一种球阀端盖自寻位装配装置及方法

1.一种球阀端盖自寻位装配装置，用于将球阀主体(1)和端盖(2)螺旋密封，其特征在于，所述球阀端盖自寻位装配装置包括箱体(3)、球阀放置机构(4)、端盖放置机构(5)与伺服夹具机构(6)；所述伺服夹具机构(6)包含可轴向移动和旋转的夹紧块(61)，所述夹紧块(61)的轴向面设置有若干个环形分布并可插接端盖(2)的辅助孔(21)的销轴(62)；所述球阀放置机构(4)与端盖放置机构(5)分别放置球阀主体(1)与端盖(2)并使其与夹紧块(61)位置同轴配合，所述夹紧块(61)通过轴向移动和旋转以带动销轴(62)插接辅助孔(21)将端盖(2)与球阀主体(1)螺纹装配；
所述伺服夹具机构(6)还包括伺服电机(63)、联轴器(64)、滑动支架(65)和支架座(66)；所述夹紧块(61)、联轴器(64)和伺服电机(63)按X轴向方向轴向连接并通过伺服电机(63)带动销轴(62)沿X轴旋转，所述支架座(66)安装在箱体(3)上，所述滑动支架(65)与支架座(66)滑动连接，所述联轴器(64)安装在滑动支架(65)上并通过滑动支架(65)带动销轴(62)沿X轴轴向移动；
还包括滑轮组件(7)；所述滑轮组件(7)包含有滑轮支架(71)和位于滑轮支架(71)上且其轴心线与X轴平行的2个滑轮(72)；所述滑轮支架(71)安装在箱体(3)或者支架座(66)上，所述2个滑轮(72)位于所述安装在球阀放置机构(4)上球阀主体(1)底部的前后两侧且与其滚动配合；
所述端盖放置机构(5)包含有斜轨(51)、斜轨支撑架(52)和可放置端盖(2)的端盖放置架(53)，所述斜轨支撑架(52)安装在箱体(3)上，所述端盖放置架(53)安装在箱体(3)或者滑轮支架(71)上，所述斜轨(51)沿Y轴摆放，其两端分别安装在斜轨支撑架(52)和端盖放置架(53)上，且放置在斜轨支撑架(52)的一端位置高于放置在端盖放置架(53)的一端；
所述球阀放置机构(4)包含有进给板(41)和可放置球阀主体(1)的球阀放置架(42a)；
所述球阀放置架(42a)有2个，并沿进给板(41)的板身安装在进给板的顶面上，所述进给板(41)的底部配置有使2个球阀放置架(42a)沿Z轴单独轴向移动的升降机构(43)，该球阀放置架(42a)通过进给板(41)可沿Y轴轴向移动。
2.根据权利要求1所述的球阀端盖自寻位装配装置，其特征在于,所述球阀放置机构(4)还包括2个安装在箱体(3)上且也可放置球阀主体(1)的球阀放置架(42b)，所述安装在箱体(3)上的球阀放置架(42b)分别位于箱体(3)的前后两侧，所述进给板(41)上的球阀放置架(42a)向上移动使其高度高于箱体(3)上的球阀放置架(42b)，向下移动使其高度低于箱体(3)上的球阀放置架(42b)。
3.根据权利要求1所述的球阀端盖自寻位装配装置，其特征在于,所述放置在球阀放置架上的球阀主体(1)通过进给板(41)和升降机构(43)移动，移动后与夹紧块(61)位置和端盖放置架(53)上的端盖(2)位置同轴配合。
4.根据权利要求2所述的球阀端盖自寻位装配装置，其特征在于,所述进给板(41)上的球阀放置架(42a)与箱体(3)上的球阀放置架(42b)顶面均包含有一个放置球阀主体的凹槽(44)。
5.根据权利要求1所述的球阀端盖自寻位装配装置的装配方法，其特征在于包括以下步骤：
1)、通过上述装配中的伺服电机反向旋转，使该台装置中夹紧块上的销轴在翻转过程中自动寻找端盖上的辅助孔并插入到辅助孔；
2)、销轴插入到辅助孔后带动端盖继续旋转，使端盖与球阀主体上的螺纹在反方向运动过程中螺纹呈反匹配位置；
3)、当螺纹呈反向匹配模式时，伺服电机收到信号后正转此时端盖与球阀呈正匹配位置，所述销轴通过伺服电机带动端盖正转与球阀主体螺纹连接。
6.根据权利要求5所述的球阀端盖自寻位装配装置的装配 方法，其特征在于：通过步骤3)中的端盖与球阀主体螺纹连接时，通过销轴上的扭矩感应器会实时监测端盖与球阀主体之间的扭矩，并通过闭环系统反馈给控制系统，控制系统比较当前扭矩和设定扭矩值的差异，进行手动控制扭矩或者通过自动控制；自动控制时，控制系统发出指令给伺服电机，伺服电机再旋转使当前扭矩与设定扭矩值吻合，手动控制时，将设定扭矩值改成与当前扭矩值。

一种球阀端盖自寻位装配装置及方法\n技术领域\n[0001] 本发明属于球阀装配技术领域，具体涉及一种球阀端盖自寻位装配装置及方法。\n背景技术\n[0002] 在现今的球阀生产企业中,对于球阀密封圈的安装，全部依赖人工来完成，由于是人工的安装，不可避免的带来装配不到位，扭矩不达标的问题。对工人的个人技术水平是一个很高的要求，外界因数对工人也比较大，而现阶段的球阀生产企业中也没有相关的仪器设备来对安装好后的球阀进行扭矩测量，很难保证产品的扭矩都能达标。\n[0003] 球阀密封端盖的整个装配过程相当的繁琐复杂，需要熟练工人才能操作，遇到较大的阀体时，工人需要耗费巨大的体力才能完成初步的安装，而且装配速度慢，在调整校正的过程中还需要反复的调整球阀的方向，来回夹持数次才能完成一个阀体的安装。耗时将近半个小时，工人体力消耗极快，很难保证每个产品的质量。\n发明内容\n[0004] (一)要解决的技术问题\n[0005] 本发明要解决的技术问题是提出一种球阀端盖自寻位装配装置及方法，以解决传统技术中人工装配速度慢、费力、扭矩检测麻烦的问题。\n[0006] (二)技术方案\n[0007] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种球阀端盖自寻位装配装置，用于将球阀主体和端盖螺旋密封，所述球阀端盖自寻位装配装置包括箱体、球阀放置机构、端盖放置机构与伺服夹具机构；所述伺服夹具机构包含可轴向移动和旋转的夹紧块，所述夹紧块的轴向面设置有若干个环形分布并可插接端盖的辅助孔的销轴；所述球阀放置机构与端盖放置机构分别放置球阀主体与端盖并使其与夹紧块位置同轴配合，所述夹紧块通过轴向移动和旋转以带动销轴插接辅助孔将端盖与球阀主体螺纹装配。\n[0008] 优先的，所述伺服夹具机构还包括伺服电机、联轴器、滑动支架和支架座；所述夹紧块、联轴器和伺服电机按X轴向方向轴向连接并通过伺服电机带动销轴沿X轴旋转，所述支架座安装在箱体上，所述滑动支架与支架座滑动连接，所述联轴器安装在滑动支架上并通过滑动支架带动销轴沿X轴轴向移动。\n[0009] 优先的，还包括滑轮组件；所述滑轮组件包含有滑轮支架和位于滑轮支架上且其轴心线与X轴平行的2个滑轮；所述滑轮支架安装在箱体或者支架座上，所述2个滑轮位于所述安装在球阀放置机构上球阀主体底部的前后两侧且与其滚动配合。\n[0010] 优先的，所述端盖放置机构包含有斜轨、斜轨支撑架和可放置端盖的端盖放置架，所述斜轨支撑架安装在箱体上，所述端盖放置架安装在箱体或者滑轮支架上，所述斜轨沿Y轴摆放，其两端分别安装在斜轨支撑架和端盖放置架上，且放置在斜轨支撑架的一端位置高于放置在端盖放置架的一端。\n[0011] 优先的，所述球阀放置机构包含有进给板和可放置球阀主体的球阀放置架；所述球阀放置架有2个，并沿进给板的板身安装在进给板的顶面上，所述进给板的底部配置有使\n2个球阀放置架沿Z轴单独轴向移动的升降机构，该球阀放置架通过进给板可沿Y轴轴向移动。\n[0012] 优先的，所述球阀放置机构还包括2个安装在箱体上且也可放置球阀主体的球阀放置架，所述安装在箱体上的球阀放置架分别位于箱体的前后两侧，所述进给板上的球阀放置架向上移动使其高度高于箱体上的球阀放置架，向下移动使其高度低于箱体上的球阀放置架。\n[0013] 优先的，所述放置在球阀放置架上的球阀主体通过进给板和升降机构移动，移动后与夹紧块位置和端盖放置架上的端盖位置同轴配合。\n[0014] 优先的，所述进给板上的球阀放置架与箱体上的球阀放置架顶面均包含有一个放置球阀主体的凹槽。\n[0015] 以下是本发明的球阀端盖自寻位的装配方法，其特征在于，包括以下步骤：\n[0016] 1)、通过伺服电机反向旋转，使该台装置中夹紧块上的销轴在翻转过程中自动寻找端盖上的辅助孔并插入到辅助孔；\n[0017] 2)、销轴插入到辅助孔后带动端盖继续旋转，使端盖与球阀主体上的螺纹在反方向运动过程中螺纹呈反匹配位置；\n[0018] 3)、当螺纹呈反向匹配模式时，伺服电机收到信号后正转此时端盖与球阀呈正匹配位置，所述销轴通过伺服电机带动端盖正转与球阀主体螺纹连接。\n[0019] 优先的，通过步骤3)中的端盖与球阀主体螺纹连接时，所述伺服电机会实时监测端盖与球阀主体之间的扭矩，并通过闭环系统反馈给控制系统，控制系统比较当前扭矩和设定扭矩值的差异，进行手动控制扭矩或者通过自动控制；自动控制时，控制系统发出指令给伺服电机，伺服电机再旋转使当前扭矩与设定扭矩值吻合，手动控制时，将设定扭矩值改成与当前扭矩值。\n[0020] (三)有益效果\n[0021] 本发明的球阀端盖自寻位装配装置及方法，具有以下优点：\n[0022] a、代替人力对控制球阀主体和端盖螺纹装配，实现了机械自动化，操作方便又不费力，既加快了装配速度，而且又节省了人力。\n[0023] b、通过本发明的方法，使端盖反转并与球阀主体形成螺纹反向匹配，再使端盖正转与球阀主体螺纹相连，所以不会在拧紧的过程中因螺纹的错位而损伤螺纹牙和零件，同时保证了产品装夹位置的一致性，减小了因错位而导致的拧紧力矩骤然增大而影响系统正常的扭矩检测而导致发出错误停止信号，同时匹配的螺纹配合也使装配精确提高，同时最终的拧紧扭矩测量也较为准确。\n[0024] c、通过伺服电机进行扭矩的实时测控，并针对当前扭矩与设定扭矩之间的差异，来控制伺服电机调整，可以实现装配的密封效果，保证了产品的质量，而且检测和调整扭矩非常方便。\n[0025] d、通过设置输端盖的轨道、输送球阀主体和装配好后的球阀的进给板，操作更加方便，无需人工辅助，可配合机械手实时全自动生产，提高了球阀装配工艺整体的效率。\n附图说明\n[0026] 图1为球阀主体与端盖连接的结构示意图；\n[0027] 图2为本发明的球阀端盖自寻位装配装置的立体图；\n[0028] 图3为本发明的球阀放置机构的第一立体图；\n[0029] 图4为本发明的球阀放置机构的第二立体图；\n[0030] 图5为本发明的端盖放置机构的立体图；\n[0031] 图6为本发明的伺服夹具机构的立体图；\n[0032] 图7为本发明的滑轮组件的立体图；\n[0033] 图8为本发明的本发明的球阀端盖自寻位的装配方法的示意图；\n[0034] 1为球阀主体、2为端盖、3为箱体、4为球阀放置机构、5为端盖放置机构、6为伺服夹具机构、7为滑轮组件、71为滑轮支架、72为滑轮、21为辅助孔、41为进给板、42a和42b为球阀放置架、43为升降机构、44为凹槽、51为斜轨、52为斜轨支撑架、53为端盖放置架、54为限位机构、61为夹紧块、62为销轴、63为伺服电机、64为联轴器、65为滑动支架、66为支架座。\n具体实施方式\n[0035] 下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。\n[0036] 图1为球阀主体1与端盖2连接的结构示意图，如图1所示，球阀主体与端盖相互通过螺纹连接，才能达到密封效果，传统的端盖2都包含有辅助孔21。\n[0037] 实施例一：如图2和图6所示，本发明为一种球阀端盖自寻位装配装置，具体包括箱体3、球阀放置机构4、端盖放置机构5与伺服夹具机构6；端盖放置机构5与伺服夹具机构6的数量均为1个或者2个，数量为2个时，端盖放置机构5与伺服夹具机构6均位于球阀放置机构\n4的左右两侧，适合那种球阀主体1的两端都要与端盖2的那种结构；当数量为1个，端盖放置机构5与伺服夹具机构6均位于球阀放置机构4的单侧，适合那种只要球阀主体1的单侧与端盖2的那种结构；所述伺服夹具机构6包含夹紧块61、服电机63、联轴器64、滑动支架65和支架座66；所述夹紧块61、联轴器64和伺服电机63按X轴向方向轴向连接并通过伺服电机63带动销轴62沿X轴旋转，所述支架座66安装在箱体3上，所述滑动支架65与支架座66滑动连接，所述联轴器64安装在滑动支架65上并通过滑动支架65带动销轴62沿X轴轴向移动。所述夹紧块61的轴向面设置有2个环形均布并可插接辅助孔21的销轴62；所述球阀放置机构4与端盖放置机构5分别放置球阀主体1与端盖2并使其与夹紧块61位置同轴配合，这样使球阀主体1与端盖2的位置对位连接，工作时，将球阀主体1和端盖2分别放入到球阀放置机构4和端盖放置机构5内，然后夹紧块61通过滑动支架65沿X轴移动使销轴接触端盖2的端面，接着夹紧块61通过伺服电机63旋转使销轴62翻转会旋转自动找到辅助孔21后，滑动支架65继续轴向滑动让夹紧块61插接到辅助孔21内，同时销轴62继续翻转以实现与球阀主体1螺纹连接。\n通过以带动销轴62插接辅助孔21将端盖2与球阀主体1螺纹装配，这样可以实现自动装配，无需人工装配实现装配的机械自动化，节省了人力，提高了装配的效率。\n[0038] 如1和图7所示，本发明还设置有一个所述滑轮组件7，所述滑轮组件7包含有滑轮支架71和位于滑轮支架71上且其轴心线与X轴平行的2个滑轮72；所述滑轮支架71安装在箱体3或者支架座66上，所述2个滑轮72位于所述安装在球阀放置机构4上球阀主体1底部的前后两侧且与其滚动配合。\n[0039] 实施例二：如图5所示，所述端盖放置机构5包含有斜轨51、斜轨支撑架52和可放置端盖2的端盖放置架53，所述斜轨支撑架52安装在箱体3上，所述端盖放置架53安装在箱体3或者滑轮支架71上，所述斜轨51沿Y轴摆放，其两端分别安装在斜轨支撑架52和端盖放置架\n53上，且放置在斜轨支撑架52的一端位置高于放置在端盖放置架53的一端，这样待装配的端盖2可以通过斜轨51送入到端盖放置架53上，在斜轨51还设置有一个限位机构54，所述限位机构54为气缸机构，通过气缸轴伸缩可以对斜轨51上的端盖2限位，这样可以使放置在斜轨51上的多个端盖2可以一个一个的送入到端盖放置架53上，非常方便。\n[0040] 如图1、图3和图4所示，所述球阀放置机构4包含有进给板41和可放置球阀主体1的球阀放置架42a；所述球阀放置架42a有2个，并沿进给板41的板身安装在进给板的顶面上，所述进给板41的底部配置有使2个球阀放置架42a沿Z轴单独轴向移动的升降机构43，该球阀放置架42a通过进给板41可沿Y轴轴向移动。在所述箱体3的前后两侧还分别设置有安装在箱体3上且也可放置球阀主体1的球阀放置架42b，所述进给板41上的球阀放置架42a向上移动使其高度高于箱体3上的球阀放置架42b，向下移动使其高度低于箱体3上的球阀放置架42b，所述进给板上41的球阀放置架42a与箱体3上的球阀放置架42b顶面均包含有一个放置球阀主体的凹槽44，所述凹槽44可以为弧形、U型或者倒等边梯形，故容易放置球阀主体\n1。\n[0041] 如1和图7所示，本发明还设置有一个所述滑轮组件7包含有滑轮支架71和位于滑轮支架71上且其轴心线与X轴平行的2个滑轮72；所述滑轮支架71安装在箱体3或者支架座\n66上，所述2个滑轮72位于所述安装在球阀放置机构4上球阀主体1底部的前后两侧且与其滚动配合。\n[0042] 工作时，所述限位机构54控制使斜轨51向端盖放置架53送入一个端盖2，所述前侧的球阀放置架42a通过升降机构43沿Z轴向上移动使前侧的球阀放置架42b上的球阀主体支撑并脱离球阀放置架42b，通过进给板41沿Y轴向后移动送入到销轴62处，此时球阀主体1、端盖放置架53上的端盖2和夹紧块61的位置同轴，而且同时在该球阀放置架42放置好再加工的下一个球阀主体1，然后通过夹紧块61进行装配，装配好后，通过升降机构43沿Z轴向向上移动，进给板41沿Y轴向后移动送入到后侧的球阀放置架42b，通过升降机构43沿Z轴向下移动，使装配的产品放入到球阀放置架42b处并脱离球阀放置架42a，方便下道工艺的机械手拿取，同时在另一个球阀放置架42a会向上移动托起前侧的球阀放置架42b上的下一个球阀主体1再进行上述操作，形成循环。\n[0043] 实施例三：如图8所示，本发明的球阀端盖自寻位的装配方法，包括以下步骤：\n[0044] 1)、通过上述装配中的伺服电机反向旋转，使该台装置中夹紧块上的销轴在翻转过程中自动寻找端盖上的辅助孔并插入到辅助孔；\n[0045] 2)、销轴插入到辅助孔后带动端盖继续旋转，使端盖与球阀主体上的螺纹在反方向运动过程中螺纹呈反匹配位置；\n[0046] 3)、当螺纹呈反向匹配模式时，伺服电机收到信号后正转此时端盖与球阀呈正匹配位置，所述销轴通过伺服电机带动端盖正转与球阀主体螺纹连接。\n[0047] 在实施例一的基础上，通过此方法，使端盖先反转并与球阀主体形成螺纹反向匹配，再使端盖正转与球阀主体螺纹相连，所以不会在拧紧的过程中因螺纹的错位而损伤螺纹牙和零件，同时保证了产品装夹位置的一致性，减小了因错位而导致的拧紧力矩骤然增大而影响系统正常的扭矩检测而导致发出错误停止信号，同时匹配的螺纹配合也使装配精确提高，同时最终的拧紧扭矩测量也较为准确。\n[0048] 实施例四：在上述实施例三的步骤3)中的端盖与球阀主体螺纹连接时，所述伺服电机会实时监测端盖与球阀主体之间的扭矩，并通过闭环系统反馈给控制系统，控制系统比较当前扭矩和设定扭矩值的差异，给出2个方案，一个是手动设置设定扭矩，使设定扭矩与当前扭矩值相同，另一个是则控制系统发出指令给伺服电机，伺服电机再旋转使当前扭矩与设定扭矩值吻合。\n[0049] 通过伺服电机进行扭矩的实时测控，并针对当前扭矩与设定扭矩之间的差异，来控制伺服电机调整，可以实现装配的密封效果，保证了产品的质量，而且检测和调整扭矩非常方便。\n[0050] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。