CN107717386A - 一种高精度自动装配系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高精度自动装配系统，包括：一对圆环通过一滚动支柱水平连接，滚动支柱两侧设置有旋转支座，旋转支座外侧壁上设置有第一端面齿牙，每个圆环上对称开设有若干圆柱孔，两侧同一位置处的圆柱孔中通过一套管连接，中空管转动设置在套管中，底座，其内设置有向上常开的空腔，空腔底部移动设置有一对升降支座，升降支座位于旋转支座的正下端，升降支座端头内设置有第一齿轮，升降支座端头外侧纵向设置有一与第一齿轮同步纵向移动的第二齿轮，第一齿轮与第二齿轮同步转动，第二齿轮的内侧壁上设置有第二端面齿牙，第二端面齿牙与第一端面齿牙选择性接合；以及顶料机构。本发明解决了装配系统装配效率低的技术问题。

Description

一种高精度自动装配系统

技术领域

本发明涉及一种自动化装置，更具体地说，本发明涉及一种高精度自动装配系统。

背景技术

现代自动化装配生产线中，通常由工业机器人或伺服系统完成“抓取－放置”装配动作。为了完成装配任务，首先机器人或伺服系统必须知道物体被操作前的位姿，以保证机器人准确地抓取；其次是必须知道物体被操作后的目标位姿，以保证机器人准确地将物体装配到指定位置，以完成任务。在大部分的应用场合，由于定位精度的影响，机器人只能抓取一个物体进行单个装配，直至完成全部装配过程，装配效率低。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是针对以上自动装配系统的设计缺陷，提供一种高精度自动装配系统，通过多个球栅系统来配合装配定位，提高定位精度，实现多物体的同时装配，本发明解决了装配系统装配效率低的技术问题。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种高精度自动装配系统，包括：

一对圆环，其间隔相对设置，每个所述圆环内圈中对称设置有若干加固筋，一对所述圆环通过一滚动支柱水平连接，所述滚动支柱设置在每个加固筋的中心，所述滚动支柱为圆柱形结构，所述滚动支柱两侧设置有旋转支座，所述旋转支座外侧壁上设置有第一端面齿牙，每个所述圆环上对称开设有若干圆柱孔，两侧同一位置处的所述圆柱孔中通过一套管连接，所述套管固定在两侧的所述圆柱孔中，且所述套管上贯穿开设有一第一开孔，所述第一开孔的长度与所述套管的长度一致，所述第一开孔的开口与此位置处所述圆环的切线方向垂直；

中空管，其转动设置在所述套管中，所述中空管外侧壁与所述套管内侧壁贴合，且所述中空管与套管轴向固定，所述中空管上贯穿开设有一第二开孔，所述第二开孔的长度与所述中空管的长度一致，所述第二开孔的开口第一边上向外延伸设置有第一侧壁，所述第二开孔的开口第二边上向外延伸设置有第二侧壁，所述第一侧壁和第二侧壁分别向所述第二开孔内侧倾斜，所述第一侧壁的延伸长度大于所述第二侧壁的延伸长度，且所述第二侧壁与所述第二开孔连接处内端设置有一弹性件，所述第二侧壁与所述第二开孔连接处外端设置有一限位件，正常状态下，第一侧壁与第二侧壁之间的间距小于装配件的宽度，所述弹性件将所述第二侧壁保持与所述限位件接触；

底座，其内设置有向上常开的空腔，所述空腔底部移动设置有一对升降支座，所述底座中设置有一第一升降驱动机构，所述第一升降驱动机构与所述升降支座连接，所述升降支座位于所述旋转支座的正下端，所述升降支座端头内设置有一可纵向移动的第一齿轮，所述升降支座端头外侧纵向设置有一与所述第一齿轮同步纵向移动的第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮同步转动，所述第二齿轮通过一横向伸缩机构连接在所述升降支座端头外侧壁上，所述第二齿轮的内侧壁上设置有第二端面齿牙，所述第二端面齿牙与所述第一端面齿牙选择性接合；以及

顶料机构，其设置在所述圆环一侧，所述顶料机构包括一转动座、转轮盘和设置在所述转轮盘上的若干顶料棒，所述转轮盘中心转动设置在所述转动座上，所述顶料棒与所述圆柱孔一一对应；

其中，所述旋转支座外侧端设置有一圈内凹槽，所述内凹槽中设置有齿轮座，所述齿轮座不凸出于所述旋转支座侧壁，所述第一齿轮与所述齿轮座选择性接合联动，所述圆环顺着所述第一侧壁向外倾斜的方向转动，所述内凹槽两侧外周分别设置有一环形导轨，所述升降支座位于所述内凹槽正下端，两端的所述旋转支座支撑在所述升降支座上，所述第二齿轮上一端径向外周设置有一圈第一角位移球栅尺，所述第二齿轮底部固定设置有一第一读数头，所述第一读数头套设在所述第一角位移球栅尺上，所述转轮盘外侧壁上设置有一圈第二角位移球栅尺，所述转动座上设置有一第二读数头，所述第二读数头套设在所述第二角位移球栅尺上。

优选的，所述旋转支座从所述圆环向外延伸，所述旋转支座的外侧端设置有挡块，所述第一端面齿牙设置在所述挡块外侧壁上。

优选的，所述升降支座端头设置为与所述滚动支柱滚动配合的U型接头结构，所述升降支座端头开设有一U型缺口，所述U型缺口两侧凸出设置有滚珠，所述第一齿轮伸缩设置在所述U型缺口中。

优选的，所述升降支座外侧壁纵向开设有一开口，所述开口中横向设置有一驱动装置，所述升降支座上部设置有一纵向伸缩机构，所述纵向伸缩机构的伸缩端与所述驱动装置底部连接。

优选的，所述驱动装置内设置有一驱动电机和一第四齿轮，所述驱动电机的驱动轴第一端伸入到所述升降支座端头中，所述驱动轴第一端连接一第三齿轮的中心，所述第一齿轮啮合连接在所述第三齿轮上端，所述驱动轴第二端连接所述第四齿轮中心。

优选的，还包括一联动装置，其纵向设置且套设活动在所述驱动装置上，所述横向伸缩机构设置在所述驱动装置上，所述横向伸缩机构的伸缩端与所述联动装置连接，所述联动装置内纵向设置有第五齿轮和第六齿轮，所述第五齿轮啮合连接在所述第四齿轮上端，所述第六齿轮啮合连接在所述第五齿轮与第二齿轮之间，所述第二齿轮、第四齿轮、第五齿轮和第六齿轮的大小是以将所述第一齿轮和第二齿轮能同步转动而配置的，所述第一读数头设置在所述联动装置的上端。

优选的，所述第一升降驱动机构同步驱动两侧的所述升降支座，所述升降支座上纵向设置有一第一直线球栅尺，所述底座上设置有第三读数头，所述第三读数头套设在所述第一直线球栅尺上。

优选的，所述转动座纵向支撑在一移动装置上，所述移动装置中设置有第二升降驱动机构，所述第二升降驱动机构连接所述转动座底部，所述转动座上纵向设置有一第二直线球栅尺，所述移动装置上设置有第四读数头，所述第四读数头套设在所述第二直线球栅尺上。

优选的，所述转轮盘的尺寸与所述圆环的尺寸一致，所述转动座上端横向设置有一转动机构，所述转动机构的输出轴与所述转轮盘中心连接，所述顶料棒横向设置在所述转轮盘外周，所述顶料棒的长度不小于所述套管的长度，所述顶料棒的直径小于所述中空管的直径。

优选的，所述转轮盘内侧壁上横向设置有一伸缩气缸，至少一根所述顶料棒设置在所述伸缩气缸的伸缩端上。

本发明至少包括以下有益效果：

1、本发明的装配系统的定位精度高，以利于多装配件的同步装配，提高了装配系统的装配效率；

2、采用多球栅测量系统，对装配高度和装配角度进行监控，提高了装配件的装配精度和装配后产品的质量。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为圆环和滚动支柱的连体正视图；

图2为旋转支座的结构示意图；

图3为安装有套管的圆环侧视图；

图4为安装有中空管的圆环侧视图；

图5为套管的结构示意图；

图6为中空管的结构示意图；

图7为圆环安装在底座上后的结构侧视图；

图8为升降支座的俯视图；

图9为升降支座、驱动装置及联动装置的装配结构示意图；

图10为顶料机构的结构示意图；

图11为另一种实施例中，顶料机构与底座的安装结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

本发明提供一种高精度自动装配系统，如图1-10所示，一对圆环110、140间隔相对设置，每个所述圆环内圈中对称设置有若干加固筋130，一对所述圆环110、140通过一滚动支柱180水平连接，所述滚动支柱180固定设置在两端每个加固筋130的中心，从而使得滚动支柱180与圆环同步转动，所述滚动支柱180为圆柱形结构，所述滚动支柱180两侧设置有旋转支座183，所述旋转支座183外侧壁上设置有第一端面齿牙185。

每个所述圆环上对称开设有若干圆柱孔，两侧圆环上的圆柱孔一一对应，且将两侧同一位置处的所述圆柱孔用于一套管120连接，每个所述套管120的两端固定在两侧的所述圆柱孔中，将两侧的圆环连接成一体，套管120随圆环同步转动，且所述套管120上贯穿开设有一第一开孔121，所述第一开孔121的长度与所述套管120的长度一致，所述第一开孔121的开口与此位置处所述圆环的切线方向垂直，也就是所述第一开孔121的开口方向与此位置处的径向方向一致。

中空管150转动设置在所述套管120中，所述中空管150外侧壁与所述套管120内侧壁贴合转动，且所述中空管150与套管120轴向固定，所述中空管150上贯穿开设有一第二开孔，所述第二开孔的长度与所述中空管150的长度一致，所述第二开孔的开口第一边上向外延伸设置有第一侧壁160，所述第二开孔的开口第二边上向外延伸设置有第二侧壁170，所述第一侧壁160和第二侧壁170分别向所述第二开孔内侧倾斜，也就是第一侧壁160和第二侧壁170相互倾斜，使得两者之间的间隙小于第二开孔的跨度，且第一侧壁160向外凸出于第一开孔121。

所述第一侧壁160的延伸长度大于所述第二侧壁170的延伸长度，且所述第二侧壁170与所述第二开孔连接处内端设置有一弹性件，所述第二侧壁170与所述第二开孔连接处外端设置有一限位件，正常状态下，第一侧壁160与第二侧壁170之间的间距小于装配件的宽度，所述弹性件将所述第二侧壁170保持与所述限位件接触，将第二侧壁170向外打开。

当驱动圆环转动时，所述圆环顺着所述第一侧壁160向外倾斜的方向转动，在圆环转动过程中，由于第一侧壁160向外凸出于第一开孔121，且第一侧壁160向第二开孔内侧倾斜，从而当第一侧壁160转动经过放置的装配件时，凸出的第一侧壁160可以抓起一个装配件，顺着第一侧壁向第一开孔方向落下，在装配件落入中空管内过程中，装配件会压迫第二侧壁向内转动，收缩弹性件，直到装配件顺利通过第一侧壁和第二侧壁之间的间隙，完全落入到中空管中，此后，弹性件复位，将第二侧壁170向外打开，所述第二侧壁170保持与所述限位件接触，此时由于第一侧壁160与第二侧壁170之间的间距小于装配件的宽度，第二侧壁170受限位件的限位而无法进一步打开，在圆环转动过程中，被自动抓取到中空管中的装配件无法从第二开孔中掉落而保持在中空管中，随着圆环的继续转动，每个中空管中都会自动抓取到一个装配件。

底座300内设置有向上常开的空腔，所述空腔底部移动设置有一对升降支座320，所述底座300中设置有一第一升降驱动机构，所述第一升降驱动机构与所述升降支座320连接，升降支座320可以在空腔中横向移动，以配合所述旋转支座183的位置，所述升降支座320位于所述旋转支座183的正下端，所述升降支座320上端抵触在所述旋转支座183的下端，以将圆环、套管及中空管悬空支撑。

具体的，所述旋转支座183从所述圆环向外延伸，所述旋转支座183的外侧端设置有挡块182，以避免升降支座320上端脱离所述旋转支座183，所述第一端面齿牙185设置在所述挡块外侧壁上。

所述升降支座320端头内设置有一可纵向移动的第一齿轮323，所述升降支座320端头外侧纵向设置有一与所述第一齿轮323同步纵向移动的第二齿轮350，所述第一齿轮323与所述第二齿轮350同步转动，所述第二齿轮350通过一横向伸缩机构600连接在所述升降支座320端头外侧壁上，以驱动第二齿轮350横向移动，所述第二齿轮350的内侧壁上设置有第二端面齿牙351。

所述旋转支座183外侧端设置有一圈内凹槽184，所述内凹槽184中设置有齿轮座186，所述齿轮座186不凸出于所述旋转支座183侧壁，所述第一齿轮323与所述齿轮座186选择性接合联动，带动所述圆环顺着所述第一侧壁160向外倾斜的方向转动，所述内凹槽184两侧外周分别设置有一环形导轨187，当齿轮座与第一齿轮接合后，第二端面齿牙351与第一端面齿牙185相对设置，所述第二端面齿牙351与所述第一端面齿牙可以通过横向伸缩机构600选择性接合。

当升降支座端头抵触在所述旋转支座183的下端，驱动第一齿轮向上移动直到第一齿轮与齿轮座接合，此时第二齿轮350正好位于第一端面齿牙185外侧，此时，驱动横向伸缩机构600动作将第二齿轮350向内侧移动，使得第一端面齿牙185与第二端面齿牙351接合，从而使得滚动支柱180、第二齿轮350及圆环同步转动。

两个圆环通过滚动支柱180悬空支撑在升降支座320端头上后，控制第一齿轮323向上运动，直到第一齿轮323与齿轮座186接合联动，此时，第二端面齿牙351与第一端面齿牙185相对设置，同时控制第二齿轮350向内侧水平移动，直到第二端面齿牙351与第一端面齿牙185接合联动，圆环通过旋转支座183可转动支撑在所述升降支座320上端，齿轮座与第一齿轮323啮合连接，当驱动第一齿轮323转动时，第一齿轮323与齿轮座的齿牙咬合连接，驱动滚动支柱180及圆环同步转动，同时，两侧的第二端面齿牙351与第一齿轮323同步转动，且两侧的第二端面齿牙351与第一端面齿牙185接合联动，从而确保滚动支柱180不会与第一齿轮323打滑或受力回转，有效避免了圆环在旋转过程中的回转，保证了圆环转动的稳定性，将待装配的装配件定向放置在圆环底部，装配件的放置方向与中空管的方向一致，当驱动圆环转动时，转动到圆环正下端的第一侧壁自动抓取一个装配件至中空管中，随着圆环的转动，每个中空管中会抓取到一个装配件，且装配件被锁定在中空管中，由此实现装配件的连续自动抓取。

顶料机构设置在所述圆环140一侧，所述顶料机构包括一转动座420、转轮盘430和设置在所述转轮盘430上的若干顶料棒460，具体的，所述转动座420纵向支撑在一移动装置500上，所述移动装置500中设置有第二升降驱动机构，所述第二升降驱动机构连接所述转动座420底部，用于带动转动座420上下移动，以调节转动座的高度使其与圆环高度一致。

所述转轮盘430中心转动设置在所述转动座420上端，具体的，所述转动座420上端横向设置有一转动机构，所述转动机构的输出轴与所述转轮盘430中心连接，使得转轮盘430在纵向平面内自由转动，所述转轮盘430的外径尺寸与所述圆环的外径尺寸一致，调整移动装置的位置及转动座420的高度，使得转动座对准圆环。所述顶料棒460横向设置在所述转轮盘430外周，且所述顶料棒460与所述圆环上的圆柱孔一一对应。所述顶料棒460的长度不小于所述套管120的长度，便于将中空管中的装配件完全顶出，所述顶料棒460的直径小于所述中空管150的直径，使得顶料棒能顺利插入到中空管中，将其内的装配件顶出。当中空管中装载有装配件后，调整圆环的角度，插设在圆柱孔中的中空管与待装配孔对准，此后调整转轮盘430的位置、高度和角度，使得顶料棒460与所述圆环上的圆柱孔一一对应，此后，控制移动装置500朝着中空管的方向移动，将顶料棒插入到中空管中，将其内的装配件从中空管另一端顶出，逐渐插入到待装配孔中，控制移动装置的移动距离，直到顶料棒将装配件完全顶入到待装配孔中，控制顶料棒回缩，从而完成单次的装配作业，单次装配可以实现多装配件的装配，提高了装配效率。

需要说明的是，圆环上的中空管可以根据待装配装置上装配孔的分布规律来具体设计，使得圆环上的中空管始终能满足对待装配装置能单次多装配件的同时装配，同理，顶料机构上的顶料棒配合圆环上的中空管分布规律进行设计。

所述底座300上还设置有液压升降器和水平指示器，所述底座300中设置有控制器，其与第一升降驱动机构、液压升降器的控制端连接，液压升降器用于调整底座的高度，水平指示器用于配合调节底座处于水平位置。

所述升降支座320端头设置为与所述滚动支柱180滚动配合的U型接头结构，所述升降支座320端头开设有一U型缺口321，所述U型缺口321两侧凸出设置有滚珠322，所述第一齿轮323伸缩设置在所述U型缺口321中。当滚动支柱安装在升降支座上时，两端的所述旋转支座183支撑在所述升降支座320上，使得所述升降支座320正好位于所述内凹槽184正下端，U型缺口321两侧凸出的滚珠322正好卡设在所述环形导轨187中，滚动支柱180通过滚珠322在U型缺口321滚动旋转，从而实现中空管的旋转。

所述第二齿轮350上一端径向外周设置有一圈第一角位移球栅尺720，所述第二齿轮350底部固定设置有一第一读数头710，所述第一读数头710套设在所述第一角位移球栅尺720上，第一角位移球栅尺720随第二齿轮350同步转动，而第二齿轮与滚动支柱及圆环同步转动，通过第一角位移球栅尺720和第一读数头710即可测量圆环的转动角度，即中控管的角度位置，便于调整圆环的角度使得圆环上的中空管与待装配孔一一对应，需要说明的是，圆环上的圆柱孔是按照待装配孔的分布规律来设置的，从而使得圆环上的中空管至少对应多个待装配孔，以便在完成一次装配动作时，能实现多个装配件的同时装配，提高装配效率。

同理，所述转轮盘430外侧壁上设置有一圈第二角位移球栅尺450，所述转动座420上设置有一第二读数头440，所述第二读数头440套设在所述第二角位移球栅尺450上，第二角位移球栅尺450随转轮盘430同步转动，而转轮盘430与顶料棒同步转动，通过第二角位移球栅尺450和第二读数头440即可测量转轮盘430的转动角度，即顶料棒的角度位置，便于调整转轮盘430的角度使得转轮盘430上的顶料棒与中空管一一对应，移动移动装置，将顶料棒顶入到中空管中，将其内的装配件顶入到待装配孔中，直到装配件从中空管中移除并完全装配至待装配孔中，从而完成一次装配动作，能＝实现多个装配件的同时装配，提高装配效率。

上述技术方案中，所述升降支座320外侧壁纵向开设有一开口，所述开口中横向设置有一驱动装置330，所述升降支座上部设置有一纵向伸缩机构325，所述纵向伸缩机构325的伸缩端与所述驱动装置330底部连接，通过纵向伸缩机构325带动驱动装置330在开口中上下运动。

所述驱动装置330内设置有一驱动电机331和一第四齿轮343，所述驱动电机331的驱动轴332第一端伸入到所述升降支座320端头中，所述驱动轴332第一端连接一第三齿轮324的中心，驱动轴332带动第三齿轮324旋转，所述第一齿轮啮合连接在所述第三齿轮324上端，从而最终带动第一齿轮旋转，同时，第一齿轮和第三齿轮随着驱动装置上下移动，以调整第一齿轮的高度，当升降支座320端头抵触在旋转支座183下端后，通过控制纵向伸缩机构325调整驱动装置的高度，从而带动第一齿轮和第三齿轮的高度，直至第一齿轮与齿轮座接合联动，当驱动电机331带动第一齿轮旋转时，即可带动滚动支柱180及整个圆环、中空管转动，滚动支柱整体通过滚珠322支撑在升降支座320上，滚珠322在环形导轨中滚动，以降低滚动支柱在升降支座320端头上的摩擦阻力。

同时，所述驱动轴332第二端连接所述第四齿轮343中心，驱动电机带动第四齿轮转动，本发明还包括一联动装置340，该联动装置纵向设置且套设活动在所述驱动装置330上，所述横向伸缩机构600设置在所述驱动装置330上，所述横向伸缩机构的伸缩端与所述联动装置340连接，横向伸缩机构600驱动联动装置340在驱动装置330上横向移动，所述联动装置340内纵向设置有第五齿轮342和第六齿轮341，所述第五齿轮342啮合连接在所述第四齿轮343上端，所述第六齿轮341啮合连接在所述第五齿轮342与第二齿轮之间，所述第二齿轮、第四齿轮343、第五齿轮342和第六齿轮341的大小是以将所述第一齿轮和第二齿轮能同步转动而配置的，但驱动电机转动时，同时带动第一齿轮和第二齿轮同步转动。

第一角位移球栅尺设置在第二齿轮外侧端的外周，所述第一读数头710设置在所述联动装置的顶部，使得第一读数头710正好套设在第一角位移球栅尺上，随着第二齿轮的转动，第二读数头读取第二齿轮的角度位置，也即是圆环上中空管的角度位置，以便于将装配件与待装配孔定位。

上述技术方案中，所述第一升降驱动机构同步驱动两侧的所述升降支座320，使得两侧的升降支座同步升降，使得中空管保持水平，每侧的所述升降支座320上纵向设置有一第一直线球栅尺311，所述底座300上设置有第三读数头310，所述第三读数头310套设在所述第一直线球栅尺311上，第一直线球栅尺311随着升降支座在第三读数头中上下移动，以实时测量升降支座的升降高度，也就是对圆环的高度进行精确监控，以便于调整圆环的高度，使得圆环上的中空管与待装配孔高度一致。

同理，所述转动座420上纵向设置有一第二直线球栅尺421，所述移动装置500上设置有第四读数头410，所述第四读数头410套设在所述第二直线球栅尺421上。第二直线球栅尺421随着转动座在第四读数头中上下移动，以实时测量转动座的升降高度，也就是对转轮盘430的高度进行精确监控，以便于调整转轮盘430的高度，使得转轮盘430上的顶料棒与中空管高度一致。

装配前，通过第一直线球栅尺311和第三读数头310来辅助调整圆环的高度，使得圆环上的中空管与待装配孔高度一致。此后，控制第一齿轮323向上运动，直到第一齿轮323与齿轮座186接合联动，此时，第二端面齿牙351与第一端面齿牙185相对设置，同时控制第二齿轮350向内侧水平移动，直到第二端面齿牙351与第一端面齿牙185接合联动，圆环通过旋转支座183可转动支撑在所述升降支座320上端，齿轮座与第一齿轮323啮合连接，当驱动第一齿轮323转动时，第一齿轮323与齿轮座的齿牙咬合连接，驱动滚动支柱180及圆环同步转动，同时，两侧的第二端面齿牙351与第一齿轮323同步转动，且两侧的第二端面齿牙351与第一端面齿牙185接合联动，从而确保滚动支柱180不会与第一齿轮323打滑或受力回转，有效避免了圆环在旋转过程中的回转，保证了圆环转动的稳定性。通过第一角位移球栅尺和第一读数头来辅助调整圆环的角度，使得圆环上的中空管与待装配孔角度一致，使得圆环上的中空管与待装配孔一一对应。

将待装配的装配件定向放置在圆环底部，装配件的放置方向与中空管的方向一致，当驱动圆环转动时，转动到圆环正下端的第一侧壁自动抓取一个装配件至中空管中，随着圆环的转动，每个中空管中会抓取到一个装配件，且装配件被锁定在中空管中，由此实现装配件的连续自动抓取。直到圆环上全部中空管中装载有装配件后，再次通过第一角位移球栅尺和第一读数头来辅助调整圆环的角度，具体的，当驱动电机331带动第一齿轮旋转时，即可带动滚动支柱180及中空管转动，滚动支座整体通过滚珠322支撑在升降支座320上，滚珠322在环形导轨中滚动，以降低滚动支柱在升降支座320端头上的摩擦阻力，同时驱动电机通过第四齿轮、第五齿轮、第六齿轮及第二齿轮，同步带动第二端面齿牙转动，第二端面齿牙与第一端面齿牙185接合联动，从而同步带动滚动支柱转动，从滚动支柱180底部和两端同步带动圆环旋转，提高了滚动支柱转动稳定性，同时通过第二端面齿牙和第一端面齿牙185的接合同步联动，确保滚动支柱180不会与第一齿轮323打滑或受力回转，有效避免了圆环在旋转过程中的脱齿而窜位，保证了圆环转动的稳定性，直到，使得圆环上的中空管与待装配孔角度一致，使得圆环上的中空管与待装配孔一一对应。

随后，通过移动装置将顶料机构移动到所述圆环140一侧，通过所述第二升降驱动机构调整转动座420的高度，并通过第二直线球栅尺和第四读数头来辅助调整转轮盘的高度，使得转轮盘的高度与圆环高度一致。

此后调整转轮盘430的角度，具体的，通过第二角位移球栅尺和第二读数头来辅助调整转轮盘430的角度，使得转轮盘430上的顶料棒与圆环上的中空管一一对应，此后，控制移动装置500朝着中空管的方向移动，将顶料棒插入到中空管中，将其内的装配件从中空管另一端顶出，逐渐插入到待装配孔中，控制移动装置的移动距离，直到顶料棒将装配件完全顶入到待装配孔中，控制顶料棒回缩，从而完成单次的装配作业，单次装配可以实现多装配件的装配，提高了装配效率。随后进行下一次的装配工作，直到全部装配工作完成。

由上所述，本发明的装配系统的定位精度高，以利于多装配件的同步装配，提高了装配系统的装配效率，同时，采用多球栅测量系统，对装配高度和装配角度进行监控，提高了装配件的装配精度和装配后产品的质量。

另一种实施例中，为了实现本发明装配系统的单个精确装配，在所述转轮盘430内侧壁上横向设置有一伸缩气缸，至少一根所述顶料棒460设置在所述伸缩气缸的伸缩端上，当对待装配装置进行单个精确装配时，或者待装配装置上某个位置不便于多个装配件同时装配，此时，将装载有装配件的中空管对准需要装配的待装配孔后，调整转轮盘430的角度，使得设置在伸缩气缸的伸缩端上的顶料棒460对准该待装配孔对应的中空管，随后驱动伸缩气缸动作，将所在位置处的顶料棒插入到对应中空管中，将对应的装配件装配到指定待装配孔中，完成单个精确的装配过程，以满足特定位置的单独装配要求。

另一种实施例中，如图11所示，可以省去移动装置，将转动座420直接安装在底座上，同时，将第二升降驱动机构安装在底座中，且在底座中安装有一位移机构，该位移机构连接转动座420底部，通过第二升降驱动机构和位移机构来调整顶料棒的高度和水平位置，完成装配动作，从而简化了整个装配系统。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种高精度自动装配系统，其特征在于，包括：

一对圆环，其间隔相对设置，每个所述圆环内圈中对称设置有若干加固筋，一对所述圆环通过一滚动支柱水平连接，所述滚动支柱设置在每个加固筋的中心，所述滚动支柱为圆柱形结构，所述滚动支柱两侧设置有旋转支座，所述旋转支座外侧壁上设置有第一端面齿牙，每个所述圆环上对称开设有若干圆柱孔，两侧同一位置处的所述圆柱孔中通过一套管连接，所述套管固定在两侧的所述圆柱孔中，且所述套管上贯穿开设有一第一开孔，所述第一开孔的长度与所述套管的长度一致，所述第一开孔的开口与此位置处所述圆环的切线方向垂直；

中空管，其转动设置在所述套管中，所述中空管外侧壁与所述套管内侧壁贴合，且所述中空管与套管轴向固定，所述中空管上贯穿开设有一第二开孔，所述第二开孔的长度与所述中空管的长度一致，所述第二开孔的开口第一边上向外延伸设置有第一侧壁，所述第二开孔的开口第二边上向外延伸设置有第二侧壁，所述第一侧壁和第二侧壁分别向所述第二开孔内侧倾斜，所述第一侧壁的延伸长度大于所述第二侧壁的延伸长度，且所述第二侧壁与所述第二开孔连接处内端设置有一弹性件，所述第二侧壁与所述第二开孔连接处外端设置有一限位件，正常状态下，第一侧壁与第二侧壁之间的间距小于装配件的宽度，所述弹性件将所述第二侧壁保持与所述限位件接触；

底座，其内设置有向上常开的空腔，所述空腔底部移动设置有一对升降支座，所述底座中设置有一第一升降驱动机构，所述第一升降驱动机构与所述升降支座连接，所述升降支座位于所述旋转支座的正下端，所述升降支座端头内设置有一可纵向移动的第一齿轮，所述升降支座端头外侧纵向设置有一与所述第一齿轮同步纵向移动的第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮同步转动，所述第二齿轮通过一横向伸缩机构连接在所述升降支座端头外侧壁上，所述第二齿轮的内侧壁上设置有第二端面齿牙，所述第二端面齿牙与所述第一端面齿牙选择性接合；以及

顶料机构，其设置在所述圆环一侧，所述顶料机构包括一转动座、转轮盘和设置在所述转轮盘上的若干顶料棒，所述转轮盘中心转动设置在所述转动座上，所述顶料棒与所述圆柱孔一一对应；

其中，所述旋转支座外侧端设置有一圈内凹槽，所述内凹槽中设置有齿轮座，所述齿轮座不凸出于所述旋转支座侧壁，所述第一齿轮与所述齿轮座选择性接合联动，所述圆环顺着所述第一侧壁向外倾斜的方向转动，所述内凹槽两侧外周分别设置有一环形导轨，所述升降支座位于所述内凹槽正下端，两端的所述旋转支座支撑在所述升降支座上，所述第二齿轮上一端径向外周设置有一圈第一角位移球栅尺，所述第二齿轮底部固定设置有一第一读数头，所述第一读数头套设在所述第一角位移球栅尺上，所述转轮盘外侧壁上设置有一圈第二角位移球栅尺，所述转动座上设置有一第二读数头，所述第二读数头套设在所述第二角位移球栅尺上。

2.如权利要求1所述的高精度自动装配系统，其特征在于，所述旋转支座从所述圆环向外延伸，所述旋转支座的外侧端设置有挡块，所述第一端面齿牙设置在所述挡块外侧壁上。

3.如权利要求2所述的高精度自动装配系统，其特征在于，所述升降支座端头设置为与所述滚动支柱滚动配合的U型接头结构，所述升降支座端头开设有一U型缺口，所述U型缺口两侧凸出设置有滚珠，所述第一齿轮伸缩设置在所述U型缺口中。

4.如权利要求3所述的高精度自动装配系统，其特征在于，所述升降支座外侧壁纵向开设有一开口，所述开口中横向设置有一驱动装置，所述升降支座上部设置有一纵向伸缩机构，所述纵向伸缩机构的伸缩端与所述驱动装置底部连接。

5.如权利要求4所述的高精度自动装配系统，其特征在于，所述驱动装置内设置有一驱动电机和一第四齿轮，所述驱动电机的驱动轴第一端伸入到所述升降支座端头中，所述驱动轴第一端连接一第三齿轮的中心，所述第一齿轮啮合连接在所述第三齿轮上端，所述驱动轴第二端连接所述第四齿轮中心。

6.如权利要求5所述的高精度自动装配系统，其特征在于，还包括一联动装置，其纵向设置且套设活动在所述驱动装置上，所述横向伸缩机构设置在所述驱动装置上，所述横向伸缩机构的伸缩端与所述联动装置连接，所述联动装置内纵向设置有第五齿轮和第六齿轮，所述第五齿轮啮合连接在所述第四齿轮上端，所述第六齿轮啮合连接在所述第五齿轮与第二齿轮之间，所述第二齿轮、第四齿轮、第五齿轮和第六齿轮的大小是以将所述第一齿轮和第二齿轮能同步转动而配置的，所述第一读数头设置在所述联动装置的上端。

7.如权利要求6所述的高精度自动装配系统，其特征在于，所述第一升降驱动机构同步驱动两侧的所述升降支座，所述升降支座上纵向设置有一第一直线球栅尺，所述底座上设置有第三读数头，所述第三读数头套设在所述第一直线球栅尺上。

8.如权利要求7所述的高精度自动装配系统，其特征在于，所述转动座纵向支撑在一移动装置上，所述移动装置中设置有第二升降驱动机构，所述第二升降驱动机构连接所述转动座底部，所述转动座上纵向设置有一第二直线球栅尺，所述移动装置上设置有第四读数头，所述第四读数头套设在所述第二直线球栅尺上。

9.如权利要求8所述的高精度自动装配系统，其特征在于，所述转轮盘的尺寸与所述圆环的尺寸一致，所述转动座上端横向设置有一转动机构，所述转动机构的输出轴与所述转轮盘中心连接，所述顶料棒横向设置在所述转轮盘外周，所述顶料棒的长度不小于所述套管的长度，所述顶料棒的直径小于所述中空管的直径。

10.如权利要求9所述的高精度自动装配系统，其特征在于，所述转轮盘内侧壁上横向设置有一伸缩气缸，至少一根所述顶料棒设置在所述伸缩气缸的伸缩端上。