一种O型圈自动装配装置及装配方法与流程

本发明涉及的是一种o型圈自动装配装置及装配方法，属于自动化装配技术领域。

背景技术：

o型圈是汽车空调压缩机电控阀的重要零部件之一，市场中现有电控阀的最后一道生产工序需要装配4个o型圈，而目前该工序仍依赖人工装配。密封圈的装配过程对安装顺序和时间的要求较高，强调节奏性，目前大多数生产厂家依然采用人工装配方式，虽然有小部分企业尝试应用自动化设备进行o型圈的安装，但实际运行过程中存在大量漏装、装配不到位等现象，严重时甚至会破坏o型圈结构，无法满足o型圈自动装配所期望的快速且准确的生产需求。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服目前汽车空调压缩机电控阀的o型圈装配设备及工序存在的上述问题，提供一种o型圈自动装配装置及方法，以高效、稳定地对o型圈进行组装。

本发明的技术解决方案：一种o型圈自动装配装置，其结构包括横移组件，第一转接板，取送料气缸，第二转接板，末端夹具，辅助夹持工装，底板及出料组件；其中横移组件安装于底板的上表面一角，横移组件的顶部通过第一转接板连接取送料气缸，取送料气缸通过第二转接板连接末端夹具；辅助夹持工装安装于末端夹具正下方的方形凸台上，出料组件安装于辅助夹持工装的外侧。

进一步的，所述横移组件包括横移支架，横移丝杆及横移电机；其中横移支架通过2根与底板相对垂直的立柱固定于底板上方，横移支架的顶部安装横移丝杆，横移丝杆与底板相对平行，其上表面设有螺母座；横移丝杆的一端安装有横移电机，并控制横移丝杆的旋转；所述取送料气缸为滑台气缸，通过第一转接板与横移丝杆上安装的螺母座相连。

进一步的，所述末端夹具通过第二转接板与取送料气缸相连，用于夹取及装配密封圈，其结构包括推料气缸，第一安装板，第二安装板，导杆，直线轴承，张紧气缸，张紧夹爪，限位推料板；其中推料气缸的缸体底部与第一安装板的顶部相连接，推料气缸的伸出杆穿过第一安装板的中心与第二安装板相连接；第二安装板的边缘对称设有若干根限制导杆，每根导杆的顶端与第一安装板的下表面相连接，导杆的底端与限位推料板的上表面相连接；每个导杆的外部装配有1个直线轴承；张紧气缸设置于第二安装板的下表面中央，为多指气缸，每个夹指上设有1个张紧夹爪，张紧夹爪从限位推料板的中央穿出，张紧夹爪的内外侧面均为圆弧，其外侧面采用阶梯状结构，共设3个阶梯；其中第一阶梯的端面带有一定锥度，且其外侧表面设有止脱定位槽；第二阶梯的端面为斜面，与限位推料板相配合；第三阶梯的端面设有与张紧气缸配合的定位孔。

进一步的，所述限位推料板的中央设有夹爪避让槽，夹爪避让槽中间开有圆孔，其直径小于待装配o型圈内径，其边缘终止面为与张紧夹爪相配合的弧面，且各弧面可组成一个与张紧气缸缸体同心的圆，其直径d通以下公式进行计算：；其中d为待装配工件的外径，l为张紧夹爪第二阶梯的厚度，δ为预留间隙，取0.5mm≤δ≤1.5mm。限位推料板的外沿根据导杆的数量对应设有若干限位孔，通过导杆连接并带动限位推料板随第一安装板运动。

进一步的，所述辅助夹持工装包括夹持定块，夹持动块及工装底板，其中夹持定块固定于工装底板的上表面，夹持动块安装于工装底板的上表面，可水平移动与夹持定块相配合。

进一步的，所述出料组件包括出料支架及载物台，其中出料支架为可升降结构，载物台设置于出料支架的顶部，其表面设有深度与o型圈线径接近、圆弧部分直径略大于o型圈外径、对应圆心角为°的u形储料槽，u型储料槽内设有夹爪避让槽，其形状与张紧夹爪相对应设置。

利用该装置的o型圈自动装配方法，具体包括如下步骤：

①将待装配o型圈置于载物台的u形储料槽内，将待装配工件竖置于辅助夹持工装所设夹持定块与夹持动块之间；

②通过横移电机驱动横移丝杆带动末端夹具运动至载物台上方；使u形储料槽的圆弧中心与张紧气缸缸体外圆弧中心重合，此时张紧气缸处于未张开状态，取送料气缸处于缩回状态，推料气缸处于缩回状态；

③取送料气缸伸出，带动末端夹具下行使张紧夹爪从待装配o型圈中间穿出，o型圈套设至张紧夹爪底部第一阶梯的止脱定位槽内，然后取送料气缸上行，带动o型圈脱离出料组件，

④横移丝杆带动末端夹具运动至待装配工件上方，此时张紧气缸张开，张紧o型圈，然后取送料气缸带动末端夹具下行，使待装配工件进入多个张紧夹爪的侧面圆弧所围成的圆内；

⑤推料气缸将o型圈从张紧夹爪上推离掉落到待装配工件所设待装配区域，取送料气缸上行复位，张紧气缸收缩复位，推料气缸缩回复位；

⑥将装配完毕的工件取下更换新的待装配工件，重复上述步骤①-⑤过程，实现o型圈的连续装配。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1）能够自动连续装配o型圈，并可根据待装配工件的形状灵活调整装配速度与位置；

2）采用多指气缸和张紧夹爪紧密配合，并设置阶梯状夹爪结构，增强装配过程中o型圈的稳定性；

3）设置与张紧夹爪形状相配合限位推料板和载物台结构，提高自动装配精度，有效减少误差。

附图说明

附图1是本发明o型圈自动装配装置的整体结构示意图。

附图2是末端夹具的整体结构示意图。

附图3是载物台的结构俯视图。

附图4是张紧夹爪的结构示意图。

附图5是限位推料板的结构侧视图。

附图6是限位推料板的结构俯视图。

图中1是横移组件，2是第一转接板，3是取送料气缸，4是第二转接板，5是末端夹具，6是辅助夹持工装，7是底板，8是出料组件；101是横移支架，102是横移丝杆，103是横移电机；501是推料气缸，502是第一安装板，503是第二安装板，504是导杆，505是直线轴承，506是张紧气缸，507是张紧夹爪，508是限位推料板；601是夹持定块，602是夹持动块，603是工装底板；801是出料支架，802是载物台。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的技术方案。所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”“纵向”“横向”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示的一种o型圈自动装配装置，其结构包括横移组件1，第一转接板2，取送料气缸3，第二转接板4，末端夹具5，辅助夹持工装6，底板7及出料组件8；其中横移组件1安装于底板7的上表面一角，横移组件1的顶部通过第一转接板2连接取送料气缸3，取送料气缸3通过第二转接板4连接末端夹具5；辅助夹持工装6安装于末端夹具5正下方的方形凸台上，出料组件8安装于辅助夹持工装6的外侧。

所述横移组件1包括横移支架101，横移丝杆102及横移电机103；其中横移支架101通过2根与底板7相对垂直的立柱固定于底板7上方，横移支架101的顶部安装横移丝杆102，横移丝杆102与底板7相对平行，其上表面设有螺母座；横移丝杆102的一端安装有横移电机103，并控制横移丝杆102的旋转。横移组件1用于提供末端夹具5从取料位置到送料位置所需要的横移运动。

所述取送料气缸3为滑台气缸，通过第一转接板2与横移丝杆102上安装的螺母座相连，用于提供末端夹具取送料过程所需纵向运动。

如图2所示，所述末端夹具5通过第二转接板4与取送料气缸3相连，用于夹取及装配密封圈，其结构包括推料气缸501，第一安装板502，第二安装板503，导杆504，直线轴承505，张紧气缸506，张紧夹爪507，限位推料板508；其中推料气缸501的缸体底部与第一安装板502的顶部相连接，推料气缸501的伸出杆穿过第一安装板502的中心与第二安装板503相连接，用于控制第一安装板502运动；第二安装板503的边缘对称设有若干根限制导杆504，每根导杆504的顶端与第一安装板502的下表面相连接，导杆504的底端与限位推料板508的上表面相连接；每个导杆504的外部装配有1个直线轴承505，用于限制导杆504运动并降低运动过程阻力；导杆504与直线轴承505数量相同，对称分布于第二安装板上，本实施例中选取数量为4个；张紧气缸506设置于第二安装板503的下表面中央，用于控制张紧夹爪507的开合运动；张紧气缸506为多指气缸，夹指数量大于等于4，本实施例中选取气缸指数为4指，每个夹指上设有1个张紧夹爪507，4个张紧夹爪507从限位推料板508的中央穿出，用于夹取o型圈。

如图4所示，所述张紧夹爪507的内外侧面均为圆弧，其外侧面采用阶梯状结构，共设3个阶梯；其中第一阶梯的端面带有一定锥度，且其外侧表面设有止脱定位槽，用于夹取o型圈，并引导o型圈到达指定位置，防止第二阶梯的长度大于推料气缸行程；第二阶梯的端面为斜面，与限位推料板508相配合，用于控制张紧气缸506及张紧夹爪508的开合程度。第三阶梯的端面设有与张紧气缸506配合的定位孔，用于连接张紧气缸506与张紧夹爪508。在张紧气缸闭合时，各张紧夹爪507的第一阶梯的锥度起始面圆弧及终止面圆弧处于两个同心圆上，起始面对应圆直径小于待装配o型圈的内径，终止面对应圆直径略大于待装配o型圈的内径。

如图5及图6所示，所述限位推料板508的中央设有夹爪避让槽，在本实施例中，所述张紧夹爪507数量为4个，因此夹爪避让槽的形式为中间开有圆孔的十字形；中心圆孔的直径小于待装配o型圈内径，十字形四个终止面为与张紧夹爪507相配合的弧面，且各弧面可组成一个与张紧气缸506缸体同心的圆，其直径通以下公式进行计算：其直径d通以下公式进行计算：；其中d为待装配工件的外径，l为张紧夹爪（07第二阶梯的厚度，δ为预留间隙，取0.5mm≤δ≤1.5mm，本实施例中选取δ＝0.7mm；限位推料板508的外沿根据导杆504的数量对应设有若干限位孔（本实施例为4个），通过导杆504随第一安装板502运动，用于限制张紧夹爪507的开合程度并将待装配o型圈从张紧夹爪507上推送至待装配工件所设待装配区域。

所述辅助夹持工装6包括夹持定块601，夹持动块602及工装底板603，其中夹持定块601固定于工装底板603的上表面，夹持动块602安装于工装底板603的上表面，可水平移动与夹持定块601相配合，用于夹持待装配工件。

所述出料组件8包括出料支架801及载物台802，其中出料支架801为可升降结构，载物台802设置于出料支架801的顶部，用于盛放待装配o型圈；如图3所示，载物台802上设有深度与o型圈线径接近、圆弧部分直径略大于o型圈外径、对应圆心角为180°的u形储料槽，u型储料槽内设有夹爪避让槽，其形状与张紧夹爪508相对应设置。

该o型圈自动装配装置将待装配o型圈从出料组件8装配到置于辅助夹持工装6上的待装配工件相应位置的过程为：

①将待装配o型圈置于载物台802的u形储料槽内，将待装配工件竖置于辅助夹持工装6所设夹持定块601与夹持动块602之间；

②通过横移电机103驱动横移丝杆102带动末端夹具5运动至载物台802上方；使u形储料槽的圆弧中心与张紧气缸506缸体外圆弧中心重合（此时张紧气缸506处于未张开状态，取送料气缸3处于缩回状态，推料气缸501处于缩回状态）；

③取送料气缸3伸出，带动末端夹具5下行使张紧夹爪507从待装配o型圈中间穿出，o型圈套设至张紧夹爪507底部第一阶梯的止脱定位槽内，然后取送料气缸3上行，带动o型圈脱离出料组件8，

④横移丝杆102带动末端夹具5运动至待装配工件上方，此时张紧气缸506张开，张紧o型圈，然后取送料气缸3带动末端夹具5下行，使待装配工件进入多个张紧夹爪507的侧面圆弧所围成的圆内；

⑤推料气缸501将o型圈从张紧夹爪507上推离掉落到待装配工件所设待装配区域，取送料气缸3上行复位，张紧气缸506收缩复位，推料气缸501缩回复位；

⑥将装配完毕的工件取下更换新的待装配工件，重复上述步骤①-⑤过程，实现o型圈的连续装配。

以上所述仅为本发明的实施例，并非以此限制本发明的保护范围，凡是利用本说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。