CN108943747B - 一种冰箱门壳饰条组装生产设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种冰箱门壳饰条组装生产设备，包括门壳备料输送机、饰条备料输送机、物料转运机构、柔性自动组装机构、饰条抓取机械臂、胶带粘贴机构和物料下料输送机构，门壳备料机构、柔性自动组装机构、胶带粘贴机构和物料下料输送机构依次排列，饰条备料输送机设置在门壳备料机构一侧或两侧，饰条抓取机械臂设置在柔性自动组装机构的一侧或两侧，物料转运机构设置在门壳备料机构、柔性自动组装机构、胶带粘贴机构和物料下料输送机构的上方，本发明能够柔性自适应不同尺寸形状的工件的组装，伺服电机驱动的各动作机构及机械臂的重复精度高，速度快，效率高，能准确控制生产节拍，有效节省人力降低成本。

Description

一种冰箱门壳饰条组装生产设备
技术领域
本发明涉及冰箱制造技术领域，尤其涉及一种冰箱门壳饰条组装生产设备。
背景技术
在冰箱门生产过程中，需要将塑料饰条和门壳组装起来以备下面的发泡工艺。在传统技术中，由于冰箱门壳和饰条的尺寸及折弯形状差异较大，所以整个过程需要多个工人同时进行人工组装，每人负责组装一两种门壳，要将饰条准确合理地组装在门壳上，并且要在合适位置粘贴胶带进行固定。大批量的生产要求大量工人轮班机械式手工作业，工作强度大，劳动力成本较高，同时也因为人为因素而导致产品的合格率和生产效率不高。在整个冰箱制造行业，这一工艺流程没有成熟的自动化解决方案。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种冰箱门壳饰条组装生产设备，该设备能够自动进行门壳和饰条的组装及胶带封固，生产效率高，合格率高且降低人工成本。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种冰箱门壳饰条组装生产设备，包括门壳备料输送机、饰条备料输送机、物料转运机构、柔性自动组装机构、饰条抓取机械臂、胶带粘贴机构和物料下料输送机构，其中，
所述门壳备料机构、柔性自动组装机构、胶带粘贴机构和物料下料输送机构依次排列，所述饰条备料输送机设置在门壳备料机构一侧或两侧，所述饰条抓取机械臂设置在柔性自动组装机构的一侧或两侧，所述物料转运机构设置在门壳备料机构、柔性自动组装机构、胶带粘贴机构和物料下料输送机构的上方；
所述柔性自动组装机构包括钢安装框架以及设置在钢安装框架上的自动对中电磁平台、侧向对中滑台、张紧机构和柔性卡爪总成，所述自动对中电磁平台包括由伺服电机驱动的两个相对设置的滚珠丝杠滑台，所述滚珠丝杠滑台分为高台和低台两部分，所述高台部分为电磁平台，所述低台部分上安装张紧机构和柔性卡爪总成，所述张紧机构与低台部分通过滑轨滑动连接，所述柔性卡爪总成包括卡爪伸缩机构、高度调节模组、宽度调节模组，所述宽度调节模组设置在张紧机构上，用于调节卡爪的横向位置，所述高度调节模组设置在宽度调节模组上，用于调节卡爪的竖向位置；
所述侧向对中机构包括两个相对设置的伺服滑台，两个伺服滑台的滑动方向与滚珠丝杠滑台的滑动方向垂直。
优选的，所述门壳备料输送机包括皮带输送机，所述皮带输送机两侧分别设置有步进电机，所述步进电机输出端设置有第一进给丝杠，所述第一进给丝杠端部设置有柔性引导；所述皮带输送机一端设置有死挡，所述皮带输送机的一侧位于死挡的一端设置有第一光电开关。
优选的，所述柔性引导呈“八”字形设置。
优选的，所述饰条备料输送机包括链板输送机，所述链板输送机的每个链板上均设置有饰条卡槽，所述链板输送机一端两侧设置有由饰条定位伺服电机和第二进给丝杠组成的柔性对中机构；所述链板输送机一侧设置有第二光电开关。
优选的，所述链板输送机上方设置有视觉纠偏相机。
优选的，所述物料转运机构包括装有横向齿条和横向导轨的桁架，所述横向导轨上设置有沿横向导轨滑动的滑动座，所述滑动座上设置有驱动滑动座横向滑动的横向运动伺服电机以及由纵向运动伺服电机驱动的竖向运动支架，所述竖向运动支架的底端设置有负压吸盘机构；所述横向导轨两端分别设置有行程开关。
优选的，所述负压吸盘机构包括吸盘架和设置在吸盘架上的多个吸嘴，所述吸盘架上设有距离传感器。
优选的，所述饰条抓取机械臂包括安装底座、设置在安装底座上的六自由度机械臂以及设置在六自由度机械臂末端的柔性卡爪，所述柔性卡爪包括滑台、设置在滑台底部的正反丝杠以及安装在正反丝杠上的两个气爪，所述滑台一端设置有与正反丝杠连接的伺服电机，所述六自由度机械臂末端设置有旋转关节，所述旋转关节上设置有连接滑台的俯仰关节。
优选的，所述胶带粘贴机构包括三自由度移动机构以及安装在三自由度移动机构上的贴胶卡爪机构，所述贴胶卡爪机构包括回转平台、丝杠、外侧支爪和带压轮的内侧卡爪，所述压轮由气缸驱动摆动，用于压紧胶带。
优选的，所述侧向对中机构的两个伺服滑台中，一个采用伺服电机驱动，另一个采用步进电机驱动。
本发明的工作过程如下：
（1）人工将待组装的门壳放置到门壳上料输送机构的皮带输送机上，自动输送至待上料区通过柔性引导进行粗定位，并在输送过程中自动检测工人放置门壳的方式是否正确并报警；
（2）门壳上料输送机两侧的饰条备料输送机也是由工人将塑料饰条放置在饰条卡槽上，输送至待上料区通过柔性对中机构进行预对中，输送过程中通过视觉纠偏相机进行纠偏报警；
（3）物料转运机构上竖向运动支架下移，将负压吸盘机构407下降至待上料区吸取门壳上升，沿桁架水平运动机构平移，将门壳放到柔性自动组装机构上，柔性自动组装机构先对门壳进行对中；
（4）饰条上料机械臂将饰条备料输送机上的饰条抓取至自动组装机构门壳两侧，准备进行组装，柔性自动组装机构上的柔性卡爪对门壳进行折弯端预拉伸，使得两侧门壳可以卡进门壳的饰条安装位置，然后柔性自动组装机构和饰条上料机械臂协调动作进行门壳和饰条的组装；
（5）所有的胶带粘贴机构都预先从胶带供给机构上取好剪好的胶带，在组装作业完成后，通过三自由度运动机构将胶带卡爪伸出到门壳四角位置，将胶带贴在组装好的门壳的四角。然后物料自动转运机构再将组装好的冰箱门运送至下一工位，对门壳的底侧边进行胶带的封固作业，最后物料转运机构将组装封固好的冰箱门放置在物料下料输送机构上，此时整个自动化组装作业已经完成。
本发明的有益效果：
本发明提供的冰箱门壳饰条组装生产设备，在整个生产过程中，高效连续运作，柔性自适应不同尺寸形状的工件的组装，伺服电机驱动的各动作机构及机械臂的重复精度高，速度快，效率高，能准确控制生产节拍，有效节省人力降低成本。
附图说明
图1是实施例中冰箱门壳饰条组装生产设备的整体结构示意图；
图2是本发明实施例中门壳备料输送机的结构示意图；
图3是本发明实施例中饰条备料输送机的结构示意图；
图4是本发明实施例中物料转运机构的结构示意图；
图5是本发明实施例中饰条抓取机械臂的局部结构示意图；
图6是本发明实施例中柔性组装机构的结构示意图；
图7是本发明实施例中胶带粘贴机构的结构示意图。
图中：10-门壳，20-塑料饰条，100-门壳备料输送机，101-死挡，102-第一光电开关，103-第一进给丝杠，104-皮带输送机，105-柔性引导，106-步进电机，200-饰条备料输送机，201-饰条定位伺服电机，202-第二光电开关，203-链板输送机，204-饰条卡槽，205-第二进给丝杠，206-视觉纠偏相机，300-饰条抓取机械臂，301-伺服电机，302-俯仰关节，303-旋转关节，304-正反丝杠，305-气爪，400-物料转运机构，401-行程开关，402-横向齿条，403-横向运动伺服电机，404-纵向运动伺服电机，405-横向导轨，406-竖向运动支架，407-负压吸嘴机构，408-桁架，500-柔性自动组装机构，501-伺服电机，502-齿条，503-导轨，504-固定连轴支座，505-侧向对中滑台，506-张紧机构，507-宽度调节模块，508-侧向定位板，509-电磁平台，510-自动对中电磁平台，511-卡爪伸缩机构，512-高度调节模组，600-胶带粘贴机构，601-X向直线模组，602-Z向直线模组，603-Y向直线模组，604-丝杠，605-气缸，606-内侧卡爪，607-外侧支爪，608-支撑导杆，609-回转平台，700-物料下料输送机构。
具体实施方式
下面将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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-6，一种冰箱门壳饰条组装生产设备，包括门壳备料输送机100、饰条备料输送机200、物料转运机构400、柔性自动组装机构500、饰条抓取机械臂300、胶带粘贴机构600和物料下料输送机构700，其中，
所述门壳备料机构100、柔性自动组装机构500、胶带粘贴机构600和物料下料输送机构700依次排列，所述饰条备料输送机200设置在门壳备料机构100的两侧，所述饰条抓取机械臂300设置在柔性自动组装机构500的两侧，所述物料转运机构400设置在门壳备料机构100、柔性自动组装机构500、胶带粘贴机构600和物料下料输送机构700的上方，门壳备料输送机100对所上物料门壳进行粗定位，再通过物料转运机构400吸附门壳至柔性自动组装机构500的自动对中平台上，与此同时饰条备料输送机200要进行两侧塑料饰条的上料以及精确定位，再通过位于柔性自动组装机构500两侧的饰条抓取机械臂300抓取饰条至自动对中平台上门壳两侧与其进行组装，组装完成后，工位四周的胶带粘贴机构600完成门壳和饰条的四角封固，然后通过物料转运机构400将门壳移至下一工位完成门壳底部的胶带封固，最后封固好的产品由物料转运机构放至物料下料输送机构700上，完成整个门壳饰条的组装作业。
具体地，所述门壳备料输送机100包括皮带输送机104，所述皮带输送机104是一台由三相异步电机驱动的皮带输送机，所述皮带输送机104两侧分别设置有步进电机106，所述步进电机106输出端设置有第一进给丝杠103，所述第一进给丝杠103端部设置有柔性引导105，用于不同型号门壳的位姿纠偏，优选地，所述柔性引导呈“八”字形设置， 便于门壳的进入及纠偏，所述皮带输送机104一端设置有死挡101，所述皮带输送机104的一侧位于死挡104的一端设置有第一光电开关102，能够及时检测待上料区有无工件而启停机器。
所述饰条备料输送机200包括链板输送机203，所述链板输送机203的每个链板上均设置有饰条卡槽204，所述饰条卡槽203的型号针对于形状差异不大的饰条各有不同，所述链板输送机203一端两侧设置有由饰条定位伺服电机201和第二进给丝杠205组成的柔性对中机构，用于不同型号饰条的初步定位，所述链板输送机203一侧设置有第二光电开关202，能够及时检测待上料区有无饰条而启停设备，所述链板输送机203上方设置有视觉纠偏相机206，用于提示工人所放饰条的方向是否正确，并及时报警。
所述物料转运机构400包括装有横向齿条402和横向导轨405的桁架408，所述横向导轨405上设置有沿横向导轨405滑动的滑动座，所述滑动座上设置有驱动滑动座横向滑动的横向运动伺服电机403以及由纵向运动伺服电机404驱动的竖向运动支架406，所述横向导轨两端分别设置有行程开关，可控制横向运动伺服电机403的运动范围，所述竖向运动支架406的底端设置有负压吸盘机构407，所述负压吸盘机构407包括吸盘架和设置在吸盘架上的多个吸嘴，所述吸盘架上设有距离传感器，用于检测吸盘吸取物件时能稳定下降，物料转运机构400主要负责门壳上料至组装工位，再转运至底面胶带粘贴工位，最后放置于物料下料输送机700上。
所述饰条抓取机械臂300包括安装底座、设置在安装底座上的六自由度机械臂以及设置在六自由度机械臂末端的柔性卡爪，六自由度机械臂为现有技术，在此不详细赘述，所述柔性卡爪包括滑台、设置在滑台底部的正反丝杠304以及安装在正反丝杠304上的两个气爪305，所述滑台一端设置有与正反丝杠304连接的伺服电机301，所述六自由度机械臂末端设置有旋转关节302，所述旋转关节302上设置有连接滑台的俯仰关节303，所述柔性卡爪的整体旋转与俯仰均由机械臂末端的旋转关节302和俯仰关节303带动。
所述柔性自动组装机构500包括钢安装框架513以及设置在钢安装框架513上的自动对中电磁平台510、侧向对中滑台505、张紧机构506和柔性卡爪总成，所述自动对中电磁平台510包括由伺服电机驱动的两个相对设置的滚珠丝杠滑台，所述滚珠丝杠滑台分为高台和低台两部分，所述高台部分为电磁平台509，所述低台部分上安装张紧机构506和柔性卡爪总成，所述张紧机构506与低台部分通过滑轨503滑动连接，所述柔性卡爪总成包括卡爪、卡爪伸缩机构511、高度调节模组512、宽度调节模组511，所述宽度调节模组511设置在张紧机构506上，用于调节卡爪的横向位置，所述高度调节模组511设置在宽度调节模组511上，用于调节卡爪的竖向位置，所述侧向对中机构505包括两个相对设置的伺服滑台，两个伺服滑台的滑动方向与滚珠丝杠滑台的滑动方向垂直，由于门壳长度方向不对称，所述侧向对中机构505的两个伺服滑台中，一个采用伺服电机驱动，另一个采用步进电机驱动，以此进行定位。
门壳由所述物料转运机构400放至电磁平台509时，平台不提供磁力，先对门壳进行二次定位。然后左右四个柔性卡爪抓取并加紧门壳折弯侧，此时电磁平台509通电，吸住门壳底板，张紧机构506动作将门壳折弯侧左右拉开合适角度，配合所述饰条抓取机械臂300的动作，对门壳和饰条进行组装，组装过程张紧机构506要不断调整动作，保证饰条组装到位。
所述胶带粘贴机构600包括三自由度移动机构以及安装在三自由度移动机构上的贴胶卡爪机构，门壳四角的多处胶带粘贴需要在组装工位上完，因此贴胶卡爪的三自由度移动机构是由伺服滑台601-603组成的三自由度滑台，所述贴胶卡爪机构包括回转平台609、丝杠604、外侧支爪607和带压轮的内侧卡爪606，所述压轮由气缸605驱动摆动，用于压紧胶带，用于压紧胶带。胶带粘贴机构工作时贴胶卡爪上粘有一段胶带，黏面向外，在外爪推进与门壳棱边接触将胶带直接粘在棱边两面，然后内爪在气缸的推进下用压轮将胶带完全从外爪扯下并贴紧工件表面。
本发明的工作过程如下：
（1）人工将待组装的门壳放置到门壳上料输送机构100的皮带输送机104上，自动输送至待上料区通过柔性引导105进行粗定位，并在输送过程中自动检测工人放置门壳的方式是否正确并报警；
（2）门壳上料输送机100两侧的饰条备料输送机200也是由工人将塑料饰条放置在饰条卡槽204上，输送至待上料区通过柔性对中机构进行预对中，输送过程中通过视觉纠偏相机206进行纠偏报警；
（3）物料转运机构400上竖向运动支架406下移，将负压吸盘机构407下降至待上料区吸取门壳上升，沿桁架408水平运动机构平移，将门壳放到柔性自动组装机构500上，柔性自动组装机构500先对门壳进行对中；
（4）饰条上料机械臂300将饰条备料输送机200上的饰条抓取至自动组装机构门壳两侧，准备进行组装，柔性自动组装机构500上的柔性卡爪对门壳进行折弯端预拉伸，使得两侧门壳可以卡进门壳的饰条安装位置，然后柔性自动组装机构500和饰条上料机械臂300协调动作进行门壳和饰条的组装；
（5）所有的胶带粘贴机构600都预先从胶带供给机构上取好剪好的胶带，在组装作业完成后，通过三自由度运动机构将胶带卡爪伸出到门壳四角位置，将胶带贴在组装好的门壳的四角。然后物料自动转运机构400再将组装好的冰箱门运送至下一工位，对门壳的底侧边进行胶带的封固作业，最后物料转运机构将组装封固好的冰箱门放置在物料下料输送机构700上，此时整个自动化组装作业已经完成。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种冰箱门壳饰条组装生产设备，其特征在于，包括门壳备料输送机(100)、饰条备料输送机(200)、物料转运机构(400)、柔性自动组装机构(500)、饰条抓取机械臂(300)、胶带粘贴机构(600)和物料下料输送机构(700)，其中，
所述门壳备料输送机(100)、柔性自动组装机构(500)、胶带粘贴机构(600)和物料下料输送机构(700)依次排列，所述饰条备料输送机(200)设置在门壳备料输送机(100)一侧或两侧，所述饰条抓取机械臂(300)设置在柔性自动组装机构(500)的一侧或两侧，所述物料转运机构(400)设置在门壳备料输送机(100)、柔性自动组装机构(500)、胶带粘贴机构(600)和物料下料输送机构(700)的上方；
所述柔性自动组装机构(500)包括钢安装框架(513)以及设置在钢安装框架(513)上的自动对中电磁平台(510)、侧向对中滑台(505)、张紧机构(506)和柔性卡爪总成，所述自动对中电磁平台(510)包括由伺服电机(501)驱动的两个相对设置的滚珠丝杠滑台，所述滚珠丝杠滑台分为高台和低台两部分，所述高台部分为电磁平台(509)，所述低台部分上安装张紧机构(506)和柔性卡爪总成，所述张紧机构(506)与低台部分通过滑轨(503)滑动连接，所述柔性卡爪总成包括卡爪伸缩机构(511)、高度调节模组(512)、宽度调节模组(507)，所述宽度调节模组(507)设置在张紧机构(506)上，用于调节卡爪的横向位置，所述高度调节模组(512)设置在宽度调节模组(507)上，用于调节卡爪的竖向位置；
所述侧向对中滑台(505)包括两个相对设置的伺服滑台，两个伺服滑台的滑动方向与滚珠丝杠滑台的滑动方向垂直。
2.根据权利要求1所述的一种冰箱门壳饰条组装生产设备，其特征在于，所述门壳备料输送机(100)包括皮带输送机(104)，所述皮带输送机(104)两侧分别设置有步进电机(106)，所述步进电机(106)输出端设置有第一进给丝杠(103)，所述第一进给丝杠(103)端部设置有柔性引导(105)；所述皮带输送机(104)一端设置有死挡(101)，所述皮带输送机(104)的一侧位于死挡(101)的一端设置有第一光电开关(102)。
3.根据权利要求2所述的一种冰箱门壳饰条组装生产设备，其特征在于，所述柔性引导(105)呈“八”字形设置。
4.根据权利要求 1所述的一种冰箱门壳饰条组装生产设备，其特征在于，所述饰条备料输送机(200)包括链板输送机(203)，所述链板输送机(203)的每个链板上均设置有饰条卡槽(204)，所述链板输送机(203)一端两侧设置有由饰条定位伺服电机(201)和第二进给丝杠(205)组成的柔性对中机构；所述链板输送机(203)一侧设置有第二光电开关(202)。
5.根据权利要求 4所述的一种冰箱门壳饰条组装生产设备，其特征在于，所述链板输送机(203)上方设置有视觉纠偏相机(206)。
6.根据权利要求1所述的一种冰箱门壳饰条组装生产设备，其特征在于，所述物料转运机构(400)包括装有横向齿条(402)和横向导轨(405)的桁架(408)，所述横向导轨(405)上设置有沿横向导轨(405)滑动的滑动座，所述滑动座上设置有驱动滑动座横向滑动的横向运动伺服电机(403)以及由纵向运动伺服电机(404)驱动的竖向运动支架(406)，所述竖向运动支架(406)的底端设置有负压吸盘机构(407)；所述横向导轨(405)两端分别设置有行程开关(401)。
7.根据权利要求6所述的一种冰箱门壳饰条组装生产设备，其特征在于，所述负压吸盘机构(407)包括吸盘架和设置在吸盘架上的多个吸嘴，所述吸盘架上设有距离传感器。
8.根据权利要求1所述的一种冰箱门壳饰条组装生产设备，其特征在于，所述饰条抓取机械臂包括安装底座、设置在安装底座上的六自由度机械臂以及设置在六自由度机械臂末端的柔性卡爪，所述柔性卡爪包括滑台(306)、设置在滑台(306)底部的正反丝杠(304)以及安装在正反丝杠(304)上的两个气爪(305)，所述滑台(306)一端设置有与正反丝杠(304)连接的伺服电机(301)，所述六自由度机械臂末端设置有旋转关节(302)，所述旋转关节(302)上设置有连接滑台(306)的俯仰关节(303)。
9.根据权利要求1所述的一种冰箱门壳饰条组装生产设备，其特征在于，所述胶带粘贴机构(600)包括三自由度移动机构以及安装在三自由度移动机构上的贴胶卡爪机构，所述贴胶卡爪机构包括回转平台(609)、丝杠(604)、外侧支爪(607)和带压轮的内侧卡爪(606)，所述压轮由气缸(605)驱动摆动，用于压紧胶带。
10.根据权利要求1所述的一种冰箱门壳饰条组装生产设备，其特征在于，所述侧向对中滑台(505)的两个伺服滑台中，一个采用伺服电机驱动，另一个采用步进电机驱动。
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