CN105881013A - 一种模型玩具车的自动组装机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及组装机械技术领域，具体涉及一种模型玩具车的自动组装机。通过将抓取机械手、铆接机械手、偏正机械手、车轮组装机械手、光电检测装置与分度盘整合，可以使零件抓取、车体拼合、车体底盘紧固、车轮安装、成车检验等工序整合并进行无人工介入的步进线性生产，当玩具车的组装过程发生偏差时，光电检测装置能及时进行感应并提供纠偏讯号，便于操作工及时修正。相对于人工组装能极大提高生产效率，节约成本；相对多部组装机的分段式组装，其无需人工介入多部组装机的周转过程，且单部组装机的自动化程度与组装效率更高、产品合格率更高且质量稳定。

Description

一种模型玩具车的自动组装机

技术领域

本发明涉及组装机械技术领域，具体涉及一种模型玩具车的自动组装机。

背景技术

在玩具车的组装工序中，需要有零件抓取、车体拼合、车体底盘紧固、车轮安装、成车检验这几个主要组装工序，通过自动组装机的线性步进组装，相对于人工组装能极大提高生产效率，节约成本；相对多部组装机的分段式组装，其无需人工介入多部组装机的周转过程，且单部组装机的自动化程度与组装效率更高、产品合格率更高且质量稳定。

发明内容

本发明提供了一种模型玩具车的自动组装机，将零件抓取、车体拼合、车体底盘紧固、车轮安装、成车检验这几个主要的玩具车组装工序整合，获得的玩具车组装机具备线性步进组装的效果。

为实现上述目的，本发明采用以下技术手段加以实施：

一种模型玩具车的自动组装机，包括机架、动力源、机械手、分度盘、光电检测装置，其特征在于，分度盘的分度转盘水平设置，分度转盘上圆周等分阵列的八个组装工位，每个组装工位上设置有与车体配合的定位组件，所述的机械手包括按工位依次排布于分度盘外侧的第一、第二抓取机械手、第一、第二铆接机械手、偏正机械手、车轮组装机械手；所述的第一、第二抓取机械手可绕垂直于分度盘面的旋转轴180°旋转，并可向分度盘面上对应工位的定位组件二段往复伸缩运动；所述的第一、第二铆接机械手在压铆推杆的推动下，压铆盘上的压铆钉可垂直向对应工位的定位组件往复运动；所述的偏正机械手的偏正压合头在平推杆的推移下可平行于分度盘面向对应工位的定位组件运动并压合玩具车体，所述的车轮组装机械手在平移装置的推动下可平行于分度盘面向对应工位的定位组件运动，并通过车轮组装机械手上的左、右夹具将车轮向车体压合；所述的光电检测装置设置于分度盘外侧且第一抓取机械手的前一工位，光电检测装置的光电检测头正对对应工位的定位组件，光电检测装置与纠偏警报装置电连接并在组装偏差时提供警报讯号和/或停止动力源。

通过将抓取机械手、铆接机械手、偏正机械手、车轮组装机械手、光电检测装置与分度盘整合，可以使零件抓取、车体拼合、车体底盘紧固、车轮安装、成车检验等工序整合并进行无人工介入的步进线性生产，当玩具车的组装过程发生偏差时，光电检测装置能及时进行感应并提供纠偏讯号，便于操作工及时修正。采多部组装机的分段式组装常为成批组装后检验，若在组装过程中出现组装偏差，容易导致成批玩具车不合格，浪费资源的同时且增加了成本。

将分度盘进行进一步的改进，所述的分度转盘的轴心安装于分割器的输出轴，分割器的输入轴安装有输入凸链轮，驱动电机的动力轴安装有输出凸链轮，输入凸链轮和输出凸链轮通过相配合的时规皮带连接；分度转盘的盘面上沿圆周均匀设置有若干带定位部的定位组件。

使用输出凸链轮-时规皮带-输入凸链轮作为驱动电机和分割器的输入轴间的传动机构，相对于使用传动链条，可降低转动噪音、传动阻力以及传动惯性，从一定角度来说提高了动力的利用率，提升了性能；而采用时规皮带在能获得上述效果的同时，还能提升传动的精准度。

更进一步的，还包括凸轮座盘，所述的分割器的输入轴、驱动电机的动力轴贯穿凸轮座盘的轴孔；输入凸链轮、输出凸链轮分别安装于分割器的输入轴、驱动电机的动力轴，并位于凸轮座盘的另一侧。通过凸轮盘座的固定，可使分割器的输入轴、驱动电机的动力轴在驱动电机的驱动下旋转更加稳定。

将抓取机械手进行进一步的改进，所述的抓取机械手的旋转轴垂直设置于旋转动力基座顶部，水平转杆的底部与旋转轴的另一端相固定；水平转杆的头端固定于第一提拉机构的第一提拉基座，第二提拉机构的第二提拉基座固定于第一提拉机构的提拉板，左、右勾杆的头端固定于第二提拉机构的提拉推杆末端；所述的第一提拉机构、第二提拉机构分别由第一气缸、第二气缸驱动收合，第一提拉机构、第二提拉机构在收合状态下，在旋转气缸的带动下可绕旋转轴180°旋转。

通过旋转动力装置驱动的旋转轴，带动第一提拉机构、第二提拉机构旋转，便于机械手自外部向组装线转移零件；通过第一提拉机构、第二提拉机构分段式提拉零件，在取放零件时，能够减少机械手的因惯性引起零件振动，导致零件放置至工位时发生偏移现象；第二提拉机构收合状态时，左、右勾杆的头端不超过第一提拉机构的提拉板，这样的设计可使抓取机械手仅第二提拉机构收缩时抓取零件旋转的步骤更加平稳。

更进一步的，合理地设置各气缸连接头的位置，将所述的旋转气缸连接头设置于旋转动力基座，且不与旋转轴共面；第一气缸连接头设置于第一提拉基座，且不与第二提拉机构、提拉板所在平面共面；第二气缸连接头设置于第二提拉基座，且不与提拉推杆共面，能减少机械手在旋转、升降时，机械手的旋转轴、第一提拉机构、第二提拉机构等部位被气缸管道阻挡现象的发生。

将车轮组装机械手进行进一步的改进，所述的车轮组装机械手的左、右夹具分别设置于对称设置的左、右伸缩推杆末端，左、右伸缩推杆分别设置于左、右基板上，左、右伸缩推杆的推杆座在偏转气缸驱动下分别可绕左、右基板旋转；伸缩气缸驱动左、右伸缩推杆同步伸缩；平移气缸驱动左、右平移机构推移左、右基板相对往返平移运动。

通过左、右基板推移左、右伸缩推杆，再由左、右伸缩推杆推移左、右夹具，相对于直接推移左、右夹具，在保证左、右夹具夹持效果的同时，提升提升左、右夹具的纵向延伸距离；当左、右伸缩推杆的推杆座分别可绕左、右基板旋转时，还能改动左、右夹具夹持部位的角度，使夹持的定位更加精准。

更进一步的，为了让该组装机械手能整合至生产线，还包括基座，设置于基座外部的并指向分度盘的导向轨，驱动基座沿导向轨往复运动的导向气缸；所述的左、右平移机构设置于基座内部，由不少于两根安装于基座内部并贯穿左、右基板的定位杆、对应设置于定位杆内并介于基座和左基板、介于基座和右基板的压缩弹簧组成；并在平移动力装置的驱动下使左、右基板相对基座壁往返平移。

可将左、右平移机构设置于基座内部，并在平移动力装置的驱动下使左、右基板相对基座壁往返平移，并在基座外部设置导向轨，通过如气缸的动力装置作为导向动力装置驱动基座沿导向轨往复运动，相对于仅伸缩推杆推动夹具来延伸距离，可使该组装机械手的运动距离进一步增加。

更进一步的，还包括左、右导胶管道，所述的左、右导胶管道的出胶口延伸至左、右夹具的末端；再进一步的，所述的左、右导胶管道通过左、右管道限位片安装于左、右伸缩推杆末端或左、右夹具上。

某些情况下，在将左、右零件压合至主零件时，需要在接合部位添加助粘物质提升紧固效果。为此可在本组装机械手上加装左、右导胶管道，并将左、右导胶管道的出胶口延伸至左、右夹具的末端，在通过导胶管道输出助粘物质提升接合部位的紧固效果；当左、右导胶管道通过左、右管道限位片安装于左、右伸缩推杆末端，在左、右伸缩推杆推移下，能带动左、右导胶管道同时移动，还能使胶水的加注更加精准。

附图说明

图1是本发明的示意图；

图2是本发明的俯视图；

图3是隐去定位组件的分度盘的示意图；

图4是隐去定位组件的分度盘的背面示意图；

图5是抓取机械手的示意图；

图6是车轮组装机械手的示意图。

具体实施方式

为了让本发明的目的，内容，特征能够进一步被理解，现结合附图和具体的实施方法对本发明进行进一步说明，本发明的适宜性的实施方法及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例

一种模型玩具车的自动组装机，包括机架8、动力源9、机械手、分度盘1、光电检测装置6，

如图1-4所示，所述的机械手包括按工位依次排布于分度盘1外侧的第一、第二抓取机械手2、第一、第二铆接机械手3、偏正机械手4、车轮组装机械手5；

其分度盘1的分度转盘11水平设置，分度转盘11上圆周等分阵列的八个组装工位，每个组装工位上设置有与车体配合的定位组件7，在本实施例中，定位组件7带有与车体配合的定位部71，车体放置于定位组件7上后，能沿定位部71的孔位摆正车体位置；分度转盘11的轴心安装于分割器的输出轴123，分割器的输入轴121安装有输入凸链轮122，驱动电机13的动力轴131安装有输出凸链轮132，输入凸链轮122和输出凸链轮132通过相配合的时规皮带14连接；还包括凸轮座盘15，分割器的输入轴121、驱动电机13的动力轴131贯穿凸轮座盘15的轴孔；输入凸链轮122、输出凸链轮132分别安装于分割器的输入轴121、驱动电机13的动力轴131，并位于凸轮座盘15的另一侧。

其中，第一、第二抓取机械手2结构相同，均可绕垂直于分度盘面的旋转轴212 180°旋转，并可向分度盘面11上对应工位的定位组件7二段往复伸缩运动；以第一抓取机械手2为例，其旋转轴212垂直设置于旋转动力基座211顶部，水平转杆213的底部与旋转轴212的另一端相固定；水平转杆头端2131固定于第一提拉机构22的第一提拉基座221，第二提拉机构23的第二提拉基座221的底部固定于第一提拉机构22的提拉板225，左、右勾杆24的头端固定于第二提拉机构23的提拉推杆235末端，且第二提拉机构23收合状态时，左、右勾杆24的头端不超过第一提拉机构22的提拉板225；所述的第一提拉机构22、第二提拉机构23分别由第一气缸、第二气缸驱动收合，第一提拉机构22、第二提拉机构23在收合状态下，在旋转气缸的带动下可绕旋转轴212进行180°旋转。

为了减少机械手在旋转、升降时，机械手的旋转轴212、第一提拉机构22、第二提拉机构23等部位被气缸管道阻挡现象的发生，旋转气缸连接头214设置于旋转动力基座211，且不与旋转轴212共面；第一气缸连接头224设置于第一提拉基座221，且不与第二提拉机构23、提拉板225所在平面共面；第二气缸连接头234设置于第二提拉基座221，且不与提拉推杆235共面。

作为一种优秀的范例，所述的左、右勾杆24呈“L”形，左、右勾杆24头端连接于垂直固定于第二提拉机构23的提拉推杆235末端的侧面，左、右勾杆24末端呈水平设置。在机械手勾取零件时，仅需将左、右勾杆24平移至零件的底部并直接勾取零件，相对于钩形的勾杆，减少了继续向下传递后向上钩起零件的步骤，提升了工作效率。

所述的第一、第二铆接机械手3在压铆推杆31的推动下，压铆盘32上的压铆钉33可垂直向对应工位的定位组件7往复运动；当车体放置到定位组件7上时，压铆钉33压合虚接玩具车体上的铆钉，使车盖和车身结合固定。

所述的偏正机械手4的偏正压合头41在平推杆42的推移下可平行于分度盘面11向对应工位的定位组件7运动并压合玩具车体，避免由于铆接机械手3铆接时，力度大使玩具车体与定位组件7偏移，从而影响到后续的车轮组装工序。

所述的车轮组装机械手5在平移装置的推动下可平行于分度盘面11向对应工位的定位组件7运动，并通过车轮组装机械手5上的对称设置的左、右夹具51将车轮向玩具车体压合；

在本实施例中，左、右夹具51分别设置于对称设置的左、右伸缩推杆53末端，左、右伸缩推杆53分别设置于左、右基板52上，且左、右伸缩推杆53的推杆座531分别可绕对称设置的左、右基板52旋转；

伸缩气缸534驱动左、右伸缩推杆53同步伸缩，平移气缸544驱动左、右平移机构54推移左、右基板52相对往返平移，偏转气缸554驱动左、右伸缩推杆53的推杆座531分别可绕左、右基板52旋转。选择气缸作为动力装置时，相对于其他动力装置，能更有效保证输出扭矩和输出功率更加稳定。

进一步的，为了让该车轮组装机械手5能整合至本自动组装机上，可将左、右平移机构54设置于基座541内部，并在平移动力装置544的驱动下使左、右基板52相对基座541壁往返平移，并在基座541外部设置导向轨565，通过如气缸的动力装置作为导向气缸564驱动基座541沿导向轨565往复运动，相对于仅伸缩推杆53推动左、右夹具51来延伸距离，可使该组装机械手的运动距离进一步增加，在压合车轮后，车轮组装机械手5能及时沿导向轨565回撤，避免对组装工序造成影响。

作为优选，所述的左、右平移机构54由不少于两根安装于基座541内部并贯穿左、右基板52的定位杆542、对应设置于定位杆542内并介于基座541和左基板、介于基座541和右基板的压缩弹簧543组成；在本实施例中，采用三根呈品字形排布定位杆542，品字形排布的定位杆542能有效的控制左、右基板52沿定位杆542滑动，不发生偏移。

某些情况下，在将左、右零件压合至主零件时，需要在接合部位添加助粘物质提升紧固效果。如玩具车车轮的装配中，需要将左、右两侧的车轮压合至车轴上，在车轴与车轮的交接处添加胶水，能够更进一步的提升车轮-车轴的紧固效果。为此可在本组装机械手上加装左、右导胶管道571，并将左、右导胶管道571的出胶口572延伸至左、右夹具51的末端。可在左、右夹具51压合左、右零件压合至主零件时同时添加适量的胶水；在本实施例中，左、右导胶管道571通过左、右管道限位片573安装于左、右伸缩推杆53末端，在左、右伸缩推杆53推移下，能带动左、右导胶管道571同时移动，使胶水的加注更加精准。

所述的光电检测装置6设置于分度盘1外侧且第一抓取机械手2的前一工位，光电检测装置6的光电检测头61正对对应工位的定位组件7，光电检测装置6与纠偏警报装置电连接并在组装偏差时提供警报讯号和/或停止动力源和/或停止动力源9。

工作过程

第一抓取机械手2以收缩状态绕旋转轴212向外旋转，第一气缸、第二气缸驱动第一提拉机构22、第二提拉机构23降下左、右勾杆24，勾取已经虚装好车盖的车体，第一气缸、第二气缸驱动第一提拉机构22、第二提拉机构23抬升左、右勾杆24，提起车体并旋转至定位组件7上方，降下左、右勾杆24，以车尾部位正对分度盘1中心的方式将车体放置至于定位组件7上，并使车体底部凹槽与定位组件7的定位部71相对应；

分度盘1每次旋转一个工位，并将车体传送至第一铆接机械手3，第一铆接机械手3的压铆推杆31推动压铆盘32，将压铆钉32将车体上虚接的铆钉压入，使车头的车盖和车体接合；

分度盘1继续旋转，将车体传递至偏正机械手4，由于压铆时，压铆钉32将铆钉压入车头孔位时，由于施加压力较大，不可避免的会使车体产生振动，导致部分车体与定位组件7发生偏移，且未压铆钉32的车尾会因车头铆钉压入而产生翘起，通过偏正机械手4的偏正压合头41在平推杆42的推移下可平行于分度盘面11向对应工位的定位组件7运动并压合玩具车体，使玩具车体沿定位部71矫正位置，并使车盖翘起的车体压合至正确的虚接状态，当采用两侧具有凸杆中部凹陷的形状，凸杆的侧面呈前端齐平后端逐渐加厚形状的偏正压合头41时，凸杆的侧面可压合车体的两侧，凹陷部位可容纳车窗部分，更加贴合车体，进一步提高了压合时的准确性；

而后分度盘1继续旋转，将车体传递至车轮组装机械手55时，在导向气缸564的推动下，推动基座541运动，使车轮组装机械手5向分度盘1移动，经偏转气缸554、伸缩气缸534、平移气缸544分别调节，左、右伸缩推杆53绕左、右平移机构54旋转调节上下方位，左、右伸缩推杆53推动左、右夹具51移动至车体的车轴所在部位，在此同时，如有必要，左、右导胶管道571的出胶口572在车轮-车轴的接合部位添加助粘物质提升紧固效果；而后将左、右夹具51已夹持的车轮在左、右平移机构54的推动下，压合到车体的车轴上，完成前车轮的组装。上述的组装过程为玩具车的前段组装；

而后分度盘1继续旋转至光电检测装置6，光电检测头61的红外感应器感应车体的前段组装是否符合规格，若不符合规格则启动纠偏警报装置发出警告讯号，优选的，在警告讯号发出的同时，可自动切断动力源，停止机械工作，便于操作工及时修正；

若光电检测装置6检测后为正常，则进行后段组装步骤。分度盘1继续旋转至第一抓取机械手2，第一抓取机械手2将前段组装完毕的车体传出，（与此同时，第一抓取机械手2抓取未组装车体进行下一车体的前段组装工序）；第二抓取机械手2'将前段组装完毕的车体抓取，并将车体以车头部位正对分度盘1中心的方式摆放于定位组件7上，并使车体底部凹槽与定位组件7的定位部71相对应；而后分度盘1继续推进，第二铆接机械手3'完成后车体铆接工序，偏正机械手4完成车体纠偏工序，车轮组装机械手5完成后车轮的组装工序后，传送至光电检测装置6进行整车光电检测，若未合格同样以警报和停止组装机运作的方式提醒操作工，若合格则完成一次整车组装，并通过第一抓取机械手2的左、右勾杆24抓取组装完毕的整车，经旋转轴212旋转将整车传出，与此同时，可继续抓取未组装车体，进行下一次组装工序。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种模型玩具车的自动组装机，包括机架、动力源、机械手、分度盘、光电检测装置，其特征在于，分度盘的分度转盘水平设置，分度转盘上圆周等分阵列的八个组装工位，每个组装工位上设置有与车体配合的定位组件，所述的机械手包括按工位依次排布于分度盘外侧的第一、第二抓取机械手、第一、第二铆接机械手、偏正机械手、车轮组装机械手；所述的第一、第二抓取机械手可绕垂直于分度盘面的旋转轴180°旋转，并可向分度盘面上对应工位的定位组件二段往复伸缩运动；所述的第一、第二铆接机械手在压铆推杆的推动下，压铆盘上的压铆钉可垂直向对应工位的定位组件往复运动；所述的偏正机械手的偏正压合头在平推杆的推移下可平行于分度盘面向对应工位的定位组件运动并压合玩具车体，所述的车轮组装机械手在平移装置的推动下可平行于分度盘面向对应工位的定位组件运动，并通过车轮组装机械手上的左、右夹具将车轮向车体压合；所述的光电检测装置设置于分度盘外侧且第一抓取机械手的前一工位，光电检测装置的光电检测头正对对应工位的定位组件，光电检测装置与纠偏警报装置电连接并在组装偏差时提供警报讯号和/或停止动力源和/或停止动力源。

2.如权利要求1所述的一种模型玩具车的自动组装机，其特征在于，所述的分度转盘的轴心安装于分割器的输出轴，分割器的输入轴安装有输入凸链轮，驱动电机的动力轴安装有输出凸链轮，输入凸链轮和输出凸链轮通过相配合的时规皮带连接；分度转盘的盘面上沿圆周均匀设置有若干带定位部的定位组件。

3.如权利要求2所述的一种模型玩具车的自动组装机，其特征在于，还包括凸轮座盘，所述的分割器的输入轴、驱动电机的动力轴贯穿凸轮座盘的轴孔；输入凸链轮、输出凸链轮分别安装于分割器的输入轴、驱动电机的动力轴，并位于凸轮座盘的另一侧。

4.如权利要求1所述的一种模型玩具车的自动组装机，其特征在于，所述的抓取机械手的旋转轴垂直设置于旋转动力基座顶部，水平转杆的底部与旋转轴的另一端相固定；水平转杆的头端固定于第一提拉机构的第一提拉基座，第二提拉机构的第二提拉基座固定于第一提拉机构的提拉板，左、右勾杆的头端固定于第二提拉机构的提拉推杆末端；所述的第一提拉机构、第二提拉机构分别由第一气缸、第二气缸驱动收合，第一提拉机构、第二提拉机构在收合状态下，在旋转气缸的带动下可绕旋转轴180°旋转。

5.如权利要求4所述的一种模型玩具车的自动组装机，其特征在于，第二提拉机构收合状态时，左、右勾杆的头端不超过第一提拉机构的提拉板。

6.如权利要求4所述的一种模型玩具车的自动组装机，其特征在于，所述的旋转气缸连接头设置于旋转动力基座，且不与旋转轴共面；第一气缸连接头设置于第一提拉基座，且不与第二提拉机构、提拉板所在平面共面；第二气缸连接头设置于第二提拉基座，且不与提拉推杆共面。

7.如权利要求1所述的一种模型玩具车的自动组装机，其特征在于，所述的车轮组装机械手的左、右夹具分别设置于对称设置的左、右伸缩推杆末端，左、右伸缩推杆分别设置于左、右基板上，左、右伸缩推杆的推杆座在偏转气缸驱动下分别可绕左、右基板旋转；伸缩气缸驱动左、右伸缩推杆同步伸缩；平移气缸驱动左、右平移机构推移左、右基板相对往返平移运动。

8.如权利要求7所述的一种模型玩具车的自动组装机，其特征在于，还包括基座，设置于基座外部的并指向分度盘的导向轨，驱动基座沿导向轨往复运动的导向气缸；所述的左、右平移机构设置于基座内部，由不少于两根安装于基座内部并贯穿左、右基板的定位杆、对应设置于定位杆内并介于基座和左基板、介于基座和右基板的压缩弹簧组成；并在平移动力装置的驱动下使左、右基板相对基座壁往返平移。

9.如权利要求7所述的一种对向零件压紧组装机械手，其特征在于，还包括左、右导胶管道，所述的左、右导胶管道的出胶口延伸至左、右夹具的末端。

10.如权利要求9所述的一种对向零件压紧组装机械手，其特征在于，所述的左、右导胶管道通过左、右管道限位片安装于左、右伸缩推杆末端或左、右夹具上。