CN103056635A - 零件的自动对位装配系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种零件的自动对位装配系统，包括：竖向设置的支架；给料装置，用于将零件输送至指定位置；方位检测调整装置，包括水平安装在支架上的滑动机构、安装滑动机构上的旋转检测台、以及方位检测光电开关，该方位检测光电开关用于检测旋转检测台上的零件的方位并向旋转检测台发送对位控制信号；装配装置，包括旋转承接板以及设置在旋转承接板端部的模具盘；移料装置，用于将零件从指定位置转送至所述旋转检测台，且将旋转检测台上已对位的零件转送至模具盘中。本发明代替了人工操作，实现了零件方位的自动检测与调整，提高了装配精度和装配效率，从而提高了生产效率和降低了零件的生产成本。

Description

零件的自动对位装配系统

技术领域

本发明涉及零件的自动对位装配设备领域，具体涉及一种自动检测和调整零件方位以及零件装配的系统。

背景技术

随着劳动力的成本上升，以及企业对生产效率的要求，越来越多的自动化设备已经引进到企业，代替人工操作，从而提高生产效率，以及降低零件的生产成本。

工业自动化生产中常常要求零件按一定的方位朝向装配到一起。但是每一批零件往往不具有统一的方位朝向，传统生产中往往依靠人工逐个完成方位调整对齐的工作，重复劳动工作量大，精度低，效率低。因此，需要开发出一种零件的自动对位装配系统，代替人工操作，提高生产效率，以降低零件的生产成本。

公开号为CN 101487686A的中国专利申请公开了一种用于薄板件装配工装的检测调整装置及其方法，该装置包括柔性安装装置及在线实时检测调整机构，在线实时检测调整机构通过销钉螺钉安装在柔性安装装置上；所述柔性安装装置由支架底板、T型支架、圆周阵列孔支架、直角支架组成，在线实时检测调整机构安装在直角支架上，直角支架通过定位孔连接在圆周阵列孔支架上，圆周阵列孔支架通过定位连接孔与T型支架相连接，T型支架通过定位连接孔与支架底板相连接；所述在线实时检测调整机构由底座、电机、联轴器、支撑座、螺母、过渡支架、支撑块、电涡流传感器和导轨组成，电子安装在底座端面，底座上固定支撑座，电机通过联轴器与滚珠丝杠连接，滚珠丝杠上安装有螺母，螺母与导轨连接，同时，螺母与支撑块之间通过过渡支架连接。使用时，将该装置嵌入薄板件装配工装中，在线实时检测调整机构可以实现各个角度的变化，采集薄板件的位置信息，通过工装调整装置对该薄板件进行调整。但是该技术方案只适用于薄板件全面检测，其调整由工装调整装置完成，只能适用在薄板件装配工装上，无法对其他工件进行自动检测调整，更无法完成自动装配。

发明内容

本发明提供了一种零件的自动对位装配系统，能够对零件方位自动检测及调整，再按统一的方向装配，实现零件的自动对位装配。

一种零件的自动对位装配系统，包括：

竖向设置的支架；

给料装置，用于将零件输送至指定位置；

方位检测调整装置，包括水平安装在所述支架上的滑动机构、安装所述滑动机构上的旋转检测台、以及方位检测光电开关，该方位检测光电开关用于检测所述旋转检测台上的零件的方位并向所述旋转检测台发送对位控制信号；

装配装置，包括旋转承接板以及设置在旋转承接板端部的模具盘；

移料装置，用于将零件从所述指定位置转送至所述旋转检测台，且将所述旋转检测台上已对位的零件转送至所述模具盘中。

本发明中所称的上方和下方是指以水平为基准沿竖直方向的上方和下方，如位于所述旋转检测台上方，指在旋转检测台沿竖直方向的上方，高于旋转检测台的位置。

本发明中，给料装置将零件输送至指定位置，移料装置将零件从指定位置转送至所述旋转检测台，然后传送到方位检测调整装置中，经方位检测调整装置对零件方位进行检测和调整，经方位调整后，再通过移料装置将旋转检测台上已对位的零件转送至模具盘中，使得零件按统一的方向装配，实现零件的自动对位装配。

作为优选，所述给料装置包括竖向设置顶升电机、与所述顶升电机的转轴连接的螺杆、与所述螺杆配合的螺母、与所述螺母连接的顶升件以及固定在所述支架上的装料筒，所述顶升件设置在所述装料筒内并与所述装料筒滑动配合，所述顶升件内需要设有一段供螺杆伸缩的通孔或凹槽，从而在顶升电机带动螺杆转动下，使得与螺杆配合的螺母运动，螺母和顶升件连接在一起，顶升件就可以在装料筒内上下移动，向上移动时将装料筒内的零件一个个地顶出。

进一步优选，所述螺母与顶升件之间设有限位挡板，在所述限位挡板的移动距离内的两端各设有朝向所述限位挡板的一个零件量检测光电开关，限位挡板设置在螺母与顶升件之间，一方面，一旦顶升件向上移动超过极限位置时，能够起到阻挡作用，防止螺母和螺杆继续配合运动导致螺母与螺杆脱离；另一方面，由于限位挡板设置在螺母与顶升件之间，螺母、限位挡板和顶升件三者一起运动，通过两个零件量检测光电开关检测限位挡板的位置，就可以自动判断装料筒的零件量，当靠近装料筒的那个零件量检测光电开关检测到限位挡板时，就表明装料筒的零件已经用完，需要重新装料，此时，顶升电机自动退回起点，当靠近顶升电机的那个零件量检测光电开关检测到限位挡板时，就自动停机，通过上述两个零件量检测光电开关和限位挡板的配合，限制顶升件的行程，实现自动控制。

作为优选，所述滑动机构为双轴气缸，所述旋转检测台安装在该双轴气缸的活塞杆上，通过双轴气缸的两根活塞杆的伸缩，使得所述旋转检测台在水平方向移动，可以避免所述的移料装置中的零件取放件与所述的方位检测调整装置中的方位检测光电开关发生干涉。所述旋转检测台包括安装在所述滑动机构上的电机架、竖向安装在所述电机架上的旋转步进电机以及与所述旋转步进电机的转轴连接的方位调整旋转盘，通过移料装置将零件传送到方位检测调整装置上的方位调整旋转盘，作为滑动机构的双轴气缸缩回活塞杆，使得方位调整旋转盘位于方位检测光电开关的下方，旋转步进电机带动方位调整旋转盘旋转，当方位检测光电开关检测到零件达到指定朝向时旋转步进电机停止转动。

作为优选，所述旋转承接板为条形，所述旋转承接板的两端各设有一个模具盘，已对位的零件由移料装置从方位检测调整装置传送到模具盘上，使得零件按统一的方向装配，实现零件的自动对位装配，同时通过旋转承接板的旋转可将装配好的零件移出装配位置。所述旋转承接板由旋转气缸驱动旋转。所述驱动机构为旋转气缸，结构简单，易于实现。

作为优选，所述移料装置包括水平安装在所述支架上的导向杆、安装在所述导向杆上的移动基座、竖向安装在所述移动基座上的取料驱动气缸以及安装在所述取料驱动气缸的活塞杆上的零件取放件。移料装置可以通过零件取放件向给料装置中取零件，然后传送到方位检测调整装置中，经方位检测调整装置对零件方位进行检测和调整，经方位调整后，再通过零件取放件将方位检测调整装置中的零件转移到装配装置中。

进一步优选，所述移动基座由固定在所述支架上的单轴气缸驱动，所述单轴气缸的活塞杆与所述移动基座固定，通过单轴气缸驱动移动基座沿导向杆方向移动，结构简单，易于控制。

进一步优选，所述取料驱动气缸为双轴气缸，所述零件取放件包括固定在该双轴气缸的两根活塞杆上的条形吸料座以及两个吸盘，所述两个吸盘为在所述条形吸料座沿长度方向的两端各设有一个吸盘，所述条形吸料座的长度方向与所述导向杆的方向一致。条形吸料座沿长度方向的两端的两个吸盘，可以在移动基座一个行程中，同时完成两项任务：将新的需要方位调整零件取放到方位检测调整装置中，同时将方位检测调整装置已经经过方位调整的零件取放到装配装置中，提高运行效率，此外，吸盘对零件的取放也十分方便。

本发明的有益效果是：

本发明零件的自动对位装配系统，包括支架、给料装置、移料装置、方位检测调整装置以及装配装置，给料装置将零件输送至指定位置，移料装置将零件从指定位置转送至旋转检测台，然后传送到方位检测调整装置中，经方位检测调整装置对零件方位进行检测和调整，经方位调整后，再通过移料装置将旋转检测台上已对位的零件转送至模具盘中，使得零件按统一的方向装配，实现零件的自动对位装配。本发明很好的代替了人工操作，实现了零件方位的自动检测与调整，提高了装配精度和装配效率，从而提高了生产效率和降低了零件的生产成本。

本发明优选的技术方案中，给料装置，通过零件量检测光电开关和限位挡板的配合，实现装料筒中零件料量的自动检测，并在零件用完时顶升件自动退回起，自动停机，实现自动控制。

本发明优选的技术方案中，移料装置通过两个吸盘同时动作，在将零件从给料装置转移到方位检测调整装置中的同时，将完成对位的零件移送到装配装置中完成装配，通过移动基座走一个行程就可以完成，提高了工作效率。

方位检测调整装置通过旋转检测台和方位检测光电开关的配合，实现零件的自动对位，精度高，效率高，一致性好。旋转检测台由一个滑动机构带动实现从检测位置到移料位置的前后移动，以避免了移料装置中的吸盘运动时与方位检测调整装置中的方位检测光电开关关发生干涉。

在优选技术方案中，装配装置通过旋转气缸带动旋转承接板旋转，将装配好的零件移出装配位置的同时将未完成的装置承接到装配装置中装配位置，提高了工作效率。

附图说明

图1是本发明零件的自动对位装配系统的结构示意图；

图2是本发明中给料装置的结构示意图；

图3是本发明中移料装置的结构示意图；

图4是本发明中方位检测调整装置的结构示意图；

图5是本发明中装配装置的结构示意图；

图1~5中，1为给料装置，2为移料装置，3为方位检测调整装置，4为装配装置，5为立板，6为台板，7为底板，8为压紧块，9为丝杆，10为装料筒，11为顶升件，12为导向架，13为限位挡板，14为限位架，15为零件量检测光电开关，16为顶升电机，17为螺母，18为支座，19为导向杆，20为轴座，21为单轴气缸，22为气缸座，23为轴，24为浮动轴，25为移动平台，26为双轴气缸，27为条形吸料座，28为吸盘，29为光电开关架，30为方位检测光电开关，31为方位调整旋转盘，32为旋转盘锁块，33为电机架，34为旋转步进电机，35为双轴气缸，36为双轴气缸架，37为旋转承接板，38为模具盘，39为模心，40为旋转气缸。

具体实施方式

如图1所示，为本发明零件的自动对位装配系统，包括：竖向设置的支架；给料装置1，用于将零件在指定位置给料；移料装置2，用于传送零件；方位检测调整装置3，用于对零件方位进行检测和调整；装配装置4，用于承接移料装置3传送已经对位的零件并装配；给料装置1、方位检测调整装置3和装配装置4在台板6上依次设置。竖向设置的支架包括底板7、立板5以及台板6，底板7下安装有四个支撑脚，立板5沿竖向固定在底板7上，立板5为主要的支撑构架，台板6水平固定在立板5的中部，竖向设置的支架是指支架整体上竖向设置。给料装置1在指定位置给料，移料装置1可以向给料装置1中取零件，然后传送到方位检测调整装置3中，经方位检测调整装置3对零件方位进行检测和调整，经方位调整后，再将方位检测调整装置3中的零件转移到装配装置4，使得零件按统一的方向装配，实现零件的自动对位装配。

如图1、图2所示，给料装置1由压紧块8、丝杆9、装料筒10、顶升件11、导向架12、限位挡板13、限位架14、零件量检测光电开关15、顶升电机16和螺母17构成。顶升件11可具体选用顶升杆。顶升电机16竖向固定在底板7上，即顶升电机16的转轴为竖向，顶升电机16转轴连接有螺杆（未标出），螺母17与螺杆配合，螺母17上依次固定有限位挡板13和顶升件11，顶升件11、限位挡板13和顶升螺母17且三者用螺钉固定在一起。导向架12固定在立板5上，对顶升件11进行导向。压紧块8由丝杆9调节固定在台板6上，从而将装料筒10固定在台板6上，通过丝杆9的调节，可以将装料筒10取下或固定。顶升件11安装在装料筒10内并与装料筒10滑动配合，顶升件11内需要设有一段供螺杆伸缩的通孔或凹槽。限位架14固定在底板7上，两个零件量检测光电开关15沿竖直方向布置在限位架14上，即在限位挡板13的移动距离内的两端各设有朝向限位挡板13的一个零件量检测光电开关15。

如图1、图3所示，移料装置2包括支座18、导向杆19、轴座20、单轴气缸21、气缸座22、轴23、浮动轴24、移动平台25、双轴气缸26、条形吸料座27和吸盘28。两根导向杆19由两个支座18固定在立板5上，移动基座包括与导向杆19配合的轴座20以及固定在轴座20上的移动平台25，轴座20连接导向杆19和移动平台25，并保证移动基座沿着导向杆19运动。双轴气缸26（即取料驱动气缸）竖向安装在移动基座上，即双轴气缸26竖向固定在移动平台25上，双轴气缸26的两根活塞杆上安装有零件取放件，零件取放件包括固定在该双轴气缸26的两根活塞杆上的条形吸料座27以及两个吸盘28，两个吸盘28为在条形吸料座16沿长度方向的两端各设有一个吸盘，条形吸料座27的长度方向与导向杆19的方向一致。吸盘28通过条形吸料座27与双轴气缸26连接，由双轴气缸26驱动实现上下移动。移动基座由固定在立板5上的单轴气缸21驱动，单轴气缸21通过气缸座22固定在立板5上，轴23（即单轴气缸21的活塞杆）通过浮动轴24固定在移动平台25上。单轴气缸21驱动轴23运动，带动移动平台25沿着导向杆19进行左右移动。这样在移动平台25的带动下，吸盘28可以实现上下左右运动。

如图1、图4所示，方位检测调整装置3包括光电开关架29、方位检测光电开关30、方位调整旋转盘31、旋转盘锁块32、电机架33、旋转步进电机34、双轴气缸35（即滑动机构）和双轴气缸架36。方位检测光电开关30由光电开关架29固定在立板5上。方位调整旋转盘31由旋转盘锁块32连接在旋转步进电机34上，旋转步进电机34通过电机架33与双轴气缸35的两根活塞杆相连，双轴气缸35通过双轴气缸架36固定在立板5上。

如图1、图5所示，装配装置包括旋转承接板37、模具盘38、模心39以及旋转气缸40，安装在台板6上。旋转气缸40作为驱动旋转承接板37旋转的驱动机构，旋转承接板37为条形，旋转承接板37的两端各设有一个模具盘38，模具盘38内设有一个模心39，与零件配合。

如图1~5所示，本发明零件的自动对位装配系统的具体工作原理如下：

给料装置1中，顶升电机16带动螺杆转动，使得与螺杆配合的螺母17运动，由于螺母17、限位挡板13和顶升件11连接在一起，因此，顶升件11就可以在装料筒10内上下移动，向上移动时将装料筒10内的零件一个个地顶出。螺母17、限位挡板14和顶升件11三者一起运动，通过两个零件量检测光电开关15检测限位挡板13的位置，就可以自动判断装料筒的零件量，当靠近装料筒10的那个零件量检测光电开关15检测到限位挡板13时，就表明装料筒10的零件已经用完，需要重新装料，此时，顶升电机16自动退回起点，当靠近顶升电机16的那个零件量检测光电开关15检测到限位挡板13时，就自动停机，通过上述两个零件量检测光电开关15和限位挡板13的配合，限制顶升件11的行程，实现自动控制。

移料装置2中，可以在移动基座一个行程中，同时完成，将新的需要方位调整零件取放到方位检测调整装置3中，同时将方位检测调整装置3已经经过方位调整的零件取放到装配装置4中，提高运行效率。即图中的视图方向，左侧吸盘28将方位调整旋转盘31中的零件转移到模具盘38中并与模具盘38中定位好的零件完成装配，同时右侧吸盘28又将装料筒10中最上面的一个零件转移到方位调整旋转盘31中。

当右侧吸盘28将零件从装料筒10转移到方位调整旋转盘31上后，双轴气缸35驱动方位调整旋转盘31向内侧移动到检测位置，方位检测光电开关30开启，旋转步进电机34驱动方位调整旋转盘31旋转，方位检测光电开关30检测到零件达到指定朝向时旋转步进电机34停止转动，完成方位的自动调整。双轴气缸35驱动方位调整旋转盘31向外运动到移料位置，左侧吸盘28将完成方位调整的零件转移到模具盘38中并与模具盘38中定位好的零件完成装配。

左侧吸盘28将完成方位调整的零件转移到模具盘38中并与模具盘38中定位好的零件完成装配，然后旋转气缸40启动，带动旋转承接板37旋转180度，将装配好的零件移开，同时将未装配的零件送到装配位置4。

Claims (10)

1.一种零件的自动对位装配系统，其特征在于，包括：

竖向设置的支架；

给料装置，用于将零件输送至指定位置；

方位检测调整装置，包括水平安装在所述支架上的滑动机构、安装所述滑动机构上的旋转检测台、以及方位检测光电开关，该方位检测光电开关用于检测所述旋转检测台上的零件的方位并向所述旋转检测台发送对位控制信号；

装配装置，包括旋转承接板以及设置在旋转承接板端部的模具盘；

移料装置，用于将零件从所述指定位置转送至所述旋转检测台，且将所述旋转检测台上已对位的零件转送至所述模具盘中。

2.根据权利要求1所述的零件的自动对位装配系统，其特征在于，所述给料装置包括竖向设置顶升电机、与所述顶升电机的转轴连接的螺杆、与所述螺杆配合的螺母、与所述螺母连接的顶升件以及固定在所述支架上的装料筒，所述顶升件设置在所述装料筒内并与所述装料筒滑动配合。

3.根据权利要求2所述的零件的自动对位装配系统，其特征在于，所述螺母与顶升件之间设有限位挡板，在所述限位挡板的移动距离内的两端各设有朝向所述限位挡板的一个零件量检测光电开关。

4.根据权利要求1所述的零件的自动对位装配系统，其特征在于，所述滑动机构为双轴气缸，所述旋转检测台安装在该双轴气缸的活塞杆上。

5.根据权利要求1或4所述的零件的自动对位装配系统，其特征在于，所述旋转检测台包括安装在所述滑动机构上的电机架、竖向安装在所述电机架上的旋转步进电机以及与所述旋转步进电机的转轴连接的方位调整旋转盘。

6.根据权利要求1所述的零件的自动对位装配系统，其特征在于，所述旋转承接板为条形，所述旋转承接板的两端各设有一个模具盘。

7.根据权利要求1或6所述的零件的自动对位装配系统，其特征在于，所述旋转承接板由旋转气缸驱动旋转。

8.根据权利要求1所述的零件的自动对位装配系统，其特征在于，所述移料装置包括水平安装在所述支架上的导向杆、安装在所述导向杆上的移动基座、竖向安装在所述移动基座上的取料驱动气缸以及安装在所述取料驱动气缸的活塞杆上的零件取放件。

9.根据权利要求8所述的零件的自动对位装配系统，其特征在于，所述移动基座由固定在所述支架上的单轴气缸驱动，所述单轴气缸的活塞杆与所述移动基座固定。

10.根据权利要求8所述的零件的自动对位装配系统，其特征在于，所述取料驱动气缸为双轴气缸，所述零件取放件包括固定在该双轴气缸的两根活塞杆上的条形吸料座以及两个吸盘，所述两个吸盘为在所述条形吸料座沿长度方向的两端各设有一个吸盘，所述条形吸料座的长度方向与所述导向杆的方向一致。

Images