一种塑料水泵铜螺母装配智能工业机器人装置制造方法及图纸

一种塑料水泵铜螺母装配智能工业机器人装置，在基座上设置机器臂并固定在基座上，在机器臂上部前端设置组合夹具，在基座上右部设置塑料水泵上料工位夹具、铜螺母上料工位夹具，在基座上部设置铜螺母预装、压装、溢料清理工位夹具，在基座上左部设置下料工位夹具。该发明专利技术具有智能性，通过六自由度工业机器臂实现全过程无人操作，可靠性，在铜螺母预装工位夹具，机器臂及组合夹具的夹爪将铜螺母由铜螺母上料工位夹具抓取后，搬运至铜螺母预装工位夹具，高效性，装置全程无人操作，自动完成铜螺母的抓取、预装、压装、溢料清理、塑料水泵下料等装配的全过程，节能性，应用于塑料水泵装配设备技术领域中。

【技术实现步骤摘要】
一种塑料水泵铜螺母装配智能工业机器人装置
本专利技术涉及塑料水泵装配设备
中的一种塑料水泵铜螺母装配智能工业机器人装置。
技术介绍
水泵壳体需要设计一些螺孔用于与其它部件连接，对于由金属材料制成的水泵壳体，通常采用在壳体上加工出螺纹孔的方式，对于塑料材料制成的水泵壳体，如果螺纹孔是注塑出，虽然可以起到连接件的功用，但由于塑料材料强度限制，当螺栓拧紧力矩较大时会导致螺纹损坏，多次拆卸后螺纹也很容易损坏，因而对于塑料壳体水泵通常采用将铜螺母嵌入塑料水泵壳体中，这样不仅可以提升螺纹孔对应的拧紧力矩，多次拆装后螺纹也不易损。为了在塑料水泵体上形成一个有效的用于连接的内螺纹，通常采取在塑料件内嵌入专用铜螺母的工艺，其工艺特点是将铜螺母加热后嵌入到塑料件里面，待完全冷却后铜螺母就与塑料水泵壳体固化为一体，即作为嵌入件形成了塑料水泵的内螺纹。塑料水泵在需要嵌入铜螺母的位置预留有安装孔，因为铜螺母具有较好的导热性，加热后将铜螺母压入塑料基体安装孔内，加热后的铜嵌件可以快速将热量传导给塑料件，使塑料安装孔周边变软，从而快速将铜螺母压入孔内，铜螺母外径经压花工艺处理，当铜螺母及塑料水泵安装孔温度降低后，铜螺母与塑料水泵之间形成一定的磨擦力和咬和力，可以使之固定在里面不能脱落。水泵铜螺母的装配工艺要点有3项，分别是铜螺母中心线相对塑料水泵壳体安装孔的位置度、在压入方向上铜螺母相对塑料水泵壳体的高度、热压过程产生溢料的清理。首先是必须保证铜螺母中心线与安装孔对中，如果铜螺母安装过程倾斜，或者铜螺母压装过程中中心线与水泵壳体安装孔中心线不重合，后续用于拧紧水泵壳体的螺栓将无法安装；其次是要保证铜螺母上面的高度与塑料水泵壳体上面一致，如铜螺母高度低于塑料水泵壳体上面高度，当水泵螺栓拧紧时会导致铜螺母受向上的轴向力，将铜螺母从水泵壳体中拉出，如铜螺母高度高于水泵壳体上面较多时，会导致水泵壳体密封面间隙过大，水泵泄露；第三是要保证铜螺母插入后产生的溢料不影响装配，加热后的铜螺母在压入水泵安装孔内时，安装孔周围塑料受热变软被挤出，在铜螺母压入后，会在铜螺母上部的外径附近形成溢出物，必须清理溢料，确保水泵孔安装平面度。尽管本领域的技术人员设计制造了塑料水泵铜螺母压装的自动装置，但是也不理想。铜螺母自动压装装置均为专用设备，未运用六自由度工业机器人，导致铜螺母自动压装装置的柔性较差，适应性不强，对应新品种塑料水泵需要对现有设备进行改造重或新购置设备。专利申请号CN201710995164.6公开了一种装饰塑料件铜螺母热压转移机械手，该专利技术包括安装支架、转移滑板、滑板驱动部、第一转移升降部与第二转移升降部，转移滑板通过滑板驱动部的驱动在安装支架上进行往复滑动，第一转移升降部与第二转移升降部结构相同且相互对称安装在转移滑板上。第一转移升降部包括升降驱动模组及与升降驱动模组驱动连接的升降转移座，升降转移座的一面安装有加热传导棒，另一面设有热压吸嘴。本专利技术的装饰塑料件铜螺母热压转移机械手通过设置安装支架、转移滑板、滑板驱动部、第一转移升降部与第二转移升降部，从而完成对铜螺母的转移热压操作，由此代替人工的生产方式。上述专利申请中也能完成塑料水泵铜螺母的自动装配功能，但是设计方案中并未使用工业机器人，其定位和压装等机构均采用专机形式，只能对应某特定种类的塑料水泵。该专利申请存在两个问题，首先，工艺参数调整比较困难，一旦需要较大幅度的工艺调整，如改变压力和改变压装深度等，专机设备可能无法对应，必须进行大规模的设备改造，导致长时间的设备停用和高额的改造费用，其次，该专利不具备扩展功能，一旦出现新品种的塑料水泵，专机设备将无法对应，可能需要重新购置类似的设备，导致投资增加和生产面积利用率低下。由于现有技术中还存在上述问题，无法应对多品种、小批量、短节拍的市场需求，因此，研制开发一种塑料水泵铜螺母装配智能工业机器人装置一直是急待解决的课题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种塑料水泵铜螺母装配智能工业机器人装置，该专利技术采用机械臂及专用夹具，可实现塑料水泵铜螺母的全自动抓取、预装、压装、溢料清理等动作，显著地提高塑料水泵铜螺母装配的效率、减轻人力劳动强度，运用六自由度机械臂提升塑料水泵铜螺母装配装置的灵活性、适应性，具有全自动完成塑料水泵铜螺母装配功能，通过七个步骤的操作，完成塑料水泵铜螺母装配的全过程，全过程无需人工干预，高效、可靠、安全，除机器臂以外，各工位均为机械式结构，无需额外的能源动力，各工位夹具采用300mm×300mm的统一模块化底板，可以快速安装，并方便工位调整，具有很好的扩展型，如需变更塑料水泵型号，仅更换相应工位的夹具并调整机械臂的程序即可，无需重新布线和改造。本专利技术的目的是这样实现的：一种塑料水泵铜螺母装配智能工业机器人装置，包括基座、机器臂、组合夹具、塑料水泵上料工位夹具、铜螺母上料工位夹具、铜螺母预装压装溢料清理工位夹具、下料工位夹具，在基座上设置机器臂并固定在基座上，在机器臂上部前端设置组合夹具，在基座上右部设置塑料水泵上料工位夹具、铜螺母上料工位夹具，在基座上部设置铜螺母预装压装溢料清理工位夹具，在基座上左部设置下料工位夹具；组合夹具由连接板、转换板、驱动器、右夹爪、左夹爪、溢料刮刀连接杆、溢料刮刀、溢料刮刀定位销、压装连接杆、压装杆、压装杆定位销组成，在转换板的右部设置连接板，在转换板的上部设置驱动器，在转换板的左部设置溢料刮刀连接杆，在转换板的下部设置压装连接杆，在驱动器的上部分别设置右夹爪和左夹爪，在溢料刮刀连接杆的左部设置溢料刮刀、溢料刮刀定位销，在压装连接杆下部设置压装杆，在压装杆下部设置压装杆定位销；塑料水泵上料工位夹具由第一底板、第一立柱、第一立柱定位销、塑料水泵壳体组成，在第一底板上分别设置四个第一立柱，在四个第一立柱顶部设置塑料水泵壳体，用两个第一立柱定位销分别将两个第一立柱与塑料水泵壳体连接；铜螺母上料工位夹具由第二底板、加热箱、加热箱定位销、铜螺母组成，在第二底板上设置加热箱，在加热箱上设置九个加热箱定位销，在九个加热箱定位销上分别设置铜螺母；铜螺母预装压装溢料清理工位夹具由第三底板、第二立柱、第二立柱定位销、塑料水泵壳体、铜螺母安装孔、铜螺母、溢料组成，在第三底板上分别设置四个第二立柱，在第二立柱上设置两个第二立柱定位销、在四个第二立柱顶部分别与塑料水泵壳体连接，两个第二立柱定位销分别与塑料水泵壳体连接，在塑料水泵壳体上设置六个铜螺母安装孔，在铜螺母安装孔上方设置铜螺母，铜螺母中心线与铜螺母安装孔中心线重合，在右夹爪、左夹爪之间设置铜螺母；在铜螺母安装孔上设置铜螺母，铜螺母中心线与铜螺母安装孔中心线重合，在铜螺母内设置压装杆定位销；在铜螺母安装孔内设置铜螺母，铜螺母中心线与铜螺母安装孔中心线重合，在塑料水泵壳体上设置溢料，溢料刮刀定位销与铜螺母内孔连接；下料工位夹具由第四底板、第三立柱、塑料水泵壳体、第三立柱定位销、铜螺母组成，在第四底板上分别设置四个第三立柱，在第三立柱上设置两个第三立柱定位销、在四个第三立柱顶部分别与塑料水泵壳体连接，两个第三立柱定位销分别与塑料水泵壳体连接，塑本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种塑料水泵铜螺母装配智能工业机器人装置，包括基座、机器臂、组合夹具、塑料水泵上料工位夹具、铜螺母上料工位夹具、铜螺母预装压装溢料清理工位夹具、下料工位夹具，其特征在于：在基座上设置机器臂并固定在基座上，在机器臂上部前端设置组合夹具，在基座上右部设置塑料水泵上料工位夹具、铜螺母上料工位夹具，在基座上部设置铜螺母预装压装溢料清理工位夹具，在基座上左部设置下料工位夹具；组合夹具由连接板、转换板、驱动器、右夹爪、左夹爪、溢料刮刀连接杆、溢料刮刀、溢料刮刀定位销、压装连接杆、压装杆、压装杆定位销组成，在转换板的右部设置连接板，在转换板的上部设置驱动器，在转换板的左部设置溢料刮刀连接杆，在转换板的下部设置压装连接杆，在驱动器的上部分别设置右夹爪和左夹爪，在溢料刮刀连接杆的左部设置溢料刮刀、溢料刮刀定位销，在压装连接杆下部设置压装杆，在压装杆下部设置压装杆定位销；塑料水泵上料工位夹具由第一底板、第一立柱、第一立柱定位销、塑料水泵壳体组成，在第一底板上分别设置四个第一立柱，在四个第一立柱顶部设置塑料水泵壳体，用两个第一立柱定位销分别将两个第一立柱与塑料水泵壳体连接；铜螺母上料工位夹具由第二底板、加热箱、加热箱定位销、铜螺母组成，在第二底板上设置加热箱，在加热箱上设置九个加热箱定位销，在九个加热箱定位销上分别设置铜螺母；铜螺母预装压装溢料清理工位夹具由第三底板、第二立柱、第二立柱定位销、塑料水泵壳体、铜螺母安装孔、铜螺母、溢料组成，在第三底板上分别设置四个第二立柱，在第二立柱上设置两个第二立柱定位销、在四个第二立柱顶部分别与塑料水泵壳体连接，两个第二立柱定位销分别与塑料水泵壳体连接，在塑料水泵壳体上设置六个铜螺母安装孔，在铜螺母安装孔上方设置铜螺母，铜螺母中心线与铜螺母安装孔中心线重合，在右夹爪、左夹爪之间设置铜螺母；在铜螺母安装孔上设置铜螺母，铜螺母中心线与铜螺母安装孔中心线重合，在铜螺母内设置压装杆定位销；在铜螺母安装孔内设置铜螺母，铜螺母中心线与铜螺母安装孔中心线重合，在塑料水泵壳体上设置溢料，溢料刮刀定位销与铜螺母内孔连接；下料工位夹具由第四底板、第三立柱、塑料水泵壳体、第三立柱定位销、铜螺母组成，在第四底板上分别设置四个第三立柱，在第三立柱上设置两个第三立柱定位销、在四个第三立柱顶部分别与塑料水泵壳体连接，两个第三立柱定位销分别与塑料水泵壳体连接，塑料水泵壳体与铜螺母连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种塑料水泵铜螺母装配智能工业机器人装置，包括基座、机器臂、组合夹具、塑料水泵上料工位夹具、铜螺母上料工位夹具、铜螺母预装压装溢料清理工位夹具、下料工位夹具，其特征在于：在基座上设置机器臂并固定在基座上，在机器臂上部前端设置组合夹具，在基座上右部设置塑料水泵上料工位夹具、铜螺母上料工位夹具，在基座上部设置铜螺母预装压装溢料清理工位夹具，在基座上左部设置下料工位夹具；组合夹具由连接板、转换板、驱动器、右夹爪、左夹爪、溢料刮刀连接杆、溢料刮刀、溢料刮刀定位销、压装连接杆、压装杆、压装杆定位销组成，在转换板的右部设置连接板，在转换板的上部设置驱动器，在转换板的左部设置溢料刮刀连接杆，在转换板的下部设置压装连接杆，在驱动器的上部分别设置右夹爪和左夹爪，在溢料刮刀连接杆的左部设置溢料刮刀、溢料刮刀定位销，在压装连接杆下部设置压装杆，在压装杆下部设置压装杆定位销；塑料水泵上料工位夹具由第一底板、第一立柱、第一立柱定位销、塑料水泵壳体组成，在第一底板上分别设置四个第一立柱，在四个第一立柱顶部设置塑料水泵壳体，用两个第一立柱定位销分别将两个第一立柱与塑料水泵壳体连接；铜螺母上料工位夹具由第二底板、加热箱、加热箱定位销、铜螺母组成，在第二底板上设置加热箱，在加热箱上设置九个加热箱定位销，在九个加热箱定位销上分别设置铜螺母；铜螺母预装压装溢料清理工位夹具由第三底板、第二立柱、第二立柱定位销、塑料水泵壳体、铜螺母安装孔、铜螺母、溢料组成，在第三底板上分别设置四个第二立柱，在第二立柱上设置两个第二立柱定位销、在四个第二立柱顶部分别与塑料水泵壳体连接，两个第二立柱定位销分别与塑料水泵壳体连接，在塑料水泵壳体上设置六个铜螺母安装孔，在铜螺母安装孔上方设置铜螺母，铜螺母中心线与铜螺母安装孔中心线重合，在右夹爪、左夹爪之间设置铜螺母；在铜螺母安装孔上设置铜螺母，铜螺母中心线与铜螺母安装孔中心线重合，在铜螺母内设置压装杆定位销；在铜螺母安装孔内设置铜螺母，铜螺母中心线与铜螺母安装孔中心线重合，在塑料水泵壳体上设置溢料，溢料刮刀定位销与铜螺母内孔连接；下料工位夹具由第四底板、第三立柱、塑料水泵壳体、第三立柱定位销、铜螺母组成，在第四底板上分别设置四个第三立柱，在第三立柱上设置两个第三立柱定位销、在四个第三立柱顶部分别与塑料水泵壳体连接，两个第三立柱定位销分别与塑料水泵壳体连接，塑料水泵壳体与铜螺母连接。


2.根据权利要求1所述的一种塑料水泵铜螺母装配智能工业机器人装置，其特征在于：所述的塑料水泵上料工位夹具中心线与铜螺母上料工位夹具中心线之间夹角为45°；所述的铜螺母上料工位夹具与铜螺母预装压装溢料清理工位夹具中心线之间夹角为45°；所述的铜螺母预装压装溢料清理工位夹具中心线与下料工位夹具中心线之间夹角为45°。


3.根据权利要求1所述的一种塑料水泵铜螺母装配智能工业机器人装置，其特征在于：所述的一种塑料水泵铜螺母装配智能工业机器人装置的工作原理是，（1）实现零件上料精确定位功能：在铜螺母上料工位夹具，在第二底板上设置加热箱，在加热箱上设置九个加热箱定位销，铜螺母分别插入加热箱定位销上，实现铜螺母的精确定位功能；（2）实现铜螺母的预加热功能：在铜螺母上料工位夹具，在第二底板上设置加热箱，加热箱可对铜螺母进行加热，使铜螺母保持在工艺所需的温度，实现铜螺母的预热功能；（3）实现铜螺母预装功能：机器臂及组合夹具将铜螺母由铜螺母上料工位夹具抓取后，搬运至铜螺母预装压装溢料清理工位夹具到达铜螺母所在的位置，然后将铜螺母由上至下安装在塑料水泵壳体的铜螺母安装孔内，由于铜螺母下部为倒角结构，可以修正铜螺母中心线与铜螺母安装孔中心线的重合度，将铜螺母预装在塑料水泵壳体的铜螺母安装孔内，实现铜螺母预装功能；（4）实现铜螺母压装功能：铜螺母预装在塑料水泵壳体的铜螺母安装孔内之后，由于热传导作用，预热后的铜螺母将热量传导给铜螺母安装孔的塑料，导致与铜螺母接触部位的塑料受热变软，机器臂将组合夹具...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘亦晴，
申请(专利权)人：刘亦晴，
类型：发明
国别省市：陕西;61