嵌环定位输送装置的制作方法

本实用新型涉及一种塑料油箱的辅助生产设备，特别涉及一种嵌环定位输送装置。

背景技术：

许多装置在制造过程中需要安装各种嵌环，例如塑料管的管口、塑料容器的旋盖、塑料油箱的油泵接口等等，尤其是塑料油箱需要装配多种配件，在生产线上需要安装众多的嵌环，传统的嵌环定位输送装置，是将多个托板间隔安装在输送带上，每块托板沿输送带宽度方向并排安装两个嵌环定位夹具，每个嵌环定位夹具上各放置一只嵌环，随着输送带的前进将嵌环从一个位置运送到另一个位置。

该嵌环定位输送装置存在如下不足之处：⑴受输送带宽度的限制，每次只可以运送两只嵌环到目标位置；⑵由于嵌环定位夹具是固定在输送装置上而且夹具数量较多，不同的产品更换嵌环定位夹具比较复杂，工作量巨大；⑶占地面积比较大，且受输送带的总长度限制，一般输送带上能够运送的嵌环小于30个；⑷由于两只嵌环为一组，待两只嵌环在目标位置安装完毕后，下一组嵌环方可以到达目标位置，此过程需要人在现场操作；⑸当某个嵌环定位夹具上的嵌环被取后，需要等一个生产周期后输送带将该嵌环定位夹具送回原位后才能重新放置嵌环，因此现场需要由操作人员不断地放置嵌环，才能保证生产线的正常运行，费时费力，生产效率很低。

随着智能制造的推进，为提高嵌环输送能力市场上出现了在机架上部设置旋转工作台，在旋转工作台上端面的圆周上均匀安装多个嵌环定位座，在各嵌环定位座上叠置多个嵌环的结构。该结构仍然存在如下不足：⑴各嵌环定位座上只能安装一种嵌环，旋转工作台只能向一个方向依次转动相同的角度，且依次转动容易积累角度误差。⑵嵌环多为冲压件，冲压后内孔的尺寸比较稳定，而外周的尺寸由于回弹容易出现稍大的变形，传统的嵌环定位座只对嵌环的外周进行限位，容易出现嵌环与嵌环定位座之间配合不良的情况，无论在放置嵌环或者在举升过程中容易导致嵌环偏置或者未能处于水平状态，甚至出现举升卡滞损坏设备。⑶机器人从最顶部的位置抓取嵌环，下方的嵌环依次向上逐个举升，每次举升都存在一定的高度误差，最下方的嵌环被举升至抓取位置时，高度的积累误差已比较大，容易造成机器人抓取失败；为减小积累误差，只好减少每个嵌环定位座上叠置嵌环的个数。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种嵌环定位输送装置，占地面积小，嵌环输送能力大，且可以一次性装填两种以上嵌环。

为解决以上技术问题，本实用新型的一种嵌环定位输送装置，包括机架和水平安装在机架上部的旋转工作台，所述旋转工作台上端面的圆周上均匀分布有多个嵌环定位座，所述嵌环定位座上叠置有多个嵌环，所述旋转工作台的下端面连接有与旋转工作台共轴线的大齿轮，所述大齿轮通过工作台轴承支撑在所述机架上，所述大齿轮的一侧啮合有小齿轮，所述小齿轮固定于旋转驱动伺服电机的输出轴上端。

相对于现有技术，本实用新型取得了以下有益效果：本实用新型一个嵌环定位座上叠装有多只嵌环，在相同的取环工位可以向机器人提高数十只乃至过百只嵌环，每次抓环的位置比较唯一，大大提高了机器人的效率，从而提高了生产效率；由于各嵌环定位座分布在同一个圆周上，距离旋转工作台轴线的距离始终不变，当某个嵌环定位座上的嵌环被取完后，旋转驱动伺服电机驱动小齿轮旋转，小齿轮带动大齿轮进而带动旋转工作台转动一定角度，使另一个嵌环定位座到达取环工位继续提供数只嵌环。通过直径较大的大齿轮及工作台轴承来支撑旋转工作台，与中心轴支撑相比，旋转工作台的转动更加平稳，晃动更小，抗偏载的能力更强。此外，由于采用旋转驱动伺服电机驱动，每次步进的角度可以根据需要进行设定，旋转工作台上一次可以装填一种、两种甚至于两种以上种类的嵌环。以两种为例，如果嵌环定位座设有八个，则可以实现一三五七的嵌环定位座安装一种嵌环，二四六八的嵌环定位座安装另一种嵌环，旋转驱动伺服电机每次驱动旋转工作台正向或逆向转动90°，即可以实现每次转动后，机器人抓取的是同一种嵌环。当第一种嵌环全部安装完毕后，旋转驱动伺服电机先驱动旋转工作台正向或逆向转动45°，第二种嵌环到达取环工位，然后继续每次驱动旋转工作台转动90°，直至全部完成第二种嵌环的取环。如果嵌环定位座设有六个，则可以实现一三五的嵌环定位座安装一种嵌环，二四六的嵌环定位座安装另一种嵌环，旋转驱动伺服电机每次驱动旋转工作台正向或逆向转动120°，即可以实现每次转动后，机器人抓取的是同一种嵌环。当第一种嵌环全部安装完毕后，旋转驱动伺服电机先驱动旋转工作台正向或逆向转动60°，第二种嵌环到达取环工位，然后继续每次驱动旋转工作台转动120°，直至全部完成第二种嵌环的取环；以此类推。如此在投入生产前，可以一次性完成两种或多种嵌环的装填，无需等待一种嵌环被取件安装完毕后，再进行另一种嵌环的装填，大大缩短了机器人的闲置等待时间，提高了生产效率，也避免装填仓促引发错误导致装环后整个产品的报废。

作为本实用新型的改进，所述嵌环定位座包括垂直于所述旋转工作台的圆柱筒，所述圆柱筒的底部通过圆柱筒法兰固定于所述旋转工作台上，所述嵌环依次套装在所述圆柱筒的外周，所述圆柱筒的外径与所述嵌环的内径相适配。由于嵌环多为冲压件，冲压后内孔的尺寸比较稳定，采用嵌环的内孔与圆柱筒的整个圆周相配合，提高了嵌环在嵌环定位座上的配合精度，避免因间隙过大或过小导致嵌环装填困难、偏置或倾斜，更避免了举升卡滞导致设备损坏的情况，保证每个嵌环平稳上升，到达抓取工位时形态一致准确。

作为本实用新型的进一步改进，各所述圆柱筒法兰的上端面分别连接有向上延伸的定位杆，各所述定位杆面向圆柱筒轴线的一侧分别设有沿全长度方向延伸的定位嵌槽，各所述嵌环的凸起均嵌入于所述定位嵌槽中。大多数种类的嵌环为非中心对称结构，即使既为中心对称又为轴对称结构，嵌环外周的凸起往往并非均匀设置，因此大多数嵌环在安装时必须严格遵照规定的方向抓取，采用定位杆的定位嵌槽与嵌环的凸起相配合，保证了各嵌环在被抓取时方向绝对一致。

作为本实用新型的进一步改进，最底部的嵌环搁置在嵌环托座上，所述嵌环托座的内径与所述圆柱筒的外径相适配，所述圆柱筒的圆周壁上均匀分布有沿轴向延伸的圆柱筒长槽，所述圆柱筒的内腔设有与圆柱筒共轴线的举升顶块，所述举升顶块的上部固定连接有托架，所述托架对称设有与所述圆柱筒长槽相对应的托爪，各所述托爪分别从相应圆柱筒长槽中伸出且分别固定连接在所述嵌环托座的下方。举升顶块被顶升向上移动时，托架的各托爪分别沿圆柱筒长槽向上滑动，嵌环托座沿圆柱筒的外壁向上滑动，嵌环托座和各托爪都得到了很好的配合和限位，保证举升十分平稳，各托爪将嵌环托座水平向上托起，嵌环托座推动上方的嵌环整体向上移动，使各嵌环逐个来到抓取工位；当所有嵌环被取完后，举升顶块失去举升力，举升顶块、托架及嵌环托座在重力的作用下平稳下滑。

作为本实用新型的进一步改进，所述圆柱筒长槽在所述圆柱筒的圆周壁上均匀分布有四道，所述托架呈十字状。采用十字托架托举嵌环托座，使嵌环托座在四个象限点上都得到很好的支撑，确保其水平升起。

作为本实用新型的进一步改进，位于取环工作位的所述嵌环定位座的举升顶块正下方设有与该举升顶块共轴线的顶升丝杠，所述顶升丝杠由顶升伺服电机驱动其升降。顶升伺服电机驱动顶升丝杠升起时，顶升丝杠的顶面首先抵靠在举升顶块的底面上，然后推动举升顶块上行。

作为本实用新型的进一步改进，所述顶升丝杠的顶部为平面，所述顶升丝杠上啮合有丝杠螺母，所述丝杠螺母通过同步齿形带与所述顶升伺服电机的输出轴传动连接。顶升伺服电机通过同步齿形带驱动丝杠螺母旋转，丝杠螺母的高度保持不动，顶升丝杠得以升降。

作为本实用新型的进一步改进，所述机架的上表面安装有向上竖起的立杆，所述立杆的上部安装有可移动及旋转的探头座，所述探头座上安装有激光探头，所述激光探头朝向取环工作位的嵌环定位座且探取该嵌环定位座最顶部嵌环的高度。嵌环的厚度存在正负公差，各嵌环之间存在间隙，按固定的间距向上举升，积累误差会逐渐增大，使得下方的嵌环被举升到抓取位置时，高度误差较大，容易导致机器人抓取失败；本实用新型采用激光探头探测最顶部抓取位置的嵌环高度，当顶部的嵌环准确到达抓取位置时，顶升伺服电机停止，由此避免了积累误差，确保每个嵌环都在十分准确的位置被抓取，保证了机器人抓环动作的成功率。探头座通过锁紧螺钉固定在立杆上，旋松锁紧螺钉即可根据机器人的实际抓取需要调整探头座的位置和方向。

作为本实用新型的进一步改进，所述旋转工作台的下端面上安装有旋转工作台的相位校准信号头，所述相位校准信号头所在圆周的正下方安装有相位探测接近开关，所述相位探测接近开关固定在所述机架上；所述相位校准信号头与所述小齿轮分别位于旋转工作台轴线的两侧。旋转工作台的旋转也存在积累误差，每旋转一周，相位校准信号头和相位探测接近开关必然出现一次正对的情况，此时提供给旋转驱动伺服电机一次零位的信号，避免持续旋转使得角度的误差得以积累，提高取件工位嵌环定位座的位置精度；当相位校准信号头与旋转工作台的驱动端位于同一条直径上时，旋转零位的校准精度最高。

作为本实用新型的进一步改进，所述圆柱筒的上端面对称设有向上方伸出的取环定位爪，各所述取环定位爪的外周壁与所述圆柱筒的外壁相平齐，各所述取环定位爪外周壁的上部分别设有向内收缩的导向弧。当最顶部的嵌环被推送至取环定位爪上时，即处于取环工位，各取环定位爪之间的空档便于机器人抓取嵌环，取环定位爪上部的导向弧利于快捷地在圆柱筒上装填嵌环，以及避免机器人抓取嵌环离开嵌环定位座时发生刮蹭。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本实用新型。

图1为本实用新型嵌环定位输送装置的主视图；

图2为图1的左视图；

图3为图1的俯视图；

图4为图3中去掉嵌环定位座后沿A-A的剖视图；

图5为图3中沿B-B的剖视图；

图6为图1的立体图一；

图7为图1的立体图二；

图8为图1中嵌环定位座的主视图；

图9为图8的左视图；

图10为图8的俯视放大图；

图11图10中沿C-C的剖视图。

图中：1.机架；2.旋转工作台；3.工作台轴承；4.大齿轮；5.小齿轮；6.旋转驱动伺服电机；7.嵌环定位座；7a.圆柱筒；7a1.圆柱筒长槽；7a2.取环定位爪；7b.圆柱筒法兰；7c.定位杆；7c1.定位嵌槽；8.嵌环；9.嵌环托座；10.举升顶块；11.托架；11a.托爪；12.顶升丝杠；13.顶升伺服电机；14.探头座；15.立杆；16a.相位校准信号头；16b.相位探测接近开关。

具体实施方式

如图1至图11所示，本实用新型的嵌环定位输送装置包括机架1和水平安装在机架1上部的旋转工作台2，旋转工作台2上端面的圆周上均匀分布有多个嵌环定位座7，嵌环定位座7上叠置有多个嵌环8，旋转工作台2的下端面连接有与旋转工作台2共轴线的大齿轮4，大齿轮4通过工作台轴承3支撑在机架1上，大齿轮4的一侧啮合有小齿轮5，小齿轮5固定于旋转驱动伺服电机6的输出轴上端。

本实用新型一个嵌环定位座7上叠装有多只嵌环8，在相同的取环工位可以向机器人提高数十只乃至过百只嵌环8，每次抓环的位置比较唯一，大大提高了机器人的效率，从而提高了生产效率；由于各嵌环定位座7分布在同一个圆周上，距离旋转工作台轴线的距离始终不变，当某个嵌环定位座7上的嵌环8被取完后，旋转驱动伺服电机6驱动小齿轮5旋转，小齿轮5带动大齿轮4进而带动旋转工作台2转动一定角度，使另一个嵌环定位座7到达取环工位继续提供数只嵌环；由于采用旋转驱动伺服电机6驱动，每次步进的角度可以根据需要进行设定，旋转工作台2上一次可以装填一种、两种甚至于两种以上种类的嵌环。

如果嵌环定位座7设有八个，则可以实现一三五七的嵌环定位座7安装一种嵌环，二四六八的嵌环定位座7安装另一种嵌环，旋转驱动伺服电机6每次驱动旋转工作台2正向或逆向转动90°，即可以实现每次转动后，机器人抓取的是同一种嵌环。当第一种嵌环全部安装完毕后，旋转驱动伺服电机6先驱动旋转工作台2正向或逆向转动45°，第二种嵌环到达取环工位，然后继续每次驱动旋转工作台2转动90°，直至全部完成第二种嵌环的取环。

如果嵌环定位座7设有六个，则可以实现一三五的嵌环定位座安装一种嵌环，二四六的嵌环定位座安装另一种嵌环，旋转驱动伺服电机6每次驱动旋转工作台2正向或逆向转动120°，即可以实现每次转动后，机器人抓取的是同一种嵌环。当第一种嵌环全部安装完毕后，旋转驱动伺服电机6先驱动旋转工作台2正向或逆向转动60°，第二种嵌环到达取环工位，然后继续每次驱动旋转工作台2转动120°，直至全部完成第二种嵌环的取环；以此类推。如此在投入生产前，可以一次性完成两种或多种嵌环的装填，无需等待一种嵌环被取件安装完毕后，再进行另一种嵌环的装填，大大缩短了机器人的闲置等待时间，提高了生产效率，也避免装填仓促引发错误导致装环后整个产品的报废。

嵌环定位座7包括垂直于旋转工作台2的圆柱筒7a，圆柱筒7a的底部通过圆柱筒法兰7b固定于旋转工作台2上，嵌环依次套装在圆柱筒7a的外周，圆柱筒7a的外径与嵌环的内径相适配。由于嵌环多为冲压件，冲压后内孔的尺寸比较稳定，采用嵌环的内孔与圆柱筒7a的整个圆周相配合，提高了嵌环在嵌环定位座7上的配合精度，避免因间隙过大或过小导致嵌环装填困难、偏置或倾斜，更避免了举升卡滞导致设备损坏的情况，保证每个嵌环平稳上升，到达抓取工位时形态一致准确。

各圆柱筒法兰7b的上端面分别连接有向上延伸的定位杆7c，各定位杆7c面向圆柱筒轴线的一侧分别设有沿全长度方向延伸的定位嵌槽7c1，各嵌环的凸起均嵌入于定位嵌槽7c1中。大多数种类的嵌环为非中心对称结构，即使既为中心对称又为轴对称结构，嵌环外周的凸起往往并非均匀设置，因此大多数嵌环在安装时必须严格遵照规定的方向抓取，采用定位杆7c的定位嵌槽7c1与嵌环的凸起相配合，保证了各嵌环在被抓取时方向绝对一致。定位嵌槽7c1也可以替换为定位嵌筋，定位嵌筋嵌入嵌环8外周的凹槽内获得定位。

最底部的嵌环8搁置在嵌环托座9上，嵌环托座9的内径与圆柱筒7a的外径相适配，圆柱筒7a的圆周壁上均匀分布有沿轴向延伸的圆柱筒长槽7a1，圆柱筒7a的内腔设有与圆柱筒共轴线的举升顶块10，举升顶块10的上部固定连接有托架11，托架11对称设有与圆柱筒长槽7a1相对应的托爪11a，各托爪11a分别从相应圆柱筒长槽7a1中伸出且分别固定连接在嵌环托座9的下方。举升顶块10被顶升向上移动时，托架11的各托爪11a分别沿圆柱筒长槽7a1向上滑动，嵌环托座9沿圆柱筒7a的外壁向上滑动，嵌环托座9和各托爪11a都得到了很好的配合和限位，保证举升十分平稳，各托爪11a将嵌环托座9水平向上托起，嵌环托座9推动上方的嵌环8整体向上移动，使各嵌环8逐个来到抓取工位；当所有嵌环8被取完后，举升顶块10失去举升力，举升顶块10、托架11及嵌环托座9在重力的作用下平稳下滑。

圆柱筒长槽7a1在圆柱筒7a的圆周壁上均匀分布有四道，托架11呈十字状。采用十字托架托举嵌环托座9，使嵌环托座9在四个象限点上都得到很好的支撑，确保其水平升起。圆柱筒长槽7a1也可以在圆柱筒7a的圆周壁上均匀分布有三道，托架11采取三角星形的方式进行托举，以此类推。

位于取环工作位的嵌环定位座7的举升顶块10正下方设有与该举升顶块10共轴线的顶升丝杠12，顶升丝杠12由顶升伺服电机13驱动其升降。顶升伺服电机13驱动顶升丝杠12升起时，顶升丝杠12的顶面首先抵靠在举升顶块10的底面上，然后推动举升顶块10上行。

顶升丝杠12的顶部为平面，顶升丝杠12上啮合有丝杠螺母，丝杠螺母通过同步齿形带与顶升伺服电机13的输出轴传动连接。顶升伺服电机13通过同步齿形带驱动丝杠螺母旋转，丝杠螺母的高度保持不动，顶升丝杠12得以升降。

机架1的上表面安装有向上竖起的立杆15，立杆15的上部安装有可移动及旋转的探头座14，探头座14上安装有激光探头，激光探头朝向取环工作位的嵌环定位座7且探取该嵌环定位座7最顶部嵌环的高度。嵌环的厚度存在正负公差，各嵌环之间存在间隙，按固定的间距向上举升，积累误差会逐渐增大，使得下方的嵌环被举升到抓取位置时，高度误差较大，容易导致机器人抓取失败；本实用新型采用激光探头探测最顶部抓取位置的嵌环高度，当顶部的嵌环准确到达抓取位置时，顶升伺服电机13停止，由此避免了积累误差，确保每个嵌环都在十分准确的位置被抓取，保证了机器人抓环动作的成功率。探头座14通过锁紧螺钉固定在立杆15上，旋松锁紧螺钉即可根据机器人的实际抓取需要调整探头座14的位置和方向。

旋转工作台2的下端面上安装有旋转工作台2的相位校准信号头16a，相位校准信号头16a所在圆周的正下方安装有相位探测接近开关16b，相位探测接近开关16b固定在机架1上；相位校准信号头16a与小齿轮5分别位于旋转工作台2轴线的两侧。旋转工作台2的旋转也存在积累误差，每旋转一周，相位校准信号头16a和相位探测接近开关16b必然出现一次正对的情况，此时提供给旋转驱动伺服电机6一次零位的信号，避免持续旋转使得角度的误差得以积累，提高取件工位嵌环定位座7的位置精度。当相位校准信号头16a与旋转工作台2的驱动端位于同一条直径上时，旋转零位的校准精度最高。

圆柱筒7a的上端面对称设有向上方伸出的取环定位爪7a2，例如可以三等分设有三个取环定位爪7a2。各取环定位爪7a2的外周壁与圆柱筒7a的外壁相平齐，各取环定位爪7a2外周壁的上部分别设有向内收缩的导向弧。当最顶部的嵌环8被推送至取环定位爪7a2上时，即处于取环工位，各取环定位爪7a2之间的空档便于机器人抓取嵌环8，取环定位爪7a2上部的导向弧利于快捷地在圆柱筒7a上装填嵌环8，以及避免机器人抓取嵌环离开嵌环定位座7时发生刮蹭。

以上仅为本实用新型之较佳可行实施例而已，非因此局限本实用新型的专利保护范围。除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。