CN110170835B - 一种工业内窥镜自动组装机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工业内窥镜自动组装机，包括壳体，壳体内设置有组装平台，组装平台上设置有工装旋转台、配件上料机构、配件夹取搬运机构、配件定位机构、二次定位机构及自动排料机构；工装旋转台用于带动各工装旋转，配件上料机构用于当工装旋转至对应位置时，进行上料，配件夹取搬运机构用于将配件上料机构的配件移动至配件定位机构，配件定位机构用于将配件进行定位组装，二次定位机构用于对配件定位机构上的配件进行二次定位，自动排料机构用于将组装完成的工业内窥镜传送至成品收集仓。本发明实施例中实现对工业内窥镜产品进行自动组装，组装过程中减少人工操作，节省了人力成本，提高了组装效率。

Description

一种工业内窥镜自动组装机

技术领域

本发明涉及自动化设备技术领域，尤其涉及一种工业内窥镜自动组装机。

背景技术

工业内窥镜能对弯曲管道深处探查，能观察不能直视到的部位，能在密封空腔内观察内部空间结构与状态，能实现远距离观察与操作。工业内窥镜主要用于汽车、航空发动机、管道、机械零件等，可在不需拆卸或破坏组装及设备停止运行的情况下实现无损检测，广泛应用于航空、汽车、船舶、电气、化学、电力、煤气、原子能、土木建筑等现代核心工业的各个部门。

现有的工业内窥镜组装设备一般为单工序组装设备，需要人工将待组装的配件放入组装设备，在工业内窥镜组装设备组装完成后，需要人工将加工完成的成品取出，组装过程中需要耗费大量的人力物力，组装效率低，组装成本高。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种工业内窥镜自动组装机，旨在解决现有技术中的工业内窥镜组装设备一般为单工序组装设备，需要人工将待组装的配件放入组装设备，在工业内窥镜组装设备组装完成后，需要人工将加工完成的成品取出，组装过程中需要耗费大量的人力物力，组装效率低，组装成本高的问题。

本发明的技术方案如下：

本发明实施例第一方面提供了一种工业内窥镜自动组装机，包括壳体，所述壳体内设置有组装平台，

所述组装平台上设置有工装旋转台、配件上料机构、配件夹取搬运机构、配件定位机构、二次定位机构及自动排料机构；

所述工装旋转台用于带动各工装旋转，配件上料机构用于当工装旋转至对应位置时，进行上料，所述配件夹取搬运机构用于将配件上料机构的配件移动至配件定位机构，所述配件定位机构用于将配件进行定位组装，所述二次定位机构用于对配件定位机构上的配件进行二次定位，所述自动排料机构用于将组装完成的工业内窥镜传送至成品收集仓。

可选地，所述组装平台上还设置有报警机构，所述报警机构用于检测配件上料机构是否有配件以及配件是否按特定的顺序夹取。

可选地，所述工业内窥镜的配件包括螺母、第一垫片、功能件、第二垫片及螺杆，所述配件上料机构包括依次设置的螺母上料机构、第一垫片上料机构、功能件上料机构、第二垫片上料机构及螺杆上料机构。

可选地，所述螺母上料机构包括螺母进料器、螺母料仓、螺母待料工位及位置调节机构，所述螺母进料器分别与所述螺母料仓、所述螺母待料工位、所述螺母进料器位置调节机构连接，所述螺母进料器用于将所述螺母料仓中的螺母导出到螺母待料工位，所述位置调节机构用于对螺母进料器的位置进行调节。

可选地，所述第一垫片上料机构包括第一震动进料器、第一垫片料仓、第一传感器及第一垫片待料工位，所述第一震动进料器分别与第一垫片料仓、第一垫片待料工位连接，第一传感器与所述第一垫片待料工位连接；所述第一震动进料器用于将第一垫片料仓中的第一垫片按特定的方向导出到第一垫片待料工位，所述第一传感器用于检测第一垫片待料工位上的第一垫片到位情况。

可选地，所述第二垫片上料机构包括第二震动进料器、第二垫片料仓、第二传感器及第二垫片待料工位，所述第二震动进料器分别与第二垫片料仓、第二垫片待料工位连接，第二传感器与所述第二垫片待料工位连接；所述第二震动进料器用于将第二垫片料仓中的第二垫片按特定的方向导出到第二垫片待料工位，所述第二传感器用于检测第一垫片待料工位上的第二垫片到位情况。

可选地，所述螺杆上料机构包括螺杆进料器、震动机构和螺杆运输管，所述螺杆进料器与所述震动机构连接，所述螺杆运输管与所述震动机构连接，所述震动机构用于将螺杆进料器的螺杆按特定的方向送至螺杆运输管，所述螺杆运输管将特定方向的螺杆输送至指定位置。

可选地，所述壳体上还设置有人机操作界面、启动按钮、停止按钮、暂停按钮、防护罩及安全光栅。

可选地，所述配件定位机构包括定位滑块及导向滑轨，所述定位滑块设置在所述导向滑轨上。

可选地，所述二次定位机构包括底座、支撑平台、第一导向定位杆、平面支撑杆、导杆、顶升机构及顶升气缸，所述顶升气缸设置在所述底座上，所述导杆设置在所述底座与所述支撑平台之间，所述平面支撑杆设置在所述支撑平台上，所述第一导向定位杆设置在所述支撑平台上，且位于平面支撑杆之间；所述顶升机构与所述支撑平台连接，通过顶升气缸的顶升作用带动第一导向定位杆上下移动。

有益效果：本发明公开了一种工业内窥镜自动组装机，本发明实施例中实现对工业内窥镜产品进行自动组装，组装过程中减少人工操作，节省了人力成本，提高了组装效率。

附图说明

图1为本发明一种工业内窥镜自动组装机较佳实施例的第一角度的结构示意图。

图2为本发明一种工业内窥镜自动组装机的较佳实施例的第二角度的结构示意图。

图3为本发明一种工业内窥镜自动组装机的较佳实施例的第三角度的结构示意图。

图4为本发明一种工业内窥镜自动组装机的较佳实施例的第四角度的结构示意图。

图5为本发明一种工业内窥镜自动组装机的较佳实施例的第五角度的结构示意图。

图6为本发明一种工业内窥镜自动组装机的较佳实施例的第六角度的结构示意图。

图7为本发明一种工业内窥镜自动组装机的较佳实施例的二次定位机构的第一角度的结构示意图。

图8为本发明一种工业内窥镜自动组装机的较佳实施例的二次定位机构的第二角度的结构示意图。

图9为本发明一种工业内窥镜自动组装机的较佳实施例的顶升机构与配件定位机构配合的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或者之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本发明实施例中螺杆组装装置是工业内窥镜组装设备中的一部分，螺杆组装装置主要是组装工业内窥镜产品中的螺杆，其中工业内窥镜包括若干配件，配件包括M3螺母、下层菱形垫片、功能件(功能件包括小圆镜子和手柄)、上层菱形垫片和螺杆。其中内窥镜产品组装时主要分为五层，分别为第一层(底层)M3螺母、第二层下层菱形垫片(即第一垫片，第一垫片凸点朝下)、第三层为功能件(功能件包括小圆镜子和手柄)、第四层上层菱形垫片(即第二垫片，第二垫片的凸点朝上)、第五层(顶层)螺杆，螺杆采用M3X12不锈钢十字螺杆。工业内窥镜组装设备是按照这个顺序和思路来实现自动组装的，每个零部件的自动组装工位都是由料仓、自动排料机构、零部件定位机构、零部件夹取搬运机构、主物料工装定位机构、是否有物料以及物料是否按特定的顺序夹取的报警机构组成。

以下结合附图对本发明实施例进行介绍。

本发明实施例提供了一种工业内窥镜自动组装机，请参阅图1、图2、图3、图4、图5和图6，如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，工业内窥镜自动组装机包括壳体1，壳体1内设置有组装平台2，组装平台上设置有工装旋转台21、配件上料机构22、配件夹取搬运机构23、配件定位机构24、二次定位机构25及自动排料机构26；

工装旋转台用于带动各工装旋转，配件上料机构用于当工装旋转至对应位置时，进行上料，配件夹取搬运机构用于将配件上料机构的配件移动至配件定位机构，配件定位机构用于将配件进行定位组装，二次定位机构用于对配件定位机构上的配件进行二次定位，自动排料机构用于将组装完成的工业内窥镜传送至成品收集仓(图中未示出)。

具体实施时，配件夹取搬运机构为两轴机械手。自动排料机构用于夹取机构过来将组装好的内窥镜组件取至下料皮带线上由皮带线传出至成品收集仓，成品收集仓还设置有满料提醒传感器，满料提醒传感器用于检测成品收集仓中的成品收集超过一定限度后，发送信号至PLC。工业内窥镜自动组装机中还设置有PLC(图中未示出)，PLC是专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。

进一步地，组装平台上还设置有报警机构(图中未示出)，报警机构用于检测配件上料机构是否有配件以及配件是否按特定的顺序夹取。

具体实施时，工业内窥镜的产品的组装顺序是确定的，当配件夹取错误时，需要重要安装，增加了产品的不良率。因此通过报警机构检测配件上料机构是否有配件，以及配件组装顺序是否正确，若不正确，则及时报警，并将报警信息传送给PLC。

进一步地，壳体上1还设置有人机操作界面11、启动按钮12、停止按钮13、暂停按钮14、防护罩15及安全光栅16。

具体实施时，壳体上还设置有启动人机操作界面的人机界面的界面启动按钮17，以及关闭人机界面的界面关闭按钮18。人机操作界面用于获取组装中的PLC的控制信息，启动按钮用于对自动组装机进行启动，停止按钮用于关闭当前的自动组装机，暂停按钮用于暂时停止当前的组装操作，防护罩用于保护人身安全，实现组装平台与人身分离，安全光栅避免人员接近移动机械的一种光电设备，可以避免人员伤亡，这类的移动机械有冲床、卷绕机、码垛机、电梯等。安全光栅可以用来代替传统的机械屏障或是其他方式的机械防护，也可以增加设备的可维修性。配合安全光栅，也可以增加机械设备(像一些半自动设备)的操作性及效率。

进一步地，工业内窥镜的配件包括螺母、第一垫片、功能件、第二垫片及螺杆，由工业内窥镜的配件的安装顺序可知，配件供料机构上的各配件的进料机构的设置顺序与配件的安装顺序一致。因此配件上料机构包括依次设置的螺母上料机构221、第一垫片上料机构222、功能件上料机构(图中未示出)、第二垫片上料机构223及螺杆上料机构224。

进一步地，螺母上料机构221包括螺母进料器2211、螺母料仓2212、螺母待料工位(图中未示出)及位置调节机构2213，螺母进料器分别与螺母料仓、螺母待料工位、螺母进料器位置调节机构连接，螺母进料器用于将螺母料仓中的螺母导出到螺母待料工位，位置调节机构用于对螺母进料器的位置进行调节。

具体实施时，先是人工将批量的无序的螺母倒入螺母料仓中，由螺母进料器将螺母料仓中的螺母按特定的方向导出到螺母待料工位，光电给出螺母已到位信号给PLC，二次定位机构顶起，将主工装定位空间特定位置，由两轴机械手来完成取送料到工装旋转台上的主工装夹具上并退回；到位信号给至PLC，二次定位机构下降，8工位凸轮分割器带动主工装旋转下一工位，二次定位机构顶起。

进一步地，第一垫片上料机构222包括第一震动进料器2221、第一垫片料仓2222、第一传感器2223及第一垫片待料工位2224，第一震动进料器分别与第一垫片料仓、第一垫片待料工位连接，第一传感器与第一垫片待料工位连接；第一震动进料器用于将第一垫片料仓中的第一垫片按特定的方向导出到第一垫片待料工位，第一传感器用于检测第一垫片待料工位上的第一垫片到位情况。

具体实施时，先是人工将批量的无序的下层菱形垫片倒入第一垫片料仓中，由第一震动进料器将下层菱形垫片按特定的方向导出到第一垫片待料工位，光电给出下层菱形垫片已到位信号给PLC，由两轴机械手来取送下层菱形垫片到工装旋转台上的主工装夹具上并退回；到位信号给至PLC，二次定位机构下降，8工位凸轮分割器带动主工装旋转下一工位，二次定位机构顶起。其中第一传感器用于检测第一垫片待料工位上的下层菱形垫片是否到位。

进一步地，由人工将小圆镜子和伸缩手柄放入到旋转主工装中，双手按下启动按钮，二次定位机构下降，8工位凸轮分割器带动主工装旋转下一工位，二次定位机构顶起。

进一步地，第二垫片上料机构223包括第二震动进料器2231、第二垫片料仓2232、第二传感器2233及第二垫片待料工位2234，第二震动进料器分别与第二垫片料仓、第二垫片待料工位连接，第二传感器与第二垫片待料工位连接；第二震动进料器用于将第二垫片料仓中的第二垫片按特定的方向导出到第二垫片待料工位，第二传感器用于检测第一垫片待料工位上的第二垫片到位情况。

具体实施时，先是人工将批量的无序的菱形垫片倒入第二垫片料仓中，由第二震动进料器将上层菱形垫片按特定的方向导出第二垫片待料工位，第二传感器检测第一垫片待料工位上的第二垫片到位情况，到位后，第二传感器给出上层菱形垫片已到位信号给PLC，由两轴机械手来取送上层菱形垫片到工装旋转台上的主工装夹具上并退回；

到位信号给到PLC，二次定位机构下降，8工位凸轮分割器带动主工装旋转至下一工位，二次定位机构顶起。

进一步地，螺杆上料机构224包括螺杆进料器2241、震动机构2242和螺杆运输管2243，螺杆进料器与震动机构连接，螺杆运输管与震动机构连接，震动机构用于将螺杆进料器的螺杆按特定的方向送至螺杆运输管，螺杆运输管将特定方向的螺杆输送至指定位置。

具体实施时，先由人工将批量无序的M3X12的螺杆倒入螺杆进料器中，震动机构将螺杆机构按特定方向送至待料工位，由气体经螺杆运输管将螺杆吹至Y型接头电批头正下方，传感器感应到，电批2244开始工作，将M3X12的螺杆拎紧至指定位置，扭矩达到电批返回；

到位信号给到PLC，二次定位机构下降，8工位凸轮分割器带动主工装旋转下一工位，二次定位机构顶起。

进一步地，如图7和图8所示，二次定位机构25包括底座251、支撑平台252、第一导向定位杆253、平面支撑杆254、导杆255、及顶升气缸256及顶升机构257，顶升气缸设置在底座上，导杆设置在底座与支撑平台之间，平面支撑杆设置在支撑平台上，第一导向定位杆设置在支撑平台上，且位于平面支撑杆之间；顶升机构与支撑平台连接，通过顶升气缸的顶升作用带动第一导向定位杆上下移动。

具体实施时，二次定位机构用于将移动至对应工位的配件进行精准定位。具体地，顶升气缸的一端设置在底座，一端与支撑平台连接，支撑平台上设置有平面支撑杆，平面支撑杆与主工装接触，顶升气缸向上顶升时，第一导向定位杆也向上顶升，带动主工装进行顶升。导杆用于对支撑平台起支撑作用。

进一步地，如图9所示，顶升机构257包括深沟球轴承2571、第二导向定位杆2572、复位弹簧2573、限位块2574、调节块2575，深沟球轴承设置顶升机构的一端，第二导向定位杆与深沟球轴承连接，复位弹簧设置在第二导向定位杆上，调节块与限位块连接，限位块设置在调节块与导向定位杆之间。

具体实施时，深沟球轴承(GB/T 276—1994)原名单列向心球轴承，是应用最广泛的一种滚动轴承。其特点是摩擦阻力小，转速高，能用于承受径向负荷或径向和轴向同时作用的联合负荷的机件上，也可用于承受轴向负荷的机件上，例如小功率电动机、汽车及拖拉机变速箱、机床齿轮箱，一般机器、工具等。导向定位杆的上复位弹簧，用于主工装移动至特定位置，加工完毕后，进行复位。调节块调节二次定位机构的位置，并使用限位块对位置进行限制，深沟球轴承与凸轮的凸出部分承接，从而形成固定形状的型腔，对上层垫片进行支撑定位。

进一步地，如图9所示，配件定位机构24包括定位滑块241及导向滑轨242，定位滑块241设置在导向滑轨242上，定位滑块241与调节块2575连接。

具体实施时，通过在导向滑轨上滑动的定位滑块，与顶升机构及二次定位机构实现配件的二次定位。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种工业内窥镜自动组装机，其特征在于，包括壳体，所述壳体内设置有组装平台，

所述组装平台上设置有工装旋转台、配件上料机构、配件夹取搬运机构、配件定位机构、二次定位机构及自动排料机构；

所述工装旋转台用于带动各工装旋转，配件上料机构用于当工装旋转至对应位置时，进行上料，所述配件夹取搬运机构用于将配件上料机构的配件移动至配件定位机构，所述配件定位机构用于将配件进行定位组装，所述二次定位机构用于对配件定位机构上的配件进行二次定位，所述自动排料机构用于将组装完成的工业内窥镜传送至成品收集仓；

所述组装平台上还设置有报警机构，所述报警机构用于检测配件上料机构是否有配件以及配件是否按特定的顺序夹取；

所述二次定位机构包括底座、支撑平台、第一导向定位杆、平面支撑杆、导杆、顶升机构及顶升气缸，所述顶升气缸设置在所述底座上，所述导杆设置在所述底座与所述支撑平台之间，所述平面支撑杆设置在所述支撑平台上，所述第一导向定位杆设置在所述支撑平台上，且位于平面支撑杆之间；所述顶升机构与所述支撑平台连接，通过顶升气缸的顶升作用带动第一导向定位杆上下移动；

顶升机构包括深沟球轴承、第二导向定位杆、复位弹簧、限位块、调节块，深沟球轴承设置在顶升机构的一端，第二导向定位杆与深沟球轴承连接，复位弹簧设置在第二导向定位杆上，调节块与限位块连接，限位块设置在调节块与导向定位杆之间。

2.根据权利要求1所述的工业内窥镜自动组装机，其特征在于，所述工业内窥镜的配件包括螺母、第一垫片、功能件、第二垫片及螺杆，所述配件上料机构包括依次设置的螺母上料机构、第一垫片上料机构、功能件上料机构、第二垫片上料机构及螺杆上料机构。

3.根据权利要求2所述的工业内窥镜自动组装机，其特征在于，所述螺母上料机构包括螺母进料器、螺母料仓、螺母待料工位及位置调节机构，所述螺母进料器分别与所述螺母料仓、所述螺母待料工位、所述位置调节机构连接，所述螺母进料器用于将所述螺母料仓中的螺母导出到螺母待料工位，所述位置调节机构用于对螺母进料器的位置进行调节。

4.根据权利要求2所述的工业内窥镜自动组装机，其特征在于，所述第一垫片上料机构包括第一震动进料器、第一垫片料仓、第一传感器及第一垫片待料工位，所述第一震动进料器分别与第一垫片料仓、第一垫片待料工位连接，第一传感器与所述第一垫片待料工位连接；所述第一震动进料器用于将第一垫片料仓中的第一垫片按特定的方向导出到第一垫片待料工位，所述第一传感器用于检测第一垫片待料工位上的第一垫片到位情况。

5.根据权利要求2所述的工业内窥镜自动组装机，其特征在于，所述第二垫片上料机构包括第二震动进料器、第二垫片料仓、第二传感器及第二垫片待料工位，所述第二震动进料器分别与第二垫片料仓、第二垫片待料工位连接，第二传感器与所述第二垫片待料工位连接；所述第二震动进料器用于将第二垫片料仓中的第二垫片按特定的方向导出到第二垫片待料工位，所述第二传感器用于检测第二垫片待料工位上的第二垫片到位情况。

6.根据权利要求2所述的工业内窥镜自动组装机，其特征在于，所述螺杆上料机构包括螺杆进料器、震动机构和螺杆运输管，所述螺杆进料器与所述震动机构连接，所述螺杆运输管与所述震动机构连接，所述震动机构用于将螺杆进料器的螺杆按特定的方向送至螺杆运输管，所述螺杆运输管将特定方向的螺杆输送至指定位置。

7.根据权利要求1所述的工业内窥镜自动组装机，其特征在于，所述壳体上还设置有人机操作界面、启动按钮、停止按钮、暂停按钮、防护罩及安全光栅。

8.根据权利要求1所述的工业内窥镜自动组装机，其特征在于，所述配件定位机构包括定位滑块及导向滑轨，所述定位滑块设置在所述导向滑轨上。

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