锥形工件自动组装设备的制作方法

1.本发明涉及工件组装技术领域，特别涉及一种锥形工件自动组装设备。


背景技术：

2.在机械加工组装领域，某些情况下会有圆锥形工件的组装和零件装配，比如需要将圆锥形内胆组装到圆锥形外壳中，其中圆锥形外壳或内胆本身需要先组装部分两部件，再将二者组装，这必然涉及到圆锥形内胆和圆锥形外壳的上料、固定夹紧等，为了组装和装配的需求，会涉及到圆锥形工件的固定、旋转等。
3.本发明的目的在于提供一种达到上述目的的锥形工件自动组装设备，实现锥形工件的自动组装。


技术实现要素：

4.本发明主要解决的技术问题是提供一种锥形工件自动组装设备，通过对移动平台、翻转装置、内胆夹紧升降装置和外壳定位夹紧装置等的结构设计，能够实现圆锥形内胆和圆锥形外壳各自零部件的组装以及二者的组装，各装置和机构性能稳定。
5.为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种锥形工件自动组装设备，所述锥形工件包括锥形内胆和锥形外壳，定义锥形工件的轴向为x向，所述组装设备包括固定平台、移动平台、机架、翻转装置、用于固定锥形内胆的内胆夹紧升降装置、用于固定锥形外壳的外壳定位夹紧装置、吊装装置、吊装驱动机构和外壳定位夹紧水平驱动机构；
6.移动平台包括移动式站人平台，所述移动式站人平台与所述固定平台之间滑动连接；
7.所述翻转装置包括主动变位机和辅助变位机，主动变位机和辅助变位机分别固定于所述机架的两侧，通过翻转装置驱动所述机架以y轴为转轴旋转；
8.所述吊装装置的连接端与所述内胆夹紧升降装置的工装可拆卸连接；通过吊装驱动机构驱动吊装装置沿轴向平移从而带动内胆夹紧升降装置沿轴向平移；
9.所述外壳定位夹紧装置还连接外壳旋转机构，通过外壳旋转机构驱动外壳定位夹紧装置旋转；
10.通过外壳定位夹紧水平驱动机构驱动外壳定位夹紧装置沿x向水平移动。
11.进一步地说，移动平台还包括安装底板、第一链条、第二链条、链轮和平台移动驱动气缸，所述平台移动驱动气缸的前端安装于所述安装底板，所述第一链条安装于所述安装底板的上表面，所述第二链条安装于所述移动式站人平台的下表面，所述平台移动驱动气缸的动力输出端安装推块，所述链轮转动连接于所述推块，所述链轮同时与所述第一链条和所述第二链条啮合；
12.通过平台移动驱动气缸驱动推块移动带动链轮旋转并通过链轮与第一链条和第二链条的啮合带动移动式站人平台平移。
13.进一步地说，定义锥形外壳的外径较大的那端为首段，且外径较小的那端为尾端；外壳定位夹紧装置包括下底板、上底板、首端定位机构、中间支撑组件、周向夹紧机构和尾端定位机构；
14.所述首端定位机构、所述中间支撑组件和所述周向夹紧机构皆位于所述下底板；
15.所述尾端定位机构位于所述下底板；
16.所述外壳定位夹紧装置还包括尾端定位驱动单元；通过尾端定位驱动单元驱动所述尾端定位机构沿x向平移；
17.以首端定位机构为基准对锥形外壳的首端的端面进行限位，通过周向夹紧机构从周向对外壳的首端进行夹紧，通过中间支撑组件对锥形外壳进行支撑，通过尾端定位机构从周向对锥形外壳的尾端进行定位夹紧。
18.进一步地说，所述下底板的首端设有首端支撑座，所述首端支撑座的上表面为弧形面。
19.进一步地说，所述首端定位机构包括首端定位板和定位板驱动单元，定位板纵向设置且其端面为基准面，所述定位板驱动单元的动力输出端安装所述首端定位板，通过首端定位板驱动单元驱动所述首端定位板升降；
20.所述首端定位板的上表面为弧形面，所述首端定位板与所述首端支撑座之间通过z向滑块滑轨结构连接。
21.进一步地说，所述周向夹紧机构包括周向夹紧驱动电机、周向蜗轮蜗杆结构、周向移动块、连杆结构和多个周向夹紧块，所有所述周向夹紧块沿周向均匀间隔设置，周向夹紧驱动电机的输出端连接周向蜗轮蜗杆结构，周向蜗轮蜗杆结构的另一端固定周向移动块，周向移动块与首端支撑座之间通过z向滑块滑轨结构滑动连接；
22.连杆结构与周向移动块通过方形销转动连接；周向夹紧块与连杆结构通过方形销转动连接；周向夹紧块与首端支撑座滑动连接。
23.进一步地说，所述中间支撑组件包括中间支撑座，所述中间支撑座的上表面为弧形面；
24.所述中间支撑座和首端支撑座皆设有环形空腔，沿所述环形空腔周向间隔设有多个支撑滚轮所述支撑滚轮与环形空腔的侧壁转动连接。
25.进一步地说，所述尾端定位机构为尾端定位环，所述尾端定位环固定于所述上底板，通过尾端定位驱动单元驱动尾端定位环沿x向平移至锥形外壳的尾端插入其内部。
26.进一步地说，所述外壳旋转机构包括外壳旋转驱动电机、主动齿轮和从动齿轮，所述外壳旋转驱动电机驱动所述主动齿轮旋转，所述主动齿轮和所述从动齿轮啮合，所述从动齿轮固定安装于所述下底板。
27.进一步地说，内胆夹紧升降装置包括内胆支撑台、多组内胆支撑组件、x向距离调节结构、z向高度调节结构和支撑台升降驱动机构，多组所述内胆支撑组件沿长度方向间隔设置于所述内胆支撑台，所述内胆支撑组件包括v型支撑板和捆带，所述捆带的两端与v型支撑板连接，锥形内胆放置于所述v型支撑板的v型槽内，通过捆带将其固定于v型支撑板；
28.所述支撑台升降驱动机构的动力输出端与内胆支撑台固定连接，通过支撑台升降驱动机构驱动内胆支撑台升降；
29.至少一内胆支撑组件与z向高度调节结构连接，通过z向高度调节结构驱动该内胆
支撑组件升降；
30.x向距离调节结构与至少一内胆支撑组件连接，通过所述x向距离调节结构驱动该内胆支撑组件沿x向移动；
31.锥形内胆的内部组装内胆工装后与吊装装置可拆卸连接。
32.本发明的有益效果是：
33.本发明包括固定平台、能够移动的移动平台、机架、翻转装置、用于固定锥形内胆的内胆夹紧升降装置、用于固定锥形外壳的外壳定位夹紧装置、吊装装置和吊装驱动机构，吊装装置的连接端与内胆夹紧升降装置的工装可拆卸连接；通过吊装驱动机构驱动吊装装置沿轴向平移从而带动内胆夹紧升降装置沿轴向平移；外壳定位夹紧装置还连接外壳旋转机构，通过外壳旋转机构驱动外壳定位夹紧装置旋转，本发明通过对移动平台、翻转装置、内胆夹紧升降装置和外壳定位夹紧装置等的结构设计，能够实现圆锥形内胆和圆锥形外壳各自零部件的组装以及二者的组装，各装置和机构性能稳定；
34.本发明的外壳定位夹紧装置中以首端定位机构为基准对锥形外壳的首端的端面进行限位，通过周向夹紧机构从周向对外壳的首端进行夹紧，通过中间支撑组件对锥形外壳进行支撑，通过尾端定位机构从周向对锥形外壳的尾端进行定位夹紧，在周向夹紧机构松开以及尾端定位机构未套入锥形外壳的尾端时，锥形外壳能够手动旋转，便于进行相应的组装和操作；当周向夹紧机构夹紧和尾端定位机构套入尾端后，能够将锥形外壳固定夹紧，且夹紧过程稳定牢固，在锥形外壳左右旋转甚至是上下翻转的过程中均不会晃动，安全牢固；
35.本发明的内胆夹紧升降装置由于多组内胆支撑组件相互之间独立设置，每组内胆支撑组件的v型槽的尺寸可以不同，能够更好的匹配锥形内胆的形状，且部分内胆支撑组件的x向距离和z向高度可调，更好的匹配不同尺寸的锥形内胆，因此本发明能够实现圆锥形内胆的固定和升降，且能实现不同尺寸的圆锥形内胆的固定，通用性强；
36.本发明中支撑台升降驱动机构的动力输出端与内胆支撑台固定连接，通过支撑台升降驱动机构驱动内胆支撑台升降，以满足锥形内胆组装时对高度的需求。
37.本发明的移动平台通过平台移动驱动气缸驱动推块移动带动链轮旋转并通过链轮与第一链条和第二链条的啮合带动移动式站人平台平移，即通过链轮同时与两链条的啮合来实现移动式站人平台的平移，使得移动式站人平台的移动行程可以达到平台移动驱动气缸的行程的两倍，能够移动式站人平台的大行程移动，且移动过程平稳、稳定，移动式站人平台的承载力强；即通过该移动平台既方便实现人工上下料，又能为设备的其它功能的实现提供足够的操作空间。
38.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
39.图1是本发明的外观图(机架处于竖直状态)；
40.图2是本发明的结构示意图之一；
41.图3是本发明的结构示意图之二；
42.图4是本发明的移动平台的结构示意图之一；
43.图5是本发明的移动平台的主视图；
44.图6是本发明的移动平台的结构示意图之二(固定踏板未放置)；
45.图7是本发明的移动平台处的平台移动驱动气缸处的局部放大图；
46.图8是本发明的移动平台沿推杆轴向的剖视图；
47.图9是本发明的翻转装置的结构示意图；
48.图10是本发明的翻转装置的侧视图；
49.图11是本发明的翻转装置的辅助变位机的分解结构示意图；
50.图12是本发明的翻转装置的主动变位机的分解结构示意图；
51.图13是本发明的翻转装置的主动变位机的结构示意图；
52.图14是本发明的外壳定位夹紧装置的结构示意图之一(锥形外壳放置后)；
53.图15是本发明的外壳定位夹紧装置的主视图；
54.图16是本发明的外壳定位夹紧装置的结构示意图之二(锥形外壳未放置)；
55.图17是本发明的外壳定位夹紧装置的周向夹紧机构处的结构示意图；
56.图18是本发明的外壳定位夹紧装置的结构示意图之三(从底下看，下底板未安装)；
57.图19是本发明的外壳定位夹紧装置的结构示意图之四(从底下看，下底板未安装)；
58.图20是本发明的外壳定位夹紧装置的下底板处的结构示意图；
59.图21是本发明的内胆夹紧升降装置的结构示意图之一；
60.图22是本发明的内胆夹紧升降装置的结构示意图之二；
61.图23是本发明的内胆夹紧升降装置的主视图；
62.图24是本发明的内胆夹紧升降装置的结构示意图之三；
63.图25是本发明的壳定位夹紧水平驱动机构处的结构示意图；
64.图26是本发明的吊装装置的示意图(卡盘松开吊具的状态)；
65.图27是本发明的吊装装置的主视图；
66.各附图标记如下：
67.锥形内胆100、锥形外壳200、内胆工装300；
68.移动平台10、移动式站人平台101、行走轮1011、轻轨1012、缓冲限位柱1013、v型避让口1014；安装底板102、直线导轨1021；第一链条103、第二链条104、链轮105；平台移动驱动气缸106、推杆1061；推块107、销轴1071；固定踏板108；
69.翻转装置20、主动变位机201、主动变位支架2011、走线孔20111、安装凸台20112、安装孔20113、有齿回转支撑2012、主动变位盘2013、翻转驱动机构2014、翻转驱动电机20141、涡轮涡杆机械自锁结构20142、小齿轮20413、安装盘20144、安装位20145；门板2015、柔性顶紧机构2016、导柱20161、柔性件20162、安装块20163；防爆控制盒2017；辅助变位机202、辅助变位支架2021、辅助变位盘2022、内圈2023、外圈2024；
70.内胆夹紧升降装置30、内胆支撑台301；
71.x向距离调节结构302、x向调节手轮3021、x向螺杆3022、x向螺母3023；
72.z向高度调节结构303、z向调节手轮3031、z向导杆3032、z向蜗轮蜗杆结构3033；
73.支撑台升降驱动机构304；
74.第一内胆支撑组件305、v型支撑板3051、捆带3052、v型槽3053、捆带放置箱3054；
75.第二内胆支撑组件306、第三内胆支撑组件307；
76.外壳定位夹紧装置40、下底板401、首端支撑座4011、环形空腔40111、支撑滚轮40112；上底板402；首端定位机构403、首端定位板4031、定位板驱动单元4032；中间支撑组件404、中间支撑座4041；周向夹紧机构405、周向夹紧驱动电机4051、周向蜗轮蜗杆结构4052、周向移动块4053、周向夹紧块4054、方形销40551、下连杆40552、上连杆40553；尾端定位机构406、尾端定位驱动单元407；外壳旋转机构408、外壳旋转驱动电机4081、主动齿轮4082、从动齿轮4083；
77.固定平台50；
78.吊装驱动机构70；
79.吊装装置60、卡盘601、工装连接吊具602、卸扣6021、加粗段6022、钢丝绳603、挂钩604；
80.外壳定位夹紧水平驱动机构110、外壳定位机架板1101。
具体实施方式
81.以下通过特定的具体实施例说明本发明的具体实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的优点及功效。本发明也可以其它不同的方式予以实施，即，在不背离本发明所揭示的范畴下，能予不同的修饰与改变。
82.实施例：一种锥形工件自动组装设备，如图1到图3所示，所述锥形工件包括锥形内胆100和锥形外壳200，定义锥形工件的轴向为x向，所述组装设备包括固定平台50、移动平台10、机架80、翻转装置20、用于固定锥形内胆的内胆夹紧升降装置30、用于固定锥形外壳的外壳定位夹紧装置40、吊装装置60、吊装驱动机构70和外壳定位夹紧水平驱动机构110；
83.移动平台10包括移动式站人平台101，所述移动式站人平台与所述固定平台之间滑动连接；
84.所述翻转装置20包括主动变位机201和辅助变位机202，主动变位机和辅助变位机分别固定于所述机架的两侧，通过翻转装置驱动所述机架以y轴为转轴旋转；
85.所述吊装装置的连接端与所述内胆夹紧升降装置的工装可拆卸连接；通过吊装驱动机构驱动吊装装置沿轴向平移从而带动内胆夹紧升降装置沿轴向平移；
86.所述外壳定位夹紧装置还连接外壳旋转机构408，通过外壳旋转机构驱动外壳定位夹紧装置旋转；
87.通过外壳定位夹紧水平驱动机构驱动外壳定位夹紧装置沿x向水平移动。本实施例中，所述组装设备还包括电控柜90，所述电控柜位于固定平台上。
88.如图4到图8所示，移动平台10包括移动式站人平台101、安装底板102、第一链条103、第二链条104、链轮105和平台移动驱动气缸106，所述平台移动驱动气缸的前端安装于所述安装底板，所述第一链条安装于所述安装底板的上表面，所述第二链条安装于所述移动式站人平台的下表面，所述平台移动驱动气缸的动力输出端安装推块107，所述链轮转动连接于所述推块，所述链轮同时与所述第一链条和所述第二链条啮合；
89.通过平台移动驱动气缸驱动推块移动带动链轮旋转并通过链轮与第一链条和第二链条的啮合带动移动式站人平台平移。
90.如图4到图8所示，本实施例中，所述平台移动驱动气缸的前端设有推杆1061，所述推杆的端部固定所述推块。
91.由于链轮和两链条的配合，使得所述移动式站人平台的移动行程为所述平台移动驱动气缸的行程的两倍。因为普通气缸的行程最多1米，通过本发明的结构设计，在相同的空间内，能够使得移动式站人平台的行程变为气缸行程的两倍，大大延长移动式站人平台的移动行程，当移动式站人平台位于固定踏板的正下方时，为机加工设备的其它需求(比如组装机构旋转需要空间等)提供充足的空间，不然达到上述目的的话，设备会需要更大的体积，成本增加，重量也会增加；当移动式站人平台完全伸出时，便于人工将工件或配件放置机加工设备上。即通过该移动平台既方便实现人工上下料，又能为设备的其它功能的实现提供足够的操作空间。
92.如图4到图8所示，本实施例中，所述安装底板的上表面安装直线导轨1021，所述移动式站人平台的下表面设有与所述直线导轨相匹配的导块(图未示意)。当然二者也可以颠倒过来设置。该结构设计保证移动式站人平台移动过程的稳定性和顺畅性。
93.如图4到图8所示，本实施例中，所述推块的上表面和下表面皆设有开口，所述推块的侧面通过销轴1071与链轮转动连接，所述链轮通过开口分别与第一链轮和第二链轮啮合。
94.如图4到图8所示，所述移动式站人平台的边缘设有行走轮1011，所述行走轮能够沿与其相匹配的轻轨1012平移。所述轻轨安装于固定平台上，比如地面或机台等。该结构设计也是为了保证移动式站人平台移动过程的稳定性和顺畅性。
95.如图4到图8所示，所述轻轨的两端分别设有用于限制移动式站人平台移动行程的缓冲限位柱1013。比如橡胶柱，具有弹性缓冲性能即可，在移动式站人平台的移动过程中起到限位缓冲作用，避免移动式站人平台直接碰到轻轨的端部造成损伤等，延长平台的使用寿命。
96.如图4到图8所示，所述轻轨的上方设有固定踏板108，当所述平台移动驱动气缸处于缩回状态时，所述移动式站人平台位于所述固定踏板的正下方。固定踏板可以固定安装于其它结构(本实施例中，安装于固定平台上)上。提供足够的空间用于实现设备的其它功能，比如旋转等。
97.如图4到图8所示，所述移动式站人平台的前端设有v型避让口1014。与设备的其它结构相匹配，避免干涉。
98.移动平台的工作过程为：
99.当平台移动驱动气缸的推杆处于缩回状态时，移动式站人平台正好位于固定踏板的正下方，此时移动式站人平台右侧的空间最大，可以供设备实现其它需要足够空间的动作或操作；需要人工上料或安装配件时，平台移动驱动气缸的推杆伸出，带动推块平移，由于推块和链轮通过销轴转动连接，所以链轮转动，通过链轮的与第一链条和第二链条的啮合，移动式站人平台向右移动，且最大移动行程为平台移动驱动气缸的行程的两倍；移动式站人平台缩回的过程与上述过程恰好相反，故不赘述。
100.如图9到图13所示，翻转装置20包括主动变位机201和辅助变位机202，所述主动变位机和辅助变位机镜向对称设置，所述主动变位机包括主动变位支架2011、有齿回转支撑2012、主动变位盘2013和能够驱动主动变位盘旋转的翻转驱动机构2014，所述有齿回转支
撑固定位于所述主动变位支架的内侧面，且其固定于所述主动变位盘；
101.所述翻转驱动机构包括翻转驱动电机20141和涡轮涡杆机械自锁结构20142，所述翻转驱动电机的输出端与所述涡轮涡杆机械自锁结构的一端连接，所述涡轮涡杆机械自锁结构的另一端与小齿轮20413连接，小齿轮与设于所述主动变位盘的有齿回转支撑啮合；
102.所述辅助变位机包括辅助变位支架2021、无齿回转支撑和辅助变位盘2022，所述无齿回转支撑包括内圈2023和外圈2024，所述内圈固定于所述辅助变位支架，所述外圈固定于所述辅助变位盘，所述内圈和外圈之间相对转动，待翻转的机架的两侧分别固定安装于所述主动变位盘和辅助变位盘相对的侧面。
103.如图9到图13所示，所述主动变位盘和所述辅助变位盘的中间位置设有水平沿伸的走线孔20111。线路整齐不凌乱，且不会与其它运动部件形成干涉。
104.如图9到图13所示，所述主动变位盘和所述辅助变位盘皆是半边沿伸形成安装凸台20112，所述安装凸台设有安装孔20113，通过所述安装孔与待翻转的机架固定连接。安装凸台便于机架的固定安装，主动变位盘和辅助变位盘的另一半边未延伸出来，避免与机架安装的其它结构造成干涉。
105.如图9到图13所示，所述涡轮涡杆机械自锁结构的端部设有安装盘20144，所述安装盘的边缘设有多个安装位20145，通过所述多个安装位将翻转驱动机构安装于主动变位支架。该安装方式稳定可靠，工作过程中不会晃动。
106.所述安装盘通过安装位浮动安装于所述主动变位支架；此处的浮动安装在机械领域比较常见，比如此处的安装孔的孔径大于紧固件的直径即可；
107.如图9到图13所示，安装盘设有柔性顶紧机构2016，所述柔性顶紧机构包括导柱20161、柔性件20162和安装块20163，所述导柱的上端固定于所述安装盘且下端固定于所述安装块，所述安装块固定于所述主动变位支架，所述柔性件套装于所述导柱。在翻转过程中，小齿轮在竖直方向会有一定浮动，因此通过柔性顶紧机构能够消除小齿轮与回转有齿支承配合时产生的间隙。
108.所述主动变位支架的后端为能够打开的门板2015。便于内部结构的维修和安装等。
109.如图9所示，所述主动变位支架的上端安装有防爆控制盒2017.
110.翻转装置的工作过程为：
111.翻转驱动电机旋转，通过涡轮涡杆机械自锁结构传递动力，并通过小齿轮和有齿回转支撑的啮合带动主动变位盘旋转，由于带翻转的机架同时与主动变位盘和辅助变位盘固定连接，辅助变位盘起到辅助支撑的作用，最终实现机架的翻转。
112.如图1到图3所示，定义锥形外壳200的外径较大的那端为首段，且外径较小的那端为尾端，定义锥形外壳的轴线方向为x向；外壳定位夹紧装置40包括下底板401、上底板402、首端定位机构403、中间支撑组件404、周向夹紧机构405和尾端定位机构406；
113.所述首端定位机构、所述中间支撑组件和所述周向夹紧机构皆位于所述下底板；
114.所述尾端定位机构位于所述下底板；
115.如图14和图18所示，所述外壳定位夹紧装置还包括尾端定位驱动单元407；通过尾端定位驱动单元驱动所述尾端定位机构沿x向平移；
116.以首端定位机构为基准对锥形外壳的首端的端面进行限位，通过周向夹紧机构从
周向对外壳的首端进行夹紧，通过中间支撑组件对锥形外壳进行支撑，通过尾端定位机构从周向对锥形外壳的尾端进行定位夹紧。
117.如图14到图16所示，所述下底板的首端设有首端支撑座4011，所述首端支撑座的上表面为弧形面。
118.如图14到图16所示，所述首端定位机构包括首端定位板4031和定位板驱动单元4032，定位板纵向设置且其端面为基准面，所述定位板驱动单元的动力输出端安装所述首端定位板，通过首端定位板驱动单元驱动所述首端定位板升降；
119.所述首端定位板的上表面为弧形面，所述首端定位板与所述首端支撑座之间通过z向滑块滑轨结构连接。本实施例中，所述定位板驱动单元为气缸，但不限于此，能驱动首端定位板升降即可。
120.如图14到图15所示，所述周向夹紧机构包括周向夹紧驱动电机4051、周向蜗轮蜗杆结构4052、周向移动块4053、连杆结构和多个周向夹紧块4054，所有所述周向夹紧块沿周向均匀间隔设置，周向夹紧驱动电机的输出端连接周向蜗轮蜗杆结构，周向蜗轮蜗杆结构的另一端固定周向移动块，周向移动块与首端支撑座之间通过z向滑块滑轨结构滑动连接；
121.如图17所示，连杆结构与周向移动块通过方形销40551转动连接；周向夹紧块与连杆结构通过方形销转动连接；周向夹紧块与首端支撑座滑动连接。
122.如图17所示，所述连杆结构设有两个且镜像对称设置，每一连杆结构皆包括下连杆40552和上连杆40553，二者均为具有夹角的弯折杆，两下连杆的下端与所述周向移动块三者之间通过方形销转动连接；每一连杆结构的上连杆和下连杆的连接处和周向夹紧块三者之间通过方形销转动连接；所述上连杆的上端和周向夹紧块之间通过方形销转动连接。
123.如图16和图17所示，所述首端支撑座设有环形空腔40111，沿所述环形空腔周向间隔设有多个支撑滚轮40112，所述支撑滚轮与环形空腔的侧壁转动连接。
124.如图14到图16所示，所述中间支撑组件包括中间支撑座4041，所述中间支撑座的上表面为弧形面；所述中间支撑座设有环形空腔，沿所述环形空腔周向间隔设有多个支撑滚轮40112，所述支撑滚轮与环形空腔的侧壁转动连接。
125.如图14到图16所示，所述尾端定位机构406为尾端定位环，所述尾端定位环固定于所述上底板，通过尾端定位驱动单元驱动尾端定位环沿x向平移至锥形外壳的尾端插入其内部。
126.所述尾端定位驱动单元为电机驱动丝杆螺母结构，上底板固定于螺母，所述上底板和下底板之件通过x向滑块滑轨结构连接。该电机驱动丝杆螺母结构为机械领域常规结构，其为现有技术，故不赘述。
127.如图19和图20所示，所述外壳定位夹紧装置还包括外壳旋转机构408，所述外壳旋转机构包括外壳旋转驱动电机4081、主动齿轮4082和从动齿轮4083，所述外壳旋转驱动电机驱动所述主动齿轮旋转，所述主动齿轮和所述从动齿轮啮合，所述从动齿轮固定安装于所述下底板。
128.如图25所示，外壳定位夹紧装置的底部还连接外壳定位机架板1101，该外壳定位机架板与固定平台之间通过滑块滑轨结构滑动连接，所述外壳定位机架板与下底板之间转动连接；外壳定位夹紧水平驱动机构110能够驱动所述外壳定位机架板沿x向平移。所述外壳定位夹紧水平驱动机构为电机驱动丝杆螺母结构，该电机驱动丝杆螺母结构为机械领域
常规结构，其为现有技术，故不赘述。
129.外壳定位夹紧装置的工作过程为：
130.周向夹紧机构松开，尾端定位驱动单元驱动尾端定位环后退，首端定位板驱动单元驱动首端定位板上升到位作为锥形外壳放置的基准，通过吊车等将锥形外壳吊装到支撑滚轮上，以首端定位板为定位基准放置锥形外壳，此时可以把锥形外壳尾端需要组装的配件组装上(此时锥形外壳可以手动旋转)，然后尾端定位驱动单元驱动尾端定位环沿x向移动靠近锥形外壳的尾端直至尾端定位环套入锥形外壳的尾端，然后周向夹紧机构将锥形外壳从周向夹紧(此时锥形外壳不可以旋转)；
131.通过外壳旋转机构能够驱动锥形外壳旋转，以适应更多的安装位置需求，方便锥形外壳的零部件组装需求。
132.如图21到图24所示，定义内胆的长度方向为x向，内胆夹紧升降装置30包括内胆支撑台301、多组内胆支撑组件、x向距离调节结构302、z向高度调节结构303和支撑台升降驱动机构304，多组所述内胆支撑组件沿长度方向间隔设置于所述内胆支撑台，所述内胆支撑组件包括v型支撑板3051和捆带3052，所述捆带的两端与v型支撑板连接，内胆100放置于所述v型支撑板的v型槽3053内，通过捆带将其固定于v型支撑板；
133.所述支撑台升降驱动机构的动力输出端与内胆支撑台固定连接，通过支撑台升降驱动机构驱动内胆支撑台升降；
134.至少一内胆支撑组件与z向高度调节结构连接，通过z向高度调节结构驱动该内胆支撑组件升降；
135.x向距离调节结构与至少一内胆支撑组件连接，通过所述x向距离调节结构驱动该内胆支撑组件沿x向移动。
136.如图21到图24所示，所述内胆支撑组件还包括捆带放置箱3054，所述捆带的一端与支撑板固定连接，且另一端可拆卸(比如通过扣环，方式有很多，不限于此)连接，所述捆带放置箱位于所述v型支撑板的侧面，捆带松开时能够放置于所述捆带放置箱内。此设计使得整齐不凌乱。当然捆带的两端跟v型支撑板的两侧面都可拆卸连接，捆带不用时，可以整个放到捆带放置箱内。
137.本实施例中，如图21到图24所示，所述内胆支撑组件设有三组，且分别定义为第一内胆支撑组件305、第二内胆支撑组件306和第三内胆支撑组件307，所述x向距离调节结构与所述x向内胆支撑组件连接并驱动其沿x向平移；
138.所述z向高度调节结构与所述第三内胆支撑组件连接并驱动其升降。
139.内胆支撑组件的数量可以根据内胆的长度自行设置，并不限于三组。
140.本实施例中，如图21到图24所示，所述x向距离调节结构包括x向调节手轮3021、x向螺杆3022和x向螺母3023，所述x向螺母固定于所述x向内胆支撑组件的底部，所述x向螺母套装于所述x向螺杆，所述x向调节手轮的与所述x向螺杆的一端固定连接，所述螺杆的另一端固定于所述第二内胆支撑组件。转动x向调节手轮带动x向螺杆旋转并将x向螺杆的旋转运动转换为x向螺母的x向平移，即可实现第一内胆支撑组件和第二内胆支撑组件二者在x向上的距离。
141.本实施例中，如图21到图24所示，所述z向高度调节结构包括z向调节手轮3031、z向导杆3032和z向蜗轮蜗杆结构3033，所述z向调节手轮的一端与z向导杆的一端固定连接，
z向导杆的一端的另一端与z向蜗轮蜗杆结构的一端连接，所述z向蜗轮蜗杆结构的另一端与第三内胆支撑组件的底部连接。转动z向调节手轮带动z向导杆旋转，通过z向蜗轮蜗杆结构带动第三内胆支撑组件升降。
142.所述v型槽的表面设有缓冲垫板。比如硬质塑料，保护锥形内胆，避免锥形内胆表面被划伤。
143.所述支撑台升降驱动机构为螺旋升降机，所述螺旋升降机的动力输出端固定于所述内胆支撑台。螺旋升降机为现有技术，故不赘述。
144.本实施例中，在第一内胆支撑组件的v型支撑板的右侧设有用于给锥形内胆作为定位基准的定位板，所述定位板纵向设置，图未示意。
145.如图3所示，锥形内胆的内部组装内胆工装300后与吊装装置可拆卸连接。
146.所述吊装装置为卷扬机，所述吊装驱动机构电机驱动丝杆螺母结构。该电机驱动丝杆螺母结构为机械领域常规结构，其为现有技术，故不赘述。卷扬机通过钢丝绳起吊工件。
147.如图26和图27所示，所述吊装装置600包括卡盘601和工装连接吊具602，所述卡盘安装于所述吊装装置，所述工装连接吊具的一端与内胆工装可拆卸连接，卡盘能够卡紧或松开工装连接吊具的加粗段6022，所述工装连接吊具的尾部设有卸扣6021，所述卸扣与钢丝绳603的挂钩604可拆连接。
148.本实施例中，所述卡盘为气动三爪卡盘。
149.内胆夹紧升降装置的工作程为：
150.根据锥形内胆的长度和外径尺寸，通过调整x向距离调节结构和z向高度调节结构将内胆支撑组件的高度和x向位置调整到合适位置，然后以定位板为定位基准，将锥形内胆放置到v型槽上，锥形内胆的大头端位于第一内胆支撑组件上，然后用捆带将锥形内胆固定到v型支撑板上，将内胆工装300组装到锥形内胆上；通过支撑台升降驱动机构可以驱动内胆支撑台升降，调整锥形内胆的高度，以满足锥形内胆组装时对高度的需求。
151.本发明的工作过程和工作原理为：
152.初始状态，机架处于水平状态，内胆升降驱动机构处于顶升状态，尾端定位机构后退至左端，周向夹紧机构松开，首端定位板升起，吊装装置移动至最右端，移动式站人平台伸出靠近机架；
153.组装方法如下：
154.吊锥形内胆将其放置到内胆支撑组件上并绑上捆带(锥形内胆的小头朝左且大头向右)，此时吊装装置和锥形内胆之间有足够的空间，人工拧内胆工装(内胆工装与锥形内胆可以螺纹连接)和花瓣附件；
155.吊锥形外壳放置在外壳夹紧定位装置上(锥形外壳的小头朝左且大头向右)，周向夹紧机构抱紧锥形外壳，此时可以装配锥形外壳尾部的尾部附件，然后尾端定位环套入锥形外壳的尾部；
156.吊装装置自带的卡盘(比如气动三爪卡盘)夹紧工装连接吊具，且卷扬机的钢丝绳的挂钩连接卸扣的尾部，然后外壳夹紧定位装置驱动锥形外壳套进锥形内胆一部分；
157.移动式站人平台向左缩回，翻转装置驱动机架翻转至竖直状态(小头端朝下)，移动式站人平台向右伸出，人工松开捆带，支撑台升降驱动机构下降，打开吊装装置的卡盘，
卷扬机钢丝绳下降，人工装配锥形内胆和锥形外壳，装配完成后，人工拧开内胆工装，人工辅助卡盘通过夹紧工装连接吊具进而将内胆工装固定，吊装驱动机构驱动卷扬机上升；
158.移动式站人平台向左缩回，翻转装置驱动机架回到水平状态，外壳定位夹紧水平驱动机构驱动外壳夹紧定位装置后退到左端，然后外壳旋转机构驱动其水平旋转180
°
，外壳夹紧定位装置行进至到右端，翻转装置驱动机架再翻转90
°
至竖直状态，锥形内胆和锥形外壳(合称锥形工件)的大头端朝下，移动式站人平台向右伸出，人工进行锥形工件小头端的组装；
159.人工组装完后，移动式站人平台向左缩回，翻转装置驱动机架成水平状态，外壳旋转机构驱动外壳夹紧定位装置水平旋转180
°
，尾端定位环向左移动，周周向夹紧机构松开，人工吊走组装后的锥形工件，设备回复初始状态即可。
160.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种锥形工件自动组装设备，其特征在于：所述锥形工件包括锥形内胆(100)和锥形外壳(200)，定义锥形工件的轴向为x向，所述组装设备包括固定平台(50)、移动平台(10)、机架(80)、翻转装置(20)、用于固定锥形内胆的内胆夹紧升降装置(30)、用于固定锥形外壳的外壳定位夹紧装置(40)、吊装装置(60)、吊装驱动机构(70)和外壳定位夹紧水平驱动机构(110)；移动平台(10)包括移动式站人平台(101)，所述移动式站人平台与所述固定平台之间滑动连接；所述翻转装置(20)包括主动变位机(201)和辅助变位机(202)，主动变位机和辅助变位机分别固定于所述机架的两侧，通过翻转装置驱动所述机架以y轴为转轴旋转；所述吊装装置的连接端与所述内胆夹紧升降装置的工装可拆卸连接；通过吊装驱动机构驱动吊装装置沿轴向平移从而带动内胆夹紧升降装置沿轴向平移；所述外壳定位夹紧装置还连接外壳旋转机构(408)，通过外壳旋转机构驱动外壳定位夹紧装置旋转；通过外壳定位夹紧水平驱动机构驱动外壳定位夹紧装置沿x向水平移动。2.根据权利要求1所述的锥形工件自动组装设备，其特征在于：移动平台(10)还包括安装底板(102)、第一链条(103)、第二链条(104)、链轮(105)和平台移动驱动气缸(106)，所述平台移动驱动气缸的前端安装于所述安装底板，所述第一链条安装于所述安装底板的上表面，所述第二链条安装于所述移动式站人平台的下表面，所述平台移动驱动气缸的动力输出端安装推块(107)，所述链轮转动连接于所述推块，所述链轮同时与所述第一链条和所述第二链条啮合；通过平台移动驱动气缸驱动推块移动带动链轮旋转并通过链轮与第一链条和第二链条的啮合带动移动式站人平台平移。3.根据权利要求1所述的锥形工件自动组装设备，其特征在于：定义锥形外壳(200)的外径较大的那端为首段，且外径较小的那端为尾端；外壳定位夹紧装置(40)包括下底板(401)、上底板(402)、首端定位机构(403)、中间支撑组件(404)、周向夹紧机构(405)和尾端定位机构(406)；所述首端定位机构、所述中间支撑组件和所述周向夹紧机构皆位于所述下底板；所述尾端定位机构位于所述下底板；所述外壳定位夹紧装置还包括尾端定位驱动单元(407)；通过尾端定位驱动单元驱动所述尾端定位机构沿x向平移；以首端定位机构为基准对锥形外壳的首端的端面进行限位，通过周向夹紧机构从周向对外壳的首端进行夹紧，通过中间支撑组件对锥形外壳进行支撑，通过尾端定位机构从周向对锥形外壳的尾端进行定位夹紧。4.根据权利要求3所述的锥形工件自动组装设备，其特征在于：所述下底板的首端设有首端支撑座(4011)，所述首端支撑座的上表面为弧形面。5.根据权利要求4所述的锥形工件自动组装设备，其特征在于：所述首端定位机构包括首端定位板(4031)和定位板驱动单元(4032)，定位板纵向设置且其端面为基准面，所述定位板驱动单元的动力输出端安装所述首端定位板，通过首端定位板驱动单元驱动所述首端定位板升降；
所述首端定位板的上表面为弧形面，所述首端定位板与所述首端支撑座之间通过z向滑块滑轨结构连接。6.根据权利要求4所述的锥形工件自动组装设备，其特征在于：所述周向夹紧机构包括周向夹紧驱动电机(4051)、周向蜗轮蜗杆结构(4052)、周向移动块(4053)、连杆结构和多个周向夹紧块(4054)，所有所述周向夹紧块沿周向均匀间隔设置，周向夹紧驱动电机的输出端连接周向蜗轮蜗杆结构，周向蜗轮蜗杆结构的另一端固定周向移动块，周向移动块与首端支撑座之间通过z向滑块滑轨结构滑动连接；连杆结构与周向移动块通过方形销(40551)转动连接；周向夹紧块与连杆结构通过方形销转动连接；周向夹紧块与首端支撑座滑动连接。7.根据权利要求4所述的锥形工件自动组装设备，其特征在于：所述中间支撑组件包括中间支撑座(4041)，所述中间支撑座的上表面为弧形面；所述中间支撑座和首端支撑座皆设有环形空腔(40111)，沿所述环形空腔周向间隔设有多个支撑滚轮(40112)，所述支撑滚轮与环形空腔的侧壁转动连接。8.根据权利要求3所述的锥形工件自动组装设备，其特征在于：所述尾端定位机构为尾端定位环，所述尾端定位环固定于所述上底板，通过尾端定位驱动单元驱动尾端定位环沿x向平移至锥形外壳的尾端插入其内部。9.根据权利要求3所述的锥形工件自动组装设备，其特征在于：所述外壳旋转机构包括外壳旋转驱动电机(4081)、主动齿轮(4082)和从动齿轮(4083)，所述外壳旋转驱动电机驱动所述主动齿轮旋转，所述主动齿轮和所述从动齿轮啮合，所述从动齿轮固定安装于所述下底板。10.根据权利要求1所述的锥形工件自动组装设备，其特征在于：内胆夹紧升降装置(30)包括内胆支撑台(301)、多组内胆支撑组件、x向距离调节结构(302)、z向高度调节结构(303)和支撑台升降驱动机构(304)，多组所述内胆支撑组件沿长度方向间隔设置于所述内胆支撑台，所述内胆支撑组件包括v型支撑板(3051)和捆带(3052)，所述捆带的两端与v型支撑板连接，锥形内胆(100)放置于所述v型支撑板的v型槽(3053)内，通过捆带将其固定于v型支撑板；所述支撑台升降驱动机构的动力输出端与内胆支撑台固定连接，通过支撑台升降驱动机构驱动内胆支撑台升降；至少一内胆支撑组件与z向高度调节结构连接，通过z向高度调节结构驱动该内胆支撑组件升降；x向距离调节结构与至少一内胆支撑组件连接，通过所述x向距离调节结构驱动该内胆支撑组件沿x向移动。

技术总结
本发明公开了一种锥形工件自动组装设备，包括固定平台、移动平台、机架、翻转装置、用于固定锥形内胆的内胆夹紧升降装置、用于固定锥形外壳的外壳定位夹紧装置、吊装装置、吊装驱动机构和外壳定位夹紧水平驱动机构；通过翻转装置驱动所述机架以Y轴为转轴旋转；吊装装置的连接端与内胆夹紧升降装置的工装可拆卸连接；通过吊装驱动机构驱动吊装装置沿轴向平移从而带动内胆夹紧升降装置沿轴向平移；通过外壳定位夹紧水平驱动机构驱动外壳定位夹紧装置沿X向水平移动。本发明通过对移动平台、翻转装置、内胆夹紧升降装置和外壳定位夹紧装置等的结构设计，能够实现圆锥形内胆和圆锥形外壳各自零部件的组装以及二者的组装，各装置和机构性能稳定。构性能稳定。构性能稳定。


技术研发人员：王振华 廖定坤 欧阳雄
受保护的技术使用者：苏州银田自动化工程有限公司
技术研发日：2023.07.12
技术公布日：2023/9/6