本发明属于自动化装配领域，具体涉及一种防毒面具部件自动化组装系统。
背景技术：
防毒面具是个人特种劳动保护用品，也是单兵防护用品。在有毒气等污染场合佩戴防毒面具，能够有效的保护人的呼吸器官、眼睛以及面部，防止毒气、粉尘、细菌等有害物质对作业人员进行损害。随着我国经济的高速增长，防毒面具应用场合越来越广。不仅影响到防毒面具需求量急剧增加，更是对防毒面具的装配品质提出了更高的要求。
目前，我国防毒面具装配自动化水平还是比较低，对防毒面具的组装还是以人工为主，由于人工进行组装，存在劳动强度大、装配效率低、质量一致性差异较大、装配现场卫生不易保持、化工橡胶用品对人员身体健康影响也比较大等一系列问题。由于工业自动化装配系统具有提高生产效率、节能降耗、降低人员劳动强度、节约人力资本、促进产业升级的明显效果，因此如何提高防毒面具行业自动化水平，是本领域技术人员亟需解决的问题。
如图1所示，为防毒面具的结构示意图。防毒面具9包括面具本体91，在面具本体91的底部上有若干个用于安装头带扣92的第一通孔901，第一通孔901的尺寸很小且类似针眼。在防毒面具9的两个侧部上各有一个第二通孔902，用于通过卡圈93将罐接头94和副通话器95等安装在第二通孔902内。具体的，罐接头94和副通话器95的一端在防毒面具9的外部穿过第二通孔902，在防毒面具9的内部通过卡圈93将罐接头94和副通话器95的端部螺接固定。
如图2所示，为头带扣92的结构示意图。头带扣92外形特征类似h型，两端直径大，中间杆直径小。因为头带扣92是h形，两头大中间小，安装时需要将直径大的一端硬穿过面具的第一通孔901，使中间杆卡到面具第一通孔901内，两端直径大进行限位从而实现固定功能，这样才能卡到面具上，防止脱落。但如果安装不当很容易使中间杆出现断裂。其中头带扣92安装到面具上，可实现在头带扣92上额外挂一些物品。
特别地，由于防毒面具属于橡胶材质，具有柔性无法准确定位的特点，而头带扣、罐接头、副通话器、卡圈均属于塑料材质，如果不能很好的定位，会轻易的对产品造成损坏。并且，目前只有手工方式安装头带扣在小孔内，需要将头带扣直径大的一端穿过面具极小的孔，采用辅助工装定位，不仅增加了劳动强度，连续工作会使手指酸痛，更是会出现工装磕伤人手指的风险。现阶段本行业，对于面具、头带扣、罐接头、副通话器、卡圈的装配无法从真正意义上实现自动化。
技术实现要素：
本发明提供了一种防毒面具部件自动化组装系统，以提高防毒面具自动化装配水平，大幅度降低劳动力，提高装配品质。
为了实现上述目的，本发明提供了一种防毒面具部件自动化组装系统，用于将头带扣装配于防毒面具底部的第一通孔中，其包括：
安装框架，用于形成作业平台；
面具固定装置，安装于所述安装框架上，用于固定防毒面具并用于将所述第一通孔撑开；以及
头带扣自动压装装置，安装于所述安装框架上，与所述面具固定装置适配设置，通过挤压所述面具固定装置将所述第一通孔撑开，同时将所述头带扣装配于所述第一通孔中；
其中，所述面具固定装置包括：
可换型面具支撑板，呈水平设置，其中部设有容置孔，用于将所述防毒面具的正面向下放置于所述容置孔内；
撑开组件，设于所述可换型面具支撑板的上表面，且与所述防毒面具的第一通孔对应设置；
支撑柱，其下端安装于所述安装框架上，其上端设于所述可换型面具支撑板下方且环绕所述容置孔设置；以及
快换把手，用于将所述可换型面具支撑板与所述支撑柱可拆卸式连接；
其中，所述头带扣自动压装装置包括：
焊接架，安装于所述安装框架上；
导轨滑块，设于所述焊接架上，可沿水平方向移动；
压装气缸，垂直设于所述导轨滑块上；
压装导向机构，其上端与所述压装气缸的下端连接；以及
多个压装机构，其上端与所述压装导向机构的下端连接；所述压装机构包括一个可换型吸盘工装以及多个头带扣抓取压紧组件，所述可换型吸盘工装有若干安装孔，用于安装所述头带扣抓取压紧组件。
进一步地，所述撑开组件包括：
固定座，其中部设有第一凹槽，其侧壁上设有多个面具支柱，所述面具支柱环绕所述凹槽设置，用于支撑所述防毒面具；
可滑动底座，可活动式设于所述第一凹槽内，其中部设有第二凹槽；
重力弹簧，设于所述第一凹槽内，其一端与所述固定座连接，其另一端与所述可滑动底座连接，使得所述可滑动底座的侧壁高度与所述多个面具支柱的上表面位于同一平面内；
两个撑开瓣座，成对设于所述第二凹槽内，其中部均设有倒梯形滑槽；
两个撑开瓣，成对设于所述撑开瓣座相接面上，用于在两个所述撑开瓣座压紧时穿过所述防毒面具的第一通孔，并在两个所述撑开瓣座分离时将所述第一通孔撑开；以及
两个轻力弹簧，成对卡设于所述撑开瓣座的两端的轻力弹簧孔中，用于将两个所述撑开瓣座压紧。
进一步地，所述撑开瓣包括：圆头过渡部或者大锥角过渡部，用于在将所述防毒面具安装到所述撑开瓣上固定时进行过渡；以及沉头孔，用于安装沉头螺钉，与所述撑开瓣座相连接。
进一步地，所述可换型吸盘工装包括：气管螺纹孔，设于所述可换型吸盘工装的一侧面，用以安装气管接头，通过吸气形成真空环境；以及通气孔，设于所述可换型吸盘工装内部，其一端与所述气管螺纹孔相连通，其另一端与每一所述安装孔都相连通。
进一步地，所述头带扣抓取压紧组件包括：
吸气管，安装于所述可换型吸盘工装的安装孔内，并与通气孔相连通，用于吸附所述头带扣；
固定环，与所述吸气管的中部固定连接；
直线轴承，与一压紧轴固定连接，并可沿所述吸气管上下滑动；
弹簧，套设于所述吸气管上且位于所述固定环和所述直线轴承之间；
限位螺钉，用于将所述固定环和所述直线轴承连接并压紧所述弹簧；
压紧轴，呈圆环型，其下部设有倒凸型槽；以及
两个撑块，成对设于所述倒凸型槽内且与所述压紧轴的底部连接，每一撑块与每一倒梯形滑槽相适配；当所述吸气管向下移动时，所述撑块通过所述倒梯形滑槽导向将所述撑开瓣座分离。
进一步地，所述防毒面具部件自动化组装系统还包括头带扣自动分料装置，所述头带扣自动分料机构包括：
机器人，设有可转动式的法兰盘；
吸盘装置，安装到所述法兰盘上，用于吸附获取所述头带扣；以及
头带扣可换型工装，设于所述吸盘装置下方，用于承载所述头带扣并与所述头带扣自动压装装置进行对接。
进一步地，所述防毒面具部件自动化组装系统还包括头带扣自动供料装置，所述头带扣自动供料装置包括：
料仓，用于储存所述头带扣；
震动供料器，与所述料仓的出口相接，用于将所述头带扣按照特定的出料方向输送；
直震，与所述震动供料器的出口相接，用于筛选同一排布方式的所述头带扣并将其在直线方向输送；以及
定位装置，与所述直震的出口相接，安装有接近传感器，用以判断所述头带扣是否到位。
进一步地，所述防毒面具部件自动化组装系统还包括卡圈输送装置，用于将卡圈装配于防毒面具侧部的第二通孔中，所述卡圈输送装置包括：
送料导轨支撑底座，呈斜坡设置；
卡圈压装气缸安装板，与所述送料导轨支撑底座的一侧面连接；
卡圈压装气缸，安装于所述卡圈压装气缸安装板上且与所述送料导轨支撑底座的一侧面连接；
止动气缸，与所述卡圈压装气缸临近所述送料导轨支撑底座的一侧相对设置；
卡圈推料气缸安装板，与所述送料导轨支撑底座的斜坡底部连接；
卡圈推料气缸，设于所述卡圈推料气缸安装板上；
仿形工装板，与所述卡圈推料气缸相连接；
卡圈放置工装，与所述仿形工装板对应设置，用于卡放所述卡圈；
卡圈送料工装，设于所述卡圈放置工装背离所述仿形工装板的一侧，用于真空吸附所述卡圈；
无杆气缸底座，设于所述送料导轨支撑底座的斜坡上；
无杆气缸，安装于所述无杆气缸底座上；
无杆气缸工装板，与所述卡圈送料工装相连接；
送料导轨，设于所述卡圈送料工装下方；
底部横移导轨，设于所述送料导轨支撑底座下方并安装于所述安装框架上；
推板气缸安装板，设于所述送料导轨支撑底座背离所述卡圈压装气缸的一侧，且安装于所述安装框架上；
推板气缸缓冲组件，安装于所述推板气缸安装板上，且与所述推板气缸安装板相对设置；
推板气缸，设于所述推板气缸安装板和所述推板气缸缓冲组件之间；以及
挡停组件，与所述推板气缸平行设置，且设于送料导轨支撑底座背离所述卡圈压装气缸的一侧。
进一步地，所述防毒面具部件自动化组装系统还包括罐接头压装装置，安装于所述安装框架上且与所述防毒面具侧部的第二通孔对应设置，用于将罐接头压装在所述第二通孔内。
进一步地，所述防毒面具部件自动化组装系统还包括副通话器压装装置，安装于所述安装框架上，且与所述防毒面具侧部的第二通孔对应设置，用于将副通话器压装在所述第二通孔内。
本发明提供的技术方案可以包括以下有益效果：
首先，采用自动化装配头带扣、副通话器和罐接头，不仅大幅度减轻了劳动强度，提高了产品安装品质，更是解决了人工安装头带扣易被工装磕伤的风险；其次，同一个工位对头带扣、副通话器、罐接头三种产品进行同步装配，集成程度提高，安装工艺得到优化，预计安装节拍为12秒/件。在同等时间内，不仅降低了单个作业人员劳动强度，更是将现有作业人员人数有12人缩至2人；最后，本系统装置柔性程度高、生产成本低、检修维护较为方便，更易被生产厂商采用。
本发明提供的所述防毒面具部件自动化组装系统，提高了防毒面具自动化装配水平，大幅度降低了劳动力，提高了装配品质。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成说明书的一部分，并与说明书一起用于阐明本发明的原理。
图1为防毒面具的结构示意图；
图2为头带扣的结构示意图；
图3为防毒面具部件自动化组装系统总图；
图4为头带扣自动供料装置部装图；
图5为头带扣自动分料机构部装图；
图6为头带扣自动化压装装置部装图；
图7为可换型吸盘工装轴测图；
图8为可换型吸盘工装正视图；
图9为可换型吸盘工装剖视图；
图10为头带扣抓取压紧组件轴测图；
图11为头带扣抓取压紧组件剖视图；
图12为吸气管剖视图；
图13为压紧轴剖视图；
图14为撑块正视图；
图15为面具固定装置、罐接头压装装置及副通话器压装装置轴测图；
图16为撑开组件轴测图；
图17为撑开组件剖视图；
图18为撑开瓣轴测图；
图19为撑开瓣座轴测图；
图20为卡圈输送装置轴测图一；
图21为卡圈输送装置轴测图二。
其中，附图的符号表示为：1--头带扣自动供料装置、11--料仓、12--震动供料器、13--直震、14--定位装置、141--接近传感器、2--头带扣自动分料装置、21--机器人、22--吸盘装置、221--分料气缸、222--弹簧导向柱、223--弹簧、224--吸盘圆盘、225--吸盘、23--头带扣可换型工装、231--工装换型板、232--分料导轨滑块、233--头带扣定位座、3--头带扣自动压装装置、31--焊接架、32--压装气缸、33--导轨滑块、34--压装导向机构、35--压装机构、351--可换型吸盘工装、352--头带扣抓取压紧组件、3521--吸气管、3522--限位螺钉、3523--固定环、3524--弹簧、3525--直线轴承、3526--压紧轴、3527--撑块、4--面具固定装置、41--支撑板、42--撑开组件、43--快换把手、44--支撑柱、421--固定座、422--可滑动底座、423--轻力弹簧、424--撑开瓣座、425--撑开瓣、426--重力弹簧、5--卡圈输送装置、51--导轨支撑底座、52--卡圈压装气缸、53--卡圈压装气缸安装板、54--止动气缸、55--卡圈推料气缸安装板、56--卡圈推料气缸、57--仿形工装板、58--卡圈放置工装、59--卡圈送料工装、510--无杆气缸工装板、511--无杆气缸、512--无杆气缸底座、513--送料导轨、514--底部横移导轨、515--推板气缸安装板、516--推板气缸、517--推板气缸缓冲组件、518--挡停组件、6--罐接头压装装置、61--罐接头压装气缸、62--罐接头压装导轨、63--罐接头压装气缸安装支架、64--可换型罐接头工装、7--副通话器压装、71--装置副通话器压装气缸、72--副通话器压装导轨、73--副通话器压装气缸安装支架、74--副通话器工装、8--安装框架、3511--安装孔、3512--通气孔、3513--t型块、3514--气管螺纹孔、35211--工艺螺纹孔、35212--通气槽、35213—吸气管通气孔、35214--外螺纹、35215--通孔、35216--安装止口、35217—撑块螺纹孔、35218--锥形过渡段、35261—压紧轴通孔、35262—轴承螺纹孔、35263—限位螺钉螺纹孔、35264--撑块槽、35265--底座槽、35271—螺钉安装孔、35272--圆头过渡部、35273--撑块底面、4211--第一凹槽、4212--面具支柱、4221--第二凹槽、4241--轻力弹簧孔、4242--撑开瓣座侧面、4243--撑开瓣底面、4244--撑开瓣螺纹孔、4245--撑开瓣安装孔、4251--圆头过渡、4252--沉头孔。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附加的图示，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如[上]、[下]、[前]、[后]、[左]、[右]、[内]、[外]、[侧面]等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。在图中，结构相似的单元是用以相同标号表示。
为了使本领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没做出创造性劳动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。
如图3所示，本发明实施例提供一种防毒面具部件自动化组装系统主要对防毒面具中的面具、头带扣、罐接头、副通话器、卡圈进行自动化装配。本系统具有柔性自动化装配优点，通过人工或者自动机构对特定工装进行换型，可以满足多种防毒面具自动化装配需求。该系统主要包括头带扣自动供料装置1、头带扣自动分料装置2、头带扣自动压装装置3、面具固定装置4、卡圈输送装置5、罐接头压装装置6、副通话器压装装置7以及安装框架8等。
如图4所示，头带扣自动供料装置包括料仓11、震动供料器12、直震13、定位装置14。所述料仓11用于储存头带扣，当震动供料器12中缺少料时，料仓11自动为震动供料器12供料。所述震动供料器12与所述料仓11的出口相接，用于将头带扣按照特定的出料方向依次输送到直震13中。所述直震13与所述震动供料器12的出口相接，用于筛选同一排布方式的所述头带扣并将头带扣依次输送到定位装置14中，料仓11、震动供料器12、直震13均具有料满自动停机功能。当料仓11少料或无料时，自动向上位机发送信号，便于人工补料。料仓11、震动供料器12、直震13为行业内成熟技术，不再详细阐述其工作原理。所述定位装置14每次只存储一颗头带扣，保证头带扣位置每次都相同。所述定位装置14与所述直震13的出口相接，安装有接近传感器141，用以判断头带扣是否到位。进一步地，当接近传感器141检测到有工件到达时，机器人21自动到定位装置14处进行抓取。
如图5所示，所述头带扣自动分料机构包括机器人21、吸盘装置22、头带扣可换型工装23等。其中吸盘装置22有分料气缸221、弹簧导向柱222、弹簧223、吸盘圆盘224和吸盘225组成。头带扣可换型工装23又可分为工装换型板231、分料导轨滑块232、头带扣定位座233构成。其中机器人21优选四轴机器人，设有可转动式的法兰盘，四轴机器人具有性价比高，输送速度快等优点。所述吸盘装置22安装到机器人21的法兰盘上，其中吸盘装置22有多个工位吸盘225，在此发明实施例中以六工位为例。通过四轴机器人21法兰的旋转，吸盘234依次对头带扣进行吸取，用于吸附获取所述头带扣。真空发生器通过检测真空度保证每个工位吸盘225均有头带扣。然后，机器人21将头带扣输送到头带扣可换型工装23上。所述头带扣可换型工装23上分布不同位置支柱233，人工或者自动将头带扣可换型工装23进行换型，可以满足多种型号的面具自动化组装需求。其中，头带扣可换型工装安装有导轨滑块231，有气缸或电缸等驱动装置驱动，保证每次与头带扣自动压装装置3进行对接。
如图6所示，所述头带扣自动压装装置3包括焊接架31、压装气缸32、导轨滑块33、压装导向机构34以及压装机构35组成。所述焊接架31安装于所述安装框架8上；所述导轨滑块33设于所述焊接架31上，可沿水平方向移动；所述压装气缸32垂直设于所述导轨滑块33上；所述压装导向机构34的上端与所述压装气缸32的下端连接；所述压装机构35有一个可换型吸盘工装351以及若干头带扣抓取压紧组件352构成，用于安装所述头带扣抓取压紧组件352，在此发明实施例中以六工位为例。通过对压装机构35整体人工或者自动化换型，可以满足多种型号的面具自动化组装需求。
如图7、图8和图9所示，所述可换型吸盘工装351有若干安装孔3511，用于安装头带扣抓取压紧组件352。进一步地，可换型吸盘工装351每个安装孔3511都有通气孔3512，通气孔3512与吸气管孔3521相通，为便于加工，通气孔3512均为贯通状态。通气孔3512设于所述可换型吸盘工装351内部，其一端与所述气管螺纹孔3514相连通，其另一端与每一所述安装孔3511都相连通。工作时，需将外部边缘通气孔3512堵死防止真空气体泄漏。气管螺纹孔3514设于所述可换型吸盘工装351的一侧面，用以安装气管接头，从真空发生器通入真空气体。进一步地，可换型吸盘工装351设有h型块3513，与所述压装导向机构34的下端连接，以便于可换型吸盘工装351可快速更换。
如图10和图11所示，所述头带扣抓取压紧组件352包括吸气管3521、限位螺钉3522、固定环3523、弹簧3524、直线轴承3525、压紧轴3526、撑块3527以及连接标准件构成。所述吸气管3521安装于所述可换型吸盘工装351的安装孔3511内，并与通气孔3512相连通，用于吸附所述头带扣；所述固定环3523与所述吸气管3521的中部固定连接；所述直线轴承3525与所述压紧轴3526固定连接，并可沿所述吸气管3521上下滑动；所述弹簧3524套设于所述吸气管3521上且位于所述固定环3523和所述直线轴承3525之间；所述限位螺钉3522用于将所述固定环3523和所述直线轴承3525连接并压紧所述弹簧3524；所述压紧轴3526呈圆环型，其内侧面与所述直线轴承3525的外侧面连接，其下部设有倒凸型槽；两个所述撑块3527成对设于所述倒凸型槽内且与所述压紧轴3526的底部连接，每一撑块3527与每一倒梯形滑槽相适配；当所述吸气管3521向下移动时，所述撑块3527通过所述倒梯形滑槽导向将所述撑开瓣座424分离，带动所述撑开瓣425将所述第一通孔901撑开，所述吸气管3521吸附所述头带扣并将其安装于所述第一通孔901内，所述面具支柱4212支撑所述防毒面具与所述撑开瓣425脱离，从而完成将所述头带扣装配于所述防毒面具底部的第一通孔901中。所述撑块3527和固定环3523安装到吸气管3521上，直线轴承3525固定到压紧轴3256上，压紧轴3526与固定环3523之间装有弹簧3524，压紧轴3526可以在吸气管3521上自由滑动，并且有限位螺钉3522限位。自然状态下弹簧3524呈压缩状态，在压紧轴3526与固定环3523之间绷紧。当压紧轴3526遇到固定件挡停无法向前移动时，弹簧3524进一步压缩，吸气管3521能继续向前移动。
如图12所示，吸气管3521中间为通孔35215，为方便加工通孔35215加工，在吸气管一端留有工艺螺纹孔35211，在通真空气体时，工艺螺纹孔35211用顶丝锁紧密封放置气体泄漏。吸气管3521留有通气槽35212，通气槽35212开有若干吸气管通气孔35213用于连通可换型工装351和吸气管通孔35215，保证能接受可换型吸盘工装351输送来的真空气体。吸气管3521一端设有吸气管外螺纹35214，用以与可换型吸盘工装351螺纹连接。进一步地，吸气管3521外端设有安装止口35216和撑块螺纹孔35217，用于限位撑块3527。更进一步地，吸气管3521端部设有锥形过渡段35218，且锥角45°<α<90°，保证头带扣能顺利过渡到吸气管3521内进行定位。
如图13所示，压紧轴3526设有压紧轴通孔35261和轴承螺纹孔35262，用于安装直线轴承3525。进一步地设置限位螺钉螺纹孔35263用于安装限位螺钉3522，设置撑块槽35264和底座槽35265，分别为了规避撑块3527和撑开组件42，防止压紧轴3526与撑开组件42直接接触。限位螺钉螺纹孔35263与限位螺钉3522相连，自然状态下弹簧3524压缩，压紧轴3526与固定环3523绷紧。当压紧轴3526遇到固定件挡停无法向前移动时，弹簧3524进一步压缩，吸气管3521能继续向前移动。
如图14所示，，所述撑开瓣425包括圆头过渡部或者大锥角过渡部，用于在将所述防毒面具安装到所述撑开瓣425上固定时进行过渡；以及沉头孔4252，用于安装沉头螺钉，与所述撑开瓣座424相连接。所述撑块3527设有螺钉安装孔35271，用以与吸气管3521连接。进一步地，所述圆头过渡部35272具有圆角，利于与撑开组件42接触，减小磨损。更进一步地，所述大锥角过渡部设置锥角β，保证100<β<170,用以规避撑开组件42。
如图15、图16和图17所示，所述面具固定装置4包括可换型面具支撑板41、撑开组件42、快换把手43和支撑柱44。所述可换型面具支撑板41，呈水平设置，其中部设有容置孔，用于将所述防毒面具的正面向下放置于所述容置孔内，可通过人工自动化换型满足多种型号的面具自动化组装需求。所述撑开组件42设于所述可换型面具支撑板41的上表面，且与所述防毒面具的第一通孔901对应设置。所述支撑柱44的下端安装于所述安装框架8上，其上端设于所述可换型面具支撑板41下方且环绕所述容置孔设置。所述快换把手43用于将所述可换型面具支撑板41与所述支撑柱44可拆卸式连接。
其中，所述撑开组件42包括固定座421、可滑动底座422、轻力弹簧423、撑开瓣座424、撑开瓣425以及重力弹簧426组成。固定座421，其中部设有第一凹槽4211，其侧壁上设有多个面具支柱4212，所述面具支柱4212环绕所述凹槽设置，用于支撑所述防毒面具；所述可滑动底座422，可活动式设于所述第一凹槽4211内，其中部设有第二凹槽4221；所述重力弹簧426，设于所述第一凹槽4211内，其一端与所述固定座421连接，其另一端与所述可滑动底座422连接，使得所述可滑动底座422的侧壁高度与所述多个面具支柱4212的上表面位于同一平面内；两个所述撑开瓣座424，成对设于所述第二凹槽4221内，其中部均设有倒梯形滑槽，所述倒梯形滑槽包括撑开瓣座侧面4242及撑开瓣底面4243；两个所述撑开瓣425，成对设于所述撑开瓣座424相接面上，用于在两个所述撑开瓣座424压紧时穿过所述防毒面具的第一通孔901，并在两个所述撑开瓣座424分离时将所述第一通孔901撑开；两个所述轻力弹簧423，成对卡设于所述撑开瓣座424的两端的轻力弹簧孔4241中，用于将两个所述撑开瓣座424压紧。
如图18所示，撑开瓣425具有圆头过渡4251或者大锥角过渡，人工可以轻松的将面具安装到撑开瓣425上进行将面具预固定。进一步地，撑开瓣425设有沉头孔4252用以安装沉头螺钉，与撑开瓣座424相连。
如图19所示，所述轻力弹簧孔4241用以限位轻力弹簧423、撑开瓣安装孔4245和撑开瓣螺纹孔4244用以限位撑开瓣425。当撑开瓣座侧面4242与撑块圆角35272接触时，随着撑块3527的向下移动，撑开瓣424逐渐撑开，从而将面具孔撑大。当撑开瓣底面4243与撑块底面35273接触时，随着吸气管3521的下移，可滑动底座422向下移动，从而使撑开瓣425从面具孔中脱离，头带扣被安装到面具孔中。所述撑开瓣座424与可滑动底座422中间装有轻力弹簧423，撑开瓣座424可以较为轻松的左右移动，可滑动底座422与固定座421之间装有重力弹簧426，人为不能轻易将可滑动底座422按下去，从而保证安装面具的方便性。
如图20和图21所示，所述卡圈输送装置5包括送料导轨支撑底座51、卡圈压装气缸52、卡圈压装气缸安装板53、止动气缸54、卡圈推料气缸安装板55、卡圈推料气缸56、仿形工装板57、卡圈放置工装58、卡圈送料工装59、无杆气缸工装板510、无杆气缸511、无杆气缸底座512、送料导轨513、底部横移导轨514、推板气缸安装板515、推板气缸516、推板气缸缓冲组件517和挡停组件518等。
具体地讲，所述送料导轨支撑底座51呈斜坡设置；所述卡圈压装气缸安装板53与所述送料导轨支撑底座51的一侧面连接；所述卡圈压装气缸52安装于所述卡圈压装气缸安装板53上且与所述送料导轨支撑底座51的一侧面连接；所述止动气缸54与所述卡圈压装气缸52临近所述送料导轨支撑底座51的一侧相对设置；所述卡圈推料气缸安装板55与所述送料导轨支撑底座51的斜坡底部连接；所述卡圈推料气缸56设于所述卡圈推料气缸安装板55上；所述仿形工装板57与所述卡圈推料气缸56相连接；所述卡圈放置工装58与所述仿形工装板57对应设置，用于卡放所述卡圈；所述卡圈送料工装59设于所述卡圈放置工装58背离所述仿形工装板57的一侧，用于真空吸附所述卡圈；所述无杆气缸底座512设于所述送料导轨支撑底座51的斜坡上；所述无杆气缸511安装于所述无杆气缸底座512上；所述无杆气缸工装板510与所述卡圈送料工装59相连接；所述送料导轨513设于所述卡圈送料工装59下方；所述底部横移导轨514设于所述送料导轨支撑底座51下方并安装于所述安装框架8上；所述推板气缸安装板515设于所述送料导轨支撑底座51背离所述卡圈压装气缸52的一侧，且安装于所述安装框架8上；所述推板气缸缓冲组件517安装于所述推板气缸安装板515上，且与所述推板气缸安装板515相对设置；所述推板气缸516设于所述推板气缸安装板515和所述推板气缸缓冲组件517之间；所述挡停组件518与所述推板气缸516平行设置，且设于送料导轨支撑底座51背离所述卡圈压装气缸52的一侧。
所述送料导轨513、底部横移导轨514优选滚柱导轨，滚柱导轨具有承受强度高的优点。所述卡圈送料工装59两侧加工仿形孔并设有通气孔，用于准确吸附卡圈。人工将卡圈放到卡圈放置工装58上，卡圈推料气缸56先不进行工作。无杆气缸511伸出，卡圈放置工装58起到挡停作用，罐接头和副通话器在各自气缸61和62作用下预装到面具上。然后无杆气缸511缩回，卡圈推料气缸56将卡圈压到卡圈送料工装59仿形孔内，并用真空吸附，无杆气缸511送到指定地方，罐接头压装装置6及副通话器压装装置7工作，分别将罐接头和副通话器安装到卡圈上，从而实现将面具夹紧。本发明采用卡圈压装气缸52、止动气缸54、推板气缸516以及挡停组件518组合使用达到三个位置精确定位目的，不仅大幅度降低了安装空间，并且还节约了使用大功率电缸所带来的高价成本。卡圈压装气缸52缩回，止动气缸54气缸缩回、推板气缸516缩回，状态为位置1记为压副通话器状态；卡圈压装气缸52伸出，止动气缸54气缸缩回，推板气缸516缩回状态为位置2记为压罐接头状态；卡圈压装气缸52泄气自然可随意移动，止动气缸54气缸伸出，推板气缸516伸出状态为位置3记为中间状态。
如图15所示，所述罐接头压装装置6安装于所述安装框架8上且与所述防毒面具侧部的第二通孔902对应设置，用于将罐接头压装在所述第二通孔902内。所述罐接头压装装置6有罐接头压装气缸61、罐接头压装导轨62、罐接头压装气缸安装支架63以及可换型罐接头工装64组成。所述可换型罐接头工装64可以通过人工换型，满足多种型号的面具自动化组装需求。进一步地可换型罐接头工装64开有通气孔，用于真空吸附罐接头，防止罐接头输送过程中掉落。
如图15所示，所述副通话器压装装置7安装于所述安装框架8上，且与所述防毒面具侧部的第二通孔902对应设置，用于将副通话器压装在所述第二通孔902内。所述副通话器压装装置7与罐接头压装装置结构相似，有副通话器压装气缸71、副通话器压装导轨72、副通话器压装气缸安装支架73以及副通话器工装74组成。所述可换型罐接头工装74可以通过人工换型，满足多种型号的面具自动化组装需求。进一步地可换型罐接头工装74开有通气孔，用于真空吸附罐接头。
本方案具体工作工程如下：当使用该系统设备对防毒面具进行组装时，人工首先进行前期准备工作，将批量头带扣放置到头带扣料仓11中，将罐接头、副通话器、卡圈、面具以及卡圈放到人可轻易取料工作范围内。设备工作时，人工将面具预装到面具固定装置4上，并将卡圈、副通话器、罐接头预装到卡圈放置工装内，人工启动手拍按钮，头带扣自动供料装置1对头带扣依次自动供料，四轴机器人21将头带扣运输到头带扣可换型工装23上，头带扣自动压装装置3将头带扣真空吸附并安装到面具上，卡圈输送装置工作，罐接头压装装置和副通话器压装装置分别将罐接头预装到面具上，卡圈输送机构缩回将卡圈吸附住再次伸出输送到指定位置，罐接头压装装置和副通话器压装装置对罐接头和副通话器最终压装到面具上。头带扣自动压装装置缩回，人工将装配好的面具下料，对新面具进行上料进行下一次工作循环。
其中头带扣自动压装装置3压装过程为：头带扣自动压装装置3吸取到头带扣后，输送到撑开瓣425的正上方，然后向下压装。压紧轴3526先接触到面具进行挡停，压装气缸32继续向下移动，弹簧3524进行进一步压缩，将面具压紧。当撑块3527接触到撑开瓣座424时，由于撑块的圆角35272与撑开瓣座424的撑开瓣座侧面4242接触，随着撑块3527的下移，撑开瓣座424带动撑开瓣425反方向张开，轻力弹簧423进一步压缩，从而将面具的孔撑大。随着压装气缸32向下的移动，撑块底面35273与撑开瓣座底面4243接触，撑开瓣座被压下移，重力弹簧426进一步压缩，从而使得撑开瓣与面具脱离，头带扣留在面具孔内。等罐接头和副通话器压装完毕后，压装气缸32向上升起，完成一次循环。
卡圈输送装置5工作过程为：在头带扣自动压装装置3压紧到面具的同时，卡圈压装气缸52泄气自然可随意移动，止动气缸54气缸伸出，推板气缸516伸出状态为位置3记为中间状态。无杆气缸511带动卡圈送料工装59伸入到面具中，卡圈压装气缸52缩回，止动气缸54气缸缩回、推板气缸516缩回，状态为位置1记为压副通话器状态，副通话器压装气缸71带动副通话器将之预压装到面具孔内。然后，卡圈压装气缸52伸出，止动气缸54气缸缩回，推板气缸516缩回状态为位置2记为压罐接头状态，罐接头压装气缸61带动副通话器将之预压装到面具孔内。接着，卡圈压装气缸52泄气自然可随意移动，止动气缸54气缸伸出，推板气缸516伸出状态为位置3记为中间状态，无杆气缸缩回。两侧的卡圈推料气缸56伸出，将卡圈安装到卡圈送料工装59内，卡圈送料工装59对两侧的卡圈进行真空吸附。无杆气缸511带动卡圈送料工装59伸入到面具中，卡圈压装气缸52缩回，止动气缸54气缸缩回、推板气缸516缩回，状态为位置1记为压副通话器状态，在此时副通话器压装气缸71将副通话器与卡圈压紧。同理，罐接头也进行压紧。无杆气缸511缩回，完成一次循环。
本发明公开了一种防毒面具自动化组装系统，该系统主要对防毒面具中的面具、头带扣、罐接头、副通话器、卡圈进行自动化装配。本系统具有柔性自动化装配优点，通过人工或者自动机构对特定工装进行换型，可以满足多种防毒面具自动化装配需求。该系统主要包括头带扣自动供料装置、头带扣自动分料装置、头带扣自动压装装置、面具固定装置、卡圈输送装置、罐接头压装装置、副通话器压装装置以及安装框架等。本发明采用自动化装配头带扣、副通话器和罐接头，不仅大幅度减轻了劳动强度，提高了产品安装品质，更是解决了人工安装头带扣易被工装磕伤的风险。并且在同一个工位对头带扣、副通话器、罐接头三种产品进行同步装配，集成程度提高，安装工艺得到优化，预计安装节拍为12秒/件。在同等时间内，不仅降低了单个作业人员劳动强度，更是将现有作业人员人数有12人缩至2人。本系统装置柔性程度高、生产成本低、检修维护较为方便，更易被生产厂商采用。
综上所述，本发明提供的所述防毒面具部件自动化组装系统，提高了防毒面具自动化装配水平，大幅度降低了劳动力，提高了装配品质。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
1.一种防毒面具部件自动化组装系统，其特征在于，用于将头带扣装配于防毒面具底部的第一通孔中，其包括：
安装框架，用于形成作业平台；
面具固定装置，安装于所述安装框架上，用于固定防毒面具并用于将所述第一通孔撑开；以及
头带扣自动压装装置，安装于所述安装框架上，与所述面具固定装置适配设置，通过挤压所述面具固定装置将所述第一通孔撑开，同时将所述头带扣装配于所述第一通孔中；
其中，所述面具固定装置包括：
可换型面具支撑板，呈水平设置，其中部设有容置孔，用于将所述防毒面具的正面向下放置于所述容置孔内；
撑开组件，设于所述可换型面具支撑板的上表面，且与所述防毒面具的第一通孔对应设置；
支撑柱，其下端安装于所述安装框架上，其上端设于所述可换型面具支撑板下方且环绕所述容置孔设置；以及
快换把手，用于将所述可换型面具支撑板与所述支撑柱可拆卸式连接；
其中，所述头带扣自动压装装置包括：
焊接架，安装于所述安装框架上；
导轨滑块，设于所述焊接架上，可沿水平方向移动；
压装气缸，垂直设于所述导轨滑块上；
压装导向机构，其上端与所述压装气缸的下端连接；以及
多个压装机构，其上端与所述压装导向机构的下端连接；所述压装机构包括一个可换型吸盘工装以及多个头带扣抓取压紧组件，所述可换型吸盘工装有若干安装孔，用于安装所述头带扣抓取压紧组件。
2.根据权利要求1所述的防毒面具部件自动化组装系统，其特征在于，所述撑开组件包括：
固定座，其中部设有第一凹槽，其侧壁上设有多个面具支柱，所述面具支柱环绕所述凹槽设置，用于支撑所述防毒面具；
可滑动底座，可活动式设于所述第一凹槽内，其中部设有第二凹槽；
重力弹簧，设于所述第一凹槽内，其一端与所述固定座连接，其另一端与所述可滑动底座连接，使得所述可滑动底座的侧壁高度与所述多个面具支柱的上表面位于同一平面内；
两个撑开瓣座，成对设于所述第二凹槽内，其中部均设有倒梯形滑槽；
两个撑开瓣，成对设于所述撑开瓣座相接面上，用于在两个所述撑开瓣座压紧时穿过所述防毒面具的第一通孔，并在两个所述撑开瓣座分离时将所述第一通孔撑开；以及
两个轻力弹簧，成对卡设于所述撑开瓣座的两端的轻力弹簧孔中，用于将两个所述撑开瓣座压紧。
3.根据权利要求2所述的防毒面具部件自动化组装系统，其特征在于，所述撑开瓣包括：
圆头过渡部或者大锥角过渡部，用于在将所述防毒面具安装到所述撑开瓣上固定时进行过渡；以及
沉头孔，用于安装沉头螺钉，与所述撑开瓣座相连接。
4.根据权利要求1所述的防毒面具部件自动化组装系统，其特征在于，所述可换型吸盘工装包括：
气管螺纹孔，设于所述可换型吸盘工装的一侧面，用以安装气管接头，通过吸气形成真空环境；以及
通气孔，设于所述可换型吸盘工装内部，其一端与所述气管螺纹孔相连通，其另一端与每一所述安装孔都相连通。
5.根据权利要求1所述的防毒面具部件自动化组装系统，其特征在于，所述头带扣抓取压紧组件包括：
吸气管，安装于所述可换型吸盘工装的安装孔内，并与通气孔相连通，用于吸附所述头带扣；
固定环，与所述吸气管的中部固定连接；
直线轴承，与一压紧轴固定连接，并可沿所述吸气管上下滑动；
弹簧，套设于所述吸气管上且位于所述固定环和所述直线轴承之间；
限位螺钉，用于将所述固定环和所述直线轴承连接并压紧所述弹簧；
压紧轴，呈圆环型，其下部设有倒凸型槽；以及
两个撑块，成对设于所述倒凸型槽内且与所述压紧轴的底部连接，每一撑块与每一倒梯形滑槽相适配；当所述吸气管向下移动时，所述撑块通过所述倒梯形滑槽导向将所述撑开瓣座分离。
6.根据权利要求1所述的防毒面具部件自动化组装系统，其特征在于，还包括头带扣自动分料装置，所述头带扣自动分料机构包括：
机器人，设有可转动式的法兰盘；
吸盘装置，安装到所述法兰盘上，用于吸附获取所述头带扣；以及
头带扣可换型工装，设于所述吸盘装置下方，用于承载所述头带扣并与所述头带扣自动压装装置进行对接。
7.根据权利要求6所述的防毒面具部件自动化组装系统，其特征在于，还包括头带扣自动供料装置，所述头带扣自动供料装置包括：
料仓，用于储存所述头带扣；
震动供料器，与所述料仓的出口相接，用于将所述头带扣按照特定的出料方向输送；
直震，与所述震动供料器的出口相接，用于筛选同一排布方式的所述头带扣并将其在直线方向输送；以及
定位装置，与所述直震的出口相接，安装有接近传感器，用以判断所述头带扣是否到位。
8.根据权利要求1所述的防毒面具部件自动化组装系统，其特征在于，还包括卡圈输送装置，用于将卡圈装配于防毒面具侧部的第二通孔中，所述卡圈输送装置包括：
送料导轨支撑底座，呈斜坡设置；
卡圈压装气缸安装板，与所述送料导轨支撑底座的一侧面连接；
卡圈压装气缸，安装于所述卡圈压装气缸安装板上且与所述送料导轨支撑底座的一侧面连接；
止动气缸，与所述卡圈压装气缸临近所述送料导轨支撑底座的一侧相对设置；
卡圈推料气缸安装板，与所述送料导轨支撑底座的斜坡底部连接；
卡圈推料气缸，设于所述卡圈推料气缸安装板上；
仿形工装板，与所述卡圈推料气缸相连接；
卡圈放置工装，与所述仿形工装板对应设置，用于卡放所述卡圈；
卡圈送料工装，设于所述卡圈放置工装背离所述仿形工装板的一侧，用于真空吸附所述卡圈；
无杆气缸底座，设于所述送料导轨支撑底座的斜坡上；
无杆气缸，安装于所述无杆气缸底座上；
无杆气缸工装板，与所述卡圈送料工装相连接；
送料导轨，设于所述卡圈送料工装下方；
底部横移导轨，设于所述送料导轨支撑底座下方并安装于所述安装框架上；
推板气缸安装板，设于所述送料导轨支撑底座背离所述卡圈压装气缸的一侧，且安装于所述安装框架上；
推板气缸缓冲组件，安装于所述推板气缸安装板上，且与所述推板气缸安装板相对设置；
推板气缸，设于所述推板气缸安装板和所述推板气缸缓冲组件之间；以及
挡停组件，与所述推板气缸平行设置，且设于送料导轨支撑底座背离所述卡圈压装气缸的一侧。
9.根据权利要求1所述的防毒面具部件自动化组装系统，其特征在于，还包括罐接头压装装置，安装于所述安装框架上且与所述防毒面具侧部的第二通孔对应设置，用于将罐接头压装在所述第二通孔内。
10.根据权利要求1所述的防毒面具部件自动化组装系统，其特征在于，还包括副通话器压装装置，安装于所述安装框架上，且与所述防毒面具侧部的第二通孔对应设置，用于将副通话器压装在所述第二通孔内。
技术总结