CN110937401A - 一种产品自动化组装设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种产品自动化组装设备，包括用于在取料工位和放料组装工位之间进行移动的移动搬运机构、吸取组装驱动机构、角度调整机构和用于吸取产品的精定位吸取机构；吸取组装驱动机构设置于移动搬运机构的动力输出端上，且吸取组装驱动机构的两个动力输出端上分别设置有角度调整机构，用于驱动两个角度调整机构相向或相背运动以便于进行产品吸取或组装；角度调整机构的动力输出端上设置有精定位吸取机构，用于调整精定位吸取机构的角度以便于进行产品组装。本发明自动化程度高，在保证装配精度的同时可以提高生产效率、降低生产成本；尤其适用于全曲面装配。

Description

一种产品自动化组装设备
技术领域
本发明属于产品组装技术领域，尤其涉及一种适用于全曲面装配的产品自动化组装设备。
背景技术
VR后头戴部分的组装零件数量繁多，且大部分零部件呈曲面结构，相应装配空间为曲面空间；在全曲面装配过程中经常遇到取料难、装配难，不易定位的问题，因此为了满足产量要求，需要大量的人工进行装配，但人工装配无疑增加了生产成本、降低了生产效率且无法保证装配精度。
鉴于此，亟需在现有技术上进行改进，研发设计一种自动化程度高，可以解决VR后头戴在全曲面自动装配过程中取料困难、装配困难、不易定位的难题，保证装配精度的同时提高了生产效率，降低了生产成本。
发明内容
旨在克服上述现有技术中存在的不足，本发明解决的技术问题是，提供了一种自动化程度高的产品自动化组装设备，在保证装配精度的同时可以提高生产效率、降低生产成本；尤其适用于全曲面装配。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种产品自动化组装设备，包括用于在取料工位和放料组装工位之间进行移动的移动搬运机构、吸取组装驱动机构、角度调整机构和用于吸取产品的精定位吸取机构；
吸取组装驱动机构设置于移动搬运机构的动力输出端上，且吸取组装驱动机构的两个动力输出端上分别设置有角度调整机构，用于驱动两个角度调整机构相向或相背运动以便于进行产品吸取或组装；角度调整机构的动力输出端上设置有精定位吸取机构，用于调整精定位吸取机构的角度以便于进行产品组装。
进一步，所述移动搬运机构包括支架，设置于所述支架上的横向移动机构和与所述横向移动机构的动力输出端连接的竖向移动机构。
进一步，所述横向移动机构包括横向驱动件和设置于所述横向驱动件的动力输出端上的第一固定板；
所述竖向移动机构包括安装在所述第一固定板上的第一竖向驱动件，所述第一竖向驱动部件的动力输出端设置有用于安装所述吸取组装驱动机构的第二固定板。
进一步，所述吸取组装驱动机构包括驱动组件和导向组件；
所述驱动组件包括设置于所述竖向移动机构的动力输出端的驱动件，所述驱动件的两个相向或相背运动的动力输出端上分别连接有用于固定所述角度调整机构的第三固定板；
所述导向组件包括设置于所述竖向移动机构的动力输出端的支板，所述支板上设置有用于在所述驱动件驱动两个所述角度调整机构运动时进行支撑导向的滑轨滑块结构；所述滑轨滑块结构的滑动部与所述第三固定板固定连接。
进一步，所述驱动件为电动夹爪、气动夹爪或双向滑台；
所述滑轨滑块结构包括设置于所述支板上滑轨和两个滑装在所述滑轨上的滑块，所述滑块通过连接板与所述第三固定板固定连接。
进一步，所述角度调整机构包括旋转驱动件，所述旋转驱动件的动力输出端连接有用于安装所述精定位吸取机构的第四安装板。
进一步，所述精定位吸取机构包括与所述第四安装板连接的支撑板，所述支撑板上设置有第二竖向驱动件，所述第二竖向驱动件伸出所述支撑板外的动力输出端连接有仿形吸嘴组件，所述仿形吸嘴组件与所述支撑板之间设置有浮动导向组件。
进一步，所述仿形吸嘴组件包括固定配气块和可拆卸安装在所述固定配气块上的仿形吸嘴块；所述仿形吸嘴块通过浮动接头与所述第二竖向驱动件的动力输出端连接；所述仿形吸嘴块的底部设置有用于吸取产品的吸盘，所述固定配气块的侧部设置有与抽真空装置连通的气路接头，所述吸盘与所述气路接头相连通。
进一步，所述浮动导向组件包括导向轴；所述导向轴一端固定于所述固定配气块的顶部，另一端滑动安装在所述支撑板上；所述固定配气块和所述支撑板之间设置有浮动弹簧，且所述浮动弹簧套设在所述导向轴外。
进一步，所述气路接头还与用于检测产品是否吸取成功的负压检测装置连接，所述负压检测装置设置于所述支架上。
由于采用了上述技术方案，取得的有益效果如下：
本发明的产品自动化组装设备，包括用于在取料工位和放料组装工位之间进行移动的移动搬运机构、吸取组装驱动机构、角度调整机构和用于吸取产品的精定位吸取机构；吸取组装驱动机构设置于移动搬运机构的动力输出端上，且述吸取组装驱动机构的两个动力输出端上分别设置有角度调整机构，用于驱动两个角度调整机构相向或相背运动以便于进行产品吸取或组装；角度调整机构的动力输出端上设置有精定位吸取机构，用于调整精定位吸取机构的角度以便于进行产品组装。
首先，人工摆放后头戴支架至放料组装工位的定位工装上；然后，利用移动搬运机构调节精定位吸取机构的行程，使其位于取料工位处，利用吸取组装驱动机构间接驱动两个精定位吸取机构相背运动至相应流转工装上方；随之，精定位吸取机构动作进行产品(右后罩、左后罩)精确吸取；最后，利用吸取组装驱动机构、移动搬运机构和角度调整机构配合将吸取产品的精定位吸取机构搬运到放料组装工位并进行组装角度的调整，模拟人工装配方式进行右后罩、左后罩与后头戴支架的组装。
综上，本发明自动化程度高，保证装配精度的同时可以提高生产效率、降低生产成本，尤其适用于全曲面装配。
附图说明
图1是本发明产品自动化组装设备的结构示意图；
图2是图1的侧视图；
图3是图1的结构分解图；
图4是图3中吸取组装驱动机构的结构分解图；
图5是图4中驱动件另一视角下的结构示意图；
图6是图3中角度调整机构和精定位吸取机构的安装结构的分解图；
图7是图6中A处结构的俯视图；
图8是图7中B-B向剖视图；
图9是图6中仿形吸嘴块和吸盘的安装结构示意图；
图中，1-移动搬运机构，11-支架，111-立柱，112-横梁，12-横向移动机构，121-横向电缸，122-第一固定板，13-竖向移动机构，131-竖向电缸，132-第二固定板，14-拖链，15-电磁阀组件，16-真空压力开关，17-真空过滤器，18-快换接头，2-吸取组装驱动机构，21-驱动组件，211-电动夹爪，2111-夹爪，212-第三固定板，2121-避让孔，22-导向组件，221-支板，222-滑轨滑块结构，2221-滑轨，2222-滑块，223-连接板，3-角度调整机构，31-摆动气缸，32-速度控制阀，33-第四安装板，4-精定位吸取机构，41-支撑板，42-气缸，43-仿形吸嘴组件，431-固定配气块，432-仿形吸嘴块，433-浮动接头，434-吸盘，435-气路接头，44-浮动导向组件，441-导向轴，442-直线轴承，443-浮动弹簧，5-左后罩，6-右后罩。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，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。
本实施例公开的产品自动化组装设备不仅适用于非曲面产品的装配，还适用于曲面产品的装配，通用性较强，下面以后头戴中曲面零部件的组装为例对本实施例的具体实施结构进行阐述。
由图1至图3共同所示，本实施例公开的产品自动化组装设备，主要包括包括用于在取料工位和放料组装工位之间进行移动的移动搬运机构1、吸取组装驱动机构2、角度调整机构3和用于吸取产品的精定位吸取机构4；吸取组装驱动机构2设置于移动搬运机构1的动力输出端上，且吸取组装驱动机构2的两个动力输出端上分别设置有角度调整机构3，用于驱动两个角度调整机构3相向或相背运动以便于进行产品吸取或组装；角度调整机构3的动力输出端上设置有精定位吸取机构4，用于调整精定位吸取机构4的角度以便于进行产品组装；两个精定位吸取机构4分别用于吸取左后罩5和右后罩6。
本实施例中，移动搬运机构1包括支架11、横向移动机构12和竖向移动机构13。其中，支架11主要由两个用于与平台底板固定的立柱111以及设置于两个立柱111上的横梁112构成；横向移动机构12包括设置于横梁112上的横向驱动件(横向电缸121)和设置于横向驱动件(横向电缸121)的动力输出端上的第一固定板122；竖向移动机构13包括竖向安装在第一固定板122上的第一竖向驱动件(竖向电缸131)，第一竖向驱动部件(竖向电缸131)的动力输出端设置有用于安装吸取组装驱动机构2的第二固定板132。另，横梁112的顶部还设置有拖链14，横梁112的背部设置有真空过滤器17、快换接头18以及用于控制气路通断的电磁阀组件15。本领域技术人员根据各个气动执行件的位置可以很容易将真空过滤器17、快换接头18和电磁阀组件15进行连接，在此不做赘述。
由图3至图5共同所示，本实施例中，吸取组装驱动机构2包括驱动组件21和导向组件22。驱动组件21包括设置于第二固定板132底部的驱动件，驱动件的两个相向或相背运动的动力输出端上分别连接有用于固定角度调整机构3且竖向延伸的第三固定板212。导向组件22包括设置于第二固定板132侧部且竖向延伸的支板221，支板221上设置有用于在驱动件驱动两个角度调整机构3运动时进行支撑导向的滑轨滑块结构222；滑轨滑块结构222的滑动部(下文提到的滑块2222)与第三固定板212固定连接。
其中，驱动件可为电动夹爪211，电动夹爪211的两个相向或相背运动的动力输出端为夹爪2111，要求精度不高时也可以为气动夹爪或双向滑台。滑轨滑块结构222包括设置于支板221上滑轨2221和两个滑装在滑轨2221上的滑块2222，滑块2222通过连接板223与第三固定板212固定连接。连接板223呈L形结构，包括相互垂直的第一板部和第二板部；第一板部与滑块2222固定连接，第二板部与第三固定板212的侧部固定连接。
由图3，图6至图9共同所示，本实施例中，角度调整机构3包括旋转驱动件，旋转驱动件的本体固定在第三固定板212上，旋转驱动件的动力输出端通过第三固定板212上的避让孔2121穿出与用于安装精定位吸取机构4的第四安装板33连接。其中，旋转驱动组件可以为伺服旋转电机，也可以为本实施例附图中所示出的摆动气缸31，该摆动气缸31上设置有速度控制阀32。
本实施例中，精定位吸取机构4包括与第四安装板33连接的支撑板41，支撑板41上设置有第二竖向驱动件(气缸42)，第二竖向驱动件伸出支撑板41外的动力输出端连接有仿形吸嘴组件43，仿形吸嘴组件43与支撑板41之间设置有浮动导向组件44，用于实现产品精确吸取。
其中，仿形吸嘴组件43包括固定配气块431和可拆卸安装在固定配气块431底部的仿形吸嘴块432(仿形吸嘴块432底部结构和产品相适配)；仿形吸嘴块432通过浮动接头433与第二竖向驱动件的动力输出端连接；仿形吸嘴块432的底部设置有用于吸取产品的吸盘434，固定配气块431的侧部设置有与抽真空装置连通的气路接头435，固定配气块431和仿形吸嘴块432内设相互连通的气流通道，吸盘434借助气流通道与气路接头435相连通。
其中，浮动导向组件44包括两个导向轴441；导向轴441一端固定于固定配气块431顶部，另一端借助直线轴承442或者轴套滑动安装在支撑板41上；固定配气块431和支撑板41之间设置有浮动弹簧443，且浮动弹簧433套设在导向轴441外。精定位吸取机构4中第二竖向驱动件、浮动接头433，浮动弹簧443和导向轴441之间的相互配合可以确保吸取产品时的精定位，同时可以避免产品在吸取过程中发生碰撞而受损。
为了进一步确保吸取的精确性和成功率，支架11上设置了用于检测产品是否吸取成功的负压检测装置(真空压力开关16)，根据真空压力开关16上显示的负压值判定是否吸取成功；具体气路连接为，上文的气路接头435可借助一个三通接头分别与抽真空装置和负压检测装置连接。
本实施例的具体工作过程为：
首先，人工摆放后头戴支架至放料组装工位的定位工装上；然后，利用移动搬运机构1中横向移动机构12和竖向移动机构13调节精定位吸取机构4的行程，使其位于取料工位处，利用吸取组装驱动机构2中的电动夹爪211间接驱动两个精定位吸取机构4相背运动至相应流转工装上方；随之，精定位吸取机构4中气缸42动作，使两个浮动吸嘴块432分别位于相应流转工装中的产品(右后罩6、左后罩5)的上方，再结合浮动接头433，浮动弹簧443和导向轴441之间的相互配合确保吸取产品时的精定位，同时可以避免产品在吸取过程中发生碰撞而受损，在吸取过程中，根据真空压力开关16上显示的负压值判定是否吸取成功，以确保吸取的成功率。最后，吸取组装驱动机构2中的电动夹爪211间接驱动两个精定位吸取机构4相向运动，利用移动搬运机构1中横向移动机构12和竖向移动机构13调节精定位吸取机构4的行程，使其位于放料组装工位处，利用角度调整机构3对吸取产品的精定位吸取机构4进行组装角度的调整，模拟人工装配方式进行右后罩6、左后罩5与后头戴支架的组装。
综上，本发明自动化程度高，保证装配精度的同时可以提高生产效率、降低生产成本，尤其适用于全曲面装配。
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 (10)

1.一种产品自动化组装设备，其特征在于，包括用于在取料工位和放料组装工位之间进行移动的移动搬运机构、吸取组装驱动机构、角度调整机构和用于吸取产品的精定位吸取机构；
所述吸取组装驱动机构设置于所述移动搬运机构的动力输出端上，且所述吸取组装驱动机构的两个动力输出端上分别设置有所述角度调整机构，用于驱动两个所述角度调整机构相向或相背运动以便于进行产品吸取或组装；所述角度调整机构的动力输出端上设置有所述精定位吸取机构，用于调整所述精定位吸取机构的角度以便于进行产品组装。
2.根据权利要求1所述的产品自动化组装设备，其特征在于，所述移动搬运机构包括支架，设置于所述支架上的横向移动机构和与所述横向移动机构的动力输出端连接的竖向移动机构。
3.根据权利要求2所述的产品自动化组装设备，其特征在于，所述横向移动机构包括横向驱动件和设置于所述横向驱动件的动力输出端上的第一固定板；
所述竖向移动机构包括安装在所述第一固定板上的第一竖向驱动件，所述第一竖向驱动部件的动力输出端设置有用于安装所述吸取组装驱动机构的第二固定板。
4.根据权利要求2所述的产品自动化组装设备，其特征在于，所述吸取组装驱动机构包括驱动组件和导向组件；
所述驱动组件包括设置于所述竖向移动机构的动力输出端的驱动件，所述驱动件的两个相向或相背运动的动力输出端上分别连接有用于固定所述角度调整机构的第三固定板；
所述导向组件包括设置于所述竖向移动机构的动力输出端的支板，所述支板上设置有用于在所述驱动件驱动两个所述角度调整机构运动时进行支撑导向的滑轨滑块结构；所述滑轨滑块结构的滑动部与所述第三固定板固定连接。
5.根据权利要求4所述的产品自动化组装设备，其特征在于，所述驱动件为电动夹爪、气动夹爪或双向滑台；
所述滑轨滑块结构包括设置于所述支板上滑轨和两个滑装在所述滑轨上的滑块，所述滑块通过连接板与所述第三固定板固定连接。
6.根据权利要求2所述的产品自动化组装设备，其特征在于，所述角度调整机构包括旋转驱动件，所述旋转驱动件的动力输出端连接有用于安装所述精定位吸取机构的第四安装板。
7.根据权利要求6所述的产品自动化组装设备，其特征在于，所述精定位吸取机构包括与所述第四安装板连接的支撑板，所述支撑板上设置有第二竖向驱动件，所述第二竖向驱动件伸出所述支撑板外的动力输出端连接有仿形吸嘴组件，所述仿形吸嘴组件与所述支撑板之间设置有浮动导向组件。
8.根据权利要求7所述的产品自动化组装设备，其特征在于，所述仿形吸嘴组件包括固定配气块和可拆卸安装在所述固定配气块上的仿形吸嘴块；所述仿形吸嘴块通过浮动接头与所述第二竖向驱动件的动力输出端连接；所述仿形吸嘴块的底部设置有用于吸取产品的吸盘，所述固定配气块的侧部设置有与气源连通的气路接头，所述吸盘与所述气路接头相连通。
9.根据权利要求7所述的产品自动化组装设备，其特征在于，所述浮动导向组件包括导向轴；所述导向轴一端固定于所述固定配气块的顶部，另一端滑动安装在所述支撑板上；所述固定配气块和所述支撑板之间设置有浮动弹簧，且所述浮动弹簧套设在所述导向轴外。
10.根据权利要求8所述的产品自动化组装设备，其特征在于，所述气路接头还与用于检测产品是否吸取成功的负压检测装置连接，所述负压检测装置设置于所述支架上。
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