一种仪表罩圈自动安装装置及安装方法与流程

1.本发明涉及仪表安装技术领域，尤其是涉及一种仪表罩圈自动安装装置及安装方法。


背景技术：

2.现有技术中，仪表罩圈基本采用手工安装的方式，利用一种夹钳式的装置夹住罩圈采用人工旋转将罩圈锁紧，这种方式劳动强度大，生产效率低，罩圈锁紧位置一致性不好，产品一次性合格率低，不适合大批量生产。因此，需要设计一种仪表罩圈自动安装装置及安装方，采用专业部件对罩圈进行机械式锁紧，降低劳动强度，提高生产效率，罩圈锁紧位置一致性高，提高产品一次性合格率。
3.中国专利申请公开号cn206797130u，公开日为2017年12月26日，名称为“种仪表安装装置”，公开了一种仪表安装装置，包括：挂持件，所述挂持件为至少一个，所述挂持件固定于仪表的背部；固定件，所述固定件为至少一个，所述固定件固定于所述仪表的背部；挂持槽，所述挂持槽固定于仪表台，并且，所述挂持槽的数量和位置与所述挂持件的数量和位置相适配，所述挂持件挂接于所述挂持槽；固定台，所述固定台固定于所述仪表台，并且，所述固定台的数量和位置与所述固定件的数量和位置相适配，所述固定件固定安装于所述固定台，进而将所述仪表固定安装于所述仪表台。但是该安装装置不适用于仪表罩圈的自动安装。


技术实现要素：

4.本发明为了克服现有技术中仪表罩圈基本采用手工安装的方式，劳动强度大，生产效率低，罩圈锁紧位置一致性不好，产品一次性合格率低，不适合大批量生产不足，提供一种仪表罩圈自动安装装置及安装方法，可以实现对表壳组件和罩圈的夹紧，并进行角度旋转从而实现罩圈的自动安装；设备操作简单，使用方便，劳强度低，生产效率高，可以保障罩圈锁紧位置的一致性，提升产品一次性合格率。
5.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种仪表罩圈自动安装装置，包括：固定架；下夹紧机构，其用于夹紧表壳组件，下夹紧机构与固定架固定；上夹紧机构，其用于夹紧罩圈，上夹紧机构设置在上夹紧机构上方；旋转机构，其用于带动上夹紧机构旋转，上夹紧机构与旋转机构固定；升降机构，其用于带动旋转机构升降，旋转机构与升降机构固定，升降机构与固定架固定。
6.上述技术方案中的安装装置进行安装时，需要先将表壳组件放置在下夹紧机构上，并通过下夹紧机构夹紧夹表壳组件，然后将罩圈放置在表壳组件上，升降机构下降到预定位置，上夹紧机构夹紧罩圈，旋转机构旋转将罩圈与表壳组件旋紧，达到设定的旋转角度
后，上夹紧机构松开，旋转机构回位，升降机构上升回到启始状态；然后下夹紧机构打开取出工件。上述所有动作均由plc 程序控制，显示屏操作，简单易学，操作方便。所述升降机构是伸缩气缸，也可以是其它直线驱动机构。
7.作为优选，所述下夹紧机构包括两个夹头和两个伸缩驱动件，夹头与伸缩驱动件一一对应，夹头与对应的伸缩驱动件固定，伸缩驱动件与固定架固定，两个夹头左右对称设置且夹紧表壳组件。上述技术方案可以实现下夹紧机构对夹紧表壳组件稳定快速的夹紧。伸缩驱动件为伸缩气缸，也可以是其它直线驱动机构。
8.作为优选，所述下夹紧机构还包括导轨、滑块和支承板，夹头固定在支承板上，伸缩驱动件的伸缩杆与支承板固定，支承板通过导轨和滑块与固定架滑动连接。所述结构可以保证夹头的夹紧状态和滑动过程的稳定。
9.作为优选，所述夹头与表壳组件接触的侧壁上设有弹性摩擦块。所述结构可以增加夹头与表壳组件的摩擦力，且可以避免表壳组件表面划伤。
10.作为优选，还包括连接板，固定架上固定有立柱，连接板与立柱滑动连接，连接板与升降机构的伸缩杆固定，旋转机构通过连接板与升降机构固定。所述结构可以保证上夹紧机构和旋转机构移动过程中的稳定性。
11.作为优选，所述上夹紧机构为气动卡盘。
12.作为优选，所述气动卡盘的夹爪的内侧壁上设有弹性摩擦块。所述结构可以增加夹爪与罩圈的摩擦力，且可以避免罩圈表面划伤。
13.作为优选，所述旋转机构为旋转气缸。
14.作为优选，所述下夹紧机构的正下方设有定位座，定位座与固定架固定，定位座上设有与表壳组件适配的定位孔。所述结构可以对表壳组件进行粗定位。
15.作为优选，所述旋转机构与升降机构之间设有预旋机构，旋转机构通过预旋机构与升降机构固定，预旋机构与升降机构的升降杆固定，旋转机构与预旋机构的旋转头固定，预旋机构带动旋转机构转动，预旋机构的转动扭矩小于旋转机构的转动扭矩，上旋转机构为旋转气缸，预旋机构为旋转气缸。
16.上述技术方案中，通过预旋机构可以对罩圈进行预旋转，不需要人工进行与对准，直接将罩圈放置在表壳组件上即可。进行安装时，需要先将表壳组件放置在下夹紧机构上，并通过下夹紧机构夹紧夹表壳组件，然后将罩圈放置在表壳组件上，升降机构下降到预定位置，上夹紧机构夹紧罩圈，预旋机构旋转将罩圈旋转到与表壳组件之间的卡扣的起始位置，此时罩圈受到的阻力增加，由于预旋机构的扭矩较小，会停止旋转，然后启动旋转机构，旋转机构的扭矩较大，可以带动罩圈继续旋转，旋转机构旋转设定的角度，将罩圈与表壳组件旋紧，达到设定的旋转角度后，上夹紧机构松开，旋转机构和预旋机构回位，升降机构上升回到启始状态；然后下夹紧机构打开取出工件。上述所有动作均由plc 程序控制，显示屏操作，简单易学，操作方便。上述预旋机构和旋转机构均采用旋转气缸，通过采用低成本的双旋转气缸即可实现上述功能，且控制简单，可靠性高，仅需要选择合适的旋转气缸的内径，并通过气压调节阀控制旋转气缸的气压即可实现。如果采用常规的电机旋转的方案，需要设置视觉反馈系统来判断表壳组件与罩圈的相对位置，或者设置扭矩反馈系统、扭矩控制系统、以及角度控制系统，需要的电机功能要求高，成本高，且控制程序和控制方法相对复杂，稳定性也不高。本技术上述方案相对于采用电机的技术方案，成本更低，控制系统简
单，装置结构简单，可靠性更高。
17.作为优选，还包括锁紧机构，锁紧机构与预旋机构固定，锁紧机构锁紧时，预旋机构、锁紧机构和旋转机构三者之间固定。所述结构可以通过锁紧机构将预旋转后的预旋机构和旋转机构锁定，在旋转机构拧紧时，避免反作用力使旋转机构与预旋机构发生相对转动。
18.作为优选，所述升降机构的升降杆上固定有连接板，预旋机构和锁紧机构分别与连接板固定，固定架上固定有立柱，连接板与立柱滑动连接。所述结构方便预旋机构和锁紧机构的案子。
19.作为优选，所述锁紧机构为气动卡盘。气动卡盘成本低，结构稳定。
20.作为优选，所述预旋机构的转动角度为α，旋转机构的转动角度为β，α≥β 120
°
。所述罩圈与表壳组件之间的卡扣结构有3个，沿周向均匀设置，α≥β 120
°
可以保证预选机构可以将罩圈旋转到预紧位置。
21.一种仪表罩圈自动安装方法，采用上述一种仪表罩圈自动安装装置，包括以下步骤：a.表壳组件夹紧：将表壳组件放置在下夹紧机构上，并通过下夹紧机构夹紧夹表壳组件；b.罩圈放置：然后将罩圈放置在表壳组件上，升降机构下降到预定位置，上夹紧机构夹紧罩圈；d.罩圈旋紧：旋转机构旋转将罩圈与表壳旋紧；e.装置回位：旋转机构达到设定的旋转角度后，上夹紧机构松开，旋转机构回位，升降机构上升回到启始状态；f. 工件取出：下夹紧机构打开取出工件。
22.上述安装方法可以实现对表壳组件夹紧，对罩圈夹紧并进行角度旋转从而达到罩圈自动安装的目的。员工只需完成工件的放入和取出动作，降低劳动强度，提高生产效率，保障罩圈锁紧位置的一致性，提升产品一次性合格率。
23.一种仪表罩圈自动安装方法，采用上述一种仪表罩圈自动安装装置，包括以下步骤：a.表壳组件夹紧：将表壳组件放置在下夹紧机构上，并通过下夹紧机构夹紧夹表壳组件；b.罩圈放置：然后将罩圈放置在表壳组件上，升降机构下降到预定位置，上夹紧机构夹紧罩圈；c.罩圈预旋：预旋机构旋转将罩圈旋转到与表壳之间的卡扣的起始位置，此时罩圈受到的阻力增加，阻力大于预旋机构的扭矩，预旋机构停止旋转，然后启动锁紧机构夹紧旋转机构；d.罩圈旋紧：旋转机构旋转将罩圈与表壳旋紧；e.装置回位：旋转机构达到设定的旋转角度后，上夹紧机构松开，旋转机构回位，升降机构上升回到启始状态；f. 工件取出：下夹紧机构打开取出工件。
24.上述安装方法可以实现对表壳组件夹紧，对罩圈夹紧并进行角度旋转从而达到罩
圈自动安装的目的。员工只需完成工件的放入和取出动作，降低劳动强度，提高生产效率，保障罩圈锁紧位置的一致性，提升产品一次性合格率。且采用双旋转气缸实现预旋和旋紧两个功能，相对于采用电机的技术方案，成本更低，控制系统简单，装置结构简单，可靠性更高。
25.本实用发明的有益效果是：（1）可以实现对表壳组件和罩圈的夹紧，并进行角度旋转从而实现罩圈的自动安装；（2）该设备操作简单，使用方便，员工只需完成工件的放入和取出动作，降低劳强度，提高生产效率，保障罩圈锁紧位置的一致性，提升产品一次性合格率；（3）采用双旋转气缸实现预旋和旋紧两个功能，相对于采用电机的技术方案，成本更低，控制系统简单，装置结构简单，可靠性更高。
附图说明
26.图1是本发明的结构示意图；图2是图1中a处的局部放大图；图3是实施例2的结构示意图。
27.图中：固定架1、下夹紧机构2、夹头2.1、伸缩驱动件2.2、导轨2.3、滑块2.4、支承板2.5、上夹紧机构3、旋转机构4、升降机构5、弹性摩擦块6、定位座7、预旋机构8、锁紧机构9、连接板10、立柱11、表壳组件12、罩圈13。
具体实施方式
28.下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的描述。
29.实施例1：如图1和图2所示，一种仪表罩圈自动安装装置，包括固定架1、下夹紧机构2、上夹紧机构3、旋转机构4、升降机构5、连接板10，下夹紧机构2用于夹紧表壳组件12，所述下夹紧机构2包括两个夹头2.1、两个伸缩驱动件2.2、两个导轨2.3、两个滑块2.4和两个支承板2.5，夹头2.1固定在对应的支承板2.5上，伸缩驱动件2.2的伸缩杆与对应的支承板2.5固定，支承板2.5通过导轨2.3和滑块2.4与固定架1滑动连接，夹头2.1与对应的伸缩驱动件2.2固定，伸缩驱动件2.2与固定架1固定，两个夹头2.1左右对称设置且夹紧表壳组件12，夹头2.1与表壳组件12接触的侧壁上设有弹性摩擦块6。下夹紧机构2的正下方设有定位座7，定位座7与固定架1固定，定位座7上设有与表壳组件12适配的定位孔。上夹紧机构3用于夹紧罩圈13，上夹紧机构3为气动卡盘，上夹紧机构3设置在上夹紧机构3上方；气动卡盘的夹爪的内侧壁上设有弹性摩擦块6。旋转机构4用于带动上夹紧机构3旋转，所述旋转机构4为旋转气缸，上夹紧机构3与旋转机构4固定。升降机构5用于带动旋转机构4升降，升降机构5与固定架1固定。固定架1上固定有立柱11，连接板10与立柱11滑动连接，连接板10与升降机构5的伸缩杆固定，旋转机构4通过连接板10与升降机构5固定。
30.上述技术方案中的安装装置进行安装时，需要先将表壳组件12放置在下夹紧机构2上，并通过下夹紧机构2夹紧夹表壳组件12，然后将罩圈13放置在表壳组件12上，升降机构5下降到预定位置，上夹紧机构3夹紧罩圈13，旋转机构4旋转将罩圈13与表壳组件12旋紧，达到设定的旋转角度后，上夹紧机构3松开，旋转机构4回位，升降机构5上升回到启始状态；然后下夹紧机构2打开取出工件。上述所有动作均由plc 程序控制，显示屏操作，简单易学，
操作方便。所述升降机构5是伸缩气缸，也可以是其它直线驱动机构。
31.实施例：如图3所示，在实施例1的基础上，所述旋转机构4与升降机构5之间设有预旋机构8和锁紧机构9，预旋机构8和锁紧机构9分别与连接板10固定，旋转机构4通过预旋机构8与升降机构5固定，旋转机构4与预旋机构8的旋转头固定，预旋机构8带动旋转机构4转动，预旋机构8的转动角度大于旋转机构4的转动角度，预旋机构8的转动扭矩小于旋转机构4的转动扭矩，上旋转机构4为旋转气缸，预旋机构8为旋转气缸。锁紧机构9为气动卡盘。所述预旋机构8的转动角度为α，旋转机构4的转动角度为β，α≥β 120
°
。所述罩圈13与表壳组件12之间的卡扣结构有3个，沿周向均匀设置，α≥β 120
°
可以保证预选机构可以将罩圈13旋转到预紧位置。
32.上述技术方案中，通过预旋机构8可以对罩圈13进行预旋转，不需要人工进行与对准，直接将罩圈13放置在表壳组件12上即可。进行安装时，需要先将表壳组件12放置在下夹紧机构2上，并通过下夹紧机构2夹紧夹表壳组件12，然后将罩圈13放置在表壳组件12上，升降机构5下降到预定位置，上夹紧机构3夹紧罩圈13，预旋机构8旋转将罩圈13旋转到与表壳组件12之间的卡扣的起始位置，此时罩圈13受到的阻力增加，由于预旋机构8的扭矩较小，会停止旋转，然后启动旋转机构4，旋转机构4的扭矩较大，可以带动罩圈13继续旋转，旋转机构4旋转设定的角度，将罩圈13与表壳组件12旋紧，达到设定的旋转角度后，上夹紧机构3松开，旋转机构4和预旋机构8回位，升降机构5上升回到启始状态；然后下夹紧机构2打开取出工件。上述所有动作均由plc 程序控制，显示屏操作，简单易学，操作方便。上述预旋机构8和旋转机构4均采用旋转气缸，通过采用低成本的双旋转气缸即可实现上述功能，且控制简单，可靠性高，仅需要选择合适的旋转气缸的内径，并通过气压调节阀控制旋转气缸的气压即可实现。如果采用常规的电机旋转的方案，需要设置视觉反馈系统来判断表壳组件12与罩圈13的相对位置，或者设置扭矩反馈系统、扭矩控制系统、以及角度控制系统，需要的电机功能要求高，成本高，且控制程序和控制方法相对复杂，稳定性也不高。本技术上述方案相对于采用电机的技术方案，成本更低，控制系统简单，装置结构简单，可靠性更高。
33.实施例3：如图1和图2所示，一种仪表罩圈自动安装方法，采用实施例1中的一种仪表罩圈自动安装装置，包括以下步骤：a.表壳组件12夹紧：将表壳组件12放置在下夹紧机构2上，并通过下夹紧机构2夹紧夹表壳组件12；b.罩圈13放置：然后将罩圈13放置在表壳组件12上，升降机构5下降到预定位置，上夹紧机构3夹紧罩圈13；d.罩圈13旋紧：旋转机构4旋转将罩圈13与表壳旋紧；e.装置回位：旋转机构4达到设定的旋转角度后，上夹紧机构3松开，旋转机构4回位，升降机构5上升回到启始状态；f. 工件取出：下夹紧机构2打开取出工件。
34.上述安装方法可以实现对表壳组件12夹紧，对罩圈13夹紧并进行角度旋转从而达到罩圈13自动安装的目的。员工只需完成工件的放入和取出动作，降低劳动强度，提高生产效率，保障罩圈13锁紧位置的一致性，提升产品一次性合格率。
35.实施例4：如图1、图2和图3所示，一种仪表罩圈自动安装方法，采用实施例2中的一种仪表罩圈自动安装装置，包括以下步骤：a.表壳组件12夹紧：将表壳组件12放置在下夹紧机构2上，并通过下夹紧机构2夹紧夹表壳组件12；b.罩圈13放置：然后将罩圈13放置在表壳组件12上，升降机构5下降到预定位置，上夹紧机构3夹紧罩圈13；c.罩圈13预旋：预旋机构8旋转将罩圈13旋转到与表壳之间的卡扣的起始位置，此时罩圈13受到的阻力增加，阻力大于预旋机构8的扭矩，预旋机构8停止旋转，然后启动锁紧机构9夹紧旋转机构4；d.罩圈13旋紧：旋转机构4旋转将罩圈13与表壳旋紧；e.装置回位：旋转机构4达到设定的旋转角度后，上夹紧机构3松开，旋转机构4回位，升降机构5上升回到启始状态；f. 工件取出：下夹紧机构2打开取出工件。
36.上述安装方法可以实现对表壳组件12夹紧，对罩圈13夹紧并进行角度旋转从而达到罩圈13自动安装的目的。员工只需完成工件的放入和取出动作，降低劳动强度，提高生产效率，保障罩圈13锁紧位置的一致性，提升产品一次性合格率。且采用双旋转气缸实现预旋和旋紧两个功能，相对于采用电机的技术方案，成本更低，控制系统简单，装置结构简单，可靠性更高。
37.本实用发明的有益效果是：（1）可以实现对表壳组件12和罩圈13的夹紧，并进行角度旋转从而实现罩圈13的自动安装；（2）该设备操作简单，使用方便，员工只需完成工件的放入和取出动作，降低劳强度，提高生产效率，保障罩圈13锁紧位置的一致性，提升产品一次性合格率；（3）采用双旋转气缸实现预旋和旋紧两个功能，相对于采用电机的技术方案，成本更低，控制系统简单，装置结构简单，可靠性更高。