全自动气体检测试剂管组装机的制作方法

1.本实用新型涉及玻璃管承载药剂的显色式气体检测试剂管的组装技术领域，尤其涉及一种全自动气体检测试剂管组装机。


背景技术：

2.目前该款气体检测试剂管采用人工组装，人工方式很难控制精准药剂的添加量，人手处理的过程中，很可能由于人或物的触碰、人的呼吸等外界因素对药剂产生污染，组装缓慢或中途停滞也可能使药剂长时间暴露在外面影响效果，人工组装效率目前也很难满足日益增长的市场需要。


技术实现要素：

3.本实用新型为解决上述问题，提供一种全自动气体检测试剂管组装机。
4.为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：全自动气体检测试剂管组装机，包括机柜，机柜的底部安装有地脚；机柜内安装有废料收集器；机柜上依次安装有上料单元、上料翻转单元、前端定位球安装单元、药剂填充单元、振动台单元、尾端定位球安装单元、下料翻转单元、下料口单元，前端定位球安装单元与药剂填充单元连接，药剂填充单元与振动台单元的前端连接，振动台单元的尾端与尾端定位球安装单元相连；机柜的顶部设有铝型材护罩，铝型材护罩的侧面设有铝型材门，铝型材门上设有门把手，铝型材护罩上安装有工业触摸屏电脑。
5.进一步的，上料单元包括料斗，料斗通过定位销固定在料斗固定座上，减速电机通过联轴节连接链轮，链轮上连接有传动链，传动链上安装有物料定位块，传动链的两侧安装有限位挡板，接近传感器一安装在底板上。
6.进一步的，上料翻转单元包括翻转支架，翻转支架的两侧均安装有气动摆缸，气动摆缸上间隔安装有气动机械手，气动机械手通过手指连接板安装有聚氨酯夹块。
7.进一步的，前端定位球安装单元包括定位球料盒，定位球料盒固定在上安装板上，上安装板上对应着定位球料盒的下口处开设有孔，上安装板的底部安装有推球气缸，气缸推杆的位置与上安装板上的孔的位置相匹配，顶杆固定在顶杆固定块上，顶杆固定块固定在下压推动板上，下压推动板与电动执行器单元连接，电动执行器单元固定在电动执行器固定板上，电动执行器固定板的两侧均安装有直线轴承一，定位球料盒与振动电机连接，振动电机安装在振动板上，上安装板的下方安装有气动机械手，气动机械手的下方设有接近传感器二，接近传感器二通过传感器支架固定在上安装板上，上安装板的两端固定在两个上侧板上，上侧板和下侧板通过固定轴连接，上侧板上有把手，下侧板固定在下端安装板上，气动机械手固定在下机械手组安装板上，下机械手组安装板通过下端直线轴承与下端安装板相连，气动机械手的上方是锁定器，锁定器气缸通过气缸固定板固定在锁定器移动板上，锁定器气缸的推杆通过锁定器联轴节与锁定器固定板相连，锁定器固定板固定在下机械手组安装板上，锁定器移动板的上端与锁定板连接，下机械手组安装板上端固定有上
移气缸，上移气缸通过上移气缸联轴节与上移气缸连接板相连，上移气缸连接板固定在上移安装板上，上移气缸连接板上固定有与气动机械手位置对应的上移顶块，下机械手组安装板两侧安装有两组电缆保护拖链，下机械手组安装板下端与气动执行器单元相连；尾端定位球安装单元与前端定位球安装单元的结构相同。
8.进一步的，药剂填充单元包括药剂瓶，药剂瓶内部填充药剂，药剂瓶固定在药剂瓶固定座上，药剂瓶下瓶口处有胶皮管，电缸的电缸顶杆压在胶皮管上，胶皮管处配有振动电机。
9.进一步的，振动台单元包括左移动单元、振动单元、右移动单元；左移动单元的振动台上安装板上通过执行器固定板与气动执行器的推杆法兰连接，气动执行器通过下面的执行器下固定块与上机械手组安装板固定，在上机械手组安装板和振动台上安装板之间是直线轴承二，上机械手组安装板下方安装有气动机械手；振动单元的电机通过电机固定支架固定在振动底板上，振动底板连接前后两侧的振动侧立板，振动侧立板的底部安装有弹簧立柱，振动侧立板和弹簧立柱之间夹有圆柱弹簧，圆柱弹簧下端用轴用弹性挡圈固定，上端通过上端盖和开口销固定，弹簧立柱安装在振动台固定底板上，在两个振动侧立板间有斜板，斜板通过斜板连接杆相连；右移动单元与左移动单元的结构相同，左移动单元的上机械手组安装板与右移动单元的上机械手组安装板相连。
10.进一步的，下料口单元包括导槽，通过前侧的两根导槽支杆一和后侧的两根导槽支杆二将导槽成角度支起，导槽内存粘有缓存减速垫，导槽向前倾斜，且前口处下方放置成本料盒。
11.本实用新型的有益效果：
12.1、上料单元，采用链传动，可实现玻璃管从料斗逐一出料，并以等距排列的方式陈列出5个。
13.2、上料翻转单元、下料翻转单元，通过气动机械手同时抓取5个玻璃管，并通过气缸摆动翻转90度，有效的保证垂直组装方式。
14.3、前端定位球安装单元、药剂填充单元、振动台单元、尾端定位球安装单元的水平移动设计，均通过上下两层气动机械手组交错工作使玻璃管实现水平移动，可保证位置的定位精度及工作效率。
15.4、前端定位球安装单元、尾端定位球安装单元，采用钛材质顶杆，可避免与药物之间的反应。
16.5、前端、尾端定位球安装单元，在装定位球时，先通过顶杆进行砸管操作，实验数据表明，可以提高药剂的紧凑性。
17.6、前端定位球安装单元、尾端定位球安装单元，定位球出料采用了推球气缸推动气缸推杆逐一推动定位球。
18.7、前端定位球安装单元、尾端定位球安装单元，出球机口处配有振动电机，具有可避免定位球堵塞的效果。
19.8、药剂填充单元的处理控制，采用了电缸顶杆和胶皮管相互作用的方式实现，即具有反应快，可保证药剂出料精度的特点，又有胶皮管对药剂无污染、便于更换的效果。
20.9、在填充要药剂过程中时，将玻璃管进行反复下落冲击动作，实验数据表明，这有助于提高药剂的紧凑性。
21.10、振动台缓存区的设计保证了整个设备工作的连续性效果。
22.11、前端定位球安装单元、药剂填充单元、振动台单元、尾端定位球安装单元均配有检测玻璃管有无的接近传感器，具有在无玻璃管时，不进行定位球安装、药剂注入操作的功能。
附图说明
23.图1是本实用新型总装图；
24.图2是本实用新型功能单元主视图；
25.图3是本实用新型功能单元俯视图；
26.图4是本实用新型功能单元左视图；
27.图5是上料单元主视图；
28.图6是上料单元俯视图；
29.图7是上料单元左视图；
30.图8是图5中ⅰ处放大视图；
31.图9是上料翻转单元主视图；
32.图10是上料翻转单元俯视图；
33.图11是上料翻转单元右视图；
34.图12是图10中ⅱ处放大视图；
35.图13是空玻璃管结构示意图；
36.图14是成品试剂管结构示意图；
37.图15是前端定位球安装单元主视图；
38.图16是前端定位球安装单元右视图；
39.图17是前端定位球安装单元俯视图；
40.图18是前端定位球安装单元左视图；
41.图19是前端定位球安装单元后视图；
42.图20是图19的b
‑
b剖视图；
43.图21是图15的a
‑
a剖视图；
44.图22是图16中ⅲ处放大视图；
45.图23是图16中ⅳ处放大视图；
46.图24是图15中
ⅴ
处放大视图；
47.图25是图17中
ⅵ
处放大视图；
48.图26是图19中
ⅶ
处放大视图；
49.图27是图20中
ⅷ
处放大视图；
50.图28是药剂填充单元主视图；
51.图29是药剂填充单元俯视图；
52.图30是药剂填充单元左视图；
53.图31是图28的a
‑
a剖视图；
54.图32是图28的b
‑
b剖视图；
55.图33是药剂填充单元后视图；
56.图34是图33的c
‑
c剖视图；
57.图35是图31中ⅰ处放大视图；
58.图36是图31中ⅱ处放大视图；
59.图37是图34中ⅲ处放大视图；
60.图38是振动台单元主视图；
61.图39是振动台单元俯视图；
62.图40是振动台单元右视图；
63.图41是图39的a
‑
a剖视图；
64.图42是图40中ⅰ处放大视图；
65.图43是图38中ⅱ处放大视图；
66.图44是下料口单元主视图；
67.图45是下料口单元左视图。
68.其中：1.工业触摸屏电脑，2.电脑安装板，3.铝型材门，4.集气罩，5.风管，6.铝型材护罩，7.门把手，8.机柜，9.废料收集器，10.上料单元，11.上料翻转单元，12.前端定位球安装单元，13.药剂填充单元，14.振动台单元，15.尾端定位球安装单元，16.下料翻转单元，17.下料口单元，18.链轮，19.限位挡板，20.玻璃管，21.物料定位块，22.传动链，23.料斗，24.定位销，25.料斗固定座，26.联轴节，27.减速电机，28.接近传感器一，29.气动机械手，30.手指连接板，31.翻转支架，32.气动摆缸，33.聚氨酯夹块，34.定位球，35.药剂，36.定位球料盒，37.上移气缸，38.顶杆固定块，39.顶杆，40.上安装板，41.推球气缸，42.下压推动板，43.气缸推杆，44.上移顶块，45.气动执行器单元，46.电动执行器单元，47.电动执行器固定板，48.直线轴承一，49.接近传感器二，50.传感器支架，51.锁定板，52.上侧板，53.把手，54.固定轴，55.下侧板56.下端直线轴承，57.下端安装板，58.锁定器气缸，59.气缸固定板，60.锁定器移动板，61.锁定器联轴节，62.锁定器固定板，63.下机械手组安装板，64.同步连接板，65.同步连接销，66.开口销，67.振动板，68.振动电机，69.上移气缸联轴节，70.上移气缸连接板，71.上移安装板，72.电缆保护拖链，73.药剂瓶，74.药剂瓶固定座，75.电缸，76.电缸顶杆，77.胶皮管，78.电机固定支架，79.气动执行器，80.电机，81.上机械手组安装板，82.振动台上安装板，83.直线轴承二，84.执行器固定板，85.执行器下固定块，86.振动台固定底板，87.偏心轮，88.振动底板，89.振动侧立板，90.轴用弹性挡圈，91.开口销，92.上端盖，93.圆柱弹簧，94.弹簧立柱，95.斜板连接杆，96.斜板，99.缓存减速垫，100.导槽，101.导槽支杆二，102.成品料盒，103.导槽支杆一。
具体实施方式
69.下面结合附图1
‑
45对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。
70.全自动气体检测试剂管组装机，包括机柜8，机柜8的底部安装有地脚；机柜8内安装有废料收集器9；机柜8上依次安装有上料单元10、上料翻转单元11、前端定位球安装单元12、药剂填充单元13、振动台单元14、尾端定位球安装单元15、下料翻转单元16、下料口单元17，前端定位球安装单元12与药剂填充单元13连接，药剂填充单元13与振动台单元14的前端连接，振动台单元14的尾端与尾端定位球安装单元15相连；机柜8的顶部设有铝型材护罩6，铝型材护罩6的侧面设有铝型材门3，铝型材门3上设有门把手7，铝型材护罩6上通过电脑
安装板2安装有工业触摸屏电脑1，铝型材护罩6的顶部安装有集气罩4，集气罩4与风管5连接。
71.上料单元包括料斗23，待组装的玻璃管20放置于料斗23中，料斗23通过定位销24固定在料斗固定座25上，下端是由链传动机构组成的传动单元，由减速电机27驱动，减速电机27通过联轴节26连接链轮18，链轮18上连接有传动链22，传动链22上安装有物料定位块21，随着链轮18的运动，玻璃管20会掉入到物料定位块21的凹槽中，传动链22的两侧安装有限位挡板19，接近传感器一28安装在底板上，传动链22可等距的将玻璃管20从料斗23陈列出，在运动方向的前端配有接近传感器一28，当出5个玻璃管时，第一个管至接近传感器一28处触发，减速电机27停止工作。
72.上料翻转单元11包括翻转支架31，翻转支架31的两侧均安装有气动摆缸32，在其作用下翻转支架31可从垂直逆时针旋转到垂直，气动摆缸32上间隔安装有气动机械手29，气动机械手29通过手指连接板30安装有聚氨酯夹块33，可夹紧玻璃管20，进行翻转。
73.成品试剂管是由玻璃管20、定位球34、药剂35组成，定位球34固定在玻璃管20的两侧固定位置，紧紧的夹着药剂35。
74.前端定位球安装单元12包括定位球料盒36，定位球料盒36内装满定位球34，定位球料盒36固定在上安装板40上，上安装板40上对应着定位球料盒36的下口处开设有孔，定位球34从定位球料盒36掉入该孔，再透过孔掉入气缸推杆43前，推球气缸41推动气缸推杆43可将定位球34推到顶杆39的下端，上安装板40的底部安装有推球气缸41，气缸推杆43的位置与上安装板40上的孔的位置相匹配，顶杆39固定在顶杆固定块38上，顶杆39的材质为钛，5个顶杆固定块38固定在下压推动板42上，下压推动板42与电动执行器单元连接，下压推动板42由电动执行器单元46推动，电动执行器单元46固定在电动执行器固定板47上，电动执行器固定板47的两侧均安装有直线轴承一48，定位球料盒36与振动电机68连接，振动电机68安装在振动板67上，上安装板40的下方安装有5个气动机械手29，构成上机械手组，气动机械手29的下方设有接近传感器二49，接近传感器二49通过传感器支架50固定在上安装板40上，上安装板40的两端固定在两个上侧板52上，上侧板52和下侧板55通过固定轴54连接，上侧板52上有把手53，可通过解开固定轴54的连接，向上推动把手53将其翻转，便于更换配件及维修，下侧板55固定在下端安装板57上，下侧板55内侧是下机械手组机构，5个气动机械手29固定在下机械手组安装板63上，下机械手组安装板63通过下端直线轴承56与下端安装板57相连，气动机械手29的上方是锁定器，由锁定器气缸58水平推动锁定器移动板60，锁定器气缸58通过气缸固定板59固定在锁定器移动板60上，锁定器气缸58的推杆通过锁定器联轴节61与锁定器固定板62相连，锁定器固定板62固定在下机械手组安装板63上，锁定器移动板60的上端与5个锁定板51连接，完成对玻璃管20的锁定，下机械手组安装板63前后各有2个销孔，可通过同步连接板64、同步连接销65、开口销66与其它单元下机械手组相连，实现运动同步，下机械手组安装板63上端固定着2个上移气缸37，下机械手组安装板63上端固定有上移气缸37，上移气缸37通过上移气缸联轴节69与2个上移气缸连接板70相连，上移气缸连接板70固定在上移安装板71上，上移气缸连接板70上固定有5个与气动机械手29位置对应的上移顶块44，下机械手组安装板63两侧安装有两组电缆保护拖链72，下机械手组安装板63下端与气动执行器单元45相连，气动执行器单元45驱动下机械手组水平移动；尾端定位球安装单元15与前端定位球安装单元12的结构相同。
75.药剂填充单元13包括药剂瓶73，药剂瓶73内部填充药剂35，药剂瓶73固定在药剂瓶固定座74上，药剂瓶固定座74固定在前端定位球安装单元12的上安装板40上，药剂瓶73下瓶口处有胶皮管77，电缸75安装在前端定位球安装单元12的上安装板40上，电缸75的电缸顶杆76压在胶皮管77上，胶皮管77处配有振动电机；前端定位球安装单元12、尾端定位球安装单元15的下机械手组安装板63分别通过钣金与药剂填充单元13的钣金连接，并通过同步连接板64、同步连接销65、开口销66固定。
76.振动台单元14包括左移动单元、振动单元、右移动单元；左移动单元的振动台上安装板82上通过执行器固定板84与气动执行器79的推杆法兰连接，气动执行器79通过下面的执行器下固定块85与上机械手组安装板81固定，在上机械手组安装板81和振动台上安装板82之间是直线轴承二83，上机械手组安装板81下方安装有5个气动机械手29，构成上机械手组；振动单元通过电机80旋转偏心轮87产生振动，振动单元的电机80通过电机固定支架78固定在振动底板88上，振动底板88连接前后两侧的振动侧立板89，振动侧立板89的底部安装有弹簧立柱94，振动侧立板89由6根弹簧立柱94将振动侧立板89抬起到固定高度，振动侧立板89和弹簧立柱94之间夹有圆柱弹簧93，圆柱弹簧93下端用轴用弹性挡圈90固定，上端通过上端盖92和开口销91固定，弹簧立柱94安装在振动台固定底板86上，在两个振动侧立板89间有五对斜板96，五对斜板96通过斜板连接杆95相连；右移动单元与左移动单元的结构相同，左移动单元的上机械手组安装板81与右移动单元的上机械手组安装板81相连；药剂填充单元13的下机械手组安装板63与振动台单元14前端的下机械手组安装板63连接，振动台单元14尾端的下机械手组安装板63与尾端定位球安装单元15的下机械手组安装板63相连，并通过同步连接板64、同步连接销65、开口销66固定。
77.下料口单元17包括导槽100，通过前侧的两根导槽支杆一103和后侧的两根导槽支杆二101将导槽100成角度支起，导槽100内存粘有缓存减速垫99，导槽100向前倾斜，且前口处下方放置成本料盒102。
78.工作过程是：将玻璃管20放到料斗23中，通过定位销24锁紧，从工业触摸屏电脑1中点击运行按钮，设备进行运行初始化后，进入工作状态。
79.上料单元10首先进行工作，将5个玻璃管20从料斗23中陈列出来，并停止。
80.上料翻转单元11的气动机械手29张开，气动摆缸32将其从垂直状态翻转到水平状态，使玻璃管20位于气动机械手29的两个聚氨酯夹块33中间，气动机械手29闭合，进行对玻璃管20的抓取，抓取完成后气动摆缸32将玻璃管20翻转到垂直状态。
81.定位球安装机的下机械手组向左移动，在张开状态下运动到上料翻转单元11的玻璃管20下，下机械手组气动机械手29闭合抓取玻璃管20，上料翻转单元11的气动机械手29松开。下机械手组气动机械手29向右移动，将玻璃管20移动到定位球安装机下方，其上机械手组抓紧。推球气缸41的气缸推杆43后移，此时振动电机68同时工作，定位球34从定位球料盒36掉入到推球气缸41的气缸推杆43前，气缸推杆43推出1个定位球到顶杆39下方，振动电机68关闭。顶杆39在电动执行器单元46的作用下从上向下运动，将定位球34顶入玻璃管20，直到玻璃管20底部程序设定位置后，向上复位。
82.药剂填充单元13的下机械手组向左移动，因为定位球安装机的下机械手组与其是同步运动设计，即同时向左移动，会为其空出定位球安装机的下方位置，药剂填充单元13的下机械手组移动到前端定位球安装单元12的玻璃管20下，下机械手组气动机械手29闭合抓
取玻璃管20，前端定位球安装单元12的气动机械手29松开。下机械手组气动机械手29向右移动，将玻璃管20移动到药剂填充单元13下方，其上机械手组抓紧，同时下端的锁定器向玻璃管20移动，锁定板51的上下两层c型豁孔包裹玻璃管20，可保证其在做上下运动时不会倾倒。下机械手组气动机械手29松开，下方上移机构将玻璃管20抬起，上机械手组抓紧，准备药剂35填入。药剂瓶73下的振动电机68开启后，药剂阀开启，根据程序预设的计量，以时间计量的方法进行注入(因为流速基本不便)，中途为了保证药剂35颗粒的紧凑性，需要进行下落冲击操作，此时先关闭药剂阀，然后上移机构先下移，然后上机械手组气动机械手29松开，使玻璃管20自由下落并使其玻璃管20低端冲击上移机构的上移顶块44，然后上移机构再次上移，上机械手组气动机械手29闭合，上移机构下移复位，上机械手组气动机械手29再松开，玻璃管20再掉落，这样的动作循环3次为一次下落冲击工艺操作，一般根据玻璃量的大小，需要进行1
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5次该操作。
83.当药剂35填充到程序预设值时，药剂阀关闭，振动电机68关闭，执行振动台的工艺。药剂填充单元13上机械手组气动机械手29处于对玻璃管20夹紧的状态，上移机构下移复位，锁定器松开，振动台上料单元下机械手组向左移动到药剂填充单元13下方，此时因振动台下机械手组与药剂填充单元13下机械手组联动，药剂填充单元13下机械手组联动与其同时向左移动，并将其下方空出给振动台的下机械手组。振动台的下机械手组的气动机械手29抓取玻璃管20后，药剂填充单元13上机械手组松开，振动台的下机械手组将玻璃管20移入振动台单元14，锁定机构闭合，下端上移机构将玻璃管20顶起，上机械手组的气动机械手29夹紧玻璃管20，锁定器松开，上机械手组将玻璃管20移入振动台缓存区的斜坡滑道上，斜坡滑道可以容纳25个玻璃管20，设计振动时间大于3分钟，完成振动台工序后，振动台的下料单元的下机械手组左移到完成振动台工序的玻璃管20下，锁定机构移动，上移机构将其抬起，玻璃管20上端进入振动台下料单元上机械手组的气动机械手29的2个聚氨酯夹块33中间，并夹紧玻璃管20，锁定器打开，振动台下料单元上机械手组右移。
84.尾端的定位球安装单元15的下机械手组向左移动，在张开状态下运动到振动台下料单元上机械手组夹紧的玻璃管20下，下机械手组气动机械手29闭合抓取玻璃管20，振动台下料单元上机械手组气动机械手29松开。下机械手组气动机械手29向右移动，将玻璃管20移动到定位球安装机下方，其上机械手组抓紧。尾端定位球安装单元15的顶杆39要短于前端定位球安装单元的顶杆39。顶杆39在压入定位球34前，进行3次直接撞击玻璃管20药剂的工艺，使药剂35颗粒更加紧凑。然后推球气缸41的气缸推杆43后移，此时振动电机68同时工作，定位球34从定位球料盒36掉入到推球气缸41的气缸推杆43前，气缸推杆43推出1个定位球34到顶杆39下方，振动电机68关闭。顶杆39在电动执行器单元46的作用下向下运动，将定位球34压入玻璃管20，顶杆39再行三次对尾端定位球34的撞击后，再向上复位。
85.下料翻转单元16与上料翻转单元11仅安装方向根据需要互为相反，先气动机械手29张开，下料翻转单元16的气动摆缸32将其从水平状态翻转到垂直状态，使玻璃管20位于气动机械手29的两个聚氨酯夹块33中间，气动机械手29闭合，进行玻璃管20的抓取，抓取完成后气动摆缸32翻转到水平状态。
86.当下料翻转单元16使玻璃管20水平时，其下端是下料用的导槽100，内部放有缓存减速垫99，下料翻转单元16的气动机械手29松开后，装配好的玻璃管20会吊入导槽100中，并下滑到成品料盒102中。
87.此外整套自动化系统下端的机柜8设计了废料收集器9，便于收集洒落的药剂35及损坏的玻璃管20，每个工位都配备了接近传感器，用来识别是否有玻璃管20，如没有，系统是不会进行定位球34的安装，药剂35的注入，整套自动化的控制配备了工业触摸屏电脑1，实现了全工艺流程自动控制，一次装料，保证一日内无人值守工作，日产能2500件。
88.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。