[發(fā)明專利]一種方形球閥自動裝配工作臺的氣動控制系統(tǒng)及方法

在審

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• 申請日: 2015-11-24
• 公開（公告）號: CN105312884A
• 公開（公告）日: 2016-02-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程延海;曹帥;鄭彤;崔然;潘家保
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B23P19/027
• 分類號: B23P19/027
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及方形球閥的裝配技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種方形球閥自動裝配工作臺的氣動控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

方形球閥結(jié)構(gòu)主要包括閥體、閥芯、閥蓋、閥旋鈕和密封圈。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研，方形球閥的裝配過程主要有三個大步驟，分別在三個工作臺上依靠人工進(jìn)行裝配。在第一個工作臺上，工人通過手工分別將閥旋鈕、閥芯、密封圈和閥蓋依次裝入閥體中。完成的半成品運(yùn)送到下一個工作臺上，通過手動轉(zhuǎn)動夾具實(shí)現(xiàn)對方形球閥的加緊，人工手動或輔助工具輔助進(jìn)行閥蓋安裝，同時(shí)需要手動扳手往復(fù)旋轉(zhuǎn)方形球閥的閥門旋鈕，感受裝配松緊程度。閥蓋安裝較松時(shí)，方形球閥的密封件因未承受一定安裝預(yù)緊力，導(dǎo)致工作過程中出現(xiàn)漏油現(xiàn)象；若閥蓋安裝過緊，安裝預(yù)緊力過大，閥門的啟閉非常困難，同時(shí)對密封件的損害也非常大。由于是工作人員根據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)判斷安裝是否符合要求，存在很大的誤差，而且對工人的熟練程度要求較高。此外，需要對裝配后的方形閥體進(jìn)行氣密性檢驗(yàn)。方形球閥的氣密性實(shí)驗(yàn)在第三個工作臺上進(jìn)行，氣密性檢測采用對方形球閥一端出口封堵，從另一端進(jìn)口通入高壓氣體。充氣一段時(shí)間后，壓力達(dá)到預(yù)定壓力時(shí)關(guān)閉閥門，將方形球閥置入水中，觀察是否有漏氣現(xiàn)象進(jìn)而進(jìn)行氣密性檢測。在這一裝配工序中，不管是對方形球閥出口的封堵，還是關(guān)閉閥門和將方形球閥置入水中，均通過工人手動操作，勞動強(qiáng)度很大，工作效率很低。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種方形球閥的自動裝配控制系統(tǒng)及方法，通過少量的人工輔助，可實(shí)現(xiàn)方形球閥的自動裝配及氣密性檢測，提高方形閥裝配效率、減少工人的勞動強(qiáng)度，確保了同一批方形球閥質(zhì)量的穩(wěn)定性和統(tǒng)一性，克服了現(xiàn)有技術(shù)上的諸多不足。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種方形球閥自動裝配工作臺的氣動控制系統(tǒng)，包括機(jī)架；其特征在于：包括氣源、控制器、閥體夾緊控制系統(tǒng)、閥蓋旋緊控制系統(tǒng)、閥芯充氣控制系統(tǒng)和拆卸控制系統(tǒng)；

閥體夾緊控制系統(tǒng)包括氣動馬達(dá)一、三位四通電磁換向閥一、流量傳感器一和四爪卡盤；所述的流量傳感器一布置于氣動馬達(dá)一的主氣路上，所述的氣動馬達(dá)一為雙向氣動馬達(dá)，氣動馬達(dá)一驅(qū)動四爪卡盤夾緊與卸荷；

閥蓋旋緊控制系統(tǒng)包括電機(jī)、主傳動連接頭和扭力傳感器；

閥芯充氣控制系統(tǒng)包括壓緊控制系統(tǒng)、充氣控制系統(tǒng)和閥芯轉(zhuǎn)動控制系統(tǒng)；壓緊控制系統(tǒng)包括氣缸、壓板、流量傳感器二和三位四通電磁換向閥二；充氣控制系統(tǒng)包括二位二通電磁換向閥一和氣動單向閥；閥芯轉(zhuǎn)動控制系統(tǒng)包括氣動馬達(dá)二、流量傳感器三和二位二通電磁換向閥二。

所述氣缸對稱垂直固定在機(jī)架平行的兩側(cè)，所述壓板兩端分別連接氣缸活塞桿頂部；壓板中間有一個通孔；壓板一側(cè)設(shè)置有固定在機(jī)架頂端平面的支架，該支架上固定有電機(jī)，電機(jī)下方依次連接有扭力傳感器和主傳動連接頭；所述主傳動連接頭通過壓板中間的通孔連接到方形球閥的閥蓋；所述方形球閥位于四爪卡盤中。

進(jìn)一步的，所述的流量傳感器二布置于氣缸無桿腔進(jìn)氣管路上，所述的流量傳感器三布置于氣動馬達(dá)二的進(jìn)氣管路上。

一種方形球閥自動裝配工作臺的氣動控制方法，其特征在于：包括以下步驟：

閥體夾緊控制系統(tǒng)依靠氣源提供高壓氣體帶動氣動馬達(dá)一的正轉(zhuǎn)，同時(shí)驅(qū)動四爪卡盤實(shí)現(xiàn)對方形球閥閥體的夾緊；通過流量傳感器一向控制器傳送閥體夾緊完畢的信號，進(jìn)一步控制器控制三位四通電磁換向閥一換向，實(shí)現(xiàn)泄壓；此時(shí)氣動馬達(dá)一停止轉(zhuǎn)動，同時(shí)控制器發(fā)出閥蓋旋緊控制系統(tǒng)的啟動信號；

閥蓋旋緊控制系統(tǒng)依靠電機(jī)帶動主傳動連接頭轉(zhuǎn)動實(shí)現(xiàn)對閥蓋的旋緊，扭矩傳感器實(shí)現(xiàn)對旋緊過程的監(jiān)測并作為系統(tǒng)對電機(jī)停止轉(zhuǎn)動的控制信號，扭矩傳感器同時(shí)也作為閥芯充氣控制系統(tǒng)的啟動信號；

閥芯充氣控制系統(tǒng)中的壓緊控制依靠氣源提供氣壓帶動氣缸的收縮，通過壓板實(shí)現(xiàn)對橡膠墊的壓緊；通過流量傳感器二向控制器傳送壓緊完畢的信號，進(jìn)一步控制器控制三位四通電磁換向閥二換向，實(shí)現(xiàn)泄壓，氣缸停止收縮；同時(shí)控制器會發(fā)出充氣控制系統(tǒng)的啟動信號，充氣控制系統(tǒng)依靠氣源通過氣動單向閥實(shí)現(xiàn)對方形球閥的充氣，充氣時(shí)間通過控制器定時(shí)來控制二位二通電磁換向閥一的換向；進(jìn)一步閥芯轉(zhuǎn)動依靠氣源提供高壓氣體帶動氣動馬達(dá)二的轉(zhuǎn)動，通過套筒與方形球閥的旋鈕連接，實(shí)現(xiàn)閥芯的關(guān)閉，閥芯內(nèi)部充有高壓氣體，用于方形球閥的氣密性檢驗(yàn)，通過流量傳感器三向控制器傳送閥芯關(guān)閉完成的信號，控制器控制二位二通電磁換向閥二換向，氣動馬達(dá)二停止轉(zhuǎn)動；