CN108213945A - 仪表自动化生产线 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种仪表自动化生产线，用于运入于未压装指针的仪表、前框和运出已压装指针的仪表的转运设备一侧为指针安装区，另一侧为前框安装区，所述指针安装区中心设有第一工业机器人，围绕所述第一工业机器人且在其工作范围之内设有转运设备、用于为仪表压装指针的自动压针设备、运出不合格仪表的第一皮带机、对仪表进行调表的自动调表设备、以及对仪表进行检测的震动老化检测设备，所述前框安装区中心设有第二工业机器人，围绕所述第二工业机器人且在其工作范围之内设有转运设备、用于压装前框的前框装配设备、运出不合格仪表的第二皮带机、以及对仪表进行检测的自动终检设备，本发明的优点在于能够全自动对仪表进行压针、前框压合，并能对仪表进行检测处理，自动化程度高，工作稳定可靠，能有效的提高生产效率。

Description

仪表自动化生产线

技术领域

本发明涉及汽车仪表生产领域。

背景技术

汽车仪表在生产时需要进行指针的安装，之后再将前框(仪表面罩)压合在仪表上，目前这些操作都是利用单独的设备，依靠人工逐步完成，生产效率低下。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是实现一种能够自动完成仪表指针安装和前框压合的生产线。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：仪表自动化生产线，用于运入于未压装指针的仪表、前框和运出已压装指针的仪表的转运设备一侧为指针安装区，另一侧为前框安装区，所述指针安装区中心设有第一工业机器人，围绕所述第一工业机器人且在其工作范围之内设有转运设备、用于为仪表压装指针的自动压针设备、运出不合格仪表的第一皮带机、对仪表进行调表的自动调表设备、以及对仪表进行检测的震动老化检测设备，所述前框安装区中心设有第二工业机器人，围绕所述第二工业机器人且在其工作范围之内设有转运设备、用于压装前框的前框装配设备、运出不合格仪表的第二皮带机、以及对仪表进行检测的自动终检设备，所述前框装配设备设有水平设置的导轨，所述导轨上固定有滑车，所述滑车上固定有用于支撑仪表的托盘，所述导轨始端位于指针安装区的第一工业机器人工作范围之内，所述导轨中部位置位于前框安装区的第二工业机器人工作范围之内，所述第一工业机器人和第二工业机器人的末端设有用于夹持仪表、前框的仪表爪夹。

所述自动压针设备包括双线压针机构和指针上料机构；所述双线压针机构的X轴总成和辅助轨道平行设置，Y轴总成通过滑块支撑在X轴总成和辅助轨道上，所述X轴总成驱动Y轴总成沿X轴滑动，Z轴总成通过滑块支撑在Y轴总成，所述Y轴总成驱动Z轴总成沿Y轴滑动，U轴总成通过滑块支撑在Z轴总成，所述Z轴总成驱动U轴总成沿Z轴滑动，所述U轴总成下端的活动端固定有指针夹具，所述U轴总成驱动指针夹具旋转运动，所述指针夹具下方设有两条平行的夹具轨道，每条所述夹具轨道上设有一个仪表夹具，每条所述夹具轨道上设有驱动仪表夹具滑动的行径机构，两条所述夹具轨道的末端位于X轴总成和辅助轨道之间的指针夹具工作区域；所述指针上料机构设有用于竖直堆叠指针盘的料槽，所述料槽为上下均开口的结构，所述料槽底部设有阻挡指针盘下落的下限位气缸，所述下限位气缸的上方设有阻挡上一层指针盘下落的上限位气缸，所述料槽的下方为指针传送带的始端，所述指针传送带的末端位于两条夹具轨道之间的指针夹具工作区域，所述指针传送带的始端的下方设有倾斜设置的卸料滑道，所述指针传送带的末端的上方设有竖直设置的挡板。

所述第一皮带机和第二皮带机结构相同，两个皮带机均设有独立的皮带机PLC控制器，所述皮带机PLC控制器输出控制信号至伺服驱动器，所述伺服驱动器驱动伺服电机转动，所述伺服电机驱动运输带运转，其特征在于：所述运输带始端的两侧设有用于感应是否有仪表的安全光栅，所述运输带末端的两侧设有用于感应是否有仪表的光电传感器，所述安全光栅和光电传感器均输出感应信号至皮带机PLC控制器。

所述自动调表设备设有圆形的调表转盘，所述调表转盘的圆心位置通过转轴水平设置在底板上，所述转轴由电机驱动带动调表转盘转动，所述调表转盘的上表面设有竖直设置将其分割为两个半圆的调表隔板，所述调表隔板两侧的调表转盘上各设有一个用于固定仪表的调表夹具，所述调表夹具上设有用于与仪表电连接的通信接口，所述底板固定在机柜内，所述调表转盘一半置于机柜外，另一半置于机柜内，设备设有调表控制器，所述调表控制器通过通信接口向仪表导入调表程序。

所述震动老化检测设备设有工作台，所述工作台上设有至少一个检测单元，所述检测单元设有支撑主板，所述支撑主板的四角各固定有一个直线轴承，每个所述直线轴承安装在竖直固定于工作台上的导向柱上，所述直线轴承与工作台之间、以及直线轴承与相应导向柱顶部限位结构之间均设有套在导向柱上震动弹簧，所述支撑主板下表面固定有震动电机，所述支撑主板上表面固定有用于支撑仪表的夹具板，所述夹具板旁固定有用于固定仪表的夹具，所述夹具板上设有与仪表接口电连接的快插接头，设备设有震动老化PLC控制器，所述震动老化PLC控制器输出控制信号至每个检测单元的震动电机和快接插头。

所述转运设备包括倍速链输送线、以及位于其两端的始端返板提升机和尾端返板提升机；所述倍速链输送线设有两层，上层和下层的两侧均用于支撑传输板的上传送链条和下传送链条，所述传输板下表面的两侧设有用于与链条啮合的凸齿；所述始端返板提升机和尾端返板提升机的结构相同，设有由上支撑板和下支撑板构成的支架结构，所述上支撑板上固定有上链轮，下支撑板上固定有下链轮，所述上链轮和下链轮之间设有竖直设置的升降链条，所述升降链条上固定有两条水平设置的提升机链条，所述支架结构固定在竖直升降的升降气缸上，当所述提升机链条被降至最低位置时与倍速链输送线下层的两条下传送链条对接，当所述提升机链条被升至最高位置时与倍速链输送线上层的两条上传送链条对接。

所述仪表爪夹设有主板，所述主板上表面的中心位置设有用于连接工业机器人的快换接头，所述主板的下表面设有嵌入在滑槽内且围成四方形的左爪夹、右爪夹、前爪夹和后爪夹，所述左爪夹和与右爪夹由气动元件驱动沿滑槽相向滑动，所述前爪夹和后爪夹由气动元件驱动沿滑槽相向滑动，所述左爪夹和右爪夹下檐设有相向弯折夹持仪表左右两侧下檐的抓钩，所述前爪夹和后爪夹下檐设有相向弯折夹持仪表前后两侧下檐的抓钩。

沿所述前框装配设备的导轨固定有丝杆，所述滑车上固接有安装在丝杆上的丝杆螺母，所述导轨一端固定有驱动丝杆旋转的送料电机，所述导轨始端和末端均设有感应滑车位置的行程开关，所述行程开关输出感应信号至前框装配PLC控制器，所述导轨末端设有上框架总成，所述上框架总成设有固定在导轨两侧的导向支柱，所述导向支柱顶部固定有安装板，所述安装板下方设有滑动板，所述滑动板通过滑套固定在导向支柱上，所述安装板上固定有压接气缸，所述压接气缸的气缸杆连接滑动板，所述滑动板下表面设有用于下推压板的下压杆，所述导轨末端的两侧竖直固定有套杆，每个所述套杆的两根套接的杆状结构之间设有回位弹簧，所述压板固定在套杆上，所述压板上设有供仪表前框滑入的压接槽，所述压接槽两侧的压板上各固定有一个夹持气缸，两个所述夹持气缸的气缸杆相向运动夹持滑入压接槽内的仪表前框，所述前框装配PLC控制器输出驱动信号至送料电机、夹持气缸和压接气缸。

所述自动终检设备设有圆形的终检转盘，所述终检转盘的圆心位置通过转轴水平设置在底板上，所述转轴由电机驱动带动终检转盘转动，所述终检转盘的上表面设有竖直设置将其分割为两个半圆的终检隔板，所述终检隔板两侧的终检转盘上各设有一个用于固定仪表的终检夹具，所述终检夹具上设有用于与仪表电连接的通信接口，所述底板固定在机柜内，所述终检转盘一半置于机柜外，另一半置于机柜内，所述机柜内终检转盘的上方通过摄像头支架固定有采用仪表图像信息的CCD，所述CCD输出信号至终检控制器，所述终检控制器通过通信接口向仪表发送模拟信号。

基于所述仪表自动化生产线的控制方法：

转运设备循环运入前框、未压装指针的仪表，并运出已压装指针的仪表；

皮带机在每放入一个不合格仪表时，皮带机将其运输带上全部上不合格仪表向前运输设定距离，空出待放区域；

第一工业机器人从转运设备上取出未压装指针的仪表放入自动压针设备；

第一工业机器人从自动压针设备上取出已压装指针的仪表放入自动调表设备；

第一工业机器人从自动调表设备上取出仪表放入震动老化检测设备；

第一工业机器人从震动老化检测设备上取出合格仪表放入前框装配设备导轨的始端，取出不合格仪表放入皮带机待放区域；

前框装配设备将仪表运送至导轨的中间位置，第二工业机器人从转运设备上取出前框放入到仪表的上方，之后前框装配设备进行压合，压合后前框装配设备将仪表运送至导轨的中间位置；

第二工业机器人从前框装配设备导轨的中间位置取下已经压合的仪表放入到自动终检设备；

第二工业机器人从自动终检设备上取出合格仪表放入转运设备，取出不合格仪表放入第二皮带机待放区域。

本发明的优点在于能够全自动对仪表进行压针、前框压合，并能对仪表进行检测处理，自动化程度高，工作稳定可靠，能有效的提高生产效率。

附图说明

下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为仪表自动化生产线结构示意图；

图2为指针上料机构结构示意图；

图3为双线压针机构结构示意图；

图4为皮带机结构示意图；

图5为自动调表设备结构示意图；

图6为震动老化检测设备结构示意图；

图7为检测单元结构示意图；

图8为转运设备结构示意图；

图9为仪表爪夹结构示意图；

图10为前框装配设备结构示意图；

图11为上框架总成结构示意图；

图12为自动终检设备结构示意图；

上述图中的标记均为：1、自动压针设备；2、皮带机；3、自动调表设备；4、震动老化检测设备；5、转运设备；6、工业机器人；7、前框装配设备；8、自动终检；

101、指针传送带；102、料槽；103、上限位气缸；104、下限位气缸；105、卸料滑道；106、挡板；107、停止开关；108、指针盘；109、Y轴总成；110、Z轴总成；111、U轴总成；112、辅助轨道；113、仪表夹具；114、X轴总成；

201、运输带；202、安全光栅；203、光电传感器；204、限位支撑板；205、卷筒式打印机；206、标记喷枪；207、二维活动支架；

301、调表转盘；302、调表支撑轮；303、调表定位器；304、调表隔板；305、调表夹具；

401、震动电机；402、快插接头；403、导向柱；404、直线轴承；405、夹具板；406、翻转夹爪；407、工作台；408、检测单元；

501、倍速链输送线；502、始端返板提升机；503、尾端返板提升机；504、传输板；505、上传送链条；506、下传送链条；507、限位板；508、上托机构；509、提升机链条；510、上支撑板；511、下支撑板；512、升降链条；513、升降气缸；

601、主板；602、左爪夹；603、右爪夹；604、前爪夹；605、后爪夹；606、快换接头；607、支撑柱；

701、上框架总成；702、前框装配PLC控制器；703、气动总成挂板；704、静电消除器；705、感应器；706、托盘；707、送料电机；708、压接气缸；709、滑套；710、导向支柱；711、支柱固定座；712、压板；713、夹持气缸；714、回位弹簧；

801、终检转盘；802、终检支撑轮；803、终检定位器；804、终检隔板；805、终检夹具；806、摄像头支架；807、CCD。

具体实施方式

指针安装区包括自动压针设备1、第一皮带机2、自动调表设备3、震动老化检测设备4、转运设备5和第一工业机器人6，第一工业机器人6末端设有用于夹持仪表的仪表爪夹，自动压针设备1、皮带机2、自动调表设备3、震动老化检测设备4、转运设备5围绕工业机器人6布置，并且需要置于第一工业机器人6工作范围之内，即仪表爪夹能够延伸至的地方。

自动压针设备1用于为仪表压装指针，自动调表设备3用于对仪表进行调表，第一皮带机2用于运出不合格的仪表，震动老化检测设备4用于对仪表进行检测、转运设备5用于运入未压装指针的仪表和运出已压装指针的仪表。

前框安装区包括前框装配设备7、第二皮带机2、自动终检设备、第二工业机器人6和转运设备5，第二工业机器人6末端设有用于夹持仪表的仪表爪夹，前框装配设备7、第二皮带机2、自动终检设备和转运设备5围绕第二工业机器人6布置，并且需要置于第二工业机器人6工作范围之内，即仪表爪夹能够延伸至的地方。

前框装配设备7用于将仪表和前框压合、第二皮带机2用于运出不合格的仪表，自动终检设备对仪表进行检测、转运设备5用于运入未压装的仪表、前框和运出已压装的仪表。

指针安装区和前框安装区可以共用同一个转运设备5，即转运设备5一侧为指针安装区，另一侧为前框安装区，前框装配设备7为两个区域的纽带，前框装配设备7设有水平设置的导轨，导轨上固定有滑车，滑车上固定有用于支撑仪表的托盘706，导轨始端位于指针安装区的第一工业机器人6工作范围之内，导轨中部位置位于前框安装区的第二工业机器人6工作范围之内。

第一工业机器人6和第二工业机器人6结构相同，两个工业机器人6的末端设有用于夹持仪表、前框的仪表爪夹。指针安装区和前框安装区的皮带机2也采用相同的结构。

整个生产线可以由一个总控制器协调各个部件工作，基于上述仪表自动化生产线的控制方法：

转运设备5循环运入前框、未压装指针的仪表，并运出已压装指针的仪表；

皮带机2在每放入一个不合格仪表时，皮带机2将其运输带201上全部上不合格仪表向前运输设定距离，空出待放区域；

第一工业机器人6从转运设备5上取出未压装指针的仪表放入自动压针设备1；

第一工业机器人6从自动压针设备1上取出已压装指针的仪表放入自动调表设备3；

第一工业机器人6从自动调表设备3上取出仪表放入震动老化检测设备4；

第一工业机器人6从震动老化检测设备4上取出合格仪表放入前框装配设备7导轨的始端，取出不合格仪表放入皮带机2待放区域；

前框装配设备7将仪表运送至导轨的中间位置，第二工业机器人6从转运设备5上取出前框放入到仪表的上方，之后前框装配设备7进行压合，压合后前框装配设备7将仪表运送至导轨的中间位置；

第二工业机器人6从前框装配设备7导轨的中间位置取下已经压合的仪表放入到自动终检设备；

第二工业机器人6从自动终检设备上取出合格仪表放入转运设备5，取出不合格仪表放入第二皮带机2待放区域。

下面对各个设备依次详细说明如下：

自动压针设备1设有一个机柜，双线压针机构和指针上料机构安装在机构上。

双线压针机构安装在固体内，主要设有多维运动机构，包括X轴总成114、Y轴总成109、Z轴总成110和U轴总成111，X轴总成114和辅助轨道112平行设置，辅助轨道112用于支持Y轴总成109，Y轴总成109通过滑块支撑在X轴总成114和辅助轨道112上，X轴总成114驱动Y轴总成109沿X轴滑动，Z轴总成110通过滑块支撑在Y轴总成109，Y轴总成109驱动Z轴总成110沿Y轴滑动，U轴总成111通过滑块支撑在Z轴总成110，Z轴总成110驱动U轴总成111沿Z轴滑动，U轴总成111下端的活动端固定有指针夹具，U轴总成111驱动指针夹具旋转运动。

指针夹具为气动夹持元件，指针夹具上设有采用仪表图像信息的摄像头，摄像头输出图像信号至压针设备控制器，通过摄像头对图像的识别，可以准确让指针夹具完成放置指针并压合的工作。

指针夹具下方设有两条平行的夹具轨道，每条夹具轨道上设有一个仪表夹具113，每条夹具轨道上设有驱动仪表夹具113滑动的行径机构，可以采用电机驱动丝杆机构实现仪表夹具113沿夹具轨道滑动，两条夹具轨道的末端位于X轴总成114和辅助轨道112之间的指针夹具工作区域，即位于括X轴总成114、Y轴总成109、Z轴总成110和U轴总成111，X轴总成114的活动范围内两条夹具轨道的始端位于柜体外，方便机器人取放仪表。

两条夹具轨道的始端和末端均设有行程开关，行程开关输出仪表夹具113位置信号至压针设备控制器，压针设备控制器输出驱动信号至行径机构驱动仪表夹具113沿着所在夹具轨道活动，工作时控制一个仪表夹具113位于柜外，一个位于柜内，柜外的仪表夹具113可以进行取放仪表的操作，柜内的仪表夹具113上的仪表可以进行压针操作。压针设备控制器输出驱动信号至X轴总成114、Y轴总成109、Z轴总成110、U轴总成111控制指针夹具运动轨迹，指针夹具和仪表夹具113通过气动单元驱动，压针设备控制器输出驱动信号至气动单元。

待装配的指针一般固定在指针盘108内，指针上料机构设有用于竖直堆叠指针盘108的料槽102，料槽102可以用四根竖直设置的角钢构成框架结构，料槽102底部设有阻挡指针盘108下落的下限位气缸104，可以设置一对，下限位气缸104的上方设有阻挡上一层指针盘108下落的上限位气缸103，也可以设置一对，上限位气缸103和下限位气缸104的气缸杆伸出时均可以阻挡指针盘108下落，回收时则指针盘108能够顺利下落，上限位气缸103和下限位气缸104相配合工作，可以向下方单个输送至指针盘108。

指针盘108下表面的四角各设有一个支撑腿，支撑腿的高度大于上限位气缸103的气缸杆直径，方便配合上限位气缸103和下限位气缸104工作，使得相互堆叠的指针盘108之间具有供上限位气缸103插入的间隙。料槽102的下方为指针传送带101的始端，指针传送带101的末端位于自动压针设备1内，指针传送带101的始端的下方设有倾斜设置的卸料滑道105，由于回收空置的指针盘108，可在卸料滑道105底部设置收集框。

指针传送带101的末端的上方设有竖直设置的挡板106，用于限制指针盘108的前进位置，方便其他设备能够准确的取走指针，挡板106朝向指针传送带101一侧设有停止开关107，如采用接触开关，停止开关107输出感应信号至压针设备控制器，用于获取指针盘108到位的信号。压针设备控制器输出驱动信号至上限位气缸103、下限位气缸104和指针传送带101。

指针传送带101包括滑道和沿滑道固定的链条，滑道用于支撑指针盘108底面，链条优选设置在滑道中线位置，指针盘108下表面的中线位置设有条状用于嵌入到链条内的凸齿，链条两端通过链轮支撑，链轮通过电机驱动旋转，通过凸齿啮合到链条内，再通过链条的传动能够可靠的带动指针盘108运动，由于指针盘108与链条之间为啮合关系，则两者固定更加可靠，不会发生偏移，并且在指针盘108接触到停止开关107/挡板106时，也能有效的避免因撞击而发生的后退或偏移的发生。

为了方便工作人员及时补料，上限位气缸103和下限位气缸104之间设有感应料槽102内是否有指针盘108的感应装置(如光电感应器705)，感应装置输出感应信号至压针设备控制器，压针设备控制器设有报警器，可以发出提示音进行报警。

基于上述指针上料机构的控制方法：

1)下限位气缸104收缩放下一个指针盘108后恢复伸出状态，则最底层的指针盘108落入到指针传送带101上；

2)上限位气缸103收缩放下一个指针盘108至下限位气缸104上，则料槽102内的所有指针盘108向下滑动，由下限位气缸104支撑，之后上限位气缸103恢复伸出状态，上限位气缸103的气缸杆伸入到目前最底层和倒数第二次指针盘108之间的间隙内；

3)指针传送带101正转(驱动链条的电机正转)直至接收到停止开关107信号，指针盘108被送入到设备内待压针的位置；

4)自动压针设备1用完所有指针后会发出得指针装配完毕的信号，当获得指针装配完毕的信号后驱动指针传送带101反转(驱动链条的电机反转)设定时间后停止，该设定时间保证指针盘108能够落入到卸料滑道105内即可；

5)返回1)

工作过程中，当压针设备控制器接收到感应装置无指针盘108的信号且超过设定时间(如三秒)，则进行报警，设置一个设定时间用于避免执行步骤1)时发生误判。

自动调表设备3设有一个机柜，机柜内水平设有底板，底板上设有轴承，轴承内固定有转轴，转轴顶端固接在调表转盘301的圆心位置，转轴由电机驱动带动调表转盘301转动，调表转盘301的上表面设有竖直设置将其分割为两个半圆的调表隔板304，即调表隔板304沿着调表转盘301的直径布置，调表隔板304两侧的调表转盘301上各设有一个用于固定仪表的调表夹具305，调表夹具305为气动夹具，通过气动元件驱动调表夹具305夹持或放开仪表。

调表控制器输出控制信号至调表夹具305的气动元件，调表夹具305上设有用于与仪表电连接的通信接口，调表控制器通过通信接口向仪表发送预设的调表程序，仪表在接收到调表程序后进行存储。

底板固定在机柜内，底板上固定用至少一个用于支撑调表转盘301的调表支撑轮302，调表转盘301一半置于机柜外，另一半置于机柜内，为了保证转动位置可靠，调表转盘301边缘设有信号齿，底板上设有获取信号齿位置信息的调表定位器303，如信号齿读取器，调表定位器303输出信号至调表控制器，调表控制器输出驱动信号至电机，从而精确控制调表转盘301转动，始终保持一个调表夹具305位于机柜外，一个调表夹具305位于机柜内。

运输带201由伺服电机驱动运转，运输带201通过框架固定水平设置，运输带201优选采用防静电皮带，用作装载生产线中有故障的仪表。皮带机2PLC控制器为整个皮带机2的控制核心，其输出控制信号至伺服驱动器，通过伺服驱动器驱动伺服电机转动。

运输带201始端的两侧设有用于感应是否有仪表的安全光栅202，感应是否有仪表放入，运输带201末端的两侧设有用于感应是否有仪表的光电传感器203，感应运输带201上的仪表是否承载满了，安全光栅202和光电传感器203均输出感应信号至皮带机2PLC控制器，皮带机2PLC控制器通过上述两个传感器的信号驱动整个皮带机2的工作。为防止仪表跌落，皮带机2的末端端面设有用于防止仪表掉落的限位支撑板204。

皮带机2PLC控制器连接生产线的检测设备，用于获取当前放入到运输带201上的仪表存在何种故障或缺陷，运输带201的始端一侧设有朝向仪表侧面喷涂的标记喷枪206，标记喷枪206通过管道连接喷涂设备，喷涂设备包括涂料桶、气源、管道、阀门等，为常规的结构，涂料需要采用方便擦除的涂料，方便后期去除，标记喷枪206固定在可以在竖直面上运动的二维活动支架207，则能够根据编程在仪表侧面喷涂上任意的文字信息，若定义运输带201的运转方向X轴，则二维活动支架207需要能在X轴和Y轴两个方向上运作，皮带机2PLC控制器输出控制信号至二维活动支架207的驱动单元以及喷涂设备，皮带机2PLC控制器输出控制信号至卷筒式打印机205，卷筒式打印机205用于打印获取的仪表故障或缺陷信息。

基于上述用于仪表自动化生产线的皮带机2的控制方法如下：

当皮带机2PLC控制器接接收到安全光栅202感应到有仪表的信号时，皮带机2PLC控制器获取仪表的故障代码或信息，并自动生产流水号；

皮带机2PLC控制器驱动二维活动支架207和喷涂设备在仪表侧面喷涂流水号，并驱动卷筒式打印机205打印流水号及相应的故障代码或信息；

皮带机2PLC控制器驱动伺服电机运行固定步长。

当皮带机2PLC控制器接收到光电传感器203应到有仪表的信号时，皮带机2PLC控制器驱动报警单元报警。

仪表震动老化检测设备4的工作台407上设有至少一个检测单元408，工作台407通过框架支撑，框架主体采用40*60矩形管焊接，封板和门采用冷轧钢板折弯后静电喷塑。工作台407上设置9个工位的检测单元408。

检测单元408设有支撑主板601，支撑主板601的四角各固定有一个直线轴承404，工作台407上设有若干竖直固定的导向柱403，每四个导向柱403用于支撑一个检测单元408，直线轴承404安装在竖直固定于工作台407上的导向柱403上，直线轴承404可以沿着导向柱403上下活动，每个直线轴承404与工作台407之间均设有套在导向柱403上震动弹簧，每个导向柱403顶端设一个限位结构(如圆形片)，直线轴承404与相应导向柱403顶部限位结构之间均设有套在导向柱403上震动弹簧，每个支撑主板601通过八个震动弹簧保证了其能可靠的上下震动。

支撑主板601下表面固定有震动电机401，震动电机401配合震动弹簧能够使支撑主板601高频率的震动，支撑主板601上表面固定有用于支撑仪表的夹具板405，夹具板405的上表面形状与仪表下表面结构相配合，夹具板405旁固定有用于固定仪表的夹具，每个检测单元408设有四个固定在具板两侧的夹具，夹具为气动翻转夹爪406，通过气源控制，每个翻转夹爪406设有一个固定柱，固定柱上铰接有一个自上夹具板405一侧翻折的固定杆，固定柱内设有气缸，气缸杆铰接在固定杆的末端，气缸通过管道连接气源，在管道上设有气动阀门，翻转夹爪406通过向下翻折的固定杆配合夹具板405将仪表固定在夹具板405上。

夹具板405上设有与仪表接口电连接的快插接头402，当仪表固定在夹具板405上时，仪表上的信号输入口与快插接头402，震动老化PLC控制器输出控制信号至每个检测单元408的震动电机401和快接插头，可以向仪表发出模拟信号，让仪表指针转动工作。

此外，震动老化PLC控制器输出驱动信号至每个气动阀门，用于控制其夹持或放开仪表，为了更加精确让检测单元408知晓是否有仪表放置到夹具板405上，夹具板405上设有感应是否放置有仪表的接触开关，所述接触开关输出感应信号至震动老化PLC控制器。

基于上仪表震动老化检测设备4的控制方法:

当待检测的仪表放置到夹具板405上后，可以通过接触开关获取信号，震动老化PLC控制器控制相应检测单元408的翻转夹爪406夹持仪表；

震动老化PLC控制器通过该检测单元408的快插接头402向仪表发出模拟信号驱动仪表工作，同时震动老化PLC控制器驱动相应震动电机401工作，模拟信号的输出和震动电机401的工作同时维持设定时间，如8分钟；

设定时间到达后，关闭震动电机401，同时停止向仪表发出模拟信号，再打开该检测单元408的翻转夹爪406，方便取出已经检测的仪表；

具体仪表是否有故障可通过人工或生产线后续设备观察指针工况知晓。

用于仪表自动化生产线的转运设备5由三个部分组成，包括倍速链输送线501、始端返板提升机502和尾端返板提升机503，始端返板提升机502和尾端返板提升机503位于倍速链输送线501的两端，构成了环形的传输结构。

倍速链输送线501设有两层，上层有两条平行且水平布置的上传送链条505，下层有两条平行且水平布置的下传送链条506，两侧链条通过支架支撑，上传送链条505和下传送链条506通过独立的链轮支撑，两条上传送链条505由同一套动力系统(电机)同步驱动，两条下传送链条506由同一套动力系统(电机)同步驱动。

始端返板提升机502和尾端返板提升机503的结构相同，设有两条平行且水平设置的提升机链条509，两条提升机链条509的间距与两条上传送链条505以及两条下传送链条506的间距相同，链条的齿距也相同，三对链条传输传输板504，传输板504下表面的两侧设有用于与链条啮合的凸齿，通过驱动链条转动实现传输板504的转运。传输板504用于放置仪表。

提升机链条509固定在升降机构上，为了在最小的空间内提高其升降高度，始端返板提升机502和尾端返板提升机503设有由上支撑板510和下支撑板511构成的支架结构，上支撑板510上固定有上链轮，下支撑板511上固定有下链轮，上链轮和下链轮之间设有竖直设置的升降链条512，升降链条512优选设置两组，利用两组升降链条512支撑提升机链条509。

支架结构固定在竖直升降的升降气缸513上，当提升机链条509被降至最低位置时与倍速链输送线501下层的两条下传送链条506对接，当提升机链条509被升至最高位置时与倍速链输送线501上层的两条上传送链条505对接。

倍速链输送线501上层的两条上传送链条505设有取放料工位，取放料工位的两条上传送链条505之间的下方位置设有上托机构508，上托机构508由竖直升降的上托气缸、以及固定在上托气缸的气缸杆顶端用于将传输板504托起离开上传送链条505的支撑托板，取放料工位两条上传送链条505的上方设有限位板507，当传输板504被上托机构508托起离开上传送链条505时，通过限位板507从上面配合固定至传输板504，通过将传输板504托起固定，方便机器人在取放料工位取放仪表及其组件。

为提高设备自动化程度，设备设有转运控制器、以及驱动上传送链条505、下传送链条506、提升机链条509、升降链条512运作的电机，转运控制器输出驱动信号至电机、上托气缸和升降气缸513。始端返板提升机502和尾端返板提升机503的提升机链条509、以及取放料工位处均设有感应传输板504位置的第一行程开关，所述第一行程开关输出感应信号至转运控制器。始端返板提升机502和尾端返板提升机503的顶端和底端设有感应提升机链条509位置信号的第二行程开关，所述第二行程开关输出感应信号至转运控制器。取放料工位的上传送链条505两侧设有感应是否有仪表的光电传感器203，所述始端返板提升机502的上方两侧设有感应提升机链条509上是否有仪表的光电传感器203，两个所述光电传感器203输出感应信号至转运控制器。

基于转运设备5的控制方法：

上传送链条505将传输板504由始端返板提升机502向尾端返板提升机503运输，当始端返板提升机502和尾端返板提升机503的提升机链条509都位于最高位置时上传送链条505工作；

下传送链条506将传输板504由尾端返板提升机503向始端返板提升机502运输，当始端返板提升机502和尾端返板提升机503的提升机链条509都位于最低位置时下传送链条506工作；

始端返板提升机502和尾端返板提升机503的提升机链条509同步升降，提升机链条509上升或下降过程中停止工作，提升机链条509位于最高位置时与上传送链条505运转方向相同，当提升机链条509位于最低位置时与下传送链条506运转方向相同；

当始端返板提升机502的提升机链条509位于最低位置时，若感应到待传输板504上仪表由有到无或者由无到有之后，提升机链条509开始工作，否则保持静止；

当始端返板提升机502的提升机链条509位于最低位置时，若感应到有传输板504时，则提升机链条509停止工作并且提升机链条509上升至最高位置，否则保持提升机链条509连续工作状态；

当尾端返板提升机503的提升机链条509位于最高位置时，若感应到有传输板504时，则提升机链条509停止工作并且提升机链条509下降至最低位置，否则保持提升机链条509连续工作状态。

当取放料位置有传输板504时，上传送链条505暂定工作，上托气缸上升顶起传输板504，待传输板504上仪表由有到无或者由无到有之后，上托气缸下降将传输板504放置在上传送链条505上，上传送链条505恢复工作。

上述控制方法能够以最为简单的控制方法，实现的三个部件的配合工作，使传输板504能够循环运输。

仪表爪夹设有一个主板601，主板601为四方向的金属板，其上表面的中心位置设有用于连接工业机器人6的快换接头606，主板601可以采用镂空结构，减轻主板601的重量。

主板601的下表面设有嵌入在滑槽内且围成四方形的左爪夹602、右爪夹603、前爪夹604和后爪夹605，左爪夹602、右爪夹603、前爪夹604和后爪夹605竖直嵌入在滑槽内，左爪夹602和与右爪夹603由气动元件驱动沿滑槽相向滑动，前爪夹604和后爪夹605由气动元件驱动沿滑槽相向滑动，四个爪夹均向中心运动，则能够夹持仪表，反向运动则能够放开仪表。气动元件可以采用气缸，气缸的运动方向与相应爪夹所在滑槽的延伸方向相同。气动元件可以通过统一的气源启动，并且由工业机器人6的控制器控制。

左爪夹602和右爪夹603下檐设有相向弯折夹持仪表左右两侧下檐的抓钩，前爪夹604和后爪夹605下檐设有相向弯折夹持仪表前后两侧下檐的抓钩。通过四个抓钩能够可靠的勾住仪表的下檐。为了保护仪表，抓钩朝向仪表的面设有橡胶垫。

左爪夹602、右爪夹603、前爪夹604和后爪夹605之间的主板601上固定有用于支撑仪表上表面的支撑柱607，支撑柱607包括固定在主板601上的杆结构、以及套在杆结构上的套筒，杆结构端部设有嵌入在套筒内的限位结构，所述杆结构外设有弹簧，弹簧一端支撑在主板601上，另一端支撑在套筒端面。这样通过支撑柱607可以将仪表仅仅的压在抓钩上，避免工业机器人6活动时，仪表发生位移，保证固定的可靠性。为了保护仪表支撑柱607(套筒)底端设有橡胶垫。

汽车仪表前框装配设备7设有水平设置的导轨，导轨上固定有滑车，滑车可以沿着导轨滑动，滑车上固定有用于支撑仪表的托盘706，托盘706也水平固定，托盘706上设有对仪表进行限位的限位结构，限位结构包括凸出的限位杆和凹陷的限位槽，从而保证仪表能够准确的固定在托盘706的正确位置。

滑车通过丝杆机构驱动沿导轨运动，丝杆沿导轨固定，通过轴承支撑，保证其能够转动，滑车上固接有安装在丝杆上的丝杆螺母，导轨一端固定有驱动丝杆旋转的送料电机707，通过送料电机707驱动丝杆转动，则能够使滑车沿导轨滑动。

导轨始端和末端均设有感应滑车位置的行程开关，两个行程开关输出感应信号至前框装配PLC控制器702，前框装配PLC控制器702根据两个行程开关输出感应信号输出驱动信号至送料电机707，使滑车能够准确的停止在导轨始端和末端的设定位置。

导轨末端设有上框架总成701，上框架总成701固定在基板上，同时导轨的末端也固定在基板上，导轨的其他部分以及基板均固定在设备的框架上。上框架总成701设有多根导向支柱710和套杆用于支持整个总成，优选设置四根导向支柱710和四根套杆，两两对称竖直固定在导轨两侧的基板上，导向支柱710和套杆均通过支柱固定座711固定在基座上。

导向支柱710顶部固定有安装板，安装板水平设置，安装板下方设有滑动板，滑动板通过滑套709固定在导向支柱710上，则滑动板能够沿着导向支柱710上下滑动。安装板上固定有压接气缸708，压接气缸708的气缸杆连接滑动板，通过压接气缸708则能够驱动滑动板上下运动，滑动板下表面设有用于下推压板712的下压杆，下压杆竖直设置且对称设置多根，可以在下压杆的底端固定胶垫，降低其撞击压板712的噪音。

套杆由两根套接在一起的杆状结构构成，每根套杆结构相同，均包括一根套管杆和一根活动杆，套管杆为筒状，活动杆插入到套管杆内，套管杆底端固定在基板上，活动杆外设有回位弹簧714，回位弹簧714一端支撑在套管杆边缘，另一端支撑在压板712下表面或活动杆上的凸出结构上。压板712为n型结构，其水平固定在套杆的活动杆顶端，压板712n型结构的中间开口部分为供仪表前框滑入的压接槽，n型结构的开口端朝向导轨始端，压接槽两侧的压板712上各固定有一个夹持气缸713，气缸杆相向运动夹持滑入压接槽内的仪表前框，夹持气缸713的气缸杆端部设有夹持垫片，避免损伤仪表前框。

前框装配PLC控制器702输出驱动信号至、夹持气缸713和压接气缸708，用于协调上框架总成701工作，夹持气缸713和压接气缸708的控制单元固定在气动总成挂板703上，气动总成挂板703与前框装配PLC控制器702固定在导轨下方的设备支架内。

导轨始端和末端之间设有静电消除器704，静电消除器704通过支架固定在导轨上方，静电消除器704旁、以及导轨始端一侧设有感应是否有仪表的感应器705(如光电感应器705)，感应器705输出信号至前框装配PLC控制器702。

基于上述汽车仪表前框装配设备7的控制方法：

初始滑车位于导轨始端；

当感应到托盘706上放入了仪表，则驱动送料电机707正转；

当感应到滑车行径到导轨末端，则控制送料电机707停止；

驱动夹持气缸713夹持仪表前框，再驱动压接气缸708下压；

驱动夹持气缸713回位，再驱动压接气缸708回位；

驱动送料电机707反转；

当感应到滑车行径到导轨始端，则控制送料电机707停止；

完成一次压接工作。

为了提高消除静电的效果，当送料电机707正转时，若感应仪表行径至静电消除器704下方时，则驱动送料电机707降低转速，并在感应仪表驶出至静电消除器704下方时，恢复电机转速。

汽车仪表自动终检设备设有一个机柜，机柜内水平设有底板，底板上设有轴承，轴承内固定有转轴，转轴顶端固接在终检转盘801的圆心位置，转轴由电机驱动带动终检转盘801转动，终检转盘801的上表面设有竖直设置将其分割为两个半圆的终检隔板804，即终检隔板804沿着终检转盘801的直径布置，终检隔板804两侧的终检转盘801上各设有一个用于固定仪表的终检夹具805，终检夹具805为气动夹具，通过气动元件驱动终检夹具805夹持或放开仪表。

终检控制器输出控制信号至终检夹具805的气动元件，终检夹具805上设有用于与仪表电连接的通信接口，终检控制器通过通信接口向仪表发送模拟信号，即预设的模拟信号，用于模拟汽车上的信号，让仪表逐一执行。

底板固定在机柜内，底板上固定用至少一个用于支撑终检转盘801的终检支撑轮802，终检转盘801一半置于机柜外，另一半置于机柜内，为了保证转动位置可靠，终检转盘801边缘设有信号齿，底板上设有获取信号齿位置信息的终检定位器803，如信号齿读取器，终检定位器803输出信号至终检控制器，终检控制器输出驱动信号至电机，从而精确控制终检转盘801转动，始终保持一个终检夹具805位于机柜外，一个终检夹具805位于机柜内。

机柜内终检转盘801的上方通过摄像头支架806固定有采用仪表图像信息的CCD807，CCD807输出信号至终检控制器，当仪表通过通信接口获得模拟信号后，CCD807获取图像并输送至终检控制器，由终检控制器通过对图像的分析判断仪表的工况是否合格。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.仪表自动化生产线，其特征在于：用于运入于未压装指针的仪表、前框和运出已压装指针的仪表的转运设备一侧为指针安装区，另一侧为前框安装区，所述指针安装区中心设有第一工业机器人，围绕所述第一工业机器人且在其工作范围之内设有转运设备、用于为仪表压装指针的自动压针设备、运出不合格仪表的第一皮带机、对仪表进行调表的自动调表设备、以及对仪表进行检测的震动老化检测设备，所述前框安装区中心设有第二工业机器人，围绕所述第二工业机器人且在其工作范围之内设有转运设备、用于压装前框的前框装配设备、运出不合格仪表的第二皮带机、以及对仪表进行检测的自动终检设备，所述前框装配设备设有水平设置的导轨，所述导轨上固定有滑车，所述滑车上固定有用于支撑仪表的托盘，所述导轨始端位于指针安装区的第一工业机器人工作范围之内，所述导轨中部位置位于前框安装区的第二工业机器人工作范围之内，所述第一工业机器人和第二工业机器人的末端设有用于夹持仪表、前框的仪表爪夹。

2.根据权利要求1所述的仪表自动化生产线，其特征在于：所述自动压针设备包括双线压针机构和指针上料机构；所述双线压针机构的X轴总成和辅助轨道平行设置，Y轴总成通过滑块支撑在X轴总成和辅助轨道上，所述X轴总成驱动Y轴总成沿X轴滑动，Z轴总成通过滑块支撑在Y轴总成，所述Y轴总成驱动Z轴总成沿Y轴滑动，U轴总成通过滑块支撑在Z轴总成，所述Z轴总成驱动U轴总成沿Z轴滑动，所述U轴总成下端的活动端固定有指针夹具，所述U轴总成驱动指针夹具旋转运动，所述指针夹具下方设有两条平行的夹具轨道，每条所述夹具轨道上设有一个仪表夹具，每条所述夹具轨道上设有驱动仪表夹具滑动的行径机构，两条所述夹具轨道的末端位于X轴总成和辅助轨道之间的指针夹具工作区域；所述指针上料机构设有用于竖直堆叠指针盘的料槽，所述料槽为上下均开口的结构，所述料槽底部设有阻挡指针盘下落的下限位气缸，所述下限位气缸的上方设有阻挡上一层指针盘下落的上限位气缸，所述料槽的下方为指针传送带的始端，所述指针传送带的末端位于两条夹具轨道之间的指针夹具工作区域，所述指针传送带的始端的下方设有倾斜设置的卸料滑道，所述指针传送带的末端的上方设有竖直设置的挡板。

3.根据权利要求1所述的仪表自动化生产线，其特征在于：所述第一皮带机和第二皮带机结构相同，两个皮带机均设有独立的皮带机PLC控制器，所述皮带机PLC控制器输出控制信号至伺服驱动器，所述伺服驱动器驱动伺服电机转动，所述伺服电机驱动运输带运转，其特征在于：所述运输带始端的两侧设有用于感应是否有仪表的安全光栅，所述运输带末端的两侧设有用于感应是否有仪表的光电传感器，所述安全光栅和光电传感器均输出感应信号至皮带机PLC控制器。

4.根据权利要求1所述的仪表自动化生产线，其特征在于：所述自动调表设备设有圆形的调表转盘，所述调表转盘的圆心位置通过转轴水平设置在底板上，所述转轴由电机驱动带动调表转盘转动，所述调表转盘的上表面设有竖直设置将其分割为两个半圆的调表隔板，所述调表隔板两侧的调表转盘上各设有一个用于固定仪表的调表夹具，所述调表夹具上设有用于与仪表电连接的通信接口，所述底板固定在机柜内，所述调表转盘一半置于机柜外，另一半置于机柜内，设备设有调表控制器，所述调表控制器通过通信接口向仪表导入调表程序。

5.根据权利要求1所述的仪表自动化生产线，其特征在于：所述震动老化检测设备设有工作台，所述工作台上设有至少一个检测单元，所述检测单元设有支撑主板，所述支撑主板的四角各固定有一个直线轴承，每个所述直线轴承安装在竖直固定于工作台上的导向柱上，所述直线轴承与工作台之间、以及直线轴承与相应导向柱顶部限位结构之间均设有套在导向柱上震动弹簧，所述支撑主板下表面固定有震动电机，所述支撑主板上表面固定有用于支撑仪表的夹具板，所述夹具板旁固定有用于固定仪表的夹具，所述夹具板上设有与仪表接口电连接的快插接头，设备设有震动老化PLC控制器，所述震动老化PLC控制器输出控制信号至每个检测单元的震动电机和快接插头。

6.根据权利要求1所述的仪表自动化生产线，其特征在于：所述转运设备包括倍速链输送线、以及位于其两端的始端返板提升机和尾端返板提升机；所述倍速链输送线设有两层，上层和下层的两侧均用于支撑传输板的上传送链条和下传送链条，所述传输板下表面的两侧设有用于与链条啮合的凸齿；所述始端返板提升机和尾端返板提升机的结构相同，设有由上支撑板和下支撑板构成的支架结构，所述上支撑板上固定有上链轮，下支撑板上固定有下链轮，所述上链轮和下链轮之间设有竖直设置的升降链条，所述升降链条上固定有两条水平设置的提升机链条，所述支架结构固定在竖直升降的升降气缸上，当所述提升机链条被降至最低位置时与倍速链输送线下层的两条下传送链条对接，当所述提升机链条被升至最高位置时与倍速链输送线上层的两条上传送链条对接。

7.根据权利要求1所述的仪表自动化生产线，其特征在于：所述仪表爪夹设有主板，所述主板上表面的中心位置设有用于连接工业机器人的快换接头，所述主板的下表面设有嵌入在滑槽内且围成四方形的左爪夹、右爪夹、前爪夹和后爪夹，所述左爪夹和与右爪夹由气动元件驱动沿滑槽相向滑动，所述前爪夹和后爪夹由气动元件驱动沿滑槽相向滑动，所述左爪夹和右爪夹下檐设有相向弯折夹持仪表左右两侧下檐的抓钩，所述前爪夹和后爪夹下檐设有相向弯折夹持仪表前后两侧下檐的抓钩。

8.根据权利要求1所述的仪表自动化生产线，其特征在于：沿所述前框装配设备的导轨固定有丝杆，所述滑车上固接有安装在丝杆上的丝杆螺母，所述导轨一端固定有驱动丝杆旋转的送料电机，所述导轨始端和末端均设有感应滑车位置的行程开关，所述行程开关输出感应信号至前框装配PLC控制器，所述导轨末端设有上框架总成，所述上框架总成设有固定在导轨两侧的导向支柱，所述导向支柱顶部固定有安装板，所述安装板下方设有滑动板，所述滑动板通过滑套固定在导向支柱上，所述安装板上固定有压接气缸，所述压接气缸的气缸杆连接滑动板，所述滑动板下表面设有用于下推压板的下压杆，所述导轨末端的两侧竖直固定有套杆，每个所述套杆的两根套接的杆状结构之间设有回位弹簧，所述压板固定在套杆上，所述压板上设有供仪表前框滑入的压接槽，所述压接槽两侧的压板上各固定有一个夹持气缸，两个所述夹持气缸的气缸杆相向运动夹持滑入压接槽内的仪表前框，所述前框装配PLC控制器输出驱动信号至送料电机、夹持气缸和压接气缸。

9.根据权利要求1所述的仪表自动化生产线，其特征在于：所述自动终检设备设有圆形的终检转盘，所述终检转盘的圆心位置通过转轴水平设置在底板上，所述转轴由电机驱动带动终检转盘转动，所述终检转盘的上表面设有竖直设置将其分割为两个半圆的终检隔板，所述终检隔板两侧的终检转盘上各设有一个用于固定仪表的终检夹具，所述终检夹具上设有用于与仪表电连接的通信接口，所述底板固定在机柜内，所述终检转盘一半置于机柜外，另一半置于机柜内，所述机柜内终检转盘的上方通过摄像头支架固定有采用仪表图像信息的CCD，所述CCD输出信号至终检控制器，所述终检控制器通过通信接口向仪表发送模拟信号。

10.基于权利要求1-9所述仪表自动化生产线的控制方法，其特征在于：

转运设备循环运入前框、未压装指针的仪表，并运出已压装指针的仪表；

皮带机在每放入一个不合格仪表时，皮带机将其运输带上全部上不合格仪表向前运输设定距离，空出待放区域；

第一工业机器人从转运设备上取出未压装指针的仪表放入自动压针设备；

第一工业机器人从自动压针设备上取出已压装指针的仪表放入自动调表设备；

第一工业机器人从自动调表设备上取出仪表放入震动老化检测设备；

第一工业机器人从震动老化检测设备上取出合格仪表放入前框装配设备导轨的始端，取出不合格仪表放入皮带机待放区域；

前框装配设备将仪表运送至导轨的中间位置，第二工业机器人从转运设备上取出前框放入到仪表的上方，之后前框装配设备进行压合，压合后前框装配设备将仪表运送至导轨的中间位置；

第二工业机器人从前框装配设备导轨的中间位置取下已经压合的仪表放入到自动终检设备；

第二工业机器人从自动终检设备上取出合格仪表放入转运设备，取出不合格仪表放入第二皮带机待放区域。