适用于工业物联网技术的皮膜定位及方位检测机构的制作方法

1.本发明涉及膜式燃气表制造领域，具体涉及一种适用于工业物联网技术的皮膜定位及方位检测机构。


背景技术：

2.现有技术中，工业物联网制造是将物联网技术融入到工业生产的各个环节，可大幅提高制造效率，改善产品质量，降低产品成本和资源消耗。
3.现阶段在进行燃气表的膜盒生产中，在其中一个工序对皮膜组件进行组装，在另一个工序对膜盒进行组装，然后将组装完成后的皮膜组件安装至膜盒内，并且需要将皮膜组件安装至设定的位置，使得皮膜组件和膜盒可以有效的适配，现阶段采用的较多为直接将皮膜组件移动至膜盒，在膜盒上或在移动的过程中进行位置调整，采用此种方式可能出现皮膜组件与膜盒的相对位置不匹配的情况。
4.同时，因为将皮膜组件安装至膜盒内有方位要求(皮膜组件的底板上设置有安装件，该安装件为非对称的结构，且与膜盒需要进行适配)，现阶段可能存在皮膜组件与膜盒的相对方位不匹配的情况，从而导致组装通过率较低，影响生产效率和合格率。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是将皮膜组件安装至膜盒前，未对皮膜组件进行定位，可能出现位置不匹配或方位不匹配的情况，目的在于提供一种适用于工业物联网技术的皮膜定位及方位检测机构，解决了如何将皮膜组件和膜盒的位置和方位均匹配问题。
6.本发明通过下述技术方案实现：
7.适用于工业物联网技术的皮膜定位及方位检测机构，包括：
8.粗定位装置，其上侧面设置有粗定位槽；
9.方位检测组件，其设置在所述粗定位槽内，且用于检测位于所述粗定位槽内的皮膜组件的朝向；
10.细定位装置，其上侧面设置有细定位槽；
11.旋转式取料机构，其设置在所述粗定位装置与所述细定位装置之间，且将皮膜组件从所述粗定位装置移动至所述细定位槽内，所述旋转式取料机构在移动的过程中改变皮膜组件的朝向；
12.其中，所述粗定位槽和所述细定位槽均与皮膜组件适配。
13.具体地，所述粗定位装置包括：
14.粗定位板，其水平设置；
15.左侧粗定位治具，其固定设置在所述粗定位板的左端，所述左侧粗定位治具上设置有所述粗定位槽；
16.右侧粗定位治具，其设置在所述左侧粗定位治具的右侧，且与所述粗定位板可滑动连接，所述右侧粗定位治具上设置有所述粗定位槽；
17.横向定位组件，其驱动位于所述粗定位槽内的皮膜组件沿x向移动；
18.纵向定位组件，其驱动位于所述粗定位槽内的皮膜组件沿y向移动；
19.其中，x向为所述左侧粗定位治具与所述右侧粗定位治具之间的连线，y向平行于所述粗定位板且垂直与x向。
20.具体地，所述横向定位组件包括：
21.横向气缸，其固定部与所述粗定位板的右端固定连接，所述横向气缸的移动部与所述右侧粗定位治具固定连接，且驱动所述右侧粗定位治具横向移动；
22.左定位杆，其左端穿过所述左侧粗定位治具的右侧壁与皮膜组件抵靠，并对皮膜组件施加向左的作用力；
23.左弹簧，其第一端与所述左侧粗定位治具固定连接，所述左弹簧的第二端与所述左定位杆的右端固定连接；
24.右定位杆，其右端穿过所述右侧粗定位治具的左侧壁与皮膜组件抵靠，并对皮膜组件施加向右的作用力；
25.右弹簧，其第一端与所述右侧粗定位治具固定连接，所述右弹簧的第二端与所述右定位杆的左端固定连接；.
26.其中所述左定位杆和所述右定位杆均沿x向且同轴设置。
27.具体地，所述纵向定位组件包括：
28.左侧定位气缸，其固定部与所述左侧粗定位治具固定连接；
29.左定位块，其设置在所述粗定位槽内，且与所述左侧定位气缸的移动部固定连接；
30.右侧定位气缸，其固定部与所述右侧粗定位治具固定连接；
31.右定位块，其设置在所述粗定位槽内，且与所述右侧定位气缸的移动部固定连接；
32.所述左侧定位气缸驱动所述左定位块沿y向移动，所述右侧定位气缸驱动所述右定位块沿y向移动，且所述左定位块和所述右定位块分别对皮膜组件施加y向作用力。
33.具体地，所述皮膜组件包括：
34.皮膜；
35.与所述皮膜的小口端连接的底板；
36.安装组件，其固定设置在所述底板的下侧面，所述安装组件包括：
37.第一竖板，其沿y向设置，所述第一竖板的长边与所述底板垂直固定连接；
38.第二竖板，其与所述第一竖板平行设置，且所述第二竖板的长边与所述底板垂直固定连接；
39.距离检测板，其沿x向设置，且所述距离检测板的两端分别与所述第一竖板和第二竖板垂直设置，所述距离检测板与所述第一竖板/所述第二竖板的两个短边端之间的距离不相等；
40.其中，所述横向定位组件与所述第一竖板/所述第二竖板的侧面接触，所述纵向定位组件与所述第一竖板/所述第二竖板的两个短边端接触。
41.具体地，所述方位检测组件包括：
42.距离传感器，其固定设置在所述左定位块/所述右定位块内，且沿x向设置；
43.所述距离传感器检测所述左定位块/所述右定位块与所述距离检测板之间的距离；
44.若距离小于设定值，则证明方位为正；
45.若距离小于设定值，则证明方位为反，此时所述旋转式取料机构取料时，旋转180
°
。
46.作为一种实施例方式，所述粗定位装置还包括变位组件，所述变位组件包括：
47.主滑轨；
48.副滑轨，其与所述主滑轨平行设置，且所述粗定位板的下侧面与所述主滑轨和所述副滑轨可滑动连接；
49.变位气缸，其固定部与所述主滑轨固定连接，所述变位气缸的移动部与所述粗定位板固定连接，且驱动所述粗定位板沿所述主滑轨移动；
50.所述变位气缸处于第一状态时，所述粗定位板位于上一工序的出料处；
51.所述变位气缸处于第二状态时，所述粗定位板位于所述旋转式取料机构的取料位。
52.优选地，所述左侧粗定位治具和所述右侧粗定位治具内均设置有用于检测是否存在皮膜组件的产品到位检测传感器。
53.具体地，所述细定位装置包括：
54.细定位板，其水平设置；
55.细定位治具，其固定设置在所述细定位板的上侧面，所述细定位治具上设置有所述细定位槽；
56.定位销，其竖直固定设置在所述细定位治具的上侧面，多个所述定位销沿所述细定位槽的圆周设置，且与皮膜组件的安装孔一一对应设置；
57.固定组件，其与所述细定位装置连接且对皮膜组件施加向下的作用力。
58.具体地，所述细定位治具的上侧面设置有多个皮膜吸孔，所述皮膜吸孔位于所述定位销之间，所述细定位治具内设置有连通多个所述皮膜吸孔的气流通道；
59.所述固定组件包括：
60.真空发生器，其真空端与所述气流通道连通，并向所述皮膜吸孔提供负压。
61.本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
62.本发明通过粗定位装置对皮膜组件实现粗定位，并在粗定位装置内通过方位检测组件判断皮膜组件的方位，然后通过旋转式取料机构将位于粗定位装置内的皮膜组件移动至细定位装置内，通过细定位装置对皮膜组件进行细定位，同时旋转式取料机构根据方位检测组件的方位检测，选择是否将皮膜组件旋转以实现方位的匹配；
63.通过设置变位组件，实现粗定位装置的移动，便于旋转式取料机构的取料工序。
附图说明
64.附图示出了本发明的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本发明的原理，其中包括了这些附图以提供对本发明的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。
65.图1是根据本发明所述的适用于工业物联网技术的皮膜定位及方位检测机构的粗定位装置的结构示意图。
66.图2是根据本发明所述的适用于工业物联网技术的皮膜定位及方位检测机构的粗
定位装置的俯视图。
67.图3是根据本发明所述的实施例五的第二状态的结构示意图。
68.图4是根据本发明所述的适用于工业物联网技术的皮膜定位及方位检测机构的细定位装置的结构示意图。
69.图5是根据本发明所述的皮膜组件的结构示意图。
70.图6是根据本发明所述的皮膜组件的侧视图。
71.附图标记：10-粗定位板，11-左侧粗定位治具，12-右侧粗定位治具，13-粗定位槽，14-横向定位组件，15-纵向定位组件，16-变位气缸，17-副滑轨，18-主滑轨，20-距离传感器，30-产品到位检测传感器，40-细定位板，41-细定位治具，42-定位销，43-皮膜吸孔，44-细定位槽，100-皮膜组件；
72.101-皮膜，102-底板，103-安装组件，141-横向气缸，142-左定位杆，143-左弹簧，144-右弹簧，145-右定位杆，151-左侧定位气缸，152-右侧定位气缸，153-右定位块。
具体实施方式
73.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本发明的限定。
74.另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分。
75.在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。
76.现有技术中，工业物联网制造是将物联网技术融入到工业生产的各个环节，可大幅提高制造效率，改善产品质量，降低产品成本和资源消耗。而工业生产中的各设备则作为工业物联网体系架构中的前端，通过传感网络技术与管理平台通信连接，向管理平台传输采集数据并执行动作指令。所以，为实现燃气表生产的智能化，本发明中可将设置在适用于工业物联网技术的皮膜定位及方位检测机构附近(或装置上)的传感器(例如：距离传感器20、到位传感器、视觉传感器、机械臂传感器等)采集的数据通过传感网络系统传输至管理平台。
77.然后通过管理平台实现机构中各组件的动作控制，各组件包括横向气缸、左侧定位气缸、右侧定位气缸、变位气缸、真空发生器、旋转式取料机构等，通过对各组件的控制，并且与整个工业物联网的其他工序配合，最终达到工业物联网制造的要求。
78.并且，如图5和图6所示，本发明中移动的皮膜组件100具有特定的结构，该皮膜组件100安装在膜盒内也需要具备该结构，本发明需要跟皮膜组件100的相关部件进行适配，因此对皮膜组件100的结构加以说明，具体地，皮膜组件100包括皮膜101、底板102和安装组件103。
79.皮膜101具有一定的弹性，且皮膜101为常见的圆台型的结构，底板102与皮膜101的小口端连接，安装组件103固定设置在底板102的下侧面，安装组件103具有至少两种功能，其一是安装至膜盒内后，跟膜盒内的相关部件进行适配，从而使皮膜组件100与膜盒适配，最终实现膜式燃气表的功能，其二是在进行皮膜组件100的安装前，对皮膜组件100进行方位检测。
80.安装组件103包括第一竖板、第二竖板和距离检测板。
81.第一竖板沿y向设置(在此处以皮膜组件100安装至粗定位装置内的方位为参考方向)，第一竖板的长边与底板102垂直固定连接；第二竖板与第一竖板平行设置，且第二竖板的长边与底板102垂直固定连接；
82.距离检测板沿x向设置(在此处以皮膜组件100安装至粗定位装置内的方位为参考方向)，且距离检测板的两端分别与第一竖板和第二竖板垂直设置，距离检测板与第一竖板/第二竖板的两个短边端之间的距离不相等。
83.即第一竖板、第二竖板和距离检测板可以拼装成“n”型的结构，也可以为“h”型的结构，但为“h”型结构时，距离检测板不能在第一竖板和第二竖板的中点。
84.第一竖板的第一端与第二竖板的第一端之间的连线x向设置，第一竖板和第二竖板的长度相等。
85.实施例一
86.本实施例提供一种设置在皮膜组件100的组装工位和皮膜组件100膜盒安装工位之间的定位/方位检测装置，即一种适用于工业物联网技术的皮膜定位及方位检测机构，包括粗定位装置、方位检测组件、细定位装置和旋转式取料机构，旋转式取料机构设置在粗定位装置与细定位装置之间。
87.粗定位装置上侧面设置有粗定位槽13，细定位装置上侧面设置有细定位槽44，粗定位槽13和细定位槽44均与皮膜组件100适配，即将皮膜组件100放置在粗定位槽13内进行粗定位，然后通过旋转式取料机构将皮膜组件100从粗定位装置移动至细定位槽44内，将皮膜组件100放置在细定位装置为进行细定位，细定位完成后，后续工序的取料装置将经过细定位的皮膜组件100取出，可以实现皮膜组件100与膜盒的精确到位装置。
88.如图1、图2、图3和图4左侧的皮膜组件100所示，其可能出现上下颠倒的情况(以图2的方位为例)，因此将方位检测组件设置在粗定位槽13内，用于检测位于粗定位槽13内的皮膜组件100的朝向。
89.当检测到皮膜组件100正确放置在粗定位槽13内后，旋转式取料机构直接将其移动至细定位装置内。
90.当检测到皮膜组件100未正确放置在粗定位槽13内后，旋转式取料机构在移动的过程中改变皮膜组件100的朝向，即旋转180
°
实现取料。
91.本实施例中使用到的旋转式取料机构为已使用的取料装置，即可以通过机械臂/夹爪等实现对皮膜组件100的抓取，皮膜组件100在各个工序之间移动均需要使用到相关的设备，在此不做赘述，且取料装置的夹持端可以旋转180
°
，以实现对皮膜组件100的方位的改变。
92.实施例二
93.本实施例对粗定位装置的结构加以说明，其主要功能是将皮膜组件100进行粗定位，便于旋转式取料机构进行抓起，且可以通过方位检测组件检测皮膜组件100的方位，粗定位装置包括粗定位板10、左侧粗定位治具11、右侧粗定位治具12、横向定位组件14和纵向定位组件15。
94.粗定位板10水平设置，用于安装左侧粗定位治具11、右侧粗定位治具12。
95.左侧粗定位治具11固定设置在粗定位板10的左端，左侧粗定位治具11上设置有粗
定位槽13，右侧粗定位治具12设置在左侧粗定位治具11的右侧，且右侧粗定位治具12与粗定位板10可滑动连接，右侧粗定位治具12上设置有粗定位槽13；
96.x向为左侧粗定位治具11与右侧粗定位治具12之间的连线，y向平行于粗定位板10且垂直与x向。
97.横向定位组件14驱动位于粗定位槽13内的皮膜组件100沿x向移动，纵向定位组件15驱动位于粗定位槽13内的皮膜组件100沿y向移动；即可以将粗定位槽13设置为略大于皮膜组件100，并通过横向定位组件14和纵向定位组件15的驱动，使得皮膜组件100的两个边(图2左侧为例，左侧边和上侧边)与粗定位槽13的两个边(左侧边和上侧边)贴合，实现皮膜组件100的定位。
98.横向定位组件14与第一竖板/第二竖板的侧面接触，纵向定位组件15与第一竖板/第二竖板的两个短边端接触。
99.实施例三
100.本实施例对实施例二中的横向定位组件14和纵向定位组件15进行结构说明，本实施例中的横向定位组件14通过一个气缸即可以完成对两个粗定位治具的驱动，可以实现同步定位。
101.横向定位组件14包括横向气缸141、左定位杆142和右定位杆145，左定位杆142和右定位杆145均沿x向且同轴设置。
102.横向气缸141固定部与粗定位板10的右端固定连接，横向气缸141的移动部与右侧粗定位治具12固定连接，且驱动右侧粗定位治具12横向移动；
103.左定位杆142左端穿过左侧粗定位治具11的右侧壁与皮膜组件100抵靠，并对皮膜组件100施加向左的作用力；
104.右定位杆145，其右端穿过右侧粗定位治具12的左侧壁与皮膜组件100抵靠，并对皮膜组件100施加向右的作用力；
105.即横向气缸141推动右侧粗定位治具12向左移动，移动到一定距离后，左定位杆142的右端和右定位杆145的左端抵靠，然后右侧粗定位治具12继续移动，在作用力与反作用力的作用下，皮膜组件100(位于左侧粗定位治具11内)和皮膜组件100(位于右侧粗定位治具12内)同步移动(分别向左和向右移动)，实现x向的定位。
106.如果只采用左定位杆142和右定位杆145可能无法实现反复工作，因此本实施例中的横向定位组件14还包括左弹簧143和右弹簧144。
107.左弹簧143的第一端与左侧粗定位治具11固定连接，左弹簧143的第二端与左定位杆142的右端固定连接；
108.右弹簧144的第一端与右侧粗定位治具12固定连接，右弹簧144的第二端与右定位杆145的左端固定连接；
109.左弹簧143和右弹簧144即起到缓冲的功能，又起到复位的功能，当定位完成后，回缩横向气缸141，可以实现左定位杆142和右定位杆145的复位。
110.因为左侧粗定位治具11和右侧粗定位治具12之间存在相对滑动，因此为了减少连接件，两个粗定位治具的y向定位分开控制，纵向定位组件15包括左侧定位气缸151、左定位块、右侧定位气缸152和右定位块153。
111.左侧定位气缸151的固定部与左侧粗定位治具11固定连接，左定位块，其设置在粗
定位槽13内，且与左侧定位气缸151的移动部固定连接；
112.通过左侧定位气缸151驱动位于粗定位槽13(位于左侧粗定位治具11内)的左定位块沿y向移动，从而推动皮膜组件100(位于左侧粗定位治具11内)向上移动(以图2为参考方向)。
113.右侧定位气缸152的固定部与右侧粗定位治具固定连接，右定位块153设置在粗定位槽13内，且与右侧定位气缸152的移动部固定连接；
114.通过右侧定位气缸152驱动位于粗定位槽13(位于右侧粗定位治具12内)的右定位块153沿y向移动，从而推动皮膜组件100(位于右侧粗定位治具12内)向上移动。
115.左侧定位气缸151驱动左定位块沿y向移动，右侧定位气缸152驱动右定位块153沿y向移动，且左定位块和右定位块153分别对皮膜组件100施加y向作用力。
116.实施例四
117.实施例二和实施例三对位于粗定位槽13内的皮膜组件100进行粗定位后，通过方位检测组件检测皮膜组件100的方位，方位检测组件包括距离传感器20，距离传感器20固定设置在左定位块/右定位块153内，且沿x向设置；
118.距离传感器20检测左定位块/右定位块153与距离检测板之间的距离；
119.若距离小于设定值(根据实际情况进行设定)，则证明方位为正，即当距离检测板离粗定位板10的下端(图2方位)较近时，为正方向。
120.若距离小于设定值，则证明方位为反，此时旋转式取料机构取料时，旋转180
°
(此处不再赘述，参见实施例一)。
121.当然，也可以根据实际情况进行调整，即当大于设定值时为正，小于设定值时为反。其原理一致。
122.实施例五
123.为了避免旋转式取料机构在从粗定位装置内取料时，与放料装置(将皮膜组件100放入粗定位装置)产生干涉，本实施例设置一个变位组件，在完成粗定位和方位检测后，将定位治具变位，便于取料，变位组件包括主滑轨18、副滑轨17和变位气缸16。
124.主滑轨18，本实施例中其沿y向设置，副滑轨17与主滑轨18平行设置，且粗定位板10的下侧面与主滑轨18和副滑轨17可滑动连接，平行设置主滑轨18和副滑轨17可以对粗定位装置进行较好的支撑。
125.变位气缸16的固定部与主滑轨18固定连接，变位气缸16的移动部与粗定位板10固定连接，且驱动粗定位板10沿y向移动，可以设置一个变位气缸16，也可以根据具体情况增设多个变位气缸16。
126.变位气缸16处于第一状态时，粗定位板10位于上一工序的出料处(即将皮膜组件100放入粗定位装置的工位)；
127.变位气缸16处于第二状态时，粗定位板10位于旋转式取料机构的取料位(即旋转式取料机构在从粗定位装置内取料的工位)。
128.实施例六
129.为了避免粗定位槽13内出现空载，在左侧粗定位治具11和右侧粗定位治具12内均设置用于检测是否存在皮膜组件100的产品到位检测传感器30。
130.实施例七
131.本实施例对细定位装置的结构加以说明，皮膜组件100在细定位装置内细定位后，可以直接与膜盒进行安装，可以有效的减小膜盒与皮膜组件100之间的偏差，也可以避免出现皮膜组件100倒置的情况，如图4所示，细定位装置包括细定位板40、细定位治具41、定位销42和固定组件。
132.细定位板40水平设置，细定位治具41固定设置在细定位板40的上侧面，细定位治具41上设置有细定位槽44，本实施例中的细定位治具41为四个，具体个数可以根据情况进行选择和控制。
133.定位销42竖直固定设置在细定位治具41的上侧面，多个定位销42沿细定位槽44的圆周设置，且与皮膜组件100的安装孔一一对应设置，皮膜组件100的安装孔与燃气表的压环上的通孔对应，且用于将皮膜组件100安装至膜盒，因此通过定位销42即可实现有效定位，本实施例中定位销42的数量为12个。
134.固定组件与细定位装置连接且对皮膜组件100施加向下的作用力，避免皮膜组件100从细定位装置上脱落。
135.实施例八
136.本实施例对固定组件的结构加以说明，且本实施例中的固定组件采用负压吸附的方式，因此为了配合负压吸附，在细定位治具41的上侧面设置有多个皮膜吸孔43，皮膜吸孔43位于定位销42之间(便于对皮膜组件100进行吸附)，细定位治具41内设置有连通多个皮膜吸孔43的气流通道；
137.固定组件包括真空发生器，其真空端与气流通道连通，并向皮膜吸孔43提供负压，通过抽出皮膜吸孔43内的空气(本实施例中负压时间为4s，避免过长损坏皮膜101)，使得皮膜组件100与细定位治具41的上侧面贴合，实现固定，并且使皮膜组件100与细定位治具41贴合。
138.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例/方式或示例中。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/方式或示例。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/方式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/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。
139.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。在本技术的描述中，“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。
140.本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本发明，而并非是对本发明的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述发明的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本发明的范围内。