水管防塵管帽自動套裝裝置及套裝方法與流程
2023-07-24 01:32:46 1
本發明涉及管業製造技術領域，尤其涉及一種水管防塵管帽自動套裝裝置及套裝方法。
背景技術：
管業中的水管在出廠時，為防止管內受到汙染，要在水管的管端安裝防塵帽。目前，水管套裝防塵管帽是通過人工來完成的。在水管套裝防塵管帽過程中，工人一手持水管，一手持防塵管帽，後將防塵管帽套裝於水管上。
而人工成本較高，工作效率不可控，且製作水管需要經過高溫烤制，車間工作環境不佳。
技術實現要素：
為了解決上述技術問題，本發明提供一種水管防塵管帽自動套裝裝置及套裝方法，通過機械化操作，實現自動完成防塵管帽套裝於水管這一工藝過程。
本發明採取的技術方案是：
一種水管防塵管帽自動套裝裝置，其特徵是，包括撥管系統、管帽套裝系統和控制系統，所述撥管系統包括機架和多個撥管輪盤，所述管帽套裝系統設置在機架上的撥管輪盤側邊，所述管帽套裝系統包括多個水管徑向限位組件和管帽套裝組件，所述管帽套裝組件包括管帽組件傳動機構和管帽組件定位機構，所述撥管系統和管帽套裝系統由所述控制系統控制，所述撥管輪盤將水管轉動至套裝管帽的位置，所述水管徑向限位組件將水管徑向限定，所述管帽組件傳動機構和管帽組件定位機構將管帽進行傳送定位，與所述水管端進行套裝。
進一步，所述管帽套裝組件為兩套，分別設置在所述機架的兩端，兩個所述管帽套裝組件分別對水管的兩端進行套裝動作。
進一步，所述撥管系統還包括同步帶傳動組件和下料組件，所述撥管輪盤通過轉軸安裝在軸承座上，所述水管通過撥管輪盤轉送至套裝管帽位置，再由下料組件引導水管進入下一工位。
進一步，所述下料組件包括設置在機架上的安裝底塊，所述安裝底塊上通過立塊設置下料導向板，所述下料導向板上設置角度調節板。
進一步，所述水管徑向限位組件與所述撥管輪盤的數量相同，所述水管徑向限位組件包括弧形徑向限位鈑金，所述弧形徑向限位鈑金通過緊固件固定在所述撥管輪盤的圓周外，對撥管輪盤上的水管進行限位。
進一步，所述管帽套裝組件包括固定在機架上的套帽組件安裝面板，在所述套帽組件安裝面板上安裝升降臺面組件，在所述升降臺面組件上安裝套帽組件傳動機構和套帽組件定位機構，在所述套帽組件傳動機構一側設置換型接近傳感器組件，在所述套帽組件安裝面板的一側設置限位組件。
進一步，所述套帽組件傳動機構包括伺服電機，所述伺服電機驅動齒輪傳動和曲柄傳動，將管帽傳送至套帽組件定位機構。
進一步，所述套帽組件定位機構包括套帽定位安裝架組件、管帽定位組件和水管定位組件，所述管帽定位組件安裝在所述套帽定位安裝架組件上，所述水管定位組件通過四桿傳動組件驅動。
一種應用上述的水管防塵管帽自動套裝裝置進行水管防塵管帽套裝方法，其特徵是，包括如下步驟：
（1）確定待套帽水管的管徑，在控制系統中設定套裝裝置的參數，根據參數使所述撥管系統、管帽套裝系統進行初始化；
（2）將水管和管帽烤制至預定溫度；
（3）將水管送入所述撥管系統，將管帽送入所述管帽套裝系統；
（4）所述管帽套裝系統將管帽推入水管；
（5）卸下水管冷卻。
進一步，所述第（3）步中，將水管進行預定位。
本發明的有益效果是：
（1）管帽套裝過程機械化自動化，提高了產品的生產效率，降低了人工成本，改善了工人的工作環境；
（2）能夠自動調整不同直徑的待套管帽中心位置，使得待套管帽與待套帽水管的中心始終能對準，兼容不同規格的水管及管帽；
（3）通過滑塊和傳動組件，與控制系統配合，使套管過程更加可靠。
附圖說明
附圖1為防塵管帽自動套裝裝置結構示意圖；
附圖2為撥管系統結構示意圖；
附圖3為同步帶傳動組件結構示意圖；
附圖4為下料組件結構示意圖；
附圖5為防塵管帽套裝系統結構示意圖；
附圖6為水管徑向限位組件結構示意圖；
附圖7為徑向限位組件結構示意圖；
附圖8為左防塵管帽套裝組件結構示意圖；
附圖9為升降臺面組件結構示意圖；
附圖10為套帽組件傳動機構結構示意圖；
附圖11為第一曲柄滑塊組件結構示意圖；
附圖12為第二曲柄滑塊組件結構示意圖；
附圖13為套帽組件定位機構結構示意圖；
附圖14為套帽定位安裝架組件結構示意圖；
附圖15為管帽定位組件結構示意圖；
附圖16為四桿傳動組件結構示意圖；
附圖17為上水管定位組件結構示意圖；
附圖18為換型接近傳感器組件結構示意圖；
附圖19為升降臺面板限位組件結構示意圖。
圖中標號分別為：1、撥管系統；2、防塵管帽套裝系統；3、安裝機架；4、軸承座；5、撥管輪盤；6、同步帶傳動組件；7、下料組件；8、待套帽水管；9、第一伺服電機；10、主動同步帶輪；11、同步帶；12、從動同步帶輪；13、傳動軸；14、聯軸器；15、安裝底塊；16、安裝立塊；17、下料導向板；18、角度調節板；19、水管徑向限位組件；20、左防塵管帽套裝組件；21、右防塵管帽套裝組件；22、鋁型材龍門安裝架；23、徑向限位組件；24、弧形徑向限位鈑金；25、六角螺母；26、懸臂安裝板；27、套帽組件安裝面板；28、升降臺面組件；29、套帽組件傳動機構；30、套帽組件定位機構；31、換型接近傳感器組件；32、限位組件；33、第一直線軸承；34、第一導向軸；35、支撐面板；36、升降臺面板；37、換型升降氣缸；38、氣缸連接法蘭；39、第二伺服電機；40、主動齒輪；41、從動齒輪；42、齒輪安裝座；43、第一曲柄滑塊組件；44、第二曲柄滑塊組件；45、同步傳動軸；46、同步傳動軸用固定軸承；47、第一連杆；48、第一鉸接軸；49、第一鉸接軸承；50、第二連杆；51、第二導向軸；52、第二直線軸承；53、第一直線軸承安裝座；54、套帽定位組件連接塊；55、延時彈簧；56、彈簧限位蓋；57、活動隔套；58、第三直線軸承；59、轉盤；60、第二鉸接軸；61、第三連杆；62、第二交接軸承；63、第二直線軸承安裝座；64、第四直線軸承；65、推壓管帽軸；66、套帽定位安裝架組件；67、套帽定位組件；68、四桿傳動組件；69、水管定位組件；70、套帽定位安裝架底板；71、套帽定位安裝架筋板；72、套帽定位安裝架側板；73、管帽進料側擋板；74、管帽進料前擋板；75、導軌安裝墊塊；76、導軌；77、滑塊；78、限位氣缸；79、限位頂杆；80、管帽V形定位塊；81、管帽V形定位塊安裝板；82、位置調節滑臺氣缸；83、第三鉸接軸；84、第四連杆；85、第三鉸接軸承；86、鉸接軸安裝板；87、第五連杆；88、鉸接座轉軸；89、第四鉸接軸承；90、第六連杆；91、鉸接杆連接板；92、水管定位組件安裝側板；93、水管定位組件安裝面板；94、水管定位組件安裝筋板；95、水管V形定位塊；96、導杆襯套；97、預定位彈簧；98、預定位用導杆；99、水管V形預定位塊；100、感應塊；101、接近開關；102、接近開關安裝架；103、限位氣缸安裝板；104、升降臺面板限位氣缸；105、可調整接頭；106、升降臺面板限位塊；107、限位導向塊。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明水管防塵管帽自動套裝裝置及套裝方法的技術方案作詳細說明。
參見附圖1，水管防塵管帽自動套裝裝置包括撥管系統1和防塵管帽套裝系統2和控制系統。
參見附圖2-4，撥管系統1包含安裝機架3、軸承座4、撥管輪盤5、同步帶傳動組件6、下料組件7、待套帽水管8。八個軸承座分為兩組通過螺釘連接左右對稱分布設置於安裝機架上。六個撥管輪盤均勻設置於同步帶傳動組件6上。同步帶傳動組件設置於安裝機架內。同步帶傳動組件包含第一伺服電機9、主動同步帶輪10、同步帶11、從動同步帶輪12、傳動軸13、聯軸器14。第一伺服電機設置於安裝機架內的安裝平面上，第一伺服電機輸出軸通過鍵連接設置有主動同步帶輪，兩根傳動軸水平設置並穿過軸承座中心孔，兩根傳動軸中間通過鍵與聯軸器進行連接，從動同步帶輪通過脹緊作用設置於傳動軸上，撥管輪盤通過鍵連接均勻設置於傳動軸上，主動同步帶輪與從動同步帶輪中間通過齒嚙合的同步帶進行連接。通過控制第一伺服電機轉動帶動撥管輪盤轉動完成待套帽水管進行上料與下料工序。下料組件通過螺釘連接設置於安裝機架前端。下料組件包含安裝底塊15、安裝立塊16、下料導向板17和角度調節板18。安裝底塊通過螺釘連接設置於安裝機架前端，中間銑削2毫米深的槽便於定位，安裝立塊通過螺釘連接設置於安裝底塊的定位槽中，角度調節板通過螺釘連接設置於下料導向板下面，角度調節板與安裝立塊通過螺釘連接從側向進行調節與固定。
參見附圖5-7，防塵管帽套裝系統2包含水管徑向限位組件19、左防塵管帽套裝組件20、右防塵管帽套裝組件21。水管徑向限位組件19包含鋁型材龍門安裝架22及六組徑向限位組件23。鋁型材龍門安裝架由三根80×40的標準鋁型材拼接組成，設置於左右防塵管帽套裝組件的升降安裝面板上。徑向限位組件包含弧形徑向限位鈑金24、四個六角螺母25及懸臂安裝板26。弧形徑向限位鈑金由折彎的鈑金件與兩個螺杆焊接組成的，螺杆穿過懸臂安裝板上的安裝孔，通過兩組六角螺母來調節弧形徑向限位鈑金的高度，懸臂安裝板通過螺釘連接設置於鋁型材龍門安裝架上。
參見附圖8、9，左防塵管帽套裝組件20與右防塵管帽套裝組件21是一對鏡像對稱的組件，這裡只介紹左防塵管帽套裝組件。左防塵管帽套裝組件20包含套帽組件安裝面板27、升降臺面組件28、套帽組件傳動機構29、套帽組件定位機構30、換型接近傳感器組件31、限位組件32。套帽組件安裝面板通過螺釘連接設置於安裝機架上。升降臺面組件包含四個第一直線軸承33、四根第一導向軸34、支撐面板35、升降臺面板36、換型升降氣缸37、氣缸連接法蘭38。四根第一導向軸分別設置於四個第一直線軸承內，四個第一直線軸承穿過安裝面板設置於四個角上，為防止升降過程中，由於四根第一導向軸軸線不平行而發生憋死現象，第一導向軸的下端通過螺釘連接設置了支撐面板，第一導向軸的上端通過螺釘連接設置了升降臺面板，升降臺面板的中間通過螺釘連接設置了換型升降氣缸，換型升降氣缸的活塞杆末端通過螺紋連接設置了氣缸連接法蘭，氣缸連接法蘭通過螺釘連接設置於安裝面板上。換型升降氣缸通氣後活塞杆伸出，由於安裝面板為固定的，在反作用力的作用下，由第一導向軸導向，升降臺面板上升。
參見附圖10-12，套帽組件傳動機構包含第二伺服電機39、主動齒輪40、從動齒輪41、齒輪安裝座42、第一曲柄滑塊組件43、第二曲柄滑塊組件44、同步傳動軸45和兩個同步傳動軸用固定軸承46。第二伺服電機通過螺釘連接設置於升降臺面板上，主動齒輪通過鍵連接設置於第二伺服電機的輸出軸上。齒輪安裝座為一個叉型機械加工工件，通過螺釘連接設置於升降臺面板上，其上部嵌有兩個同步傳動軸用固定軸承，同步傳動軸設置於兩個同步傳動軸用固定軸承中，從動齒輪通過鍵連接設置於同步傳動軸上。同步傳動軸的左端通過鍵連接設置第一曲柄滑塊組件，其右端通過鍵連接設置第二曲柄滑塊組件。第一曲柄滑塊組件包含第一連杆47、兩個第一鉸接軸48、兩個第一鉸接軸承49、第二連杆50、第二導向軸51、第二直線軸承52、第一直線軸承安裝座53、套帽定位組件連接塊54、延時彈簧55、彈簧限位蓋56、活動隔套57和第三直線軸承58。第一連杆通過鍵連接設置於同步傳動軸左端，第二連杆左右兩端各嵌入一個第一鉸接軸承及第一鉸接軸，左端第一鉸接軸與第一連杆連接，右端第一鉸接軸與第二導向軸連接。第一直線軸承安裝座為T型機械加工件，其下端通過螺釘連接設置於升降臺面板上，其上端嵌套第二直線軸承並通過螺釘連接固定。第二導向軸套裝在第二直線軸承中，其右端依次套裝有活動隔套、第三直線軸承及延時彈簧，其末端通過螺紋連接設置有彈簧限位蓋。設置彈簧限位蓋是為了方便彈簧的調節及拆裝。套帽定位組件連接塊套裝在第三直線軸承外，可隨第三直線軸承進行往復運動。第二曲柄滑塊組件與第一曲柄滑塊組件類似，第二曲柄滑塊組件包含轉盤59、兩個第二鉸接軸60、第三連杆61、兩個第二鉸接軸承62、第二直線軸承安裝座63、第四直線軸承64及推壓管帽軸65。轉盤通過鍵連接設置於同步傳動軸右端，第三連杆左右兩端各嵌入一個第二鉸接軸承及一個第二鉸接軸，右端的第二鉸接軸於輪盤連接，左端的第一鉸接軸與推壓管帽軸連接。第二直線軸承安裝座為T型機械加工件，其下端通過螺釘連接設置於升降檯面上，其上端嵌套第四直線軸承並通過螺釘連接進行固定。推壓管帽軸套裝在第四直線軸承內，可做往復運動。
參見附圖13-17，套帽組件定位機構包含套帽定位安裝架組件66、管帽定位組件67、四桿傳動組件68、水管定位組件69。套帽定位安裝架組件包含管帽定位安裝架底板70、兩塊管帽定位安裝架筋板71、管帽定位安裝架側板72、兩塊管帽進料側擋板73、兩塊管帽進料前擋板74、兩塊導軌安裝墊塊75、兩條導軌76、四個滑塊77。管帽定位安裝架底板通過螺釘連接設置於升降臺面板右端。管帽定位安裝架側板通過螺釘連接設置於管帽定位安裝架底板後端。兩塊管帽定位安裝架筋板通過螺釘與管帽定位安裝架側板與管帽定位安裝架底板連接，起支撐加固作用。兩塊管帽進料側擋板通過螺釘連接設置於管帽定位安裝側板上，兩塊管帽進料前擋板通過螺釘連接分別設置於管帽進料側擋板上。管帽定位安裝側板左右兩側通過螺釘連接分別設置有導軌安裝墊塊，兩條導軌與四個滑塊分成兩組通過螺釘連接分別設置於導軌安裝墊塊上。管帽定位組件包含限位氣缸78、限位頂杆79、管帽V形定位塊80、管帽V形定位塊安裝板81、位置調節滑臺氣缸82。限位氣缸通過螺釘連接豎直設置於管帽定位安裝架底板上，限位頂杆通過螺紋連接設置於限位氣缸的活塞杆上端，位置調節滑臺氣缸通過螺釘連接豎直設置於管帽定位安裝架側板上部，管帽V形定位塊安裝板上部通過螺釘連接設置於位置調節滑臺氣缸前端，其下部通過螺釘連接水平設置有管帽V形定位塊。四桿傳動組件包含五個第三鉸接軸83、第四連杆84、六個第三鉸接軸承85、鉸接軸安裝板86、第五連杆87、鉸接座轉軸88、第四鉸接軸承89、第六連杆90、鉸接杆連接板91。四桿傳動組件中的三個連杆兩端分別嵌有兩個第三鉸接軸承。一個第三鉸接軸連接第四連杆與套帽組件傳動機構中的套帽定位組件連接塊，一個第三鉸接軸連接第四連杆、第五連杆與鉸接杆連接板，一個第三鉸接軸連接第五連杆與水管定位組件上部，一個第三鉸接軸連接鉸接杆連接板與第六連杆，一個第三鉸接軸連接第六連杆與水管定位組件下部。鉸接杆連接板中部通過鍵連接設置於鉸接座轉軸前端，鉸接座轉軸後端嵌入第四鉸接軸承內，第四鉸接軸承嵌套在鉸接軸安裝板右端，鉸接軸安裝板左端通過螺釘連接設置在管帽定位安裝架側板上。水管定位組件分為上下兩部分，其上下兩部分關於上視基準面對稱，這裡只介紹上水管定位組件。上水管定位組件包含水管定位組件安裝側板92、水管定位組件安裝面板93、水管定位組件安裝筋板94、水管V形定位塊95、兩個導杆襯套96、兩個預定位彈簧97、兩根預定位用導杆98與水管V形預定位塊99。水管定位組件安裝側板通過螺釘連接設置於套帽定位安裝架組件中導軌滑塊組件的上部兩滑塊上。水管定位組件安裝面板為T型機械加工件，通過螺釘連接水平設置於水管定位組件安裝側板下端。水管定位組件安裝筋板通過螺釘連接水管定位組件安裝側板及水管定位安裝面板，起加固作用。水管V形定位塊通過螺釘連接倒置設置於水管定位安裝面板下方。兩個導杆襯套分別嵌入水管定位組件安裝面板前側的左右兩邊，兩預定位用導杆分別套裝在導杆襯套中，兩預定位彈簧又分別套裝在預定位用導杆上，預定位用導杆下端通過螺紋連接設置有水管V形預定位塊。
參見附圖18，換型接近傳感器組件包含感應塊100、接近開關101與接近開關安裝架，各三件。感應塊為三件高度不同的L形鈑金折彎件，其通過螺釘連接設置於套帽組件安裝面板上。接近開關安裝架為L形鈑金折彎件，其上方加工有腰型孔方便接近開關上下調節，接近開關安裝架通過螺釘連接設置於升降臺面板上。接近開關水平設置於接近開關安裝架上。
參見附圖19，升降臺面板限位組件包含限位氣缸安裝板103、升降臺面板限位氣缸104、可調整接頭105、升降臺面板限位塊106、兩件限位導向塊107。限位氣缸安裝板其下方通過螺釘連接設置於套帽組件安裝面板側邊，其上方通過螺釘連接設置有升降臺面板限位氣缸。升降臺面板限位氣缸的活塞杆前端通過螺紋連接設置有可調整接頭。升降臺面板限位塊左側加工有凹槽，可調整接頭嵌套其中可上下移動，使得氣缸在做往復運動時防止別死的狀況。兩限位導向塊加工有凹槽，通過螺釘連接設置於套帽組件安裝面板上，其中間設置有升降臺面板限位塊，對移動的升降臺面板限位塊起水平限位作用。
應用上述套裝裝置進行管帽套裝過程如下：
I、確定待套帽水管的管徑，在控制系統中設定參數。換型升降氣缸通氣，活塞杆工作到指定位置，使得左右防塵套裝組件升降到一定位置。這時，換型接近傳感組件感應到工作位置，啟動對應的設備程序。限位氣缸與位置調節滑臺氣缸工作在一定位置，使得管帽V形定位塊確定位置待套管帽與待套帽水管能中心對準。
II、烤制後的待套帽水管經過輸送線進入撥管系統。待套帽水管由六個撥管輪盤定位，第一伺服電機工作，經過同步帶傳動組件的傳動使得撥管輪盤旋轉60度，將待套帽水管送到套管帽工作位置。由於高速迴轉運動會產生較大的離心力，為防止水管飛出在撥管轉盤對應的上方設置了徑向限位組件。
III、待套管帽由外購振動盤提供上料，使得待套管帽豎直盤列在管帽進料側擋板與管帽進料前擋板形成的空間中。待套管帽水平放置，其帽口朝向待套帽水管側端。
Ⅳ、第二伺服電機工作使得主動齒輪旋轉，與主動齒輪嚙合的從動齒輪同步旋轉。傳動經由第一曲柄滑塊組件及四桿傳動組件的傳遞，上水管定位組件與下水管定位組件沿著豎直方向向水平對稱面聚攏。由於烤制過後的帶套帽水管會發生彎曲變形，為防止待套帽水管彎曲變形嚴重而滑出水管V形定位塊無法進行對中，在V形定位塊的前端設置了可調整的水管V形預定位塊，作用使待套帽水管在與待套管帽進行對中前，對待套帽水管進行預定位，將待套帽水管的變形量進行一定的矯正，控制在可正確對中的範圍內。在第一曲柄滑塊組件傳動的同時，第二曲柄滑塊組件亦在協同動作。經過第二曲柄滑塊組件的傳動，最終其推壓管帽軸伸出將待套管帽從管帽V形定位塊推至水管V形定位塊間，使得待套管帽與待套帽水管共同在上下水管V形定位塊間定位並夾緊進行兩中心對準。由於延時彈簧的作用，上下水管定位組件夾緊得以延時，不會導致還未壓入待套管帽上下水管定位組件分離而無法對中的情況。推壓管帽軸繼續推出，將待套管帽壓入待套帽水管上。
以上僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。