CN109249199B - 一种用于梳子生产的颗粒自动装配系统 - Google Patents

Abstract

一种用于梳子生产的颗粒自动装配系统，包括机械臂、机械臂控制柜、颗粒插取及搬运装置、颗粒自动供给装置、铝铜圈自动供给及旋转控制装置、安全防护装置，其中：机械臂控制柜安装在机械臂上，控制机械臂的动作；颗粒插取及搬运装置安装在机械臂的法兰盘上，负责颗粒的插取、挤压装配、装置的复位；颗粒自动供给装置位于机械臂作用范围的一第一预设位置，负责提供颗粒；铝铜圈自动供给及旋转控制装置位于机械臂作用范围的一第二预设位置，负责铝铜圈的传送、安装、回收，铝铜圈旋转角度的控制；安全防护装置设置在机械臂最大作用范围的周边，用于现场保护。本发明能在同一系统中装配各种型号的铝铜圈，扩大了系统的适用范围。

Description

一种用于梳子生产的颗粒自动装配系统

技术领域

本发明涉及颗粒自动装配系统技术领域，尤其涉及一种用于梳子生产的颗粒自动装配系统。

背景技术

随着人工成本的不断上涨，人工装配的生产方式不断被自动化生产方式所替代。在梳子的生产过程中，颗粒的安装遇到同样问题，虽然目前已经有一部分专机用于特定型号梳子铝铜圈颗粒的安装，但是其适用性很差，无法生产大部分型号的梳子。

发明内容

针对以上问题，本发明提出了基于机械臂及控制柜替代专机的时序控制，加上颗粒插取及搬运装置、颗粒自动供给装置、铝铜圈自动供给及旋转控制装置的方式组成颗粒自动装配系统。

一种用于梳子生产的颗粒自动装配系统，包括机械臂、机械臂控制柜、颗粒插取及搬运装置、颗粒自动供给装置、铝铜圈自动供给及旋转控制装置、安全防护装置；

其中，

机械臂控制柜，安装在机械臂上，用于控制机械臂的动作；

颗粒插取及搬运装置，安装在机械臂的法兰盘上，在取料时负责颗粒的插取，在装配时负责颗粒的挤压装配与颗粒插取及搬运装置的复位；

颗粒自动供给装置，位于机械臂作用范围内的一第一预设位置，主要负责提供颗粒；

铝铜圈自动供给及旋转控制装置，位于机械臂作用范围内的一第二预设位置，负责铝铜圈的自动传送、自动安装，以及颗粒安装时铝铜圈旋转角度的控制、颗粒安装完毕后铝铜圈的回收；

安全防护装置，设置在机械臂最大作用范围的周边，用于现场保护，使工人的人身安全受到保护。

机械臂为轻质的合金材料。

机械臂控制柜的门上配置有IO板。

颗粒插取及搬运装置包括颗粒插取气缸、颗粒释放气缸、压板、插针等；

颗粒插取及搬运装置进行颗粒的插取动作时，机械臂运行至颗粒供给装置上方，颗粒插取及搬运装置中的颗粒插取气缸动作，进行颗粒的插取；当进行颗粒的释放动作时，颗粒释放气缸将插针上的颗粒挤入铝铜圈的孔中，然后颗粒释放气缸复位，颗粒插取气缸复位。

颗粒自动供给装置包括振动盘、颗粒输送机构、颗粒对齐固定装置；

颗粒自动供给装置，用振动盘将颗粒振动运送至具有一定倾斜角度的传送带，在传送带中，颗粒通过振动和自身重力的作用，运行至传送带顶端，当传送带顶端的传感器检测到颗粒后，排列气缸动作，将颗粒以一定间距进行排列，以便于机械臂进行插取。

铝铜圈自动供给及旋转控制装置包括气缸、电机、平台、联轴器、旋转轴、抓手、微二轴直角坐标机械臂、铝铜圈槽、接近开关；

铝铜圈自动供给及旋转控制装置中的自动传送终端安装有铝铜圈的探测装置；

铝铜圈自动供给及旋转控制装置中设有铝铜圈自动安装装置，系统空闲时，当检测到铝铜圈到位，微二轴直角坐标机械臂抓取铝铜圈，并运行至指定位置；固定气缸动作，实现铝铜圈与电机传动系统的固定，同时微二轴直角坐标机械臂回到初始位置；

铝铜圈自动供给及旋转控制装置中的旋转角度控制电机能根据铝铜圈的颗粒安装位置进行旋转角度的控制，当整个铝铜圈中的颗粒安装完成后，旋转电机回到原位，同时释放铝铜圈，将安装完后的铝铜圈进行回收。

安全防护装置既包括光带安全设置，又包括红外激光安全保护设置。

本发明的有益效果：提出了基于机械臂及控制柜替代专机的时序控制，加上颗粒携带及搬运装置、颗粒自动供给装置、铝铜圈自动供给及旋转控制装置组成梳子生产过程中的颗粒自动装配系统。采用这种方式的颗粒自动装配系统，能解决专机装配的种类单一问题，能在同一系统中装配各种型号的铝铜圈，扩大了系统的适用范围，增加了系统的经济适用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为颗粒自动装配系统框图

图2为颗粒插取及搬运装置框图

图3为颗粒自动供给装置示意图

图4为铝铜圈自动供给和旋转控制示意图

具体实施方式

一种用于梳子生产的颗粒自动装配系统，包括机械臂、机械臂控制柜、颗粒插取及搬运装置、颗粒自动供给装置、铝铜圈自动供给及旋转控制装置、安全防护装置；

其中，

机械臂控制柜，安装在机械臂上，用于控制机械臂的动作；

颗粒插取及搬运装置，安装在机械臂的法兰盘上，在取料时负责颗粒的插取，在装配时负责颗粒的挤压装配与颗粒插取及搬运装置的复位；

颗粒自动供给装置，位于机械臂作用范围内的一第一预设位置，主要负责提供颗粒；

铝铜圈自动供给及旋转控制装置，位于机械臂作用范围内的一第二预设位置，负责铝铜圈的自动传送、自动安装，以及颗粒安装时铝铜圈旋转角度的控制、颗粒安装完毕后铝铜圈的回收；

安全防护装置，设置在机械臂最大作用范围的周边，用于现场保护，使工人的人身安全受到保护；

机械臂，可以是六轴机械臂，也可以是四轴机械臂；

颗粒自动装配系统的主体工作步骤包括：

1)当机械臂检测到颗粒准备就位和铝铜圈准备就位之后，机械臂从初始位运行至颗粒准备位，进行颗粒的插取动作；

2)插取完颗粒后，机械臂运行至铝铜圈上方，将颗粒装配在铝铜圈上；

3)机械臂回到初始位，铝铜圈旋转控制装置控制铝铜圈旋转一定的角度，重复步骤2)和步骤3)，直到完成一个铝铜圈的颗粒装配；一个铝铜圈装配完成后，重复步骤1)、2)、3)。

机械臂为轻质的合金材料。

机械臂控制柜的门上配置有IO板。

颗粒插取及搬运装置包括颗粒插取气缸、颗粒释放气缸、压板、插针等；

颗粒插取及搬运装置进行颗粒的插取动作时，机械臂运行至颗粒供给装置上方，颗粒插取及搬运装置中的颗粒插取气缸动作，进行颗粒的插取；当进行颗粒的释放动作时，颗粒释放气缸将插针上的颗粒挤入铝铜圈的孔中，然后颗粒释放气缸复位，插取气缸复位；

颗粒插取及搬运装置通过机械臂运动至颗粒安装位，然后颗粒插取气缸工作，驱动插针向前移动，插取颗粒；颗粒插取完成后，机械臂运行至铝铜圈上方，颗粒释放气缸开始工作，将颗粒压入铝铜圈的相应孔位；颗粒压入完成后，颗粒释放气缸和颗粒插取气缸回到原位，此时机械臂也回到原位。

颗粒自动供给装置包括振动盘、颗粒输送机构、颗粒对齐固定装置；

颗粒自动供给装置，用振动盘将颗粒振动运送至具有一定倾斜角度的传送带，在传送带中，颗粒通过振动和自身重力的作用，运行至传送带顶端，当传送带顶端的传感器检测到颗粒后，排列气缸动作，将颗粒以一定间距进行排列，以便于机械臂进行插取；

颗粒自动供给装置负责供应颗粒，首先通过振动盘的振动将颗粒有序的从振动盘的出口输出，然后通过导轨将颗粒运送至颗粒安装位附近，当接近开关检测到一排颗粒到位后，气缸开始工作，将一排颗粒压入颗粒安装位。需要注意，为了使颗粒能够准确运送至安装位附近，导轨的安装需要一定的角度，让颗粒的重力作用使接近开关准确检测到颗粒。

铝铜圈自动供给及旋转控制装置包括气缸、电机、平台、联轴器、旋转轴、抓手、微二轴直角坐标机械臂、铝铜圈槽、接近开关；

铝铜圈自动供给及旋转控制装置中的自动传送终端安装有铝铜圈的探测装置；

铝铜圈自动供给及旋转控制装置中设有铝铜圈自动安装装置，系统空闲时，当检测到铝铜圈到位，微二轴直角坐标机械臂抓取铝铜圈，并运行至指定位置；固定气缸动作，实现铝铜圈与电机传动系统的固定，同时微二轴直角坐标机械臂回到初始位置；

铝铜圈自动供给及旋转控制装置中的旋转角度控制电机能根据铝铜圈的颗粒安装位置进行旋转角度的控制，当整个铝铜圈中的颗粒安装完成后，旋转电机回到原位，同时释放铝铜圈，将安装完后的铝铜圈进行回收；

进一步说明，铝铜圈自动供给及控制装置，负责自动更换铝铜圈和控制铝铜圈的旋转角度。当铝铜圈旋转装置为空载时，铝铜圈自动供给装置中的微二轴直角坐标机械臂将新的铝铜圈抓起后，运行至铝铜圈旋转装置处，同时控制气缸使整个旋转控制装置进行拉伸动作，如此新的铝铜圈将被卡在整个旋转控制装置中的旋转轴上；当机械臂完成颗粒装配后，铝铜圈旋转控制装置会根据铝铜圈的型号旋转一定的角度，以便进行下一次的装配；当颗粒装配完成后，气缸进行收缩动作，铝铜圈从旋转控制装置中脱落至流水线，由此完成了一个铝铜圈的装配。

安全防护装置既包括光带安全设置，又包括红外激光安全保护设置；

安全防护装置用于生产过程中的现场保护，使工人的人身安全得到保障。安全防护装置采用红外对射或红外感应等传感器作为基础元件，构建安全防护网络。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1

如图2所示，颗粒插取及搬运装置固定在机械臂的法兰盘上，颗粒插取及搬运装置主要由颗粒插取气缸(22)、颗粒释放气缸(21)、压板(23)、插针(24)组成。当进行颗粒插取动作时，由机械臂控制柜IO板输出信号控制颗粒插取气缸工作，使插针前伸，完成插取动作；当进行颗粒释放动作时，由机械臂控制柜IO板输出信号控制颗粒释放气缸工作，使压板前伸，将颗粒压入铝铜圈的孔中；颗粒压入完成后，机械臂控制柜IO板控制颗粒释放气缸反向动作，收回压板，同时机械臂控制柜IO板控制颗粒插取气缸反向动作，收回插针。

颗粒自动供给装置包括振动盘、颗粒输送机构、颗粒对齐固定装置，主要负责供应颗粒；

如图3所示，颗粒自动供给装置主要由振动盘(31)、轨道(32)、气缸(33)、滑块(34)和接近开关组成。振动盘(31)将颗粒由无序的状态转换成排列整齐的移动颗粒序列，然后通过轨道(32)运输至颗粒插取位，当接近开关检测到颗粒信号时，机械臂控制柜IO板输出控制信号给气缸，将颗粒从轨道运送至规定的插取位，等待机械臂进行插取动作。需要注意，为使颗粒能够有效运送至插取位附近，轨道需要一定的倾斜角度，由此带来的重力作用使颗粒能够有效地运动。

铝铜圈自动供给及控制装置负责铝铜圈的自动更替和铝铜圈的旋转角度控制；

如图4所示，铝铜圈自动供给和控制装置，主要由气缸(41)、电机(42)、平台(43)、联轴器(44)、旋转轴(45)、抓手(46)、微二轴直角坐标机械臂(49、410)、铝铜圈槽(48)和接近开关(411、412)组成。当接近开关(412)检测到铝铜圈旋转装置上没有铝铜圈时，由接近开关(411)检测铝铜圈槽内有无铝铜圈，如没有，发出警报声，如有，则微二轴直角坐标机械臂(49、410)携带抓手(46)动作，从铝铜圈槽内抓住铝铜圈运行至旋转轴中心处，气缸(41)开始工作，带动平台(43)、电机(42)和联轴器(43)等完成伸展动作，将铝铜圈卡在旋转轴(45)上；反之，当一个铝铜圈装配完成后，气缸(41)开始工作，带动平台(43)、电机(42)和联轴器(43)完成收缩动作，将铝铜圈从旋转轴(45)中退下，铝铜圈掉落至流水线。当铝铜圈进行颗粒装配时，机械臂带着颗粒插取及搬运装置运行至铝铜圈上方，完成颗粒的装配，完成后，机械臂回归原位，同时控制柜的轴信号输出端输出信号控制电机旋转一定的角度，以便下一次的颗粒装配。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种用于梳子生产的颗粒自动装配系统，其特征在于，包括机械臂、机械臂控制柜、颗粒插取及搬运装置、颗粒自动供给装置、铝铜圈自动供给及旋转控制装置、安全防护装置；

所述机械臂控制柜，安装在所述机械臂上，用于控制所述机械臂的动作；

所述颗粒插取及搬运装置，安装在所述机械臂的法兰盘上，在取料时负责颗粒的插取，在装配时负责颗粒的挤压装配与所述颗粒插取及搬运装置的复位；

所述颗粒自动供给装置，位于机械臂作用范围内的一第一预设位置，主要负责提供颗粒；

所述铝铜圈自动供给及旋转控制装置，位于机械臂作用范围内的一第二预设位置，负责铝铜圈的自动传送、自动安装，以及颗粒安装时铝铜圈旋转角度的控制、颗粒安装完毕后铝铜圈的回收；

所述安全防护装置，设置在所述机械臂最大作用范围的周边，用于现场保护，使工人的人身安全受到保护；

所述颗粒插取及搬运装置固定在所述机械臂的法兰盘上，所述颗粒插取及搬运装置主要由颗粒插取气缸、颗粒释放气缸、压板、插针组成；当进行颗粒插取动作时，由机械臂控制柜IO板输出信号控制所述颗粒插取气缸工作，使所述插针前伸，完成插取动作；当进行颗粒释放动作时，由所述机械臂控制柜IO板输出信号控制所述颗粒释放气缸工作，使所述压板前伸，将颗粒压入所述铝铜圈的孔中；颗粒压入完成后，所述机械臂控制柜IO板控制所述颗粒释放气缸反向动作，收回所述压板，同时所述机械臂控制柜IO板控制所述颗粒插取气缸反向动作，收回所述插针；

所述颗粒自动供给装置主要由振动盘、轨道、气缸、滑块和接近开关组成；所述振动盘将颗粒由无序的状态转换成排列整齐的移动颗粒序列，然后通过所述轨道运输至颗粒插取位，当所述接近开关检测到颗粒信号时，所述机械臂控制柜IO板输出控制信号给所述气缸，将颗粒从所述轨道运送至规定的插取位，等待所述机械臂进行插取动作；

所述铝铜圈自动供给及旋转控制装置，主要由气缸、电机、平台、联轴器、旋转轴、抓手、微二轴直角坐标机械臂、铝铜圈槽和接近开关组成；当所述接近开关检测到铝铜圈旋转装置上没有所述铝铜圈时，由所述接近开关检测所述铝铜圈槽内有无所述铝铜圈，如没有，发出警报声，如有，则所述微二轴直角坐标机械臂携带抓手动作，从所述铝铜圈槽内抓住所述铝铜圈运行至所述旋转轴中心处，所述气缸开始工作，带动所述平台、所述电机和所述联轴器完成伸展动作，将所述铝铜圈卡在所述旋转轴上；反之，当一个所述铝铜圈装配完成后，所述气缸开始工作，带动所述平台、所述电机和所述联轴器完成收缩动作，将所述铝铜圈从所述旋转轴中退下，所述铝铜圈掉落至流水线；当所述铝铜圈进行颗粒装配时，所述机械臂带着所述颗粒插取及搬运装置运行至所述铝铜圈上方，完成颗粒的装配，完成后，所述机械臂回归原位，同时所述机械臂控制柜的轴信号输出端输出信号控制所述电机旋转一定的角度，以便下一次的颗粒装配。

2.权利要求1所述一种用于梳子生产的颗粒自动装配系统，其特征在于，所述机械臂为轻质的合金材料。

3.权利要求1所述一种用于梳子生产的颗粒自动装配系统，其特征在于，所述机械臂控制柜的门上配置有IO板。

4.权利要求1所述一种用于梳子生产的颗粒自动装配系统，其特征在于，所述安全防护装置既包括光带安全设置，又包括红外激光安全保护设置。

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