CN109014826A - 水平尺中水平泡的自动安装定位和调整装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水平尺中水平泡的自动安装定位和调整装置，包括：工作台，所述工作台上设置有夹紧气缸和定位销，所述夹紧气缸推动水平尺朝定位销运动，使水平尺被夹紧于夹紧气缸和定位销之间；输送线，所述输送线设置于工作台旁，用于将已经调整好的水平尺运离工作台，或者将待调整的水平尺运送至工作台处；机器人，包括末端执行组件、机器人手臂和机器人底座，所述机器人设置于机器人底座上，所述末端执行组件设置于机器人手臂的末端关节处。利用CCD相机进行精确位置判断，避免了人工肉眼判断的误差；实现了自动化搬运、夹紧和调整装置，显著降低了劳动强度；实现了全自动化，大幅提高了质量一致性。

Description

水平尺中水平泡的自动安装定位和调整装置

技术领域

本发明涉及一种自动安装定位和调整装置，特别涉及一种水平尺中水平泡的自动安装定位和调整装置。

背景技术

水平尺的作用就是用于测量物体的垂直度和水平度，水平尺的长度大多介于10厘米到250厘米之间。水平尺的平稳性和精确性主要由它材料的平直度和其中的水平泡质量来决定。常见的水平尺是由两个或三个装有小气泡的小玻璃管组成。当把水平尺放到被检测物体的表面上时，观察水泡的位置，气泡往那一边偏离，就证明那一侧有点高。

当对水平尺进行生产装配的时候，需要保证两个部件的安装精度才能够确保水平尺的测量精度，第一是水平尺框架结构自身的平面度，第二是水平泡安装的平整度。在目前，对于水平尺框架结构的平面度由机床自身来保证，而水平泡的安装则主要由人眼来观察并用手工来调整水平泡的安装螺丝来保证安装精度。由于目前水平尺水平泡的安装还主要利用人工来完成，效率和产品质量一致性较低，劳动强度大。

发明内容

本发明的目的是利用机器人，结合自动化检测和调整技术，实现水平泡的安装和调整，从而提高装配效率，降低劳动强度、提高质量，保证质量一致性。本发明提出机器人、自动搬运额夹具装置、CCD相机实现自动化检测以及利用电动螺丝机实现自动化拧紧和调整的方法，实现自动化装配线高效、高质量、低劳动强度的目的。

本发明的技术方案如下：

水平尺中水平泡的自动安装定位和调整装置，包括：

工作台，所述工作台上设置有夹紧气缸和定位销，所述夹紧气缸推动水平尺朝定位销运动，使水平尺被夹紧于夹紧气缸和定位销之间；

输送线，所述输送线设置于工作台旁，用于将已经调整好的水平尺运离工作台，或者将待调整的水平尺运送至工作台处；

机器人，包括末端执行组件、机器人手臂和机器人底座，所述机器人设置于机器人底座上，所述末端执行组件设置于机器人手臂的末端关节处。

进一步地，所述夹紧气缸包括X方向夹紧气缸和Y方向夹紧气缸，所述定位销分别设置于X方向夹紧气缸和Y方向夹紧气缸的相对侧，所述X方向夹紧气缸和Y方向夹紧气缸分别从相互垂直的方向推动水平尺朝定位销运动，使水平尺被夹紧于X方向夹紧气缸、Y方向夹紧气缸和定位销之间。

进一步地，所述夹紧气缸包括X方向夹紧气缸和Y方向夹紧气缸，所述定位销分别设置于所述定位销的的定位部分设置有橡胶套；所述夹紧气缸的活塞杆的端部设置有橡胶压紧块。

进一步地，所述夹紧气缸包括X方向夹紧气缸和Y方向夹紧气缸，所述定位销分别设置于所述输送线包括已检输送线和待检输送线，所述已检输送线和待检输送线分别设置于工作台的两侧，所述已检输送线用于将已经调整好的水平尺运离工作台，所述待检输送线用于将待调整的水平尺运送至工作台处。

进一步地，所述夹紧气缸包括X方向夹紧气缸和Y方向夹紧气缸，所述定位销分别设置于所述末端执行组件包括固定于底座上的螺丝调节模块、搬运夹紧模块和CCD相机检测模块，其中：

螺丝调节模块，所述螺丝调节模块包括推进气缸、夹紧块、电动螺丝机和批头，所述批头安装在电动螺丝机上，电动螺丝机通过夹紧块安装在推进气缸上，所述推进气缸固定于底座上；

搬运夹紧模块，所述搬运夹紧模块包括夹紧气缸、滑杆、定位架、夹紧臂，所述夹紧气缸固定于底座上，所述滑杆通过定位架安装于夹紧气缸上，所述夹紧臂包括固定夹紧臂和移动夹紧臂，所述固定夹紧臂固定安装于气缸壁上，所述移动夹紧臂固定安装于气缸的缸杆端，同时移动夹紧臂与滑杆的端部相连，移动夹紧臂在夹紧气缸的作用下沿着滑杆的轴线方向运动；

CCD相机检测模块，包括CCD相机和安装架，CCD相机固定于安装架上，安装架固定于底座上。

进一步地，所述夹紧气缸包括X方向夹紧气缸和Y方向夹紧气缸，所述定位销分别设置于所述夹紧臂的末端安装有扩展板，扩展板上安装有缓冲垫。

进一步地，所述夹紧气缸包括X方向夹紧气缸和Y方向夹紧气缸，所述定位销分别设置于所述缓冲垫为橡胶垫，所述橡胶垫通过金属支架安装于扩展板上。

本发明的有益效果如下：

(1)由于利用了CCD相机进行精确位置判断，避免了人工肉眼判断的误差；

(2)由于实现了自动化搬运、夹紧和调整装置，显著降低了劳动强度；

(2)由于实现了全自动化，大幅提高了质量一致性。

附图说明

图1是水平状态下水平泡的位置状态图。

图2是非水平状态下水平泡的位置状态图。

图3是水平尺中水平泡的自动安装定位和调整装置的总体模型。

图4是水平尺定位夹紧模块的总成图。

图5是水平尺定位夹紧模块的爆炸图。

图6是机器人及末端执行组件总成图。

图7是末端执行组件总成图。

图8是末端执行组件爆炸图。

图中：1、水平泡；11、Y方向水平泡；12、X方向水平泡；13、45°方向水平泡；14、偏置状态水平泡；2、工作台；21、X方向夹紧气缸；22、Y方向夹紧气缸；23、定位销；24、橡胶压紧块；31、已检输送线；32、待检输送线；4、机器人；41、末端执行组件；411、底座；412、螺丝调节模块；4121、批头；4122、电动螺丝机；4123、夹紧块；4124、推进气缸；413、CCD相机；4131、安装架；414、搬运夹紧模块；4141、固定夹紧臂；4142、扩展板；4143、夹紧气缸；4144、技术支架；4145、橡胶垫；4146、定位架；4147、滑杆；4148、移动夹紧臂；42、机器人底座；43、机器人手臂。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

图1是标准水平状态下的水平尺中水平泡的位置，由图可知，此时水平泡1(包括Y方向水平泡11、X方向水平泡12、45°方向水平泡13)的气泡位置应在水平泡的中间位置。图2为非水平状态下水平泡的气泡位置，其偏离了中间理论水平状态下的位置(偏置状态水平泡14)。水平泡1通过其两端的安装螺丝实现其定位，当实际安装检测过程中，发现气泡位置不在中间位置时，通过调节安装螺丝，实现水平泡位置的调节，保证装配正确性。

图3是本发明水平尺水平泡自动检验和调整装置的总成图。该装置包括待检输送线32、工作台22、定位气缸(包括X方向夹紧气缸21和Y方向夹紧气缸22)、定位销23、机器人4(机器人4安装于机器人底座42上)、机器人末端执行组件41(多功能机器手)和已检输送线31。其中机器人底座42固定在地面上，机器人4通过螺栓安装在机器人底座42上。

系统的工作流程如下：

(1)机器人通过末端执行组件将待检水平尺从待检输送线上取出，放置在工作台指定位置；

(2)定位气缸伸出缸杆，通过橡胶垫与水平尺接触，使得水平尺定位夹紧在工作台面上；

(3)旋转机器人末端执行组件，让CCD相机开始工作，检测水平泡中气泡位置的正确性，如气泡的位置在允许误差范围之内，则松开定位气缸，由机器人末端执行元件中搬运模块将水平尺搬运者已检产品输送线；如位置误差超出允许范围，则计算器气泡的误差值，通过数据对应关系，将误差数值转变为螺丝调节角度，进而计算出电动螺丝刀需要选择的圈数/角度，利用螺丝调节模块实现螺丝的转动角度调节；

(4)再次检验合格后，利用搬运模块，将已检产品搬运至已检输送线上，从而实现单个产品的检验。

(5)重复(1)-(4)的动作，实现产品的连续检验和调节。

图4为水平尺定位夹紧模块的总成图，图5为水平尺定位夹紧模块的爆炸图。由图可知，定位夹紧模块包括工作台2、定位气缸(包括X方向夹紧气缸21、Y方向夹紧气缸22)、橡胶压紧块24和带定位功能的螺栓23组成，螺栓23的定位部分有一层的橡胶套，用来保证水平尺气缸夹紧的过程中不会受到碰撞破坏。定位气缸通过螺丝安装在工作台2上，橡胶压紧块24通过螺丝安装在气缸杠杆顶端。

图6为机器人及末端执行组件总成图，包括末端执行组件41、机器人手臂43和机器人底座42。其中，末端执行组件41通过螺丝安装在机器人手臂43的末端关节处。

图7为末端执行组件的总成图，图8为末端执行组件的总成图爆炸图。从图7可知，末端执行组件包括三大模块：螺丝调节模块412、搬运夹紧模块414、CCD相机检测模块(主要包括CCD相机413)。三大模块通过螺丝安装在底座411上，底座411又通过螺丝安装在机器人4末端关节上。

从图8可以看出各模块的组成部件。螺丝调节模块412包括推进气缸4124、夹紧块4123、电动螺丝机4122和批头4121，批头4121安装在电动螺丝机4122上，电动螺丝机4122通过夹紧块4123安装在推进气缸4124上。CCD相机检测模块包括CCD相机413和安装架4131，相机413安装在安装架4131上，安装架4131又通过螺丝安装在执行组件底座411上。搬运夹紧模块414包括固定夹紧臂4141、夹紧气缸4143、扩展板4142、金属支架4144、橡胶垫4145、定位架4146和滑杆4147，其中金属支架4144和橡胶垫4145通过螺丝安装在扩展板4142上，扩展板4142又通过螺丝分别安装在固定夹紧臂4141和移动夹紧臂4148上，橡胶垫4145的主要作用是确保搬运和夹紧的过程中不碰坏水平尺。夹紧气缸4143的缸筒端通过螺丝安装在固定夹紧臂4141(系统有两个夹紧臂，包括固定夹紧臂4141和移动夹紧臂4148)的上端，缸杆端通过螺丝安装在移动夹紧臂4148上。定位架4146安装在夹紧气缸4143背部。滑杆4147安装在定位架4146上，可保证滑杆仅能在其轴线方向上运动。滑杆的另一端安装在移动夹紧臂4148上，从而保证移动夹紧臂4148在夹紧气缸4143的作用下沿着滑杆4147的轴线方向运动，从而实现工件的搬运功能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.水平尺中水平泡的自动安装定位和调整装置，其特征在于，包括：

工作台，所述工作台上设置有夹紧气缸和定位销，所述夹紧气缸推动水平尺朝定位销运动，使水平尺被夹紧于夹紧气缸和定位销之间；

输送线，所述输送线设置于工作台旁，用于将已经调整好的水平尺运离工作台，或者将待调整的水平尺运送至工作台处；

机器人，包括末端执行组件、机器人手臂和机器人底座，所述机器人设置于机器人底座上，所述末端执行组件设置于机器人手臂的末端关节处。

2.根据权利要求1所述的水平尺中水平泡的自动安装定位和调整装置，其特征在于，所述夹紧气缸包括X方向夹紧气缸和Y方向夹紧气缸，所述定位销分别设置于X方向夹紧气缸和Y方向夹紧气缸的相对侧，所述X方向夹紧气缸和Y方向夹紧气缸分别从相互垂直的方向推动水平尺朝定位销运动，使水平尺被夹紧于X方向夹紧气缸、Y方向夹紧气缸和定位销之间。

3.根据权利要求1所述的水平尺中水平泡的自动安装定位和调整装置，其特征在于，所述定位销的的定位部分设置有橡胶套；所述夹紧气缸的活塞杆的端部设置有橡胶压紧块。

4.根据权利要求1所述的水平尺中水平泡的自动安装定位和调整装置，其特征在于，所述输送线包括已检输送线和待检输送线，所述已检输送线和待检输送线分别设置于工作台的两侧，所述已检输送线用于将已经调整好的水平尺运离工作台，所述待检输送线用于将待调整的水平尺运送至工作台处。

5.根据权利要求1所述的水平尺中水平泡的自动安装定位和调整装置，其特征在于，所述末端执行组件包括固定于底座上的螺丝调节模块、搬运夹紧模块和CCD相机检测模块，其中：

螺丝调节模块，所述螺丝调节模块包括推进气缸、夹紧块、电动螺丝机和批头，所述批头安装在电动螺丝机上，电动螺丝机通过夹紧块安装在推进气缸上，所述推进气缸固定于底座上；

搬运夹紧模块，所述搬运夹紧模块包括夹紧气缸、滑杆、定位架、夹紧臂，所述夹紧气缸固定于底座上，所述滑杆通过定位架安装于夹紧气缸上，所述夹紧臂包括固定夹紧臂和移动夹紧臂，所述固定夹紧臂固定安装于气缸壁上，所述移动夹紧臂固定安装于气缸的缸杆端，同时移动夹紧臂与滑杆的端部相连，移动夹紧臂在夹紧气缸的作用下沿着滑杆的轴线方向运动；

CCD相机检测模块，包括CCD相机和安装架，CCD相机固定于安装架上，安装架固定于底座上。

6.根据权利要求5所述的水平尺中水平泡的自动安装定位和调整装置，其特征在于，所述夹紧臂的末端安装有扩展板，扩展板上安装有缓冲垫。

7.根据权利要求6所述的水平尺中水平泡的自动安装定位和调整装置，其特征在于，所述缓冲垫为橡胶垫，所述橡胶垫通过金属支架安装于扩展板上。