CN106239150A - 一种内管与中管的装配专机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种内管与中管的装配专机，包括尺寸检测机构和套装机构；所述尺寸检测机构检测中管的内壁在水平和竖直两个方向上的间距以及内管的外壁在水平和竖直两个方向上的间距，并根据检测结果提示操作工选用相应厚度的滑动片；所述套装机构将中管套装至安装了滑动片的内管外部。本发明能够自动测量中管的内径尺寸和内管的外径尺寸，自动提醒操作者应采用的滑动片型号，由操作者将滑动片贴上后，自动装配，自动测量间隙，自动判断滑动片是否脱落，专机装配减少了装配中的人为干预，保证了装配质量的一致性，减轻工人的劳动强度，有效提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种内管与中管的装配专机。
背景技术
传统工作台台面高度恒定，导致工作台功能单一。目前厂家开发了可电动调节台面高度的工作台，可根据台面的不同用途，自由调节台面的高度，扩大了工作台的使用范围。其关键设备就是工作台的支撑腿。支撑腿由多节方管套装而成，方管装配时，要求严格控制内管与中管的间隙。太紧则导致台面升降驱动电机过载，太松将导致台面支撑不稳。
中管在滑动片的支撑下(滑动片相当于导轨的作用)并在内管组件中的丝杠的推动下能够沿着内管外壁顺畅滑动。要保证顺畅滑动，滑动片的厚度至关重要，太厚则中管滑动时阻力太大，太薄则导致内管与中管之间的间隙过大，支撑不稳。中管的内壁尺寸和内管的外壁尺寸受制造工艺所限精度不会太高，所以任意的内管与任意的中管装配需要选择不同厚度的滑动片，因此滑动片配备了系列尺寸。目前，对于滑动片的选择以及中管的套在都是通过人工手测和人工套装，因此生产效率较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种内管与中管的装配专机，减轻工人的劳动强度，提高生产效率。
实现本发明目的的技术方案是：一种内管与中管的装配专机，包括尺寸检测机构和套装机构；所述尺寸检测机构检测中管的内壁在水平和竖直两个方向上的间距以及内管的外壁在水平和竖直两个方向上的间距，并根据检测结果提示操作工选用相应厚度的滑动片；所述套装机构将中管套装至安装了滑动片的内管外部。
所述尺寸检测机构包括底板和PLC控制柜，以及安装在底板上并与PLC控制柜电连接的夹紧装置、配备有CC-link通讯模块的第一激光位移传感器和带指示灯的物料盒；所述夹紧装置设有两套，两套夹紧装置受PLC控制柜控制，分别用于夹紧中管和内管；所述第一激光位移传感器设有四个，其中两个分别用于检测中管的内壁在水平和竖直两个方向上的间距，另外两个分别用于检测内管的外壁在水平和竖直两个方向上的间距；所述物料盒设有多个，分别用于存放不同厚度的滑动片；所述PLC控制柜根据六个第一激光位移传感器反馈的数据点亮相应厚度滑动片所在的物料盒。
所述尺寸检测机构的夹紧装置包括底座、气缸和气缸支架；所述气缸通过气缸支架固定在底板上；所述底座固定在底板上并设有两个，每个底座的上方和一侧均设置有一个气缸。
所述尺寸检测机构中用于检测中管的内壁在水平和竖直两个方向上的间距的两个第一激光位移传感器的激光分别倾斜地射向中管在水平方向上的一侧内壁和在竖直方向上的一侧内壁，并且激光与中管的内壁之间的夹角为常数。
所述套装机构包括机架、控制台、滑杆、滑轨、驱动装置、钳紧装置、滑动片夹紧装置和推管装置；所述控制台固定在机架外部；所述驱动装置、钳紧装置、滑动片夹紧装置和推管装置均与控制台电连接；所述滑杆和滑轨均竖直设置两根，两根滑杆的上下两端分别固定在机架的内顶部和内底部；所述两根滑轨均固定在机架的内壁上；所述滑动片夹紧装置和推管装置均与两根滑杆以及两根滑轨滑动连接；所述驱动装置设有两套，两套驱动装置分别驱动滑动片夹紧装置和推管装置上下移动；所述钳紧装置固定在机架的内底面；所述内管的尾部通过钳紧装置钳紧，内管的四侧的滑动片通过滑动片夹紧装置定位夹紧；所述中管的顶部夹持在推管装置上。
所述套装机构的驱动装置包括伺服电机以及固定在伺服电机输出轴上的丝杆；所述滑动片夹紧装置和推管装置分别与相对应的丝杆螺纹连接。
所述套装机构的钳紧装置包括钳紧座和钳紧块，以及安装在钳紧座上的钳紧增压缸、钳紧导轨和压紧组件；所述钳紧座固定在机架的内底面；所述钳紧块固定在钳紧增压缸的活塞杆上并与钳紧导轨滑动连接；所述钳紧座上设有凸台，内管的尾部放置在钳紧座上并位于凸台与钳紧块之间，并通过压紧组件压紧。
所述套装机构的滑动片夹紧装置包括夹紧平台和滑动片夹紧气缸；所述夹紧平台与两根滑杆以及两根滑轨滑动连接，并与相对应的丝杆螺纹连接；所述夹紧平台上设有方孔，内管的上部设于方孔中，内管与方孔之间设有能供中管穿过的间隙；所述滑动片夹紧气缸安装在夹紧平台的上端面，并且设有四个；所述四个滑动片夹紧气缸分别顶向内管四个侧面的滑动片，其中有两个滑动片夹紧气缸为增压缸作为位置基准使用。
所述套装机构的滑动片夹紧装置还包括两个图像识别传感器；所述两个图像识别传感器监测四个滑动片夹紧气缸顶向的滑动片的有无。
所述套装机构的推管装置包括推管平台、十字滑台、方槽件和第二激光位移传感器；所述推管平台与两根滑杆以及两根滑轨滑动连接，并与相对应的丝杆螺纹连接；所述方槽件通过十字滑台安装在推管平台的下端面并位于夹紧平台上的方孔的正上方；所述方槽件上设有能与中管的端部相配合的方槽；所述第二激光位移传感器设有两个，两个第二激光位移传感器固定在推管平台的下端面，并分别正对中管上两个相邻的侧面。
采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：本发明能够自动测量中管的内径尺寸和内管的外径尺寸，自动提醒操作者应采用的滑动片型号，由操作者将滑动片贴上后，自动装配，自动测量间隙，自动判断滑动片是否脱落，专机装配减少了装配中的人为干预，保证了装配质量的一致性，减轻工人的劳动强度，有效提高了生产效率。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为本发明的尺寸检测机构的结构示意图。
图2为图1的左视图。
图3为图1的俯视图。
图4为本发明的套装机构的结构示意图。
图5为图4的A处放大图。
图6为图4的B处放大图。
图7为图4的C处放大图。
附图中的标号为：
尺寸检测机构1、底板11、夹紧装置12、底座121、气缸122、气缸支架123、第一激光位移传感器13、物料盒14、；
套装机构2、机架21、控制台22、滑杆23、滑轨24、驱动装置25、伺服电机251、丝杆252、钳紧装置26、钳紧座261、钳紧块262、钳紧增压缸263、钳紧导轨264、压紧组件265、滑动片夹紧装置27、夹紧平台271、滑动片夹紧气缸272、图像识别传感器273、推管装置28、推管平台281、十字滑台282、方槽件283、第二激光位移传感器284；
中管3；
内管4；
滑动片5。
具体实施方式
(实施例1)
本实施例的内管与中管的装配专机，包括尺寸检测机构1和套装机构2。
尺寸检测机构1检测中管3的内壁在水平和竖直两个方向上的间距以及内管4的外壁在水平和竖直两个方向上的间距，并根据检测结果提示操作工选用相应厚度的滑动片5。套装机构2将中管3套装至安装了滑动片5的内管4外部。
见图1至图3，尺寸检测机构1包括底板11和PLC控制柜，以及安装在底板11上并与PLC控制柜电连接的夹紧装置12、配备有CC-link通讯模块的第一激光位移传感器13和带指示灯的物料盒14。夹紧装置12设有两套，两套夹紧装置12受PLC控制柜控制，分别用于夹紧中管3和内管4。第一激光位移传感器13设有四个，其中两个分别用于检测中管3的内壁在水平和竖直两个方向上的间距，另外两个分别用于检测内管4的外壁在水平和竖直两个方向上的间距。物料盒14设有多个，分别用于存放不同厚度的滑动片5。PLC控制柜根据六个第一激光位移传感器13反馈的数据点亮相应厚度滑动片5所在的物料盒14。
尺寸检测机构1的夹紧装置12包括底座121、气缸122和气缸支架123。气缸122通过气缸支架123固定在底板11上。底座121固定在底板11上并设有两个，每个底座121的上方和一侧均设置有一个气缸122。
尺寸检测机构1中用于检测中管3的内壁在水平和竖直两个方向上的间距的两个第一激光位移传感器13的激光分别倾斜地射向中管3在水平方向上的一侧内壁和在竖直方向上的一侧内壁，并且激光与中管3的内壁之间的夹角为常数。
尺寸检测机构1的工作过程为：有限将中管3和内管4放至底座121上，按下PLC控制柜上的按钮，气缸122动作将中管3、内管4推至基准面，第一激光位移传感器13自动检测中管3的内壁在水平和竖直两个方向上的间距，以及内管4的外壁在水平和竖直两个方向上的间距。内管4的外壁在水平和竖直两个方向上的间距通过两个第一激光位移传感器13可以直接获得。中管3的内壁在水平和竖直两个方向上的间距由于激光需要斜射在内壁上，需要进行一个简单的三角函数换算，激光与中管3的内壁之间的夹角必须是常数，所以内管4推至基准面，第一激光位移传感器13的位置也是固定的。第一激光位移传感器13配备有CC-link通讯模块，将测量结果传输至PLC控制柜，由PLC控制柜进行内部的计算，找出厚度最接近的滑动片5，并点亮相应的物料盒14上的指示灯，提醒操作工选用。
见图4至图7，套装机构2包括机架21、控制台22、滑杆23、滑轨24、驱动装置25、钳紧装置26、滑动片夹紧装置27和推管装置28。控制台22固定在机架21外部。驱动装置25、钳紧装置26、滑动片夹紧装置27和推管装置28均与控制台22电连接。滑杆23和滑轨24均竖直设置两根，两根滑杆23的上下两端分别固定在机架21的内顶部和内底部。两根滑轨24均固定在机架21的内壁上。滑动片夹紧装置27和推管装置28均与两根滑杆23以及两根滑轨24滑动连接。驱动装置25设有两套，两套驱动装置25分别驱动滑动片夹紧装置27和推管装置28上下移动。钳紧装置26固定在机架21的内底面。内管4的尾部通过钳紧装置26钳紧，内管4的四侧的滑动片5通过滑动片夹紧装置27定位夹紧。中管3的顶部夹持在推管装置28上。
驱动装置25包括伺服电机251以及固定在伺服电机251输出轴上的丝杆252。滑动片夹紧装置27和推管装置28分别与相对应的丝杆252螺纹连接。
钳紧装置26包括钳紧座261和钳紧块262，以及安装在钳紧座261上的钳紧增压缸263、钳紧导轨264和压紧组件265。钳紧座261固定在机架21的内底面。钳紧块262固定在钳紧增压缸263的活塞杆上并与钳紧导轨264滑动连接。钳紧座261上设有凸台，内管4的尾部放置在钳紧座261上并位于凸台与钳紧块262之间，并通过压紧组件265压紧。
滑动片夹紧装置27包括夹紧平台271、滑动片夹紧气缸272和图像识别传感器273。夹紧平台271与两根滑杆23以及两根滑轨24滑动连接，并与相对应的丝杆252螺纹连接。夹紧平台271上设有方孔，内管4的上部设于方孔中，内管4与方孔之间设有能供中管3穿过的间隙。滑动片夹紧气缸272安装在夹紧平台271的上端面，并且设有四个。四个滑动片夹紧气缸272分别顶向内管4四个侧面的滑动片5，其中有两个滑动片夹紧气缸272为增压缸作为位置基准使用。图像识别传感器273设有两个，两个图像识别传感器273监测四个滑动片夹紧气缸272顶向的滑动片5的有无。
推管装置28包括推管平台281、十字滑台282、方槽件283和第二激光位移传感器284。推管平台281与两根滑杆23以及两根滑轨24滑动连接，并与相对应的丝杆252螺纹连接。方槽件283通过十字滑台282安装在推管平台281的下端面并位于夹紧平台271上的方孔的正上方。方槽件283上设有能与中管3的端部相配合的方槽。第二激光位移传感器284设有两个，两个第二激光位移传感器284固定在推管平台281的下端面，并分别正对中管3上两个相邻的侧面。
套装机构2的工作过程是：点击控制台22上的“夹紧”按钮，夹紧平台271在伺服电机251驱动丝杆252的带动下，下降至内管4的第一排滑动片5的位置，滑动片夹紧气缸272夹紧滑动片5，使得滑动片5紧贴内管4的外壁，便于中管3的推入。有两只滑动片夹紧气缸272为增压缸作为位置基准使用，保证推管过程中，中管3推至的位置与内管4轴线的同轴度。
为防止滑动片5在气缸夹紧时位置错位或崩掉，夹紧平台271上安装了两台图像识别传感器273监测四组滑动片5的有无。只要提供样本图像，图像识别传感器273自动“找不同”，向控制台22提供“滑动片正常或者缺失”的开关量信号。如果四组滑动片5位置错位或崩掉，控制台22报警中断程序，防止操作工强行推入，为产品带来质量隐患。
推管平台281在251驱动丝杆252的带动下向下运动，人工对准内管。方槽件283的原点位置可以保证内管4和中管3的轴线同轴。至此，完成了内管4与中管3的对接，手动操作结束。
中管3和内管4的端部对接完成后，点击触摸屏上的“启动”按钮，夹紧平台271自动下移，滑动片夹紧气缸272夹紧内管上的第二排滑动片的位置，图像识别传感器273同样需要监视滑动片5是否缺失，缺失则控制台22报警，强行退出推管程序。完整则控制推管平台281向下推管，第二排滑动片5将要推入时，控制台22降低驱动推管平台281的伺服电机的速度，平稳推入。
第二排滑动片5推入完成后，下个步骤完成中管3和内管4的间隙测量。位于专机底座的钳紧增压缸263动作，将内管4的尾部固定，十字滑台282上的两台伺服电机，设定在转矩控制模式下，水平方向、竖直方向分时加固定大小的力(100N)至中管3，两个第二激光位移传感器284分别检测在此力的作用下中管3所产生的偏移量，对滑动片5的厚度是否合适进行校核。偏移量在允许范围内，则放松钳紧增压缸263，将中管3推到底。偏移量在允许范围之外，则退出。偏移量的允许值在控制台22上设置。
无论偏移量是否合格，最终推管平台281、夹紧平台271都将自动返回至初始位置，为下一次推管准备。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种内管与中管的装配专机，其特征在于：包括尺寸检测机构(1)和套装机构(2)；所述尺寸检测机构(1)检测中管(3)的内壁在水平和竖直两个方向上的间距以及内管(4)的外壁在水平和竖直两个方向上的间距，并根据检测结果提示操作工选用相应厚度的滑动片(5)；所述套装机构(2)将中管(3)套装至安装了滑动片(5)的内管(4)外部。
2.根据权利要求1所述的一种内管与中管的装配专机，其特征在于：所述尺寸检测机构(1)包括底板(11)和PLC控制柜，以及安装在底板(11)上并与PLC控制柜电连接的夹紧装置(12)、配备有CC-link通讯模块的第一激光位移传感器(13)和带指示灯的物料盒(14)；所述夹紧装置(12)设有两套，两套夹紧装置(12)受PLC控制柜控制，分别用于夹紧中管(3)和内管(4)；所述第一激光位移传感器(13)设有四个，其中两个分别用于检测中管(3)的内壁在水平和竖直两个方向上的间距，另外两个分别用于检测内管(4)的外壁在水平和竖直两个方向上的间距；所述物料盒(14)设有多个，分别用于存放不同厚度的滑动片(5)；所述PLC控制柜根据六个第一激光位移传感器(13)反馈的数据点亮相应厚度滑动片(5)所在的物料盒(14)。
3.根据权利要求2所述的一种内管与中管的装配专机，其特征在于：所述尺寸检测机构(1)的夹紧装置(12)包括底座(121)、气缸(122)和气缸支架(123)；所述气缸(122)通过气缸支架(123)固定在底板(11)上；所述底座(121)固定在底板(11)上并设有两个，每个底座(121)的上方和一侧均设置有一个气缸(122)。
4.根据权利要求2所述的一种内管与中管的装配专机，其特征在于：所述尺寸检测机构(1)中用于检测中管(3)的内壁在水平和竖直两个方向上的间距的两个第一激光位移传感器(13)的激光分别倾斜地射向中管(3)在水平方向上的一侧内壁和在竖直方向上的一侧内壁，并且激光与中管(3)的内壁之间的夹角为常数。
5.根据权利要求1所述的一种内管与中管的装配专机，其特征在于：所述套装机构(2)包括机架(21)、控制台(22)、滑杆(23)、滑轨(24)、驱动装置(25)、钳紧装置(26)、滑动片夹紧装置(27)和推管装置(28)；所述控制台(22)固定在机架(21)外部；所述驱动装置(25)、钳紧装置(26)、滑动片夹紧装置(27)和推管装置(28)均与控制台(22)电连接；所述滑杆(23)和滑轨(24)均竖直设置两根，两根滑杆(23)的上下两端分别固定在机架(21)的内顶部和内底部；所述两根滑轨(24)均固定在机架(21)的内壁上；所述滑动片夹紧装置(27)和推管装置(28)均与两根滑杆(23)以及两根滑轨(24)滑动连接；所述驱动装置(25)设有两套，两套驱动装置(25)分别驱动滑动片夹紧装置(27)和推管装置(28)上下移动；所述钳紧装置(26)固定在机架(21)的内底面；所述内管(4)的尾部通过钳紧装置(26)钳紧，内管(4)的四侧的滑动片(5)通过滑动片夹紧装置(27)定位夹紧；所述中管(3)的顶部夹持在推管装置(28)上。
6.根据权利要求5所述的一种内管与中管的装配专机，其特征在于：所述套装机构(2)的驱动装置(25)包括伺服电机(251)以及固定在伺服电机(251)输出轴上的丝杆(252)；所述滑动片夹紧装置(27)和推管装置(28)分别与相对应的丝杆(252)螺纹连接。
7.根据权利要求5所述的一种内管与中管的装配专机，其特征在于：所述套装机构(2)的钳紧装置(26)包括钳紧座(261)和钳紧块(262)，以及安装在钳紧座(261)上的钳紧增压缸(263)、钳紧导轨(264)和压紧组件(265)；所述钳紧座(261)固定在机架(21)的内底面；所述钳紧块(262)固定在钳紧增压缸(263)的活塞杆上并与钳紧导轨(264)滑动连接；所述钳紧座(261)上设有凸台，内管(4)的尾部放置在钳紧座(261)上并位于凸台与钳紧块(262)之间，并通过压紧组件(265)压紧。
8.根据权利要求6所述的一种内管与中管的装配专机，其特征在于：所述套装机构(2)的滑动片夹紧装置(27)包括夹紧平台(271)和滑动片夹紧气缸(272)；所述夹紧平台(271)与两根滑杆(23)以及两根滑轨(24)滑动连接，并与相对应的丝杆(252)螺纹连接；所述夹紧平台(271)上设有方孔，内管(4)的上部设于方孔中，内管(4)与方孔之间设有能供中管(3)穿过的间隙；所述滑动片夹紧气缸(272)安装在夹紧平台(271)的上端面，并且设有四个；所述四个滑动片夹紧气缸(272)分别顶向内管(4)四个侧面的滑动片(5)，其中有两个滑动片夹紧气缸(272)为增压缸作为位置基准使用。
9.根据权利要求8所述的一种内管与中管的装配专机，其特征在于：所述套装机构(2)的滑动片夹紧装置(27)还包括两个图像识别传感器(273)；所述两个图像识别传感器(273)监测四个滑动片夹紧气缸(272)顶向的滑动片(5)的有无。
10.根据权利要求8所述的一种内管与中管的装配专机，其特征在于：所述套装机构(2)的推管装置(28)包括推管平台(281)、十字滑台(282)、方槽件(283)和第二激光位移传感器(284)；所述推管平台(281)与两根滑杆(23)以及两根滑轨(24)滑动连接，并与相对应的丝杆(252)螺纹连接；所述方槽件(283)通过十字滑台(282)安装在推管平台(281)的下端面并位于夹紧平台(271)上的方孔的正上方；所述方槽件(283)上设有能与中管(3)的端部相配合的方槽；所述第二激光位移传感器(284)设有两个，两个第二激光位移传感器(284)固定在推管平台(281)的下端面，并分别正对中管(3)上两个相邻的侧面。
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