CN111203696B - 一种用于剃须刀刀头装配的刀网自动上料装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及自动装配领域，具体是涉及一种用于剃须刀刀头装配的刀网自动上料装置；包括有分度盘机构、工装外框、工装内框、升降旋转机构、机械臂、机械手、振动上料机和控制器，组装头盖、刀网和刀架以及下料的装置分别作为第一至第四工位环绕分度盘机构设置，工装外框围绕分度盘机构轴线均匀分布在分度盘机构上，工装内框可沿竖直方向升降地与工装外框滑动连接，升降旋转机构固定安装在分度盘机构第二工位处且工作端与工装内框轴线共线，机械臂固定安装在分度盘机构第二工位处，机械手固定安装在机械臂活动部上，振动上料机与机械臂输入端连接；该方案定位准确，节省了成本和人力，提高了工作效率。

Description

一种用于剃须刀刀头装配的刀网自动上料装置
技术领域
本发明涉及自动装配领域，具体是涉及一种用于剃须刀刀头装配的刀网自动上料装置。
背景技术
目前剃须刀行业国内还是人工手工对剃须刀进行装配，造成装配员工数量多、效率低、品质稳定性较差，这些极大的增加了公司的生产成本。剃须刀刀网组件的装配，其组成零件多为散装来料，目前其组装均为手工完成。缺少自动装配的设备。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于剃须刀刀头装配的刀网自动上料装置，该技术方案解决了上述问题，确保每次安装刀网时头盖一定旋转一百二十度，定位准确，减少了安装设备的复杂度，节省了成本，节省了人力，提高了工作效率。
为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：
一种用于剃须刀刀头装配的刀网自动上料装置，用于组装刀头组件，刀头组件包括有头盖、刀网和刀架；
其特征在于，包括有分度盘机构、工装外框、工装内框、升降旋转机构、机械臂、机械手、振动上料机和控制器，组装头盖、刀网和刀架以及下料的装置分别作为第一至第四工位环绕分度盘机构设置，即剃须刀刀头装配的刀网自动上料装置位于分度盘机构的第二工位处，工装外框围绕分度盘机构轴线均匀分布在分度盘机构上，工装内框可沿竖直方向升降地与工装外框滑动连接，升降旋转机构固定安装在分度盘机构第二工位处且工作端与工装内框轴线共线，机械臂固定安装在分度盘机构第二工位处，机械臂的活动部运动方向设置有竖直和沿分度盘机构径向两个方向，机械手固定安装在机械臂活动部上，振动上料机与机械臂输入端连接，分度盘机构、升降旋转机构、机械臂、机械手、振动上料机与控制器电连接。
作为一种用于剃须刀刀头装配的刀网自动上料装置的一种优选方案，所述分度盘机构包括有分度盘和四工位旋转工作台；四工位旋转工作台可旋转的安装在分度盘上，四工位旋转工作台上围绕轴线均匀分布有与工装外框固定连接的方形槽，该方形槽对应四个工位设置有四个，分度盘与控制器电连接。
作为一种用于剃须刀刀头装配的刀网自动上料装置的一种优选方案，所述工装外框包括有方形框、环形壁、导向开口和楔形槽；方形框外壁与分度盘机构固定连接，方形框内部为与工装内框配合的槽，环形壁垂直设置在方形框顶端，导向开口设置在环形壁上且朝向机械臂方向，三个楔形槽围绕方形框内壁的轴线开设在方形框内壁上。
作为一种用于剃须刀刀头装配的刀网自动上料装置的一种优选方案，所述工装内框包括有环形框、头盖固定沉孔、楔形块和三叉夹紧部；环形框与工装外框内壁滑动配合，头盖固定沉孔开设在环形框中心位置且形状与头盖形状契合，三个楔形块围绕环形框轴线均匀设置在环形框外壁上，三叉夹紧部固定安装在环形框底部，三叉夹紧部轴线与环形框轴线共线，三叉夹紧部三个凸出部之间形成一百二十度的弧面，三叉夹紧部上部为小直径段而下部为大直径段，两者共同与升降旋转机构的端部配合。
作为一种用于剃须刀刀头装配的刀网自动上料装置的一种优选方案，所述升降旋转机构包括有固定架、双轴双杆气缸、驱动器旋转架、齿圈、旋转驱动器、主动齿轮、第一三爪气缸和工装夹爪；固定架固定安装在分度盘机构底部，双轴双杆气缸固定安装在驱动器旋转架上，驱动器旋转架顶端可旋转地安装在固定架上且旋转轴竖直设置，驱动器旋转架轴线竖直设置，齿圈套设在驱动器旋转架周壁上，旋转驱动器固定安装在分度盘机构底部，主动齿轮固定安装在旋转驱动器输出末端，主动齿轮与齿圈啮合传动，第一三爪气缸固定安装在双轴双杆气缸输出末端且工作方向竖直向上，工装夹爪固定安装在第一三爪气缸的端部，工装夹爪上设置有与工装内框底部配合的圆弧段以及向内凸起的凸起部，双轴双杆气缸、旋转驱动器、第一三爪气缸与控制器电连接。
作为一种用于剃须刀刀头装配的刀网自动上料装置的一种优选方案，所述机械手包括有第二三爪气缸和刀网夹爪；第二三爪气缸固定安装在机械臂的活动端上，刀网夹爪固定安装在第二三爪气缸的端部，刀网夹爪为用于夹取刀网背面中轴的梯形结构，刀网夹爪与控制器电连接。
本发明与现有技术相比具有的有益效果是：
所述振动上料机包括有振动盘、导轨、分料机，以上图中未画出，所述机械臂为由导轨、直线驱动器、支架等组成的笛卡尔机器人。刀网自动上料开始的时候上一个工位已经将头盖放在了工装内框内并通过控制分度盘机构将其移动到第二工位处。控制器通过控制振动上料机让刀网在振动上料机输出末端整齐排列。然后控制器通过机械臂驱动机械手对刀网进行夹取并沿着分度盘机构径向位移到头盖的第一个孔的上方，然后再通过驱动机械臂使机械手下行将刀网插入头盖的第一个孔，然后控制器控制机械手和机械臂复位夹取第二个刀网。同时控制器通过驱动升降旋转机构夹住工装内框底部然后将工装内框在工装外框内沿轴线向上抬升，工装内框抬升后与工装外框周向上的固定关系解除。然后控制器还通过驱动升降旋转机构使工装内框旋转一百二十度，于是头盖一同旋转了120度。然后控制器驱动升降旋转机构带着工装内框下行，工装内框通过与工装外框周壁的配合准确落到工装外框内的初始高度，此过程中因为形状契合，工装内框在工装外框内自动微调，旋转更加精准。继续重复上述的步骤将头盖另外两个孔内装入刀网。至此完成了刀网自动上料装置的工作内容，然后控制器通过驱动分度盘机构将工件送往第三工位安装刀架。
1、确保每次安装刀网时头盖一定旋转一百二十度，定位准确；
2、减少了安装设备的复杂度，节省了成本；
3、节省了人力，提高了工作效率。
附图说明
图1为本发明与其他安装设备的整体立体图；
图2为本发明的正视图；
图3为本发明的机械臂和机械手立体图；
图4为本发明的去除分度盘机构和固定架的立体图；
图5为本发明的工装内框和工装外框的立体分解图；
图6为本发明的工装内框和工装外框组合的立体图；
图7为本发明的机械手立体图；
图8为本发明的第一三爪气缸和工装夹爪的立体图；
图9为本发明所组装的刀头组件立体分解图。
图中标号为：
1、分度盘机构；1a、分度盘；1b、四工位旋转工作台；
2、工装外框；2a、方形框；2b、环形壁；2c、导向开口；2d、楔形槽；
3、工装内框；3a、环形框；3b、头盖固定沉孔；3c、楔形块；3d、三叉夹紧部；
4、升降旋转机构；4a、固定架；4b、双轴双杆气缸；4c、驱动器旋转架；4d、齿圈；4e、旋转驱动器；4f、主动齿轮；4g、第一三爪气缸；4h、工装夹爪；
5、机械臂；
6、机械手；6a、第二三爪气缸；6b、刀网夹爪；
7、刀头组件；7a、头盖；7b、刀网；7c、刀架。
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，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，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
参照图1至8所示，一种用于剃须刀刀头装配的刀网自动上料装置，用于组装刀头组件（7），刀头组件（7）包括有头盖（7a）、刀网（7b）和刀架（7c）；
包括有分度盘机构（1）、工装外框（2）、工装内框（3）、升降旋转机构（4）、机械臂（5）、机械手（6）、振动上料机和控制器，组装头盖（7a）、刀网（7b）和刀架（7c）以及下料的装置分别作为第一至第四工位环绕分度盘机构（1）设置，即剃须刀刀头装配的刀网自动上料装置位于分度盘机构（1）的第二工位处，工装外框（2）围绕分度盘机构（1）轴线均匀分布在分度盘机构（1）上，工装内框（3）可沿竖直方向升降地与工装外框（2）滑动连接，升降旋转机构（4）固定安装在分度盘机构（1）第二工位处且工作端与工装内框（3）轴线共线，机械臂（5）固定安装在分度盘机构（1）第二工位处，机械臂（5）的活动部运动方向设置有竖直和沿分度盘机构（1）径向两个方向，机械手（6）固定安装在机械臂（5）活动部上，振动上料机与机械臂（5）输入端连接，分度盘机构（1）、升降旋转机构（4）、机械臂（5）、机械手（6）、振动上料机与控制器电连接。
所述振动上料机包括有振动盘、导轨、分料机，以上图中未画出，所述机械臂（5）为由导轨、直线驱动器、支架等组成的笛卡尔机器人。刀网自动上料开始的时候上一个工位已经将头盖（7a）放在了工装内框（3）内并通过控制分度盘机构（1）将其移动到第二工位处。控制器通过控制振动上料机让刀网（7b）在振动上料机输出末端整齐排列。然后控制器通过机械臂（5）驱动机械手（6）对刀网（7b）进行夹取并沿着分度盘机构（1）径向位移到头盖（7a）的第一个孔的上方，然后再通过驱动机械臂（5）使机械手（6）下行将刀网（7b）插入头盖（7a）的第一个孔，然后控制器控制机械手（6）和机械臂（5）复位夹取第二个刀网（7b）。同时控制器通过驱动升降旋转机构（4）夹住工装内框（3）底部然后将工装内框（3）在工装外框（2）内沿轴线向上抬升，工装内框（3）抬升后与工装外框（2）周向上的固定关系解除。然后控制器还通过驱动升降旋转机构（4）使工装内框（3）旋转一百二十度，于是头盖（7a）一同旋转了120度。然后控制器驱动升降旋转机构（4）带着工装内框（3）下行，工装内框（3）通过与工装外框（2）周壁的配合准确落到工装外框（2）内的初始高度，此过程中因为形状契合，工装内框（3）在工装外框（2）内自动微调，旋转更加精准。继续重复上述的步骤将头盖（7a）另外两个孔内装入刀网（7b）。至此完成了刀网自动上料装置的工作内容，然后控制器通过驱动分度盘机构（1）将工件送往第三工位安装刀架（7c）。
所述分度盘机构（1）包括有分度盘（1a）和四工位旋转工作台（1b）；四工位旋转工作台（1b）可旋转的安装在分度盘（1a）上，四工位旋转工作台（1b）上围绕轴线均匀分布有与工装外框2固定连接的方形槽，该方形槽对应四个工位设置有四个，分度盘1a与控制器电连接。
通过设置四工位旋转工作台1b将完整的刀头组装工序分为四步。控制器通过驱动分度盘1a带动四工位旋转工作台1b的工件在各个工位处循环往复。
所述工装外框2包括有方形框2a、环形壁2b、导向开口2c和楔形槽2d；方形框2a外壁与分度盘机构1固定连接，方形框2a内部为与工装内框3配合的槽，环形壁2b垂直设置在方形框2a顶端，导向开口2c设置在环形壁2b上且朝向机械臂5方向，三个楔形槽2d围绕方形框2a内壁的轴线开设在方形框2a内壁上。
工装内框3外部形状与方形框2a内壁形状契合因此可以沿轴向发生滑动以实现升降。环形壁2b可以在工装内框3升起时对工装内框3周壁起到导向作用，保证工装内框3可以再次回到工装外框2内。导向开口2c用于引导机械手6将刀网7b送入工装内框3内，楔形槽2d与工装内框3周壁上的凸起结构配合，只要两者最下方的夹角角度相同，当升降旋转机构4给工装内框3一个向下的力时就可以确保工装内框3一定能按照每次旋转一百二十度的角度再次落回到工装外框2内。
所述工装内框3包括有环形框3a、头盖固定沉孔3b、楔形块3c和三叉夹紧部3d；环形框3a与工装外框2内壁滑动配合，头盖固定沉孔3b开设在环形框3a中心位置且形状与头盖7a形状契合，三个楔形块3c围绕环形框3a轴线均匀设置在环形框3a外壁上，三叉夹紧部3d固定安装在环形框3a底部，三叉夹紧部3d轴线与环形框3a轴线共线，三叉夹紧部3d三个凸出部之间形成一百二十度的弧面，三叉夹紧部3d上部为小直径段而下部为大直径段，两者共同与升降旋转机构4的端部配合。
环形框3a内的头盖固定沉孔3b用于防止头盖7a，而楔形块3c用于和工装外框2的对应的凹陷相互配合，确保每次升降旋转机构4对工装内框3进行旋转后工装内框3一定能旋转一百二十度落回到工装外框2内。三叉夹紧部3d用于供升降旋转机构4驱动和夹取。三叉夹紧部3d分为大直径段和小直径段是为了形成阶梯状，便于升降旋转机构4夹取时在轴向上提供力道。
所述升降旋转机构4包括有固定架4a、双轴双杆气缸4b、驱动器旋转架4c、齿圈4d、旋转驱动器4e、主动齿轮4f、第一三爪气缸4g和工装夹爪4h；固定架4a固定安装在分度盘机构1底部，双轴双杆气缸4b固定安装在驱动器旋转架4c上，驱动器旋转架4c顶端可旋转地安装在固定架4a上且旋转轴竖直设置，驱动器旋转架4c轴线竖直设置，齿圈4d套设在驱动器旋转架4c周壁上，旋转驱动器4e固定安装在分度盘机构1底部，主动齿轮4f固定安装在旋转驱动器4e输出末端，主动齿轮4f与齿圈4d啮合传动，第一三爪气缸4g固定安装在双轴双杆气缸4b输出末端且工作方向竖直向上，工装夹爪4h固定安装在第一三爪气缸4g的端部，工装夹爪4h上设置有与工装内框3底部配合的圆弧段以及向内凸起的凸起部，双轴双杆气缸4b、旋转驱动器4e、第一三爪气缸4g与控制器电连接。
所述旋转驱动器4e为装有减速机的伺服电机；实用双轴双杆气缸4b可以避免气缸输出轴发生不必要的旋转影响最终的定位效果。控制器通过驱动双轴双杆气缸4b推动第一三爪气缸4g升降。控制器通过驱动第一三爪气缸4g使工装夹爪4h相互靠近或远离从而实现对工装内框3的夹紧和松开。第一三爪气缸4g将工装内框3夹紧时，控制器通过驱动旋转驱动器4e带动主动齿轮4f旋转。主动齿轮4f带动与之啮合的齿圈4d旋转。齿圈4d带动整个驱动器旋转架4c在固定架4a内旋转，驱动器旋转架4c与固定架4a配合处设置有轴承。驱动器旋转架4c带动双轴双杆气缸4b一同旋转进而带动其端部的第一三爪气缸4g旋转，最终使工装内框3旋转一百二十度。然后控制器通过驱动双轴双杆气缸4b复位时将工装内框3向下拉使其再次落入到工装外框2内。
所述机械手6包括有第二三爪气缸6a和刀网夹爪6b；第二三爪气缸6a固定安装在机械臂5的活动端上，刀网夹爪6b固定安装在第二三爪气缸6a的端部，刀网夹爪6b为用于夹取刀网7b背面中轴的梯形结构，刀网夹爪6b与控制器电连接。
控制器通过控制机械臂5搬运第二三爪气缸6a，又通过驱动第二三爪气缸6a实现刀网夹爪6b的相互远离或靠近，从而实现夹紧或松开刀网7b。
本发明的工作原理：
所述振动上料机包括有振动盘、导轨、分料机，以上图中未画出，所述机械臂5为由导轨、直线驱动器、支架等组成的笛卡尔机器人。刀网自动上料开始的时候上一个工位已经将头盖7a放在了工装内框3内并通过控制分度盘机构1将其移动到第二工位处。控制器通过控制振动上料机让刀网7b在振动上料机输出末端整齐排列。然后控制器通过机械臂5驱动机械手6对刀网7b进行夹取并沿着分度盘机构1径向位移到头盖7a的第一个孔的上方，然后再通过驱动机械臂5使机械手6下行将刀网7b插入头盖7a的第一个孔，然后控制器控制机械手6和机械臂5复位夹取第二个刀网7b。同时控制器通过驱动升降旋转机构4夹住工装内框3底部然后将工装内框3在工装外框2内沿轴线向上抬升，工装内框3抬升后与工装外框2周向上的固定关系解除。然后控制器还通过驱动升降旋转机构4使工装内框3旋转一百二十度，于是头盖7a一同旋转了120度。然后控制器驱动升降旋转机构4带着工装内框3下行，工装内框3通过与工装外框2周壁的配合准确落到工装外框2内的初始高度，此过程中因为形状契合，工装内框3在工装外框2内自动微调，旋转更加精准。继续重复上述的步骤将头盖7a另外两个孔内装入刀网7b。至此完成了刀网自动上料装置的工作内容，然后控制器通过驱动分度盘机构1将工件送往第三工位安装刀架7c。

Claims (1)

1.一种用于剃须刀刀头装配的刀网自动上料装置，用于组装刀头组件（7），刀头组件（7）包括有头盖（7a）、刀网（7b）和刀架（7c）；
其特征在于，包括有分度盘机构（1）、工装外框（2）、工装内框（3）、升降旋转机构（4）、机械臂（5）、机械手（6）、振动上料机和控制器，组装头盖（7a）、刀网（7b）和刀架（7c）以及下料的装置分别作为第一至第四工位环绕分度盘机构（1）设置，即剃须刀刀头装配的刀网自动上料装置位于分度盘机构（1）的第二工位处，工装外框（2）围绕分度盘机构（1）轴线均匀分布在分度盘机构（1）上，工装内框（3）可沿竖直方向升降地与工装外框（2）滑动连接，升降旋转机构（4）固定安装在分度盘机构（1）第二工位处且工作端与工装内框（3）轴线共线，机械臂（5）固定安装在分度盘机构（1）第二工位处，机械臂（5）的活动部运动方向设置有竖直和沿分度盘机构（1）径向两个方向，机械手（6）固定安装在机械臂（5）活动部上，振动上料机与机械臂（5）输入端连接，分度盘机构（1）、升降旋转机构（4）、机械臂（5）、机械手（6）、振动上料机与控制器电连接；
所述分度盘机构（1）包括有分度盘（1a）和四工位旋转工作台（1b）；四工位旋转工作台（1b）可旋转的安装在分度盘（1a）上，四工位旋转工作台（1b）上围绕轴线均匀分布有与工装外框（2）固定连接的方形槽，该方形槽对应四个工位设置有四个，分度盘（1a）与控制器电连接；
所述工装外框（2）包括有方形框（2a）、环形壁（2b）、导向开口（2c）和楔形槽（2d）；方形框（2a）外壁与分度盘机构（1）固定连接，方形框（2a）内部为与工装内框（3）配合的槽，环形壁（2b）垂直设置在方形框（2a）顶端，导向开口（2c）设置在环形壁（2b）上且朝向机械臂（5）方向，三个楔形槽（2d）围绕方形框（2a）内壁的轴线开设在方形框（2a）内壁上；
所述工装内框（3）包括有环形框（3a）、头盖固定沉孔（3b）、楔形块（3c）和三叉夹紧部（3d）；环形框（3a）与工装外框（2）内壁滑动配合，头盖固定沉孔（3b）开设在环形框（3a）中心位置且形状与头盖（7a）形状契合，三个楔形块（3c）围绕环形框（3a）轴线均匀设置在环形框（3a）外壁上，三叉夹紧部（3d）固定安装在环形框（3a）底部，三叉夹紧部（3d）轴线与环形框（3a）轴线共线，三叉夹紧部（3d）三个凸出部之间形成一百二十度的弧面，三叉夹紧部（3d）上部为小直径段而下部为大直径段，两者共同与升降旋转机构（4）的端部配合；
所述升降旋转机构（4）包括有固定架（4a）、双轴双杆气缸（4b）、驱动器旋转架（4c）、齿圈（4d）、旋转驱动器（4e）、主动齿轮（4f）、第一三爪气缸（4g）和工装夹爪（4h）；固定架（4a）固定安装在分度盘机构（1）底部，双轴双杆气缸（4b）固定安装在驱动器旋转架（4c）上，驱动器旋转架（4c）顶端可旋转地安装在固定架（4a）上且旋转轴竖直设置，驱动器旋转架（4c）轴线竖直设置，齿圈（4d）套设在驱动器旋转架（4c）周壁上，旋转驱动器（4e）固定安装在分度盘机构（1）底部，主动齿轮（4f）固定安装在旋转驱动器（4e）输出末端，主动齿轮（4f）与齿圈（4d）啮合传动，第一三爪气缸（4g）固定安装在双轴双杆气缸（4b）输出末端且工作方向竖直向上，工装夹爪（4h）固定安装在第一三爪气缸（4g）的端部，工装夹爪（4h）上设置有与工装内框（3）底部配合的圆弧段以及向内凸起的凸起部，双轴双杆气缸（4b）、旋转驱动器（4e）、第一三爪气缸（4g）与控制器电连接；
所述机械手（6）包括有第二三爪气缸（6a）和刀网夹爪（6b）；第二三爪气缸（6a）固定安装在机械臂（5）的活动端上，刀网夹爪（6b）固定安装在第二三爪气缸（6a）的端部，刀网夹爪（6b）为用于夹取刀网（7b）背面中轴的梯形结构，刀网夹爪（6b）与控制器电连接。
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