全自动水龙头阀芯装配机

技术领域

本发明属于自动化生产设备技术领域，具体涉及一种用于装配水龙头的全自动水龙头阀芯装配机。

背景技术

传统的自来水龙头阀芯的装配都是通过人工手工进行装置的，这样生产效率较低，为了提高生产效率，在申请日为2017年03月20日，申请号为2017101762608的中国发明专利公开了一种水龙头阀芯装配机，包括：机架的顶部设有一小转盘和一大转盘，所述大转盘和小转盘的外沿边缘分别均布有多个第一放置台和第二放置台，所述机架上还设有底座上料机构、第一垫圈上料机构、底座翻转机构、第二垫圈上料机构、垫圈压紧机构、底座输送机构、第一陶瓷片上料机构、注油机构、第二陶瓷片上料机构、塑料片上料机构、抹油机构、阀芯杆上料机构、外壳上料机构和出料机构。上述发明可替代人工实现水龙头阀芯的装配，从而可减少操作人员的参与，减轻操作人员的劳动强度，提高了装配速度，并可提高工作效率及产能。

上述水龙头阀芯装配机对于如附图18所示的水龙头阀芯配件并不适合，附图18所示的水龙头阀芯配件在装配过程中，在阀套顶部需要装配密封的橡胶垫片，芯体则需要螺纹拧入阀套的螺纹孔内，上述装配过程都是利用工人进行手工装配，这样，装配速度较慢，生产效率低下，对企业来说需要支付较高的劳动成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中水龙头阀芯配件需要工人进行手工装配的技术问题，提供一种可以自动安装阀芯及橡胶垫片的全自动水龙头阀芯装配机。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种全自动水龙头阀芯装配机，包括机架和PLC控制单元，在机架上设置有转盘，机架上设置有驱动转盘转动的凸轮间歇分割器；所述转盘的周向边侧设置有载料板，载料板上设置有与阀套配合的套筒；在转盘的外围的圆周方向，依次设置有用于输送阀套的阀套上料工位、用于安装橡胶垫片和阀套的橡胶垫装配工位、用于连接芯体和阀套的芯体装配工位以及传输阀芯的阀芯下料工位。将橡皮垫片自动压紧在阀芯的密封槽内，也能够实现阀芯与阀套自动安装，不需要人工进行手动安装，实现阀芯的自动化装配，提高生产效率。

作为本发明的进一步改进措施，上述的橡胶垫装配工位包括橡胶传输装置和冲压装置，所述冲压装置包括设置在机架上的支架二，所述支架二上设置有安装块，支架二上设置有驱动安装块移动的移送组件；安装块的下端设置有插头，所述安装块的上端设置有插头同轴设置的压筒，压筒的内径大于插头的直径，所述安装块上设置有供压筒穿过的通孔一，在转盘上方设置有与压筒配合的下压气缸一。所述移送组件包括设置在支架二的滑板二，所述安装块设置在滑板二上，支架二上设置有驱动滑板二滑动的横向气缸二，所述滑板二上设置有驱动安装块升降的竖向气缸二。通过移送组件驱使插头将橡胶垫片放在阀套上端，再通过下压气缸一冲压压筒，将橡胶垫片压入密封槽中，实现橡胶垫片的自动安装。

作为本发明的进一步改进措施，在橡胶垫装配工位边侧设置有支撑气缸，支撑气缸的活塞杆与载料板的下端面相配合，通过支撑气缸向上支撑载料板，避免冲压气缸一下压时压力过大而导致载料板损坏。

作为本发明的进一步改进措施，上述芯体装配工位包括芯体传输装置和芯体安装装置，所述芯体传输装置包括支撑架、震动盘三、设置在支撑架上并与震动盘三相连的芯体传输管道，所述支撑架上设置有与芯体传输管道配合的芯体支撑台。所述芯体支撑台设置在载料板下方，支撑架上设置有驱动芯体支撑台横向移动的推送气缸二。所述芯体传输管道的两端分别设置有上限位气缸和下限位气缸，上限位气缸和下限位气缸的活塞杆分别伸入芯体传输管道中。芯体传输装置每次传输一个芯体到芯体支撑台上，再通过推送气缸二传输，再通过芯体安装装置将芯体和阀套相连。

作为本发明的进一步改进措施，所述芯体安装装置包括设置在机架上的支架四，所述支架四上设置有滑板四，支架四上设置有驱动滑板四横向移动的径向气缸四，滑板四下方设置有电机，电机的输出轴穿过滑板四连接有第二主动齿轮，所述套筒的下端穿过载料板连接有与第二主动齿轮啮合的传动齿轮，在所述套筒上方还设置有与阀套配合的下压气缸二，在所述芯体支撑台上的下方设置有与芯体配合的顶起气缸。通过顶起气缸驱使芯体与阀套接触，下压气缸二限制阀套轴向运动，再通过电机驱使第二主动齿轮转动，带动传动齿轮转动，驱使阀套转动，芯体随着阀套内的螺纹向上运动，并与阀套相连。

作为本发明的进一步改进措施，所述橡胶垫装配工位和芯体装配工位之间设置橡胶垫压实工位，橡胶垫压实工位包括支架三，支架三上滑动设置有滑板三，滑板三在背向载料板的一端连接有下径向气缸，滑板三上设置有支撑板，支撑板的一端设置有驱动其移动的上径向气缸，支撑板的另一端设置有与橡胶垫片配合的压板，滑板三上还设置有第一主动齿轮，滑板三上设置有驱动第一主动齿轮转动的电机，将橡胶垫片的边侧自动压平。

作为本发明的进一步改进措施，所述阀套上料工位包括震动盘一和直线送料器一，直线送料器一末端设置有由推送气缸一驱动的横移块，横移块设置仅供单个阀套进入的卡位缺口，卡位缺口连接有驱动其在直线送料器一和上料机械手之间来回切换的推送气缸二。作为本发明的进一步改进措施，在所述载料板上设置有与套筒配合的安装孔，在安装孔中设置有两个限位轴承，所述套筒的外侧设置有限位凸块，两个限位轴承分别设置在限位凸块的两侧。

所述载料板包括片体一和片体二，片体一和片体二通过螺栓连接，所述片体一上设置有与限位轴承配合的限位凸台一，所述片体二上设置有与限位轴承配合的限位凸台二。通过两个限位轴承将套筒限位在载料板上，防止套筒沿竖向移动，但是不影响套筒转动，并且将两个限位轴承分别固定在片体一和片体二上，并且通过限位凸台一和限位凸台二防止限位轴承脱离安装孔，方便安装。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：1、能够在阀套上实现自动安装橡胶垫片和芯体，用机械化取代人工，提高工作效率。

2、在橡胶垫片初步安装在阀套上后，设置橡胶垫压实工位，对橡胶垫片实现自动压边的功能。

3、通过支撑气缸向上支撑载料板，避免冲压气缸一下压时压力过大而导致载料板损坏。

4、通过两个限位轴承设置在限位凸块的两侧，防止套筒沿竖向移动，但是不影响套筒转动。

附图说明

图1是本发明立体图一。

图2是本发明立体图二。

图3是本发明的俯视图。

图4是本发明中转盘和凸轮间歇分割器连接的立体图。

图5是本发明载料板剖视图。

图6是本发明中阀套上料工位立体图一。

图7是本发明中阀套上料工位立体图二。

图8是本发明图7中A部放大图。

图9是本发明中橡胶垫装配工位立体图一。

图10是本发明中橡胶垫装配工位立体图二。

图11是本发明图10中B的放大图。

图12是本发明中橡胶垫压实工位立体图。

图13是本发明中橡胶垫压实工位主视图。

图14是本发明中芯体装配工位立体图。

图15是本发明中芯体装配工位后视图。

图16是本发明中阀芯下料工位立体图。

图17是本发明中阀芯下料工位主视图。

图18是本发明实施例中阀芯结构示意图。

附图标记说明：

1-阀套上料工位；11-横向气缸一；12-竖向气缸一；13-支架一；14-滑板一；15-上料机械手；16-上限位块；17-横移块；17a-卡位缺口；18-推送气缸一；19-直线送料器一；

2-橡胶垫装配工位；21-横向气缸二；22-竖向气缸二；23-支架二；24-滑板二；25-下压气缸一；26-直线送料器二；27-压筒；28-复位弹簧一；29-插头；210-安装块；211-支撑气缸；

3-橡胶垫压实工位；31-下径向气缸；32-上径向气缸；33-支架三；34-滑板三；35-压板；36-第一主动齿轮；37-支撑板；

4-芯体装配工位；41-推送气缸二；42-上限位气缸；43-下限位气缸；44-芯体传输管道；45-下压气缸二；46-阀套压杆；47-安装架；48-第二主动齿轮；49-滑板四；410-支架四；411-径向气缸四；412-顶起气缸；413-芯体支撑台；414-支撑架；415-芯体支撑顶杆；416-驱动电机；

5-阀芯下料工位；51-水平气缸；52-竖向气缸三；53-支架五；54-滑板五；55-下料机械手；56-阀芯下料轨道；

6-机架；

7-转盘；71-电机；72-凸轮间歇分割器； 73-同步带；

8-载料板；81-套筒；81a-限位凸块；82-传动齿轮；83-轴承；84-定位杆；85-复位弹簧二；

9-阀芯；91-阀套；92-橡胶垫片；93-芯体。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。

相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。

如图1至图3所示，一种全自动水龙头阀芯装配机，包括机架6，机架6上设置有转盘7，在转盘7的周向边侧依次分布有阀套上料工位1、橡胶垫装配工位2、橡胶垫压实工位3、芯体装配工位4、以及阀芯下料工位5。

如图1、图4所示，在机架6上，在转盘7的下方设置有凸轮间歇分割器72，凸轮间歇分割器72通过同步带73连接有电机71，凸轮间歇分割器72设置在转盘7的下端，并且凸轮间歇分割器72的转轴与转盘7相连。凸轮间歇分割器72控制转盘7按设定角度转动，保证载料板8依次经过上述工位。

如图4和图5所示，转盘7上设置有若干个载料板8，载料板8均匀分布在转盘7的周向边侧，载料板8的一端通过螺钉固定在转盘7上，其另一端伸出转盘7。并且在载料板8伸出转盘7的一端沿竖直方向设置有安装孔，安装孔内设置有套筒81，套筒81的下端穿过安装孔连接有传动齿轮82，套筒81的内圈与阀套的形状相配合，本发明展示的形状为六边形。

载料板8包括片体一和片体二，片体一和片体二通过螺栓固定，安装孔贯穿片体一和片体二，片体一和片体二的安装孔中均设置有限位轴承83，套筒81的周向边侧设置有限位凸块81a，安装后，两个限位轴承83分别位于限位凸块81a的两端，限制套筒81沿竖直方向脱离安装孔，并且不影响套筒81转动。片体一和片体二相对的一侧分别设置有第一凹槽，两个第一凹槽的底部均设置有第二凹槽，在第一凹槽内设置有定位杆84，定位杆84的一端与限位凸块81a相接触，定位杆84的另一端伸出载料板8，定位杆84上套设有固定在第二凹槽内的复位弹簧二85。

如图1、图6和图7所示，阀套上料工位1主要包括支架一13。支架一13上设置有滑板一14和直线送料器一19，滑板一14竖向立在直线送料器一19一侧，滑板一14通过滑轨滑移配合在支架一13上，滑板一14上安装有上料机械手15和竖向气缸一12，竖向气缸一12可带动上料机械手15上下动作，横向气缸一11安装在支架一13上，横向气缸一11的活塞杆和滑板一14相连，横向气缸一11带动整块滑板一14及其上的部件整体横向运动。

如图5、图6、图7、图8所示，直线送料器一19出料端设置有横移块17，并由设置在直线送料器一19下方的推送气缸一18带动横向移动。横移块17朝向直线送料器一19侧设置卡位缺口17a，其宽度仅供一个阀套进入，横移块17整体呈凹字结构。在横移块17上侧设置上限位块16，限制横移块17在直线送料器一19和上料机械手15下方动作。在横移块17另一侧则为转盘7，上料机械手15通过向下夹取阀套91，向上从横移块17的卡位缺口17a中取出阀套后，横向移送至就位的载料板8上方，再向下放入载料板8的套筒81中。

如图1、图9、图10、图11所示，橡胶垫装配工位2包括支架二23、支架二23上设置有直线送料器二26和滑板二24，滑板二24竖向设置在直线送料器二26一侧，滑板二24通过滑轨设置在支架二23上，滑板二24上安装竖向气缸二22，竖向气缸二22的活塞杆连接有安装块210，安装块210下端面固定有插头29，安装块210上方沿竖直方向设置有压筒27，压筒27的内径大于插头29的直径，压筒27与插头29同轴设置，压筒27内部设置复位弹簧一28，复位弹簧一28下端支撑在安装块210上，上端顶在压筒27顶端，使得压筒27上部露出于安装块210上方。压筒27下端限位在安装块210上，避免压筒27脱出安装块210。在阀套的上方还设置有下压气缸一25，下压气缸一25设置在机架6上。

本实施例中压筒27侧壁设置槽口，以便与安装块210装配。横向气缸二21带动滑板二24及滑板二24上的部件一起横向运动，竖向气缸二22带动安装块210上下运动。初始时，安装块210先朝向直线送料器二26的出料端方向运动，利用插头29插入橡胶垫片的内孔，将橡胶垫片固定在插头29上；安装块210再上移，横向运送至载料板8上方，再下移靠近阀套顶端；此时下压气缸一25向下挤压压筒27，压筒27克服复位弹簧一28的弹力，穿过安装块210并抵触在橡胶垫片上表面外沿，使得橡胶垫片脱离插头29，并挤入阀套顶部的密封槽内，然后各机构回退。

其中，下压气缸一25可以固定在滑板二24上，也可以单独固定在框架上，并一直置于对应的载料板8上方。在载料板8下方设置支撑气缸211，支撑气缸211的缸体固定在机架6上，支撑气缸211在下压气缸一25下压时，向上支撑在载料板8底面，可以防止下压气缸一25向下的压力过大而导致载料板8损坏。

如图1、图5、图12、图13、图15所示，橡胶垫压实工位3设置在橡胶垫装配工位2和芯体装配工位4之间，包括支架三33、下径向气缸31、上径向气缸32、滑板三34、压板35、第一主动齿轮36、支撑板37。滑板三34通过滑轨滑动设置在支架三33上。下径向气缸31连接在滑板三34背向载料板8的一端，上径向气缸32和支撑板37安装在滑板三34上，上径向气缸32与支撑板37背向载料板8的一端相连。支撑板37在与载料板8相对的一端转动连接有压板35，压板35为圆柱形，其底面设置呈弧面。第一主动齿轮36设置在滑板三34前端，滑板三34下方设置驱动第一主动齿轮36转动的电机（隐藏在支架三33中，图中未示出）。初始时，下径向气缸31带动滑块朝向载料板8径向运动，直至第一主动齿轮36与在料板下表面的传动齿轮82啮合；上径向气缸32通过支撑板37带动压板35朝向阀套顶部的橡胶垫片运动，直至压板35下表面抵触橡胶垫片周向侧面，并对其施加向下的压力。电机带动第一主动齿轮36旋转，使得套筒81带动整个阀套91转动，实现橡胶垫片92的压实，防止橡胶垫片92翘边的情况。

如图1、图2、图14、图15所示，芯体装配工位4包括支架四410，支架四410上设置有径向气缸四411和滑板四49，径向气缸四411与滑板四49背向转盘7的一端相连。滑板四49上，设置有第二主动齿轮48，第二主动齿轮48转动设置在滑板四49前端，在滑板四49的底部设置有驱动第二主动齿轮48转动的驱动电机416。滑板四49前端还设置有安装架47，安装架47的顶部安装有下压气缸二45，下压气缸二45的活塞杆连接有压杆46。

芯体传输装置包括震动盘三（图中未视出）、以及支撑架414，震动盘三连接有沿竖向设置的芯体传输管道44，芯体传输管道44设置在支撑架414上，芯体传输管道44的两端分别设置有上限位气缸42和下限位气缸43，上限位气缸42和下限位气缸43的活塞杆伸入芯体传输管道44内，以保证一次只落出一个芯体。

如图4、图14、图15所示，芯体支撑台413设置在芯体传输管道44下方，芯体支撑台413连接有推送气缸二41，实现横向动作，推送气缸二41固定在支撑架414上。在芯体支撑台413沿竖直方向设置有通孔，通孔中设有芯体支撑顶杆415，芯体支撑顶杆415底部设置顶起气缸412，顶起气缸412的缸体固定在芯体支撑台413上。芯体支撑顶杆415顶面设置有凹口，用于嵌合芯体底部。芯体支撑顶杆415在初始位置时，与芯体传输管道44同轴，芯体通过芯体传输管道44竖向落入芯体支撑顶杆415上，并由芯体支撑台413横向带动移送至载料板8下方。径向气缸四411驱动第二主动齿轮48径向运动，与传动齿轮82啮合；顶起气缸412向上顶起芯体，使得芯体对接阀套91尾部的螺纹孔；下压气缸二45则带动压杆46下压阀套91，保证阀套91轴向位置的固定。然后驱动电机416带动第二主动齿轮48转动，带动阀套91旋转，让芯体逐渐螺纹旋入阀套91的螺纹孔中。

如图1、图16、图17所示，阀芯下料工位5包括支架五53，支架五53上设置有阀芯下料轨道56，阀芯下料轨道56倾斜设置，方便落料。支架五53上设置有滑板五54，滑板五54背部连接水平气缸51，水平气缸51设置在支架五53上，滑板五54表面设置有竖向气缸三52，竖向气缸三52的活塞杆连接油下料机械手55，下料机械手55从载料板8上夹取装配完成的阀芯，并放入阀芯下料轨道56中。

其中，上料机械手15和下料机械手55均宜采用气动夹爪结构，夹爪工作面设置为弧形，以适配阀套91顶部轮廓。

上面结合附图对本发明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，对于本领域普通技术人员来说，还可以在不脱离本发明的前提下作若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。