一种液压千斤顶自动装配系统及装配方法技术方案

本发明专利技术提供了一种液压千斤顶自动装配系统，包括缸筒料框、活塞杆料框、3D视觉识别定位系统、清洗机、导向套装配装置、活塞装配拧紧装置、钻孔拧紧定螺钉装置、卧式装缸机、导向套拧紧装置、试压装置、转运装置和控制系统；还发明专利技术还提供了一种利用上述液压千斤顶自动装配系统进行自动装配的方法。该液压千斤顶自动装配系统及装配方法具有设计科学、装配效率高、各步骤装配精度高并且可保证装配质量的优点。步骤装配精度高并且可保证装配质量的优点。步骤装配精度高并且可保证装配质量的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种液压千斤顶自动装配系统及装配方法


[0001]本专利技术涉及液压千斤顶装配领域，具体的说，涉及了一种液压千斤顶自动装配系统及装配方法。

技术介绍

[0002]目前，针对煤矿用液压千斤顶主要采用人工装配，仅在物流传输上采用机械化设备进行辅助，不仅工人劳动强度大、装配效率低，而且装配过程中容易发生磕碰、野蛮装配、遗漏部分辅助工序等情况，导致出现漏液等问题，装配质量无法有效保证。
[0003]具体地，液压千斤顶的装配流程主要包括：上料、清洗、涂油、装导向套、装活塞、配钻活塞紧定螺钉孔、拧紧定螺钉、合装、拧导向套、试压、下料等工序。人工装配的方式主要存在以下缺点：（1）人工涂油容易出现涂抹不均匀、漏涂油的情况，导致后续装配不畅，容易损坏密封；（2）人工装配导向套，无法保证导向套和活塞杆的对中，在装配时两者容易发生磕碰损伤；（3）人工装配活塞，无法保证活塞和活塞杆的对中，易造成螺纹扣研伤，同时无法控制拧紧力矩，无法保证装配质量；（4）钻活塞紧定螺钉孔时，采用人工辅助钻孔设备，无法保证钻孔深度，拧紧定螺钉是人工辅助进行，一般需要两个螺钉，容易出现漏拧螺钉的情况；（5）人工合装，无法保证活塞杆组件和缸体的对中，装配时也容易损坏密封、造成磕碰；（6）拧导向套采用辅助设备进行，但无法控制拧紧力度，无法保证导向套的螺纹预紧力；（7）人工试压，一般试压时间较长，存在遗漏试压和试压时间不足的情况，无法保质保量完成全部试压，一旦在用户那里出现质量事故，需要返修。
[0004]现有技术中也有一些液压千斤顶装配的自动化设备，但这些设备具有以下缺点：（1）配钻活塞杆紧定螺钉孔和拧螺钉需要两个独立的工位，不仅占用空间，而且转移后可能出现螺钉孔位置偏移的情况；配钻活塞紧定螺钉孔时，不太容易定位活塞上的螺钉孔，钻孔位置精度不好把握，钻孔产生的铁屑不易清除，影响后续螺钉的拧紧；（2）拧活塞时，拧紧杆与活塞后端的拧紧孔不易精确对位，两者对接时容易发生碰撞，进而容易导致零部件的损坏；（3）在拧紧活塞或者导向套时，力矩无法监控，容易出现过紧过松的情况，一旦对位不准确，还容易拧伤螺纹；（4）由于装配流程复杂，每一步均需要设置专门的设备，各个步骤之间还需要转运，设备布局动线不合理，不仅占地面积大，而且装配效率低；（5）转运次数多，转运位置容易发生偏差，进而导致整套设备故障，影响千斤顶的顺畅装配；（6）上料、试压、下料等工序仍需人工操作，自动化程度不太完全，无法保证100%全部试压；（7）在活塞杆与缸筒合装时，无法保证缸筒内孔与活塞杆精准对位，装配时容易划伤密封，进而导致漏液。
[0005]为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种设计科学、装配效率高、各步骤装配精度高并且可保证装配质量的液压千斤顶自动装配系统及装配方法。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：
一种液压千斤顶自动装配系统，包括：缸筒料框，顶部用于横向放置缸筒；活塞杆料框，顶部用于横向放置活塞杆；3D视觉识别定位系统，用于采集放置在所述缸筒料框上的缸筒图像和放置在所述活塞杆料框上的活塞杆图像，识别出缸筒和活塞杆的摆放方向、外轮廓和坐标信息，然后传输给控制系统；清洗机，用于清洗缸筒和活塞杆，包括喷洗室和从所述喷洗室内穿过的传输带，所述传输带上设置有多对V形托架，每对V形托架均用于成对放置缸筒和活塞杆；导向套装配装置，用于将导向套套装在活塞杆上，所述导向套装配装置的旁边设置有第一缸筒缓存工位；活塞装配拧紧装置，用于将活塞拧紧在套装好导向套的活塞杆上，所述活塞装配拧紧装置的旁边设置有第二缸筒缓存工位；钻孔拧紧定螺钉装置，用于在安装有导向套和活塞的活塞杆上配钻紧定螺钉孔，并用紧定螺钉将活塞杆的紧定螺钉孔和活塞的紧定螺钉孔连接，实现活塞和活塞杆的固定，所述钻孔拧紧定螺钉装的旁边设置有第三缸筒缓存工位；卧式装缸机，用于将拧紧紧定螺钉的活塞杆装入缸筒中；导向套拧紧装置，用于将导向套拧紧在缸筒内，完成千斤顶的组装；试压装置，用于对装配好的千斤顶进行试压实验；转运装置，包括第一转运机器人、第二转运机器人、第三转运机器人、第四转运机器人和沿直线延伸的转运桁架，所述导向套装配装置、所述活塞装配拧紧装置和所述钻孔拧紧定螺钉装置按照顺序设置在所述转运桁架下方，所述第一转运机器人抓取所述缸筒料框上的缸筒和所述活塞杆料框上的活塞杆成对放置在所述清洗机上的V形托架上；所述第二转运机器人先抓取清洗好的活塞杆放置到人工辅助工位上喷油、装密封，再将活塞杆抓取至所述导向套装配装置装导向套，所述第二转运机器人抓取清洗好的缸筒，喷油后，放置在所述第一缸筒缓存工位上；所述转运桁架底部通过机械手上料导向套、活塞，并将活塞杆依次在所述导向套装配装置、所述活塞装配拧紧装置和所述钻孔拧紧定螺钉装置上转移，还将缸筒依次在所述第一缸筒缓存工位、所述第二缸筒缓存工位和所述第三缸筒缓存工位上转移；所述第三转运机器人先抓取活塞杆和缸筒放置在所述卧式装缸机上合装，再抓取合装好的千斤顶放置在所述导向套拧紧装置上；所述第四转运机器人先将组装好的千斤顶放置在所述试压装置上试压，再抓取试压完成的千斤顶放置在成品料框中；控制系统，所述控制系统接收所述3D视觉识别定位系统采集的信息，并按照设定的程序控制所述第一转运机器人、所述第二转运机器人、所述第三转运机器人、所述第四转运机器人和所述转运桁架的转运动作，以及所述清洗机、所述导向套装配装置、所述活塞装配拧紧装置、所述钻孔拧紧定螺钉装置、所述卧式装缸机和所述导向套拧紧装置的各种流程化工作状态。
[0008]基于上述，所述钻孔拧紧定螺钉装置包括能够沿自身中心轴方向运动的第三对中卡紧机构、操作工位、竖向激光位移传感器、横向激光位移传感器、设置在所述操作工位正下方并能够竖向伸缩的钻头、设置在所述钻头旁边的吹气机构、设置在所述操作工位正上方的螺钉拧紧头和用于向所述螺钉拧紧头输送螺钉的螺钉自动阵列盘，所述第三对中卡紧
机构用于夹持活塞杆并调整活塞杆中心轴与所述操作工位中心轴重合，所述第三对中卡紧机构上还设置有活塞杆旋转机构，所述操作工位固定设置在活塞杆的尾端，所述竖向激光位移传感器用于检测活塞前端面位置、以便确定活塞杆的轴向坐标，所述横向激光位移传感器设置在所述操作工位上方，所述横向激光位移传感器在活塞杆旋转过程中检测与活塞上紧定螺钉孔相切的位置、以便确定紧定螺钉孔的径向位置；获得紧定螺钉孔的径向位置后，所述活塞杆旋转机构驱动活塞杆旋转180
°
，用所述钻头在活塞杆上配钻紧定螺钉孔，所述吹气机构将钻孔产生的铁屑吹走，所述活塞杆旋转机构再驱动活塞杆旋转180
°
，用所述螺钉拧紧头将螺钉拧入紧定螺钉孔中，实现活塞和活塞杆的固定。
[0009]基于上述，所述活塞装配拧紧装置包括活塞料仓、能够沿自身中心轴方向运动的活塞卡盘、驱动所述活塞卡盘转动的第一拧紧电机、第二对中卡紧机构和杆头插销止转机构，所述活塞料仓用于存储待上料的活塞，所述第二对中卡紧机构用于夹持本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液压千斤顶自动装配系统，其特征在于，包括：缸筒料框，顶部用于横向放置缸筒；活塞杆料框，顶部用于横向放置活塞杆；3D视觉识别定位系统，用于采集放置在所述缸筒料框上的缸筒图像和放置在所述活塞杆料框上的活塞杆图像，识别出缸筒和活塞杆的摆放方向、外轮廓和坐标信息，然后传输给控制系统；清洗机，用于清洗缸筒和活塞杆，包括喷洗室和从所述喷洗室内穿过的传输带，所述传输带上设置有多对V形托架，每对V形托架均用于成对放置缸筒和活塞杆；导向套装配装置，用于将导向套套装在活塞杆上，所述导向套装配装置的旁边设置有第一缸筒缓存工位；活塞装配拧紧装置，用于将活塞拧紧在套装好导向套的活塞杆上，所述活塞装配拧紧装置的旁边设置有第二缸筒缓存工位；钻孔拧紧定螺钉装置，用于在安装有导向套和活塞的活塞杆上配钻紧定螺钉孔，并用紧定螺钉将活塞杆的紧定螺钉孔和活塞的紧定螺钉孔连接，实现活塞和活塞杆的固定，所述钻孔拧紧定螺钉装的旁边设置有第三缸筒缓存工位；卧式装缸机，用于将拧紧紧定螺钉的活塞杆装入缸筒中；导向套拧紧装置，用于将导向套拧紧在缸筒内，完成千斤顶的组装；试压装置，用于对装配好的千斤顶进行试压实验；转运装置，包括第一转运机器人、第二转运机器人、第三转运机器人、第四转运机器人和沿直线延伸的转运桁架，所述导向套装配装置、所述活塞装配拧紧装置和所述钻孔拧紧定螺钉装置按照顺序设置在所述转运桁架下方，所述第一转运机器人抓取所述缸筒料框上的缸筒和所述活塞杆料框上的活塞杆成对放置在所述清洗机上的V形托架上；所述第二转运机器人先抓取清洗好的活塞杆放置到人工辅助工位上喷油、装密封，再将活塞杆抓取至所述导向套装配装置装导向套，所述第二转运机器人抓取清洗好的缸筒，喷油后，放置在所述第一缸筒缓存工位上；所述转运桁架底部通过机械手上料导向套、活塞，并将活塞杆依次在所述导向套装配装置、所述活塞装配拧紧装置和所述钻孔拧紧定螺钉装置上转移，还将缸筒依次在所述第一缸筒缓存工位、所述第二缸筒缓存工位和所述第三缸筒缓存工位上转移；所述第三转运机器人先抓取活塞杆和缸筒放置在所述卧式装缸机上合装，再抓取合装好的千斤顶放置在所述导向套拧紧装置上；所述第四转运机器人先将组装好的千斤顶放置在所述试压装置上试压，再抓取试压完成的千斤顶放置在成品料框中；控制系统，所述控制系统接收所述3D视觉识别定位系统采集的信息，并按照设定的程序控制所述第一转运机器人、所述第二转运机器人、所述第三转运机器人、所述第四转运机器人和所述转运桁架的转运动作，以及所述清洗机、所述导向套装配装置、所述活塞装配拧紧装置、所述钻孔拧紧定螺钉装置、所述卧式装缸机和所述导向套拧紧装置的各种流程化工作状态。2.根据权利要求1所述的液压千斤顶自动装配系统，其特征在于：所述钻孔拧紧定螺钉装置包括能够沿自身中心轴方向运动的第三对中卡紧机构、操作工位、竖向激光位移传感器、横向激光位移传感器、设置在所述操作工位正下方并能够竖向伸缩的钻头、设置在所述钻头旁边的吹气机构、设置在所述操作工位正上方的螺钉拧紧头和用于向所述螺钉拧紧头
输送螺钉的螺钉自动阵列盘，所述第三对中卡紧机构用于夹持活塞杆并调整活塞杆中心轴与所述操作工位中心轴重合，所述第三对中卡紧机构上还设置有活塞杆旋转机构，所述操作工位固定设置在活塞杆的尾端，所述竖向激光位移传感器用于检测活塞前端面位置、以便确定活塞杆的轴向坐标，所述横向激光位移传感器设置在所述操作工位上方，所述横向激光位移传感器在活塞杆旋转过程中检测与活塞上紧定螺钉孔相切的位置、以便确定紧定螺钉孔的径向位置；获得紧定螺钉孔的径向位置后，所述活塞杆旋转机构驱动活塞杆旋转180
°
，用所述钻头在活塞杆上配钻紧定螺钉孔，所述吹气机构将钻孔产生的铁屑吹走，所述活塞杆旋转机构再驱动活塞杆旋转180
°
，用所述螺钉拧紧头将螺钉拧入紧定螺钉孔中，实现活塞和活塞杆的固定。3.根据权利要求2所述的液压千斤顶自动装配系统，其特征在于：所述活塞装配拧紧装置包括活塞料仓、能够沿自身中心轴方向运动的活塞卡盘、驱动所述活塞卡盘转动的第一拧紧电机、第二对中卡紧机构和杆头插销止转机构，所述活塞料仓用于存储待上料的活塞，所述第二对中卡紧机构用于夹持活塞杆并调整活塞杆中心轴与所述活塞卡盘中心轴重合，所述杆头插销止转机构用于插入活塞杆杆头的销轴孔内，实现活塞杆的止转，所述活塞卡盘上对应活塞后端的拧紧孔设置有弹性插杆，所述活塞卡盘沿轴线运动的同时、由所述第一拧紧电机驱动转动，将活塞旋入活塞杆的尾端。4.根据权利要求3所述的液压千斤顶自动装配系统，其特征在于：所述试压装置包括若干立式试压框和试压实验控制台，所述立式试压框用于立着放置装配好的千斤顶，接上试压胶管后，人工通过所述试压实验控制台对千斤顶进行试压实验。5.根据权利要求4所述的液压千斤顶自动装配系统，其特征在于：所述导向套装配装置包括导向套料仓、能够沿自身中心轴方向运动的导向套卡盘、第一对中卡紧机构和第一顶紧机构，所述导向套料仓用于存储待上料的导向套，所述导向套卡盘用于卡住导向套，所述第一对中卡紧机构用于夹持活塞杆并调整活塞杆中心轴与所述导向套卡盘中心轴重合，所述第一顶紧机构用于顶紧活塞杆的杆头端，所述导向套卡盘位于活塞杆的尾端；所述卧式装缸机包括轴向位置固定的第四对中卡紧机构和能够沿自身中心轴方向运动的第五...

【专利技术属性】
技术研发人员：程相榜，郑风波，王炉，李保强，李凯，赵新亚，杨法启，毛孟娜，路辉，张静，袁冰冰，卫炎鑫，
申请(专利权)人：机械工业第六设计研究院有限公司郑州煤矿机械集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：