一种气缸生产设备论文和设计-陶声荣

全文摘要

本实用新型公开了一种气缸生产设备，属于气缸加工技术领域。它包括基座、转盘分割机构和电气控制系统，转盘分割机构以及电气控制系统安装在基座上，转盘分割机构与电气控制系统电连接，还包括内管自动送料与摆放机构、活塞杆自动送料与安装机构、下压活塞杆与加油机构、自动送料与装配机构、翻转机构、气缸棒芯抓取与摆放机构、外管自动送料机构、前顶套识别方向与安装机构、气缸内外管组合机构以及产品输出机构，上述机构均与电气控制系统电连接；本实用新型可有效解决气缸产品安装过程中存在的效率低下，品质较差，浪费人工问题，提高产品生产和组装的效率，提升产品的品质；设备结构简单、设计合理、方法便于使用。

主设计要求

1.一种气缸生产设备，包括基座(1)、转盘分割机构(2)和电气控制系统(3)，所述的转盘分割机构(2)以及电气控制系统(3)安装在基座(1)上，转盘分割机构(2)与电气控制系统(3)电连接，其特征在于：还包括与电气控制系统(3)电连接的内管自动送料与摆放机构(4)、活塞杆自动送料与安装机构(5)、下压活塞杆与加油机构(6)、自动送料与装配机构(7)、翻转机构(8)、气缸棒芯抓取与摆放机构(9)、外管自动送料机构(10)、前顶套识别方向与安装机构(11)、气缸内外管组合机构(12)以及产品输出机构(13)，所述的自动送料与装配机构包括控阀自动送料与装配机构(701)、皮碗自动送料与装配机构(702)、碗型垫自动送料与装配机构(703)以及后顶套自动送料与装配机构(704)，所述的内管自动送料与摆放机构(4)、活塞杆自动送料与安装机构(5)、下压活塞杆与加油机构(6)、控阀自动送料与装配机构(701)、翻转机构(8)、皮碗自动送料与装配机构(702)、碗型垫自动送料与装配机构(703)、后顶套自动送料与装配机构(704)、气缸棒芯抓取与摆放机构(9)按照顺序周向分布在转盘分割机构(2)外侧。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种气缸生产设备，其特征在于：所述的转盘分割机构(2)包括分割盘(201)、马达、减速箱、夹持器(202)，所述的分割盘(201)安装在基座(1)上，沿分割盘(201)周向将分割盘(201)均匀划分为多个工件夹持区，每个工件夹持区外缘安装有夹持器(202)，马达和减速箱分别与分割盘(201)电连接；所述的基座(1)上沿静止状态的分割盘(201)每个工件夹持区内侧均设有传感器(101)。

3.根据权利要求2所述的一种气缸生产设备，其特征在于：所述的电气控制系统(3)包括输入显示部件(301)和PLC控制器(302)，所述的输入显示部件(301)与PLC控制器(302)电连接，PLC控制器(302)分别与转盘分割机构(2)、内管自动送料与摆放机构(4)、活塞杆自动送料与安装机构(5)、下压活塞杆与加油机构(6)、控阀自动送料与装配机构、翻转机构(8)、皮碗自动送料与装配机构(702)、碗型垫自动送料与装配机构(703)、后顶套自动送料与装配机构(704)、气缸棒芯抓取与摆放机构(9)、外管自动送料机构(10)、前顶套识别方向与安装机构(11)、气缸内外管组合机构(12)以及产品输出机构(13)电连接。

4.根据权利要求1所述的一种气缸生产设备，其特征在于：所述的内管自动送料与摆放机构(4)包括内管送料器和内管翻转机械手(411)，所述的内管送料器安装在内管翻转机械手(411)一侧，所述的内管翻转机械手(411)安装在基座(1)上。

5.根据权利要求1所述的一种气缸生产设备，其特征在于：所述的活塞杆自动送料与安装机构(5)包括第一传送带(501)、第二传送带(502)、活塞杆夹持机械手(503)，所述的第一传送带(501)一端与第二传送带(502)连接，另一端为自由端，第二传送带(502)不与第一传送带(501)连接的一端与活塞杆夹持机械手(503)连接，第一传送带(501)与第二传送带(502)连接处以及第二传送带(502)与活塞杆夹持机械手(503)连接处分别设有两个旋转轮盘(504)，活塞杆夹持机械手(503)端部设有夹持部；所述的下压活塞杆与加油机构(6)包括下压与加油杆(601)，所述的下压与加油杆(601)安装在基座(1)上。

6.根据权利要求1所述的一种气缸生产设备，其特征在于：所述的控阀自动送料与装配机构(701)、皮碗自动送料与装配机构(702)、碗型垫自动送料与装配机构(703)、后顶套自动送料与装配机构(704)均包括振动盘(705)、螺旋轨道(706)、轨道出口(707)、滑轨(708)以及夹持机械手(709)，所述的振动盘(705)安装在基座(1)上，螺旋轨道(706)安装在振动盘(705)内侧，所述的轨道出口(707)位于螺旋轨道(706)端部，置于振动盘(705)顶面，与滑轨(708)相连，夹持机械手(709)安装在基座(1)上。

7.根据权利要求1所述的一种气缸生产设备，其特征在于：所述的翻转机构(8)包括第一翻转机械手(801)，所述的第一翻转机械手(801)安装在基座(1)上。

8.根据权利要求1所述的一种气缸生产设备，其特征在于：所述的气缸棒芯抓取与摆放机构(9)包括第二翻转机械手(901)以及摆放平台(902)，第二翻转机械手(901)安装在基座(1)上，摆放平台(902)放置在安装有翻转机械手的基座(1)一侧。

9.根据权利要求1所述的一种气缸生产设备，其特征在于：所述的外管自动送料机构(10)与前顶套识别方向与安装机构(11)衔接安装在第二支撑架(1001)上；所述的气缸内外管组合机构(12)一端与前顶套识别方向与安装机构(11)相接另一端与产品输出机构(13)相接。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于气缸加工技术领域，更具体地说，涉及一种气缸生产设备。

背景技术

气弹簧又称气缸，现有技术中，气缸以及气缸内的气缸棒芯各零部件的组装是利用人工来完成；人工完成气缸的组装工作，受人员的熟练程度和外部环境的影响较大。在实际生产过程中，一个新员工的安装效率大约为80个每小时，操作熟练的员工，其安装效率也只约为 100个每小时；安装效率较为低下，工作季节如果为冬季，受温度和天气的影响，员工的安装效率会更低。不仅如此，在员工手工进行安装时，还容易发生漏装的现象，使得产品不合格，影响产品的合格率，影响产品的质量。

经检索，中国专利申请号为201320893038.7，申请日为2013.12.31的“气弹簧皮碗安装设备”，其具有分度转盘，分度转盘上沿逆时针方向依次设置有皮碗座上料工位、皮碗导向套安装工位、皮碗上料工位、皮碗导向套取出工位、后顶套上料工位、装配整形工位和人工上下料工位。结构较为简单，在一定程度上提高了工作效率；但该设备需要人工上下料以及对装配进行整形，不能实现自动化生产，不能实现气弹簧的完整组装，且利用皮碗导向套对皮碗进行安装，安装完成需要取出皮碗导向套，增加工作量，不利于实际的生产。

又如，中国专利申请号为201610476577.9，申请日为2016.06.23的“一种气缸杆加工设备及加工控制方法”，其针对气缸组装过程中的气缸杆提供了自动化设备和方法，具体包括转盘分割机构和电控系统，还包括气缸杆自动送料与摆放机构、自动送料与安装机构、活塞杆自动铆接机构和产品下料系统，其中，电控系统分别控制转盘分割机构、气缸杆自动送料与摆放机构、自动送料与安装机构、活塞杆自动铆接机构和产品下料系统的动作执行过程，转盘分割机构从气缸杆自动送料与摆放机构接收待加工的气缸杆，自动送料与安装机构与转盘分割机构相互配合进行安装加工，活塞杆自动铆接机构对安装好零部件的气缸杆进行铆接，产品下料系统将加工好的气缸杆排出。它采用机械手精确摆放气缸杆，省去人工，实现自动化，提高了生产效率和品质；但气缸零部件较多，组装较为复杂，对于组装的要求较高，上述设备和方法不能满足气缸复杂的装配要求。

发明内容

1.要解决的问题

针对现有人工生产导致气缸生产效率低，且质量差的问题，本实用新型提供一种气缸生产设备，可有效解决气缸产品安装过程中存在的效率低、质量差、以及费时费力的问题，提高产品生产和组装的效率，提升产品的质量。

2.技术方案

为了解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

本实用新型的一种气缸生产设备，包括基座、转盘分割机构和电气控制系统，所述的转盘分割机构以及电气控制系统安装在基座上，转盘分割机构与电气控制系统电连接，还包括与电气控制系统电连接的内管自动送料与摆放机构、活塞杆自动送料与安装机构、下压活塞杆与加油机构、自动送料与装配机构、翻转机构、气缸棒芯抓取与摆放机构、外管自动送料机构、前顶套识别方向与安装机构、气缸内外管组合机构以及产品输出机构，所述的自动送料与装配机构包括控阀自动送料与装配机构、皮碗自动送料与装配机构、碗型垫自动送料与装配机构以及后顶套自动送料与装配机构，所述的内管自动送料与摆放机构、活塞杆自动送料与安装机构、下压活塞杆与加油机构、控阀自动送料与装配机构、翻转机构、皮碗自动送料与装配机构、碗型垫自动送料与装配机构、后顶套自动送料与装配机构、气缸棒芯抓取与摆放机构按照顺序周向分布在转盘分割机构外侧。

作为本实用新型优选的方案，所述的转盘分割机构包括分割盘、马达、减速箱、夹持器，所述的分割盘安装在基座上，沿分割盘周向将分割盘均匀划分为多个工件夹持区，每个工件夹持区外缘安装有夹持器，马达和减速箱分别与分割盘电连接；所述的基座上沿静止状态的分割盘每个工件夹持区内侧均设有传感器。

作为本实用新型优选的方案，所述的电气控制系统包括输入显示部件和PLC控制器，所述的输入显示部件与PLC控制器电连接，PLC控制器分别与转盘分割机构、内管自动送料与摆放机构、活塞杆自动送料与安装机构、下压活塞杆与加油机构、控阀自动送料与装配机构、翻转机构、皮碗自动送料与装配机构、碗型垫自动送料与装配机构、后顶套自动送料与装配机构、气缸棒芯抓取与摆放机构、外管自动送料机构、前顶套识别方向与安装机构、气缸内外管组合机构以及产品输出机构电连接。

作为本实用新型优选的方案，所述的内管自动送料与摆放机构包括内管送料器和内管翻转机械手，所述的内管送料器安装在内管翻转机械手一侧，所述的内管翻转机械手安装在基座上。

作为本实用新型优选的方案，所述的活塞杆自动送料与安装机构包括第一传送带、第二传送带、活塞杆夹持机械手，所述的第一传送带一端与第二传送带连接，另一端为自由端，第二传送带不与第一传送带连接的一端与活塞杆夹持机械手连接，第一传送带与第二传送带连接处以及第二传送带与活塞杆夹持机械手连接处分别设有两个旋转轮盘，活塞杆夹持机械手端部设有夹持部；所述的下压活塞杆与加油机构包括下压与加油杆，所述的下压与加油杆安装在基座上。

作为本实用新型优选的方案，所述的控阀自动送料与装配机构、皮碗自动送料与装配机构、碗型垫自动送料与装配机构、后顶套自动送料与装配机构均包括振动盘、螺旋轨道、轨道出口、滑轨以及夹持机械手，所述的振动盘安装在基座上，螺旋轨道安装在振动盘内侧，所述的轨道出口位于螺旋轨道端部，置于振动盘顶面，与滑轨相连，夹持机械手安装在基座上。

作为本实用新型优选的方案，所述的翻转机构包括第一翻转机械手，所述的第一翻转机械手安装在基座上。

作为本实用新型优选的方案，所述的气缸棒芯抓取与摆放机构包括第二翻转机械手以及摆放平台，第二翻转机械手安装在基座上，摆放平台放置在安装有翻转机械手的基座一侧。

作为本实用新型优选的方案，所述的外管自动送料机构与前顶套识别方向与安装机构衔接安装在第二支撑架上；所述的气缸内外管组合机构一端与前顶套识别方向与安装机构相接另一端与产品输出机构相接。

3.有益效果

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型的一种气缸生产设备，针对于现有人工安装气缸的效率较低，品质难以管控的问题下而开发的，人工安装需要对气缸的各部件一个一个安装，而气缸生产设备经过多个工位、分割盘以及气缸外管与内管组合设备的配合使用，可同时完成多个部件的安装，生产效率是人工的几倍，提高了产能，缩短了生产时间，减轻了持续生产的压力，在气缸生产设备工作时间内，只需要对设备进行管控，这样即节省了人工，降低了生产成本，也便于管理，提高生产效率；

(2)本实用新型的一种气缸生产设备，在人工进行气缸的装配工作时，由于人自身受环境、心情等影响，常常会出现气缸漏装，以及气缸内部件安装位置和安装精度存在不一致的现象，严重影响气缸的品质和合格率，使用机器进行气缸的批量化生产，确保了对气缸内各部件安装的位置和精度保持一致，使得生产出气缸的品质处于较优的状态下，有效提升产品品质，提高了产品的一致性，同时最大化的减少了气缸内部件漏装的现象，提高了气缸生产的合格率，利于持续化生产；

(3)本实用新型的一种气缸生产设备，基座对所有部件提供支撑基础，确保各部件的有序工作，转盘分割机构包括分割盘、马达、减速箱、夹持器，分割盘上沿周向划分为多个工件夹持区，每个工件夹持区与分割盘外缘安装的机构配合工作，完成气缸中各个部件的安装工作，使设备可同时生产多个气缸，提高生产效率，提高产量，马达为分割盘的转动提供动力，减速箱将分割盘由运动状态转变为静止状态，为气缸内各部件安装提供了分割盘上夹持件相对于分割盘外缘安装的机构静止的工作条件，夹持器确保了分割盘上工件在分割盘运动和停止时具有相对稳定的状态；

(4)本实用新型的一种气缸生产设备，基座上沿静止状态的分割盘每个工件夹持区内侧均设有传感器，传感器用于检测分割盘夹持工件的状态，并将检测结果反馈给控制系统，及时调节分割盘上夹持工件的非正常位置和状态，确保气缸的装配连续有效的进行，提高气缸装配成品的合格率，确保气缸成品都处于较优的状态；

(5)本实用新型的一种气缸生产设备，电气控制系统用于控制整个气缸生产设备，通过输入显示部件输入相关的参数，并将气缸生产设备各部件在生产过程中的状态信息反馈给人，使人能够根据设备的生产状态及时的调节相关参数，并调节气缸的生产过程，PLC控制器运用程序对气缸生产过程中各个部件进行管控，并获取输入显示部件输入的相关参数，及时调节气缸生产过程，使气缸的生产有序的进行，并能够根据实际生产中遇到的状况，做出反应或通过输入显示部件将非正常的工作状况做出警示，将相应的信息反馈给人；

(6)本实用新型的一种气缸生产设备，通过内管送料器将内管排列在第一送料平台上，内管翻转机械手将气缸内管输送至分割盘上，完成气缸内管的送料工作，过程中无需人工操作，方便易实行；

(7)本实用新型的一种气缸生产设备，活塞杆自动送料与安装机构将活塞杆放置在第一传送带上，由第一传送带经旋转轮盘矫正活塞杆的位置后，活塞杆传送至第二传送带上，经过第二传送带的旋转轮盘调整位置，由活塞杆夹持机械手的夹持部将活塞杆夹持放置在分割盘安置好的内管中，通过两个旋转轮盘不断地矫正活塞杆的位置，并固定活塞杆，避免活塞杆卡在传送带上，方便活塞杆夹持机械手每次在固定位置拿取活塞杆，使整个活塞杆夹持的过程简单易行；在相应工位的传感器对活塞杆和内管进行定位后，下压与加油杆将活塞杆下压至内管内部，同时向内管内注入油进行润滑，优化活塞杆与内管的接触环境，避免活塞杆卡在内管中，无法完成下压工作；

(8)本实用新型的一种气缸生产设备，控阀自动送料与装配机构、皮碗自动送料与装配机构、碗型垫自动送料与装配机构、后顶套自动送料与装配机构均包括振动盘、螺旋轨道、轨道出口、滑轨以及夹持机械手，振动盘通过簧片振动使原料沿螺旋轨道上升至轨道出口，自动完成送料，无需人工操作，在轨道出口处有一滑轨，滑轨倾斜向下安装在基座上，使原料顺行而下，经夹持机械手将原料夹持并装配在分割盘夹持的内管上，送料过程较为流畅，不容易出现原料卡料的现象；安装好控阀的气缸经过第一翻转机械手夹持、提起、翻转后重新进行安放在分割盘的工位上，整个过程简单易行；

(9)本实用新型的一种气缸生产设备，生产完成的气缸棒芯由第二翻转机械手夹持拿取，经翻转，将气缸棒芯由竖直状态转变为水平状态，将气缸棒芯放置在摆放平台上，完成气缸棒芯的拿取与摆放工作；通过前顶套的送料与气缸外管进行组合，再将组合的气缸外管与气缸棒芯进行组合成为气缸成品，完成气缸的生产工作，避免前顶套安装在外管中的安装方向发生错误，造成成品的合格率下降，不利于生产；

附图说明

以下将结合附图和实施例来对本实用新型的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本实用新型范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。

图1为本实用新型气缸棒芯生产设备整体示意图；

图2为本实用新型气缸棒芯生产设备俯视图；

图3为本实用新型内管送料装置的示意图；

图4为本实用新型振动盘整体结构示意图；

图5为本实用新型气缸装配设备整体示意图；

图6为本实用新型气缸装配设备俯视图。

附图中：

1、基座；101、传感器；

2、转盘分割机构；201、分割盘；202、夹持器；

3、电气控制系统；301、输入显示部件；302、PLC控制器；

4、内管自动送料与摆放机构；401、第一支撑架；402、第一储料箱；403、第一气缸；404、第一上推杆；405、第一推动槽；406、第一限位杆；407、第二限位杆；408、第一限位板；409、倾斜板；410、第一进料平台；411、内管翻转机械手；

5、活塞杆自动送料与安装机构；501、第一传送带；502、第二传送带；503、活塞杆夹持机械手；504、旋转轮盘；

6、下压活塞杆与加油机构；601、下压与加油杆；

7、自动送料与装配机构；701、控阀自动送料与装配机构；702、皮碗自动送料与装配机构；703、碗型垫自动送料与装配机构；704、后顶套自动送料与装配机构；705、振动盘；706、螺旋轨道；707、轨道出口；708、滑轨；709、夹持机械手；

8、翻转机构；801、第一翻转机械手；

9、气缸棒芯抓取与摆放机构；901、第二翻转机械手；902、摆放平台；

10、外管自动送料机构；1001、第二支撑架；1002、第二储料箱；1003、第二气缸；1004、第二上推杆；1005、第二推动槽；1006、第三限位杆；1007、第二限位板；1008、第二进料平台；

11、前顶套识别方向与安装机构；1101、前顶套振动盘；1102、前顶套滑轨；1103、前顶套传感器；1104、第三翻转机械手；

12、气缸内外管组合机构；1201、气缸棒芯传送带；1202、组合机械手；

13、产品输出机构；1301、气缸摆放平台；1302、气缸传送带；1303、出料收集箱。

具体实施方式

下文对本实用新型的示例性实施例的详细描述参考了附图，该附图形成描述的一部分，在该附图中作为示例示出了本实用新型可实施的示例性实施例。尽管这些示例性实施例被充分详细地描述以使得本领域技术人员能够实施本实用新型，但应当理解可实现其他实施例且可在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下对本实用新型作各种改变。下文对本实用新型的实施例的更详细的描述并不用于限制所要求的本实用新型的范围，而仅仅为了进行举例说明且不限制对本实用新型的特点和特征的描述，以提出执行本实用新型的最佳方式，并足以使得本领域技术人员能够实施本实用新型。因此，本实用新型的范围仅由所附权利要求来限定。

下文对本实用新型的详细描述和示例实施例可结合附图来更好地理解，其中本实用新型的元件和特征由附图标记标识。

实施例1

如图1和图3所示，本实施例的一种气缸内管送料装置(或称为内管送料器)，包括基座 1、第一支撑架401、第一储料箱402、第一气缸403、第一上推杆404、第一推动槽405、第一限位杆406、第二限位杆407、第一限位板408、倾斜板409以及第一进料平台410。

基座1上连接有第一进料平台410，第一支撑架401位于基座1一侧，第一储料箱402安装在第一支撑架401上，第一气缸403安装在支撑架一侧，位于第一储料箱402下侧，第一气缸403与第一上推杆404连接，第一上推杆404位于储料箱一侧内部，第一进料平台410 位于储料箱设有第一上推杆404的一侧。使用第一储料箱402进行气缸内管的储存，一次性可存放多个气缸内管在第一储料箱402内，免除人工繁复的进行气缸内管的运送，节约人工，降低生产成本，使用第一气缸403和第一上推杆404进行气缸内管的往复送料，第一上推杆404的送料频率与气缸生产设备拿取气缸内管的频率一样，使气缸生产设备持续工作，同时不会造成气缸内管在第一进料平台410的堆积。

第一储料箱402内设有第一上推杆404的一侧设有第一推动槽405，第一推动槽405的内轮廓与第一上推杆404的外轮廓形状相同，第一上推杆404在第一推动槽405内往复运动。第一上推杆404在第一推动槽405内往复运动，完成气缸内管的送料工作，第一推动槽405 对第一上推杆404进行限位，保证第一上推杆404的运动在预定的轨迹内。

第一储料箱402底端还设有第一底板，第一底板与水平线之间夹角为α，α的取值范围为 5°-20°。第一底板与水平线之间夹角为α，α的取值范围为5°-20°，取值可以为5°、6 °、7°、8°、10°、12°、15°、17°、18°、20°，优选的取值为12°、15°、17°，第一储料箱402内存储气缸内管时，为了便于第一上推杆404向上送料，需要使得第一储料箱402内的气缸内管始终位于第一储料箱402靠近第一上推杆404的位置，底板设置有倾斜角度可解决上述问题，同时为了第一储料箱402内储存气缸内管的数量较多，α取值不能过大，故α的取值为5°-20°时为合理的范围。

第一储料箱402上端连接有第一限位杆406，第一限位杆406两端贯穿或顶压在第一储料箱402两侧面，第一限位杆406的数量为一根以上。第一储料箱402上部的第一限位杆406 限制储料高度，避免由于储料箱储存的内管过多造成第一气缸403推不动第一上推杆404，无法完成自动送料的状况，在实际使用可根据第一气缸403的性能和状态，或使用经验调节第一限位杆406的高度，以满足生产的需要。

第一储料箱402上可装卸放置有第一限位板408，第一限位板408位于第一储料箱402 内设有第一上推杆404相对的一侧。第一储料箱402上可装卸放置有第一限位板408，限位板可避免第一储料箱402内气缸内管数量过多，造成气缸内管的滑落现象，并可以装卸，可以调节第一限位板408在第一储料箱402内的位置，限制第一储料箱402气缸内管的数量，利于持续生产。

第一储料箱402设有第一上推杆404的一侧顶端连接有倾斜板409，倾斜板409与水平面形成的夹角为锐角，倾斜板409位于第一进料平台410上方。第一上推杆404将气缸内管推送至第一储料箱402顶端后，为了使气缸内管沿预设轨迹滑落至第一进料平台410上，需要设置倾斜板409进行承接，避免气缸内管滑落至第一进料平台410以外。

第一进料平台410上连接有第二限位杆407，第二限位杆407底端与第一进料平台410 的距离与气缸内管外直径的比值为n，n的取值范围为1.1-1.5，n的优选取值为1.1、1.15、1.2、 1.3、1.35、1.4、1.5，第二限位杆407的数量为一根以上。第一进料平台410上设有一根以上的第二限位杆407，第二限位杆407保证了第一进料平台410上的气缸内管都处于水平放置的状态，避免了气缸内管在第一进料平台410上叠放。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上，提供一种气缸棒芯生产设备。

如图1-4所示，本实施例的一种气缸棒芯生产设备包括基座1、转盘分割机构2、电气控制系统3、内管自动送料与摆放机构4、活塞杆自动送料与安装机构5、下压活塞杆与加油机构6、自动送料与装配机构7、翻转机构8。

基座1作为整个设备的安装基础，对所有部件提供支撑基础，确保了基座1上各部件的持续有效的工作。且基座1上沿静止状态的分割盘201每个工件夹持区内侧均设有传感器101，传感器101用于检测分割盘201夹持工件的状态，并将检测的结果信息反馈给电气控制系统 3，及时调节分割盘201上夹持工件非正常的位置和状态，确保气缸棒芯装配能够连续有效的进行，可以提高气缸棒芯装配成品的合格率，并且确保了气缸棒芯成品都处于较优的状态。

转盘分割机构2与电气控制系统3电连接，其包括分割盘201、马达、减速箱、夹持器202，分割盘201安装在基座1上，沿分割盘201周向将分割盘201均匀划分为多个工件夹持区，每个工件夹持区外缘安装有夹持器202，马达和减速箱分别与分割盘201电连接。每个工件夹持区与分割盘201外缘安装的机构配合工作，完成气缸棒芯中各个部件的安装工作，使设备可同时生产多个气缸棒芯，提高生产效率，提高产量，马达为分割盘201的转动提供动力，减速箱可以将分割盘201由运动状态转变为静止状态，为分割盘201的整体运动提供制动基础，即在气缸棒芯内各部件安装提供分割盘201上夹持件相对于分割盘201外缘安装的机构静止的工作条件，夹持器202确保分割盘201上夹持的工件在分割盘201运动和停止时与分割盘201之间具有相对稳定的状态。

电气控制系统3包括输入显示部件301和PLC控制器302，输入显示部件301与PLC控制器302电连接，PLC控制器302分别与转盘分割机构2、内管自动送料与摆放机构4、活塞杆自动送料与安装机构5、下压活塞杆与加油机构6、控阀自动送料与装配机构701、翻转机构8、皮碗自动送料与装配机构702、碗型垫自动送料与装配机构703以及后顶套自动送料与装配机构704电连接。电气控制系统3用于控制整个气缸棒芯生产设备，通过输入显示部件301输入相关的参数，并将气缸棒芯生产设备各部件的生产状态反馈给人，使人能够根据设备的生产状态及时的调节相关参数，并调节气缸棒芯的生产过程，PLC控制器302运用程序对气缸棒芯生产过程中各个部件进行管控，并获取输入显示部件301输入的相关参数，及时对气缸棒芯的生产过程进行调控，使气缸棒芯的生产有序的进行，并能够根据实际生产中遇到的状况，做出反应或通过输入显示部件301将非正常的工作状况做出警示，将相关信息反馈给人。

内管自动送料与摆放机构4包括内管送料器和内管翻转机械手411，内管送料器安装在内管翻转机械手411一侧，内管翻转机械手411安装在基座1上。通过内管送料器将内管排列在第一送料平台上，内管翻转机械手411将气缸内管输送至分割盘201上，完成气缸内管的送料工作，过程中无需人工操作，方便易实行。

活塞杆自动送料与安装机构5包括第一传送带501、第二传送带502、活塞杆夹持机械手 503，第一传送带501一端与第二传送带502连接，另一端为自由端，第二传送带502不与第一传送带501连接的一端与活塞杆夹持机械手503连接，第一传送带501与第二传送带502 连接处以及第二传送带502与活塞杆夹持机械手503连接处分别设有两个旋转轮盘504，活塞杆夹持机械手503端部设有夹持部。活塞杆放置在第一传送带501上，由第一传送带501 经旋转轮盘504矫正活塞杆的位置后，将活塞杆传送至第二传送带502上，经过第二传送带 502的旋转轮盘504，由活塞杆夹持机械手503的夹持部将活塞杆夹持放置在分割盘201安置好的内管中。通过第一传送带501和第二传送带502上的旋转轮盘504不断地矫正活塞杆的位置，并固定活塞杆，避免活塞杆卡在传送带上，方便活塞杆夹持机械手503每次在固定位置夹持活塞杆，使整个活塞杆夹持的过程简单易操作。

下压活塞杆与加油机构6包括下压与加油杆601，下压与加油杆601安装在基座1上。传感器101在对活塞杆和内管进行定位后，下压与加油杆601将活塞杆下压至内管内部，同时向内管内加油进行润滑工作，优化活塞杆与内管的接触环境，避免活塞杆卡在内管中，导致无法完成下压工作的状况，并对后续气缸棒芯原料的安装提供优异的安装环境。

自动送料与装配机构7包括控阀自动送料与装配机构701、皮碗自动送料与装配机构702、碗型垫自动送料与装配机构703以及后顶套自动送料与装配机构704，内管自动送料与摆放机构4、活塞杆自动送料与安装机构5、下压活塞杆与加油机构6、控阀自动送料与装配机构 701、翻转机构8、皮碗自动送料与装配机构702、碗型垫自动送料与装配机构703以及后顶套自动送料与装配机构704按照顺序周向分布在转盘分割机构2外侧。

控阀自动送料与装配机构701、皮碗自动送料与装配机构702、碗型垫自动送料与装配机构703、后顶套自动送料与装配机构704均包括振动盘705、螺旋轨道706、轨道出口707、滑轨708以及夹持机械手709，振动盘705安装在基座1上，螺旋轨道706安装在振动盘705 内侧，轨道出口707位于螺旋轨道706端部，置于振动盘705顶面，与滑轨708相连，夹持机械手709安装在基座1上。振动盘705通过簧片振动使原料沿螺旋轨道706上升至轨道出口707，自动完成送料，无需人工操作，在轨道出口707处有一滑轨708，滑轨708倾斜向下安装在基座1上，使原料顺行而下，经夹持机械手709夹持并将原料装配在分割盘201夹持的内管上，过程较为流畅，不容易出现原料卡料的现象。

翻转机构8包括第一翻转机械手801，第一翻转机械手801安装在基座1上。将安装好控阀的气缸内管经过第一翻转机械手801夹持、提起、翻转后重新进行安装，整个过程简单易行。

实施例3

本实施例根据实施例2的一种气缸棒芯生产设备提供一种气缸棒芯生产设备的生产方法，包括以下步骤：

S1、原料准备，向内管自动送料与摆放机构4的储料箱投放内管，向活塞杆自动送料与安装机构5的第一传送带501放置活塞杆，分别依次向围绕基座1的控阀自动送料与装配机构701、皮碗自动送料与装配机构702、碗型垫自动送料与装配机构703以及后顶套自动送料与装配机构704的振动盘705投放控阀、皮碗、碗型垫以及后顶套。

S2、打开电源，马达开始转动，内管自动送料与摆放机构4开始送料，第一气缸403推动第一上推杆404将内管从第一储料箱402推送至倾斜板409，内管滑落至第一进料平台410，由内管翻转机械手411夹持内管，经90度翻转后，内管由水平放置状态转变为竖直放置状态，内管放置于分割盘201上的夹具上，分割盘201开始转动工作；

S3、活塞杆自动送料与安装机构5的第一传送带501与第二传送带502开始工作，减速箱开始工作，分割盘201减速至停止，校准夹具上工件的位置和状态，活塞杆夹持机械手503 将位于第二传送带502的活塞杆夹持并插入内管中，分割盘201开始转动；

S4、分割盘201减速至停止，对分割盘201夹具上的内管和活塞杆进行校准定位，通过下压活塞杆与加油机构6的下压与加油杆601将活塞杆按压至内管底端，在按压的同时，对内管和活塞杆加油润滑，分割盘201开始转动。

S5、分割盘201减速至停止，校准夹具上工件的位置和状态，控阀自动送料与装配机构 701的振动盘705将控阀由螺旋轨道706上升至轨道出口707，经滑轨708滑移至分割盘201 上方，由夹持机械手709夹持控阀并放置于内管中，分割盘201开始转动。

S6、分割盘201减速至停止，校准夹具上工件的位置和状态，翻转机械手夹持夹具上的工件，提升高度翻转180度后，重新将工件放置在分割盘201的夹具上夹持固定，分割盘201 开始转动。

S7、皮碗自动送料与装配机构702、碗型垫自动送料与装配机构703以及后顶套自动送料与装配机构704按照顺序重复步骤S5，完成单个气缸棒芯的生产。

S8、重复步骤S2-S7。

其气缸棒芯的生产方法设计合理，简单易实施，生产出的产品合格率高，品质一致性高，利于生产。

实施例4

本实施例与实施例1-3不同，提供了一种气缸装配设备。

如图4-6所示，本实施例的一种气缸装配设备，包括电气控制系统3、气缸棒芯抓取与摆放机构9、外管自动送料机构10、前顶套识别方向与安装机构11、气缸内外管组合机构12 以及产品输出机构13。气缸棒芯抓取与摆放机构9、外管自动送料机构10、前顶套识别方向与安装机构11、气缸内外管组合机构12以及产品输出机构13分别与电气控制系统3电连接。

电气控制系统3包括输入显示部件301和PLC控制器302，输入显示部件301与PLC控制器302电连接，PLC控制器302分别与气缸棒芯抓取与摆放机构9、外管自动送料机构10、前顶套识别方向与安装机构11、气缸内外管组合机构12以及产品输出机构13电连接。电气控制系统3用于控制整个气缸装配设备，通过输入显示部件301输入相关的参数，并将气缸装配设备各部件的状态信息反馈给人，使人能够根据设备的实际状态及时的调节相关参数，并调节气缸的装配过程。PLC控制器302运用程序对气缸装配过程中各个部件进行管控，并获取输入显示部件301输入的相关参数，及时调节气缸的装配过程，使气缸的装配工作持续有序的进行，并能够根据实际装配中遇到的状况，进行处理或通过输入显示部件301将非正常的工作状况做出警示，将气缸装配设备的非正常的状态信息反馈给人。

气缸棒芯抓取与摆放机构9包括第二翻转机械手901以及摆放平台902，第二翻转机械手901安装在基座1上，摆放平台902放置在安装有翻转机械手的基座1一侧。完成生产的气缸棒芯由第二翻转机械手901夹持拿取，经翻转，将气缸棒芯由竖直状态转变为水平状态，将气缸棒芯放置在摆放平台902上，完成气缸棒芯的拿取与摆放工作，将基座1上分割盘201 上生产出的气缸棒芯有序的放置在摆放平台902上，方便气缸棒芯滚入气缸棒芯传送带1201 上，方便生产的进行。

外管自动送料机构10包括第二支撑架1001、第二储料箱1002、第二气缸1003、第二上推杆1004、第二推动槽1005、第三限位杆1006、第二限位板1007、第二进料平台1008，第二支撑架1001与摆放平台902相连接，第二储料箱1002安装在支撑架上方，第二储料箱1002底部设有第二底板，第二底板与水平线之间夹角为β，β的取值范围为5°-20°，第二底板一侧设置有第二限位板1007，相对的另一侧设置有第二推动槽1005，第二推动槽1005外侧连接有第二进料平台1008，第二进料平台1008与水平线夹角为锐角；第二气缸1003安装在第二支撑架1001一侧，第二气缸1003上端连接有第二上推杆1004，第二上推杆1004位于第二推动槽1005内，第三限位杆1006数量为一根以上，安装在第二储料箱1002顶端。

使用第二储料箱1002进行气缸外管的储存，一次性可存放多个气缸外管在第二储料箱 1002内，免除人工繁复的进行气缸外管的运送，节约人工，降低生产成本，使用第二气缸1003 和第二上推杆1004进行气缸外管的往复送料，第二上推杆1004的送料频率与气缸生产设备拿取气缸外管的频率相同，使气缸生产设备持续工作，同时不会造成气缸外管在第二进料平台1008的堆积。

第二底板与水平线之间夹角为β，β的取值范围为5°-20°，β优选的取值为5°、6°、7°、8°、10°、12°、15°、17°、18°、20°，第二储料箱1002内存储气缸外管时，为了便于第二上推杆1004向上送料，需要使得第二储料箱1002内的气缸外管始终位于第二储料箱1002靠近第二上推杆1004的位置，底板设置有倾斜角度可解决上述问题，同时为了第二储料箱1002内储存气缸外管的数量较多，β取值不能过大，故β的取值为5°-20°时为合理的范围。

第二储料箱1002上部的第三限位杆1006限制储料高度，避免由于第二储料箱1002储存的外管过多造成第二气缸1003推不动第二上推杆1004，无法完成自动送料的状况，在实际使用可根据第二气缸1003的性能和使用状态，或设备使用的经验调节第三限位杆1006的高度，以满足生产的需要。

前顶套识别方向与安装机构11包括前顶套振动盘1101、前顶套滑轨1102、前顶套传感器1103、第三翻转机械手1104、横推杆以及U形槽，前顶套传感器1103、翻转机械手、横推杆以及U形槽均安装在第二支撑架1001上，横推杆位于U形槽一侧。前顶套由振动盘705提供原料，振动盘705通过簧片振动使原料沿螺旋轨道706上升至轨道出口707，自动完成送料，无需人工操作，在轨道出口707处有一滑轨708，滑轨708倾斜向下安装在基座1上，使原料顺行而下，前顶套经前顶套传感器1103识别方向后放置在U形槽上，气缸外管由机械手放置在U形槽上，方便气缸外管与前顶套之间的装配，无需复杂的结构和设置，只需要横推杆对U形槽上的气缸外管和前顶套推动安装，简单易用，节约生产成本。

气缸内外管组合机构12包括气缸棒芯传送带1201、组合机械手1202，气缸棒芯传送带 1201位于支撑架上方，安装在支撑架上，组合机械手1202安装在支撑架上，位于气缸棒芯传送带1201上方。

产品输出机构13包括气缸摆放平台1301、气缸传送带1302以及出料收集箱1303，气缸摆放平台1301安装在第二支撑架1001上，气缸传送带1302与气缸摆放平台1301相接，出料收集箱1303位于气缸传送带1302不与气缸摆放平台1301相接一侧的下方。将组装好的气缸先放置在气缸摆放平台1301上，再由气缸传送带1302运送气缸至出料收集箱1303内，完成整个装配过程，设置有气缸摆放平台1301是为了在气缸传送带1302发生故障时，整个设备仍可以持续工作一段时间，更利于气缸装配的持续化生产。

实施例5

本实施例根据实施例4的一种气缸装配设备提供一种气缸装配设备的装配方法，包括以下步骤：

a、原料准备，向外管自动送料机构10的第二储料箱1002投放外管，向前顶套识别方向与安装机构11的前顶套振动盘1101投放前顶套。

b、分割盘201减速至停止，校准夹具上工件的位置和状态，气缸棒芯抓取与摆放机构9 的翻转机械手夹持分割盘201上夹具上的气缸棒芯，将气缸棒芯提升高度翻转90度，放置于摆放平台902。

c、外管自动送料机构10开始送料，气缸推动上推杆将外管从第二储料箱1002顶端推送至第二进料平台1008，由机械手夹持放置在U形槽内。

d、预先设置好前顶套状态识别的参数，前顶套识别方向与安装机构11的前顶套振动盘 1101将前顶套由前顶套螺旋轨道706上升至前顶套轨道出口707，经前顶套滑轨1102滑出，第三翻转机械手1104夹持前顶套，前顶套传感器1103对前顶套进行识别，若识别参数与设置参数符合，将前顶套放置于U形槽内，若识别参数与设置参数不符，则机械手水平旋转180 度，并将前顶套放置于U形槽内，将前顶套与外管通过横推杆推送套接。

e、气缸内外管组合机构12的机械手夹持与前顶套组合好的外管，另一机械手夹持气缸棒芯，将外管套接在气缸棒芯外侧，完成组合工作。

f、将组合完成的气缸放置在传送带上，传送至出料收集箱1303。

g、重复步骤b-f。

本实施例的一种气缸装配设备的装配方法，全程由程序控制并监控，无需人工参与，生产简单易行，利于气缸的连续化生产。

实施例6

本实施例在实施例1-5的基础上，提出一种气缸生产设备，其包括基座1、转盘分割机构 2、电气控制系统3、内管自动送料与摆放机构4、活塞杆自动送料与安装机构5、下压活塞杆与加油机构6、自动送料与装配机构7、翻转机构8、气缸棒芯抓取与摆放机构9、外管自动送料机构10、前顶套识别方向与安装机构11、气缸内外管组合机构12以及产品输出机构13

实施例7

本实施例根据实施例6的一种气缸生产设备提供一种气缸生产设备的生产方法，包括以下步骤：

A、原料准备，分别向内管自动送料与摆放机构4以及外管自动送料机构10的储料箱投放内管和外管，向活塞杆自动送料与安装机构5的第一传送带501放置活塞杆，分别依次向围绕基座1的控阀自动送料与装配机构701、皮碗自动送料与装配机构702、碗型垫自动送料与装配机构703以及后顶套自动送料与装配机构704的振动盘705投放控阀、皮碗、碗型垫以及后顶套，向前顶套识别方向与安装机构11的振动盘705投放前顶套。

B、打开电源，马达开始转动，内管自动送料与摆放机构4开始送料，第一气缸403推动第一上推杆404将内管从第一储料箱402推送至倾斜板409，内管滑落至第一进料平台410，由内管翻转机械手411夹持内管，经90度翻转后，内管由水平放置状态转变为竖直放置状态，内管放置于分割盘201上的夹持器202上，分割盘201开始转动工作；

C、活塞杆自动送料与安装机构5的第一传送带501与第二传送带502开始工作，减速箱开始工作，分割盘201减速至停止，校准夹具上工件的位置和状态，活塞杆夹持机械手503 将位于第二传送带502的活塞杆夹持并插入内管中，分割盘201开始转动。

D、分割盘201减速至停止，对分割盘201夹具上的内管和活塞杆进行校准定位，通过下压活塞杆与加油机构6的下压与加油杆601将活塞杆按压至内管底端，在按压的同时，对内管和活塞杆加油润滑，分割盘201开始转动。

E、分割盘201减速至停止，校准夹具上工件的位置和状态，控阀自动送料与装配机构 701的振动盘705将控阀由螺旋轨道706上升至轨道出口707，经滑轨708滑移至分割盘201 上方，由夹持机械手709夹持控阀并放置于内管中，分割盘201开始转动。

F、分割盘201减速至停止，校准夹具上工件的位置和状态，翻转机械手夹持夹具上的工件，提升高度翻转180度后，重新将工件放置在分割盘201的夹具上夹持固定，分割盘201 开始转动。

G、皮碗自动送料与装配机构702、碗型垫自动送料与装配机构703以及后顶套自动送料与装配机构704按照顺序重复步骤E。

H、分割盘201减速至停止，校准夹具上工件的位置和状态，气缸棒芯抓取与摆放机构9 的翻转机械手夹持分割盘201上夹具上的气缸棒芯，将气缸棒芯提升高度翻转90度，放置于摆放平台902。

I、外管自动送料机构10开始送料，第二气缸1003推动第二上推杆1004将外管从第二储料箱1002推送至顶端，外管滑落至第二进料平台1008，由机械手夹持放置在U形槽内；

J、预先设置好前顶套状态识别的参数，前顶套识别方向与安装机构11的振动盘705将前顶套由螺旋轨道706上升至轨道出口707，经滑轨708滑出，机械手夹持前顶套，并对前顶套进行识别，若识别参数与设置参数符合，将前顶套放置于U形槽内，若识别参数与设置参数不符，则机械手水平旋转180度，并将前顶套放置于U形槽内，将前顶套与外管通过横推杆推送套接。

K、气缸内外管组合机构12的机械手夹持与前顶套组合好的外管，另一机械手夹持气缸棒芯，将外管套接在气缸棒芯外侧，完成组合工作。

L、将组合完成的气缸放置在传送带上，传送至出料收集箱1303，完成单个气缸的生产；

M、重复步骤B-L。

气缸生产设备的生产方法全程由程序控制并监控，无需人工参与，生产简单易行，利于气缸的连续化生产。

设计图

一种气缸生产设备论文和设计

一种气缸生产设备论文和设计-陶声荣

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

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