第一弹簧导杆73，第一弹簧导杆73的一端穿过第一轴套71后与第一连接板74的顶端固接，第一弹簧导杆的另一端穿过安装于横移滑块32的第二轴套75后与升降板102的顶端固接，升降板102的顶端与升降气缸105的活塞杆固接。本实施例中升降板102的底部安装有两对仿形夹爪103，因此，该移载装置在移载表盘时，一次可实现两个表盘的同时抓取及移载，相比于逐个移载的方式，本技术两对仿形夹爪103的设置，进一步提高了生产效率。并且第一连接组件中设置有第一弹簧导杆73，升降气缸驱动第一连接组件带动仿形夹爪42下降抓取表盘p时，或将抓取的表盘p放置于第一定位工装单元1时，第一弹簧导杆
73可起到一定的缓冲作用，从而避免了升降气缸的活塞杆因频繁承受到向上的挤压力而变形或损坏的问题出现，进而提高了升降气缸以及该表盘自动组装装置的使用寿命。
52.见图7，旋拧机构4包括转轴41、驱动转轴41转动的旋转驱动装置42，旋转驱动装置42为第二伺服电机，转轴41的顶端与第一定位座12的底端对应连接，该连接结构为：转轴41的顶端设有卡槽410，卡槽410的形状与第一定位座12底端卡块123的形状匹配，通过转轴41带动第一定位座12转动时，卡槽卡装于卡块123内。
53.将表盘与螺栓旋拧连接时，通过第二伺服电机驱动转轴41带动第一定位座12及螺栓同步转动，同时仿形夹爪102在升降机构10的动力作用下带动表盘逐渐下降。
54.见图8、图9，涂胶机构5包括喷枪51、直线气缸52，喷枪51的一端为喷头，另一端通过管道与盛装有胶水的料筒连通(图中未示出)，且另一端安装于直线气缸52的动力端，喷头51与第一定位座12中螺母c的外表面对应。
55.横向移动模组31通过支撑杆8安装于工作台的上方，直线气缸52的缸体通过第二连接组件倾斜安装于支撑杆8，直线气缸52的倾斜角度与喷枪51的倾斜角度一致；本实施例中倾斜角度为a为45度，倾斜角度的设置，不仅方便了移载机构的安装，而且方便了涂胶。另外，涂胶机构与移载机构安装于同一支撑杆8，节约了安装空间。
56.第二连接组件包括连杆91、第一安装板92、第二安装板93，连杆91的两端分别通过第一安装板93安装于两侧支撑杆8，第一安装板92通过第一螺栓920固定，直线气缸52的缸体通过第二安装板93安装于连杆91，第二安装板93通过第二螺栓930固定。第二连接组件的设置方便了直线气缸的安装，通过旋拧第一螺栓，能够调节第一安装板在支撑杆的安装位置，从而实现直线气缸安装高度的调节，通过旋拧第二螺栓，能够调节第二安装板在连杆的安装角度，从而实现直线气缸及喷枪的倾斜角度调节，进而确保该自动涂胶装置组装时，喷头与螺母外表面准确对应。另外，该第二连接组件的设置，提高了该涂胶机构的适用范围：当螺母尺寸发生变化时，通过第二连接组件调节喷枪的安装高度和/或旋转角度，从而满足不同尺寸螺母的涂胶需求。
57.本实施例中，光电传感器、第一伺服电机、第二伺服电机、旋转气缸、升降气缸、直线气缸、第一夹爪气缸、夹爪气缸均与控制器电连接。
58.应用上述表盘自动组装装置组装表盘的具体步骤包括：s1、螺母定位放置于第一定位工装单元的第一定位座中，且螺母与第一定位座螺纹连接；有效防止了转轴带动第一定位座及螺母转动时，螺母从第一定位座中被甩出；表盘定位放置于第二定位工装单元的第二定位座中；第二定位座及其中部定位销的设置，不仅有利于表盘定位，而且定位销的顶端延伸至表盘安装座的安装孔内部，有效防止了表盘竖立放置时发生倾倒。
59.s2、横向移动模组中的第一伺服电机驱动坦克链带动横移滑块沿水平导轨向第二定位工装单元方向滑动，横移滑块带动升降机构、第一连接组件、仿形夹爪移动至第二定位工装单元的上方后，升降气缸的活塞杆伸出，驱动仿形夹爪下降，夹爪气功驱动仿形夹爪抓取表盘；
60.s3、升降机构驱动仿形夹爪带动表盘上升一定高度后，升降气缸驱动仿形夹爪带动表盘上升，第一伺服电机驱动坦克链带动横移滑块沿水平导轨向第一定位工装单元方向滑动，横移滑块带动升降机构、第一连接组件、仿形夹爪移动至第一定位工装单元的上方；同时，直线气缸驱动喷枪的喷头倾斜下移，使喷头与定位座中螺母的外表面对应；
61.s4、旋转机构中的第二伺服电机驱动转轴带动第一定位座及螺母同步转动，同时，喷枪向螺母的外表面处喷洒胶水，在旋转机构作用下，螺母水平旋转至少一圈后，喷枪停止喷涂；
62.s5、升降机构中的升降气缸驱动仿形夹爪带动表盘下降，使表盘的安装座与螺母接触；
63.s6、旋转机构驱动转轴带动第一定位座及螺母再次同步转动，同时，升降机构带动表盘逐渐下降，旋转机构与升降机构配合，实现螺母与表盘旋拧连接。
64.以上的仅是本技术的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。