用于自动清洗立式压装液压缸的装置及压装方法与流程

1.本发明涉及用于自动清洗立式压装液压缸的装置及压装方法，属于自动化装配技术领域。


背景技术：

2.液压缸为煤机装备、工程机械中运动的执行元件。在对其装配生产时，需要对外缸筒、活塞杆组件、导向套组件进行按顺序组装。目前，煤机装备、工程机械企业装配液压缸生产大都采用人工搬运零部件至安装平台，人工将活塞杆组件塞入外缸筒内部，人工敲入并拧紧导向套组件；部分重型液压缸采用人工操作珩车并配合压机实现液压缸的半自动装配，生产效率低，产品质量不稳定，操作工劳动强度大、安全性低。


技术实现要素：

3.本发明针对上述问题提供了自动清洗立式压装液压缸的装置及压装方法，在于克服现有装配生产过程中存在的人力劳动强度大、生产效率低、安全性低等缺陷。
4.本发明采用如下技术方案：本发明所述的用于自动清洗立式压装液压缸的装置，包括悬臂吊，外缸筒清洗输送装置，活塞杆组件清洗输送装置，三爪夹紧托盘装置，压装机，压装拧紧一体机，输送线，机器人，agv输送装置；所述的输送线为环型输送线；位于输送线的上件区至下件区依次配套布置两个机器人、压装机、压装拧紧一体机，agv输送装置；所述的输送线上设有配套的三爪夹紧托盘装置，三爪夹紧托盘装置用于夹紧托运外缸筒并移动至工位；所述的agv输送装置用于将导向套组件输送压紧存储区；所述的外缸筒清洗输送装置，活塞杆组件清洗输送装置分别配套布置悬臂吊；外缸筒清洗输送装置，活塞杆组件清洗输送装置位于输送线的上件区；所述的压装机用于活塞杆组件及外缸筒的装配，所述的压装拧紧一体机用于将导向套组件与外缸筒、活塞杆组件进行装配；机器人分为机器人一、机器人二；输送线的上件区与压装机之间的区域放置机器人一，压装机与压装拧紧一体机之间的区域布置机器人二。
5.本发明所述的用于自动清洗立式压装液压缸的装置，所述的三爪夹紧托盘装置包括导轮、三爪、涡盘齿圈、马达、托盘体、气路联通定位装置、光电开关；所述托盘体呈正方形结构，托盘体的四个顶角端分别设有导轮；托盘体的中心设有通孔；与该通孔同心设置涡盘齿圈，涡盘齿圈上设有用于夹持的三爪；托盘体上端面布置马达及气路联通定位装置，所述三爪上设有光电开关；所述马达驱动涡盘齿圈通过压缩空气作为动力驱使马达旋转，马达通过齿轮与齿圈传动带动内部涡盘旋转，实现三爪移动夹紧缸筒外壁；所述的气路联通定位装置为三爪夹紧托盘装置提供气源动力，三爪夹紧托盘装置
在输送线上由一个工位流转至下个工位时，需要切断气源，所以在压装工位、压装拧紧工位、下件工位设置气源。三爪夹紧托盘装置到位后，输送线上的气源可以伸缩到气路联通定位装置上，实现提供托盘夹紧工件的气源动力。
6.本发明所述的用于自动清洗立式压装液压缸的装置，所述的压装机包括主机架、顶部平移机构、压头机构一、外缸筒、活塞杆组件、夹紧机构一；位于主机架顶端设有顶部平移机构，顶部平移机构的下方布置随顶部平移机构匹配运动的夹紧机构一；顶部平移机构上设有垂直于夹紧机构一的压头机构一。
7.本发明所述的用于自动清洗立式压装液压缸的装置，所述压装拧紧一体机包括主机架、压头机构二、拧紧机构、夹紧机构二；位于主机架顶端设有顶部平移机构，顶部平移机构的下方布置随顶部平移机构匹配运动的夹紧机构二；顶部平移机构上设有垂直于夹紧机构二的拧紧机构。
8.本发明所述的用于自动清洗立式压装液压缸的装置，所述的拧紧机构包括马达箱、马达、扭矩传感器、压套、拨转杆、压装拧紧扳手；所述压头机构二驱动拧紧机构向下或向上作动，所述马达箱内设有马达，马达的驱动端驱动压套转动，压套的底端通过拨转杆与压装拧紧扳手相连；马达的驱动端还设有扭矩传感器。
9.本发明所述的用于自动清洗立式压装液压缸的装置，所述的压装拧紧扳手包括旋紧头，旋柄；所述的旋紧头与导向套组件接触施压，旋紧头的一侧固定旋柄，旋柄上设有拨转杆相固定的固定孔。
10.本发明所述用于自动清洗立式压装液压缸的装置的压装方法，步骤如下：步骤一、位于输送线上件区的机器人一将外缸筒移运至三爪夹紧托盘装置；三爪夹紧托盘装置将外缸筒夹持后；输送线将三爪夹紧托盘装置移动至压装机处；步骤二、机器人一将活塞杆组件移运至外缸筒上，校位后将活塞杆组件插入外缸筒的筒口部内；压装机启动通过行程检测反馈控制将活塞杆组件自上向下压入外缸筒底部；步骤三、活塞杆组件与外缸筒完成组装后由输送线将三爪夹紧托盘装置移送至压装拧紧一体机处；步骤四、机器人二由agv输送装置内取出导向套组件，并由机器人二从活塞杆组的活塞杆头部放入外缸筒的筒口内；步骤五、启动压装拧紧一体机将通过行程检测反馈在下压的同时对导向套组件进行旋紧，将导向套组件旋入外缸筒内，导向套组件压装拧紧工序完成。
11.本发明所述的用于自动清洗立式压装液压缸的装置的压装方法，步骤一中外缸筒在装配前由外缸筒清洗输送装置进行清洗；执行毛刷清洗外缸筒内壁、清水冲洗、压缩空气吹水流程，洗净后输送至外缸筒清洗完毕位；活塞杆组件在装配前由活塞杆组件清洗输送装置进行清洗；启动清洗机执行活塞杆外表清洗、清水冲洗、压缩空气吹水流程，洗净后输送至活塞杆组件清洗完毕位。
12.本发明所述的用于自动清洗立式压装液压缸的装置的压装方法，步骤二中活塞杆组件与外缸筒进行下压装配时，外缸筒的底部通过顶升机构定位；步骤五中导向套组件下压旋紧装配时，外缸筒的底部通过顶升机构定位。
有益效果
13.本发明提供的用于自动清洗立式压装液压缸的装置，该自动清洗立式压装液压缸的装置及工艺方法设计合理。可适应大批量及小批量多品种液压缸的组装、具备柔性生产、自动化水平高、装配效率高。
14.本发明提供的用于自动清洗立式压装液压缸的压装方法，操作简单，仅需1至2人操作，借助悬臂吊上下缸筒、活塞杆组件及成品下线，具备大批量及小批量多品种液压缸组装一次性设置缸筒直径和长度、活塞杆组件直径和长度等参数，实现缸筒和活塞杆组件清洗、装配过程全程自动化，具有定位精准、装配准确无误，大大提升自动化装配水平、降低了工人劳动强度，实现了柔性生产。
15.本发明采用的装置和方法改善了劳动环境、提高了装配质量和效率，为企业减人、降本、提质、增效，增强了企业综合竞争力和抵御市场风险能力。
附图说明
16.图1 为本发明的自动清洗立式压装液压缸的装置结构示意图；图2为本发明的液压缸结构示意图；图3 为本发明的导向套组件俯视图；图4 为本发明的三爪夹紧托盘装置示意图 ；图5 为本发明的压装机结构示意图；图6 为本发明的压装拧紧一体装置结构示意图；图7a为本发明的压装拧紧扳手示意图；图7b 为本发明的压装拧紧扳手剖面结构示意图；图8 为本发明的拧紧机构结构示意图；图9 为本发明的立式压装拧紧液压缸自动装配线结构示意图；图10为本发明的工艺流程示意图。
17.图中1-悬臂吊、2-外缸筒清洗输送装置、3-活塞杆组件清洗输送装置、4-三爪夹紧托盘装置、5-压装机、6-输送线、7-压装拧紧一体机、8-控制柜、 9-底部顶升装置、10-机器人二、11-agv输送装置、 12机器人一；13-液压缸成品下件工位 、14-导向套组件压装拧紧工位、 15-2号机器人组装工位、 16-agv导向套组件输送工位、17-活塞杆组件压装工位、18-1号机器人组装工位；201-外缸筒、202-活塞杆组件、203-导向套组件；41-导轮、42-三爪、43-涡盘齿圈、44-马达、45-托盘体、46-气路联通定位装置 47-光电开关；501-顶部平移机构、 502-压头机构、503-夹紧机构；701-压头机构、702-拧紧机构、704-压装拧紧扳手、703-夹紧机构；702-1-马达箱、702-2-马达、702-3-扭矩传感器、702-4-轴承、702-5-压套、702-6-拨转杆；
实施方式
18.为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附
图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.用于自动清洗立式压装液压缸的装置，具体装置组成如下：悬臂吊1，用于搬运外缸筒筒和活塞杆组件放置外缸筒清洗输送装置2和活塞杆组件清洗输送装置3；外缸筒清洗输送装置2，用于清洗外缸筒201，具体包括v型托架链、毛刷清洗装置、喷淋装置、吹水装置，所述v型托架链用于承载外缸筒和输送；毛刷清洗装置具有伸缩并同时旋转及喷洒除油剂等功能，用于清洗外缸筒内壁杂质及油污；喷淋装置具有加注清水功能，用于外缸筒内壁清洁；吹水装置具有通入压缩空气功能，用于吹净外缸筒内壁的残留清水。
20.活塞杆组件清洗输送装置3，用于清洗活塞杆组件202，具体包括v型托架链、除油喷淋装置、清洗喷淋装置、吹水装置；所述v型托架链用于承载活塞杆组件和输送;除油喷淋装置具有加注除油剂功能，用于活塞杆组件202外壁清洗；清洗喷淋装置具有加注清水功能，用于活塞杆组件202外壁喷淋清洗；吹水装置具有通入压缩空气功能，用于吹净活塞杆组件外壁的残留清水。
21.三爪夹紧托盘装置4，用于夹紧外缸筒201，具体包括气路联通定位装置46、托盘体45、气动三爪机构42；所述气路联通定位装置46用于托盘停止后，给托盘上气动马达提供气源动力；托盘带有导向轮41用于承载气动三爪机构42、马达44；气动三爪机构由马达44、涡盘齿圈43、三爪42、光电开关47等组成，用于夹紧外缸筒201外壁，并通过光电开关47检测外缸筒夹紧状态。
22.压装机5，用于将活塞杆组件202装配至外缸筒内；具体包括压装顶部平移机构、压头机构、外缸筒201夹紧机构；所述压装顶部平移机构用于调整压头机构的位置；压头机构带有行程检测传感器用于精准控制压头的高度位置；外缸筒201夹紧机构带有v型块用于外缸筒的夹紧。
23.输送线6，用于三爪夹紧托盘装置4的传输、工位的转运；具体包括倍速链驱动装置、阻挡器、托盘升降装置；所述倍速链驱动装置用于承载和输送三爪夹紧托盘装置4，调节自动装配节拍；阻挡器由阻挡气缸驱动翻转块实现三爪夹紧托盘装置4的工位定位；托盘升降装置用于三爪夹紧托盘装置4在输送线上路线切换传送；压装拧紧一体机7，用于压装和拧紧液压缸的导向套组件203；具体包括压头机构701、拧紧机构702、外缸筒201、夹紧机构703；所述压头机构701用于调整拧紧机构702的压装位置；马达箱702-1内设有马达702-2，马达702-2的驱动端驱动压套702-5转动，压套702-5的底端通过拨转杆702-6与压装拧紧扳手704相连；马达的驱动端还设有扭矩传感器。
24.压装拧紧扳手704包括旋紧头704-1，旋柄704-2；旋紧头704-1与导向套组件203接触施压，旋紧头704-1的一侧固定旋柄704-2，旋柄704-2上设有拨转杆702-6相固定的固定孔。
25.压头机构701带有行程检测传感器用于精准控制压头的高度位置、压装到位后启动拧紧机构702的马达702-2通过扭矩传感器702-3控制利用压装拧紧扳手704实现液压缸导向套组件203拧入外缸筒201。
26.控制柜8，用于提供这个装配系统动力及电气控制程序，具有装配参数设置。
27.底部顶升装置9，用于调整液压缸的外缸筒201的安装高度位置；具体包括顶升油缸、托板、拉绳检测开关传感器，所述顶升油缸通过拉绳检测开关传感器控制将外缸201筒顶升至固定位置。
28.2号机器人装置10，用于从agv输送装置11上抓取导向套组件203，并将导向套组件203放置在压装拧紧一体工位的液压缸外缸筒201和活塞杆组件202上，再抓取压装拧紧扳手704放置再导向套组件203上为压装拧紧准备；具体包括机器人、三爪夹紧装置；所述机器人用于搬运导向套组件203、压装拧紧扳手704；三爪夹紧装置由马达、外齿圈、涡盘、三爪、光电开关等组成，用于导向套和扳手的抓取，并通过光电开关检测导向套组件203和扳手的夹紧状态。
29.agv输送装置11，用于输送导向套组件203，具体包括agv小车、导向套组件203托架；1号机器人装置12，用于从外缸筒清洗输送装置2和活塞杆组件202清洗输送装置3上分别抓取外缸筒201、活塞杆组件202并搬运至压装工位处。具体包括机器人，外缸筒201电磁抓手、活塞杆组件202电磁抓手；所述机器人用于调节外缸筒201和活塞杆组件202的抓取位置并将外缸筒201和活塞杆组件202分别搬运；外缸筒201电磁抓手由v型电磁铁、光电检测开关组成，通过控制电磁强度实现不同重量的液压缸外缸筒抓取，并通过光电开关检测外缸筒201的夹紧状态；活塞杆组件202电磁抓手由v型电磁铁、光电检测开关组成，通过控制电磁强度实现不同重量的液压缸活塞杆组件202抓取，并通过光电开关检测活塞杆的夹紧状态。
30.用于自动清洗立式压装液压缸的装置的压装方法如下：装配前清洗工作：采用悬臂吊将外缸筒吊装至外缸筒清洗机输送机上，启动清洗机执行毛刷清洗外缸筒内壁、清水冲洗、压缩空气吹水流程，洗净后输送至外缸筒清洗完毕位-等待抓取。
31.采用悬臂吊将活塞杆组件吊装至活塞杆清洗输送机上，启动清洗机执行活塞杆外表清洗、清水冲洗、压缩空气吹水流程，洗净后输送至活塞杆组件清洗完毕位-等待抓取。
32.等待工位：1号机器人执行搬运程序至外缸筒清洗完毕位，启动v型电磁抓手吸住外缸筒筒，转运至喷润滑油位置，启动喷油装置对液压缸口部喷洒润滑油，继续搬运至输送线的等待工位的三爪托盘内部（托盘已由阻挡器定位、托盘充气定位装置已经接入，三爪已打开），启动等待工位底部顶升装置至合适高度托住外缸筒，启动托盘马达带动三爪夹紧外缸筒，1号机器人电磁抓手松开后回活塞杆组件清洗完毕位抓取活塞杆组件。等待输送位底部顶升机构下降至原位，输送线打开待输送工位阻挡器，缩回托盘充气定位装置。
33.活塞杆组件压装工位：启动倍速链带着托盘及外缸筒一起输送至压装工位，启动压装工位阻挡器将三爪托盘停在压装工位正下方，启动压装工位下方底部顶升装置顶起托住外缸筒，伸出压装工位托盘充气定位装置执行充气启动托盘马达，小缝隙松开三爪，启动压装工位下部v型夹紧装置夹住外缸筒并对中，1号机器人将活塞杆组件插入外缸筒筒口部内，随后1号机器人回外缸筒清洗完毕等待位，压装工位顶部平移机构伸出将压头机构平移至工位正上方，启动
压头机构通过行程检测反馈控制将活塞杆组件自上向下压入外缸筒底部，活塞杆组件压装工序完成，收回压头机构和顶部平移机构至原位。启动压装工位托盘充气定位装置执行充气启动托盘马达收紧三爪，夹住外缸筒和活塞组件的组合体，缩回压装底部顶升装置原位，缩回压装工位托盘充气定位装置。
34.导向套组件压装拧紧工位：启动倍速链带着托盘及外缸筒和活塞杆组合体一起输送至压装拧紧工位，启动压装拧紧工位阻挡器将三爪托盘停在压装拧紧工位正下方，启动压装拧紧工位下方底部顶升装置顶起托住外缸筒，伸出压装拧紧工位托盘充气定位装置执行充气启动托盘马达，小缝隙松开三爪，启动压装拧紧工位下部v型夹紧装置夹住外缸筒并对中，agv输送装置从导向套组装区将导向套组件及托架输送至压装拧紧储存区，2号机器人启动手部马达驱动三爪从托架上抓取导向套组件，并由活塞杆头部放入外缸筒筒口内，随后2号机器人再抓取拧紧扳手，并由活塞杆头部放入导向套组件上，随后2号机器人回导向套组件抓取等待位，压装拧紧工位压头机构将拧紧机构下降到工位正上方，启动压头机构通过行程检测反馈控制拧紧扳手上方位置，启动拧紧机构马达先反转拨动压装拧紧扳手落入导向套卡扣槽内，再正转拧紧机构同时启动下压头机构，将导向套组件旋入外缸筒口部螺纹内，导向套组件压装拧紧工序完成（液压缸组装完成），停止旋转拧紧机构，收回压头机构至原位。启动压装拧紧工位托盘充气定位装置执行充气启动托盘马达收紧三爪，夹住液压缸组合体，缩回压装底部顶升装置至原位，缩回压装拧紧工位托盘充气定位装置。
35.下件工位：启动倍速链带着托盘及液压缸组合体一起输送至下件工位，启动下件工位阻挡器将三爪托盘停住，伸出压装工位托盘充气定位装置，人工用悬臂吊挂住液压缸后，手动启动托盘充气定位执行充气启动托盘马达，松开三爪至原始位，起吊液压缸至料框，缩回下件工位托盘充气定位装置，输送线打开下件工位阻挡器，启动倍速链带着空托盘从回流线回至等待工位,如此循环。
36.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.用于自动清洗立式压装液压缸的装置，其特征在于：包括悬臂吊，外缸筒清洗输送装置，活塞杆组件清洗输送装置，三爪夹紧托盘装置，压装机，压装拧紧一体机，输送线，机器人，agv输送装置；所述的输送线为环型输送线；位于输送线的上件区至下件区依次配套布置两个机器人、压装机、压装拧紧一体机，agv输送装置；所述的输送线上设有配套的三爪夹紧托盘装置，三爪夹紧托盘装置用于夹紧托运外缸筒并移动至工位；所述的agv输送装置用于将导向套组件输送压紧存储区；所述的外缸筒清洗输送装置，活塞杆组件清洗输送装置分别配套布置悬臂吊；外缸筒清洗输送装置，活塞杆组件清洗输送装置位于输送线的上件区；所述的压装机用于活塞杆组件及外缸筒的装配，所述的压装拧紧一体机用于将导向套组件与外缸筒、活塞杆组件进行装配；机器人分为机器人一、机器人二；输送线的上件区与压装机之间的区域放置机器人一，压装机与压装拧紧一体机之间的区域布置机器人二。2.根据权利要求1所述的用于自动清洗立式压装液压缸的装置，其特征在于：所述的三爪夹紧托盘装置包括导轮、三爪、涡盘齿圈、马达、托盘体、气路联通定位装置、光电开关；所述托盘体呈正方形结构，托盘体的四个顶角端分别设有导轮；托盘体的中心设有通孔；与该通孔同心设置涡盘齿圈，涡盘齿圈上设有用于夹持的三爪；托盘体上端面布置马达及气路联通定位装置，所述三爪上设有光电开关。3.根据权利要求1所述的用于自动清洗立式压装液压缸的装置，其特征在于：所述的压装机包括主机架、顶部平移机构、压头机构一、外缸筒、活塞杆组件、夹紧机构一；位于主机架顶端设有顶部平移机构，顶部平移机构的下方布置随顶部平移机构匹配运动的夹紧机构一；顶部平移机构上设有垂直于夹紧机构一的压头机构一。4.根据权利要求1所述的用于自动清洗立式压装液压缸的装置，其特征在于：所述压装拧紧一体机包括主机架、压头机构二、拧紧机构、夹紧机构二；位于主机架顶端设有顶部平移机构，顶部平移机构的下方布置随顶部平移机构匹配运动的夹紧机构二；顶部平移机构上设有垂直于夹紧机构二的拧紧机构。5.根据权利要求4所述的用于自动清洗立式压装液压缸的装置，其特征在于：所述的拧紧机构包括马达箱、马达、扭矩传感器、压套、拨转杆、压装拧紧扳手；所述压头机构二驱动拧紧机构向下或向上作动，所述马达箱内设有马达，马达的驱动端驱动压套转动，压套的底端通过拨转杆与压装拧紧扳手相连；马达的驱动端还设有扭矩传感器。6.根据权利要求5所述的用于自动清洗立式压装液压缸的装置，其特征在于：所述的压装拧紧扳手包括旋紧头，旋柄；所述的旋紧头与导向套组件接触施压，旋紧头的一侧固定旋柄，旋柄上设有拨转杆相固定的固定孔。7.根据权利要求1至6任一项所述用于自动清洗立式压装液压缸的装置的压装方法，其特征在于：步骤如下：步骤一、位于输送线上件区的机器人一将外缸筒移运至三爪夹紧托盘装置；三爪夹紧托盘装置将外缸筒夹持后；输送线将三爪夹紧托盘装置移动至压装机处；步骤二、机器人一将活塞杆组件移运至外缸筒上，校位后将活塞杆组件插入外缸筒的
筒口部内；压装机启动通过行程检测反馈控制将活塞杆组件自上向下压入外缸筒底部；步骤三、活塞杆组件与外缸筒完成组装后由输送线将三爪夹紧托盘装置移送至压装拧紧一体机处；步骤四、机器人二由agv输送装置内取出导向套组件，并由机器人二从活塞杆组的活塞杆头部放入外缸筒的筒口内；步骤五、启动压装拧紧一体机将通过行程检测反馈在下压的同时对导向套组件进行旋紧，将导向套组件旋入外缸筒内，导向套组件压装拧紧工序完成。8.根据权利要求7所述的用于自动清洗立式压装液压缸的装置的压装方法，其特征在于：步骤一中外缸筒在装配前由外缸筒清洗输送装置进行清洗；执行毛刷清洗外缸筒内壁、清水冲洗、压缩空气吹水流程，洗净后输送至外缸筒清洗完毕位；活塞杆组件在装配前由活塞杆组件清洗输送装置进行清洗；启动清洗机执行活塞杆外表清洗、清水冲洗、压缩空气吹水流程，洗净后输送至活塞杆组件清洗完毕位。9.根据权利要求7所述的用于自动清洗立式压装液压缸的装置的压装方法，其特征在于：步骤二中活塞杆组件与外缸筒进行下压装配时，外缸筒的底部通过顶升机构定位；步骤五中导向套组件下压旋紧装配时，外缸筒的底部通过顶升机构定位。

技术总结
本发明涉及用于自动清洗立式压装液压缸的装置及压装方法，属于自动化装配技术领域。该装置的输送线为环型输送线；位于输送线的上件区至下件区依次配套布置两个机器人、压装机、压装拧紧一体机，AGV输送装置；输送线上设有配套的三爪夹紧托盘装置，外缸筒清洗输送装置，活塞杆组件清洗输送装置分别配套布置悬臂吊；压装机用于活塞杆组件及外缸筒的装配，压装拧紧一体机用于将导向套组件与外缸筒、活塞杆组件进行装配。该自动清洗立式压装液压缸的装置及工艺方法设计合理。可适应大批量及小批量多品种液压缸的组装、具备柔性生产、自动化水平高、装配效率高。装配效率高。装配效率高。


技术研发人员：刘仁明 陈楠 冀连权 曹建时 张腾 张九琴 朱斌 周亘儒
受保护的技术使用者：南京业恒达智能系统有限公司
技术研发日：2023.03.24
技术公布日：2023/7/13