CN105598674B - 全自动化汽车仪表盘指针帽头压制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种全自动化汽车仪表盘指针帽头压制系统，包括用于对仪表盘的水平固定和平移的仪表安放与移送平台、用于检测仪表通电瞬间和正常通电状态下电流值的仪表电流检测系统、用于对压装指针帽头压力进行实时检测的压力检测系统、用于对仪表指针帽头进行压装的指针帽头压装系统。本发明采用了合理的流程控制，将在汽车组合仪表指针自动压装系统前加装由伺服电机控制的皮带输送带，用以输送未加工仪表盘和成品仪表盘，工位前安装六轴工业机器人用以对仪表盘和指针帽体的自动上下料，还在指针帽头压装系统中增加指针帽头视觉定位系统，可以通过指针帽头视觉定位系统进行指针帽头的精确识别并控制六轴工业机器人精准定位放置帽头。

Description

全自动化汽车仪表盘指针帽头压制系统

技术领域

本发明属于汽车仪表盘指针帽头压制领域，具体涉及一种全自动化汽车仪表盘指针帽头压制系统。

背景技术

汽车仪表是用来显示汽车的各种性能状态，汽车常规的组合仪表包括里程表、发动机转速表、机油压力表、水温表、燃油表、蓄电池电量表。传统的汽车组合仪表主要采用指针式仪表来显示各种性能状态，指针式仪表主要部件是小型步进电机和指针。在生产时，传统仪表指针的压装方法主要采用特别定制的专用压装设备，通过手动控制气动气缸，驱动多个压装头一次性压装完成。公开号为CN102756356 A的中国专利申请公开了一种“汽车组合仪表指针自动压装系统”，该专利申请对仪表指针的压装使得压力更加平稳，提高了产品的质量并缩短了制造周期，可在一定程度上降低制造成本。但上述的压装方法存在的缺点是：指针帽头水平放置由人工操作，极易因为帽头与电机轴放置不水平而倾斜，在压制时容易压坏指针帽头或步进电机轴，直接造成产品的不合格或者报废；在仪表盘的上下料的过程中对人工有绝对的依赖，没有自动上下料功能。

发明内容

本发明的目的解决上述技术问题，提供一种操作便捷、节省人力、能提高工作效率并进一步降低产品废品率的全自动化汽车仪表盘指针帽头压制系统。

为实现上述的目的，本发明的技术方案为：

一种全自动化汽车仪表盘指针帽头压制系统，包括用于对仪表盘的水平固定和平移的仪表安放与移送平台、用于检测仪表通电瞬间和正常通电状态下电流值的仪表电流检测系统、用于对压装指针帽头压力进行实时检测的压力检测系统、用于对仪表指针帽头进行压装的指针帽头压装系统，所述全自动化汽车仪表盘指针帽头压制系统还包括用于水平传输仪表指针帽头和仪表盘、并对成品进行分拣的物料输送平台，用于将物料输送平台上的物料吸取并转移至指定位置的上下料机器人控制系统，用于对仪表指针帽头安装位置的坐标值进行分辨的指针帽头视觉定位系统和用于对电流、压力、物料传输、压装位置、压装流程及成品分拣进行控制的自动压装电控系统；所述自动压装电控系统的输入输出端分别与仪表安放与移送平台、指针帽头视觉定位系统的输入输出端连接，所述自动压装电控系统的输入端还与仪表电流检测系统、压力检测系统的输出端连接，所述自动压装电控系统的输出端还与指针帽头压装系统、物料输送平台、上下料机器人控制系统的输入端连接。

以上所述物料输送平台包括用于水平输送仪表指针帽头至机器人吸取位置的指针帽头输送平台、用于水平输送未加工仪表盘至机器人吸取位置的未加工仪表盘输送平台和用于水平输送仪表盘成品并对其进行分拣的仪表盘成品输送分拣平台，所述指针帽头输送平台、未加工仪表盘输送平台和仪表盘成品输送分拣平台的输入端与自动压装电控系统的输出端连接。

以上所述指针帽头输送平台包括指针帽头传送料斗、伺服电机A和指针帽头输送盘，所述伺服电机A的输入端与自动压装电控系统的输出端连接，伺服电机A的输出端与指针帽头输送盘连接，所述指针帽头传送料斗垂直设在指针帽头输送盘上方，用于将仪表指针帽头放入指针帽头输送盘内。

以上所述未加工仪表盘输送平台包括伺服电机B、伺服运动机构A和未加工仪表盘输送带，所述伺服电机B的输入端与自动压装电控系统的输出端连接，伺服电机B的输出端与伺服运动机构A连接，所述未加工仪表盘输送带设在伺服运动机构A外表面，由伺服运动机构A带动形成循环输送。

以上所述仪表盘成品输送分拣平台包括伺服电机C、伺服运动机构B、仪表盘成品输送带和仪表盘分拣机构，所述伺服电机C的输入端与自动压装电控系统的输出端连接，伺服电机C的输出端与伺服运动机构B连接，所述仪表盘成品输送带设在伺服运动机构B外表面，由伺服运动机构B带动形成循环输送，所述仪表盘分拣机构设在仪表盘成品输送带的末端，用来对合格的仪表盘和不合格仪表盘进行分拣。

以上所述仪表盘分拣机构包括合格区、不合格区、用于辨识仪表盘成品的角度位置的光电传感器和用于将不合格品推至不合格区的推料气缸，所述不合格区和不合格品推料气缸分设在仪表盘成品输送带两侧，相互对应；所述合格区设在仪表盘成品输送带的行走末端，所述光电传感器设在仪表盘成品输送带末端的正上方处。

以上所述上下料机器人控制系统包括六轴工业机器人和机器人气动吸盘，所述机器人气动吸盘包括仪表盘吸盘和指针帽头吸盘，所述仪表盘吸盘和指针帽头吸盘设在六轴工业机器人的旋转轴上。

以上所述自动压装电控系统包括PLC模拟量输入模块、PLC系统CPU模块、伺服驱动器；所述 PLC模拟量输入模块用于接收仪表电流检测值、压装压力检测值，并转换成标准的数字数据传送给PLC系统CPU模块，所述PLC系统CPU模块用于综合处理仪表电流、压力和压装位置，并监控整个物料传输、成品分拣和压装动作流程，控制伺服驱动器；所述伺服驱动器用于驱动指针帽头压装系统，并接收来自PLC系统CPU模块的控制与脉冲信号，所述PLC模拟量输入模块的输入端与压力检测系统的输出端连接，PLC模拟量输入模块的输出端与PLC系统CPU 模块输入端连接， PLC系统CPU模块的输出端与伺服驱动器的输入端连接，伺服驱动器的输出端与指针帽头压装系统连接。

以上所述自动压装电控系统还包括有手动操作板、指示灯及声光报警器，其中所述手动操作板用于手动操作运行，所述指示灯及声光报警器用于直观的提示系统运行与报警状态；所述手动操作板的输出端与PLC系统CPU模块的输入端连接，指示灯及声光报警器的输入端与PLC系统CPU模块的输出端连接；所述自动压装电控系统的输入输出端还连接有触摸显示屏，该触摸显示屏用于设定压装点的坐标参数，设定压装压力值，设定压装下压限位，动画监控压装过程，显示报警提示、压力值、电流值、坐标值，选择压装点、选择压装限位点、系统调试、仪表指针帽头料斗缺料、当前仪表盘指针视觉坐标值和压装合格与不合格仪表盘个数。

以上所述指针帽头视觉定位系统设在指针帽头压装系统的垂直压装气缸上，指针帽头视觉定位系统采用带RS-485通信接口及MODBUS-485通信协议的摄像头，所述摄像头为120万像素,1/2英寸CMOS，与配套视觉光源控制器配合使用，其镜头朝向仪表安放与移送平台。

在本发明中，部分系统采用的是与申请号201210247701.6相同的系统，文字表述会有些不同，但实质上是相同的。采用的技术方案为：

所述仪表安放与移送平台包括用于水平定位和夹紧仪表的弹性夹页、用于将仪表盘及弹性夹页移动到压装位置的平移气缸、用于检测平台移动到位情况并将信号传送给自动压装电控系统的光电限位开关A，所述弹性夹页、平移气缸的输入端分别与自动压装电控系统的输出端连接，光电限位开关A的输出端与自动压装电控系统的输入端连接。

所述仪表电流检测系统包括有直流电源A、电压转换开关、电流/电压信号转换电路；所述直流电源A用于为电流/电压信号转换电路提供双路稳压直流电源；所述电压转换开关用于不同仪表需要不同电源的切换选择；所述电流/电压信号转换电路用于检测仪表通电瞬间即稳定状态电流，并转换成标准信号传送到自动压装电控系统。

所述压力检测系统包括直流电源B、压力传感器、压力变送器；所述直流电源B用于为压力传感器和压力变送器提供直流电源，压力传感器用于对指针的接触式压装和压装压力的实时检测，压力变送器用于对压力传感器的检测信号进行放大并转换成标准电压信号，所述直流电源B输出端分别与压力传感器、压力变送器的输入端连接，压力传感器的输出端与压力变送器的输入端连接，压力变送器的输出端与自动压装电控系统的输入端连接。

所述指针帽头压装系统包括伺服电机D、XY轴坐标伺服运动机构、垂直压装气缸、压装缓冲器和压装定位器；所述 XY 轴坐标伺服运动机构用于对垂直压装气缸的精确压装点坐标定位移送，所述垂直压装气缸用于垂直压装指针，该垂直压装气缸固定安装在 XY轴坐标伺服运动机构上；压装缓冲器用作垂直压装气缸活塞杆的伸缩运动缓冲；所述压装定位器用于压装指针的精确限位，保证指针和仪表盘面之间的合理间隙；所述伺服电机D的输入端与自动压装电控系统的输出端连接，伺服电机D的输出端与 XY 轴坐标伺服运动机构的输入端连接，XY 轴坐标伺服运动机构的输出端与垂直压装气缸的输入端连接，压装缓冲器、压装定位器分别与垂直压装气缸连接，压装定位器的输入端与自动压装电控系统的输出端连接。

所述XY 轴坐标伺服运动机构包括 XY 轴二维平面运动丝杠、光电限位开关B，所述XY 轴二维平面运动丝杠的输入端与伺服电机D输出端连接，光电限位开关B分别安装于XY 轴二维平面运动丝杠两端。

所述压装定位器包括限位压柱、上限位板、下限位板和由气动顶针气缸带动的气动顶针，所述限位压柱安装于上限位板，上限位板安装于垂直压装气缸的活塞杆上端，下限位板安装于垂直压装气缸缸体的上端，气动顶针安装于下限位板。

所述压装缓冲器安装在所述下限位板上。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1. 全自动化仪表指针上下料过程，提高生产效率：

本发明在整个压装过程中无人值守，全程都由PLC系统实时监控压装过程，全自动化上下料过程。指针帽头由指针帽头输送盘和指针帽头传送料斗自动补料。

2. 可保证指针帽头放置的水平精确定位：

由于本发明六轴工业机器人在压装过程中，六轴工业机器人是通过示教预置点运动去精确寻找压装的坐标点，因此，本发明可保证指针帽头的精确定位，从而可提高指针帽头的放置精度和速度，进一步提高产品的合格率。此外，本发明还可通过预先设定有六轴工业机器人定位压装的指针帽头放置水平位置，并能自动下压，位置与下压距离可以通过六轴工业机器人示教进行灵活修改，适应不同仪表盘压装位置要求。能实现一个仪表多个指针帽头的任意连续放置。

3. 可保证指针帽头与指针放置的精确定位：

由于本发明采用视觉定位方法，通过对仪表盘的拍照进行分辨每次仪表盘的细微误差，可以及时校正坐标值，可以使得放置的指针帽头与电机轴能精确放置不偏差。

4. 对合格与不合格产品进行机器人差别放置，智能分拣：

由于本发明在仪表盘压制完成时，即马上判断指针帽头压装是否合格，还通过指针帽头视觉定位系统判断所有指针上是否都已经压制帽头，如果压装合格且无遗漏，则用机器人取出放置仪表盘成品输送分拣平台送出；如果不合格，则发出警报，机器人取走不合格仪表盘，水平角度以45度放至仪表盘成品输送带上，由仪表盘成品输送带输出，由仪表盘分拣机构识别不合格产品推放至不合格仓储区。因此，本发明下料时可自动分拣合格品和废品，从而提高生产效率。

5. 方法简单，操作便捷，节省人力。

该工位仪表指针压制系统操作简单，无人值守，大大节省了人力成本。如果有多台工位同时使用，一台机器人还可以同时负责两个工位的上料下料，协调工作，更加有利于节约人力成本。

综上所述，本发明可对仪表盘压制过程及上下料过程进行全程监控。

附图说明

图1为本发明全自动化汽车仪表盘指针帽头压制系统的功能结构框图；

图2为本发明全自动化汽车仪表盘指针帽头压制系统的平面分布图；

图3为本发明XY轴坐标伺服运动机构的结构示意图；

图4为本发明指针帽头压装系统的压装定位器、压装缓冲器的安装结构示意图。

附图标记：

A0-仪表安放与移送平台，A1-弹性夹页，A2-平移气缸，A3-光电限位开关A；

B0-仪表电流检测系统，B1-直流电源A，B2-电压转换开关，B3-电流/电压信号转换电路；

C0-压力检测系统，C1-直流电源B，C2-压力传感器，C3-压力变送器；

D0-指针帽头压装系统，D1-伺服电机D，D2-XY轴坐标伺服运动机构，D21-XY 轴二维平面运动丝杠，D22-光电限位开关B，D3-垂直压装气缸，D31-活塞杆，D4-压装缓冲器，D5-压装定位器，D51-限位压柱，D52-上限位板，D53-下限位板，D54-气动顶针，D55-气动顶针气缸；

E0-触摸显示屏；

F0-自动压装电控系统，F1-手动操作板，F2-PLC系统CPU模块，F3-PLC模拟量输入模块，F4-伺服驱动器，F5-指示灯及声光报警器；

G0-上下料机器人控制系统，G1-六轴工业机器人，G2-机器人气动吸盘，G21-仪表盘吸盘，G22-指针帽头吸盘；

H0-指针帽头视觉定位系统；

I0-指针帽头输送平台，I1-指针帽头传送料斗，I2-伺服电机A，I3-指针帽头输送盘；

J0-未加工仪表盘输送平台，J1-伺服电机B，J2-伺服运动机构A，J3-未加工仪表盘输送带，J4-未加工仪表盘；

K0-仪表盘成品输送分拣平台，K1-伺服电机C，K2-伺服运动机构B，K3-仪表盘成品输送带，K4-仪表盘分拣机构，K41-不合格品推料气缸，K42-合格区，K43-不合格区，K5-仪表盘成品，K44-光电传感器；

L0-物料输送平台;

M0-六轴工业机器人吸取未加工的仪表盘位置，M1-六轴工业机器人吸取指针帽头位置。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式并不局限于实施例表示的范围。

实施例1：

如图1、3和4所示，全自动化汽车仪表盘指针帽头压制系统，包括用于对仪表盘的水平固定和平移的仪表安放与移送平台A0、用于检测仪表通电瞬间和正常通电状态下电流值的仪表电流检测系统B0、用于对压装指针帽头压力进行实时检测的压力检测系统C0、用于对仪表指针帽头进行压装的指针帽头压装系统D0，全自动化汽车仪表盘指针帽头压制系统还包括用于水平传输仪表指针帽头和仪表盘、并对成品进行分拣的物料输送平台L0，用于将物料输送平台L0上的物料吸取并转移至指定位置的上下料机器人控制系统G0，用于对仪表指针帽头安装位置的坐标值进行分辨的指针帽头视觉定位系统H0和用于对电流、压力、物料传输、压装位置、压装流程及成品分拣进行控制的自动压装电控系统F0；自动压装电控系统F0的输入输出端分别与仪表安放与移送平台A0、指针帽头视觉定位系统H0的输入输出端连接，自动压装电控系统F0的输入端还与仪表电流检测系统B0、压力检测系统C0的输出端连接，自动压装电控系统F0的输出端还与指针帽头压装系统D0、物料输送平台L0、上下料机器人控制系统G0的输入端连接。

物料输送平台L0包括用于水平输送仪表指针帽头至机器人吸取位置的指针帽头输送平台I0、用于水平输送未加工仪表盘至机器人吸取位置的未加工仪表盘输送平台J0和用于水平输送仪表盘成品并对其进行分拣的仪表盘成品输送分拣平台K0，指针帽头输送平台I0、未加工仪表盘输送平台J0和仪表盘成品输送分拣平台K0的输入端与自动压装电控系统F0的输出端连接。

指针帽头输送平台I0包括指针帽头传送料斗I1、伺服电机AI2和指针帽头输送盘I3，伺服电机AI2的输入端与自动压装电控系统F0的输出端连接，伺服电机AI2的输出端与指针帽头输送盘I3连接，指针帽头传送料斗I1垂直设在指针帽头输送盘I3上方，用于将仪表指针帽头放入指针帽头输送盘I3内。

未加工仪表盘输送平台J0包括伺服电机BJ1、伺服运动机构AJ2和未加工仪表盘输送带J3，伺服电机BJ1的输入端与自动压装电控系统F0的输出端连接，伺服电机BJ1的输出端与伺服运动机构AJ2连接，未加工仪表盘输送带J3设在伺服运动机构AJ2外表面，由伺服运动机构AJ2带动形成循环输送。

仪表盘成品输送分拣平台K0包括伺服电机CK1、伺服运动机构BK2、仪表盘成品输送带K3和仪表盘分拣机构K4，伺服电机CK1的输入端与自动压装电控系统F0的输出端连接，伺服电机CK1的输出端与伺服运动机构BK2连接，仪表盘成品输送带K3设在伺服运动机构BK2外表面，由伺服运动机构BK2带动形成循环输送，仪表盘分拣机构K4设在仪表盘成品输送带K3的末端，用来对合格的仪表盘和不合格仪表盘进行分拣。

仪表盘分拣机构K4包括合格区K42、不合格区K43、用于辨识仪表盘成品的角度位置的光电传感器K44和用于将不合格品推至不合格区K43的推料气缸，不合格区K43和不合格品推料气缸K41分设在仪表盘成品输送带K3两侧，相互对应；合格区K42设在仪表盘成品输送带K3的行走末端，光电传感器K44设在仪表盘成品输送带K3末端的正上方处。

上下料机器人控制系统G0包括六轴工业机器人G1和机器人气动吸盘G2，机器人气动吸盘G2包括仪表盘吸盘G21和指针帽头吸盘G22，仪表盘吸盘G21和指针帽头吸盘G22设在六轴工业机器人G1的旋转轴上。

自动压装电控系统F0包括PLC模拟量输入模块F3、PLC系统CPU模块F2、伺服驱动器F4；PLC模拟量输入模块F3用于接收仪表电流检测值、压装压力检测值，并转换成标准的数字数据传送给PLC系统CPU模块F2，PLC系统CPU模块F2用于综合处理仪表电流、压力和压装位置，并监控整个物料传输、成品分拣和压装动作流程，控制伺服驱动器；伺服驱动器F4用于驱动指针帽头压装系统D0，并接收来自PLC系统CPU模块的控制与脉冲信号， PLC模拟量输入模块F3的输入端与压力检测系统C0的输出端连接，PLC模拟量输入模块F3的输出端与PLC系统CPU 模块F2输入端连接， PLC系统CPU模块F2的输出端与伺服驱动器F4的输入端连接，伺服驱动器F4的输出端与指针帽头压装系统D0连接。

自动压装电控系统F0还包括有手动操作板F1、指示灯及声光报警器F5，其中的手动操作板F1用于手动操作运行，的指示灯及声光报警器F5用于直观的提示系统运行与报警状态；的手动操作板F1的输出端与PLC系统CPU模块F2的输入端连接，指示灯及声光报警器F5的输入端与PLC系统CPU模块F2的输出端连接；自动压装电控系统F0的输入输出端还连接有触摸显示屏E0，该触摸显示屏E0用于设定压装点的坐标参数，设定压装压力值，设定压装下压限位，动画监控压装过程，显示报警提示、压力值、电流值、坐标值，选择压装点、选择压装限位点、系统调试、仪表指针帽头料斗缺料、当前仪表盘指针视觉坐标值和压装合格与不合格仪表盘个数。

指针帽头视觉定位系统H0设在指针帽头压装系统D0的垂直压装气缸D3上，指针帽头视觉定位系统H0采用带RS-485通信接口及MODBUS-485通信协议的摄像头，摄像头为120万像素,1/2英寸CMOS，与配套视觉光源控制器配合使用，其镜头朝向仪表安放与移送平台A0。

仪表安放与移送平台A0包括用于水平定位和夹紧仪表的弹性夹页A1、用于将仪表盘及弹性夹页A1移动到压装位置的平移气缸A2、用于检测平台移动到位情况并将信号传送给自动压装电控系统F0的光电限位开关A A3，弹性夹页A1、平移气缸A2的输入端分别与自动压装电控系统F0的输出端连接，光电限位开关A A3的输出端与自动压装电控系统F0的输入端连接。

仪表电流检测系统B0包括有直流电源A B1、电压转换开关B2、电流/电压信号转换电路B3；直流电源A B1用于为电流/电压信号转换电路B3提供双路稳压直流电源；电压转换开关B2用于不同仪表需要不同电源的切换选择；电流/电压信号转换电路B3用于检测仪表通电瞬间即稳定状态电流，并转换成标准信号传送到自动压装电控系统F0。

压力检测系统C0包括直流电源B C1、压力传感器 C2、压力变送器C3；直流电源BC1用于为压力传感器 C2和压力变送器C3提供直流电源，压力传感器 C2用于对指针的接触式压装和压装压力的实时检测，压力变送器C3用于对压力传感器 C2的检测信号进行放大并转换成标准电压信号，直流电源B C1输出端分别与压力传感器 C2、压力变送器C3的输入端连接，压力传感器 C2的输出端与压力变送器C3的输入端连接，压力变送器C3的输出端与自动压装电控系统F0的输入端连接。

指针帽头压装系统D0包括伺服电机D D1、XY轴坐标伺服运动机构D2、垂直压装气缸D3、压装缓冲器D4和压装定位器D5； XY 轴坐标伺服运动机构D2用于对垂直压装气缸D3的精确压装点坐标定位移送，垂直压装气缸D3用于垂直压装指针，该垂直压装气缸D3固定安装在 XY 轴坐标伺服运动机构D2上；压装缓冲器D4用作垂直压装气缸D3活塞杆的伸缩运动缓冲；压装定位器D5用于压装指针的精确限位，保证指针和仪表盘面之间的合理间隙；伺服电机D D1的输入端与自动压装电控系统F0的输出端连接，伺服电机D D1的输出端与 XY轴坐标伺服运动机构D2的输入端连接，XY 轴坐标伺服运动机构的输出端与垂直压装气缸D3的输入端连接，压装缓冲器D4、压装定位器D5分别与垂直压装气缸D3连接，压装定位器D5的输入端与自动压装电控系统F0的输出端连接。

XY 轴坐标伺服运动机构D2包括 XY 轴二维平面运动丝杠D21、光电限位开关BD22，XY 轴二维平面运动丝杠D21的输入端与伺服电机D D1输出端连接，光电限位开关BD22分别安装于 XY 轴二维平面运动丝杠D21两端。

压装定位器D5包括限位压柱D51、上限位板D52、下限位板D53和由气动顶针气缸D55带动的气动顶针D54，限位压柱D51安装于上限位板D52，上限位板D52安装于垂直压装气缸D3的活塞杆D31上端，下限位板D53安装于垂直压装气缸D3缸体的上端，气动顶针D54安装于下限位板D53。

压装缓冲器D4安装在下限位板D53上。

如图2所示，全自动化汽车仪表盘指针帽头压制系统的现场平面分布由上至下依次为：

指针帽头压装系统D0、指针帽头输送平台I0、未加工仪表盘输送平台J0和仪表盘成品输送分拣平台K0和上下料机器人控制系统G0，仪表安放与移送平台A0设在指针帽头压装系统D0正下方的工装位置，自动压装电控系统F0与上下料机器人控制系统G0设在同一横向上。

本发明全自动化汽车仪表盘指针帽头压制系统的工作过程如下：

将仪表安放与移动平台A0、垂直压装气缸D3复位，指针帽头视觉定位系统H0检测仪表安放与移动平台A0有无仪表盘，如果没有则PLC系统CPU模块F2控制指针帽头传送料斗I1落料1个，再控制伺服电机B J1启动，带动未加工仪表盘输送带J3将未加工仪表盘J4输送到六轴工业机器人吸取未加工的仪表盘位置M0，六轴工业机器人G1旋转至六轴工业机器人吸取未加工的仪表盘位置M0，利用仪表盘吸盘G21吸取未加工仪表盘J4，吸取未加工仪表盘J4后将其放置在仪表安放与移动平台A0，指针帽头视觉定位系统H0检测到有仪表盘放置信号后，弹性夹页A1自动夹紧。指针帽头视觉定位系统H0拍摄仪表盘工位电机轴，将电机轴坐标发回自动压装电控系统F0，由PLC系统CPU模块F2处理坐标信号后通过工业以太网发给六轴工业机器人G1，六轴工业机器人G1旋转至六轴工业机器人吸取指针帽头位置M1，通过指针帽头吸盘G22吸取指针帽头，由六轴工业机器人G1自动完成水平放置在仪表盘需要压制指针处，并下压0.5mm，继续完成其他点的帽头放置，然后六轴工业机器人G1回退至原位置完成该工位的自动上料。

当机器人回到原位置后，指针帽头压装系统D0即可进入压制工位，执行压制过程，当所有仪表指针帽头都压制完成后，指针帽头视觉定位系统H0识别所有指针位置是否都已经压制，且压制压力合格后，发送信号至PLC系统CPU模块F2。

当指针帽头压装系统D0完成压制过程后，PLC系统CPU模块F2控制平移气缸A2推出至工装伸出状态并打开弹性夹页A1，由于指针帽头压装系统D0能马上判断仪表指针压装是否合格，还通过指针帽头视觉定位系统H0判断所有指针上是否都已经压制帽体，如果压装合格且无遗漏，则用六轴工业机器人G1取出放置仪表盘成品输送带K3送出；如果不合格，则发出警报，六轴工业机器人G1取走不合格仪表，水平角度以45度放至仪表盘成品输送带K3上，由仪表盘成品输送带K3输出，完成工件的下料过程。仪表盘分拣机构K4识别不合格产品，由不合格品推料气缸K41推放至区K43。因此，本发明下料时可自动分拣合格品和废品，从而提高生产效率。

第一个压装工位上料后，六轴工业机器人G1可以移动至下一个压装工位的坐标；完成下一工位的上料过程，由此循环工作。当第一个仪表指针自动压装装置完成压制过程后发出完成信号，六轴工业机器人G1根据节拍回到该工位完成下料过程。

指针帽头压装系统D0的压制过程同申请号201210247701.6，即在仪表安放与移动平台 A0复位和弹性夹页A1夹好仪表盘的情况下，接通仪表上电开关，仪表电流检测系统B0 将电流的模拟量信号传送给自动压装电控系统F0，自动压装电控系统F0对仪表的瞬态接通电流和稳定电流进行处理判断，电流不合格时发出仪表不合格报警，当电流合格时按下启动按钮，仪表安放与移动平台A0前进，到指定的压装位置后，光电限位开关A A3 得电，PLC系统CPU模块F2根据第一个压装点的坐标，控制伺服驱动器F4驱动 XY 轴坐标伺服运动机构 D2 上的垂直压装气缸 D3 移动到指定的坐标，然后垂直压装气缸D3 的电磁阀得电，垂直压装气缸D3 带动压力传感器C2 下压，进行指针帽头压装，压装到位并判断压力合格后，垂直压装气缸D3弹起，PLC系统CPU模块F2继续根据选定的坐标点，控制伺服电机D D1带动垂直压装气缸D3到下一个压装点，继续进行下一个指针帽头的压装，如此循环，当合格压装完最后一个指针后，垂直压装气缸 D3 弹起，PLC系统CPU模块F2控制XY 轴坐标伺服运动机构 D2复位，同时仪表安放与移动平台A0复位退出，整个指针帽头压装过程结束。

在压装过程中，当压力进入合格的设定范围，在没有超出合格压力上限情况下，保持在设定的压装时间内持续压装，直到指针帽头压装到位后垂直压装气缸D3弹起；如果压装压力一直很小，在设定的压装时间内未达到合格的压力范围，则垂直压装气缸D3弹起并判断为不合格，然后结束压装流程并报警；当压力超过合格的压力上限时，则垂直压装气缸D3直接弹起并判断为不合格，避免仪表承受过大压力而损坏情况，然后结束压装流程并报警。

本发明采用了合理的流程控制，将在汽车组合仪表指针自动压装系统前加装由伺服电机控制的皮带输送带，用以输送未加工仪表盘和成品仪表盘，工位前安装六轴工业机器人用以对仪表盘和指针帽体的自动上下料，还在指针帽头压装系统中增加指针帽头视觉定位系统，可以通过指针帽头视觉定位系统进行指针帽头的精确识别并控制六轴工业机器人精准定位放置帽头。还可通过触摸显示屏监控系统，实现各个坐标点设定及存储、伺服驱动速度调节、报警等功能，提高了产品的制造周期，从而大大降低了制造成本。

上述实施例，仅为对本发明的目的、技术方案和有益效果进一步详细说明的具体个例，本发明并非限定于此。凡在本发明公开的范围之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种全自动化汽车仪表盘指针帽头压制系统，包括用于对仪表盘的水平固定和平移的仪表安放与移送平台（A0）、用于检测仪表通电瞬间和正常通电状态下电流值的仪表电流检测系统（B0）、用于对压装指针帽头压力进行实时检测的压力检测系统（C0）、用于对仪表指针帽头进行压装的指针帽头压装系统（D0），其特征在于：所述全自动化汽车仪表盘指针帽头压制系统还包括用于水平传输仪表指针帽头和仪表盘、并对成品进行分拣的物料输送平台（L0），用于将物料输送平台（L0）上的物料吸取并转移至指定位置的上下料机器人控制系统（G0），用于对仪表指针帽头安装位置的坐标值进行分辨的指针帽头视觉定位系统（H0）和用于对电流、压力、物料传输、压装位置、压装流程及成品分拣进行控制的自动压装电控系统（F0）；所述自动压装电控系统（F0）的输入输出端分别与仪表安放与移送平台（A0）、指针帽头视觉定位系统（H0）的输入输出端连接，所述自动压装电控系统（F0）的输入端还与仪表电流检测系统（B0）、压力检测系统（C0）的输出端连接，所述自动压装电控系统（F0）的输出端还与指针帽头压装系统（D0）、物料输送平台（L0）、上下料机器人控制系统（G0）的输入端连接；所述物料输送平台（L0）包括用于水平输送仪表指针帽头至机器人吸取位置的指针帽头输送平台（I0）、用于水平输送未加工仪表盘至机器人吸取位置的未加工仪表盘输送平台（J0）和用于水平输送仪表盘成品并对其进行分拣的仪表盘成品输送分拣平台（K0），所述指针帽头输送平台（I0）、未加工仪表盘输送平台（J0）和仪表盘成品输送分拣平台（K0）的输入端与自动压装电控系统（F0）的输出端连接；所述指针帽头输送平台（I0）包括指针帽头传送料斗（I1）、伺服电机A（I2）和指针帽头输送盘（I3），所述伺服电机A（I2）的输入端与自动压装电控系统（F0）的输出端连接，伺服电机A（I2）的输出端与指针帽头输送盘（I3）连接，所述指针帽头传送料斗（I1）垂直设在指针帽头输送盘（I3）上方，用于将仪表指针帽头放入指针帽头输送盘（I3）内。

2.根据权利要求1所述的全自动化汽车仪表盘指针帽头压制系统，其特征在于：所述未加工仪表盘输送平台（J0）包括伺服电机B（J1）、伺服运动机构A（J2）和未加工仪表盘输送带（J3），所述伺服电机B（J1）的输入端与自动压装电控系统（F0）的输出端连接，伺服电机B（J1）的输出端与伺服运动机构A（J2）连接，所述未加工仪表盘输送带（J3）设在伺服运动机构A（J2）外表面，由伺服运动机构A（J2）带动形成循环输送。

3.根据权利要求1所述的全自动化汽车仪表盘指针帽头压制系统，其特征在于：所述仪表盘成品输送分拣平台（K0）包括伺服电机C（K1）、伺服运动机构B（K2）、仪表盘成品输送带（K3）和仪表盘分拣机构（K4），所述伺服电机C（K1）的输入端与自动压装电控系统（F0）的输出端连接，伺服电机C（K1）的输出端与伺服运动机构B（K2）连接，所述仪表盘成品输送带（K3）设在伺服运动机构B（K2）外表面，由伺服运动机构B（K2）带动形成循环输送，所述仪表盘分拣机构（K4）设在仪表盘成品输送带（K3）的末端，用来对合格的仪表盘和不合格仪表盘进行分拣。

4.根据权利要求3所述的全自动化汽车仪表盘指针帽头压制系统，其特征在于：所述仪表盘分拣机构（K4）包括合格区（K42）、不合格区（K43）、用于辨识仪表盘成品的角度位置的光电传感器（K44）和用于将不合格品推至不合格区（K43）的推料气缸，所述不合格区（K43）和不合格品推料气缸（K41）分设在仪表盘成品输送带（K3）两侧，相互对应；所述合格区（K42）设在仪表盘成品输送带（K3）的行走末端，所述光电传感器（K44）设在仪表盘成品输送带（K3）末端的正上方处。

5.根据权利要求1所述的全自动化汽车仪表盘指针帽头压制系统，其特征在于：所述上下料机器人控制系统（G0）包括六轴工业机器人（G1）和机器人气动吸盘（G2），所述机器人气动吸盘（G2）包括仪表盘吸盘（G21）和指针帽头吸盘（G22），所述仪表盘吸盘（G21）和指针帽头吸盘（G22）设在六轴工业机器人（G1）的旋转轴上。

6.根据权利要求1所述的全自动化汽车仪表盘指针帽头压制系统，其特征在于：所述自动压装电控系统（F0）包括PLC模拟量输入模块（F3）、PLC系统CPU模块（F2）、伺服驱动器（F4）；所述 PLC 模拟量输入模块（F3）用于接收仪表电流检测值、压装压力检测值，并转换成标准的数字数据传送给PLC系统CPU模块（F2），所述PLC系统CPU模块 （F2）用于综合处理仪表电流、压力和压装位置，并监控整个物料传输、成品分拣和压装动作流程，控制伺服驱动器；所述伺服驱动器（F4）用于驱动指针帽头压装系统（D0），并接收来自PLC系统CPU模块的控制与脉冲信号，所述PLC模拟量输入模块（F3）的输入端与压力检测系统（C0）的输出端连接，PLC模拟量输入模块（F3）的输出端与 PLC系统CPU 模块（F2）输入端连接， PLC系统CPU模块（F2）的输出端与伺服驱动器（F4）的输入端连接，伺服驱动器（F4）的输出端与指针帽头压装系统（D0）连接。

7.根据权利要求1或6中任一项所述的全自动化汽车仪表盘指针帽头压制系统，其特征在于：所述自动压装电控系统（F0）还包括有手动操作板（F1）、指示灯及声光报警器（F5），其中所述手动操作板（F1）用于手动操作运行，所述指示灯及声光报警器（F5）用于直观的提示系统运行与报警状态；所述手动操作板（F1）的输出端与PLC系统CPU模块（F2）的输入端连接，指示灯及声光报警器（F5）的输入端与PLC系统CPU模块（F2）的输出端连接；所述自动压装电控系统（F0）的输入输出端还连接有触摸显示屏（E0），该触摸显示屏（E0）用于设定压装点的坐标参数，设定压装压力值，设定压装下压限位，动画监控压装过程，显示报警提示、压力值、电流值、坐标值，选择压装点、选择压装限位点、系统调试、仪表指针帽头料斗缺料、当前仪表盘指针视觉坐标值和压装合格与不合格仪表盘个数。

8.根据权利要求1所述的全自动化汽车仪表盘指针帽头压制系统，其特征在于：所述指针帽头视觉定位系统（H0）设在指针帽头压装系统（D0）的垂直压装气缸（D3）上，指针帽头视觉定位系统（H0）采用带RS-485通信接口及MODBUS-485通信协议的摄像头，所述摄像头为120万像素,1/2英寸CMOS，与配套视觉光源控制器配合使用，其镜头朝向仪表安放与移送平台（A0）。