CN107879092B - 一种叶轮叶片自动抓取安装装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及叶轮自动化生产线领域。目的是提供一种叶轮叶片自动抓取安装装置,该装置能实现叶片自动抓取安装,同时具有生产效率高、产品质量稳定等优点。技术方案是:一种叶轮叶片自动抓取安装装置,包括载物台;其特征在于:载物台上设置有用于放置叶片的叶片料仓、从料仓中夹取叶片并将叶片送至安装位置的机械手、用于挑起叶轮上衬板且连接在机械手上的挑起机构、用于上下衬板定位的叶轮定位模架以及防止叶片歪斜的扶正机构;所述叶片料仓包括固定在载物台上的垫块以及固定在垫块上的料仓;所述挑起机构包括具有一个转动自由度的转动架、由转动架支撑且由气缸驱动沿自身轴线方向滑动的伸缩杆以及跟随伸缩杆运动的挑起杆。

Description

一种叶轮叶片自动抓取安装装置
技术领域
本发明涉及叶轮自动化生产线领域,尤其是叶轮叶片自动抓取安装装置。
背景技术
近年来,随着经济社会的快速发展,人们对空调制冷机的需求大大增加,使得风机的需求激增。叶轮是风机中最为重要的一个部件;而目前叶轮的组装主要通过人工作业,组装一个叶轮需要叶轮上衬板(以下简称上衬板)、叶轮下衬板(以下简称下衬板)各一个,叶轮叶片40片左右,人工组装所需时间约8分钟。
人工组装流程大致如下:将下衬板平放在载物台上,将3片叶片的两端分别插入到下衬板与上衬板相对应的插孔处,接着用锤头敲弯叶片一端端部使其与下衬板固定,再用锤头敲弯叶片另一端端部使其与将上衬板固定在一起;之后每次先将三到五片叶片分别插入上下衬板的插孔中,再选取中间一片叶片用锤头敲弯叶片两端端部将其与上下衬板固定,依次循环,直到全部叶片安装完成;最后用锤头将剩余的叶片与上下衬板敲击固定。
人工组装叶片生产效率极低,质量也不稳定。因而,需要从实际情况出发,设计开发一种叶轮叶片自动抓取安装装置,从而顺应工业发展的趋势,满足工业生产的要求。
发明内容
本发明的目的是克服上述背景技术的不足,提供一种叶轮叶片自动抓取安装装置,该装置能实现叶片自动抓取安装,同时具有生产效率高、产品质量稳定等优点。
本发明提供的技术方案是:
一种叶轮叶片自动抓取安装装置,包括载物台;其特征在于:载物台上设置有用于放置叶片的叶片料仓、从料仓中夹取叶片并将叶片送至安装位置的机械手、用于挑起叶轮上衬板且连接在机械手上的挑起机构、用于上下衬板定位的叶轮定位模架以及防止叶片歪斜的扶正机构;
所述叶片料仓包括固定在载物台上的垫块以及固定在垫块上的料仓;
所述机械手包括用于夹紧叶片的夹持机构以及携带夹持机构的机械臂;所述夹持机构包括夹持叶片的夹爪以及驱动夹爪作业的夹取气缸;
所述挑起机构包括具有一个转动自由度的转动架、由转动架支撑且由气缸驱动沿自身轴线方向滑动的伸缩杆以及跟随伸缩杆运动的挑起杆。
所述料仓的顶端敞口,底面设有可使叶片滑动的斜坡,斜坡底部设有比叶片截面形状稍大的通孔,以导出叶片。
所述垫块包括竖直布置在垫块侧面且顶端对准料仓底端通孔的凹槽,使得从料仓的通孔下滑到凹槽的叶片保持直立状态;凹槽中部开制有缺口,以利于机械手夹取叶片;凹槽的开口便于机械手夹取叶片后横向水平移动取出叶片。
所述叶轮定位模架包括固定下衬板的下定位模具、带动下定位模具绕竖直轴线旋转的下电机、固定上衬板的上定位模具以及带动上定位模具旋转的上电机。
所述扶正机构包括前端制作有开叉口以扶正叶片的扶杆、带动扶杆直线移动的电机和安装在载物台上且支撑电机及扶杆的支架。
所述转动架通过内置电机带动着绕转动架轴线转动。
本发明的有益效果是:装配效率高(装置的效率相当于人工的3到5倍);机械组装使得产品质量趋于稳定;可大幅度降低生产成本。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图。
图2是本发明中定位模架的立体结构示意图。
图3是本发明工作状态的立体结构示意图。
图4是本发明工作状态的俯视结构示意图。
图5是本发明中叶轮定位模架工作状态的立体结构示意图。
图6是本发明中挑起机构的立体结构示意图。
图7是本发明中机械手的立体结构示意图。
图8是图6中的A部放大结构示意图。
图9是机械手中夹爪的放大结构示意图。
图10是本发明中扶正机构的立体结构示意图。
图11是本发明中叶片料仓的立体结构示意图。
图12是本发明中料仓的立体结构示意图。
图13是本发明中料仓的剖视示意图。
图14是本发明中垫块的立体结构示意图。
图15是装配过程中的叶轮结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图所示实施例,对本发明作进一步说明,但本发明并不局限于以下实施例。
如图1所示的叶轮叶片自动抓取安装装置,在载物台5上配置有料仓1、机械手2、挑起机构3、叶轮定位模架4和扶正机构6。
一、载物台
所述载物台用于放置料仓、机械手、挑起机构及扶正机构,该平台的长度、宽度与上述放置零件占地面积相适应。
二、料仓
所述叶片料仓(如图11所示)包括放置叶片1-1的料仓1-2和固定在叶片料仓底端的垫块1-3。
所述料仓如图12至图13所示,顶端敞口,内腔中横向排列着多个叶片(每个叶片均竖直放置);其底面有一定坡度,可以使叶片沿着斜坡滑下去;斜坡底部有比叶片形状稍大的通孔1-21,叶片可从孔处竖直漏下去。
所述垫块如图14所示,竖直布置在垫块侧面的凹槽1-32对准叶片料仓底端的通孔,使得从通孔下滑到凹槽的叶片继续保持直立状态;制作在凹槽中部的缺口1-31,方便机械手夹取叶片;凹槽的开口便于机械手夹取叶片后横向水平移动,从凹槽中取出叶片。
三、机械手
所述机械手(如图7所示)用于夹取叶片,可外购获得;该机械手包括夹持叶片3-1的夹持机构和运动机构。
所述夹持机构包括一对夹爪3-2和推动夹爪进行夹取或松开运动的夹取气缸3-3。
所述运动机构中,每个关节内部均安装有一个关节电机,从而实现关节的转动;其中:上关节3-4可沿着上关节轴3-41转动;下关节3-5支撑着上关节,并且可驱使上关节绕且下关节轴3-51转动;旋转电机3-6固定在载物台上,并且带动着下关节及所携带的部件及机构绕竖直轴线转动。
四、挑起机构
所述挑起机构(如图6所示)用于挑起上衬板7-1,以腾出空间安装叶片;所述挑起机构中:支撑架2-1固定在机械手的运动机构上;转动架2-2由支撑架支撑,并且通过电机实现转动(转动轴线2-21);伸缩杆2-3由气缸2-5带动,可沿着转动架通孔2-32(即自身轴线方向)前后进行滑动;伸缩杆和气缸轴2-5-2均固定在方形薄板2-5-1上,挑起杆2-4的后端也固定在方形薄板上2-5-1;气缸工作时,气缸轴通过方形薄板带动伸缩杆和挑起杆一起进行伸缩运动。
五、叶轮定位模架
所述叶轮定位模架(图2所示)用于定位并固定叶轮的上衬板和下衬板7-2;该定位模架包括固定下衬板的下定位模具4-3、带动下定位模具旋转的下电机4-4、固定叶轮上衬板的上定位模具4-2以及带动上定位模具旋转的上电机4-1。由图2可知:下定位模具的中心是与下衬板中央的开口相适合的凸台4-33,下衬板的中心孔套入该凸台即可实现中心定位;下定位模具具有放射状布置的三个悬臂,每个悬臂表面制作有与下衬板周边环形圈的弧形相适合的凹槽4-31,并且在凹槽边制作有卡扣4-32;下衬板的环形圈嵌入凹槽后,卡扣再顶压着环形圈,即可实现下衬板的可靠定位。上定位模具与下定位模具相向布置;上定位模具中,上电机固定在上框架4-5上,其驱动的上定位模具的转动轴线与下定位模具的转动轴线同轴布置,上定位模具也制作有与下定位模具相同的三个带有凹槽和卡扣的悬臂,使用方法也相同。
六、扶正机构
两个扶正机构(如图1、图10所示)分别设置在机械手两侧,用于防止当挑起装置挑起上衬板时两边叶片从插销孔中漏出歪倒;所述扶正机构包括扶正叶片的扶杆5-2、带动扶杆直线移动(扶杆一侧制作有齿条,可通过齿轮驱动沿导轨滑动的齿条,使扶杆沿自身轴线移动)的电机5-1和安装在载物台上用于支撑电机和扶杆的支架5-3。图中可见:扶杆前端开制有与叶片厚度相适合的开叉口5-21;使用时扶杆前伸,开叉口穿插进叶片,挑起杆将上衬板挑离叶片后,叶片(有扶杆支撑)也不会歪斜;这样,上衬板再次下压时,仍能使叶片的上端准确插入上衬板的插孔中。
本发明的工作步骤如下:
1)初始状态时,机械手夹持机构处于放松状态,并未夹取叶片;料仓中一片叶片被推动着前移并从通孔中掉下,进入垫块(图4)的凹槽中;
2)机械手中的关节3-4、3-5和3-6转动使得夹爪3-2伸入到垫块(图5)中的缺口处;
3)夹取气缸3-3作用,使得夹爪夹住叶片;
4)机械手带着叶片运动到叶轮定位模架边;两个扶正机构中的电机5-1带动扶杆5-2直线移动扶正两侧的叶片;挑起机构中的转动架2-2转动,同时伸缩杆2-3向前移动,将上衬板往上挑起;
5)机械手将叶片安装到叶轮中(使得叶片的上下两端分别插入上衬板的插孔和下衬板的插孔中),挑起机构撤回;机械手撤回复位;扶正机构撤回复位;
6)叶轮定位模架的上电机和下电机转动相同的角度,进行下一个叶片的安装位置;
7)反复以上循环,安装工作连续进行。

Claims (5)

1.一种叶轮叶片自动抓取安装装置,包括载物台(5);其特征在于:载物台上设置有用于放置叶片的叶片料仓(1)、从料仓中夹取叶片(1-1)并将叶片送至安装位置的机械手(2)、用于挑起叶轮上衬板(7-1)且连接在机械手上的挑起机构(3)、用于上下衬板定位的叶轮定位模架(4)以及防止叶片歪斜的扶正机构(6);
所述叶片料仓包括固定在载物台上的垫块(1-3)以及固定在垫块上的料仓(1-2);
所述机械手包括用于夹紧叶片的夹持机构以及携带夹持机构的机械臂;所述夹持机构包括夹持叶片的夹爪(3-2)以及驱动夹爪作业的夹取气缸(3-3);
所述挑起机构包括具有一个转动自由度的转动架(2-2)、由转动架支撑且由气缸(2-5)驱动沿自身轴线方向滑动的伸缩杆(2-3)以及跟随伸缩杆运动的挑起杆(2-4);
所述叶轮定位模架,包括固定下衬板的下定位模具(4-3)、带动下定位模具绕竖直轴线旋转的下电机(4-4)、固定上衬板的上定位模具(4-2)以及带动上定位模具旋转的上电机(4-1);
所述下定位模具的中心是与下衬板中央的开口相适合的凸台(4-33),下衬板(7-2)的中心孔套入该凸台即可实现中心定位;下定位模具具有放射状布置的三个悬臂,每个悬臂表面制作有与下衬板周边环形圈的弧形相适合的凹槽(4-31),并且在凹槽边制作有卡扣(4-32);下衬板的环形圈嵌入凹槽后,卡扣再顶压着环形圈,即可实现下衬板的可靠定位;上定位模具与下定位模具相向布置;上定位模具中,上电机固定在上框架(4-5)上,其驱动的上定位模具的转动轴线与下定位模具的转动轴线同轴布置,上定位模具也制作有与下定位模具相同的三个带有凹槽和卡扣的悬臂。
2.根据权利要求1所述的叶轮叶片自动抓取安装装置,其特征在于:所述料仓的顶端敞口,底面设有可使叶片滑动的斜坡,斜坡底部设有比叶片截面形状稍大的通孔(1-21),以导出叶片。
3.根据权利要求2所述的叶轮叶片自动抓取安装装置,其特征在于:所述垫块包括竖直布置在垫块侧面且顶端对准料仓底端通孔的凹槽(1-32),使得从料仓的通孔下滑到凹槽的叶片保持直立状态;凹槽中部开制有缺口(1-31),以利于机械手夹取叶片;凹槽的开口便于机械手夹取叶片后横向水平移动取出叶片。
4.根据权利要求3所述的叶轮叶片自动抓取安装装置,其特征在于:所述扶正机构包括前端制作有开叉口(5-21)以扶正叶片的扶杆(5-2)、带动扶杆直线移动的电机和安装在载物台上且支撑电机及扶杆的支架(5-3)。
5.根据权利要求4所述的叶轮叶片自动抓取安装装置,其特征在于:所述转动架通过内置电机带动着绕转动架轴线转动。
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