一种计量表机械式数字计数器全自动装配设备及方法与流程

本发明属于计量表自动化装配领域，尤其涉及一种计量表机械式数字计数器全自动装配设备及方法。

背景技术：

目前，燃气计量表、水表等所用的机械式数字计数器装配校准方法较为复杂，其生产过程主要由人工手动装配完成。参与计数器装配校准所需的工作人员较多、素质参差不齐，由于每道工序的动作单一、频次高使得工人易疲劳、出错，使得生产效率和准确性、产品质量一致性得不到有效根本的保证，已不能满足我国计量表的生产制造发展需求。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决计量表机械式数字计数器装配校准过程中人工装配生产效率低，劳动强度大，产品质量无法保证的问题。并针对现存技术缺点，提供了一种计量表机械式数字计数器全自动装配方法及装备，实现了计量表机械式数字计数器全自动化装配校准生产。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种计量表机械式数字计数器全自动装配设备，

a.设置有水平并排布置旋转方向相反的两个分度盘，分别为字轮分度盘与装配分度盘；

b.在字轮分度盘周侧间隔均匀设置有若干字轮排序过渡工装;

c.沿字轮分度盘周边安装有数字字轮自动上料装置、磁钢轮自动上料装置、首位字轮上料装置和数字轮穿轴装置；

d.在装配分度盘周侧同角度设置有若干装配工装和计数器工装，装配工装处于装配分度盘外侧，计数器工装处于装配分度盘内侧；

e.沿装配分度盘周边安装有计数器支架自动上料压装装置、数字轮拨位装置、开关轮组穿轴上料装置、计数器下线装置、视觉检测装置和工件移载装置；

f.在字轮分度盘与装配分度盘之间安装有数字轮组件移载装置；

g.设置有对a到f所述的分度盘和装置进行控制的控制系统。

进一步的，所述数字轮自动上料装置包括震动料盘一，其上设置有导向输送带一；震动料盘二，其上设置有导向输送带二；震动料盘三，其上设置有导向输送带三；所述导向输送带一、导向输送带二和震动料盘三平行设置且其出料端共同连接有中间定位工装；中间定位工装上方设置有移载机械手。

进一步的，所述磁钢轮自动上料装置包括分度器，分度器上设置有转盘(204)，转盘周侧均布若干料筒；在转盘一侧还设置有伺服顶升机构，伺服顶升机构上方设置有抓取移载机构。

进一步的，开关轮组自动上料穿轴装置包括开关轮的震动料盘五和震动料盘六，震动料盘五和震动料盘六的出料道平行设置且端部设置有旋转盘和移载机械手一，移载机械手一用于抓取开关轮放置到旋转盘内；

还包括有开关轮轴的震动料盘四，震动料盘四出料口处设置有轴分料机构和推轴机构，推轴机构将分成单支的开关轮轴与开关轮组在旋转盘内装配形成开关轮组件；

旋转盘一侧设置有移载机械手二。

进一步的，所述计数器支架自动上料压装装置包括震动料盘七，其端部连接有接料机构，接料机构一侧设置有中间检测工装；震动料盘七和中间检测工装的上方设置有抓取机构和无杆气缸，抓取机构从接料机构抓取计数器支架并通过无杆气缸使其移载至中间检测工装；中间检测工装远离接料机构的一侧轮轴定位部件，中间检测工装上设置有位移传感器。

进一步的，字轮分度盘上设置有八个间隔为45゜的字轮排序过渡工装。

进一步的，装配分度盘上设置有八组间隔为45゜且同角度安装的装配工装和计数器工装。

一种计量表机械式数字计数器全自动装配方法，包括如下步骤：

步骤一，数字轮自动上料，通过数字轮自动上料装置将黑色数字轮和红色字轮输送到字轮排序过渡工装，然后首字轮自动上料并被移载放置到字轮排序过渡工装，形成数字轮组；

步骤二，数字轮组自动穿轴，数字轮穿轴装置将数字轮轴依次穿过数字轮、红色字轮和首字轮的中间孔并在首字轮右侧限位形成数字轮组件；

步骤三，数字轮组件移载，数字轮组件从字轮分度盘上设置的字轮排序过渡工装内由数字轮组件移载装置自动移载放置到装配分度盘上设置的装配工装内的对应数字轮组件模架上；

步骤四，开关轮组自动上料穿轴，开关轮轴和开关轮由开关轮组自动穿轴上料装置自动供料并将开关轮轴穿过开关轮中间孔组成开关轮组件，然后自动移载放置在装配工装内对应的开关轮组件模架上；

步骤五，数字轮组拨位，在装配分度盘上通过数字轮拨位装置使数字轮组的每个数字轮绕数字轮轴旋转并通过限位块达到同一角度，数字轮轴通过限位柱限位，同时推动装配工装上的滑动机构使数字轮组件与开关轮组件正确啮合；

步骤六，计数器支架上料压装，计数器支架通过计数器支架自动上料压入装置自动供料并压入啮合好的数字轮组件和开关轮组件，数字轮轴和开关轮轴通过计数器支架内卡槽口定位固定；

步骤七，计数器成品移载，通过工件移载装置将计数器移载放入装配分度盘内侧设置的计数器工装内；

步骤八，视觉检测，对装配后处于计数器工装内的计数器数字轮所显示的数字一致性通过视觉检测装置进行视觉检测经控制系统根据内设的标准自动判断其合不合格；

步骤九，成品下线和喷码，通过计数器下线装置将计数器成品自动下线，同时推动装配工装上的滑动机构复位，再由喷码装置对合格计数器在其支架外表面进行喷码，不合格的计数器对其支架外表面不喷码。

进一步的，步骤一中，红色字轮输送至磁钢轮自动上料装置，然后由磁钢轮自动上料装置完成上料并被移载放置到字轮排序过渡工装。

进一步的，通过控制系统上设置的人机交互装置控制红色字轮从下一工位由磁钢轮自动上料装置自动上料。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、本发明提供一种计量表机械式数字计数器全自动装配设备及方法，在现有人工手动装配工序步骤的基础上进行了装配方法有效优化，使其适应机器全自动装配生产，节约了装配时间，提高了生产效率。

2、本发明提供一种计量表机械式数字计数器全自动装配设备及方法，大幅度降低操作人员劳动强度和参与生产的人员数量。由于采用多工步协同的全自动化连续性生产，极大提高了计量表计数器装配效率，保证了产品质量的一致性，降低了生产成本，显著提高了经济效益。

3、本发明的一种计量表机械式数字计数器全自动装配设备及方法，可与车间的信息化系统联网接受mes等系统的控制，为构建计量表机械式数字计数器制造数字化车间奠定了坚实的基础。

附图说明

图1是本发明计量表机械式数字计数器全自动装配方法流程图；

图2是本发明计量表机械式数字计数器全自动装配设备整体结构图；

图3是本发明数字轮自动上料装置；

图4是本发明磁钢轮自动上料装置；

图5是本发明数字轮穿轴装置；

图6是本发明开关轮自动穿轴上料装置；

图7是本发明计数器工件示意图；

图8是本发明计数器装配工装示意图。

图中，1、字轮分度盘；2、装配分度盘；10、数字字轮自动上料装置；20、磁钢轮自动上料装置；30、首位字轮上料装置；40、数字轮穿轴装置；50、数字轮组件移载装置；60、开关轮组穿轴上料装置；70、数字轮拨位装置；80、计数器支架自动上料压装装置；90、工件移载装置；100、视觉检测装置；110、计数器下线装置；120、字轮排序过渡工装；130、装配工装；140、计数器工装；150、喷码装置；160、控制系统；161、人机交互装置；101、震动料盘一；102、震动料盘二；103、震动料盘三；104、中间定位工装；105、移载机械手；106、导向输送带一；107、导向输送带二；108、导向输送带三；201、移载机构；202、伺服顶升机构；203、料筒；204、转盘；205、分度器；601、震动料盘四；602、轴分料机构；603、震动料盘五；604、移载机械手一；605、震动料盘六；606、180度旋转盘；607、移载机械手二；608、推轴机构；800、震动料盘七；801、抓取机构；802、无杆气缸；803、轮轴定位部件；804；位移传感器；805、接料机构；806、中间检测工装；001、开关轮轴；002、开关轮；003、计数器架；004、黑色字轮；005、红色字轮；006、首位字轮；007、数字轮轴；008、开关轮组件；009、计数器；010、数字轮组件；131、数字轮组件模架；132、开关轮组件模架；133、滑动机构；134、限位块；135、限位柱。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

本发明用于生产一型燃气计量表用机械式数字计数器，其结构如图7所示，主要由五个黑色数字轮004、两个红色字轮005、一个首字轮006、一根数字轮轴007、一根开关轮轴001、七个开关轮002和一只计数器支架003组成。每只字轮均匀印有数字0、1、2、3、4、5、6、7、8、9，装配完成后合格计数器的八只字轮上的数字0在一条直线上，该条直线俯视时与数字轮轴中心线重合，数字轮组件010与开关轮组件008正确啮合时开关轮轴001与数字轮轴007平行，计数器支架003与开关轮轴001、数字轮轴007准确卡合。

本发明的一种计量表机械式数字计数器全自动装配设备，如图2所示：

a.设置有水平并排布置旋转方向相反的两个分度盘，包括字轮分度盘1与装配分度盘2；

b.字轮分度盘1上设置有八只间隔为45゜的字轮排序过渡工装120；

c.沿字轮分度盘1周边在对应90゜位处安装有数字字轮自动上料装置10,180゜位处安装有磁钢轮自动上料装置20，225゜位处安装有首位字轮上料装置30，270゜位处安装有数字轮穿轴装置40；

d.装配分度盘2上设置有八组间隔为45゜同角度安装的装配工装130和计数器工装140，装配工装130处于外侧、计数器工装140处于内侧；

e.沿装配分度盘2周边在对应0゜位处安装有计数器支架自动上料压装装置80，45゜位处安装有数字轮拨位装置70,90゜位处安装有开关轮组穿轴上料装置60，225゜位处安装有计数器下线装置110，270゜位处安装有视觉检测装置100，315゜位处安装有工件移载装置90；

f.在字轮分度盘10゜位与装配分度盘2180゜位之间安装有数字轮组件移载装置50；

g.设置有对上述a到f所述的分度盘和装置进行控制的控制系统160，控制系统160带以太网接口。

本发明工作时，所述字轮分度盘1和装配分度盘2每次旋转45゜使得字轮排序过渡工装120及装配工装130、计数器工装140准确对接安装的各种装置。

其中，所述数字字轮自动上料装置10用于将字轮自动上料并移载放入字轮排序过渡工装120内；

所述磁钢轮自动上料装置20用于将带磁钢的字轮自动上料并移载放入字轮排序过渡工装120内；

所述首位字轮上料装置30用于将首位字轮自动上料并移载放入字轮排序过渡工装120内；

所述数字轮穿轴装置40用于将字轮组自动穿轴，形成数字轮组件；

字轮排序过渡工装120用于数字轮组定位；

所述数字轮组件移载装置50用于将数字轮组件移载放入装配工装130内对应的数字轮组件模架131上；

所述开关轮组穿轴上料装置60用于将开关轮组装配及穿轴，形成开关轮组件；

数字轮拨位装置70用于将数字轮组拨到初始位；

计数器支架自动上料压装装置80，用于将计数器支架自动上料并压装；

工件移载装置90用于将装配的计数器从装配工装130移载放入计数器工装140；

视觉检测装置100用于对处于计数器工装140内的计数器数字轮所显示的数字一致性进行检测；

计数器下线装置110用于计数器成品自动下线；

装配工装130用于开关轮组件、数字轮组件定位及正确啮合。

如图3所示，所述数字轮自动上料装置10，包括震动料盘一101、震动料盘二102、震动料盘三103及三个震动料盘上分别设置的导向输送带一106、导向输送带二107、导向输送带三108和中间定位工装104、移载机械手105。本发明工作时，由该数字轮自动上料装置完成五个黑色数字轮和两个不带磁钢的红色数字轮的自动上料。五个黑色数字轮的其中三个通过震动料盘一101自动供给，另外二个通过震动料盘二102自动供给，两个不带磁钢的红色数字轮通过震动料盘三103自动供给。七个数字轮自动上料后由导向输送带一106、导向输送带二107、导向输送带三108分别输送到中间定位工装104上定位，通过移载机械手105从中间定位工装104上抓取排列的七个数字轮，对字轮间距按要求自动调整后再移载放置到字轮分度盘1上的字轮排序过渡工装120内。

如图4所示，磁钢轮自动上料装置20主要由抓取移载机构201、伺服顶升机构202、料筒203、转盘204、分度器205组成。本发明工作时，抓取移载机构201将盛放在料筒203内的带磁钢字轮移载放置到字轮分度盘1上的字轮排序过渡工装120内的对应位置。料筒203固定在转盘204外缘，并通过分度器205旋转供料，料筒203内带磁钢字轮通过伺服顶升机构202顶升至指定高度供抓取移载机构201自动抓取。每个料筒203内的带磁钢字轮用完后控制系统160自动声光提示，同时分度器205旋转18゜，由人拆下对应的空料筒203进行装备外补料后再装到转盘204上其对应的位置。在转盘204外缘共设置有相邻间隔角度为18゜的20只料筒203。

进一步如图2所示，本发明工作时，首位字轮上料装置30将首字轮自动上料并准确放到字轮排序过渡工装120内的对应位置；

进一步如图2所示，本发明工作时，数字轮穿轴装置40将数字轮轴007自动穿过位于字轮排序过渡工装120内的所有数字轮中心孔并定位，形成数字轮组件010；

进一步如图2和8所示，本发明工作时，数字轮组件移载装置50将数字轮组件从字轮分度盘10゜位的字轮排序过渡工装120内移载至装配分度盘180゜位的装配工装130内的数字轮组件模架131上；

如图5和8所示，开关轮组自动上料穿轴装置60，主要包括震动料盘四601、震动料盘五603、震动料盘六605和轴分料机构602、移载机械手一604以及带定位工装的180゜旋转盘606、移载机械手二607、推轴机构608。本发明工作时，其将七个开关轮通过开关轮震动料盘五603和震动料盘六605自动上料，移载机械手一604抓取开关轮放置到带定位工装的180゜旋转盘606工装内，形成开关轮组。开关轮轴通过震动料盘四601上料并送至轴分料机构602分成单支，再由推轴机构608将分成单支的开关轮轴与开关轮组在旋转盘606工装内穿孔装配完成形成开关轮组件后606旋转180゜，移载机械手二607抓取开关轮组件移载至装配分度盘2上的装配工装130内的开关轮组件模架132上；

进一步如图2和8所示，本发明工作时，数字轮拨位装置70使处于装配工装130内数字轮组件模架131上的数字轮组绕数字轮轴旋转并通过限位块134达到同一角度，数字轮轴通过限位柱135限位，将数字轮号码拨向指定的数字位置。同时推动装配工装130上的滑动机构133使数字轮组件与开关轮组件正确啮合；

如图2、6和7所示，计数器支架自动上料压装装置80主要由震动料盘七800、抓取机构801、无杆气缸802、轮轴定位部件803、位移传感器804、接料机构805、中间检测工装806组成。本发明工作时，其将计数器支架003通过震动料盘七800自动供料至接料机构805，抓取机构801从接料机构805抓取计数器支架003并通过无杆气缸802使其移载至中间检测工装806，再由位移传感器804检测计数器支架003内装配数字轮轴007的槽口中间点与装配开关轮轴001的槽口中间点距离宽度后进一步调整位置使得数字轮轴007和开关轮轴001对应各自在计数器支架003上的装配槽口，再移载至装配工装130内正确啮合好的数字轮组件010与开关轮组件008上空，然后轮轴定位部件803将装配工装130内的数字轮轴007和开关轮轴001进行对中定位以确保计数器支架003压装时准确无误，最后抓取机构801带计数器支架003压下使啮合好的数字轮组件010与开关轮组件008装入计数器支架003，形成计数器009；

进一步如图2和7所示，本发明工作时，工件移载装置90将计数器009从装配工装130移载至计数器工装140内；

进一步如图2和7所示，本发明工作时，视觉检测装置100检测计数器工装140内计数器009在规定位置显示的数字是否符合设定要求，经控制系统160根据内设的标准自动判断其合不合格；

进一步如图2和7所示，本发明工作时，计数器下线装置110将计数器009从计数器工装140内移载下线，同时推动装配工装130上的滑动机构133复位；

进一步如图2所示，本发明工作时，喷码装置150对合格计数器在其支架外表面进行喷码，不合格的计数器对其支架外表面不喷码。

一种计量表机械式数字计数器全自动装配方法，如图1所示，包括如下步骤：

步骤一，字轮自动上料：首先无磁钢数字轮自动上料，五个黑色数字轮004和两个红色字轮005自动供料并被移载放置到字轮排序过渡工装120的对应位置。所述红色字轮005若带磁钢则由下一工位20磁钢轮自动上料装置完成上料并被移载放置到字轮排序过渡工装120的对应位置红色字轮005带不带磁钢由控制系统160上设置的人机交互装置161根据要生产的计数器型号设定，由控制系统160自动决定其是在初始工位与黑色数字轮004一起上料还是从下一工位由磁钢轮自动上料装置20自动上料。然后首字轮006自动上料并被移载放置到字轮排序过渡工装120的对应位置，形成数字轮组；

步骤二，数字轮组自动穿轴：数字轮轴007自动供料并通过数字轮穿轴装置40依次穿过数字轮、红色字轮和首字轮中间孔并在首字轮右侧限位形成穿好轴的数字轮组件；

步骤三，数字轮组件移载：数字轮组件从字轮分度盘1上设置的字轮排序过渡工装120内由数字轮组件移载装置50自动移载放置到装配分度盘2上设置的装配工装130内的对应数字轮组件模架131上；

步骤四，开关轮组自动上料穿轴：开关轮轴001和开关轮002由开关轮组自动穿轴上料装置60自动供料并将开关轮轴001穿过开关轮002中间孔组成开关轮组件，自动移载放置在装配工装130内的对应开关轮组件模架132上；

步骤五，数字轮组拨位：在装配分度盘2上通过数字轮拨位装置70使数字轮组的每个数字轮绕数字轮轴旋转并通过限位块达到同一角度，数字轮轴通过限位柱限位，同时推动装配工装130上的滑动机构133使数字轮组件与开关轮组件正确啮合；

步骤六，计数器支架003上料压装：计数器支架003通过计数器支架自动上料压入装置80自动供料并压入啮合好的数字轮组件和开关轮组件，数字轮轴和开关轮轴通过计数器支架003内卡槽口定位固定；

步骤七，计数器成品移载：通过工件移载装置90将计数器移载放入装配分度盘2内侧设置的计数器工装140内；

步骤八，视觉检测：对装配后处于计数器工装140内的计数器数字轮所显示的数字一致性通过视觉检测装置100进行视觉检测经控制系统160根据内设的标准自动判断其合不合格；

步骤九，成品下线和喷码：通过计数器下线装置110将计数器成品自动下线，同时推动装配工装130上的滑动机构133复位，再由喷码装置150对合格计数器在其支架外表面进行喷码，不合格的计数器对其支架外表面不喷码。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语包括技术术语和科学术语具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。上面对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以再不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。