工件拾取器、气动系统和工件装配方法与流程

1.本发明涉及端面密封技术领域，尤其涉及一种工件拾取器、气动系统和工件装配方法。


背景技术：

2.在液压阀、气动阀等领域，都需要使用柔性密封圈进行端面密封，增加阀体密封性，针对密封圈及一些柔性工件，常见的装配方法包括人工装配和自动装配，自动装配一般在机械手上安装专用的密封圈夹爪，使用密封圈夹爪经密封圈涨开后再将密封圈套装在阀体上，或者使用机械手直接抓取密封圈并将其套装在阀体上。但是上述方法都具有缺陷，人工装配的效率低，低温条件下密封圈变硬，使用密封圈夹爪涨开柔性密封圈会导致密封圈断裂，直接抓取密封圈并安装的方式容易导致密封圈翘起，密封不严，产品合格率下降。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
4.为此，本发明的实施例提出一种工件拾取器，所述工件拾取器可快速拾取柔性工件，提高装配效率。
5.本发明的实施例还提出一种气动系统。
6.根据本发明实施例的工件拾取器包括拾取器本体，所述拾取器本体的一端设有吸取主孔，所述拾取器的另一端设有吸取小孔，所述吸取主孔和所述吸取小孔连通，所述吸取主孔和所述吸取小孔适于形成负压空间，以将工件吸取在所述拾取器本体设有所述吸取小孔的一端。
7.根据本发明实施例的工件拾取器采用真空吸取的方式拾取工件，结构简单，拾取动作快速可靠，提高了柔性工件的装配效率，并且不会导致密封圈断裂，提高了产品的装配合格率。
8.在一些实施例中，所述拾取器本体上还设有定位凸台，所述定位凸台位于所述拾取器本体设有所述吸取小孔的一端。
9.在一些实施例中，所述定位凸台的横截面形状为圆形，且所述定位凸台远离所述拾取器本体的一端设有倒角。
10.在一些实施例中，所述吸取小孔为多个，多个吸取小孔沿所述定位凸台的周向间隔布置。
11.在一些实施例中，所述拾取器本体上还设有进气孔，所述进气孔与所述吸取主孔连通。
12.根据本发明第二方面实施例的气动系统包括上述任一实施例所述的工件拾取器、气压源、第一换向阀、真空发生单元和第二换向阀，所述第一换向阀的一端与所述气压源相连，另一端分别与所述工件拾取器的吸取主孔和进气孔相连，所述真空发生单元设在所述第一换向阀与所述吸取主孔的连接管路上，所述第二换向阀设在所述真空发生单元与所述
吸取主孔之间的连接管路上。
13.在一些实施例中，所述第一换向阀为三位五通换向阀，所述第一换向阀具有第一气口、第二气口、第三气口、第四气口和第五气口，所述第二气口与所述气压源相连，所述第四气口适于与所述工件拾取器的吸取主孔相连，所述第五气口适于与所述工件拾取器的进气孔相连，所述第一换向阀在第一位置、第二位置和第三位置之间可切换，在所述第一位置，所述第二气口与所述第四气口连通，所述第五气口与所述第三气口连通；在所述第二位置，所述第一气口、所述第二气口、所述第三气口、所述第四气口和所述第五气口互不连通；在所述第三位置，所述第二气口与所述第五气口连通，所述第四气口与所述第一气口连通。
14.在一些实施例中，所述气动系统还包括第一消声器和第二消声器，所述第一消声器与所述第一气口相连，所述第二消声器与所述第三气口相连。
15.在一些实施例中，所述第二换向阀为二位二通换向阀，所述第二换向阀在第四位置和第五位置之间可切换，在所述第四位置，所述真空换向单元与所述吸取主孔相连，在所述第五位置，所述真空换向单元与所述吸取主孔断开连接。
16.根据本发明第三发面实施例的工件装配方法包括：
17.使用机器人或机械手抓取工件拾取器，将拾取器本体上的定位凸台移动至工件上方，将第一换向阀由第二位置切换至第一位置，第二换向阀由第五位置切换至第四位置，所述吸取主孔和所述吸取小孔内形成负压空间,所述拾取器本体将工件吸取在具有吸取小孔的一端；
18.使用机器人或机械手将所述工件拾取器移动至阀体的端面孔上方，以所述拾取器本体的中心轴线旋转并向下移动所述拾取器本体，将工件送入所述端面孔内；
19.将第二换向阀切换至第五位置，第一换向阀切换至第三位置，工件从所述拾取器本体上脱离；
20.使用机器人或机械手将所述工件拾取器从端面孔内移出。
附图说明
21.图1是本发明第一方面实施例的工件拾取器的示意图；
22.图2是图1中的a-a剖视图；
23.图3是本发明实施例的工件拾取器的侧视图；
24.图4是图3中的b-b剖视图；
25.图5是本发明第二方面实施例的气动系统的气路图；
26.图6是本发明第三方面实施例的工件装配方法的示意图。
27.附图标记：
28.拾取器本体1，吸取主孔11，吸取小孔12，定位凸台13，进气孔14，气压源2，第一换向阀3，真空发生单元4，第二换向阀5，第一消声器6，第二消声器7，空气过滤器8，机器人9。
具体实施方式
29.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
30.下面结合附图描述根据发明实施例的工件拾取器。
31.如图1-图4所示，根据本发明实施例的工件拾取器包括拾取器本体1，拾取器本体1为柱形结构，且拾取器本体1长度方向(图4中箭头所示的左右方向)上的两端分别设有吸取主孔11和吸取小孔12，所述吸取主孔11沿拾取器的长度方向延伸，并与开设在在拾取器本体1另一端的吸取小孔12相连通。
32.吸取主孔11适于与真空发生单元4相连，真空发生单元4可将吸取主孔11和吸取小孔12内的空气抽出，已在吸取主孔11和吸取小孔12内形成负压空间，由此，拾取器即可将柔性工件吸附在吸取小孔12所在的一端。
33.根据本发明实施例的工件拾取器采用真空吸取的方式拾取工件，结构简单，拾取动作快速可靠，提高了柔性工件的装配效率，并且不会导致密封圈断裂，提高了产品的装配合格率。
34.在一些实施例中，拾取器本体1上还设有定位凸台13，定位凸台13位于拾取器本体1设有吸取小孔12的一端。定位凸台13用于定位工件，例如，当工件为柔性密封圈时，拾取器本体1将密封圈吸取在吸取小孔12所在一端时，密封圈可套设在定位凸台13的外侧，防止其发生偏移，并且在装配密封圈的过程中，定位凸台13可以进入到装配密封圈的槽内，帮助工件进行定位，提高装配合格率。
35.进一步地，定位凸台13的横截面形状为圆形，且定位凸台13远离拾取器本体1的一端设有倒角。如此设置，工件可以更容易套设在定位凸台13，并且定位凸台13也可以更容易进入到装配柔性工件的孔槽内，提高柔性工件的拾取效率和装配效率。
36.在一些实施例中，吸取小孔12为多个，多个吸取小孔12沿定位凸台13的周向间隔布置，由此，当柔性密封圈吸附在拾取器本体1上时，柔性密封圈的受力均匀，一方面不容易从拾取器本体1上脱落，另一方面，在装配柔性密封圈时，可以控制拾取器本体1旋转进入到端面孔内，保证柔性密封圈周向均匀受力地装配到端面孔内，可以有效防止密封圈翘起。
37.需要说明的是，吸取小孔12的排布方式可以根据工件的形状进行设置，以提高工件的拾取效率。
38.在一些实施例中，拾取器本体1上还设有进气孔14，进气孔14与吸取主孔11连通。可选地，进气孔14开设在拾取器本体1的外周壁上，当需要将柔性工件从拾取器本体1上卸下时，只需通过进气孔14向吸取主孔11和吸取小孔12内通入气体，使得吸取主孔11和吸取小孔12不再处于负压环境，柔性工件与拾取器本体1分离。
39.根据本发明实施例的工件拾取器可以通过旋转机构与机器人、机械手相连，在装配柔性工件时，通过旋转机构以拾取器本体1的中心轴线为回转中心转动一定的角度，从而将柔性工件周向均匀受力地装配到端面孔内，防止柔性工件翘起。
40.如图5所示，根据本发明第二方面实施例的气动系统，用于控制上述任一实施例所述的工件拾取器，所述气动系统包括气压源2、第一换向阀3、第二换向阀5和真空发生单元4。
41.气压源2用于给气动系统提供带有压力的气体以驱动系统的正常运转，第一换向阀3的进气端与气压源2相连，另一端分别与工件拾取器的吸取主孔11和进气孔14相连，气压源2可以通过第一换向阀3向吸取主孔11或者进气孔14方向通入气体。
42.真空发生单元4设在第一换向阀3与吸取主孔11的连接管路上，真空发生单元4可以将吸取主孔11内的空气抽空，使得吸取主孔11和吸取小孔12内形成负压空间，即可通过
吸取小孔12吸取柔性工件，真空发生单元4的结构为成熟的现有技术，不再赘述。
43.第二换向阀5设在真空发生单元4与吸取主孔11之间的连接管路上，第二换向阀5用于控制真空发生单元4与吸取主孔11的连管路的通断。
44.具体地，第一换向阀3为三位五通换向阀，具有三个工作位置和五个气口，五个气口分别为第一气口、第二气口、第三气口、第四气口和第五气口，第二气口与气压源2相连，第四气口适于与工件拾取器的吸取主孔11相连，第五气口适于与工件拾取器的进气孔14相连，三个工作位置分别为第一位置、第二位置和第三位置，第一换向阀3第一位置、第二位置和第三位置之间可切换。
45.第一换向阀3在第一位置时，第二气口与第四气口连通，第五气口与第三气口连通，此位置为工件拾取器的工作位置，气压源2与真空发生单元4相连，真空发生单元4将吸取主孔11内的空气抽出，拾取器可吸取柔性工件。
46.第一换向阀3在第二位置时，第一气口、第二气口、第三气口、第四气口和第五气口互不连通，此时工件拾取器不工作。
47.第一换向阀3在第三位置时，第二气口与第五气口连通，第四气口与第一气口连通，此时气压源2通过第一换向阀3向工件的进气孔14连通并向内通气，柔性工件从工件拾取器上脱落。
48.第一换向阀3上还设有第一消声器6和第二消声器7，第一消声器6与第一气口相连，第二消声器7与第三气口相连，第一消声器6和第二消声器7可以降低气动噪音，避免工作人员听力损伤。
49.在一些实施例中，第二换向阀5为二位二通换向阀，即第二换向阀5只有两个工作位置和两个气口，两个气口分别于真空发生单元4和吸取主孔11联通，第二换向阀5在第四位置和第五位置之间可切换，在第四位置，真空换向单元与吸取主孔11相连，此时，真空发生单元4可抽取工件拾取器内的空气，在第五位置，真空换向单元与吸取主孔11断开连接。
50.在一些实施例中，所述启动系统还包括空气过滤器8，空气过滤器8设在气压源2与第一换向阀3之间的连接管路上，空气过滤器8用于过滤气压源2提供的空气防止堵塞，降低系统的故障率。
51.如图6所示，根据本发明第三方面实施例的工件装配方法包括使用机器人9或机械手抓取工件拾取器，将拾取器本体1上的定位凸台13移动至工件上方，将第一换向阀5由第二位置切换至第一位置，第二换向阀5由第五位置切换至第四位置，气压源2与真空发生单元4连通，真空发生单元4抽取工件拾取器内的空气，工件拾取器的吸取小孔12所在一端将工件吸起；
52.使用机器人9或机械手将工件拾取器移动至阀体的端面孔上方，以拾取器本体1的中心轴线以小力矩和小角度旋转拾取器本体1，并同时向下移动拾取器本体1，将工件送入端面孔内；
53.将第二换向阀5切换至第五位置，第一换向阀3切换至第三位置，真空单元4与工件拾取器断开连接，气压源2通过第一换向阀3给进气孔14供气，以将柔性工件吹落，工件从拾取器本体1上脱离；
54.使用机器人9或机械手将所述工件拾取器从端面孔内移出，完成工件的装配。
55.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
56.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
57.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
58.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
59.在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
60.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。