CN108080915A - 一种燃气表的智能化连杆选型装配设备及其应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种燃气表的智能化连杆选型装配设备，包括：连杆供料单元；与连杆供料单元输出端邻接的搬运及安装机器人；与机器人的安装工作位相配合的机芯输送定位单元；与机芯输送定位单元的定位工作位相配合，进而对机芯上两个摇臂与连杆安装齿轮之间的间距进行检测的视觉检测单元；以及设置在机架上的机器人控制柜。本发明提供一种燃气表的智能化连杆选型装配设备，其能够通过各单元模块的配合，实现对待安装机芯的定位整形，匹配连杆的选型及安装，以适应生产线上对不同型号机芯的组装需要，具有适应性好，可操作性强的效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种在装配加工生产情况下使用的装配设备。更具体地说，本发明涉及一种用在燃气表装配情况下的智能化连杆选型装配设备及其应用方法。
背景技术
现有的燃气表装配生产线中，通常是采用人工完成整个燃气表的装配工作，即工人需要从料框中对各种原料进行拾取，然后在相应的工位上完成安装操作，并在工作期间反复重复同一动作，使得工作人员容易陷入疲劳和烦燥状态，且在工作中工作人员不能因为自身或外部原因停顿，否者将会影响后序工位的生产进度，进而影响生产效率。
而目前的燃气表生产线基本上还无法完全实现全自动化装配，其原因在于燃气表的装配大概需要40个工作模块进行流水作业，且每个模块的操作和时序也存在特殊要求，而对于燃气表中的其中一个配件连杆而言，其装配时需要对与其相配后的摇臂的角度以及安装齿轮的角度进行适应性调整，进而使得能顺利地压合至摇臂、安装齿轮上，且由于生产线上生产的是不同产家的燃气表，故其机芯的型号即尺寸会有一定的差异，故需要停机对其各环节进行调整，以适应不同型号的安装需要，故在组装过程中的难度较大，且调整设备所占用的时间较长，影响了生产效率。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种燃气表的智能化连杆选型装配设备，其能够通过各单元模块的配合，实现对待安装机芯的定位整形，匹配连杆的选型及安装，以适应生产线上对不同型号机芯的组装需要，具有适应性好，可操作性强的效果。
本发明还有一个目的是提供一种燃气表的智能化连杆选型装配设备的应用方法，以适应不同型号机芯上连杆的自适应安装，不会停产调整，具有适应性好，安装精度可控，生产效率高的效果。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种燃气表的智能化连杆选型装配设备，包括：
连杆供料单元；
与连杆供料单元输出端邻接的搬运及安装机器人；
与机器人的安装工作位相配合的机芯输送定位单元；
与机芯输送定位单元的定位工作位相配合，进而对机芯上两个摇臂与连杆安装齿轮之间的间距进行检测的视觉检测单元；
以及设置在机架上的机器人控制柜。
优选的是，其中，所述连杆供料单元包括：
用于将各种型号的连杆按照装配角度进行整形输出的离心式振动机构；
设置在离心式振动机构物料输出端的传输段；
设置在传输段的自由侧，以与机器人的搬运工位相配合的限位机构。
优选的是，其中，所述搬运及安装机器人包括：
用于水平往复运动，以将连杆搬运至安装工作位的水平关节机械臂；
用于通过垂直往复运动，将位于安装工作位的连杆压合至连杆上的安装机械臂。
优选的是，其中，所述机芯输送定位单元包括：
用于将机芯输送至机器人安装工作位下方的传动组件；
对输送至机器人安装工作位的机芯进行定位，以便于安装的定位组件。
优选的是，其中，所述传动组件包括：
用于输送机芯的传动输出段；
设置在传动输出段下方，以将机芯顶升至机器人安装工作位的第一动力机构；
其中，在所述传动输出段的下方，并与机器人安装工作位两端相配合的位置上分别设置有第二动力机构；
所述第二动力机构被配置为具有预定距离的两个气缸，通过对各气缸工作状态的切换，实现机芯按时间或按距离的输入与输出。
优选的是，其中，所述定位组件包括：
设置在顶升后的机芯两侧，以对其夹紧定位的第三动力机构；
设置在机架工作台面上，以对与连杆相配合的两个摇臂进行角度调整定位，以便于安装的定位板，以及与其相配合的第四动力机构；
设置在机架的工作台面上，以对机芯上的连杆安装齿轮的安装孔位置进行调节的第五动力机构
优选的是，其中，所述视觉检测单元包括与机器人安装工作位相配合的第一成像机构，以及与机器人搬运工作位相配合的第二成像机构；
其中，所述第一成像机构及第二成像机构均通信连接至机器人控制柜。
本发明的目的可以通过一种应用智能化连杆选型装配设备的方法得以实现，包括：
机芯输送定位单元输送机芯至机器人的安装工作位；
供料单元输出各种型号的待安装连杆；
机芯输送定位单元将待安装的机芯输送至机器人的安装工作位；
视觉检测单元通过第一成像机构、第二成像机构分别获取机芯图片及供料单元输出端的连杆图片；
机器人控制柜基于机芯图片及连杆图片，以得至机芯上连杆的安装型号，以及供料单元输出端与安装型号对应的连杆型号，并控制机器人完成搬运相应的连杆型号及连杆的组装作业。
优选的是，其中，所述视觉检测单元对第一成像机构对机芯进行视觉成像，以通过机器人控制柜分析得出机芯上两个摇臂在对应角度下，与安装齿轮之间的间距，进而得至连杆的安装型号，并通过第二成像机构对供料单元输出端进行视觉成像，以通过机器人控制柜分析得出连杆型号；
机器人控制柜基于获得的安装型号，控制机器人水平移动至供料单元输出端，以搬运对应的连杆型号至安装工作位，并发出对准信号，机器人控制柜基于对准信号，通过控制机器人的垂直运动将连杆压合在摇臂、安装齿轮上，完成连杆的组装。
优选的是，其中，所述机芯输送定位单元通过传动输出段将机芯源源不断地输送至机器人安装工作位的进料侧；
通过切换第二动力机构中两个气缸的工作状态，进而对输入至机器人安装工作位下方的机芯进行分料操作；
通过第一动力机构将流入至机器人安装工作位的机芯顶升至预定位置；
通过第三动力机构对机芯进行夹紧定位；
通过第四动力机构作用在定位板上的力，以对机芯上摇臂的角度进行调整定位，便于获取安装型号及连杆的组装；
通过第五动力机构传导至安装齿轮力，使得其上的安装孔与摇臂相对应。
本发明至少包括以下有益效果：其一，本发明能够通过各单元模块的配合，实现对待安装机芯的定位整形，匹配连杆的选型及安装，以适应生产线上对不同型号机芯的组装需要，具有适应性好，可操作性强的效果。
其二，本发明通过其应用方法，以适应不同型号机芯上连杆的自适应安装，不会停产调整，具有适应性好，安装精度可控，生产效率高的效果。
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为本发明的一个实施例中燃气表的智能化连杆选型装配设备的结构示意图；
图2为图1中供料单元的放大图；
图3为图1中视觉检测单元与机器人的爆炸图；
图4为图1中传动组件的放大图；
图5为图1中机芯输送组件的放大图；
图6为图1中机芯定位单元的放大图；
图7为本发明的另一个实施例中智能化连杆选型装配设备装配流程示意图。
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。
图1-3示出了根据本发明的一种燃气表的智能化连杆选型装配设备的实现形式，其中包括：
连杆供料单元1，其用于源源不断并按照安装要求对连杆进行整形输出；
与连杆供料单元输出端邻接的搬运及安装机器人2，其用于将连杆从供料机构的输出端搬运至预位置，并压合至机芯的摇臂与安装齿轮上；
与机器人的安装工作位相配合的机芯输送定位单元3，其用于将机芯输送至预定位置，并对机芯及其上部件进行定位，以便于压合安装；
与机芯输送定位单元的定位工作位相配合，进而对机芯上两个摇臂与连杆安装齿轮之间的间距进行检测的视觉检测单元4，其上可以集成处理设备，以通过机芯的成像，以得到待装机芯上连杆的尺寸，也可以通过通信模块直接将图片传递给机器人控制柜对其进行分析；
以及设置在机架上的机器人控制柜5，其用于控制机器人的搬运及安装动作，同时也可以通过接收视觉检测单元的信号，以对供料单元上的连杆型号进行选型。采用这种方案具有通过各单元的配合，实现了对不同型号的机芯进行连杆选型安装，具有自动化程度高，可实施效果好，可操作性强，稳定性好的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。
如图2所示，在另一种实例中，所述连杆供料单元包括：
用于将各种型号的连杆按照装配角度进行整形输出的离心式振动机构 10，其用于通过离心式振动盘的设计，将其内储存的各种型号的连杆按照安装要求进行整形输出；
设置在离心式振动机构物料输出端的传输段11，通过设置在其下的气缸 12或其它的动力设备，使其能根据需要均匀振动输出；
设置在传输段的自由侧，以与机器人的搬运工位相配合的限位机构(未示出)，其用于限定定位单元的工作位，同时对连杆的输送进行限位，防止其从传输段上流出。采用这种方案具有可实施效果好，适应性强，可操作性强的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。
如图3所示，在另一种实例中，所述搬运及安装机器人包括：
用于水平往复运动，以将连杆搬运至安装工作位的水平关节机械臂20，其用于实现连杆的搬运工作；
用于通过垂直往复运动，将位于安装工作位的连杆压合至连杆上的安装机械臂21，其用于对连杆的压合安装。采用这种方案具有可实施效果好，可操作性强，自动化程度高的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。
如图4-5所示，在另一种实例中，所述机芯输送定位单元包括：
用于将机芯输送至机器人安装工作位下方的传动组件310，其用于源源不断的输送机芯至指定工作位上，便于连续生产线的安装作业；
对输送至机器人安装工作位的机芯进行定位，以便于安装的定位组件 320，其用于对机芯进行定位，并对与连杆相配合的安装位进行规整，以方便其连杆安装。采用这种方案以适应连杆的安装需要，具有可实施效果好，可操作性强，稳定性好的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/ 或修改。
如图4所示，在另一种实例中，所述传动组件包括：
用于输送机芯的传动输出段311；
设置在传动输出段下方，以将机芯顶升至机器人安装工作位的第一动力机构312，其用于将机芯与传动组件分离，以便于压合机构施加作用力进行压合操作；
其中，在所述传动输出段的下方，并与机器人安装工作位两端相配合的位置上分别设置有第二动力机构313，其用于对机芯输入至压合工作位，以及输出至下一个工位的输出个数以及输出间距进行限定；
所述第二动力机构被配置为具有预定距离的两个气缸，通过对各气缸工作状态的切换，实现机芯按时间或按距离的输入与输出。采用这种方案机芯输入端第四动力机构的工作流程为，靠近机芯输入端的气缸先行上升，将其右侧的机芯进行限定，然后与其相配合的另一个气缸上升，同样将其右侧的气缸进行限定，第一个气缸下行，使第一个机芯流出，第一个气缸上行，第二个气缸下行，使第二机芯流出至第一个气缸相配合的位置，完成输入，第四动力机构与下个工位的配合，与前面所述的类似，具有可实施效果好，可操作性强，稳定性好，可控性高的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。
如图5-6所示，在另一种实例中，所述定位组件包括：
设置在顶升后的机芯两侧，以对其夹紧定位的第三动力机构321，其用于施加一作用力，对机芯进行定位，并可按要求旋转进而使其对正，以便于压合安装；
设置在机架6工作台面上，以对与连杆相配合的两个摇臂进行角度调整定位，以便于安装的定位板321，以及与其相配合的第四动力机构322，其用于两个摇臂的位置进行规整，以使其二者相对于安装齿轮的距离一致，便于对安装型号的获取，以及便于后期的安装；
设置在机架的工作台面上，以对机芯上的连杆安装齿轮的安装孔位置进行调节的第五动力机构323，其用于通过第五动力机构施加的作用力，通过机芯上的齿轮传导给安装齿轮，进而使得其安装孔与摇臂上的安装孔相对应，以便于其后期连杆的压合安装。采用这种方案具有可实施效果好，可操作性强，稳定性好，安装精度高的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。
在另一种实例中，所述视觉检测单元包括与机器人安装工作位相配合的第一成像机构(未示出)，以及与机器人搬运工作位相配合的第二成像机构(未示出)，其上也可集成处理器，以对连杆安装型号进行获取，同时将安装型号与供料单元的输出端的连杆型号进行对应；
其中，所述第一成像机构及第二成像机构均通信连接至机器人控制柜。采用这种方案选用在机器人控制柜上对其图片进行处理，其原因在于对视觉检测单元的体积进行控制，同时通过两成像机构得到的图片，以对机芯上的连杆安装型号进行获取，以与供料单元的输出端的连杆型号进行对应，实现了选型操作，以适应不同型号机芯上连杆的安装，具有可实施效果好，可操作性强的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。
如图7所示，本发明的目的可以通过一种应用智能化连杆选型装配设备的方法得以实现，包括：
机芯输送定位单元输送机芯至机器人的安装工作位；
供料单元输出各种型号的待安装连杆；
机芯输送定位单元将待安装的机芯输送至机器人的安装工作位；
视觉检测单元通过第一成像机构、第二成像机构分别获取机芯图片及供料单元输出端的连杆图片；
机器人控制柜基于机芯图片及连杆图片，以得至机芯上连杆的安装型号，以及供料单元输出端与安装型号对应的连杆型号，并控制机器人完成搬运相应的连杆型号及连杆的组装作业。采用这种方案实现连杆安装的选型及安装，以适应不同型号机芯的自适应安装，具有自动化程度高，可实施效果好，适应性强，安装精度可控的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。
在另一种实例中，所述视觉检测单元对第一成像机构对机芯进行视觉成像，以通过机器人控制柜分析得出机芯上两个摇臂在对应角度下，与安装齿轮之间的间距，进而得至连杆的安装型号，并通过第二成像机构对供料单元输出端进行视觉成像，以通过机器人控制柜分析得出连杆型号；
机器人控制柜基于获得的安装型号，控制机器人水平移动至供料单元输出端，以搬运对应的连杆型号至安装工作位，并发出对准信号，机器人控制柜基于对准信号，通过控制机器人的垂直运动将连杆压合在摇臂、安装齿轮上，完成连杆的组装。采用这种方案通过视觉成像技术，对连杆的安装型号进行获取，具有可实施效果好，可操作性强，稳定性好的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。
在另一种实例中，所述机芯输送定位单元通过传动输出段将机芯源源不断地输送至机器人安装工作位的进料侧；
通过切换第二动力机构中两个气缸的工作状态，进而对输入至机器人安装工作位下方的机芯进行分料操作；
通过第一动力机构将流入至机器人安装工作位的机芯顶升至预定位置；
通过第三动力机构对机芯进行夹紧定位；
通过第四动力机构作用在定位板上的力，以对机芯上摇臂的角度进行调整定位，便于获取安装型号及连杆的组装；
通过第五动力机构传导至安装齿轮力，使得其上的安装孔与摇臂相对应。采用这种方案对机芯进行整形定位，同时对与连杆安装相关的摇臂与安装齿轮进行角度整形定位，以使其具有可实施效果好，可操作性强，稳定性好的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。
这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的燃气表的智能化连杆选型装配设备及其应用方法的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
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)
1.一种燃气表的智能化连杆选型装配设备，其特征在于，包括：
连杆供料单元；
与连杆供料单元输出端邻接的搬运及安装机器人；
与机器人的安装工作位相配合的机芯输送定位单元；
与机芯输送定位单元的定位工作位相配合，进而对机芯上两个摇臂与连杆安装齿轮之间的间距进行检测的视觉检测单元；
以及设置在机架上的机器人控制柜。
2.如权利要求1所述的燃气表的智能化连杆选型装配设备，其特征在于，所述连杆供料单元包括：
用于将各种型号的连杆按照装配角度进行整形输出的离心式振动机构；
设置在离心式振动机构物料输出端的传输段；
设置在传输段的自由侧，以与机器人的搬运工位相配合的限位机构。
3.如权利要求1所述的燃气表的智能化连杆选型装配设备，其特征在于，所述搬运及安装机器人包括：
用于水平往复运动，以将连杆搬运至安装工作位的水平关节机械臂；
用于通过垂直往复运动，将位于安装工作位的连杆压合至连杆上的安装机械臂。
4.如权利要求1所述的燃气表的智能化连杆选型装配设备，其特征在于，所述机芯输送定位单元包括：
用于将机芯输送至机器人安装工作位下方的传动组件；
对输送至机器人安装工作位的机芯进行定位，以便于安装的定位组件。
5.如权利要求4所述的燃气表的智能化连杆选型装配设备，其特征在于，所述传动组件包括：
用于输送机芯的传动输出段；
设置在传动输出段下方，以将机芯顶升至机器人安装工作位的第一动力机构；
其中，在所述传动输出段的下方，并与机器人安装工作位两端相配合的位置上分别设置有第二动力机构；
所述第二动力机构被配置为具有预定距离的两个气缸，通过对各气缸工作状态的切换，实现机芯按时间或按距离的输入与输出。
6.如权利要求4所述的燃气表的智能化连杆选型装配设备，其特征在于，所述定位组件包括：
设置在顶升后的机芯两侧，以对其夹紧定位的第三动力机构；
设置在机架工作台面上，以对与连杆相配合的两个摇臂进行角度调整定位，以便于安装的定位板，以及与其相配合的第四动力机构；
设置在机架的工作台面上，以对机芯上的连杆安装齿轮的安装孔位置进行调节的第五动力机构。
7.如权利要求1所述的燃气表的智能化连杆选型装配设备，其特征在于，所述视觉检测单元包括与机器人安装工作位相配合的第一成像机构，以及与机器人搬运工作位相配合的第二成像机构；
其中，所述第一成像机构及第二成像机构均通信连接至机器人控制柜。
8.一种应用如权利要求1-7任一项所述的智能化连杆选型装配设备的方法，其特征在于，包括：
机芯输送定位单元输送机芯至机器人的安装工作位；
供料单元输出各种型号的待安装连杆；
机芯输送定位单元将待安装的机芯输送至机器人的安装工作位；
视觉检测单元通过第一成像机构、第二成像机构分别获取机芯图片及供料单元输出端的连杆图片；
机器人控制柜基于机芯图片及连杆图片，以得至机芯上连杆的安装型号，以及供料单元输出端与安装型号对应的连杆型号，并控制机器人完成搬运相应的连杆型号及连杆的组装作业。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述视觉检测单元对第一成像机构对机芯进行视觉成像，以通过机器人控制柜分析得出机芯上两个摇臂在对应角度下，与安装齿轮之间的间距，进而得至连杆的安装型号，并通过第二成像机构对供料单元输出端进行视觉成像，以通过机器人控制柜分析得出连杆型号；
机器人控制柜基于获得的安装型号，控制机器人水平移动至供料单元输出端，以搬运对应的连杆型号至安装工作位，并发出对准信号，机器人控制柜基于对准信号，通过控制机器人的垂直运动将连杆压合在摇臂、安装齿轮上，完成连杆的组装。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述机芯输送定位单元通过传动输出段将机芯源源不断地输送至机器人安装工作位的进料侧；
通过切换第二动力机构中两个气缸的工作状态，进而对输入至机器人安装工作位下方的机芯进行分料操作；
通过第一动力机构将流入至机器人安装工作位的机芯顶升至预定位置；
通过第三动力机构对机芯进行夹紧定位；
通过第四动力机构作用在定位板上的力，以对机芯上摇臂的角度进行调整定位，便于获取安装型号及连杆的组装；
通过第五动力机构传导至安装齿轮力，使得其上的安装孔与摇臂相对应。
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