封圈供料机构

技术领域

本发明属于膜式燃气表成表装配线领域，具体涉及膜式燃气表成表装配线中的封圈供料机构。

背景技术

膜式燃气表是用于计量燃气使用量的容积式计量仪表。膜式燃气表的工作原理是：

采用两个柔性膜片计量室方式来测量气体体积流量——在压力差的作用下，燃气经分配阀交替进入机芯的两个计量室，充满后排向出气口，同时推动各个计量室内的柔性膜片作往复式运动，通过转换机构将这一充气、排气的循环过程转换成相应的气体体积流量，再通过传动机构传递到计数器，完成燃气累积计量功能。

膜式燃气表主要是由外壳(包括上盖、下盖以及将上盖和下盖压接的封圈)、机芯和计数器等部件组成。其中，机芯自身结构较为紧凑和复杂，故通常采用单独的生产线进行装配(例如，申请号202111381250.0，公开的“膜式燃气表机芯自动化生产线”)。

膜式燃气表成表装配是指将组装好的机芯(也称作“机芯体组件”)装入上盖与下盖中并通过上下盖之间的封圈来实现压封。

目前，现有技术公开过膜式燃气表成表装配流水线，例如，现有文献中《燃气表成表装配生产线的设计与实现》(徐鹏等."燃气表成表装配生产线的设计与实现."机械工程与自动化6(2017):3.《机械工程与自动化》，2017年12月：185-186页)。

膜式燃气表成表中的封圈因其结构与体积尺寸相对(外磁钢而言)较大，难以采用振动盘进行持续供料；故如何对封圈进行有效的放料与上料是行业一直未能解决好的技术难点。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种能够对封圈进行有效的放料与上料的封圈供料机构。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

封圈供料机构，其特征在于，包括悬臂、悬臂支承结构和上线封圈到位检测模块；

所述悬臂后端固定安装在所述悬臂支承结构上；所述悬臂的前段具有悬空的封圈输送带组件，所述封圈输送带组件的输送带上可供多个封圈并列套放并可在同步带驱动电机驱动下向输送带前端方向逐一输出封圈；

所述上线封圈到位检测模块用于检测所述输送带的前端待取料位置处是否具有封圈并输出检测信号。

本方案封圈供料机构的工作原理是：

上线封圈到位检测模块在使用时：当封圈输送带待取料位置检测到有封圈，则同步带驱动电机停止驱动，且该位置的封圈状态为：可被封圈移取结构夹取移送；

当上线封圈到位检测模块在小于预设时间未检测到封圈，则同步带驱动电机驱动输送带持续向前输送并补料至前端待取料位置；

当上线封圈到位检测模块在大于等于预设时间未检测到封圈，则输出缺料信号，提醒工人及时补料。

同现有技术相比较，本方案的封圈供料机构具有的优点是：

悬臂上的封圈输送带组件的输送带可通过其长度来悬挂存放多个封圈，并可逐一送出封圈至前端待取料位置。故本方案可实现对封圈的批量放料与供料，较好的解决了行业存在的难点问题。

附图说明

图1为本技术方案中膜式燃气表成表装配生产线的结构示意图(俯视方向)

图2为本技术方案中膜式燃气表成表装配生产线的立体结构示意图

图3为膜式燃气表成表装配生产线的立体结构示意图(带有NG品放置支架)

图4为膜式燃气表成表装配生产线中上盖上线工位与轴套润滑工位处的结构示意图

图5为本技术方案中膜式燃气表成表装配生产线中外磁钢装配工位处的结构示意图

图6为外磁钢装配工位的局部放大图

图7为本技术方案中膜式燃气表成表装配生产线中上盖涂胶工位处的结构示意图

图8为本技术方案中膜式燃气表成表装配生产线中机芯组装配工位处的结构示意图

图9为本技术方案中膜式燃气表成表装配生产线中下盖封圈装配工位处的结构示意图

图10为下盖封圈装配机构的局部结构示意图

图11为本技术方案中膜式燃气表成表装配生产线中下盖封圈装配工位处的示意图

图12为本技术方案中膜式燃气表成表装配生产线中封圈供料机构的结构示意图

图13为本技术方案中膜式燃气表成表装配生产线中封封圈移取结构的结构示意图

图14为本技术方案中膜式燃气表成表装配生产线中封圈移取结构的结构示意图图中标记为：

膜式燃气表成表：G1上盖(G11阀门组件)、G2下盖(G21壳体密封面，G22长凸起，G23短凸起)、G3外磁钢(G31拨片)、G4机芯组、G5封圈

膜式燃气表成表装配生产线：L1环形支架，L2环形导轨，L3输送用驱动电机，L4环形驱动链，装配工位(a上盖上线工位，b轴套润滑工位(b1横移驱动用气缸，b2下压用气缸，b3压块，b4阀门组规整用下压气缸)，c外磁钢装配工位，d上盖扶正工位，e上盖涂胶工位，f外磁钢规整工位，g机芯组装配工位，h下盖封圈装配工位，i封圈规整工位，j下线工位)，L5装载座，装载座二次定位机构(L61转杆，L62轴承座，L63中间连接块，L64定位用驱动气缸，L65定位卡柱)，L7 NG品放置支架，L8下线用机械手

M外磁钢装配机构：外磁钢移载臂(M11龙门支架，M12导轨，M13滑块，M14条形安装板，M15升降用气缸，M16丝杠模组组件)，M2真空吸嘴，M3外磁钢导料输出槽，M4定位块(M41U型接料槽)，M5振动上料盘，M6旋转气缸

N下盖封圈装配机构：封圈平放定位模块(N11封圈支撑定位平板，N12封圈用180度回转气缸)，下盖输送顶升模块(N21下盖输送线，N22下盖顶升气缸，N3下盖姿态检测调整单元(顶升旋转气缸组件(N321顶转块)))，下盖吸附转移模块(N41下盖用真空吸嘴，下盖吸附转移臂(N421下盖封圈装配用龙门支架，N422升降气缸，N423下盖用180度回转气缸，N424支撑平板))；

X封圈供料机构：X1悬臂，X2悬臂支承结构(X21可控转盘，X22转盘支架(X221矩形体型支撑框架，X222立式支杆，X223横向加强连接杆，X224斜向加强支撑杆，X225斜向安装杆))，X3对射式激光传感器，X4电机顶升用气缸，X5同步带驱动电机；

Y封圈移取结构：Y1工业用六轴机器人，Y2夹持板(Y21固定面，Y22夹持面(Y221长边用卡柱，Y222横向可活动夹持块，Y223横向夹持用气缸，Y224短边用卡柱，Y225竖向可活动夹持块，Y226竖向夹持用气缸，Y227圆柱段，Y228锥筒型段))；

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

具体实施时：如图1至图3所示，

I、膜式燃气表成表装配工艺

膜式燃气表成表装配工艺，包括以下步骤：

首先，在膜式燃气表成表装配生产线上的至少一个装配工位设置装配质量检测传感器，该装配质量检测传感器用于检测该装配工位是否出现NG状态；另在膜式燃气表成表装配生产线的下线位置附近处设置有NG品放置位；

其次，当装配质量检测传感器检测到NG状态时，处在该装配工位的装载座上装配件则被标记为NG品，并从该装配工位起直至下线位置：膜式燃气表成表装配生产线的导轨输送机构保持正常的输送节拍输送载有NG品的装载座，且载有NG品的装载座不再被后续工位装配未完成零部件；

最后，载有NG品的装载座输送至下线工位时：膜式燃气表成表装配生产线的下线用机械手将NG品转移至NG品放置位。

同现有技术相比较，本方案中的膜式燃气表成表装配工艺具有的优点是：

1、即使通过任一装配质量检测传感器检测到NG状态时，整个膜式燃气表成表装配生产线的导轨输送机构也不会停，且依然保持正常的输送节拍，这样就不会导致整个膜式燃气表成表装配生产线停工，可有效保证生产效率。

2、NG品从检测到NG状态的装配工位开始直至下线位置均不再被后续工位装配未完成零部件，这样可使得NG品处在最初的NG状态，方便后续工人对NG品放置位中的NG品进行手动状态核查并将可上线零部件重新上线用于燃气表装配；这样一来，再不影响膜式燃气表成表装配生产线的生产节拍的同时，也可便捷的对NG品进行后续处理。

所述NG品放置位包括NG品放置支架；

所述NG品放置支架整体独立于膜式燃气表成表装配生产线布装；

所述NG品放置支架安装在膜式燃气表成表装配生产线的导轨输送机构的下线位置处外侧的地面；

所述NG品放置支架上具有供多个NG品放置的置放平面。

以上NG品放置支架的结构设置，因独立于膜式燃气表成表装配生产线布装；故可更灵活对现有膜式燃气表成表装配生产线布装进行拓展改造，更具实用性。

所述NG品放置支架包括支撑框架以及在支撑框架的顶部设置的主动轮、从动轮和套装在主动轮与从动轮之间的传送皮带；所述主动轮由驱动电机驱动，且所述驱动电机与电机控制器电性连接。

采用以上结构的优点是：传送皮带的上表面移动的起始位置的XYZ轴的座标即可作为下线用机械手将NG品放置在传送皮带上的放置坐标，这样便于简化下线用机械手的放置动作的控制，从而提升下线用机械手放置NG品的可靠性。

与此同时，因采用以上结构的NG品放置支架，故能够在下线用机械手放置NG品后，传送皮带动作并再次空出上述“唯一放置坐标”来供下线用机械手再次放置NG品。

实施时，关于传动皮带的驱动控制可优选采用以下两种方式来实现：

1、电机控制器与膜式燃气表成表装配生产线的控制系统信号连接：

这样一来，即可通过时序来控制传动皮带的动作：即通过时间先后顺序，下线用机械手先将NG品放置在传送皮带上的上述放置坐标，后电机控制器控制传动皮带动作。

2、电机控制器与膜式燃气表成表装配生产线的控制系统之间不连接：

这样，即可在NG品放置支架上设置检测传感器来检测传送皮带上的放置坐标是否为空，如不会空，则在获得检测信号后延迟数秒后动作(该数秒短于膜式燃气表成表装配生产线的单个节拍所需的时长)。

设置装配质量检测传感器的装配工位为：上盖上料工位、外磁钢装配工位、上盖涂胶工位、机芯装配工位、封圈装配工位、下盖装配工位中的一个工位或多个工位。

以上在单个装配工位或多个装配工位设置装配质量检测传感器，即可对各工位的装配质量进行检测，从而可更好确保膜式燃气表成表装配生产线的装配质量。

所述装配质量检测传感器为光电传感器，所述光电传感器设置在所需检测的工位，且所述光电传感器的检测头朝向该装配工位上待检的装配零件。

在相应的装配工位设置上述光电传感器后，光电传感器即可在相应的装配零件已安装或未安装两种状态时，获得对应的两种不同检测信号，从而可通过两种不同的检测信号来判断出装配零件是否已安装并据此判断是否出现NG状态。

实施时，所述光电传感器优选为抗干扰性更强的激光光电传感器或光纤传感器。这样一来，即可持久获得更为可靠的装配质量检测信号。

II、膜式燃气表成表装配生产线

膜式燃气表成表装配生产线，包括：

环形支架，所述环形支架的顶部具有四个顶角均为相同圆弧形倒角的环状矩型支承平面；

环形导轨，所述环状矩型支承平面固定安装有关于横向中心线和纵向中心线对称的所述环形导轨；

输送用驱动电机，在所述环形支架的各个内角处固定安装有一台所述输送用驱动电机，各输送用驱动电机的输出轴竖直朝上且轴心线与所处的内角处的圆心重合且输出轴上套装固定有驱动轮；输送用驱动电机的驱动轮上共同啮合连接有一根张紧的环形驱动链；

装配工位，所述装配工位包括顺环形导轨的环向由前往后依次布装且均匀间隔设置的上盖上线工位、外磁钢装配工位、上盖涂胶工位、机芯组装配工位、下盖封圈装配工位和下线工位；

装载座，在环形导轨上均匀间隔固定安装有与装配工位数量匹配的多个用于供上盖倒放装入的装载座，每个装载座通过滑块可滑动安装在所述环形导轨上且每个滑块与环形驱动链之间通过连接件固定相连。

同现有技术相比较，本方案中的膜式燃气表成表装配生产线具有的优点是：

1、整个膜式燃气表成表装配生产线成环型布局，环形布局的占地面积更小，可更好根据场地特点来灵活布局，具有更优的实用性。

2、环型布局的膜式燃气表成表装配生产线，可使得上盖、外磁钢、机芯组、下盖和封圈各自的上料也呈环型布局充分利用环形支架外侧空间，提升空间利用率；同时也便于生产车间通过自动化输送线方式进行集中供料，降低了生产成本。

3、装载座的数量与装配工位数量匹配，且装载座始终安装在环形导轨上循环，并在整个装配过程中均处于有效利用状态。在保证生产节拍的同时使得装载座的数量设置数量更少，也使得本方案中的生产线结构更为精简合理。

实施时，最优选为：装载座的数量比装配工位的数量多1-3个(可以根据生产不同类型产品时扩张部分功能结构)。次优选为：装载座的数量与装配工位的数量一样。

具体实施时，外磁钢装配工位采用外磁钢装配机构；机芯组装配工位采用机芯组装配机构；

各装配工位均布置在环状矩型支承平面的直线段。

环状矩型支承平面的直线段能够更好的对行走至该直线段的装载座的位移准确性进行判断，从而在确保装载座行走准确性的前提下，也更好确保各装配工位顺利装配的可靠性。

膜式燃气表成表装配生产线，还包括滑动支承结构，所述滑动支承结构用于对所述环形驱动链进行滑动支承；所述滑动支承结构包括在环状矩型支承平面的各个平直段固定安装有的U型槽，所述环形驱动链下侧面、径向外侧面和径向内端面与所述U型槽的槽底和相对两个侧面之间滑动接触连接。

上述滑动支承结构，可滑动支承环形驱动链，更好避免环形驱动链因自身重力作用引起的形变，延长其使用寿命。

实施时，在U型槽与环形驱动链的接触面之间涂覆有润滑介质(润滑介质或润滑脂)。

所述环状矩型支承平面为具有两长边和两短边的长方型结构，且所有装配工位中下线工位设置于两短边中其中一边，两短边中的另一边设有上盖涂胶工位；其余工位依先后顺序分布在两长边。

采用上述布局后，即可使得需要上料的上盖上线工位、外磁钢装配工位、机芯组装配工位、下盖封圈装配工位接近分布于环状矩型支承平面四个顶角外侧位置处，该处具有较大布置空间，方便各种上料装置的布置，使得生产线的布局更为紧凑与合理。

膜式燃气表成表装配生产线，还包括装载座二次定位机构，在所述环形支架的每个平直段固定安装有所述装载座二次定位机构；每套所述装载座二次定位机构包括转杆、轴承、轴承座、中间连接块、定位用驱动气缸和定位卡柱；

所述转杆的两端各自通过一个轴承可转动的安装在所述轴承座上，所述轴承座固定安装在所述环形支架的径向外侧面；所述中间连接块整体为条形结构，且长度方向的一端与所述转杆之间固定连接，长度方向的另一端与整体固定安装在所述环形支架上的所述定位用驱动气缸的推杆外端之间铰接相连；所述转杆上位于两个轴承座之间的外表面上间隔固定安装有一对所述定位卡柱；

每个装载座的滑块在环形导轨的径向外侧面设置有外端倒角的U型状的定位卡槽；

在各装载座正确处在各装配工位时，在所述定位用驱动气缸的驱动下，带动所述中间连接块使得所述转杆转动并使得转杆上的一对定位卡柱能够对准卡入相邻的一对装载座的所述定位卡槽内。

采用上述装载座二次定位机构，即可在每个节拍点：定位用驱动气缸驱动中间连接块动作并使得转杆旋转、一对定位卡柱恰好卡入相邻的一对装载座的定位卡槽内，从而实现装载座在反复循环移动时的准确定位，从而有效保证每个装载座循环运动后每次均能够处在正确的装配工位。

与此同时，当任一装载座有轻微错位时，上述装载座二次定位机构能够通过定位用驱动气缸动作来驱动转杆转动，并使得转杆上的一对定位卡柱作用于定位卡槽并能够调整环形驱动链微动(倒退或前进)并使得装载座重新处在正确的装配工位。

所述上盖涂胶工位包括固定在环形支架包围区域内侧固定安装的支撑架和固定安装在支承架上的四轴机械臂，所述四轴机械臂的外端的电动伸缩杆的下端构成执行手部，所述执行手部上固定安装有涂胶枪。

本方案中采用以上四轴机械臂后，即可利用四轴机械臂可实现XYZ轴上的精准移动，从而更好的适用于多种不同型号的膜式燃气表壳体的涂胶作业，提升本生产线的通用性。

(例如，新松ST系列或SRH10A系列工业机器人或者库卡KUKA KR6 R500 Z200型号的四轴工业机器人)

膜式燃气表成表装配生产线，还包括在轴套润滑工位，所述轴套润滑工位设置于所述上盖上线工位与外磁钢装配工位之间；

所述轴套润滑工位包括安装支架、以及固定安装在所述龙门支架上的上盖压紧单元、横移单元和润滑介质涂覆单元；

所述上盖压紧单元具有竖向伸缩其用于从上往下压紧上盖的下压部；

所述横移单元具有横移部，所述横移部能够带动所述润滑介质涂覆单元的涂覆头与上盖内轴套之间抵近。

上述轴套润滑工位的设置，能够在外磁钢装配前对轴套进行有效润滑，更好确保后续外磁钢安装后可持久可靠动作，更好确保膜式燃气表成表的装配质量。

所述安装支架为龙门支架且顶部具有处在所述环形导轨上方的水平支撑框；

所述横移单元包括固定安装在所述水平支撑框上的横移驱动用气缸，所述横移驱动用气缸为直线滑块式无杆气缸；

所述横移驱动用气缸上的滑块上固定安装有所述上盖压紧单元，所述上盖压紧单元包括竖直固定且推杆朝下的下压用气缸，所述下压用气缸的底部固定安装有一块长条形的压块，所述压块的长度方向与上盖的宽度方向一致且压块的长度大于上盖的宽度以及横移驱动用气缸的滑块行程，使得所述压块随滑块滑动时能够始终压着上盖；

所述下压用气缸的外侧面上固定安装有所述润滑介质涂覆单元。

以上结构的轴套润滑工位具有优点是：

1、生产线启动后，横移气缸根据公司MES生产订单信息预先即可选择左、右工作位，移动到位后，上盖压紧单元根据装配位信息进行动作，使得上盖能够获得稳固定位；且润滑介质涂覆单元能够在上盖压紧单元动作时靠近轴套接触来涂覆润滑介质，从而完成对轴套的润滑。

2、以上安装支架、横移单元与上盖压紧单元以及润滑介质涂覆单元的结构合理，动作实现精准可靠，可确保轴套润滑质量。

膜式燃气表成表装配生产线，还包括阀门组件按压模块，所述阀门组件按压模块包括阀门组规整用下压气缸，所述阀门组规整用下压气缸的推杆竖直朝下且整体固定安装在所述水平支撑框上；

所述阀门组规整用下压气缸的推杆上固定安装有用于下压阀门组件的阀组压块。

采用以上阀门组件按压模块后，即可更为充分的利用好轴套润滑工位的空间，并能够通过阀门组件按压模块来对准该工位上盖内的阀门组件，对阀门组件进行按压规整，确保阀门组件的装配质量。

膜式燃气表成表装配生产线，还包括上盖扶正工位，所述上盖扶正工位设置于所述外磁钢装配工位与上盖涂胶工位之间；

所述上盖扶正工位包括顶部具有处在所述环形导轨上方的安装架和上盖扶正用下压气缸，所述上盖扶正用下压气缸的推杆竖直朝下且整体固定安装在所述安装架的顶部；

所述上盖扶正用下压气缸的推杆上固定安装扶正用压块，所述扶正用压块的长度方向与上盖的宽度方向一致且长度大于上盖的宽度，所述扶正用压块用于下压装载座倒装的上盖的顶部开口端面。

因为外磁钢装配至上盖内轴套过程中外磁钢与轴套之间会接触，该接触可能使得装载座的上盖发生轻微的歪斜，该歪斜的产生就可能引起上盖组涂胶工位的涂胶质量(涂胶位置与厚度)难以得到保证。故在外磁钢装配完成后，设置上述上盖扶正工位，即可扶正上盖，确保涂胶的上盖具有一致的正确姿态，从而可持久有效的确保涂胶质量。

实施时，膜式燃气表成表装配生产线还包括外磁钢规整工位，所述外磁钢规整工位设置于上盖涂胶工位与所述机芯组装配工位之间；

所述外磁钢规整工位包括龙门支架、直线滑块式无杆气缸、升降用气缸和外磁钢扶正杆；

所述龙门支架的顶部具有处在所述环形导轨上方的水平支撑框；

所述直线滑块式无杆气缸的滑块运动方向与正下方的环形导轨长度方向平行；所述直线滑块式无杆气缸的滑块上固定安装有推杆朝下的所述升降用气缸；

所述升降用气缸的推杆上固定安装有所述外磁钢扶正杆；

所述升降用气缸用于驱动所述外磁钢扶正杆伸入与退出所述上盖内，在所述外磁钢扶正杆伸入上盖内时，所述直线滑块式无杆气缸能够驱动所述外磁钢扶正杆横移远离或靠近并抵压外磁钢上背离轴套的端面实现扶正。

本技术方案中采用环形导轨，环形导轨的四个顶角为相同圆弧形倒角，这样一来，当装载座经过环形导轨上的顶角时，针对装载座上载有的上盖中轴套位于环形导轨径向内侧的膜式燃气表而言，其轴套上套装的外磁钢易在在离心力的作用下顺环形导轨的径向轻微移动。

故本技术方案中采用了以上外磁钢规整工位后，即可通过外磁钢扶正杆来推压外磁钢回到准确的装配位置，有效确保装配质量。

关于机芯组装配工位的具体实方式

实施时，机芯组装配工位包括机芯组传送带、机芯组转移机器人、机芯组出气口润滑模块和机芯组装配机器人。

其中，机芯组传送带用于对机芯组进行输送；机芯组转移机器人用于将机芯组传送带上的机芯组输送至机芯组出气口润滑模块的输送带上，该输送带为并列间隔设置的两条输送带；该两条输送带的左右两方外侧且在顺着该输送带的长度方向间隔设置至少两对包夹块来包夹输送带上的机芯组；在两条输送带之间的间隙且在该间隙的长度方向间隔设置有至少两套顶升机构来向上顶起机芯组；且在两条输送带输送的先后方向上位于前方的顶升机构处的固定安装有所述机芯组出气口润滑模块，所述机芯组出气口润滑模块包括竖向升降气缸、润滑圆盘、润滑圆盘转动用的驱动电机以及供油机构，所述竖向升降气缸的推杆来驱动带有润滑介质的润滑圆盘从上往下对准并与机芯组出气口相接触，此时驱动电机带动润滑圆盘转动使得机芯组出气口均匀的涂抹润滑介质，从而来实现对机芯组出气口的润滑；

机芯组上线机器人通过特制夹爪来夹持机芯组并输送至本工位的装载座上的上盖内。

关于封圈规整工位的具体实施方式

实施时，膜式燃气表成表装配生产线还包括封圈规整工位，所述封圈规整工位设置于下盖封圈装配工位和下线工位之间；

所述封圈规整工位包括扶正用气缸、扶正用支架、扶正环和扶正环安装板；

所述扶正用气缸的推杆朝下且该气缸通过扶正用支架实现固定安装；

所述扶正用气缸的推杆上固定安装有所述扶正环安装板，所述扶正环安装板之间四周通过连接立柱固定相连，且所述扶正环与扶正环安装板之间的间距大于下盖的高度；

所述扶正环整体呈跑道型结构，且所述扶正环整体套在下盖与上盖之间连接位置时：所述扶正环的最内侧面与下盖的外侧面之间间隔开；

所述扶正环的内下侧端面具有供封圈径向外侧边缘落入的环形扶正槽。

采用以上封圈规整工位后，即可在下盖封装装配完成后，进一步通过封圈规整工位来实现对封圈的下压，有效防止封圈歪斜的情形发生，更好确保封圈下盖之间的装配质量。

III、外磁钢装配机构

外磁钢装配机构，包括外磁钢移载臂和真空吸嘴；

所述外磁钢移载臂通过支架固定安装在膜式燃气表成表装配生产线的环形导轨的上方，所述外磁钢移载臂的执行手部上安装有所述真空吸嘴，所述真空吸嘴用于吸附单个外磁钢并在所述外磁钢移载臂的带动下套装至上盖的轴套上；

还包括旋转模块，所述旋转模块整体固定安装在所述外磁钢移载臂的执行手部上，所述旋转模块上具有能够在竖直平面旋转并实现0度、-90度和-180度的角度定位的旋转部，所述真空吸嘴固定安装在所述旋转部上；且所述外磁钢移载臂的执行手部、所述旋转模块及其旋转部和所述真空吸嘴能够共同伸入膜式燃气表的上盖的内部空间。

同现有技术相比较，本方案中的外磁钢装配工位具有的优点是：

1、在现有机构上，仅增加旋转模块，故结构较为简洁，改造与实现的成本较低。

2、旋转模块的转部可带动真空吸嘴在-90度(竖直朝下)时吸取外磁钢、在0度或-180度时实现与正向进气或反向进气的膜式燃气表成表上盖内的轴套同轴心线正对，从而可通用于正向进气(左进右出)和反向进气(右进左出)膜式燃气表成表上的外磁钢的装配需求，实现降本增效。

所述旋转单元为伺服电机或旋转气缸。

伺服电机或旋转气缸均能够实现圆周方向的精准旋转控制。

伺服电机可采用科尔摩根AKM1系列同步伺服电机。

旋转气缸可采用日本SMC公司生产的型号为CRB2BS20-180SZ的旋转摆动气缸。

所述外磁钢移载臂可采用工业机器人。也可采用以下结构：

所述外磁钢移载臂包括龙门支架、导轨、滑块、条形安装板、升降用气缸和丝杠模组组件；

所述龙门支架的顶部具有水平布装的矩形框架，所述矩形框架横跨设置在膜式燃气表成表装配生产线的环形导轨的上空；

所述矩形框架上垂直于正下方环形导轨长度方向的两个平行边的上表面固定安装有所述导轨和丝杠模组组件；所述滑块滑动套装在所述导轨上，所述丝杠模组组件上的往复移动螺母与滑块之间通过所述条形安装板固定连接；

所述升降用气缸的推杆朝下并固定安装在所述条形安装板的下表面，所述升降用气缸的推杆构成所述外磁钢移载臂的执行手部。

以上外磁钢移载臂的结构，通过导轨、丝杠模组组件来实现横移，使得真空吸嘴能够从外磁钢的出料口处的正上方横向移送至上盖内需安装处的正上方。升降用气缸的设置即可帮助顺利实现竖向上的升降并用于外磁钢的吸取与装配时高度方向上的对准。

相较于工业机器人而言，以上外磁钢移载臂的结构具有造价更低，动作可靠的优点。

外磁钢装配机构，还包括外磁钢装配检测模块，所述外磁钢装配检测模块包括光电传感器，所述光电传感器固定安装在所述龙门支架上，所述光电传感器的探头正对处在外磁钢装配工位的装载座的上盖内轴套的径向外侧面处。

采用以上外磁钢装配检测模块(附图中未示出)后，即可在外磁钢装配前后，通过光电传感器来检测到不同的距离值，从而可靠的判断出外磁钢是否装配到位。

实施时，所述光电传感器优选为抗干扰性更强的激光光电传感器(如，基恩士公司生产的LR-X系列小型激光传感器)或光纤传感器。这样一来，即可持久获得更为可靠的装配质量检测信号。

外磁钢装配机构，还包括外磁钢供料模块，所述外磁钢供料模块包括振动上料盘、外磁钢导料输出槽和定位块；

所述外磁钢导料输出槽的输入端与所述振动上料盘的出料口处相连接，所述外磁钢导料输出槽的输出端设有一个定位块，所述定位块的上表面具有一个可容纳单个外磁钢的U型接料槽，所述U型接料槽的开口端与所述外磁钢导料输出槽的输出端接通。

采用以上振动上料盘后，即可批量装入外磁钢并逐一送料至外磁钢导料输出槽，外磁钢导料输出槽将外磁钢逐一导送至定位块，即可供真空吸嘴准确的吸取单个外磁钢。

所述外磁钢供料模块还包括外磁钢顶升气缸；

所述U型接料槽的槽底设置有穿孔，所述穿孔与外磁钢同心设置；

所述外磁钢顶升气缸固定在所述定位块的下表面且所述顶升气缸的推杆轴能够退出或贯穿所述穿孔并插入外磁钢的轴孔内；所述外磁钢顶升气缸用于对处在所述U型接料槽内的外磁钢进行顶高。

设置了上述外磁钢顶升气缸(附图中未示出)后，即可通过外磁钢顶升气缸来将U型接料槽内的外磁钢顶升至设计高度，并将待取磁钢与送料槽内磁钢分离避免相互叠料影响抓取，确保吸取可靠性；同时该设计也可以简化外磁钢装配机构的结构，降低本装配机构的制造成本。

外磁钢装配机构，还包括外磁钢姿态调整模块(图中未示出)，所述外磁钢姿态调整模块整体固定设置在顺着所述定位块的U型接料槽的对称中心线延伸至所述定位块的外侧处；

所述外磁钢姿态调整模块包括U型叉、调整用气缸和气缸支架；

所述调整用气缸通过所述气缸支架实现固定支撑，所述调整用气缸的推杆上固定安装有所述U型叉，所述U型叉的U型开口宽度与外磁钢上带有拨片处的轴的外直径尺寸匹配；

在所述调整用气缸的推杆推动下，所述U型叉的U型开口的两个端面用于顺着U型接料槽的对称中心线方向推顶外磁钢上的拨片，实现对外磁钢装配前姿态的调整。

本技术方案采用以上外磁钢姿态调整模块后，即可通过U型叉的伸出来推顶外磁钢上的拨片，避免外磁钢上的拨片处在正左或正右方向(以U型接料槽的对称中心线为参考的正左或正右)，从而避免因外磁钢上的拨片处在正左或正右方向后使其在装配至轴套上后：在后续机芯装配工位装入机芯后容易与机芯上与外磁钢上的拨片相配合的传动结构硬碰接触，进而引起碰损或折断。

可见，采用以上外磁钢姿态调整模块后，可有效保证外磁钢以及后续机芯的装配质量，从而更好确保成表的装配品质。

IV、下盖封圈装配机构

下盖封圈装配机构，包括：

封圈平放定位模块，具有封圈支撑定位平板，所述封圈支撑定位平板上设置供封圈竖向插入的封圈插入位，所述封圈插入位处具有一圈供倒向的封圈插入且台阶面与封圈的下端面接触的定位台阶孔，所述定位台阶孔内部的中空部分能够供倒向的下盖从下往上完全贯穿；

下盖输送顶升模块，具有下盖输送线和下盖顶升气缸，所述下盖输送线上行进方向上的后侧方设置有装配顶升点位：当下盖输送至装配顶升点位时停止，所述下盖顶升气缸用于对装配顶升点位的下盖进行顶升并贯穿所述封圈支撑定位平板上的定位台阶孔，使得倒向的封圈的上端内凸边搭接至下盖的连接翻边；

下盖吸附转移模块，具有装有下盖用真空吸嘴的下盖吸附转移臂，所述下盖用真空吸嘴吸取倒向的下盖顶面后，转移至与处在下盖封装装配工位的装载座上的上盖正对后释放，完成下盖封圈的上线装配。

采用本方案中的下盖封圈装配机构可实现以下更为合理的装配工序及更好装配质量，具体装配工序为：

首先，采用封圈平放定位模块来先供封圈装入并完成精准定位；

其次，下盖输送顶升模块将输送到位的下盖通过下盖顶升气缸来从下往上顶入封圈平放定位模块中的封圈支撑定位平板上的定位台阶孔内；因为具有结构特征“定位台阶孔内部的中空部分用于供下盖从下往上完全贯穿”(即：该定位台阶孔的内侧面与下盖的壳体密封面外侧面之间具有间隙)，故可有效避免下盖圆周方向的外侧面与封圈支撑定位平板之间擦刮，起到更好的保护下盖外观的作用；

最后，在下盖顶升到位后，即可通过下盖吸附转移模块来吸取转移下盖与封圈并完成两者的上线装配。

由上可知，同现有技术相比较，本方案的下盖封圈装配机构具有的优点是：

以上下盖封圈装配机构由较为简洁的结构构成，制造成本较低；与此同时，可使得下盖封圈之间的装配工序更合理，通过封圈先定位然后下盖运动到位顶升后套接封圈的方式，实现封圈与下盖两个装配件之间的组合，最终实现下盖吸附转移模块一次可安装上述两种装配件，更好确保下盖封圈装配质量。

实施时，所述定位台阶孔的顶部边缘具有倒角。设置该倒角后，即可降低封圈在封圈支撑定位平板的对准装入所需的精准度，提高在封圈支撑定位平板上装入封圈的准确度。

所述装配顶升点位的位置处设置有位于所述下盖输送线上方的阻挡块。

以上阻挡块的设置即可阻止下盖输送线上的下盖继续移动，从而实现准确定位，降低利用下盖输送线来控制下盖位移的控制难度。

所述封圈支撑定位平板上位于所述定位台阶孔的上端外侧的四周表面设置有定位孔。

以上定位孔的设置能够与封圈移取结构上相对应的导向柱(即为：封圈移取结构中的短边用卡柱和长边用卡柱中的锥筒型段)配合实现精准的定位，确保封圈能够被精准上料。

所述封圈支撑定位平板为长条形结构且在自身长度方向的两端位置镜像对称设置有所述封圈插入位；

所述封圈平放定位模块还包括封圈用180度回转气缸，所述封圈支撑定位平板固定在所述封圈用180度回转气缸的回转台上，且所述封圈支撑定位平板长度方向的中点与所述封圈用180度回转气缸的回转台轴心线重合；

所述封圈用180度回转气缸的回转台的0度构成封圈上料位，180度处在所述装配顶升点位的正上方。

这样一来，即可提高单位时间内封圈上料以及封圈与下盖之间装配的节拍，加快封圈下盖之间的装配速度。

所述下盖吸附转移臂包括下盖封圈装配用龙门支架，所述下盖封圈装配用龙门支架的顶部框架处在膜式燃气表成表装配生产线的环形导轨的上方；

所述下盖吸附转移臂还包括升降气缸、下盖用180度回转气缸和长条形的支撑平板；所述升降气缸的推杆朝下且竖向固定安装在所述下盖封圈装配用龙门支架的顶部框架的下侧面；所述升降气缸的推杆下侧表面固定安装有所述下盖用180度回转气缸；所述支撑平板固定安装在所述下盖用180度回转气缸的回转台上，且支撑平板中点与所述下盖用180度回转气缸的回转台轴心线重合；所述支撑平板的长度方向的两端下侧固定安装有所述下盖用真空吸嘴；

所述下盖用180度回转气缸的回转台的0度位即构成下盖封圈吸取位，180度即为下盖封圈的上线装配位。

这样一来，即可提高单位时间内下盖与封圈之间初装配，以及将下盖与封圈之间初装配整体完成上线装配的装配节拍，提升装配效率。

所述下盖输送线上输送的下盖的长度方向与该输送带的输送方向一致；

所述下盖输送顶升模块还包括下盖姿态检测调整单元；所述下盖姿态检测调整单元设置在所述下盖输送线上行进方向上的前侧方，并形成有下盖姿态检测调整位；

所述下盖姿态检测调整单元包括可控挡块、图像采集传感器、姿态检测控制器和顶升旋转气缸组件；

所述可控挡块在竖向上可升降，并能够用于阻挡或放行下盖输送线上输送的下盖；

所述图像采集传感器固定安装在所述下盖输送线侧向或正上方，所述图像采集传感器的摄像头用于拍摄下盖的壳体密封面上的长凸起与短凸起的视频信号给姿态检测控制器，所述姿态检测控制器用于判断下盖的壳体密封面上的长凸起与短凸起在下盖输送线输送方向上的前后顺序；

所述顶升旋转气缸组件包括推杆朝上的竖向气缸和在推杆上端固定安装的180度回转气缸，所述180度回转气缸的回转台上固定安装有一块长条形的顶转块；所述顶转块的外形与下盖的内顶部外形和大小匹配。

上述下盖姿态检测调整单元的工作原理为：

首先，利用可控挡块来对输送带上的下盖的前侧进行阻挡；

接下来，图像采集传感器(工业用摄像头，如光照较低可增加照明灯补光；附图中未示出)拍摄下盖上的壳体密封面上的长凸起和短凸起在输送带输送方向上的先后顺序；结合即将装配至上盖中的机芯组上长支架和短支架的方位进行判断(长凸起需与长支架配合、短凸起需与短支架配合)；

随后，当长凸起/短凸起没有与长支架/短支架一一正对时，则姿态检测控制器发出控制信号给顶升旋转气缸组件旋转180度来调整姿态；

最后，确保长凸起/短凸起未与长支架/短支架一一正对，可控挡块回退并让输送带上的下盖通过。

由上可见，本方案下盖姿态检测调整单元的设置，无需人工介入判断与调整“长凸起/短凸起未与长支架/短支架是否正对”，即可自行完成对下盖姿态的检测与调整，显著提升下盖装配的智能化和正确性。

下盖封圈装配机构，还包括封圈供料结构和封圈移取结构。

V、封圈供料机构

封圈供料机构，包括悬臂、悬臂支承结构和上线封圈到位检测模块；

所述悬臂后端固定安装在所述悬臂支承结构上；所述悬臂的前段具有悬空的封圈输送带组件，所述封圈输送带组件的输送带上可供多个封圈并列套放并可在同步带驱动电机驱动下向输送带前端方向逐一输出封圈；

所述上线封圈到位检测模块用于检测所述输送带的前端待取料位置处是否具有封圈并输出检测信号。

本方案封圈供料机构的工作原理是：

上线封圈到位检测模块在使用时：当封圈输送带待取料位置检测到有封圈，则同步带驱动电机停止驱动，且该位置的封圈状态为：可被封圈移取结构夹取移送；

当上线封圈到位检测模块在小于预设时间未检测到封圈，则同步带驱动电机驱动输送带持续向前输送并补料至前端待取料位置；

当上线封圈到位检测模块在大于等于预设时间未检测到封圈，则输出缺料信号，提醒工人及时补料。

同现有技术相比较，本方案的封圈供料机构具有的优点是：

悬臂上的封圈输送带组件的输送带可通过其长度来悬挂存放多个封圈，并可逐一送出封圈至前端待取料位置。故本方案可实现对封圈的批量放料与供料，较好的解决了行业存在的难点问题。

实施时，优选在输送带的前端待取料位置固定安装有挡块，所述挡块用于对封圈进行抵挡限位，确保封圈能够简单可靠的处在该挡块位置并接收上线封圈到位检测模块检测的检测。

实施时，当悬臂的数量为单根时，则同步带驱动电机可直接固定安装在所述封圈输送带组件的侧支撑板架上，同步带驱动电机的输出轴与封圈输送带组件中的主动轮的轴之间驱动连接(通过皮带或齿轮啮合连接)。

实施时，所述上线封圈到位检测模块可采用光电传感器或接近传感器，通过传感器在规定时间(根据输送带移动速度和距离测得)产生的信号变化，从而可判断出该位置是否具有封圈。

所述悬臂支承结构包括可控转盘和转盘支架；所述可控转盘的后侧可转动的安装在所述转盘支架上且所述转盘支架上固定安装有用于驱动所述可控转盘旋转的转盘驱动电机；

所述可控转盘的前侧端面上顺着自身圆周均匀间隔且垂直固定安装有至少两根所述悬臂，所有的悬臂中顺着所述可控转盘转动至最下侧的所述悬臂为出料臂。

以上悬臂支承结构具有的优点是：

1、通过以上可控转盘及其固定安装的至少两根所述悬臂，这样一来，即可成倍的提升悬臂的数量以及悬臂上装载封圈的数量。确保单次装载后可更长时间不用补料，延长封圈持续可靠供料与装配的时间。

2、设置了上述出料臂后，即可在出料臂出料时，及时对缺料悬臂上进行快速补料；这样即可不用停机，有效保证封圈及成表装配的生产节拍。

封圈供料机构，还包括电机顶升用气缸，所述电机顶升用气缸通过支架固定安装在位于所述可控转盘下方的所述转盘支架上；

所述电机顶升用气缸的推杆朝上且所述推杆上固定安装有所述同步带驱动电机，所述同步带驱动电机的输出齿轮在所述电机顶升用气缸的推动下能够与所述出料臂的输送带下侧设置的驱动齿啮合相连。

采用以上包括电机顶升用气缸的结构后，即可采用一套同步带驱动电机来与各个出料臂的输送带之间配合连接、并能够实现对输送带的驱动；

这样一来，不仅能够简化出料臂的输送带的驱动结构，还能够节省制造封圈供料机构的成本，具有更优的综合使用效果和经济效益。

所述转盘支架的下部具有矩形体型支撑框架；

所述矩形体型支撑框架的其中一对竖向框边向上延伸形成有一对立式支杆，所述一对立式支杆的上段之间在竖向上间隔固定连接有至少两根横向加强连接杆，所述一对立式支杆的上段即构成供所述可控转盘转动安装的安装部。

上述结构具有的优点是：

1、上述一对立式支杆与横向加强连接杆的固定连接结构，可提升整体连接的牢靠度，实现对可控转盘的可靠支承。

2、上述转盘支架的下部具有矩形体型支撑框架，这样一来，即可利用矩形支撑框架的内部或顶部空间来装载装配线的控制主机，实现空间的充分利用、重心更低底部更为平稳。与此同时，矩形体型支撑框架也能够使得转盘支架的底部与地面之间具有更大的接触面积，从而可帮助获得更为稳固的转盘支撑效果。

所述一对立式支杆的上段与所述矩形体型支撑框架的顶部之间还固定安装有一对斜向加强支撑杆；

所述一对斜向加强支撑杆的长度方向的中部位置固定安装一对斜向安装杆，所述一对斜向安装杆的上端位置固定安装有所述上线封圈到位检测模块。

采用上述一对斜向加强支撑杆来支撑一对立式支杆后，即可使得一对立式支杆、斜向加强支撑杆与矩形体型支撑框架的顶部构成三角形的稳固连接结构，确保转盘支架能够持久牢固可靠。

此外，上述一对斜向安装杆安装起来也较为简便，并可使得处在一对斜向安装杆的上端位置的上线封圈到位检测模块具有简单可靠的支撑结构和处在理想的检测位置。

所述上线封圈到位检测模块为正对所述输送带的前端待取料位置处的封圈侧边的对射式光电传感器。

实施时，对射式光电传感器可为对射式激光传感器或光纤传感器。

封圈供料机构，还包括封圈移取结构，所述封圈移取结构用于将输送带的前端待取料位置处的单个封圈夹取转移至下盖封圈装配机构中。

VI、封圈移取结构

封圈移取结构，包括带有夹爪的机器人；

所述机器人为工业用六轴机器人，所述夹爪固定安装在所述工业用六轴机器人的执行手部；

所述夹爪包括一个长方形的夹持板，该夹持板的其中一个板面为与工业用六轴机器人的执行手部的固装面，另一板面为夹持面；

在所述夹持面的一对长边：其中一个长边上固定安装有外凸的长边用卡柱，另一长边上安装有可顺着夹持板宽度方向往复移动的横向可活动夹持块，所述夹持板的固装面固定安装有一个横向夹持用气缸，所述横向可活动夹持块固定安装在所述横向夹持用气缸的推杆上；

在所述夹持面的一对短边：其中的上短边处固定安装有外凸的短边用卡柱；下短边上安装有可顺着夹持板长度方向往复移动的竖向可活动夹持块，所述夹持板的固装面下侧固定安装有一个竖向夹持用气缸，所述竖向可活动夹持块固定安装在所述竖向夹持用气缸的推杆上；

所述竖向夹持用气缸的额定推力大于所述横向夹持用气缸的额定推力。

本方案中的封圈移取结构动作过程为：

首先，执行手部带动夹持板竖向正对并靠近封圈；

其次，夹持板上四周设置的长边用卡柱、横向可活动夹持块、短边用卡柱和竖向可活动夹持块包围住悬挂的封圈；

接下来，横向夹持用气缸驱动横向可活动夹持块与长边用卡柱实现对封圈的横向夹紧，提供了横向夹紧的作用来初步夹紧封圈；

且因为“竖向夹持用气缸的额定推力大于所述横向夹持用气缸的额定推力”，所以，竖向夹持用气缸可驱动竖向可活动夹持块继续上移，使得封圈的上短边能够脱离悬臂实现悬空，直至：竖向夹持用气缸持续驱动至封圈顶部短边与短边用卡柱接触即实现竖向夹紧。

最后，工业用六轴机器人即可将夹紧的封圈平放至预定位置完成封圈上料。

由上可见，本方案中封圈移取结构具有的优点是：

1、封圈取料结构与过程巧妙，可起到更好的移取与保护效果

本方案封圈移取结构采用了巧妙的结构设计实现：

首先使悬臂悬挂的封圈能够与悬臂之间脱离并悬空，从而避免在封圈取料过程中与悬臂之间出现磕碰或摩擦，避免封圈移取过程中出现姿态变化，并可更好的保护了封圈与悬臂结构的完好，具有更好的获保护效果。

2、以上夹爪结构可在封圈的四周来包夹住封圈，从而可获得可靠的夹紧效果，确保封圈的可靠上料。

在所述夹持板的长边上顺着平行于该长边的同一直线方向上间隔设置有两根所述长边用卡柱；在所述夹持板的短边上顺着平行于该短边的同一直线方向间隔设置有两根所述短边用卡柱。

采用以上成对设置长边用卡柱和短边用卡柱，即可对封圈的长边和短边形成多点接触连接，进一步提升封圈夹取的可靠性。

所述长边用卡柱和短边用卡柱各自均是在自身轴向上具有圆柱段和锥筒型段的两段式结构；其中，所述圆柱段为靠近所述夹持板的夹持段且长度大于封圈的厚度；所述锥筒型段在轴向上背离自身圆柱段的外径逐渐减小。

以上长边用卡柱和短边用卡柱不仅具有结构简洁，易于加工的优点。

与此同时，采用以上结构后，即可利用长边用卡柱和短边用卡柱各自的圆柱段来起到夹持封圈的作用；又可利用长边用卡柱和短边用卡柱各自的锥筒型段来与封圈上料工装(即：封圈平放定位模块中的封圈支撑定位平板)上一一对应设置的定位台阶孔之间配合，确保封圈精准上料。从而具有更好的实用效果。

实施时，优选长边用卡柱和短边用卡柱与夹持板之间通过螺纹实现紧固连接。

所述长边用卡柱和短边用卡柱各自的圆柱段的圆周方向上与封圈接触的内侧面上设置有供封圈侧边落入的限位凹坑。

以上限位凹坑的结构设置，能够在封圈移取过程中起到限位的作用，从而可更为有效的避免封圈在抓取过程中因为挤压导致移位、甚至掉落，提升封圈抓取与转移的可靠性。

所述夹持板的板面上位于所述工业用六轴机器人的执行手部、横向夹持用气缸和竖向夹持用气缸之外的区域具有镂空结构。

以上夹持板上的镂空结构，能够帮助降低夹持板的重量(机器人的载荷)，并节省制造用料，降低成本。

以上仅是本发明优选的实施方式，需指出的是，对于本领域技术人员在不脱离本技术方案的前提下，作出的若干变形和改进的技术方案应同样视为落入本权利要求书要求保护的范围。