导向套与活塞杆的压装机构的制作方法

本实用新型属于气弹簧自动组装技术领域，更具体地说，是涉及一种导向套与活塞杆的压装机构。

背景技术：

根据特点和不同的应用领域，气弹簧又被称为支撑杆、空气支撑、角度调制器、压力杆、阻尼器等。其中支撑杆弹簧被广泛应用，汽车后备箱的支撑，书架门上的支撑，以及一些机械产品都用到此元件。因为气弹簧的体积小，压力稳定，行程可选择，适合用到各个方面。其内部充入惰性气体不易发生化学反应，导致气弹簧弹力稳定。其密封性良好，损坏后维修更换也方便。

气弹簧是新兴弹性元件，具有占用空间小、初始压力大、工作过程中弹压力基本稳定，在汽车、电子、夹具、模具等行业中的应用越来越广泛。气弹簧工作原理简单，主要是气缸密封，由于活塞两面的面积不一样，导致两侧的压力不一样，因此气弹簧可以进行伸缩。气弹簧结构简单，装配并不困难，但是人工装配会导致效率极低，导致市场供不应求。并且长时间人工装配，可能人为因素导致装配失误，或者造成密封元件损坏导致密封性差，满足不了气弹簧的标准等。并且长时间的人工作业会导致员工疲倦，重复一件事情会感到烦躁等情绪，这也会导致装配效率低下。因此，人工装配生产线的自动化程度比较低，手工装配不精确导致安装精度和装配精度同样低。

气弹簧主要由缸管、活塞杆、活塞、油封、导向套、隔离阀、后堵、气堵等组成。其中活塞和隔离阀上有o型密封圈，与油封组成密封性组件；油封和导向套与活塞杆装配成为活塞杆组件。

目前我国气弹簧的装配很多都采用手工装配，机器装配的不多，而且还有着很大的问题，主要问题如下：(1)装配效率很低，以某城市一家生产氮气弹簧的厂家作为举例，这家企业拥有100名员工，但是每年生产的氮气弹簧仅仅只有10万多个，根本不能满足日益增长的氮气弹簧的市场需求，每年还有极大空缺；(2)装配质量不稳定，密封件安装质量不佳，会受到很大的磨损，在很大程度上影响了氮气弹簧的使用寿命。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种导向套与活塞杆的压装机构，旨在解决目前气弹簧装配效率低、装配质量不稳定的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种导向套与活塞杆的压装机构，包括底板、组装台架、导向套振动上料组件、多自由度机械手和活塞杆抓取机械手组件，组装台架安装在所述底板上，为活塞杆和导向套组装提供支撑；所述组装台架包括压装台以及安装在所述压装台上的压装气缸、角座、活塞杆定位块和导向套定位块，所述角座和所述压装气缸分设在所述压装台的两端，所述活塞杆定位块和所述导向套定位块位于所述角座和所述压装气缸之间；导向套振动上料组件，安装于所述底板上，通过振动输送导向套；多自由度机械手，用于将所述导向套放置到所述导向套定位块上，并将组装后的活塞杆组抓取到下一工位；活塞杆抓取机械手组件，用于抓取活塞杆，并将活塞杆放置到所述活塞杆定位块上。

作为本申请另一实施例，所述角座上设有用于顶紧所述活塞杆的定位筒。

作为本申请另一实施例，所述活塞杆定位块和所述导向套定位块上分别设有定位槽。

作为本申请另一实施例，所述压装气缸的缸杆的端部设有用于活塞杆穿入的盲孔。

作为本申请另一实施例，所述导向套振动上料组件包括振动盘、直振器、以及连接在所述振动盘和直振器之间的上料导轨。

作为本申请另一实施例，所述上料导轨上设有挡板。

作为本申请另一实施例，所述振动盘为螺旋振动盘。

作为本申请另一实施例，所述活塞杆抓取机械手组件包括活塞杆水平移动气缸、与所述活塞杆水平移动气缸连接的第一旋转气缸、与所述第一旋转气缸连接的活塞杆竖向移动气缸、与所述活塞杆竖向移动气缸连接的第二旋转气缸和与所述第二旋转气缸连接的活塞杆手指气缸。

作为本申请另一实施例，所述活塞杆手指气缸的卡爪内侧设有弧形槽。

作为本申请另一实施例，所述弧形槽内侧设有橡胶护垫。

本实用新型提供的导向套与活塞杆的压装机构的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型导向套与活塞杆的压装机构，利用活塞杆抓取机械手组件将活塞杆抓取到组装台架上，利用导向套振动上料组件自动上料，利用多自由度机械手将导向套抓取到组装台架上，然后利用压装气缸将导向套与活塞杆进行压装，完成活塞杆和导向套的装配。安装过程无需人工操作，能够提高装配效率，减少人为操作的误操作和人为误差，提高装配质量的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的导向套与活塞杆的压装机构的立体结构示意图一；

图2为本实用新型实施例提供的导向套与活塞杆的压装机构的立体结构示意图二；

图3为本实用新型实施例提供的导向套与活塞杆的压装机构的立体结构示意图三；

图4为本实用新型实施例提供的导向套与活塞杆的压装机构的平面结构示意图。

图中：1、底板；2、压装气缸；3、压装台；4、直振器；5、振动盘；6、上料导轨；7、导向套定位块；8、多自由度机械手；9、角座；10、活塞杆定位块；11、活塞杆手指气缸；12、第二旋转气缸；13、活塞杆竖向移动气缸；14、活塞杆；15、导向套；16、活塞杆水平移动气缸；17、第一旋转气缸。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。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。

请一并参阅图1至图4，现对本实用新型提供的导向套与活塞杆的压装机构进行说明。所述导向套与活塞杆的压装机构，包括底板1、组装台架、导向套振动上料组件、多自由度机械手8和活塞杆抓取机械手组件，组装台架安装在所述底板1上，为活塞杆14和导向套组装提供支撑；组装台架包括压装台3以及安装在压装台3上的压装气缸2、角座9、活塞杆定位块10和导向套定位块7，角座9和压装气缸2分设在压装台3的两端，活塞杆定位块10和导向套定位块7位于角座9和压装气缸2之间；导向套振动上料组件，安装于底板1上，通过振动输送导向套15；多自由度机械手8用于将导向套15放置到所述导向套定位块7上，并将组装后的活塞杆组抓取到下一工位；活塞杆抓取机械手组件，用于抓取活塞杆14，并将活塞杆14放置到活塞杆定位块10上。

本实用新型提供的导向套与活塞杆的压装机构，与现有技术相比，利用活塞杆抓取机械手组件将活塞杆14抓取到组装台架上，利用导向套振动上料组件自动上料，利用多自由度机械手8将导向套抓取到组装台架上，然后利用压装气缸2将导向套15与活塞杆14进行压装，完成活塞杆14和导向套15的装配。安装过程无需人工操作，能够提高装配效率，减少人为操作的误操作和人为误差，提高装配质量的稳定性。

作为本实用新型提供的导向套与活塞杆的压装机构的一种具体实施方式，请参阅图1至图4，角座9上设有用于顶紧活塞杆14的定位筒。当活塞杆14放置到活塞杆定位块10时，活塞杆14的一端插入定位筒内，可以避免在压装过程中活塞杆14偏斜，对活塞杆14起到定位的作用。

作为本实用新型提供的导向套与活塞杆的压装机构的一种具体实施方式，请参阅图1至图4，活塞杆定位块10和导向套定位块7上分别设有定位槽。定位槽为v形或弧形，其中导向套15的外径大，因此，导向套定位块7上的定位槽形状尺寸大于活塞杆定位块10上的定位槽，具体是定位槽与对应的部件适配。

活塞杆压装的主要工序为活塞杆如何定位和怎样将导向套压装两部分。活塞杆的定位主要依靠活塞杆定位块10来定位，抓取机械手将打包过来的活塞杆取出，放到活塞杆定位块10上，然后机械手自动收回，同时螺旋振动盘5将导向套输送，用多自由度机械手8将导向套抓取放到导向套定位块7上，然后压装气缸2伸出，推动导向套与活塞杆进行压装，压装完成后压装气缸2回收，由多自由度机械手8抓取活塞杆组的装配件放到下一工位，完成活塞杆压装一次循环。

由于活塞杆与导向套之间的压装产生的阻力主要是，导向套受压缩与活塞杆之间存在负载，导致活塞杆被压装移动的时侯有摩擦力的产生。由于活塞杆压装前表面会涂有润滑油进行润滑，导向套组件内径也涂有润滑油，所以活塞杆被压装的时侯摩擦系数会较小，再加上导向套也涂有润滑油，所以摩擦系数也比较小，所以最终确定它们两者之间的最大摩擦力系数为0.1。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图4，所述压装气缸2的缸杆的端部设有用于活塞杆穿入的盲孔。当压装气缸2推动导向套向活塞杆移动时，压装气缸2的缸杆需要避让活塞杆的端部，因此设置盲孔，使活塞杆的端部插入。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，参阅图1至图4，所述导向套振动上料组件包括振动盘5、直振器4、以及连接在振动盘5和直振器4之间的上料导轨6。振动上料组件采用压电振动上料系统，利用压电陶瓷换能器作为激振源，由外部驱动电路提供给换能器驱动信号，使得换能器产生共振以激励压电振动盘5运动，将盘中的物料有序的运送到出料口。

压电振动上料系统作为工业自动化不可或缺的一部分，主要由压电振动机械装置和外部驱动电路组成。振动机械部分实质上是在压电换能器的基础上衍变过来的，而外部驱动电路是提供给机械部分，一个驱动信号进而去激励整个装置，使其产生特定频率的振动来分选料盘中的物料。整体系统大致由三部分组成，振荡电路—功率放大电路—压电换能器—给料盘，压电换能器和给料盘也即振动盘5。振荡电路用来产生与压电换能器谐振频率相同或相差不大的正弦波振荡信号，功率放大器放大振荡信号，提高振荡电路的驱动能力，最后将放大了的振荡信号提供给压电换能器，使得压电换能器产生振动以驱动给料盘运动，达到运送物料的目的。

压电振动盘5的工作原理是:在压电陶瓷片的表面施加交变信号后就会产生高频微幅振动,通过特殊的结构装置将这个高频振动以能量的形式传递给料盘，驱动料盘也进行振动，但这个振动可能是高频振动，也可能是低频振动，取决于进行能量转换的特殊结构装置，最终实现物料的输送。

根据振动盘5的不同，压电振动装置可以分为直线式压电振动上料器和螺旋式压电振动上料器。直线式是将物料沿着直线料盘振动到出料口，螺旋式压电振动给料器是将物料沿着螺旋轨道振动上升到出料口。而螺旋压电振动送料装置由两组压电片构成的驱动源倾斜安装在底座上，每组驱动源由一对压电片夹一个钢片组成，通过弹簧片连接到料盘，驱使钢片带动弹簧片进行不断往复的弯曲扭转振动，这样就会带动料盘也做弯曲扭转振动，使得物料沿着螺旋轨道上升到出料口。

本文中的振动盘5内壁为螺旋式，导向套沿螺旋上升进入上料导轨6。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图4，上料导轨6上设有挡板。其中上料导轨6上设有挡板，可避免导向套掉落。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图4，振动盘5为螺旋振动盘5。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图4，所述活塞杆抓取机械手组件包括活塞杆水平移动气缸16、与活塞杆水平移动气缸16连接的第一旋转气缸17、与第一旋转气缸17连接的活塞杆竖向移动气缸13、与活塞杆竖向移动气缸13连接的第二旋转气缸12和与第二旋转气缸12连接的活塞杆手指气缸11。活塞杆抓取机械手能实现上、下、左、右运动。将活塞杆整体打包过来，用活塞杆手指气缸11的夹手夹取进行移动，将活塞杆放到加工工位上，进行压装。活塞杆组由上一道工序运来，传送式将其运至两根导轨上以方便抓取。本实施例中，活塞杆抓取机械手组件抓取是以滑台手指为基础设计，并由旋转气缸为转动装置，上下和左右移动使用无杆气缸，更能增加其精准度，此结构机械手使用滑台手指和旋转气缸以及无杆气缸控制。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图4，所述活塞杆手指气缸11的卡爪内侧设有弧形槽。适应活塞杆的圆周面，便于更好的夹持活塞杆。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图4，所述弧形槽内侧设有橡胶护垫。通过橡胶护垫，避免对活塞杆剐蹭磨损。

氮气弹簧的基本装配顺序为：①将o型密封圈装在活塞和隔离阀上，后堵装入缸管内并焊接。②将装配好的活塞用旋铆的方式与活塞杆链接。③缸管另一端扩口、将油封和导向套与活塞杆装配成为活塞杆组件。④依次将装配好的隔离阀、活塞杆组件压入缸管内，收口。⑤压滚限位。⑥充氮气。⑦装气堵。⑧装连接头。⑨封装。本文的技术方案是气弹簧装配中的一个工序，其他的工序在本文不做限制。

压缩气体弹簧的原理：压缩气弹簧是用某些气体和一些液体来作为工作介质的一种元件，它是由气缸、活塞、活塞杆和其他连接部件所组成的，其内部填充氮气，燃烧室压力高于大气压力，由于内部有孔或活塞缸内壁加工有凹槽,两端的活塞气体压力相等，活塞横截面积是不同的，在与活塞杆的两侧和另一端不相连的两侧，受气体压力的影响，产生的横截面积很小的侧向压力，即气体弹簧的弹力，通过弹力来实现活塞杆的动。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。