CN108942227A - 一种智能装配系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种智能装配系统，包括控制机构、储料台、安全送料机构、按键储料盘、工业机器人、底盒上料机构、输送带机构、上盖出料机构、快换平行夹具和定位模块，所述控制机构分别与所述储料台、安全送料机构、按键储料盘、工业机器人、底盒上料机构、输送带机构、上盖出料机构、快换平行夹具和定位模块连接。与现有技术相比，本发明结构简单紧凑、占地面积小、易于操作、安装调试方便，成本低及可根据需要进行模块自由组装。

Description

一种智能装配系统

技术领域

本发明属教学实训设备制造领域，具体涉及一种智能装配系统。

背景技术

德国政府“工业4.0”战略的提出，在全球范围内引发了新一轮的工业转型竞赛，而“工业4.0”概念即是以智能制造为主导的第四次工业革命，旨在通过充分利用信息通讯技术和网络空间虚拟系统—信息物理系统(Cyber-Physical System)相结合的手段，将制造业向智能化转型。

中国政府立足于国际产业变革大势，在新的国际国内环境下，借鉴德国工业4.0计划，也推出了“中国制造2025”这个既定方略。互联网+制造就是“工业4.0”，它的一个核心就是智能制造。“工业4.0”项目分为三大主题：一是智能工厂、二是智能生产、三是智能物流。很显然，要真正实现“工业4.0”，这一整套系统的设备是非常庞大的，现有设备多存在着以下缺点：1、专机专用，灵活性低，可拓展性小；2、结构复杂、体积庞大、安装运输调试困难、成本高等缺点，这不但不利于设备的批量生产，而且也难以在教学领域推广使用。

为此，如何提供一种符合工业4.0要求、占地面积小，结构设备简单、易于操作、安装调试方便，成本低，可根据需要进行模块组装的智能装配系统，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种智能装配系统，能够解决现有技术当中存在的缺陷，提供一种符合工业4.0要求、占地面积小，结构设备简单、易于操作、安装调试方便，成本低，可根据需要进行模块组装的智能装配教学实训装置，而该装置则属于微型“工业4.0”系统，涵盖“工业4.0”三大主题各方面的技术与应用点，可以为学校及企业展现一条工业4.0示范线及实训操作。

为解决现有技术当中存在的问题，本发明提供的一种智能装配系统具体方案为：

一种智能装配系统，包括控制机构、储料台、安全送料机构、按键储料盘、工业机器人、底盒上料机构、输送带机构、上盖出料机构、快换平行夹具和定位模块，所述控制机构分别与所述储料台、安全送料机构、按键储料盘、工业机器人、底盒上料机构、输送带机构、上盖出料机构、快换平行夹具和定位模块连接。

优选地，所述控制机构、储料台、安全送料机构、按键储料盘、工业机器人、底盒上料机构、输送带机构、上盖出料机构、快换平行夹具和定位模块均设置在桌体上。

优选地，所述桌体上还设置有快换涂胶模块。

优选地，所述桌体上还设置有快换打磨夹具和打磨台。

优选地，所述桌体上还设置有仓库和用于对装配好的物料进行拍照从而完成缺陷检测的视觉模块。

优选地，所述输送带机构设有第一输送带和第二输送带，所述第一输送带和第二输送带上分别设有用于检测物料的传感器，所述第二输送带上还设置有用于固定物料的定位模块。

优选地，所述打磨台上设有双轴气缸和压紧板，所述双轴气缸推动所述压紧板把物料压紧。

优选地，所述安全送料机构设有无杆气缸和无杆滑块，所述控制机构上设有用于控制所述安全送料机构中的无杆气缸和无杆滑块运动的安全送料机构启动按钮。

优选地，所述上盖出料机构设有物料检测装置和物料推出装置，所述物料检测装置和物料推出装置分别与所述控制机构连接，所述物料推出装置设有电机、托板、推料板、定位台顶板，所述物料检测装置设有第一传感器和第二传感器，所述电机通过同步轮和同步带带动托板运动；所述推料板通过双轴气缸带动将物料推送至所述定位台顶板上，所述第二传感器用于检测推料板推送的物料是否到达定位台顶板。

优选地，所述工业机器人包括四轴工业机器人和六轴工业机器人。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：通过在一个很小的空间内设置储料台、安全送料机构、按键储料盘、工业机器人、底盒上料机构、输送带机构、上盖出料机构、快换平行夹具和定位模块，并由控制机构控制前述各机构的运行，形成物料的上料、装配、检测、入仓等流程。本发明中的系统占地面积小，结构设备简单、易于操作、安装调试方便，成本低，可根据需要进行模块组装，为教学提供充足空间，能更好地在教室、实验室开展演示、教学与实训的目的。

附图说明

图1为本发明中一种智能装配系统在用于遥控器智能装配时的一个实施例俯视结构示意图；

图2为本发明中一种智能装配系统在用于遥控器智能装配时的一个实施例正视结构示意图；

图3为本发明中一种智能装配系统在用于遥控器智能装配时的另一个实施例立体结构示意图；

图4为本发明中一种智能装配系统在用于遥控器智能装配时的一个“一字型”实施例立体结构示意图；

图5为本发明中一种智能装配系统在用于遥控器智能装配时的一个“L型”实施例立体结构示意图；

图6为本发明中一种智能装配系统在用于军用手机智能装配时的一个实施例俯视结构示意图；

图7为本发明中一种智能装配系统在用于军用手机智能装配时的一个实施例正视结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种智能装配系统，解决现有技术中的不足，提供一种占地面积小，结构设备简单、易于操作、安装调试方便，成本低，可根据需要进行模块组装，能更好地在教室、实验室开展演示、教学与实训的智能教学实训装置。

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚和详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图7，分别为本发明中一种智能装配系统的结构示意图，本实施例所提供的一种智能装配系统，包括控制机构(图示未标示)、储料台2、安全送料机构3、按键储料盘4、工业机器人、底盒上料机构6、输送带机构7、上盖出料机构8、快换平行夹具9和定位模块14，控制机构分别与储料台2、安全送料机构3、按键储料盘4、工业机器人、底盒上料机构6、输送带机构7、上盖出料机构8、快换平行夹具9和定位模块14连接。控制机构、储料台2、安全送料机构3、按键储料盘4、工业机器人、底盒上料机构6、输送带机构7、上盖出料机构8、快换平行夹具9和定位模块14均设置在桌体1上。为了实现对定位在输送带机构7上的物料进行涂胶，桌体1上还设置有快换涂胶模块10。为了对物料的上盖表面进行抛光打磨，桌体1上还设置有快换打磨夹具16和打磨台15，打磨台15上设有双轴气缸和压紧板，双轴气缸推动压紧板把物料压紧。而且，为了便于所有程序进行完毕后的物料聚集，在桌体上还设置有仓库12，为了充分利用和扩大空间，本实施例中的仓库12设置成立体仓库，同时，还设置有用于对装配好的物料进行拍照从而完成缺陷检测的视觉模块13。

本发明实施例中，输送带机构7设有第一输送带和第二输送带，第一输送带和第二输送带上分别设有用于检测物料的传感器，第二输送带上还设置有用于固定物料的定位模块14。

安全送料机构3设有无杆气缸和无杆滑块，控制机构上设有用于控制安全送料机构3中的无杆气缸和无杆滑块运动的安全送料机构启动按钮。

上盖出料机构8设有物料检测装置和物料推出装置，物料检测装置和物料推出装置分别与控制机构连接，物料推出装置设有电机、托板、推料板、定位台顶板，物料检测装置设有第一传感器和第二传感器，电机通过同步轮和同步带带动托板运动；推料板通过双轴气缸带动将物料推送至定位台顶板上，第二传感器用于检测推料板推送的物料是否到达定位台顶板。

本发明实施例中，选取四轴工业机器人5和六轴工业机器人11作为本实施例中的工业机器人。本发明实施例中提供的智能装配系统中，既可以用来作为遥控器的智能装配，又能实现对军用手机等的智能装配，仅需在桌体上设置和调整相应的功能模块即可。本实施例中，安全储料台2、安全送料机构3、工业机器人、底盒上料机构6、输送带机构7、上盖出料机构8、立体仓库、视觉模块13通过圆柱头内六角螺钉与T型螺母连接在桌体1上；按键储料盘4置于安全储料台2上；快换平行夹具9、快换涂胶模块10放置于设置在桌体1上的夹具固定座上。根据设计要求可以有不同的组合方式来实现装配生产流程，例如“U型组合”，“L型组合”，“一字型组合”。

以下分别针对遥控器智能装配系统和军用手机智能装配系统进行运行程序和过程描述：

遥控器智能装配系统的运行流程如下：

设备上电，按桌体1上的控制机构的复位按钮，所有模块回复初始状态；然后人工手动把遥控器的按键摆放于按键储料盘4上，可以把一整盘摆满按键的按键储料盘4放置于安全送料机构3的滑块上，多余的按键储料盘4放置于安全储料台2内；把遥控器底盒按照指示统一方向摆放于底盒上料机构6的料槽内；把遥控器上盖按照指示统一方向摆放于上盖出料机构8的托板上。准备工作完成后按安全送料机构启动按钮，安全送料机构3上的无杆气缸开始动作，气缸滑块带动按键储料盘4从安全送料机构3的一端送到另一端；同时底盒上料机构6的无杆气缸开始动作，气缸滑块带动推板把遥控器底盒从料槽底部推一个到第一输送带上，并使用推板作为定位；第一输送带上的传感器检测到物料，然后四轴工业机器人5开始动作，利用其吸盘夹具把按键从按键储料盘4吸取到定位在第一输送带上的遥控器底盒上，重复此按键装配动作直至遥控器按键装配完成；然后底盒上料机构6的无杆气缸开始动作回到初始状态准备推出下一个底盒，接着输送带机构7动作把装好按键的遥控器底盒送到下一个工序，直至第二输送带上的传感器检测到有物料流过，输送带机构7停止工作，装在第二输送带上的定位模块14动作，定位夹爪把遥控器底盒固定；同时上盖出料机构8的步进电机启动，使得同步轮与同步带动作带着托板向上，当定位台顶板上的第一传感器检测到有物料，步进电机停止，然后双轴气缸动作带动推料板把最顶端的遥控器上盖推出到定位台顶板上，定位台顶板上的第二传感器检测到有物料到位；然后六轴工业机器人11开始动作，吸取快换涂胶模块对定位在第二输送带上的遥控器底盒进行涂胶，涂胶完成把快换涂胶模块10放回夹具座，然后转为吸取快换平行夹具9，移动六轴工业机器人11并夹取遥控器上盖装配到定位在第二输送带上的遥控器底盒，松开快换平行夹具9并移动机器人离开装配位置；然后视觉模块13对装配好的遥控器进行拍照从而完成缺陷检测；接着六轴工业机器人11动作把装配好的遥控器搬运到立体仓库12的仓位上，最后把快换平行夹具9放回夹具座上，这样就形成了遥控器的按键上料、遥控器底盒上料、按键装配、遥控器上盖上料、涂胶、装配、检测、入仓的整个流程。

军用手机智能装配系统的运行流程如下：

设备上电，按桌体上控制机构的复位按钮，所有模块回复初始状态；然后人工手动把军用手机的按键摆放于按键储料盘上，可以把一整盘摆满按键的按键储料盘4放置于安全送料机构3的滑块上，多余的按键储料盘4放置于安全储料台2内；把军用手机底盒按照指示统一方向摆放于底盒上料机构6的料槽内；把军用手机上盖按照指示统一方向摆放于上盖出料机构8的托板上；准备工作完成后按安全送料机构启动按钮，安全送料机构3上的无杆气缸开始动作，气缸滑块带动按键储料盘4从安全送料机构3的一端送到另一端；同时底盒上料机构6的无杆气缸开始动作，气缸滑块带动推板把军用手机底盒从料槽底部推一个到第一输送带上，并使用推板作为定位；第一输送带上的传感器检测到物料，然后四轴工业机器人5开始动作，利用吸盘夹具把按键从按键储料盘4吸取到定位在第一输送带上的军用手机底盒上，重复此按键装配动作直至军用手机按键装配完成；然后底盒上料机构6的无杆气缸开始动作回到初始状态准备推出下一个底盒，接着输送带机构7动作把装好按键的军用手机底盒送到下一个工序，直至第二输送带上的传感器检测到有物料流过，输送带机构7停止工作，装在第二输送带机构上的定位模块14动作，定位夹爪把军用手机底盒固定；装配按键的同时，上盖出料机构8的步进电机启动，使得同步轮与同步带动作带着托板向上，当定位台顶板上的第一传感器检测到有物料，步进电机停止，然后双轴气缸动作带动推料板把最顶端的军用手机上盖推出到定位台顶板上，定位台顶板上的第二传感器检测到有物料到位；然后六轴工业机器人11开始动作，吸取快换平行夹具9把推出到上盖出料机构8上的定位台顶板的军用手机上盖夹取到打磨台15上，打磨台15上的双轴气缸动作推动压紧板把军用手机上盖压紧，然后转为吸取快换打磨夹具16对军用手机上盖表面进行抛光打磨；抛光打磨完成后，六轴工业机器人11转为吸取快换平行夹具9并把在打磨台15上的军用手机夹取并装配到定位在第二输送带上的军用手机底盒，松开快换平行夹具9并移动机器人离开装配位置；然后视觉模块13对装配好的军用手机进行拍照从而完成缺陷检测；接着六轴工业机器人11动作把装配好的军用手机搬运到立体仓库12的仓位上，最后把快换平行夹具9放回夹具座上，这样就形成了军用手机的按键上料、军用手机底盒上料、按键装配、军用手机上盖上料、抛光打磨、装配、检测、入仓的整个流程。

本发明实施例提供的智能装配系统，结构简单、体积小、安装运输调试容易、成本低；模块化处理，组装灵活，可拓展性强；结构灵活，根据实际应用实现不同布局；用途广泛：因其具有“模块化”的特点和“结构灵活性”的优点，使之扩大了命题范围，更有利于作为教学设备中的“实训”、“考核”、“鉴定”、“大赛”；使之在工业应用中更加广泛和灵活。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种智能装配系统，其特征在于，包括控制机构、储料台、安全送料机构、按键储料盘、工业机器人、底盒上料机构、输送带机构、上盖出料机构、快换平行夹具和定位模块，所述控制机构分别与所述储料台、安全送料机构、按键储料盘、工业机器人、底盒上料机构、输送带机构、上盖出料机构、快换平行夹具和定位模块连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能装配系统，其特征在于，所述控制机构、储料台、安全送料机构、按键储料盘、工业机器人、底盒上料机构、输送带机构、上盖出料机构、快换平行夹具和定位模块均设置在桌体上。

3.根据权利要求2所述的一种智能装配系统，其特征在于，所述桌体上还设置有快换涂胶模块。

4.根据权利要求2所述的一种智能装配系统，其特征在于，所述桌体上还设置有快换打磨夹具和打磨台。

5.根据权利要求2所述的一种智能装配系统，其特征在于，所述桌体上还设置有仓库和用于对装配好的物料进行拍照从而完成缺陷检测的视觉模块。

6.根据权利要求1所述的一种智能装配系统，其特征在于，所述输送带机构设有第一输送带和第二输送带，所述第一输送带和第二输送带上分别设有用于检测物料的传感器，所述第二输送带上还设置有用于固定物料的定位模块。

7.根据权利要求4所述的一种智能装配系统，其特征在于，所述打磨台上设有双轴气缸和压紧板，所述双轴气缸推动所述压紧板把物料压紧。

8.根据权利要求1所述的一种智能装配系统，其特征在于，所述3安全送料机构设有无杆气缸和无杆滑块，所述控制机构上设有用于控制所述安全送料机构中的无杆气缸和无杆滑块运动的安全送料机构启动按钮。

9.根据权利要求1所述的一种智能装配系统，其特征在于，所述上盖出料机构设有物料检测装置和物料推出装置，所述物料检测装置和物料推出装置分别与所述控制机构连接，所述物料推出装置设有电机、托板、推料板、定位台顶板，所述物料检测装置设有第一传感器和第二传感器，所述电机通过同步轮和同步带带动托板运动；所述推料板通过双轴气缸带动将物料推送至所述定位台顶板上，所述第二传感器用于检测推料板推送的物料是否到达定位台顶板。

10.根据权利要求1所述的一种智能装配系统，其特征在于，所述工业机器人包括四轴工业机器人和六轴工业机器人。