CN107363176B - 一种高效率led灯自动铆接设备及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高效率led灯自动铆接设备，包括铆接机台、机械手臂、旋转机构、第一原料传送带、第二原料传送带和成品传送带；所述机械手臂设置于所述旋转机构上，并可在所述旋转机构的带动下转动；所述第一原料传送带、所述第二原料传送带、所述铆接机台以及所述成品传送带以所述旋转机构为中心顺时针或逆时针依次排列成“十”字型；所述机械手臂包括第一机械手和第二机械手，所述第一机械手和所述第二机械手呈90°夹角设置。本发明还提供一种上述的高效率led灯自动铆接设备的控制方法，能够实现led灯的自动化铆接，提高生产效率。

Description

一种高效率led灯自动铆接设备及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种铆接设备，尤其涉及一种高效率led灯自动铆接设备及其控制方法。

背景技术

目前，在led灯生产过程中的铆接环节，国内大多数采用半自动化方式，即人工与铆接机台的结合，并没有实现完全的全自化生产模式，不仅生产成本高，而且生产的效率相对较低，本发明提供一种新型高效率led灯自动铆接设备及其控制方法，能够在led灯生产过程中实现自动化铆接，提高生产效率。

发明内容

本发明提供一种高效率led灯自动铆接设备及其控制方法，旨在解决能够实现led灯的全自动化铆接。

一种高效率led灯自动铆接设备，包括铆接机台、机械手臂、旋转机构、第一原料传送带、第二原料传送带和成品传送带；所述机械手臂设置于所述旋转机构上，并可在所述旋转机构的带动下转动；所述第一原料传送带、所述第二原料传送带、所述铆接机台以及所述成品传送带以所述旋转机构为中心顺时针或逆时针依次排列成“十”字型；所述机械手臂包括第一机械手和第二机械手，所述第一机械手和所述第二机械手呈90°夹角设置。

作为进一步改进，所述铆接机台包括压铆箱体、压铆台、固定盘、调压阀、第一光传感器、接触式传感器、压铆气缸和铆针；所述固定盘固定设于所述压铆箱体的中部上，所述固定盘的中部设有凹槽，所述压铆台设于所述固定盘的凹槽中，所述压铆台为中空结构，所述接触式传感器位于所述压铆台的中心底部，用于接触感应工件；所述调压阀位于所述压铆箱体的侧壁上，用于调节和改变由空气压缩机传递的气体气压；所述第一光传感器位于所述压铆箱体上，用于感应工件；所述压铆气缸为多个，与所述压铆台垂直并以所述压铆台为中心围绕成环状；所述铆针与所述压铆气缸连接，朝向所述压铆台，并与所述压铆台上的通孔相对应。

作为进一步改进，多个所述压铆气缸两两对称设置在所述固定盘上。

作为进一步改进，进一步包括第二光传感器，所述第二光传感器设置在所述在成品传送带或所述第二原料传送带上。

作为进一步改进，所述旋转机构由下至上依次包括伺服电机、减速机、弧形滑轨和旋转轴套，所述第一机械手和所述第二机械手与旋转轴套通过法兰型连接方式连接在一起；所述减速机采用多级齿轮传动，以小齿轮带动大齿轮转动，相应的传动比就会发生变化，以此达到减速的目的；所述旋转轴套设于所述减速机上并与所述减速机卡合连接。

作为进一步改进，所述机械手臂进一步包括固定件，所述固定件与所述机械手臂呈90°夹角；所述第一机械手、所述第二机械手与所述固定件固定设置在所述旋转机构上，所述第一机械手和所述第二机械手相应的反向旋转轴套上对应设置所述固定件，以此达到力平衡。

一种高效率led灯自动铆接设备的控制方法，包括以下步骤：

S1：启动led多点自动铆接设备；

S2：控制所述机械手臂回到初始位置，其中，在所述初始位置时，所述第一机械手及所述第二机械手分别位于所述第一原料传送带、所述第二原料传送带上方；

S3：控制所述第一机械手抓取所述第一原料传送带的工件，然后控制所述机械手臂顺时针旋转90度；

S4：控制所述第二机械手抓取所述第一原料传送带的工件，同时所述第二机械手抓取的工件旋转到所述压铆台，所述接触式传感器感应到工件信号，然后所述压铆气缸带动所述铆针对工件进行压铆；

S4：控制所述机械手臂顺时针旋转90°，控制所述第一机械手抓取的工件旋转到成品传送带放下工件，同时所述第二机械手抓取的工件旋转到所述压铆台，所述接触式传感器感应到工件信号，然后所述压铆气缸带动所述铆针对工件进行压铆；

S6：控制所述机械手臂顺时针旋转90°，所述第二机械手旋转到所述成品传送带放下工件，所述第一机械手抓取所述第二原料传送带上的工件；

S7：控制所述机械手臂顺时针旋转180°，进入步骤S4。

作为进一步改进，所述铆接设备进一步包括第二光传感器，所述第二光传感器设置在所述成品传送带或所述第一原料传送带上，控制所述机械手臂回到初始位置的步骤包括：

S1：判断所述第一光传感器是否检测到所述机械手臂的信号，若是，调节所述机械手臂逆时针旋转90度或顺时针旋转180度回到初始位置，若否，进入步骤S2;

S2：判断所述第二光传感器是否检测到所述机械手臂的信号，若所述第二光传感器设于所述成品传送带上，并感应到所述机械手臂，则所述机械手臂没有回到初始位置，则顺时针旋转90°，若未感应到所述机械手臂，则所述机械手臂位于初始位置；若所述第二光传感器设于所述第一原料传送带上，并感应到所述机械手臂，则所述机械手臂回到初始位置，若未感应到所述机械手臂，则顺时针旋转90°。

与现有技术相比较，本发明具有以下优点：

本发明提供一种高效率led灯自动铆接设备，通过将所述第一原料传送带、所述第二原料传送带、所述铆接机台以及所述成品传送带以所述旋转机构为中心顺时针或逆时针依次排列成“十”字型，并且所述机械手臂包括第一机械手和第二机械手，所述第一机械手和所述第二机械手呈90°夹角设置，通过旋转所述第一机械手和第二机械手在相差90°的工位上同时工作，所述第二机械手在所述第一原料传送带抓取工件同时所述第一机械手在所述铆接机台处压铆，后顺时针旋转90°，所述第二机械手在所述铆接机台出压铆，所述第一机械手在所述成品传送带将工件放下，后顺时针旋转90°，所述第二机械手在成品传送带处将工件放下，所述第一机械手在第二原料传送带处抓取工件，后逆时针旋转180°，如此循环往复完成所有的工序，能够全自动化进行led灯的自动铆接，并且结构简单，操作方便，工作所需空间小，效率高，成本低。

附图说明

图1是本发明一种高效率led灯自动铆接设备的结构示意图；

图2是本发明一种高效率led灯自动铆接设备的俯视图；

图3是本发明一种高效率led灯自动铆接设备铆接机台的侧视图；

图4是本发明一种高效率led灯自动铆接设备的侧视图；

图5是本发明一种高效率led灯自动铆接设备压铆台的侧视图。

主要元件符号说明

铆接机台 1

机械手臂 2

旋转机构 3

第一原料传送带 4

第二原料传送带 5

成品传送带 6

第二光传感器 7

压铆箱体 11

压铆台 12

通孔 121

固定盘 13

凹槽 131

调压阀 14

第一光传感器 15

接触式传感器 16

压铆气缸 17

铆针 18

第一机械手 21

第二机械手 22

固定件 23

伺服电机 31

减速机 32

弧形滑轨 33

旋转轴套 34

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-5所示，一种高效率led灯自动铆接设备，包括铆接机台1、机械手臂2、旋转机构3、第一原料传送带4、第二原料传送带5和成品传送带6；所述机械手臂2设置于所述旋转机构3上，并可在所述旋转机构3的带动下转动；所述第一原料传送带4、所述第二原料传送带5、所述铆接机台1以及所述成品传送带6以所述旋转机构3为中心顺时针或逆时针依次排列成“十”字型；所述机械手臂2包括第一机械手21和第二机械手22，所述第一机械手21和所述第二机械手22呈90°夹角设置。

通过将所述第一原料传送带4、所述第二原料传送带5、所述铆接机台1以及所述成品传送带6以所述旋转机构3为中心顺时针或逆时针依次排列成“十”字型，并且所述机械手臂2包括第一机械手21和第二机械手22，所述第一机械手21和所述第二机械手22呈90°夹角设置，通过旋转所述第一机械手21和第二机械手22在相差90°的工位上同时工作，所述第二机械手在所述第一原料传送带抓取工件同时所述第一机械手在所述铆接机台处压铆，后顺时针旋转90°，所述第二机械手在所述铆接机台出压铆，所述第一机械手在所述成品传送带将工件放下，后顺时针旋转90°，所述第二机械手22在成品传送带6处将工件放下，所述第一机械手21在第二原料传送带5处抓取工件，后逆时针旋转180°，如此循环往复完成所有的工序。

本发明主要是用于led灯生产过程中铆压环节的工作，该高效率led灯自动铆接设备通过将机械手臂2与铆接机台1的结合，在有限的工作空间之内，最大化的发挥其功用，完成所有工序流程。整个设备通过PLC控制，通过动力元件带动所有机构的运作，机械手臂2从传送带上将零件拿起，之后放在铆接机台1上进行铆接，铆接工序完成之后机械手臂2将零件放到传送带上，整个铆接工序完成。从整个机构工作可看出，生产环境较为干净，这对于提高产品的质量有很大的帮助，能够全自动化进行自动铆接，并且结构简单，操作方便，工作所需空间小，效率高，成本低。

请参照图3-图5，所述铆接机台1包括压铆箱体11、压铆台12，固定盘13，调压阀14、第一光传感器15、接触式传感器16、压铆气缸17和铆针18；所述固定盘13固定设于所述压铆箱体11的中部上，所述固定盘13的中部设有凹槽131，所述压铆台12设于所述固定盘13的凹槽中，所述压铆台12为中空结构，所述接触式传感器16位于所述压铆台12的中心底部，用于接触感应工件；所述调压阀14位于所述压铆箱体11的侧壁上，用于调节和改变由空气压缩机传递的气体气压；所述第一光传感器15位于所述压铆箱体11上，用于感应工件；所述压铆气缸17为多个，与所述压铆台12垂直并以所述压铆台12为中心围绕成环状；所述铆针18与所述压铆气缸17连接，朝向所述压铆台，并与所述压铆台12上的通孔121相对；多个所述压铆气缸17两两对称设置在所述固定盘13上。本实施例中，所述压铆气缸17为6个。

所述铆接机台1由PLC控制完成整个压铆过程，整个led灯铆接的关键在于铆接的深度，如果铆接过深，则会造成led灯内部零件的破损；若过浅，则铆接不紧凑，通过改变气缸尾部套筒的位置，可改变气缸的行程，以达到控制铆接深度的目的。

述调压阀14的型号有很多种，本发明中主要选用空气调压阀，使用空气调压阀的主要目的是为了节能，在空气流经所述调压阀14时，通过对空气的调压控制，有效的管理空气流量的分布，如此做法大大降低了资源的浪费，所述调压阀14就是把阀进口处的压力值改变到我们所需要的阀出口处的压力值，当阀进口处的压力值和流量发生变化的时候，所述调压阀14就会根据介质的能量把出口压力确定在一定的范围之内。

请参照图1,进一步包括第二光传感器7，所述第二光传感器7设置在所述在成品传送带6或所述第一原料传送带4上，通过设置所述第二光传感器7根据所述第二光传感器7感应机械手的情况来判断机械手臂2是否回到初始位置，若所述第二光传感器7设于所述成品传送带6上，并感应到所述机械手臂2，则所述机械手臂2没有回到初始位置，则顺时针旋转90°，若未感应到所述机械手臂2，则所述机械手臂2位于初始位置；所述第二光传感器7设于所述第一原料传送带4上，并感应到所述机械手臂2，则所述机械手臂2回到初始位置，若未感应到所述机械手臂2，则顺时针旋转90°。

请参照图4，所述旋转机构3由下至上依次包括伺服电机31、减速机32、弧形滑轨33和旋转轴套34，所述第一机械手21和所述第二机械手22与旋转轴套34通过法兰型连接方式连接在一起；所述减速机32采用多级齿轮传动，以小齿轮带动大齿轮转动，相应的传动比就会发生变化，以此达到减速的目的；所述旋转轴套34设于所述减速机上并与所述减速机卡合连接。

所述机械手臂2进一步包括固定件23，所述固定件23与所述机械手臂2呈90°夹角；所述第一机械手21、所述第二机械手22与所述固定件23固定设置在所述旋转机构3上，所述第一机械手21和所述第二机械手22相应的反向旋转轴套34上对应设置所述固定件23，以此达到力平衡。

两个机械手成90度与所述旋转轴套34通过法兰型连接方式连接在一起，考虑到转轴处需要承受较大的强度，转轴选用34#钢，同时考虑到手臂会产生弯矩，对机构会产生不良的影响，比如转轴处摩擦力过大、旋转手臂弯曲等。对此，在两手臂相应的反向的所述旋转轴套34上增加相应质量的34#钢，如此力达到平衡，旋转轴处只有一个竖直向下的压力，消除弯矩对机构的不良影响。

所述减速机32采用多级齿轮传动，以小齿轮带动大齿轮转动，相应的传动比就会发生变化，如此就可以达到减速的目的。减速机32在实际的工作之中，一般用于需要低转速，大扭矩的设备，利用齿轮的之间的传动比不同，通过速度的转换，将电机的转速控制在输出所需的范围值之内，以此来获得较大的扭矩。

减速机32的作用是通过内部齿轮间的传动调节，降低输出的速度，与此同时提高输出的扭矩，但是也不能无限制的跳高扭矩，每个减速机都有其相对应的额定扭矩值，不可超出此范围，因此前期的选型准备应做好。

一种高效率led灯自动铆接设备的控制方法，包括以下步骤：

S1：启动led灯自动铆接设备；

S2：控制所述机械手臂回到初始位置，其中，在所述初始位置时，所述第一机械手及所述第二机械手分别位于所述第一原料传送带、所述第二原料传送带上方；

S3：控制所述第一机械手抓取所述第一原料传送带的工件，然后控制所述机械手臂顺时针旋转90度；

S4：控制所述第二机械手抓取所述第一原料传送带的工件，同时所述第二机械手抓取的工件旋转到所述压铆台，所述接触式传感器感应到工件信号，然后所述压铆气缸带动所述铆针对工件进行压铆；

S4：控制所述机械手臂顺时针旋转90°，控制所述第一机械手抓取的工件旋转到成品传送带放下工件，同时所述第二机械手抓取的工件旋转到所述压铆台，所述接触式传感器感应到工件信号，然后所述压铆气缸带动所述铆针对工件进行压铆；

S6：控制所述机械手臂顺时针旋转90°，所述第二机械手旋转到所述成品传送带放下工件，所述第一机械手抓取所述第二原料传送带上的工件；

S7：控制所述机械手臂顺时针旋转180°，进入步骤S4。

优选的，所述铆接设备进一步包括第二光传感器，所述第二光传感器设置在所述成品传送带或所述第一原料传送带上，控制所述机械手臂回到初始位置的步骤包括：

S1：判断所述第一光传感器是否检测到所述机械手臂的信号，若是，调节所述机械手臂逆时针旋转90度或顺时针旋转180度回到初始位置，若否，进入步骤S2;

S2：判断所述第二光传感器是否检测到所述机械手臂的信号，若所述第二光传感器设于所述成品传送带上，并感应到所述机械手臂，则所述机械手臂没有回到初始位置，则顺时针旋转90°，若未感应到所述机械手臂，则所述机械手臂位于初始位置；若所述第二光传感器设于所述第二光传感器设于所述第一原料传送带上，并感应到所述机械手臂，则所述机械手臂回到初始位置，若未感应到所述机械手臂，则顺时针旋转90°。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (6)

1.一种高效率led灯自动铆接设备的控制方法，其特征在于：该高效率led灯自动铆接设备包括铆接机台、机械手臂、旋转机构、第一原料传送带、第二原料传送带和成品传送带；所述机械手臂设置于所述旋转机构上，并可在所述旋转机构的带动下转动；所述第一原料传送带、所述第二原料传送带、所述铆接机台以及所述成品传送带以所述旋转机构为中心顺时针或逆时针依次排列成“十”字型；所述机械手臂包括第一机械手和第二机械手，所述第一机械手和所述第二机械手呈90°夹角设置；

以及，所述铆接机台包括压铆箱体、压铆台、固定盘、调压阀、第一光传感器、接触式传感器、压铆气缸和铆针；所述固定盘固定设于所述压铆箱体的中部上，所述固定盘的中部设有凹槽，所述压铆台设于所述固定盘的凹槽中，所述压铆台为中空结构，所述接触式传感器位于所述压铆台的中心底部，用于接触感应工件；所述调压阀位于所述压铆箱体的侧壁上，用于调节和改变由空气压缩机传递的气体气压；所述第一光传感器位于所述压铆箱体上，用于感应工件；所述压铆气缸为多个，与所述压铆台垂直并以所述压铆台为中心围绕成环状；所述铆针与所述压铆气缸连接，朝向所述压铆台，并与所述压铆台上的通孔相对应；

其中，所述高效率led灯自动铆接设备的控制方法的步骤如下：

S1：启动led自动铆接设备；

S2：控制所述机械手臂回到初始位置，其中，在所述初始位置时，所述第一机械手及所述第二机械手分别位于所述第一原料传送带、所述第二原料传送带上方；

S3：控制所述第一机械手抓取所述第一原料传送带的工件，然后控制所述机械手臂顺时针旋转90度；

S4：控制所述第二机械手抓取所述第一原料传送带的工件，同时所述第一机械手抓取的工件旋转到所述压铆台，所述接触式传感器感应到工件信号，然后所述压铆气缸带动所述铆针对工件进行压铆；

S5：控制所述机械手臂顺时针旋转90°，控制所述第一机械手抓取的工件旋转到成品传送带放下工件，同时所述第二机械手抓取的工件旋转到所述压铆台，所述接触式传感器感应到工件信号，然后所述压铆气缸带动所述铆针对工件进行压铆；

S6：控制所述机械手臂顺时针旋转90°，所述第二机械手旋转到所述成品传送带放下工件，所述第一机械手抓取所述第二原料传送带上的工件；

S7：控制所述机械手臂顺时针旋转180°，进入步骤S4。

2.根据权利要求1所述的高效率led灯自动铆接设备的控制方法，其特征在于：多个所述压铆气缸两两对称设置在所述固定盘上。

3.根据权利要求1所述的高效率led灯自动铆接设备的控制方法，其特征在于：进一步包括第二光传感器，所述第二光传感器设置在所述成品传送带或所述第二原料传送带上。

4.根据权利要求1所述的高效率led灯自动铆接设备的控制方法，其特征在于：所述旋转机构由下至上依次包括伺服电机、减速机、弧形滑轨和旋转轴套，所述第一机械手和所述第二机械手与旋转轴套通过法兰型连接方式连接在一起；所述减速机采用多级齿轮传动，以小齿轮带动大齿轮转动，相应的传动比就会发生变化，以此达到减速的目的；所述旋转轴套设于所述减速机上并与所述减速机卡合连接。

5.根据权利要求4所述的高效率led灯自动铆接设备的控制方法，其特征在于：所述机械手臂进一步包括固定件，所述固定件与所述机械手臂呈90°夹角；所述第一机械手、所述第二机械手与所述固定件固定设置在所述旋转机构上，所述第一机械手和所述第二机械手相应的反向旋转轴套上对应设置所述固定件，以此达到力平衡。

6.根据权利要求1所述的高效率led灯自动铆接设备的控制方法，其特征在于：所述铆接设备进一步包括第二光传感器，所述第二光传感器设置在所述成品传送带或所述第一原料传送带上，控制所述机械手臂回到初始位置的步骤包括：

S1：判断所述第一光传感器是否检测到所述机械手臂的信号，若是，调节所述机械手臂逆时针旋转90度或顺时针旋转180度回到初始位置，若否，进入步骤S2;

S2：判断所述第二光传感器是否检测到所述机械手臂的信号，若所述第二光传感器设于所述成品传送带上，并感应到所述机械手臂，则所述机械手臂没有回到初始位置，则顺时针旋转90°，若未感应到所述机械手臂，则所述机械手臂位于初始位置；若所述第二光传感器设于所述第一原料传送带上，并感应到所述机械手臂，则所述机械手臂回到初始位置，若未感应到所述机械手臂，则顺时针旋转90°。