CN110587299B - 一种汽车空调压缩机动定盘自动装配设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车空调压缩机动定盘自动装配设备，属于汽车技术领域，包括安装在设备的机架上的壳体柔性举升机构和视觉识别机构，在壳体柔性举升机构上方设置壳体定位和加油机构，在壳体柔性举升机构的一侧设置动定盘托盘举升定位机构，在壳体柔性举升机构和动定盘托盘举升定位机构之间设置动盘翻转机构；在壳体柔性举升机构和动定盘托盘举升定位机构的上方设置定盘装配机构，并通过两端的终端限位来调节行走移载的终端位置；在定盘装配机构上设置机器人抓取装配机构。本发明将柔性举升定位机构与视觉识别机构的结合可以实现工件的精确装配，在保证精度可靠的情况下尽量提高容错率，本发明避免了人工装配过程中由疲劳造成的漏装、错装。
Description
技术领域
本发明属于汽车技术领域，具体涉及一种汽车空调压缩机动定盘自动装配设备。
背景技术
汽车空调压缩机的动盘、定盘等都是汽车空调压缩机的核心零部件，其装配精度的高低，直接影响到汽车空调压缩机的产品质量。
汽车空调压缩机的动、定盘部件的安装对柔性装配要求较高，故目前都还是人工装配，其效率较低，精度差，产品一致性差等缺点，且防旋环易掉落，不适合汽车空调压缩机的大批量生产。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于提供一种汽车空调压缩机动定盘自动装配设备，该汽车空调压缩机的动、定盘自动装配设备自动化、集成度及柔性度高。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种汽车空调压缩机动定盘自动装配设备，用于安装汽车空调压缩机的动盘和定盘，包括安装在设备的机架上的壳体柔性举升机构和视觉识别机构，在所述的壳体柔性举升机构上方设置壳体定位和加油机构，在壳体柔性举升机构的一侧设置动定盘托盘举升定位机构，在所述的壳体柔性举升机构和动定盘托盘举升定位机构之间设置动盘翻转机构；在所述的壳体柔性举升机构和动定盘托盘举升定位机构的上方设置定盘装配机构，并通过两端的终端限位来调节行走移载的终端位置；在所述的定盘装配机构上设置机器人抓取装配机构；其中，所述的壳体柔性举升机构和动定盘托盘举升定位机构安装于两条流水线中心，所述的动盘翻转机构和机器人抓取装配机构安装于两条流水线之间。
进一步地，所述的汽车空调压缩机的动盘安装在所述的下壳体组件中，在下壳体组件和动盘之间安装配合使用的动盘轴承和防旋环，依靠电机主轴旋转驱动动盘旋转，依靠防旋环的限位以确保动盘在旋转过程中与定盘之间的涡旋线配合紧密；其中，所述的对壳体柔性举升机构和动定盘托盘举升定位机构工件顶升定位之后的下壳体组件的中心和定盘的中心在同一水平线上，并且定盘在动定盘托盘上的高度与装配完成后在下壳体组件中的高度一致；所述的壳体定位和加油机构和视觉识别机构与下壳体组件的中心一致；翻转过后的动盘翻转机构与下壳体组件的同时处于机器人抓取装配机构机器人的臂展范围内。
进一步地，所述壳体柔性举升机构包括举升气缸，在所述的举升气缸上设置阻挡气缸、固定板、防回弹机构，在所述的固定板上设置举升板，在所述的举升板上设有定位销，所述的举升板通过浮动弹簧设置在固定板上，在所述的浮动弹簧设有配合使用的顶平球头，在所述的固定板和举升板之间设有浮动球头，所述的浮动球头通过球面与举升板相滑动接触起到了支撑整个托盘的作用，利用安装于举升板与固定板之间的浮动弹簧和顶平球头将顶升板顶平至水平，依靠四个分布在四周的拉杆保证举升定位板不会脱落，确保举升板在自然状态下是水平状态，实现工件在平面内的任意方向摆动。
进一步地，所述的壳体定位和加油机构包括加油机构步进电机、注油机构和壳体定位机构，所述的加油机构步进电机和壳体定位机构安装在固定板上，所述的注油机构安装在固定于安装板上的导轨滑块上，并由加油机构步进电机通过皮带驱动其前进和后退；所述的壳体定位机构的定位凸台和定位销实现对工件端面的精确定位，从而保证工件端面与水平面平行，避免由壳体、工装托盘等的加工误差造成的误差累计，从而实现壳体的精确定位；壳体定位和加油机构将润滑油加到安装完成的动盘型线上。
进一步地，所述的动盘翻转机构包括升降机构、旋转机构、夹爪机构、防旋环托板和旋转机构限位缓冲器，所述的夹爪机构和防旋环托板安装在旋转机构上，由其驱动进行180度翻转，所述的旋转机构和旋转机构限位缓冲器安装在升降机构上，并由其驱动进行上下升降，所述的升降机构安装在基座上；由升降机构带动旋转机构和夹爪机构升降，通过夹爪机构将动盘和防旋环组成的组件夹取并上升，而后由翻转机构将其翻转180度，使动盘的涡旋线面朝上，过程中由防旋环托板保证防旋环不会掉落，并由旋转机构限位缓冲器对旋转机构进行缓冲限位，等待机器人抓取装配机构来抓取。
进一步地，所述的机器人抓取装配机构是安装在机器人的末端，包括平面浮动机构、工件脱离气缸、夹爪气缸和磁性夹爪，对工件进行抓取装配的机构，所述的平面浮动机构的上端面通过过渡板与机器人末端连接，下端面通过过渡板连接所述的工件脱离气缸和夹爪气缸，所述的性夹爪安装在夹爪气缸上，其内侧镶嵌有圆周均布的六个磁铁用于吸防旋环；整个机构和机器人末端之间设置平面浮动机构，以使夹爪机构可以在水平方向有2mm左右的浮动量，以弥补由累积误差产生的间隙；夹爪机构还设置六个均布的磁性夹爪用以在动盘侧面吸住六个防旋环，避免其在抓取过程中掉落，在动盘上方还设置工件脱离气缸，确保磁性夹爪可以脱离动盘，进以实现柔性装配，并由夹爪机构上的位置反馈判断动盘安装是否到位。
进一步地，所述的定盘装配机构由定盘抓取定位机构、升降限位缓冲器、升降机构和移载气缸组成；所述的抓取定位机构和升降限位缓冲器安装在升降机构上，并由其驱动上下升降，所述的升降机构安装于固定在安装板上的导轨滑块上，并由移载气缸驱动其左右移载；通过升降机构带动定盘抓取定位机构下降并将定盘抓取，由移载气缸将其移载至下壳体组件上方，并安装至下壳体组件中，确保动盘上两销钉与中机体销孔相对应。
进一步地，所述的动定盘托盘举升定位机构由顶升气缸、导杆、定位销、阻挡气缸、防回弹组件组成；所述导杆和定位销安装在顶升安装板上，并由安装在固定板上的顶升气缸驱动升降，所述的阻挡气缸和防回弹组件通过过渡连接板安装在固定板上；顶升气缸和导杆驱动升降定位机构升降，通过定位销对动定盘托盘进行定位，以确保工件的取料位置是一致的。
有益效果：与现有技术相比，本发明的一种汽车空调压缩机动定盘自动装配设备，将柔性举升定位机构与视觉识别机构的结合可以实现工件的精确装配，在保证精度可靠的情况下尽量提高容错率，本发明避免了人工装配过程中由疲劳造成的漏装、错装。
附图说明
图1为一种汽车空调压缩机动定盘自动装配设备的主视图；
图2为一种汽车空调压缩机动定盘自动装配设备的俯视图；
图3为柔性举升机构的立体图；
图4为柔性举升机构的侧视图；
图5为壳体定位机构的仰视图；
图6为壳体定位机构的俯视图；
图7为动盘翻转机构的结构示意图；
图8为机器人柔性夹爪机构示意图；
图9为定盘装配机构结构示意图；
图10为动定盘线举升机构结构示意图；
图11为工件结构示意图；
附图标记为：100-壳体柔性举升机构；101-举升气缸；102-阻挡气缸；103-举升板；104-定位销；105-防回弹机构；106-浮动弹簧；107-顶平球头；108-浮动球头；200-壳体定位和加油机构；201-加油机构步进电机；202-注油机构；203-壳体定位机构；300-动盘翻转机构；301-升降机构；302-旋转机构；303-夹爪机构；304-防旋环托板；305-旋转机构限位缓冲器；400-机器人抓取装配机构；401-平面浮动机构；402-工件脱离气缸；403-夹爪气缸；404-磁性夹爪；500-定盘装配机构；501-定盘抓取定位机构；502-升降限位缓冲器；503-升降机构；504-移载气缸；600-动定盘托盘举升定位机构；601-顶升气缸；602-导杆；603-定位销；604-阻挡气缸；605-防回弹组件；700-视觉识别机构；001-下壳体组件；002-动盘；003-动盘轴承；004-定盘；005-防旋环。
具体实施方式
以下结合实例和附图对本发明做进一步的说明。
如图1和图2所示，一种汽车空调压缩机动定盘自动装配设备，包括壳体柔性举升机构100、壳体定位和加油机构200、动盘翻转机构300、机器人抓取装配机构400、定盘装配机构500、动定盘托盘举升定位机构600、视觉识别机构700。
各机构均安装在设备的机架上，其中壳体柔性举升机构100和动定盘托盘举升定位机构600安装于两条流水线中心，确保其对工件顶升定位之后的下壳体组件001的中心和定盘004的中心在同一水平线上，并且定盘004在动定盘托盘上的高度与装配完成后在下壳体组件001中的高度一致；壳体定位和加油机构200和视觉识别机构700与下壳体组件001的中心一致；动盘翻转机构300和机器人抓取装配机构400安装于两条流水线之间，确保翻转过后的动盘翻转机构300与下壳体组件001的同时处于机器人抓取装配机构400机器人的臂展范围内；定盘装配机构500安装于壳体柔性举升机构100和动定盘托盘举升定位机构600之间，并通过两端的终端限位来调节行走移载的终端位置；
如图10和图11所示，汽车空调压缩机的动盘002安装在下壳体组件001中，在下壳体组件001和动盘002之间安装有动盘轴承003和防旋环005，依靠电机主轴旋转驱动动盘002旋转，依靠防旋环005的限位以确保动盘002在旋转过程中与定盘004之间的涡旋线配合紧密。
如图3和图4所示，壳体柔性举升机构100中的浮动球头108通过球面与举升板103相滑动接触起到了支撑整个托盘的作用，利用安装于举升板103与固定板之间的浮动弹簧106和顶平球头107将顶升板顶平至水平，依靠四个分布在四周的拉杆保证举升定位板不会脱落，确保举升板103在自然状态下是水平状态。
柔性举升机构可以实现工件在平面内的任意方向摆动，通过图5和图6中安装在壳体定位和加油机构200上的壳体定位机构203的定位凸台和定位销实现对工件端面的精确定位，从而保证工件端面与水平面平行，避免由壳体、工装托盘等的加工误差造成的误差累计，从而实现壳体的精确定位；加油机构由加油机构步进电机201、注油机构202组成，是将润滑油加到安装完成的动盘型线上。
壳体定位和加油机构200包括加油机构步进电机201、注油机构202和壳体定位机构203，加油机构步进电机201和壳体定位机构203安装在固定板上，注油机构202安装在固定于安装板上的导轨滑块上，并由加油机构步进电机201通过皮带驱动其前进和后退；壳体定位机构203的定位凸台和定位销实现对工件端面的精确定位，从而保证工件端面与水平面平行，避免由壳体、工装托盘等的加工误差造成的误差累计，从而实现壳体的精确定位；壳体定位和加油机构200将润滑油加到安装完成的动盘型线上。
如图7所示，动盘翻转机构300包括升降机构301、旋转机构302、夹爪机构303、防旋环托板304和旋转机构限位缓冲器305，夹爪机构303和防旋环托板304安装在旋转机构302上，由其驱动进行180度翻转，旋转机构302和旋转机构限位缓冲器305安装在升降机构上，并由其驱动进行上下升降，升降机构301安装在基座上；由升降机构301带动旋转机构302和夹爪机构303升降，通过夹爪机构303将动盘002和防旋环005组成的组件夹取并上升，而后由翻转机构将其翻转180度，使动盘002的涡旋线面朝上，过程中由防旋环托板304保证防旋环005不会掉落，并由旋转机构限位缓冲器305对旋转机构302进行缓冲限位，等待机器人抓取装配机构400来抓取。
如图8所示，机器人抓取装配机构400是安装在机器人的末端，包括平面浮动机构401、工件脱离气缸402、夹爪气缸403和磁性夹爪404，对工件进行抓取装配的机构，平面浮动机构401的上端面通过过渡板与机器人末端连接，下端面通过过渡板连接工件脱离气缸402和夹爪气缸403，性夹爪404安装在夹爪气缸403上，其内侧镶嵌有圆周均布的六个磁铁用于吸防旋环；整个机构和机器人末端之间设置平面浮动机构401，以使夹爪机构303可以在水平方向有2mm左右的浮动量，以弥补由累积误差产生的间隙；夹爪机构303还设置六个均布的磁性夹爪404用以在动盘002侧面吸住六个防旋环005，避免其在抓取过程中掉落，在动盘002上方还设置工件脱离气缸402，确保磁性夹爪可以脱离动盘002，进以实现柔性装配，并由夹爪机构303上的位置反馈判断动盘002安装是否到位。
如图9所示，定盘装配机构500由定盘抓取定位机构501、升降限位缓冲器502、升降机构503和移载气缸504组成；抓取定位机构501和升降限位缓冲器502安装在升降机构503上，并由其驱动上下升降，升降机构503安装于固定在安装板上的导轨滑块上，并由移载气缸504驱动其左右移载；通过升降机构503带动定盘抓取定位机构501下降并将定盘抓取，由移载气缸504将其移载至下壳体组件001上方，并安装至下壳体组件001中，确保动盘002上两销钉与中机体销孔相对应。
如图10所示，动定盘托盘举升定位机构600由顶升气缸601、导杆602、定位销603、阻挡气缸604、防回弹组件605组成；导杆602和定位销603安装在顶升安装板上，并由安装在固定板上的顶升气缸601驱动升降，阻挡气缸604和防回弹组件605通过过渡连接板安装在固定板上；顶升气缸601和导杆602驱动升降定位机构升降，通过定位销603对动定盘托盘进行定位，以确保工件的取料位置是一致的。
本发明工作过程如下：动定盘托盘举升定位机构600将动定盘托盘举升定位，由动盘翻转机构300中的升降机构301带动旋转机构302和夹爪机构303升降，通过夹爪机构303将动盘002和防旋环005组成的组件夹取并上升，而后由翻转机构将其翻转180度；同时，壳体柔性举升机构100将下壳体组件001托盘举升，辅以安装在壳体定位和加油机构200上的壳体定位机构203的定位凸台和定位销实现对工件端面的精确定位，再由视觉识别机构700对下壳体组件001中的动盘轴承003位置进行拍照识别，从而引导机器人抓取装配机构400将抓取到的动盘002和防旋环005组件装配至下壳体组件001中，完成动盘002的装配；而后，由加油机构步进电机201驱动注油机构202移动至动盘002上方，并对动盘002的涡旋线位置进行加油；而后，定盘装配机构500通过升降机构503带动定盘抓取定位机构501下降并将定盘抓取，由移载气缸504将其移载至下壳体组件001上方，并安装至下壳体组件001中，完成定盘的装配。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种汽车空调压缩机动定盘自动装配设备，用于安装汽车空调压缩机的动盘(002)和定盘(004)，其特征在于：包括安装在设备的机架上的壳体柔性举升机构(100)和视觉识别机构(700)，在所述的壳体柔性举升机构(100)上方设置壳体定位和加油机构(200)，在壳体柔性举升机构(100)的一侧设置动定盘托盘举升定位机构(600)，在所述的壳体柔性举升机构(100)和动定盘托盘举升定位机构(600)之间设置动盘翻转机构(300)；在所述的壳体柔性举升机构(100)和动定盘托盘举升定位机构(600)的上方设置定盘装配机构(500)，并通过定盘装配机构(500)两端的终端限位来调节行走移载的终端位置；在所述的定盘装配机构(500)上设置机器人抓取装配机构(400)；其中，所述的壳体柔性举升机构(100)和动定盘托盘举升定位机构(600)安装于两条流水线中心，所述的动盘翻转机构(300)和机器人抓取装配机构(400)安装于两条流水线之间；其中，所述的汽车空调压缩机的动盘(002)安装在下壳体组件(001)中。
2.根据权利要求1所述的一种汽车空调压缩机动定盘自动装配设备，其特征在于：在所述的下壳体组件(001)和动盘(002)之间安装配合使用的动盘轴承(003)和防旋环(005)，依靠电机主轴旋转驱动动盘(002)旋转，依靠防旋环(005)的限位以确保动盘(002)在旋转过程中与定盘(004)之间的涡旋线配合紧密。
3.根据权利要求2所述的一种汽车空调压缩机动定盘自动装配设备，其特征在于：所述的壳体柔性举升机构(100)和动定盘托盘举升定位机构(600)工件顶升定位之后，所述的下壳体组件(001)的中心和定盘(004)的中心在同一水平线上，并且定盘(004)在动定盘托盘上的高度与装配完成后在下壳体组件(001)中的高度一致。
4.根据权利要求1所述的一种汽车空调压缩机动定盘自动装配设备，其特征在于：所述的壳体定位和加油机构(200)和视觉识别机构(700)与下壳体组件(001)的中心一致；翻转过后，所述的动盘翻转机构(300)与下壳体组件(001)同时处于机器人抓取装配机构(400)机器人的臂展范围内。
5.根据权利要求1所述的一种汽车空调压缩机动定盘自动装配设备，其特征在于：所述壳体柔性举升机构(100)包括举升气缸(101)，在所述的举升气缸(101)上设置阻挡气缸(102)、固定板、防回弹机构(105)，在所述的固定板上设置举升板(103)，在所述的举升板(103)上设有定位销(104)，所述的举升板(103)通过浮动弹簧(106)设置在固定板上，在所述的浮动弹簧(106)的上方设有配合使用的顶平球头(107)，在所述的固定板和举升板(103)之间设有浮动球头(108)，所述的浮动球头(108)通过球面与举升板(103)相滑动接触起到了支撑举升板(103)的作用，利用安装于举升板(103)与固定板之间的浮动弹簧(106)和顶平球头(107)将举升板(103)顶平至水平，依靠四个分布在四周的拉杆保证举升板(103)不会脱落，确保举升板(103)在自然状态下是水平状态，实现工件在平面内的任意方向摆动。
6.根据权利要求1所述的一种汽车空调压缩机动定盘自动装配设备，其特征在于：所述的壳体定位和加油机构(200)包括加油机构步进电机(201)、注油机构(202)和壳体定位机构(203)，所述的加油机构步进电机(201)和壳体定位机构(203)安装在固定板上，所述的注油机构(202)安装在固定于安装板上的导轨滑块上，并由加油机构步进电机(201)通过皮带驱动其前进和后退；所述的壳体定位机构(203)的定位凸台和定位销实现对工件端面的精确定位；所述的壳体定位和加油机构(200)将润滑油加到安装完成的动盘型线上。
7.根据权利要求1所述的一种汽车空调压缩机动定盘自动装配设备，其特征在于：所述的动盘翻转机构(300)包括升降机构(301)、旋转机构(302)、夹爪机构(303)、防旋环托板(304)和旋转机构限位缓冲器(305)，所述的夹爪机构(303)和防旋环托板(304)安装在旋转机构(302)上，由其驱动进行180度翻转，所述的旋转机构(302)和旋转机构限位缓冲器(305)安装在升降机构上，并由其驱动进行上下升降，所述的升降机构(301)安装在基座上；由升降机构(301)带动旋转机构(302)和夹爪机构(303)升降，通过夹爪机构(303)将动盘(002)和防旋环(005)组成的组件夹取并上升，而后由翻转机构将其翻转180度，使动盘(002)的涡旋线面朝上，过程中由防旋环托板(304)保证防旋环(005)不会掉落，并由旋转机构限位缓冲器(305)对旋转机构(302)进行缓冲限位，等待机器人抓取装配机构(400)来抓取。
8.根据权利要求1所述的一种汽车空调压缩机动定盘自动装配设备，其特征在于：所述的机器人抓取装配机构(400)是安装在机器人的末端，包括平面浮动机构(401)、工件脱离气缸(402)、夹爪气缸(403)和磁性夹爪(404)，所述的平面浮动机构(401)的上端面通过过渡板与机器人末端连接，下端面通过过渡板连接所述的工件脱离气缸(402)和夹爪气缸(403)，所述的磁性夹爪(404)安装在夹爪气缸(403)上，其内侧镶嵌有圆周均布的六个磁铁用于吸防旋环；整个机构和机器人末端之间设置平面浮动机构(401)，以使夹爪气缸(403)在水平方向有2mm的浮动量，以弥补由累积误差产生的间隙；夹爪气缸(403)还设置六个均布的磁性夹爪(404)用以在动盘(002)侧面吸住六个防旋环(005)，避免其在抓取过程中掉落，在动盘(002)上方还设置工件脱离气缸(402)，确保磁性夹爪脱离动盘(002)，以实现柔性装配，并由夹爪气缸(403)上的位置反馈判断动盘(002)安装是否到位。
9.根据权利要求1所述的一种汽车空调压缩机动定盘自动装配设备，其特征在于：所述的定盘装配机构(500)包括定盘抓取定位机构(501)、升降限位缓冲器(502)、升降机构(503)和移载气缸(504)；所述的抓取定位机构(501)和升降限位缓冲器(502)安装在升降机构(503)上，并由其驱动上下升降，所述的升降机构(503)安装于固定在安装板上的导轨滑块上，并由移载气缸(504)驱动其左右移载；通过升降机构(503)带动定盘抓取定位机构(501)下降并将定盘抓取，由移载气缸(504)将其移载至下壳体组件(001)上方，并安装至下壳体组件(001)中，确保动盘(002)上两销钉与中机体销孔相对应。
10.根据权利要求1所述的一种汽车空调压缩机动定盘自动装配设备，其特征在于：所述的动定盘托盘举升定位机构(600)由顶升气缸(601)、导杆(602)、定位销(603)、阻挡气缸(604)、防回弹组件(605)组成；所述导杆(602)和定位销(603)安装在顶升安装板上，并由安装在固定板上的顶升气缸(601)驱动升降，所述的阻挡气缸(604)和防回弹组件(605)通过过渡连接板安装在固定板上；所述的顶升气缸(601)和导杆(602)驱动升降定位机构升降，通过定位销(603)对动定盘托盘进行定位，确保工件的取料位置是一致的。
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