CN104842157A - 一种多部件组装设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多部件组装设备，用于组装多个工件，包括若干组装机械手，以及分别设置在所述组装机械手两侧的第一传送机构和第二传送机构，所述第一传送机构用于传送第一工件，所述第二传送机构用于传送至少一个第二工件，所述第一传送机构和第二传送机构的传送方向一致。本发明的多部件组装设备，通过组装机械手将其中一传送机构传送的部件转移并组合到另一传送机构传送的部件上，达到组合加工的目的。由于两个传送机构的传送方向一致，将大大节省人力和提高生产效率。

Description

一种多部件组装设备

技术领域

本发明涉及一种组装加工设备。

背景技术

对于一些形状较为不规则的产品，往往将其分为多个形状较为规则的部件分别进行生产，再组装到一起而获得。例如使用在包装盒内，起到固定易损坏对象产品的定位件，其往往为了限制对象产品在包装盒内的获得空间而设置很多限位的凸出。传统通过人工将多个部件组合到一起，不仅浪费人力，而且效率低下。

发明内容

一种多部件组装设备，用于组装多个工件，其特征是，包括若干组装机械手，以及分别设置在所述组装机械手两侧的第一传送机构和第二传送机构，所述第一传送机构用于传送第一工件，所述第二传送机构用于传送至少一个第二工件，所述第一传送机构和第二传送机构的传送方向一致。

优选的，所述第二传送机构垂直于传送方向设有至少两个传送区间，所述传送区间之间以分隔件隔开，多个所述组装机械手分别用于转移对应传送区间内的第二工件到第一工件上。

优选的，沿所述第二传送机构的传送方向上设有至少一个横跨第二传送机构的横梁，所述分隔件可移动的设置在所述横梁上。

优选的，所述分隔件能够沿横梁的延伸方向进行移动。

优选的，所述横梁可移动的设置在所述传送机构上，移动方向沿传送机构的传送方向。

优选的，所述分隔件包括两块各自沿传送方向延伸的分隔板，两分隔板间距可调的活动连接。

优选的，所述横梁上设有刻度线。

优选的，所述多部件组装设备包括加工设备，所述组装机械手带动第二传送机构上所传工件先到所述加工设备处进行加工，再移动并组合到第一传送机构所传的第一工件。

优选的，所述第二工件通过热合的方式固定工件在第一工件上，所述加工设备包括对供所述工件进行加热的加热机构。

优选的，沿所述第一传送机构的传送方向设有多个加工工位，至少一个加工工位上设有定位结构，所述定位结构包括设置在第一工件前进方向上的挡料机械手。

优选的，所述挡料机械手能够阻挡所述第一工件的前进和撤去对第一工件的阻挡。

优选的，所述挡料机械手包括设置在第一传送机构上方的翻板，以及驱动所述翻板翻转的第一驱动装置，所述翻板下翻能够阻挡第一传送机构上运送的第一工件前进，上翻能够解除对第一工件的阻挡。

优选的，每个所述加工工位都对应设有所述定位结构。

优选的，所述定位结构还包括设置在第一传送机构传送方向另一侧的、能够配合所述限位结构对第一工件进行夹持和放松的定位机械手。

优选的，所述限位结构为沿传送方向延伸的定位条。

优选的，所述定位机械手包括定位件以及驱动所述定位件向限位结构靠近和后撤的第二驱动装置，所述定位件面向限位结构的一侧具有长条形边。

优选的，沿所述第一传送机构的传送方向设有多个加工工位，至少一个加工工位处对应设有用于翻转第一工件摆放角度的翻转装置。

优选的，所述翻转装置包括一升降机构，设置在升降机构上的电机，以及设置在电机输出端的抓持部，所述电机能够驱动所述抓持部旋转。

优选的，所述电机横向设置在所述升降机构上，电机轴垂直于所述传送机构的传送方向设置。

优选的，所述翻转装置包括一推送件以及一能够驱动所述推送件在垂直于传送方向推送第一工件和后撤的驱动装置。

优选的，所述组装机械手包括第一机械手和第二机械手。

优选的，所述组装机械手，包括手臂和设置在手臂前端的手部，所述手部包括抓取结构，其特征是，所述手臂具有一支点，手臂至少能够在自身延伸方向所在平面内绕所述支点旋转，且手部能够相对于手臂前伸和后退，同时所述手臂和手部中至少一个能够调节垂直于手臂旋转方向的高度。

优选的，所述手部能够在平行于手臂旋转方向的平面内旋转。

优选的，所述手部能够在垂直于所述手臂旋转方向的平面内旋转。

优选的，所述组装机械手包括一升降装置，所述手臂和手部设置在所述升降装置上能够整体调节高度。

优选的，所述手臂上安装一丝杆驱动装置，丝杆驱动装置驱动所述手部相对于手臂前伸和后退。

优选的，所述手臂前端设有第一电机，所述手部设置在第一电机的输出端，所述第一电机驱动手部在平行于手臂旋转方向的平面内旋转。

优选的，所述手臂前端设有第二电机，所述手部设置在第二电机的输出端，所述第二电机驱动手部在垂直于手臂旋转方向的平面内旋转。

优选的，所述握持部为针板或者负压吸盘。

优选的，所述多部件组装设备还包括设置在第二传送机构传送方向上的分离机构，用于分离第二传送机构上输送的任意两个前后相邻并紧挨的工件。

本发明所达到的有益效果：

1. 本发明的多部件组装设备，通过组装机械手将其中一传送机构传送的部件转移并组合到另一传送机构传送的部件上，达到组合加工的目的。由于两个传送机构的传送方向一致，将大大节省人力和提高生产效率。

2. 可以设置一加工设备，令组装机械手带动第一传送机构上所传工件先到加工设备处进行加工，再到移动并组合到第二传送机构所传的第一工件，则免去了人工对第二工件进行处理的过程，第二工件在转移的路径中即可就近完成该加工，进一步提高本发明流水线的自动化程度。

3. 当第二工件可以通过热合的方式固定在第一工件上时，设置加工设备包括加热机构，则机械手带动第二工件到达第一工件前即可在加热机构上完成加热，达到第一工件上之后即可直接与之热压合，更加方便、快捷。

4. 可以设置不同种类的组装机械手用于不同的移载需要，使流水线对不同产品加工的适应性更强。

5. 本发明的多部件组装设备，可以沿第一传送机构的传送方向设置多个加工工位，且至少一个加工工位上设置定位结构，定位结构中，前进方向上设置的挡料机械手可以暂停工件在相应的工位上接受加工，而侧部的限位结构又可以稳定工件在垂直于传送方向的位置，因而无需停止传送就可以准确的控制工件在相应工位的停留和离开，并且两者配合使得加工位置的准确性得到保证，有利于加工精度和效率的提高。

6. 设置定位结构还包括位于传送机构传送方向另一侧的、能够配合限位结构对第一工件进行夹持和放松的定位机械手，则一方面可以根据实际情况对第一工件在传送机构上的位置进行校正，另一方面定位机械手配合限位结构可固定第一工件，从而可保证加工过程中其位置的稳定性。

7. 至少在一个加工工位上，还可以设置用于调整第一工件摆放角度的翻转装置，能够翻转第一工件，从而根据需要可以改变第一工件的待处理的面，例如可以通过改变姿态在不同的位置组合第二工件。

8. 本发明的设备，垂直于传送方向可以设置至少两个传送区间，且传送区间之间以分隔件隔开而独立，因此能够把不同的工件分开放置，便于各工位取用不同数量或者不同种类的工件，大大提高便捷性和准确率。

9. 第二传送机构上可以设置横梁，从而能够根据需要调节传送区间在垂直传送方向的位置，方便各工位的人力或者设备在所及范围内抓取传送区间中的工件。例如具体设置各传送区间由两块分隔板隔挡而成，则任意传送区间的两块分隔板能够同步沿横梁、垂直于传送方向移动，从而调节位置。还可以进一步在横梁延伸方向设置刻度线，从而便于精确的进行调节和位置的重现。

10. 可以进一步设置传送区间两块分隔板活动连接，从而方便调节传送区间的宽度。

附图说明

图1是本发明优选实施例的总体示意图；

图2是图1所示局部A的放大示意图；

图3是第一、第二加工工位处第一传送机构和第二传送机构的配合示意图；

图4是图3所示局部B的放大示意图；

图5是图3中传送区间的放大示意图；

图6是第三、第四加工工位处第一传送机构和第二传送机构的配合示意图；

图7是第五、第六、第七加工工位处第一传送机构和第二传送机构的配合示意图；

图8是本发明优选实施例中第一机械手的内部结构示意图；

图9是本发明优选实施例中第二机械手的内部结构示意图；

图10是本发明优选实施例中翻转装置的结构示意图；

其中：12、第一工件，122、第一部，124、第二部，126、第三部，128、突出，14、第二工件，16、第二工件，18、第二工件，2、第一传送机构，22、传送带，24、驱动装置，3、定位结构，32、挡料机械手，322、翻板，324、第一驱动装置，34、定位条，36、定位机械手，362、定位件，364、第二驱动装置，4、第二传送机构，41、传送带，42、传送区间，43、驱动装置，44、分隔板，45、凸出，46、横梁，462、固定孔，464、刻度线，47、调节部，472、腰槽，48、紧固件，49、连接片，5、分离机构，52、分离件，54、驱动装置，6、第一机械手，62、基座，622、底板，624、支板，626、滑轨，63、手臂，632、支撑板，634、丝杆驱动装置，64、支架，642、滑动结构，644、平台，65、握持部，66、升降丝杆机构，672、安装架，674、第一电机，68、电机，7、翻转装置，72、升降机构，74、电机，76、抓持部，78、安装板，8、第二机械手，83、手臂，834、丝杆驱动装置，85、手部，872、安装架，874、第一电机，876、第二电机，9、加工设备，92、加热板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1-10所示，一种多部件组装设备，至少用于组装第二工件到第一工件12上，包括用于传送第一工件12的第一传送机构2，以及用于传送至少一个第二工件的第二传送机构4，第一传送机构2和第二传送机构4并排设置，传送方向一致，且多部件组装设备还包括沿传送方向排列的若干组装机械手，组装机械手能够将第二传送机构4上传送的工件组合到第一传送机构2传送的第一工件12上。

具体的，第一工件12包括平行设置的两根条形的第一部122，以及分别连接两第一部122的条形的第二部124和第三部126，第二部124、第三部126也互相平行设置。更具体的，第二部124连接两第一部122的同一端端部，第三部126连接两第一部122的中间位置。其中第二部124相对于第三部126的外侧设有若干突出128，且各突出128的外突面相互齐平在同一平面内。

具体的，第一传送机构2包括输送第一工件12的传送带22，以及驱动传送带22进行运行的驱动装置24，其中传送带22水平直线输送第一工件12。同样的，第二传送机构4包括输送第二工件的传送带41，以及驱动传送带41进行运行的驱动装置43，其传送带41也水平直线输送第二工件。

沿第一传送机构2的传送方向设有七个加工工位，设置在第一传送机构2和第二传送机构4之间的组装机械手与第二、第三、第四、第六和第七加工工位一一对应。同时各组装机械手近旁还分别设置有加工设备9，从而方便组装机械手带动第二传送机构4上所传工件先到就近的加工设备9处进行加工，再移动并组合到第一传送机构2所传的第一工件12。

第一传送机构2的传送方向上，各第二、第三、第四、第五、第六和第七加工工位上分别设有定位结构3，定位结构3包括设置在传送机构传送方向一侧的限位结构，以及设置在传送机构前进方向上的能够撤离的挡料机械手32。

定位结构3中，限位结构具体为沿传送方向延伸的定位条34，同时，定位结构3中还包括设置在第一传送机构2远于第二传送机构4的一侧、能够配合限位结构对第一工件12进行夹持和放松的定位机械手36。具体的，本实施例中定位条34近于传送带22的一侧侧面为平面、同时还垂直于传送带22平面，因而当第一工件12平放在传送带22上时，定位机械手36将第一工件12推靠在限位结构上，第一工件12的第二部124各外突面即同时被抵靠在定位条34的侧面上，从而能够稳定限制第一工件12的位置。优选定位条34是由第二加工工位一直延伸到第七加工工位的一个整体，更加稳定且方便定位各加工工位上的第一工件12。而定位机械手36具体包括定位件362以及驱动定位件362向限位结构靠近和后撤的第二驱动装置364，定位件362面向限位结构的一侧具有长条形边，从而有利于整体、稳定的推动和夹紧工件。更具体的，定位件362为长方形条状，第二驱动装置364设置在传送带22平面以下，例如为气缸，其连有一竖板，竖板向上延伸、超出传送带22平面，并通过一横板与定位件362在其长度方向的中部相连。因此第二驱动装置364可带动定位件362在垂直传送机构的运行方向进行移动。

另外，挡料机械手32包括设置在传送机构上方的翻板322，以及驱动翻板322翻转的第一驱动装置324，翻板322下翻能够阻挡传送机构上运送的到达相应加工工位的第一工件12前进，便于进行加工，上翻则能够解除对第一工件12的阻挡，使在相应加工工位完成加工的工件继续流往下一加工工位。

第二传送机构4上、垂直于传送方向设有至少六个并排设置的传送区间42，且任意两个传送区间42之间以分隔件隔开而独立。

具体的，分隔件设置在传送带41上方，包括两块各自沿第二传送机构4传送方向延伸的分隔板44。分隔件的两块分隔板44之间构成传送区间42。 沿第二传送机构4的传送方向上还设有多个横跨第二传送机构4的横梁46，分隔件的两块分隔板44能够同步沿横梁46、垂直于传送方向移动。由于横梁46不仅为分隔板44的调整和移动提供导向作用，同时也对分隔板44起到支撑作用，因此横梁46的具体数量可根据传送带22沿传送方向的长度来定，以分隔板44的支撑和调节稳定为准。此外，本实施例中，各横梁46上的分隔件一一对应，分隔件的两分隔板44分别与第二传送机构4传送方向上下游的对应分隔板44连成一体，从而对于传送区间42中的第二工件有更加稳定的分隔限位。

横梁46沿延伸方向设有多个固定孔462，任意传送区间42的两块分隔板44通过紧固件48固定于横梁46的固定孔462位置，且固定孔462数量多于传送区间42的数量，从而能够通过选择固定孔462来改变安装位置。紧固件48具体可以是螺钉，且横梁46在延伸方向设有刻度线464，便于在调节时进行读数。

两块分隔板44之间通过紧固件48活动连接，且每个传送区间42至少有一块分隔板44上设有长轴垂直传送方向的腰槽472，紧固件48通过在腰槽472中的位置调节改变同一传送区间42中两块分隔板44之间的距离。具体的，每个传送区间42两块分隔板44，各自在对应横梁46的位置有向上延伸的片状凸出45，并在凸出45的顶端继续水平相向延伸形成两调节部47，且两块分隔板44的调节部47正好上下叠加在一起，调节部47上设置腰槽472，紧固件48穿设在两调节部47中连接两块分隔板44。另外，上层的调节部47上还设有一截面为几字型的连接片49，连接片49具体架设在横梁46上、下端与对应传送区间42的调节部47相连。因此连接片49在横梁46上移动即带动对应的传送区间42移动，而调节部47即通过紧固件48与横梁46固定。

第一传送机构2和第二传送机构4之间，各组装机械手并不完全相同。具体的，对应第二、第三、第四和第六加工工位的组装机械手为第一机械手6。对应第七加工工位设置的是第二机械手8。

第一机械手6包括手臂63和设置在手臂63前端的握持部65，手臂63具有一支点，手臂63至少能够在自身延伸方向所在平面内绕支点旋转，且握持部65能够相对于手臂63前伸和后退，同时手臂63和握持部65中至少一个能够调节垂直于手臂63旋转方向的高度。

具体的，第一机械手6，包括一基座62，基座62具有一底板622以及相对而设、并垂直设于底板622上的两支板624。手臂63设置在一支架64上，并通过支架64高度可移的设置在基座62上。更具体的，两支板624的内侧分别设有垂直于底板622延伸的滑轨626，手臂63的支架64上相应设置与滑轨626配合的滑动结构642，从而令支架64和手臂63整体能够沿滑轨626在垂直于底板622方向移动，并且，基座62上还设置一升降丝杆机构66，其与支架64相连，从而驱动支架64带动手臂63沿滑轨626移动来调节高度。

支架64具体包括一平行于底板622设置的平台644和设置在平台644两侧的侧板，侧板上设置滑动结构642从而与滑轨626配合。平台644上设有一电机68，电机68的转轴方向垂直于平台644，且输出端与设置在平台644上方的手臂63相连，从而能够带动手臂63在平行于平台644的平面内旋转。

手臂63包括一平行于平台644平面设置的长条形支撑板632，支撑板632长度方向即为手臂63延伸方向。支撑板632上设置一一丝杆驱动装置634，丝杆驱动装置634的输出端连接握持部65，从而驱动握持部65相对于手臂63前伸和后退。

具体的，握持部65通过一安装架672与丝杆驱动装置634的输出端相连，且安装架672上设有一转轴垂直支撑板632的第一电机674，握持部65设置在第一电机674的输出端，第一电机674驱动握持部65在平行于手臂63旋转方向的平面内旋转。握持部65具体可以为一针板，也可以为一安装板上设置负压吸盘的结构，用于抓取工件。

以本实施例的第一机械手6其底板622水平设置，支板624竖直时的状态为例，第一，手臂63连同握持部65可在竖直方向调节高度，第二，手臂63连同握持部65整体可在水平面内360°旋转，第三，握持部65可相对于手臂63前伸和后退，第四握持部65可在水平面内360°旋转，因此该机械手能够实现上述四个维度的运动。

第二机械手8，与第一机械手6的区别在于，手部85还能够在垂直于手臂83旋转方向的平面内旋转。

具体的，手臂83前端设有第二电机876，第二电机876连接丝杆驱动装置834的输出端和安装架872，因此安装架872、第一电机874连同手部85都能够在第二电机876的驱动下、在垂直于手臂83旋转方向的平面内旋转。从而增加手部85的一个运动维度。

第一传送机构2和第二传送机构4之间，对应第五加工工位处还设有用于调整第一工件12摆放角度的翻转装置7。

翻转装置7具体能够翻转第一工件12，从而改变第一工件12的待处理面，例如可以通过改变姿态实现在不同的位置组合第二工件。翻转装置7具体包括一升降机构72，设置在升降机构72上的电机74，以及设置在电机74输出端的抓持部76，电机74能够驱动抓持部76旋转。更具体的，升降机构72为一升降气缸，电机74和抓持部76一同设置在一安装板78上，并通过安装板78设于升降气缸上，因此升降气缸可带动电机74和抓持部76整体上下移动。其中电机74横向设置在升降机构72上，电机74轴垂直于第二传送机构4的传送方向设置，也即电机74转轴方向平行于传送带22平面，且垂直于传送方向设置。抓持部76例如可以是针板或设有真空吸盘的基板，从而能够抓取第一工件12。

本实施例中，加工设备9包括一供工件进行加热的加热机构，因此组装机械手带动第二工件组合到第一工件12前可先在加热机构进行加热，随后组合到第一工件12可直接进行热合。更具体的，加热机构为加热板92，与第二工件接触，可直接加热其待加热面。

本实施例中，还包括设置在第二传送机构4传送方向上的分离机构5，用于分离第二传送机构4上输送的任意两个前后相邻并紧挨的第二工件。具体的，分离机构5包括垂直传送方向延伸的狭长针状分离件52，以及驱动分离件垂直传送方向推进和后撤的驱动装置54，驱动装置54可以是本行业通用的结构，例如气缸。当分离件52为狭长针状时，能够快速而容易的插入吸附或粘合在一起的两个第二工件之间的缝隙，从而将它们分开，有利于后续对工件的准确抓取。

下面以本实施例的设备应用在第一、第二工件的贴合加工中为例来说明本发明设备的工作过程。

其中，第一工件12和第二工件均为泡棉块，可通过热合压合组装在一起，组合后的结构可用于包装盒内限制产品、零件的位置和起到缓冲、保护作用。工作时，第一工件12在第一加工工位上料，卧放，第二部124抵靠定位条34。之后第一工件12随传送带22到达第二加工工位，对应的挡料机械手32下翻使其暂时停留，对应的定位机械手36靠近并将第一工件12抵压在定位条34上，实现定位。随后相应的第一机械手6将对应第二工件14移栽、组合到第一工件12一第一部122的上端，这里第一机械手6可以先将第二工件14的待组合面进行热处理，因而使其压合在第一工件12上时可以直接接合，其它各加工工位也可以以相同的方法在组合前对相应第二工件进行上述方法的预处理。组合有第二工件14的第一工件12继续以相同的方法依次到第三加工工位、第四加工工位和第六加工工位接受另一个第二工件14以及第二工件16和第二工件18的组合，其中，组合有第二工件14和第二工件16的第一工件12在第五加工工位进行旋转的动作，垂直翻转180°后去往第六加工工位进行相应第二工件18的组合。具体的，第一工件12到达第五加工工位定位后，翻转装置7通过抓取组合后的第一工件12并上升到合适的高度对其进行180°垂直翻转，随后再下降将翻转好的工件放回传送带22上，因此在第六加工工位即可以翻转过来的一面接受第二工件18的组合。第七加工工位可用于成品的检验，最后由相应第二机械手8移走。

需要说明的是，虽然实施例中翻转装置通过旋转实现对工件的翻转，但是也可以设置翻转装置包括一推送件以及一能够驱动推送件在垂直于传送方向推送第一工件和后撤的驱动装置，从而通过推倒第一工件来改变其姿态。虽然实施例中以泡棉材质的第一工件12和第二工件14的组合来说明本发明设备的工作过程，但并不对本发明设备所适用的工件造成限制，工件也不一定是进行热合组合，例如也可以通过涂覆粘合剂来进行粘合。

虽然实施例中对应的分隔板44在第二传送机构4传送方向上是上下游连成一体的，但也可以设计第二传送机构4传送方向上、上下游的对应分隔板44是各自独立的，如此当横梁能够沿第二传送机构4的传送方向移动，则可以调节传送方向上相邻两个分隔件之间的距离，从而使用不同长度的第二工件。

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来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种多部件组装设备，用于组装多个工件，其特征是，包括若干组装机械手，以及分别设置在所述组装机械手两侧的第一传送机构和第二传送机构，所述第一传送机构用于传送第一工件，所述第二传送机构用于传送至少一个第二工件，所述第一传送机构和第二传送机构的传送方向一致。

2.根据权利要求1所述的一种多部件组装设备，其特征是，所述第二传送机构垂直于传送方向设有至少两个传送区间，所述传送区间之间以分隔件隔开，多个所述组装机械手分别用于转移对应传送区间内的第二工件到第一工件上。

3.根据权利要求2所述的一种多部件组装设备，其特征是，沿所述第二传送机构的传送方向上设有至少一个横跨传送机构的横梁，所述分隔件可移动的设置在所述横梁上。

4.根据权利要求2或3所述的一种多部件组装设备，其特征是，所述分隔件包括两块各自沿传送方向延伸的分隔板，两分隔板间距可调的活动连接。

5.根据权利要求3所述的一种多部件组装设备，其特征是，所述横梁上设有刻度线。

6.根据权利要求1或2所述的一种多部件组装设备，其特征是，包括加工设备，所述组装机械手带动第二传送机构上所传工件先到所述加工设备处进行加工，再移动并组合到第一传送机构所传的第一工件。

7.根据权利要求6所述的一种多部件组装设备，其特征是，所述第二工件通过热合的方式固定工件在第一工件上，所述加工设备包括对供所述工件进行加热的加热机构。

8.根据权利要求1所述的一种多部件组装设备，其特征是，沿所述第一传送机构的传送方向设有多个加工工位，至少一个加工工位上设有定位结构，所述定位结构包括设置在第一工件前进方向上的挡料机械手。

9. 根据权利要求8所述的一种多部件组装设备，其特征是，所述挡料机械手能够阻挡所述第一工件的前进和撤去对第一工件的阻挡。

10.根据权利要求1所述的一种多部件组装设备，其特征是，沿所述第一传送机构的传送方向设有多个加工工位，至少一个加工工位处对应设有用于翻转第一工件摆放角度的翻转装置。