注塑产品零部件装配系统的制作方法

本实用新型涉及机械加工技术领域，特别是涉及一种叶轮的注塑产品零部件装配系统。

背景技术：

工程塑料，如玻璃纤维增强尼龙，如PA+GF30是一种食品级高分子材料，由于其生产效率高，耗能低，比重轻，不生锈，耐腐蚀等特点，也被一些生产厂家用来注塑制作水表，但是一直未能得到广泛成功，其原因主要是现有的工程塑料水表没有一个好产品结构设计，套用金属水表的壳体数据结果只能是失败，普通的塑料水表壳体设计不能满足水表的耐压试验，和安装实验，所以无法替代金属壳体水表而进入家庭使用。

注塑产品如注塑水表主要包括呈筒状构成水流通道的主体(下壳体)、与所述的主体固定连接构成检测部件的上壳体，以及被夹持上壳体定位在主体内的叶轮组件，所述的上壳体部件众多，包括电池、上盖、中盖以及支座等，所述的叶轮组件包括叶轮和支架，所述的叶轮包括本体和半轴，所述的本体包括中心轴，一体形成在中心轴环周上的多叶片，如六个叶片，设置在中心轴内有轴套及红宝石块等圆柱形或者圆筒状零件，在叶轮的本体上模注有预定的安装腔位，需要将这些小零件嵌入其中并实现固定连接，如何实现小零件的装配、如何将半轴及支架实现自动化装配，以及如何将各大模块组装成注塑水表都成为继续解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种注塑产品零部件装配系统。

为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是：

一种注塑产品零部件装配系统，包括上壳体装配装置，叶轮的组装装置，以及水表主体与上壳体安装装置；

所述的上壳体装配装置包括电池夹取安放机构、密封垫夹取机构，以及组装紧定装置，

所述的组装紧定装置包括，

下定位块，其中部形成有用以定位容纳上壳体的定位腔，所述的定位腔外周设置有多个导孔；

上活动板，其下表面上设置有多个可匹配地插入所述的导孔内的导柱；

以及设置在上活动板上的紧定机构；

所述的叶轮的组装装置，包括零件装配装置、半轴与支架的组装装置，所述的零件装配装置包括，

下载板，在所述的下载板上可旋转地设置有下载盘，在所述的下载盘上设置有定位叶轮本体下半部的下容纳仓，

受驱可相对所述的下载板上下运动的上压板，在上压板上对应地设置有上压盘，在所述的上压盘上设置有定位叶轮上半部的上容纳仓，在所述的下载板和上压板上对应地设置有多个零件压配机构以将各零件装入叶轮的设定位置；

所述的水表主体与上壳体安装装置包括螺钉紧定机构，所述的螺钉紧定机构包括下定位板，固定设置在下定位板左右两侧的侧立板，设置在下定位板前后两侧用以定位承载水表主体端部的端限位台，可相对所述的下定位板垂直上下移动的上动板，以及固定设置在所述的上动板上的紧定机构。

所述的紧定机构包括固定设置在所述的上活动板或上动板上的电机，多个与上壳体的螺钉安装位对应设置的锁紧杆，所述的锁紧杆与所述的上活动板或上动板可旋转固定连接且与所述的电机传动连接。

所述的半轴与支架的组装装置包括基板，受驱动可相对所述的基板前后移动的载仓，以及两个分居所述的载仓两侧受驱可同步靠近或远离所述的载仓的载台，所述的载仓中部形成有可将所述的叶轮的本体容纳其中的容纳腔，容纳腔两侧壁上表面形成有定位所述的叶轮的中心轴的凹槽，所述的载台与所述的载仓相邻侧设置有用以定位半轴的定位块的定位槽，还包括取放所述的支架并将半轴的定位块对应嵌入所述的支架的定位凹腔内的机械手。

所述的侧立板上形成有导孔，所述的上动板的下表面上设置有可匹配地插入所述的导孔内的导柱，前后两个端限位块上形成有多个由内向外逐步降低的定位台阶。

在所述的上活动板的下表面对应地固定设置有至少一对与上壳体的外缘对应的侧限位块，所述的侧限位块上形成有对应上壳体的不同规格直径的定位台阶。

所述的零件压配机构包括受驱沿上下运动的活动板，竖直设置在所述的活动板上的腔管，设置在所述的腔管一侧并与所述的腔管连通的料仓，在所述的料仓尾部设置有将料仓内的组件顶入所述的腔管内的顶持弹簧，所述的腔管上部形成有受驱上下移动的击杆，所述的腔管底部形成有弹性出料口，所述的腔管下端设置有由弹性材料制成的锥形出料口，在所述的下载盘和上压盘上对应地形成有与组件安装位对应的锥形通孔，所述的锥形出料口的内径小于组件直径。

所述的下载板上设置有多个竖导杆，所述的上压板可上下滑动地设置在所述的竖导杆上，在所述的竖导杆顶部固定设置有顶板，固定设置在所述的顶板上的合模气缸的活塞杆与所述的上压板固定连接。

在所述的下载板上设置有旋转电机，所述的旋转电机与所述的下载盘传动连接以实现下载盘的工位切换，在所述的上压盘和下载盘上对应地形成有销孔和销柱以定位和联动。

所述的密封垫夹取机构包括与机械手连接的吸取块，所述的吸取块上设置有与密封垫对应的吸孔。

所述的电池夹取安放机构包括放置台以及夹取机构，所述的放置台上设置有与电池对应的凹槽，所述的夹取机构包括连接平板，设置在所述的连接平板下部且可受驱靠近或远离的两个夹紧臂，所述的夹紧臂内侧面上形成有圆弧凹槽。

一种利用所述的注塑产品零部件装配系统的装配方法，其特征在于，包括以下步骤，

1)将叶轮的本体放置在下容纳仓中，然后将上压板与下载板合紧以将本体定位；

2)控制零件压配机构动作将零件压装入设定位置，

3)配合下载盘和上压盘的转动利用零件压配机构将所有零件压装完毕，

4)上压板和下载盘分开并将叶轮本体取出；

5)将取出的本体置放入所述的载仓并使中心轴定位在凹槽中，将半轴置入所述的定位槽中，同时，在半轴的上表面放置胶垫；

6)驱动所述的载仓移动至与载台对应的装配工位；

7)驱动载台同步靠近载仓两侧并将半轴的端部插入中心轴的轴孔内；

8)将支架扣装并使半轴的定位块对应卡嵌至支架的定位凹腔内并完成组装；

9)利用电池夹具夹持电池安放在支座上，然后将电池盖扣装在支座上；

10)将上盖和中盖旋紧后放置在所述的下定位块的定位腔中；

11)利用密封垫夹取机构将密封垫放置在中盖上；

12)将组装完成的支座装入中盖；

13)将上活动板对应地插入下定位块并放置螺钉；

14)驱动紧定机构的电机，实现自动螺钉锁紧完成上壳体组装；

15)将上壳体和主体组装，然后螺钉紧定机构将上壳体和主体锁紧。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的注塑水表的组装系统，分为数个大模块，各模块间利用传送带或者机械手流转，在各模块内部利用机械实现了自动化组装，大大提高了组装效率，大模块间的物料流转，更是提高了整个系统的均衡性和效率性，保证产品品质的同时，降低加工周期和组装成本。

附图说明

图1所示为本实用新型的叶轮的零件装配装置的侧视结构示意图；

图2所示为图1所示的截面结构示意图；

图3所示为下部结构侧视图；

图4所示为上部结构侧视图；

图5所示为图3所示俯视结构示意图；

图6所示为另一截面结构示意图；

图7所示为零件压配机构结构示意图；

图8所示为图7的截面示意图；

图9所示为装配装置的俯视结构示意图；

图10所示为图9所示的E-E线截面视图；

图11所示为图9所示的F-F线截面视图；

图12所示为本实用新型的组装系统的立体结构示意图；

图13所示为支架的结构示意图；

图14所示为半轴的结构示意图。

图15所示为本实用新型的组装紧定装置的结构示意图；

图16所示为图15所示的截面结构示意图；

图17所示为下定位块结构示意图；

图18所示为上活动板结构示意图；

图19所示为上壳体结构示意图；

图20所示为本实用新型的水表主体与上壳体安装装置的结构示意图；

图21所示为下定位板结构示意图；

图22所示为图20所示的截面结构示意图；

图23所示为上定位板结构示意图；

图24所示为下活动板俯视结构示意图；

图25所示为图24沿A-A线截面结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图所示，本实用新型的注塑产品零部件装配系统用于组装注塑水表，其中，包括主体和上壳体以及叶轮组件，所述的上壳体100部件众多，包括电池、中盖120、上盖110、以及支座130等，中盖和上盖螺结并固定显示电路板等，中盖与支座螺钉连接，同时，电池被定位在支座上并被电池仓盖锁紧。叶轮组件包括本体和半轴，同时叶轮还需要装嵌在支架上，所述的本体包括中心轴，一体形成在中心轴环周上的多叶片，如六个叶片，设置在中心轴内有轴套及红宝石块等圆柱形或者圆筒状零件，在叶轮的本体上模注有预定的安装腔位，需要将这些小零件嵌入其中并实现固定连接。中心轴两端向外对应呈筒状向外轴向伸出以构成连接轴腔，与所述的连接轴腔配合的为半轴的内端，即，半轴96包括轴961和与所述的轴注塑连接的定位块962，露出定位块的轴的部分需要插入连接轴腔中。

如图所示，本实用新型的注塑产品零部件装配系统包括上壳体装配装置，叶轮的组装装置，以及水表主体与上壳体安装装置。

本实用新型的叶轮的组装装置包括零件装配装置、半轴与支架的组装装置，零件装配装置包括下载板1，在所述的下载板上可旋转地设置有下载盘11，在所述的下载盘上设置有定位叶轮本体300下半部的下容纳仓，

受驱可相对所述的下载板上下运动的上压板2，在上压板上对应地设置有上压盘21，在所述的上压盘上设置有定位叶轮本体上半部的上容纳仓，

在所述的下载板和上压板上对应地设置有多个零件压配机构以将各零件压配入叶轮的设定位置。

本实用新型的零件装配装置，结构简单，实现成本低，利用合模定位，将叶轮局限定位，利用贯穿的零件压配机构，实现了小零件的自动顶入装载，而且实现了各组件轮次装载，实现了高速自动生成，提高装配效率和质量，保证装配的次序。

具体地说，所述的零件压配机构包括受驱沿下载板上下运动的活动板3，竖直设置在所述的活动板上的腔管31，设置在所述的腔管一侧并与所述的腔管连通的料仓32，在所述的料仓尾部设置有将料仓内的组件顶入所述的腔管内的顶持弹簧，所述的腔管上部形成有受驱上下移动的击杆33，所述的腔管底部形成有弹性出料口。所述的圆柱形或圆环形组件依次轴向平行地容纳在料仓内，而在腔管内则呈轴向上下布置，利用击杆实现逐一击入并压配至预定位置。

采用料仓存储并断续顶入的方式，保证了进料和装配的自动进行，而且底部的弹性出料口，保证对未完全脱出的物料有个定位作用，避免发生脱落，其中，所述的击杆由气缸驱动上下运动，气缸施加力量均匀可控，可保证装配效果。

具体地，所述的料仓与所述的腔管可分离式固定连接，如枪梭式插拔固定，所述的腔管下端设置有由弹性材料制成的锥形出料口，在所述的下载盘和上压盘上对应地形成有与组件安装位对应的锥形通孔，所述的锥形出料口的内径小于组件直径，所述的采用锥形配合的通孔和出料嘴，在进行装配进料的同时，还能实现精确定位，提高装配精准度。

其中，为实现上下开模和合模，所述的下载板上设置有多个竖导杆4，所述的上压板可上下滑动地设置在所述的竖导杆上，在所述的竖导杆顶部固定设置有顶板51，固定设置在所述的顶板上的合膜气缸5的活塞杆与所述的上压板固定连接。利用长杆气缸实现开模和合模，控制简单。同时，在所述的下载板上设置有旋转电机6，所述的旋转电机与所述的下载盘传动连接以实现下载盘的工位切换。

为实现一次开模合模装配多个叶轮本体，提高装配效率，在所述的下载盘或上压盘上对应设置有多个下容纳仓和上容纳仓，以及对应地设置且容纳不同组件的零件压配机构。多个容纳仓的设置以能合理布局零件压配机构为宜，通过多个工位的配合工作，实现一次多个产品装配，优选地，所述的击杆与联动板传动连接，所述的联动板与气缸传动连接以实现上下运动。即针对不同内容同等组件的进行同步驱动，简化结构，降低成本，提高效率。

本实用新型的半轴与支架的组装装置包括基板91，受驱动可相对所述的基板91前后移动的载仓92，以及两个分居所述的载仓两侧受驱可同步靠近或远离所述的载仓的载台93，所述的载仓92中部形成有可将所述的叶轮的本体300容纳其中的容纳腔，容纳腔两侧的侧壁上表面形成有定位所述的叶轮的中心轴的端部的凹槽921，所述的载台与所述的载仓相邻侧设置有用以定位半轴的定位槽931，还包括取放所述的支架95并将半轴的定位块对应嵌入所述的支架的定位凹腔951内的机械手。

本实用新型利用载仓定位装嵌有诸多零件的叶轮本体并使中心轴的位置被限定，利用两侧相对叶轮轴向运动的载台实现了半轴的卡钳式插入，然后利用机械手拿取支架，并将支架的定位凹腔对应地扣在定位孔上，实现两者的卡嵌连接并且之间设置胶垫，保证连接的稳定，完成一次同步组装，保证轴的插入深度和装配质量统一性，而且效率得到提高，控制加工成本。

进一步地，所述的基板上设置有前后延伸的导槽，所述的导槽的侧壁上形成有导向棱或导向凹槽，如为T型槽等，所述的载仓的侧壁上设置有与所述的导向棱或导向凹槽匹配地导向部且可匹配地插入所述的导槽中并受驱前后移动。利用导槽式引导方式，侧向受力均衡，保证运行平稳性，当然，因为两侧同步施力，侧向力相对较小。也可采用导轨滑块式，即在所述的基板上设置有前后延伸的导轨，在所述的载仓的底部设置有与所述的导轨匹配地滑块。

具体地，为便于后续的支架一体组装，还包括设置在所述的载仓两侧的两组支撑台97，每组支撑台间形成有允许所述的载台穿行的通道，利用支撑台对支架进行下部支撑，保证半轴的定位块与支架卡嵌连接强度的同时提供下定位，实现了机械手取放和按压连接的一步完成。

本实用新型的叶轮与支架的组装系统的组装方法，包括以下步骤，

1)将叶轮的本体放置在下容纳仓中，然后将上压板与下载板合紧以将本体定位；

2)控制零件压配机构动作将零件压装入设定位置，

3)配合下载盘和上压盘的转动利用零件压配机构将所有零件压装完毕，其中，多个容纳仓的设置可采用同心或者非同心布局，以能转动两次或三次工位实现所有零件装配为宜；在需要转动时，零件压配机构需要提起以避免发生干涉；

4)上压板和下载盘分开并将装配完毕零件的叶轮本体取出；

5)将叶轮本体置放入所述的载仓并使中心轴定位在凹槽中，将半轴置入所述的定位槽中，同时，在半轴的上表面放置胶垫；该操作过程可用机械手或人工完成，而且因为开始式载仓和载台分别离散布置，可以便捷的同步或依次进行安装而不发生干涉；

6)驱动所述的载仓移动至与载台对应的装配工位；装配工位的确定可借助各种位置传感器等来实现，当然，在所述的支撑台与载腔间还可设置定位机构，该定位机构包括设置在支撑台上受驱动沿叶轮轴向伸缩的定位销，以及对应地形成在载仓上的定位孔，利用定位销和定位孔的配合，定位精确而且发出准确的信号。

7)驱动载台同步靠近载仓两侧并将半轴的端部插入中心轴的轴孔内；所述的载台可分别由气缸驱动，或者由气缸配合齿轮齿条机构实现单气缸驱动。

8)将支架扣装并使半轴的定位块对应卡嵌至支架的定位凹腔内并完成组装，在第一步将胶垫预先装配，然后实现支架一步安装到位，同时，支架是否正常安装也对半轴是否正常安装工程检验，避免产品出现质量问题。

本实用新型的上壳体装配装置包括电池夹取安放机构、密封垫夹取机构，以及组装紧定装置，所述的组装紧定装置包括下定位块81，其中部形成有用以定位容纳上壳体的定位腔811，所述的定位腔外周设置有多个导孔812；如以所述的上壳体100为例，其四周设置有四个螺钉安装位，同时，在四周设置有四个导孔，上活动板82，其下表面上设置有多个，即四个可匹配地插入所述的导孔内的导柱821；以及紧定机构，包括固定设置在所述的上活动板上的电机83，多个，即四个与上壳体的螺钉安装位对应设置的锁紧杆84，所述的锁紧杆与所述的上活动板可旋转固定连接且与所述的电机传动连接。其中，所述的定位腔与所述的上壳体形状相匹配以将其进行定位，为后续的螺钉安装面提供一个水平操作面。所述的电池夹取安放机构6包括放置台61以及夹取机构，所述的放置台上设置有与电池60对应的凹槽62，所述的夹取机构包括连接平板63，设置在所述的连接平板下部且可受驱靠近或远离的两个夹紧臂64，所述的夹紧臂内侧面上形成有大于90°的圆弧凹槽。

其中，所述的电池为成对设置且包裹为一体的锂离子电池，所述的凹槽为劣弧且在两侧开设有槽口65，以便夹紧臂进出，同时，在所述的连接平板的下表面上设置有允许所述的夹紧臂滑动的滑动槽，所述的夹紧臂由电机带动左右旋丝杠驱动同步靠近或远离。当然也可以靠弹簧配合气缸来实现夹紧和释放。

本实用新型的上壳体装配装置，各部件分类存放并借助传送带将部件连接，能有效提高整体的系统性，提高装配整体进行，利用机械自动完成电池夹取、密封垫安放及螺钉紧定，大大提高整体效率，利用上活动板的自重配合导孔和导致实现了竖直方向上的运动，利用电机驱动锁紧杆实现了多个螺钉的同步安装，而且，导柱和导孔的配合，保证多个锁紧杆同步且下降均匀，能保证螺钉的锁紧质量，提高产品的质量统一性，而且高效，减少人工成本。

进一步地，在所述的上活动板的下表面对应地固定设置有至少一对侧限位块822，所述的侧限位块上形成有对应上壳体的不同规格直径的定位台阶，所述的定位台阶由内向外逐步升高，每个台阶平面对应一种规格，利用侧限位块直接与上壳体的接触实现上活动板的定位，保证各螺钉的安装到位且防止过拧，同时多个定位台阶的设计，满足不同规格的使用要求，提高产品的适应性。

具体来说，为实现传动，在所述的上活动板上于各锁紧杆中心可旋转地设置有与所述的电机83传动连接的主动齿轮87，所述的锁紧杆贯穿所述的上活动板设置且上端分别设置有与所述的主动齿轮啮合连接的从动齿轮85，采用电机同步驱动，保证安装的同步进行，防止安装过程中产生单侧锁紧导致的形变等不良，提高产品质量，其中，为提高不同的安装工况，所述的锁紧杆下端形成有插接腔以与不同规格的转换头固定连接，所述的转换头可为十字形、一字型或者梅花形等，以采用磁性材料制成为宜。

具体地说，为实现平稳取放，尤其是对厚度小且软质的密封垫取放，所述的密封垫夹取机构包括与机械手连接的吸取块，所述的吸取块上设置有与密封垫对应的多个吸孔，吸孔在整个密封垫的主体上均布且分别与负压相连，这样利用负压即可实现吸附，吸取平稳且不会变形，保证放置后的位置准确性。

一种利用所述的上壳体装配装置的装配方法，包括以下步骤，

1)利用电池夹具夹持电池安放在支座上，然后将电池盖扣装在支座上；电池盖的夹取放置以及电路板等均可由机械手完成操作，

2)将上盖和中盖旋紧后放置在所述的下定位块的定位腔中；定位腔能对其进行有效定位，保证后续支座的顺利安装，

3)利用密封垫夹取机构将密封垫放置在中盖上；

4)将组装完成的支座装入中盖并配合好螺纹孔；

5)将上活动板对应地插入下定位块并放置螺钉；

6)驱动紧定机构的电机，实现自动螺钉锁紧，然后取下上活动板，上壳体取出，组装完成。

将定位腔作为装配过程中定位部件，便于支座与中盖的配合，为后续实现自动防止密封垫等提供基础，然后直接装配上活动板，进行螺钉自动紧定，整体上的融汇贯通，减少物件流转，有效提高了系统间的协同配合，保证装配效率，减少装配成本。

水表主体200与上壳体100的安装装置包括密封垫夹取机构以及螺钉紧定机构，所述的螺钉紧定机构包括下定位板71，固定设置在下定位板左右两侧的侧立板711，设置在下定位板前后两侧的用以与主体两端法兰外缘接触的端限位台712，可相对所述的下定位板垂直上下移动的上动板72，固定设置在所述的上动板上的电机，多个与支座的螺钉安装位对应设置的锁紧杆722，所述的锁紧杆与所述的上动板可旋转固定连接且与所述的电机传动连接。其中，优选地，在侧立板中部形成有导孔714，所述的上动板的下表面上设置有可匹配地插入所述的导孔内的导柱721。

本实用新型的安装装置，通过螺钉紧定机构的快捷拆装，实现了密封垫的机械自动化放置，减少人工使用，提高生产效率，同时螺钉紧定装置利用上动板等的自重配合导孔和导致实现了竖直方向上的运动，利用电机驱动锁紧杆实现了多个螺钉的同步安装，而且，导柱和导孔的配合，保证多个锁紧杆同步且下降均匀，能保证螺钉的锁紧质量，提高产品的质量统一性，而且高效，减少人工成本。

具体地说，为实现平稳取放，尤其是对厚度小且软质的密封垫取放，所述的密封垫夹取机构包括与机械手连接的吸取块，所述的吸取块上设置有与密封垫对应的多个吸孔，吸孔在整个密封垫的主体上均布且分别与负压相连，这样利用负压即可实现吸附，吸取平稳且不会变形，保证放置后的位置准确性。

为提高对不同直径的水表主体的适应性，同时保证定位稳定性，前后两个端限位块上形成有多个由内向外逐步降低的定位台阶712，在所述的侧立板的内侧上端形成有与所述的水表主体控制口对应的限位槽713。同时多个定位台阶的设计，可对不同长度的水表主体的连接法兰进行支撑定位，有效满足不同规格的使用要求，提高产品的适应性。

具体来说，为实现传动，在所述的上活动块上于各锁紧杆中心可旋转地设置有与所述的电机78传动连接的主动齿轮75，所述的锁紧杆贯穿所述的上动板设置且上端分别设置有与所述的主动齿轮啮合连接的从动齿轮76，采用电机同步驱动，保证安装的同步进行，防止安装过程中产生单侧锁紧导致的形变等不良，提高产品质量，其中，为提高不同的安装工况，所述的锁紧杆下端形成有插接腔以与不同规格的转换头固定连接，所述的转换头可为十字形、一字型或者梅花形等，以采用磁性材料制成为宜。

综上所述，本实用新型的注塑水表的组装系统，分为数个大模块，各模块间利用传送带或者机械手流转，在各模块内部利用机械实现了自动化组装，大大提高了组装效率，大模块间的物料流转，更是提高了整个系统的均衡性和效率性，保证产品品质的同时，降低加工周期和组装成本。

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