CN110911933A - 一种导电滑环精密自动送线装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种导电滑环精密自动送线装置，属于仪器仪表精密自动化装配领域；包括底板、固定架、滑环吸盘组件、自动送线系统、图像采集系统和相机立柱；其中，底板为水平放置的板状结构；固定架为倒置L形支架；固定架固定安装在底板的上表面；滑环吸盘组件固定安装在固定架顶部伸出端的下表面；自动送线系统设置在底板的上表面；且自动送线系统与滑环吸盘组件竖直方向对应；相机立柱设置在底板的上表面；图像采集系统水平固定安装在相机立柱上，且图像采集系统镜头指向滑环吸盘组件与自动送线系统之间；本发明减少了操作员在进行孔位穿线操作时所引起的误差，提高导电滑环与电子安装线装配的一致性和可靠性。

Description

一种导电滑环精密自动送线装置

技术领域

本发明属于仪器仪表精密自动化装配领域，涉及一种导电滑环精密自动送线装置。

背景技术

导电滑环作为导电杆的关键组件，具有生产周期长、不可返修的特点，断路和绝缘问题与滑环焊接质量密切相关，一旦出现静态电阻过大、断路或环间绝缘超差，产品将进行报废处理。导电滑环上的内孔直径仅为几十道级，且电子安装线截面较小，通过剖线后的电子安装线直径同样仅为几十道级，因此在进行穿孔对位操作时，两边间距为几道级。由于电子安装线直径较小且材料较软，容易产生弯曲现象，因此对操作员的工艺操作水平具有严格要求，难以保证产品质量的一致性和可靠性，极大的制约产品生产率，影响后续工序进行。

目前操作员普遍采用传统手工穿线工艺方法，受人员技能水平的限制，容易出现焊接不牢、位置不正等质量问题。由于滑环组件年产量较多，每件产品均需要依赖于熟练操作工手动进行穿线操作，造成产品生产率和合格率较低。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种导电滑环精密自动送线装置，减少了操作员在进行孔位穿线操作时所引起的误差，提高导电滑环与电子安装线装配的一致性和可靠性。

本发明解决技术的方案是：

一种导电滑环精密自动送线装置，包括底板、固定架、滑环吸盘组件、自动送线系统、图像采集系统和相机立柱；其中，底板为水平放置的板状结构；固定架为倒置L形支架；固定架固定安装在底板的上表面；滑环吸盘组件固定安装在固定架顶部伸出端的下表面；自动送线系统设置在底板的上表面；且自动送线系统与滑环吸盘组件竖直方向对应；相机立柱设置在底板的上表面；图像采集系统水平固定安装在相机立柱上，且图像采集系统镜头指向滑环吸盘组件与自动送线系统之间。

在上述的一种导电滑环精密自动送线装置，所述滑环吸盘组件包括滑环吸盘和导电滑环；其中，滑环吸盘固定安装在固定架顶部伸出端的下表面；导电滑环为环状结构；导电滑环吸附在滑环吸盘的下表面；且滑环吸盘和导电滑环同轴安装。

在上述的一种导电滑环精密自动送线装置，所述自动送线系统包括电子安装线、主动滚轮、从动滚轮、前导向爪、后导向爪、第一光纤传感器和第二光纤传感器；其中，主动滚轮和从动滚轮配合设置在自动送线系统的底端；主动滚轮与从动滚轮之间留有间隙；电子安装线沿竖直方向夹在主动滚轮与从动滚轮之间的间隙中；前导向爪和后导向爪均为半锥柱状结构；且前导向爪和后导向爪的对接面沿竖直方向均设置有截面为半圆形的凹槽；前导向爪和后导向爪闭合形成整锥结构；闭合后前导向爪和后导向爪之间形成竖直柱形通孔；实现电子安装线从通孔穿过；第一光纤传感器和第二光纤传感器固定安装在前导向爪的内部；且第一光纤传感器设置在前导向爪的底端；第二光纤传感器设置在前导向爪的中部。

在上述的一种导电滑环精密自动送线装置，所述自动送线系统的工作过程为：

初始状态，前导向爪与后导向爪为分开状态；电子安装线从主动滚轮与从动滚轮之间的间隙穿过；主动滚轮转动带动电子安装线沿竖直方向向上传输；电子安装线继续竖直向上运动至与前导向爪接触；电子安装线沿前导向爪凹槽继续向上运动，当电子安装线经过第一光纤传感器时，控制后导向爪与前导向爪合并；电子安装线沿前导向爪和后导向爪之间的通孔继续上升；当电子安装线经过第二光纤传感器时，控制主动滚轮，实现对电子安装线的步进传输；直至电子安装线的伸入导电滑环中；电子安装线的顶端与导电滑环的上表面位于统一平面。

在上述的一种导电滑环精密自动送线装置，所述前导向爪的凹槽底端设置有三角导向孔；当电子安装线向上运动到与前导向爪接触时，通过三角导向孔将电子安装线引入至前导向爪的凹槽中，实现电子安装线沿凹槽方向继续竖直向上运动。

在上述的一种导电滑环精密自动送线装置，所述当电子安装线经过第二光纤传感器后，主动滚轮转动预设步数后停止转动；此时电子安装线伸出自动送线系统，且位于自动送线系统与滑环吸盘组件之间，由图像采集系统对电子安装线顶端位置进行识别。

在上述的一种导电滑环精密自动送线装置，所述当图像采集系统判断电子安装线顶端伸出长度与预设伸出长度存在高度差时，通过电机控制主动滚轮带动电子安装线移动，去除高度差，使电子安装线顶端伸出长度位于预设长度；根据预设控制量将电子安装线移动至与导电滑环顶部端面平齐。

在上述的一种导电滑环精密自动送线装置，所述滑环吸盘的内部设置有密闭气路腔室；滑环吸盘水平端处设置有气孔；导电滑环与滑环吸盘接触后；通过气孔将滑环吸盘气路腔室中的空气抽掉，实现通过负压吸附导电滑环。

在上述的一种导电滑环精密自动送线装置，所述图像采集系统上设置有辅助光源；辅助光源实现对电子安装线顶端位置的补光照射，实现图像采集系统清晰采集到电子安装线顶端的精确位置。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)本发明采用了光纤传感器检测并反馈电子安装线的出线长度，可实现精确感知电子安装线的实时工作状态，提高了操作员的操作水平和工作效率；

(2)本发明通过视觉相机采用了图像处理算法对电子安装线出线部分进行图像识别，实现了精确检测每根电子安装线裸露的线芯长度，提高了线芯识别率和孔位穿线位置的一致性和可靠性；

(3)本发明采用了微小电磁铁和驱动电机共同控制电子安装线的穿线速度，实现无极变速调节电子安装线运动速度功能，可针对多种类型的导电滑环穿线，提高了工作效率和产品覆盖率；

(4)本发明的滑环吸盘内部为密闭气路腔室结构，针对不同型号的导电滑环，可设计特定的内部气路结构，使其内部经环形阵列气压孔所产生的气流和吸力均匀，增加了吸取导电滑环的成功率。

附图说明

图1为本发明自动送线装置整体示意图；

图2为本发明自动送线系统示意图；

图3为本发明前后导向爪示意图；

图4为本发明滑环吸盘组件结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步阐述。

本发明专利提供一种导电滑环精密自动送线装置，基于可分离式精密导向机构，光纤传感检测与图像处理算法定位的可变速自动送线，不仅能消除操作员技能水平的依赖，解决导电滑环与小截面电子线间的穿孔准确度问题，还可以保证产品质量的一致性和可靠性，减少产品报废率，提高生产率。

如图1所示，导电滑环精密自动送线装置主要包括底板1、固定架2、滑环吸盘组件3、自动送线系统4、图像采集系统5和相机立柱6；其中，底板1为水平放置的板状结构；固定架2为倒置L形支架；固定架2固定安装在底板1的上表面；滑环吸盘组件3固定安装在固定架2顶部伸出端的下表面；自动送线系统4设置在底板1的上表面；且自动送线系统4与滑环吸盘组件3竖直方向对应；相机立柱6设置在底板1的上表面；图像采集系统5水平固定安装在相机立柱6上，且图像采集系统5镜头指向滑环吸盘组件3与自动送线系统4之间。

如图2所示，滑环吸盘组件3包括滑环吸盘31和导电滑环32；其中，滑环吸盘31固定安装在固定架2顶部伸出端的下表面；导电滑环32为环状结构；导电滑环32吸附在滑环吸盘31的下表面；且滑环吸盘31和导电滑环32同轴安装。自动送线系统4包括电子安装线41、主动滚轮42、从动滚轮43、前导向爪44、后导向爪45、第一光纤传感器46和第二光纤传感器47；其中，主动滚轮42和从动滚轮43配合设置在自动送线系统4的底端；主动滚轮42与从动滚轮43之间留有间隙；电子安装线41沿竖直方向夹在主动滚轮42与从动滚轮43之间的间隙中；如图3所示，前导向爪44和后导向爪45均为半锥柱状结构；且前导向爪44和后导向爪45的对接面沿竖直方向均设置有截面为半圆形的凹槽；前导向爪44和后导向爪45闭合形成整锥结构；闭合后前导向爪44和后导向爪45之间形成竖直柱形通孔；实现电子安装线41从通孔穿过；第一光纤传感器46和第二光纤传感器47固定安装在前导向爪44的内部；且第一光纤传感器46设置在前导向爪44的底端；第二光纤传感器47设置在前导向爪44的中部。

自动送线系统4的工作过程为：

初始状态，前导向爪44与后导向爪45为分开状态；电子安装线41从主动滚轮42与从动滚轮43之间的间隙穿过；主动滚轮42转动带动电子安装线41沿竖直方向向上传输；电子安装线41继续竖直向上运动至与前导向爪44接触；电子安装线41沿前导向爪44凹槽继续向上运动，当电子安装线41经过第一光纤传感器46时，控制后导向爪45与前导向爪44合并；电子安装线41沿前导向爪44和后导向爪45之间的通孔继续上升；当电子安装线41经过第二光纤传感器47时，控制主动滚轮42，实现对电子安装线41的步进传输；直至电子安装线41的伸入导电滑环32中；电子安装线41的顶端与导电滑环32的上表面位于统一平面。前导向爪44的凹槽底端设置有三角导向孔；当电子安装线41向上运动到与前导向爪44接触时，通过三角导向孔将电子安装线41引入至前导向爪44的凹槽中，实现电子安装线41沿凹槽方向继续竖直向上运动。自动送线系统4内部具有第一光纤传感器46和第二光纤传感器47用于实现电子安装线41的定位检测功能，可感知经剥线后的电子安装线41的实时工作位姿。使用图像采集系统5视觉算法进行图像处理，控制驱动电机按指定运动步数进行旋转运动，实现电子安装线41沿竖直方向运动，保证电子安装线41的出线线芯在指定位置处，精准控制孔位穿线动作与位置，实现裸露的线芯端部与导电滑环32顶部端面在水平方向上平齐，达到穿线状态的一致性和可靠性。

当电子安装线41经过第二光纤传感器47后，主动滚轮42转动预设步数后停止转动；此时电子安装线41伸出自动送线系统4，且位于自动送线系统4与滑环吸盘组件3之间，由图像采集系统5对电子安装线41顶端位置进行识别。当图像采集系统5判断电子安装线41顶端伸出长度与预设伸出长度存在高度差时，通过电机控制主动滚轮42带动电子安装线41移动，去除高度差，使电子安装线41顶端伸出长度位于预设长度；根据预设控制量将电子安装线41移动至与导电滑环32顶部端面平齐。图像采集系统5上设置有辅助光源；辅助光源实现对电子安装线41顶端位置的补光照射，实现图像采集系统5清晰采集到电子安装线41顶端的精确位置。

如图4所示，滑环吸盘31的内部设置有密闭气路腔室；滑环吸盘31水平端处设置有气孔；导电滑环32与滑环吸盘31接触后；通过气孔将滑环吸盘31气路腔室中的空气抽掉，实现通过负压吸附导电滑环32。滑环吸盘31内部为密闭气路腔室，气流经滑环吸盘31内腔与导电滑环32表面产生气压差，形成真空环境，保证其被真空吸附。针对不同型号的导电滑环，设计特定的吸盘气路结构，使其内部经环形阵列气压孔产生的气流和吸力均匀，装置整体固定于底板上。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种导电滑环精密自动送线装置，其特征在于：包括底板(1)、固定架(2)、滑环吸盘组件(3)、自动送线系统(4)、图像采集系统(5)和相机立柱(6)；其中，底板(1)为水平放置的板状结构；固定架(2)为倒置L形支架；固定架(2)固定安装在底板(1)的上表面；滑环吸盘组件(3)固定安装在固定架(2)顶部伸出端的下表面；自动送线系统(4)设置在底板(1)的上表面；且自动送线系统(4)与滑环吸盘组件(3)竖直方向对应；相机立柱(6)设置在底板(1)的上表面；图像采集系统(5)水平固定安装在相机立柱(6)上，且图像采集系统(5)镜头指向滑环吸盘组件(3)与自动送线系统(4)之间。

2.根据权利要求1所述的一种导电滑环精密自动送线装置，其特征在于：所述滑环吸盘组件(3)包括滑环吸盘(31)和导电滑环(32)；其中，滑环吸盘(31)固定安装在固定架(2)顶部伸出端的下表面；导电滑环(32)为环状结构；导电滑环(32)吸附在滑环吸盘(31)的下表面；且滑环吸盘(31)和导电滑环(32)同轴安装。

3.根据权利要求2所述的一种导电滑环精密自动送线装置，其特征在于：所述自动送线系统(4)包括电子安装线(41)、主动滚轮(42)、从动滚轮(43)、前导向爪(44)、后导向爪(45)、第一光纤传感器(46)和第二光纤传感器(47)；其中，主动滚轮(42)和从动滚轮(43)配合设置在自动送线系统(4)的底端；主动滚轮(42)与从动滚轮(43)之间留有间隙；电子安装线(41)沿竖直方向夹在主动滚轮(42)与从动滚轮(43)之间的间隙中；前导向爪(44)和后导向爪(45)均为半锥柱状结构；且前导向爪(44)和后导向爪(45)的对接面沿竖直方向均设置有截面为半圆形的凹槽；前导向爪(44)和后导向爪(45)闭合形成整锥结构；闭合后前导向爪(44)和后导向爪(45)之间形成竖直柱形通孔；实现电子安装线(41)从通孔穿过；第一光纤传感器(46)和第二光纤传感器(47)固定安装在前导向爪(44)的内部；且第一光纤传感器(46)设置在前导向爪(44)的底端；第二光纤传感器(47)设置在前导向爪(44)的中部。

4.根据权利要求3所述的一种导电滑环精密自动送线装置，其特征在于：所述自动送线系统(4)的工作过程为：

初始状态，前导向爪(44)与后导向爪(45)为分开状态；电子安装线(41)从主动滚轮(42)与从动滚轮(43)之间的间隙穿过；主动滚轮(42)转动带动电子安装线(41)沿竖直方向向上传输；电子安装线(41)继续竖直向上运动至与前导向爪(44)接触；电子安装线(41)沿前导向爪(44)凹槽继续向上运动，当电子安装线(41)经过第一光纤传感器(46)时，控制后导向爪(45)与前导向爪(44)合并；电子安装线(41)沿前导向爪(44)和后导向爪(45)之间的通孔继续上升；当电子安装线(41)经过第二光纤传感器(47)时，控制主动滚轮(42)，实现对电子安装线(41)的步进传输；直至电子安装线(41)的伸入导电滑环(32)中；电子安装线(41)的顶端与导电滑环(32)的上表面位于统一平面。

5.根据权利要求4所述的一种导电滑环精密自动送线装置，其特征在于：所述前导向爪(44)的凹槽底端设置有三角导向孔；当电子安装线(41)向上运动到与前导向爪(44)接触时，通过三角导向孔将电子安装线(41)引入至前导向爪(44)的凹槽中，实现电子安装线(41)沿凹槽方向继续竖直向上运动。

6.根据权利要求5所述的一种导电滑环精密自动送线装置，其特征在于：所述当电子安装线(41)经过第二光纤传感器(47)后，主动滚轮(42)转动预设步数后停止转动；此时电子安装线(41)伸出自动送线系统(4)，且位于自动送线系统(4)与滑环吸盘组件(3)之间，由图像采集系统(5)对电子安装线(41)顶端位置进行识别。

7.根据权利要求6所述的一种导电滑环精密自动送线装置，其特征在于：所述当图像采集系统(5)判断电子安装线(41)顶端伸出长度与预设伸出长度存在高度差时，通过电机控制主动滚轮(42)带动电子安装线(41)移动，去除高度差，使电子安装线(41)顶端伸出长度位于预设长度；根据预设控制量将电子安装线(41)移动至与导电滑环(32)顶部端面平齐。

8.根据权利要求7所述的一种导电滑环精密自动送线装置，其特征在于：所述滑环吸盘(31)的内部设置有密闭气路腔室；滑环吸盘(31)水平端处设置有气孔；导电滑环(32)与滑环吸盘(31)接触后；通过气孔将滑环吸盘(31)气路腔室中的空气抽掉，实现通过负压吸附导电滑环(32)。

9.根据权利要求8所述的一种导电滑环精密自动送线装置，其特征在于：所述图像采集系统(5)上设置有辅助光源；辅助光源实现对电子安装线(41)顶端位置的补光照射，实现图像采集系统(5)清晰采集到电子安装线(41)顶端的精确位置。

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