用于阀体装配模块的密封圈安装结构的制作方法
【专利摘要】一种用于阀体装配模块的密封圈安装结构，所述密封圈安装结构由主顶升气缸、摆盘气缸、摆架撑圈机构、密封圈入料结构及密封圈拨料结构构成，所述主顶升气缸固定在机架上，所述摆盘气缸固定在主顶升气缸上，所述摆架撑圈机构固定在摆盘气缸上，所述摆架撑圈机构由对称分布的撑圈结构构成，当所述摆盘气缸180度往复摆动时，撑圈结构往复定位在密封圈入料结构及拨料结构上方。本实用新型提出了一种实现陶瓷阀体快速、高效、稳定套装密封圈的密封圈安装结构。
【专利说明】用于阀体装配模块的密封圈安装结构
【技术领域】
[0001]本实用新型属于自动化装配机械领域，涉及一种阀芯柔性自动化装配设备，尤其是一种用于阀体装配模块的密封圈安装结构。
【背景技术】
[0002]目前国内各类机械产品的装配作业一般都是由手工完成。但是制造业的实践表明，手工装配生产在一般情况下存在一些明显缺陷:1)产品质量的重复性、一致性差。大批量生产条件下，人工装配中由于工人的情绪、环境影响、个人技能及体能的差异等因素，故不同工人、不同批次的产品质量特性可能会出现较大的差别，产品的质量特性分散范围将变大，难以达到较高的质量标准。2)产品的精度较低。人工装配产品的精度由于受到工人自身条件的限制，难以达到较高的精度水平，而且部分精度要求高的装配工作难以依靠人工完成。3)劳动生产率低。人工装配大多属于劳动力密集型，劳动生产率很大程度上取决于装配工人的技能水平和熟练程度，产品的装配时间在产品生产总工时中占有相当高的比例。据有关资料数据显示，一些典型产品的装配时间占生产总工时的53%左右，若全部的装配都是人工控制完成，则生产率将可能降低到40%左右。若随着装配自动化水平的提高，生产率可上升到85%-97%，但目前产品装配的平均自动化水平仅为10% — 15%。4)装配成本较高。随着人工成本的增加，以手工为主的装配作业占产品生产总成本的比例不断增加，部分产品已到达35% -50%甚至以上。装配费用成为许多制造企业成本的最大组成部分之一。同时随着先进制造技术的不断发展与应用，特别是柔性制造系统和计算机技术的发展，机械制造加工自动化水平得到了大幅度的提高，很大程度上已领先于装配工艺与技术，两者形成了明显的反差，使得传统的手工装配工艺面临着严峻的挑战。
[0003]据笔者调研发现，温台地区工业管道、水暖阀门类企业有300多家，产值超过200亿元，其中台州地区以水暖类陶瓷阀芯生产企业为主。以年产值达到I亿以上的一家企业为例，其阀芯零件的生产基本实现了自动化与半自动化制造，而80 %甚至以上的企业生产工人来完成水暖阀芯的装配工作，装配劳工成本投入已占到产品总成本的30%以上；且人工装配效率与产品装配质量不能保证，装配难以跟上制造的快节拍；再加上近年来不断涌现的“招工荒”与我国进入中等收入国家后劳工成本的快速增长，缺乏相应高效的自动化柔性装配设备已成为制约企业提高产品产量、品质的重要瓶颈。
[0004]本实用新型所形成的阀芯自动装配机，装配工作的对象主要为陶瓷阀芯。陶瓷阀芯是通过旋转阀杆来控制水流通断与流量的一种卫浴产品，其使用寿命长，密封性能优越，广泛应用于水龙头出水口处。其包括安装在水龙头内的阀体，阀体内插接有阀杆，阀杆下端通过消声片卡接在陶瓷动片上，陶瓷动片与陶瓷静片互相贴合，陶瓷静片固定安装在阀体内，下方还安装有压片和密封垫。陶瓷静片上开有两个相对的进水通孔，陶瓷动片与阀体上亦开有与进水通孔相对应的出水通孔。当旋转阀杆的时候，其下端的消声片带动陶瓷动片转动，使得动片上的出水通孔与静片上的进水通孔与阀体上的出水口相互贯通，从而实现水从转芯流出。
[0005]本实现新型提出的密封圈安装结构，是基于一种陶瓷阀芯自动化装配工艺提出的，形成一种阀芯自动装配设备，当然，该模块所涉及的相关工艺技术，也具备一定的通用性。
【发明内容】
[0006]为了克服传统人工装配密封圈效率低下、装配质量不问题，本实用新型提出了一种结构简单可靠、密封圈装配效率较高的密封圈装配结构。
[0007]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0008]一种用于阀体装配模块的密封圈安装结构，所述密封圈安装结构由主顶升气缸、摆盘气缸、摆架撑圈机构、密封圈入料结构及密封圈拨料结构构成，所述主顶升气缸固定在机架上，所述摆盘气缸固定在主顶升气缸上，所述摆架撑圈机构固定在摆盘气缸上，所述摆架撑圈机构由对称分布的撑圈结构构成，当所述摆盘气缸180度往复摆动时，撑圈结构往复定位在密封圈入料结构及拨料结构上方。
[0009]进一步，所述摆盘气缸上安装有一转架，在所述转架上对称布置有撑圈结构，所述撑圈结构由上下运动的有轨导缸、撑圈锥套、撑圈导套构成，所述撑圈导套固定安装在转架上，所述撑圈导套中心设置有通孔，通孔直径大小大于陶瓷阀芯最大外径处的直径，所述撑圈导套下端均布开有4条一字缺口，所述撑圈锥套通过连接块固定在有轨导缸上，并套装在所述撑圈导套中心通孔内，所述撑圈锥套在所述有轨导缸作用下可沿着撑圈导套中心通孔运动，所述撑圈锥套下端为锥体，上端为圆柱体，圆柱体的直径小于所述撑圈导套中心通孔的直径，所述撑圈锥套与撑圈导套为间歇配合，保持合理的间歇量，所述撑圈锥套上均布开有4条一字缺口，所述撑圈导套上的一字缺口位置与所述撑圈导套上的一字缺口位置相对应，当摆盘气缸非摆动工作状态时，一处撑圈结构的正下方位置对应着密封圈入料结构的“十”字限位板，对称位置上的另一处撑圈结构正下方为直线承料轨的密封圈安装位槽。
[0010]作为优选的一种方案:所述密封圈拨料结构由拨料气缸及拨料挡板构成，所述拨料挡板的前端设置有半圆弧形缺口，所述半圆弧形缺口对应上述撑圈导套的外圆。
[0011]作为优选的另一种方案:所述密封圈入料结构包括密封圈震动盘、直线振动器、层状料槽、推料气缸、推料板及“十”字限位板，所述推料板在所述推料气缸的作用下往复运动，所述推料板设置在层状料槽的下方，所述“十”字限位板为保留有“十”字薄挡板的圆形通孔，所述圆形通孔的直径尺寸大于上述撑圈导套的外圆大小，所述“十”字薄挡板的厚度小于一字缺口的尺寸大小。
[0012]作为优选的另一种方案:密封圈安装结构的控制系统由PLC实现，控制逻辑如下:主顶升气缸分顶升位与下沉位，主顶升气缸在顶升位时，摆盘气缸摆动过程中，即将进入密封圈套圈工序的撑圈结构的有轨导缸下沉，带动撑圈锥套下沉，使得撑圈锥套与撑圈导套保持平缓的过渡配合关系，与此同时，另一即将进入密封圈安装工序的撑圈结构的有轨导缸提升，使得撑圈锥套提升，撑圈锥套脱离撑圈导套；摆盘气缸摆动到位之后，主顶升气缸下沉到下沉位，密封圈套圈工序的撑圈结构完成密封圈套圈工作，而拨料气缸工作，将拨料挡板推进；其后，主顶升气缸提升到顶升位过程中，密封圈安装工序的撑圈结构的撑圈导套外径上的密封圈在拨料挡板限制下拨料，套装到陶瓷阀体上，拨料挡板回复到初始位置；此过程循序往复。
[0013]本实用新型的有益效果主要表现在:本实现新型提出的一种密封圈安装结构，能够高效、自动化地实现密封圈的装配过程，可防止密封圈装配过程中撑坏或者安装不到位等质量问题，该解决方案设计的密封圈安装方法，同样可应用到其他密封圈装配场合。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型用于阀体装配模块的密封圈安装结构示意图
[0015]图2是本实用新型用于阀体装配模块的密封圈入料结构示意图
[0016]图3是本实用新型用于阀体装配模块的撑圈结构及密封圈拨料结构示意图
[0017]图4是本实用新型自动装配机工作对象阀体的结构图
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
[0019]参考图1?图4，一种用于阀体装配模块的密封圈安装结构，所述密封圈安装结构由主顶升气缸3-2、摆盘气缸3-3、摆架撑圈机构、密封圈入料结构及密封圈拨料结构构成，所述主顶升气缸3-2固定在机架上，所述摆盘气缸3-3固定在主顶升气缸上，所述摆架撑圈机构固定在摆盘气缸上，所述摆架撑圈机构由对称分布的撑圈结构构成，当所述摆盘气缸180度往复摆动时，撑圈结构往复定位在密封圈入料结构及拨料结构上方。
[0020]所述摆盘气缸上安装有一转架3-4，在所述转架上对称布置有撑圈结构，所述撑圈结构由上下运动的有轨导缸3-5、撑圈锥套3-18、撑圈导套3-17构成，所述撑圈导套3_17固定安装在转架上，所述撑圈导套中心设置有通孔，通孔直径大小大于陶瓷阀芯最大外径处的直径，当主顶升气缸下降时，撑圈导套3-17下沉，撑圈导套3-17套入直线承料轨上密封圈安装位槽内的陶瓷阀体上，并与密封圈拨料结构将密封圈拨料安装到陶瓷阀体上。所述撑圈导套下端均布开有4条一字缺口，所述撑圈锥套通过锥套连接块3-15固定在有轨导缸上，并套装在所述撑圈导套中心通孔内，所述撑圈锥套在所述有轨导缸作用下可沿着撑圈导套中心通孔运动，所述撑圈锥套下端为锥体，上端为圆柱体，圆柱体的直径小于所述撑圈导套中心通孔的直径，所述撑圈锥套与撑圈导套为间歇配合，保持合理的间歇量，便于撑圈锥套在撑圈导套内的运动，但是间歇量不能过大，所述撑圈锥套上均布开有4条一字缺口，所述撑圈导套上的一字缺口位置与所述撑圈导套上的一字缺口位置相对应，当摆盘气缸非摆动工作状态时，一处撑圈结构的正下方位置对应着密封圈入料结构的“十”字限位板，对称位置上的另一处撑圈结构正下方为直线承料轨的密封圈安装位槽。
[0021]所述密封圈入料结构包括密封圈震动盘、直线振动器3-1、层状料槽3-10、推料气缸3-8、推料板3-9及“十”字限位板3-13，所述直线振动器尾端接入层状料槽3-10上，层状料槽3-10上的半弧形限位板3-11确保密封圈能进入层状料槽3-10，所述推料板在所述推料气缸的作用下往复运动，所述推料板设置在层状料槽的下方，所述“十”字限位板为保留有“十”字薄挡板3-12的圆形通孔，所述圆形通孔的直径尺寸大于上述撑圈导套的外圆大小，所述“十”字薄挡板的厚度小于一字缺口的尺寸大小。
[0022]所述密封圈拨料结构由拨料气缸3-6及拨料挡板3-7构成，所述拨料挡板的前端设置有半圆弧形缺口，所述半圆弧形缺口对应上述撑圈导套的外圆。
[0023]所述密封圈安装结构的工作方式可描述如下:主顶升气缸3-2下沉，转架上一端的撑圈结构完成密封圈套圈工作(有轨导缸3-5已经下降，将撑圈锥套下沉与撑圈导套保持良好的过渡配合关系)，“十”字限位板3-13上的密封圈，随着撑圈结构的下沉，密封圈由撑圈锥套慢慢撑大，最后过渡套装到撑圈导套的外径上；而另一端撑圈结构要配合完成密封圈安装工作(另一端的撑圈锥套已经提升)。
[0024]本实用新型提出的密封圈安装结构用于形成一种阀体装配模块，由阀体入料结构、阀体预定位结构、阀体终定位及装配结构构成，所述阀体入料结构包括振动盘、直线振动器、限位板、第一进料结构、第二进料结构及直线承料轨，陶瓷阀体经直线振动器供给到限位板位置，直线承料轨中心开有通槽，直线承料轨依次设置有预定位转动圆槽、密封圈安装位槽、终定位圆槽，所述预定位转动圆槽、密封圈安装位槽、终定位圆槽在直线承料轨中心的通槽边铣出与阀体形状相匹配的圆槽，所述第一进料结构包括第一滑台气缸、第一升降气缸及第一平行气爪，所述第一平行气爪上安装有夹持块，所述第二进料结构包括第二滑台气缸、第二升降气缸、第三升降气缸，所述第二升降气缸、第三升降气缸机械联动，并通过连接板固定在第二滑台气缸上，所述第二升降气缸与第三升降气缸上安装固定有顶针，所述顶针为柔性物质，前端锥形，所述顶针在第二升降气缸及第三升降气缸作用下顶升时穿过直线承料轨中心的通槽。所述第一进料结构实现陶瓷阀体从限位板位置到直线承料轨上的预定位转动圆槽位置的过渡，而第二进料结构实现陶瓷阀体依次从预定位转动圆槽、密封圈安装位槽到密封圈安装位槽、终定位圆槽过渡。
[0025]所述阀体预定位结构设置在直线承料轨的预定位转动圆槽上方，其包括第四顶升气缸、安装架、步进电机、转座、第二平行气爪，所述转座可转动安装在安装架上，转座的下端固定有第二平行气爪，所述步进电机通过同步带驱动转座转动，所述阀体预定位结构的第四顶升气缸固定在支架上，驱动安装架整体上下运动。所述步进电机通过同步带传动驱动转座运动，所述第二平行气爪上固定安装有对心夹持块，在直线承料轨的预定位转动圆槽两侧设置有激光对射传感器，陶瓷阀芯上对称开有耳窗，当陶瓷阀芯在步进电机驱动下转动时，激光对射传感器能通过耳窗对射接受信号，激光对射传感器发出的信号经PLC处理、计算后控制步进电机工作。所述第一平行气爪为卧式布置，而第二平行气爪是立式安装，二者的安装方式不同，为了避免运行过程中的空间干涉。所述阀体预定位结构的工作原理是，陶瓷阀体上的耳窗能够穿透激光信号，通过接收激光信号之后的给定的时间延后来实现陶瓷阀体的粗定位，延时时间可以根据步进电机的速度来设置。
[0026]所述阀体终定位及装配结构由终定位装置、第三滑台气缸、第五顶升气缸、第三平行气爪构成，，所述终定位装置设置在直线承料轨的终定位圆槽上，由第六顶升气缸、定位电机及拨板构成，所述定位电机通过连接板固定在所述第六顶升气缸上，所述拨板为拨板方板，宽度尺寸与陶瓷阀芯内部耳片尺寸相配合。陶瓷阀体终定位通过定位电机转动一圈后始终停留在一个固定角度，来实现陶瓷阀体的定位，定位后的陶瓷阀体由装配机械手安装到自动装配机的组合对中夹具上。
【权利要求】
1.一种用于阀体装配模块的密封圈安装结构，其特征在于，所述密封圈安装结构由主顶升气缸、摆盘气缸、摆架撑圈机构、密封圈入料结构及密封圈拨料结构构成，所述主顶升气缸固定在机架上，所述摆盘气缸固定在主顶升气缸上，所述摆架撑圈机构固定在摆盘气缸上，所述摆架撑圈机构由对称分布的撑圈结构构成，当所述摆盘气缸180度往复摆动时，撑圈结构往复定位在密封圈入料结构及拨料结构上方。
2.如权利要求1所述的用于阀体装配模块的密封圈安装结构，其特征在于:所述摆盘气缸上安装有一转架，在所述转架上对称布置有撑圈结构，所述撑圈结构由上下运动的有轨导缸、撑圈锥套、撑圈导套构成，所述撑圈导套固定安装在转架上，所述撑圈导套中心设置有通孔，通孔直径大小大于陶瓷阀芯最大外径处的直径，所述撑圈导套下端均布开有4条一字缺口，所述撑圈锥套通过连接块固定在有轨导缸上，并套装在所述撑圈导套中心通孔内，所述撑圈锥套在所述有轨导缸作用下可沿着撑圈导套中心通孔运动，所述撑圈锥套下端为锥体，上端为圆柱体，圆柱体的直径小于所述撑圈导套中心通孔的直径，所述撑圈锥套与撑圈导套为间歇配合，保持合理的间歇量，所述撑圈锥套上均布开有4条一字缺口，所述撑圈导套上的一字缺口位置与所述撑圈导套上的一字缺口位置相对应，当摆盘气缸非摆动工作状态时，一处撑圈结构的正下方位置对应着密封圈入料结构的“十”字限位板，对称位置上的另一处撑圈结构正下方为直线承料轨的密封圈安装位槽。
3.如权利要求1或2所述的用于阀体装配模块的密封圈安装结构，其特征在于:所述密封圈拨料结构由拨料气缸及拨料挡板构成，所述拨料挡板的前端设置有半圆弧形缺口。
4.如权利要求1或2所述的用于阀体装配模块的密封圈安装结构，其特征在于:所述密封圈入料结构包括密封圈震动盘、直线振动器、层状料槽、推料气缸、推料板及“十”字限位板，所述推料板在所述推料气缸的作用下往复运动，所述推料板设置在层状料槽的下方，所述“十”字限位板为保留有“十”字薄挡板的圆形通孔。
【文档编号】B23P19/08GK203853772SQ201420113780
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年3月13日 优先权日:2014年3月13日
【发明者】郑祥模 申请人:郑祥模