一种水表自动装配系统及方法与流程

1.本公开涉及水表装配技术领域，特别涉及一种水表自动装配系统及方法。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。
3.水表是流量测量领域中使用量大面种规格较多的计量仪表之一，在供排水流量计算、水费贸易结算、能源计量和工农业用水过程控制等方面担负着极为重要的角色。
4.发明人发现，当前所用的超声波水表在生产过程中还无法达到流水线式的装配要求，目前主要是通过工作人员进行装配，从而在技术上、精确度上和时间上都不能满足水表的装配要求，导致产品的合格率大幅度降低。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种水表自动装配系统及方法，实现了水表的自动化装配，提高了了装配精度和装配效率；通过表盖上料机构的设计，实现了表盖的快速筛选上料，进一步的提高了装配精度和装配效率。
6.为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：
7.本公开第一方面提供了一种水表自动装配系统。
8.一种水表自动装配系统，包括：机芯夹取机构、铜壳夹取机构、垫圈上料机构、镜片上料机构和表罩上料机构；
9.机芯夹取机构包括第一机械臂，铜壳夹取机构包括第二机械臂，通过第一机械臂和第二机械臂配合将机芯和铜壳装配为第一组件；
10.垫圈上料机构、表罩上料机构和镜片上料机构分别用于将垫圈、表罩和镜片输运到第二组件装配工位并装配为第二组件，翻转机械臂带动第二组件上下翻转180
°
后通过第三机械臂与第一组件完成装配。
11.进一步的，第二组件装配工位为旋转平台，垫圈上料机构、表罩上料机构和镜片上料机的上料口均沿旋转平台的边缘间隔设置。
12.进一步的，还包括机芯旋转机构，机芯旋转机构上包括两个相对的第一工位和第二工位，第一工位用于机芯的上料，第二工位用于机芯的定位，第二工位的两侧设有相配合的第一对射激光传感器；
13.铜壳装配位设置在可旋转的圆盘上，包括四个均匀分布的铜壳装配位，第一铜壳装配位用于铜壳的上料，第二铜壳装配位上设有用于铜壳定位的铜壳扶正机构，第三铜壳装配位的上方设有用于将机芯压入铜壳的机芯入铜壳机构，第三铜壳装配位的两侧设有相配合的第二对射激光传感器，安装完成的机芯和铜壳移动的第四待铜壳装配位。
14.进一步的，还包括依次设置的表罩预紧机构和表罩拧紧机构，用于依次进行表罩的预紧和拧紧。
15.进一步的，垫圈上料机构包括垫圈存料筒，垫圈存料筒内靠近底部的位置设有可
插拔的挡块，垫圈存料筒的底部与垫圈传输槽连通，驱动机构的动端与垫圈推料夹的一端连接；
16.垫圈推料夹能够在驱动机构的带动下沿垫圈传输槽移动，垫圈传输槽的顶部设有盖板，垫圈推料夹的前方设有固定在盖板上的限位件。
17.进一步的，镜片自动上料机构包括多个镜片存料筒、存料筒限位夹和镜片推出机构，存料筒限位夹均匀的固定在旋转圆盘的边缘，镜片存料筒通过存料筒限位夹固定，且镜片推出机构的动端与一个镜片存料筒的最底部镜片位置相对。
18.进一步的，表罩上料机构包括储料箱、表盖传送机构、表罩筛选导杆、表罩驱动导杆和表罩传送通道，表罩传送机构的底端深入到储料箱内，表罩传送机构倾斜设置，且表罩传送机构的上表面设有多个间隔设置的平行挡板；
19.表罩筛选导杆设置在表盖传送机构的中间位置或靠近表盖输运机构中心的位置，表罩驱动导杆设置在靠近表盖传送机构顶端的位置；
20.表罩筛选导杆设置在平行挡板的上部且与各个平行挡板呈一定角度设置，表罩筛选导杆与表罩传送机构的上表面之间的距离大于单个表盖的高度；
21.表罩驱动导杆设置在至少两个相邻平行挡板的上部且与平行挡板呈一定角度设置，表罩驱动导杆与表罩传送机构的上表面之间的距离小于单个表盖的高度；
22.两个相邻挡板形成的通道与表罩传送通道连接，表罩传送通道上靠近储料箱的一侧底部设有多个间隔设置的开口。
23.更进一步的，表罩传送机构的两侧设有隔板，表罩筛选导杆和表罩驱动导杆通过隔板设置在平行挡板的上部。
24.更进一步的，挡板的高度小于表罩的高度，相邻两个挡板之间的间隔大于表罩的直径。
25.本公开第二方面提供了一种水表自动装配方法，利用本公开第一方面所述的水表自动装配系统，包括以下过程：
26.机芯夹取机构夹取机芯并放到第一机芯待装配位之后，机芯旋转机构，转动，第一机芯待装配位转180度到第二机芯待装配位；
27.第二机芯待装配位上的旋转电机带动机芯转动，对射激光传感器检测机芯凸台，当检测到凸台时，旋转电机停止旋转；
28.铜壳从铜壳装配位上料旋转90
°
后到达第二铜壳装配位，第一机芯夹取机构夹取机芯，运到第二铜壳装配位上方，铜壳扶正机构夹住铜壳进行定位；
29.机芯和铜壳部装后，转动到第三铜壳装配位，机芯入铜壳机构下压旋转，将机芯凸台压入铜壳，对射激光检测机芯是否到位；
30.机芯入槽到位的铜壳组成第一组件，转动到第四铜壳装配位，铜壳夹取机构夹取铜壳，运送到倍速链工装板，与翻转后的第二组件部装；
31.机芯入槽不到位的铜壳，转动到第四铜壳装配位，机械手夹取铜壳，运送到铜壳错料输送带上方，错料限位上升，铜壳夹取机构到达错料位，错料放到输送带。
32.与现有技术相比，本公开的有益效果是：
33.1、本公开所述的水表自动装配系统及方法，实现了水表的自动化装配，提高了了装配精度和装配效率。
34.2、本公开所述的水表自动装配系统及方法，通过表盖上料机构的表罩筛选导杆和表罩驱动导杆的配合，实现了表盖的快速筛选上料，进一步的提高了装配精度和装配效率。
35.3、本公开所述的水表自动装配系统及方法，通过两个对射激光传感器，对机芯的装配过程进行两次的定位，极大的提高了机芯和铜壳的装配精度，避免了机芯强行卡入铜壳带来的损伤。
36.4、本公开所述的水表自动装配系统及方法，垫圈传输槽的另一侧设有垫圈推料夹，垫圈推料夹的顶部设有盖板，垫圈推料夹的前方设有固定在盖板上的限位件，既能保证垫圈的快速上料，也能保证垫圈上料的安全性，避免了垫圈掉落。
37.5、本公开所述的水表自动装配系统及方法，存料筒限位夹均匀的固定在旋转圆盘的边缘，镜片存料筒通过存料筒限位夹固定，且镜片推出机构的动端与一个镜片存料筒的最底部镜片位置相对，能够实现镜片的连续上料，极大的提高了工作效率。
38.本公开附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。
附图说明
39.构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
40.图1为本公开实施例1提供的水表自动装配系统的整体结构示意图。
41.图2为本公开实施例1提供的机芯铜壳组装结构示意图。
42.图3为本公开实施例1提供的机芯旋转机构示意图。
43.图4为本公开实施例1提供的机芯铜壳组装俯视图。
44.图5为本公开实施例1提供的垫圈上料机构示意图。
45.图6为本公开实施例1提供的镜片上料机构示意图。
46.图7为本公开实施例1提供的表盖上料机构示意图。
47.图8为本公开实施例1提供的预紧机构的结构示意图。
48.图9为本公开实施例2提供的水表自动装配方法的流程示意图。
[0049]1‑
铜壳上料机构；2
‑
机芯上料机构；3
‑
铜壳夹取机构；4
‑
第一组件夹取机构；5
‑
镜片上料机构；6
‑
垫圈上料机构；7
‑
表罩上料机构；8
‑
表罩预紧机构；9
‑
表罩拧紧机构；10
‑
机芯夹取机械臂；11
‑
第一组件夹取机械臂；12
‑
机芯旋转机构；13
‑
第一工位；14
‑
第二工位；15
‑
第一对射激光传感器；16
‑
第二对射激光传感器；17
‑
机芯入铜壳机构；18
‑
第一铜壳装配位；19
‑
第一铜壳装配位；20
‑
第三铜壳装配位；21
‑
第四铜壳装配位；22
‑
铜壳扶正机构；23
‑
垫圈存料筒；24
‑
驱动机构；25
‑
垫圈传输槽；26
‑
垫圈推料夹；27
‑
盖板；28
‑
镜片存料筒；29
‑
存料筒限位夹；30
‑
旋转圆盘；31
‑
镜片推出机构；32
‑
储料箱；33
‑
表盖传送机构；34
‑
表罩传送通道；35
‑
开口；36
‑
表罩筛选导杆；37
‑
平行挡板；38
‑
表罩驱动导杆。
具体实施方式
[0050]
下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
[0051]
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常
理解的相同含义。
[0052]
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0053]
在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0054]
实施例1：
[0055]
如图1
‑
7所示，本公开实施例1提供了一种水表自动装配系统，包括：
[0056]
机芯上料机构2、铜壳上料机构1、铜壳夹取机构3、第一组件夹取机构4、垫圈上料机构6、镜片上料机构5和表罩上料机构7；
[0057]
机芯上料机构1包括机芯夹取机械臂10(即第一机械臂)，铜壳上料机构包括铜壳上料机械臂，用于同时夹取一排(10个)铜壳，按指定动作放到铜壳传动带，铜壳随传送带移动到铜壳机械手下方，定位之后，铜壳机械臂夹取铜壳，放到第一铜壳待装配工位。
[0058]
铜壳夹取机构3包括第二机械臂，通过第一机械臂和第二机械臂配合将机芯和铜壳装配为第一组件，通过第一组件夹取机构4夹取移动到倍速链。
[0059]
垫圈上料机构6、表罩上料机构7和镜片上料机构5分别用于将垫圈、表罩和镜片输运到第二组件装配工位并装配为第二组件，翻转机械臂带动第二组件上下翻转180
°
后通过第三机械臂与第一组件完成装配。
[0060]
第二组件装配工位为旋转平台，垫圈上料机构6、表罩上料机构7和镜片上料机构5的上料口均沿旋转平台的边缘间隔设置。
[0061]
还包括机芯旋转机构12，机芯旋转机构12上包括两个相对的第一工位13和第二工位14，第一工位13用于机芯的上料，第二工位14用于机芯的定位，第二工位14的两侧设有相配合的第一对射激光传感器15；
[0062]
铜壳装配位设置在可旋转的圆盘上，包括四个均匀分布的铜壳装配位，第一铜壳装配位18用于铜壳的上料，第二铜壳装配位19上设有用用于铜壳定位的铜壳扶正机构，第三铜壳装配位20的上方设有用于将机芯压入铜壳的机芯入铜壳机构，第三铜壳装配位20的两侧设有相配合的第二对射激光传感器16，安装完成的机芯和铜壳移动的第四待铜壳装配位21。
[0063]
还包括依次设置的表罩预紧机构8和表罩拧紧机构9，用于依次进行表罩的预紧和拧紧。
[0064]
垫圈上料机构包括垫圈存料筒23，垫圈存料筒23内靠近底部的位置设有可插拔的挡块，垫圈存料筒23的底部与垫圈传输槽25连通，驱动机构24的动端与垫圈推料夹26的一端连接；
[0065]
垫圈推料夹26能够在驱动机构的带动下沿垫圈传输槽移动，垫圈传输槽25的顶部设有盖板27，垫圈推料夹的前方设有固定在盖板上的限位件。
[0066]
垫圈上料机构的工作过程如下：
[0067]
1)将垫圈存料筒放进垫圈暂存工位，拿走挡块；
[0068]
2)驱动机构24启动之后，推动推料夹一次推取一个垫圈，经过挡料机构，放入表罩内。
[0069]
镜片自动上料机构包括多个镜片存料筒28、存料筒限位夹29和镜片推出机构29，存料筒限位夹29均匀的固定在旋转圆盘的边缘，镜片存料筒28通过存料筒限位夹29固定，且镜片推出机构的动端与一个镜片存料筒的最底部镜片位置相对。
[0070]
镜片自动上料机构的工作过程如下：
[0071]
6个镜片存料筒存放镜片，镜片存料筒放到限位夹内；接收到装配信号之后，镜片推出机构推动镜片，落入表罩；当1号位料筒没料时，转盘转动，下一个镜片存料筒到一号位，依次循环。
[0072]
表罩上料机构包括储料箱32、表盖传送机构33、表罩筛选导杆36、表罩驱动导杆38和表罩传送通道34，表罩传送机构的底端深入到储料箱内，表罩传送机构倾斜设置，且表罩传送机构的上表面设有多个间隔设置的平行挡板37；
[0073]
表罩筛选导杆设置在表盖传送机构的中间位置或靠近表盖输运机构中心的位置，表罩驱动导杆设置在靠近表盖传送机构顶端的位置；
[0074]
表罩筛选导杆设置在平行挡板的上部且与各个平行挡板呈一定角度设置，表罩筛选导杆与表罩传送机构的上表面之间的距离大于单个表盖的高度；
[0075]
表罩驱动导杆设置在至少两个相邻平行挡板的上部且与平行挡板呈一定角度设置，表罩驱动导杆与表罩传送机构的上表面之间的距离小于单个表盖的高度；
[0076]
两个相邻挡板形成的通道与表罩传送通道连接，表罩传送通道上靠近储料箱的一侧底部设有多个间隔设置的开口35。
[0077]
表罩传送机构的两侧设有隔板，表罩筛选导杆和表罩驱动导杆通过隔板设置在平行挡板的上部。
[0078]
挡板的高度小于表罩的高度，相邻两个挡板之间的间隔大于表罩的直径。
[0079]
表罩上料机构的工作过程为：
[0080]
储料箱32内添加200个表罩；
[0081]
开动表盖传送机构33的输送带驱动电机，输送带转动，向上带动表罩；
[0082]
经过第一道表罩筛选导杆36，过滤掉叠加的料，只留一排表罩在输送带上；
[0083]
经过第二道表罩驱动导杆38，使一排表罩滚动到表罩传送通道34，表罩传送通道34上有第三道筛选机制，过滤掉螺纹口向下的表罩(螺纹口向下的表罩在第三筛选位会失去平衡，滑落)，螺纹口向上的表罩正常通过，去到出料口，待出料。
[0084]
运送过程中，表罩传送通道34满了之后，继续送上来的表罩和过滤掉的螺纹口向下的表罩，都通过余料回斗轨道，重新回到储料箱32。
[0085]
实施例2：
[0086]
如图8所示，本公开实施例2提供了一种水表自动装配方法，利用本公开第一方面所述的水表自动装配系统，包括以下过程：
[0087]
s1：铜壳自动上料机械臂(三轴机械臂)的夹爪同时夹取一排(10个)铜壳，按指定动作放到铜壳传动带；
[0088]
铜壳随传送带移动到铜壳机械手下方，定位之后，铜壳机械手夹取铜壳，放到铜壳待装配工位1(之后重复执行此动作)。
[0089]
s2：机芯自动上料机械臂(三轴机械臂)的夹爪夹取一个机芯，放到待上料位
‑
机芯待装配位1(之后重复执行此动作)。
[0090]
s3：机芯旋转定位机构：机芯待装配位有两个，1位有机芯之后，机构旋转180度，1位移到待夹取位置，2位移到机芯待上料位(等待机芯自动上料机械臂上料)；
[0091]
1位的机芯由步进电机带动，自身旋转，对射激光检测定位凸台(机芯安装的定位需求，凸台定位)，定位好之后，既是机芯完成待装配前的定位工作。
[0092]
s4：机芯夹取机械臂，夹取1位置机芯，到待装配位2，铜壳由待装配位1转动到待装配位2；铜壳定位之后，机械臂下探，将机芯放入铜壳。
[0093]
s5：机芯入槽机构 铜壳机芯转移机械臂：放入机芯的铜壳，由待装配位2转动到待装配位3，机芯入槽机构下探并旋转，完成指定动作，将机芯凸台压入铜壳对应凹槽，第一对射激光检测，机芯入壳到位，铜壳机芯由待装配位3转动到待装配位4，铜壳机芯转移机械臂夹取装好的铜壳机芯，放到倍速链的1号位工装板；第二对射激光检测，机芯入壳不到位，铜壳机芯由待装配位3转动到待装配位4，铜壳机芯转移机械臂夹取装错的铜壳机芯，放到错料传动带。
[0094]
s6：倍速链传动：倍速链运输1号位工装板，运送到2号位工装板，此处为人工装配位，人工装配通讯线圈；之后，倍速链运输工装板到3号工位，等待装配表罩、垫圈和镜片。
[0095]
s7：表罩自动上料机：挡边输送带带动储料箱里的表罩，斜向上运动，经过第一道筛选棒(表罩筛选导杆)，过滤掉叠加的料，只留一排表罩在输送带上；经过第二道筛选棒(表罩驱动导杆)，使一排表罩滚动到表罩传送通道，表罩传送通道上有第三道筛选机制，过滤掉螺纹口向下的表罩，螺纹口向上的表罩正常通过，去到出料口，待出料。
[0096]
运送过程中，表罩传送通道满了之后，继续送上来的表罩和过滤掉的螺纹口向下的表罩，都通过余料回斗轨道，重新回到储料箱，表罩出料口检测到有待出料表罩，气缸机构推出表罩到转盘装配位1。
[0097]
s8：垫圈自动上料：有表罩的转盘装配位1移动到装配位2，到位之后，垫圈自动上料机推出垫圈，落入表罩里。
[0098]
s9：镜片自动上料：有表罩和垫圈的部装，从装配位2移动到装配位3，到位后，镜片自动上料机推出镜片，落入表罩里。
[0099]
s10：表罩部装翻转机械臂和夹取装配机械臂：在转盘装配位5(共计6个位置，4位置是存料位和6位置为空)，检测到有表罩、垫圈、镜片部装后，翻转机械臂夹取表罩，并翻转，夹取装配机械臂夹取翻转臂上的表罩，并装到倍速链3号工位上的铜壳上。
[0100]
s11：预紧机构：倍速链3号工位工装板运输铜壳部装到4号工位，预紧机下探，执行与设定的预紧动作，将表罩拧到铜壳上(不拧紧)。
[0101]
s12：拧紧机构：倍速链4号工位工装板运输水表到5号工位，拧紧机取表机械臂，夹取水表放到拧紧机定位工装，拧紧机下探拧紧表罩，拧紧力达到设定扭矩，移位气缸推动水表到人工取表位，人取走水表。
[0102]
以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。