CN112025247B - 一种运输装配复合型自动化组装设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动化设备技术领域，尤其涉及一种运输装配复合型自动化组装设备，包括：工件传送定位单元，按直线方向对工件进行排列传送，且在传送过程中具有至少一个停顿位置，并在停顿位置实现工件的定位；连接件送料单元，供给装配所需的连接件，且在停顿位置将连接件输送至工件上的指定位置；锁紧单元，对连接件施力，将连接件固定于工件上。本发明中通过工件传送定位单元的设置，使得工件在偏离锁紧单元的位置进行上料和下料，避免了操作者手部进入操作空间的危险性，当通过自动化的方式进行上料和下料时，也有效提供了操作的空间，同时通过对工件连续的排列可保证工作的连续性，从而有效提高了生产效率。

Description

一种运输装配复合型自动化组装设备

技术领域

本发明涉及自动化设备技术领域，尤其涉及一种运输装配复合型自动化组装设备。

背景技术

在现有的生产线中，针对连接件进行安装的设备需要将待安装连接件的工件逐一的放置在定位工装上，并通过人工方式进行连接件的放置，安装完成后自动或人工的完成连接件的锁紧。

在上述过程中，将工件固定在定位工装上通过人工的方式进行，使得操作者需要将手部伸入操作空间内，一方面具有一定的危险性，另一方面影响了生产效率。

但上述问题，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种运输装配复合型自动化组装设备，使其更具有实用性。

发明内容

本发明中提供一种运输装配复合型自动化组装设备，从而有效解决背景技术中的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种运输装配复合型自动化组装设备，包括：

工件传送定位单元，按直线方向对工件进行排列传送，且在传送过程中具有至少一个停顿位置，并在所述停顿位置实现所述工件的定位；

连接件送料单元，供给装配所需的连接件，且在所述停顿位置将所述连接件输送至所述工件上的指定位置；

锁紧单元，对所述连接件施力，将所述连接件固定于所述工件上。

进一步地，所述工件传送定位单元包括：

定位部，沿所述工件传送方向左右对称设置有两个，且顶部沿所述工件的传送方向并列设置有若干第一定位槽，用于对所述工件上的两个位置进行支撑；

移动部，带动通过所述定位部支撑的所述工件进行第一定位槽的顺序移位，设置有两个，且沿所述工件传送方向对称设置于两所述定位部一侧，在顶部与所述定位部对应设置有等数量的第二定位槽；

动力部，包括竖直动力装置和水平动力装置，所述竖直动力装置带动所述水平动力装置纵向往复运动，所述水平动力装置与所述移动部固定连接，带动所述移动部沿所述工件的传送方向水平往复运动。

进一步地，所述连接件送料单元包括：

料仓，用于存储待使用的连接件；

上料板，包括倾斜的导向面和上料槽，所述上料槽为所述导向面上的凹陷区域，所述上料板在动力组件的带动下上下往复运动，实现所述料仓内连接件的上料，上料完成的连接件局部插入所述上料槽内，且在所述导向面的带动下移动；

下料单元，包括接料板、下料管和动力系统，所述接料板上具有U型槽口，所述U型槽口与所述上料槽对接，用于承接来自所述上料槽的一个所述连接件，所述动力系统带动所述接料板运动，而将承接的一个所述连接件送入所述下料管内并导向至指定位置。

进一步地，所述动力系统包括：

移动板、固定导向板、导向柱和直线动力装置；

所述移动板上设置有对所述接料板进行安装和导向的安装槽，导向方向与所述上料槽的供料方向相同，所述安装槽底部设置有贯通孔，与所述下料管联通；

所述直线动力装置带动所述移动板垂直于上料槽供料方向移动；

所述导向柱与所述接料板垂直连接，所述固定导向板上设置有供所述导向柱插入的异形槽体，以及对所述连接件进行阻挡的阻挡部；

在所述移动板通过所述安装槽带动所述接料板沿垂直于上料槽供料方向移动的过程中，所述异形槽体限制所述导向柱同步带动所述接料板沿所述上料槽的供料方向移动，所述阻挡部在所述接料板带动所述连接件移动至设定位置时，对所述连接件进行阻挡，使其脱离所述接料板的支撑而自所述贯通孔下落。

进一步地，所述锁紧单元包括：

固定设置的预定位结构和螺丝刀组件；

所述预定位结构包括与所述下料管连接的接料管，以及对来自所述接料管的连接件进行临时存储的腔体，所述腔体具有通过外力开启的敞开端；所述螺丝刀组件包括转动动力单元、直线动力单元和螺丝刀，所述转动动力单元带动所述螺丝刀转动，所述直线动力单元带动所述转动动力单元和螺丝刀进行同步直线运动，所述螺丝刀对所述腔体内的连接件进行直线施力而通过连接件打开所述敞开端并到达设定位置，所述转动动力单元带动所述螺丝刀转动实现连接件的锁紧。

进一步地，所述预定位结构还包括座体、两侧臂和两弹簧，两所述侧臂关于所述座体对称设置，且与所述座体转动连接，所述座体和两所述侧臂围设成所述腔体；

所述弹簧设置于所述座体和侧臂之间，用于保证两所述侧臂弹性贴合，二者敞开时形成所述敞开端，所述侧臂底部用于对所述连接件进行定位。

进一步地，所述座体和侧臂上分别设置有用于对所述弹簧两端进行固定的凹槽。

进一步地，所述侧臂底部设置有用于对所述连接件进行支撑的坡面。

进一步地，所述直线动力单元包括：升降气缸、上导板、中导板和导向结构；

所述上导板固定设置，并对所述升降气缸进行固定，所述升降气缸带动所述中导板在所述导向结构的导向下直线运动，所述转动动力单元和螺丝刀均与所述中导板连接，从而进行直线往复运动。

进一步地，所述中导板与所述预定位结构固定位置处之间设置还有缓冲弹簧。

通过本发明的技术方案，可实现以下技术效果：

本发明中通过工件传送定位单元的设置，使得工件在偏离锁紧单元的位置进行上料和下料，避免了操作者手部进入操作空间的危险性，当通过自动化的方式进行上料和下料时，也有效提供了操作的空间，同时通过对工件连续的排列可保证工作的连续性，从而有效提高了生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为运输装配复合型自动化组装设备的结构示意图；

图2为定位部的结构示意图；

图3为工件传送定位单元的分解示意图；

图4为工件传送定位单元的结构示意图；

图5为移动部的运动轨迹示意图；

图6为图1中A处的局部放大图；

图7为图6中B处的局部放大图；

图8为下料单元的分解示意图；

图9为上料板和接料板的对接示意图；

图10为移动板的局部示意图；

图11为接料板安装位置处的局部剖视图；

图12为锁紧单元的结构示意图；

图13为预定位结构位置处的局部放大图；

图14为预定位结构的分解示意图；

附图标记：1、工件传送定位单元；11、定位部；111、第一定位槽；12、移动部；121、第二定位槽；13、动力部；131、竖直动力装置；131a、导向杆；131b、直线轴承；132、水平动力装置；132a、导轨；132b、滑块；2、连接件送料单元；21、料仓；22、上料板；221、导向面；222、上料槽；23、下料单元；231、接料板；231a、U型槽口；232、动力系统；232a、移动板；232b、固定导向板；232c、导向柱；232d、直线动力装置；232e、安装槽；232f、贯通孔；232g、异形槽体；232h、阻挡部；233、下料管；3、锁紧单元；31、预定位结构；311、接料管；312、座体；313、侧臂；314、弹簧；315、凹槽；316、坡面；317、导向管体；32、螺丝刀组件；321、转动动力单元；322、直线动力单元；322a、升降气缸；322b、上导板；322c、中导板；322d、导柱；322e、导套；322f、缓冲弹簧；323、螺丝刀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本实施例采用递进的方式撰写。

如图1所示，一种运输装配复合型自动化组装设备，包括：工件传送定位单元1，按直线方向对工件进行排列传送，且在传送过程中具有至少一个停顿位置，并在停顿位置实现工件的定位；连接件送料单元2，供给装配所需的连接件，且在停顿位置将连接件输送至工件上的指定位置；锁紧单元3，对连接件施力，将连接件固定于工件上。

本发明中通过工件传送定位单元1的设置，使得工件在偏离锁紧单元3的位置进行上料和下料，避免了操作者手部进入操作空间的危险性，当通过自动化的方式进行上料和下料时，也有效提供了操作的空间，同时通过对工件连续的排列可保证工作的连续性，有效提高了生产效率。

作为上述实施例的优选，如图2~4所示，工件传送定位单元1包括：定位部11，沿工件传送方向左右对称设置有两个，且顶部沿工件的传送方向并列设置有若干第一定位槽111，用于对工件上的两个位置进行支撑；移动部12，带动通过定位部11支撑的工件进行第一定位槽111的顺序移位，设置有两个，且沿工件传送方向对称设置于两定位部11一侧，在顶部与定位部11对应设置有等数量的第二定位槽121；动力部13，包括竖直动力装置131和水平动力装置132，竖直动力装置131带动水平动力装置132纵向往复运动，水平动力装置132与移动部12固定连接，带动移动部12沿工件的传送方向水平往复运动。

在工作过程中，移动部12会进行如图5所示的工作流程：

取件：竖直动力装置131通过水平动力装置132带动移动部12将工件自定位部11的第一定位槽111内顶出，且通过第二定位槽121对工件进行定位；

移位：通过水平动力装置132带动移动部12进行水平移动，从而使得工件到达下一个第一定位槽111的设置位置；

卸件：竖直动力装置131通过水平动力装置132带动移动部12向下运动，工件在到达第一定位槽111内时在其限制下停止向下运动，从而与第二定位槽121分离；

复位：移动部12保持低位，在水平动力装置132的带动下复位；

通过上述循环往复的运动，可使得工件按照设定的节奏进行有序的传送，且位置准确，第一定位槽111有效的实现工件的支撑和定位。其中，竖直动力装置131和水平动力装置132可采用电机或者气缸等作为动力源；同时为了保证运动的稳定性，可设置对应的导向装置，例如，如图3和4中所示的，水平动力装置132中可采用与竖直动力装置131固定连接的导轨132a和与移动部12固定连接的滑块132b组合作为导向装置，而竖直动力装置131中，则可采用导向杆131a与直线轴承131b组合作为导向装置，具体可根据实际需要选配。

作为上述实施例的优选，具体参见图6~11，连接件送料单元2包括：料仓21，用于存储待使用的连接件；上料板22，包括倾斜的导向面221和上料槽222，上料槽222为导向面221上的凹陷区域，上料板22在动力组件的带动下上下往复运动，实现料仓21内连接件的上料，上料完成的连接件局部插入上料槽222内，且在导向面221的带动下移动；下料单元23，包括接料板231、下料管233和动力系统232，接料板231上具有U型槽口231a，U型槽口231a与上料槽222对接，用于承接来自上料槽222的一个连接件，动力系统232带动接料板231运动，而将承接的一个连接件送入下料管233内并导向至指定位置。

本发明中通过上料板22的上下运动，使得呈自由状态杂乱放置于料仓21内连接件会随机的被限制在上料槽222内，当然在每次运动的过程中可能存在上料的连接件数量的差异，但即便个别情况下存在并无特定方向的连接件进入上料槽222的情况，伴随上料板22的循环往复运动，完全可实现持续的连接件供给。通过接料板231逐一的对连接件进行承接，保证了连接件的单一持续供给，满足下游设备的生产需求，通过动力系统232控制接料板231的动作频率，可实现与下游设备的自动化对接。通过上述连接件供给单元的实现，使得连接件安装过程的自动化程度有效提高，其中，上料板22和接料板231的数量与所需连接件的位置一一对应设置。

作为上述实施例的优选，动力系统232包括：移动板232a、固定导向板232b、导向柱232c和直线动力装置232d；移动板232a上设置有对接料板231进行安装和导向的安装槽232e，导向方向与上料槽222的供料方向相同，安装槽232e底部设置有贯通孔232f，与下料管233联通；直线动力装置232d带动移动板232a垂直于上料槽222供料方向移动；导向柱232c与接料板231垂直连接，固定导向板232b上设置有供导向柱232c插入的异形槽体232g，以及对连接件进行阻挡的阻挡部232h；在移动板232a通过安装槽232e带动接料板231沿垂直于上料槽222供料方向移动的过程中，异形槽体232g限制导向柱232c同步带动接料板231沿上料槽222的供料方向移动，阻挡部232h在接料板231带动连接件移动至设定位置时，对连接件进行阻挡，使其脱离接料板231的支撑而自贯通孔232f下落。

在工作过程中，来自上料槽222的连接件会在后续连接件上料的过程中而被导向至接料板231上，以连接件为螺栓为例，接料板231的顶部对螺帽进行支撑，而U型槽口231a则供螺杆部分进入，且槽口深度仅供一个连接件进入，适时启动直线动力装置232d，带动移动板232a垂直于上料槽222供料方向，此过程中移动板232a会通过安装槽232e带动接料板231同步移动，而安装于接料板231上的导向柱232c则会在异形槽体232g的限制下带动接料板231沿上料槽222供料方向移动，当移动到设定位置时，阻挡部232h控制连接件无法继续移动，从而在接料板231继续移动的过程中连接件自U型槽口231a内移除而自贯通孔232f下落，随后伴随移动板232a的复位，各零部件归位而重复动作。

为了获得中转的部分，而始终保持具有足够数量的连接件已经完成排列待使用，上料板22和下料单元23之间设置有连接槽，连接槽用于对连接件提供中转的位置，从未即便在上料板22在个别动作中没有拾取到连接件，仍能够保证连接件的持续供给。

如图12~14所示，锁紧单元3包括：固定设置的预定位结构31和螺丝刀323组件32；预定位结构31包括与下料管233连接的接料管311，以及对来自接料管311的连接件进行临时存储的腔体，腔体具有通过外力开启的敞开端；螺丝刀组件32包括转动动力单元321、直线动力单元322和螺丝刀323，转动动力单元321带动螺丝刀323转动，直线动力单元322带动转动动力单元321和螺丝刀323进行同步直线运动，螺丝刀323对腔体内的连接件进行直线施力而通过连接件打开敞开端并到达设定位置，转动动力单元321带动螺丝刀323转动实现连接件的锁紧。

在上述实施例中，锁紧单元3的设置数量根据实际需要进行设定，来自连接件送料单元2的连接件通过下料管233和接料管311而进入腔体内实现定位，整个预定位结构31则对应连接件的使用位置设置，当连接件到位后，通过直线动力单元322带动转动动力单元321和螺丝刀323共同运动而对连接件进行挤压，从而使其插入供其锁紧的孔位内，随后通过转动动力单元321带动连接件转动即可实现锁紧。

其中，需要保证预定位结构31和螺丝刀组件32不会对螺丝刀323的直线运动造成影响，在保证二者不会分离的情况下，限定二者之间的相对运动仅沿直线动力单元322的动力输出方向进行。

进一步地，预定位结构31还包括座体312、两侧臂313和两弹簧314，两侧臂313关于座体312对称设置，且与座体312转动连接，座体312和两侧臂313围设成腔体；弹簧314设置于座体312和侧臂313之间，用于保证两侧臂313弹性贴合，二者敞开时形成敞开端，侧臂313底部用于对连接件进行定位。

在工作过程中，当连接件自接料管311落入腔体后，通过侧臂313底部进行定位，需要进行锁紧时，螺丝刀323通过直线运动对连接件进行挤压，从而使得连接件对两侧臂313施力，而通过其挤压使得两侧臂313弹性张开，连接件在两侧臂313张开后落入所需连接的孔位内，随后通过螺丝刀323的旋转而实现锁紧。其中，座体312底部还可设置导向管体317，对连接件进行导向。

其中，座体312和侧臂313上分别设置有用于对弹簧314两端进行固定的凹槽315，从而实现弹簧314两端的固定，其中，弹簧314为拉簧或压簧需要根据其具体的设置位置而定。侧臂313底部设置有用于对连接件进行支撑的坡面316，从而一方面可实现连接件的固定，另一方面在连接件受到挤压时，可通过坡面316的作用力而使得两侧臂313更加灵活的张开。

作为上述实施例的优选，直线动力单元322包括：升降气缸322a、上导板322b、中导板322c和导向结构；上导板322b固定设置，并对升降气缸322a进行固定，升降气缸322a带动中导板322c在导向结构的导向下直线运动，转动动力单元321和螺丝刀323均与中导板322c连接，从而进行直线往复运动。

当转动动力单元321和螺丝刀323设置多个时，可通过同一中导板322c进行固定，而使得中导板322c与导向结构进行连接而获得导向，当需要螺丝刀323在旋转的过程中向下对连接件进行挤压时，通过升降气缸322a带动中导板322c向下运动，其中，导向装置可选择导柱322d和导套322e的组合，其中，导套322e与中导板322c连接，沿导柱322d直线运动。

其中，中导板322c与预定位结构31固定位置处之间设置还有缓冲弹簧322f，从而可在螺丝刀323对连接件进行旋转锁紧的过程中保证施力的柔和性，其中，缓冲弹簧322f可通过导向杆体进行导向，从而保证缓冲效果。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种运输装配复合型自动化组装设备，其特征在于，包括：

工件传送定位单元（1），按直线方向对工件进行排列传送，且在传送过程中具有至少一个停顿位置，并在所述停顿位置实现所述工件的定位；

连接件送料单元（2），供给装配所需的连接件，且在所述停顿位置将所述连接件输送至所述工件上的指定位置；

锁紧单元（3），对所述连接件施力，将所述连接件固定于所述工件上；

所述连接件送料单元（2）包括：

料仓（21），用于存储待使用的连接件；

上料板（22），包括倾斜的导向面（221）和上料槽（222），所述上料槽（222）为所述导向面（221）上的凹陷区域，所述上料板（22）在动力组件的带动下上下往复运动，实现所述料仓（21）内连接件的上料，上料完成的连接件局部插入所述上料槽（222）内，且在所述导向面（221）的带动下移动；

下料单元（23），包括接料板（231）、下料管（233）和动力系统（232），所述接料板（231）上具有U型槽口（231a），所述U型槽口（231a）与所述上料槽（222）对接，用于承接来自所述上料槽（222）的一个所述连接件，所述动力系统（232）带动所述接料板（231）运动，而将承接的一个所述连接件送入所述下料管（233）内并导向至指定位置。

2.根据权利要求1所述的运输装配复合型自动化组装设备，其特征在于，所述工件传送定位单元（1）包括：

定位部（11），沿所述工件传送方向左右对称设置有两个，且顶部沿所述工件的传送方向并列设置有若干第一定位槽（111），用于对所述工件上的两个位置进行支撑；

移动部（12），带动通过所述定位部（11）支撑的所述工件进行第一定位槽（111）的顺序移位，设置有两个，且沿所述工件传送方向对称设置于两所述定位部（11）一侧，在顶部与所述定位部（11）对应设置有等数量的第二定位槽（121）；

动力部（13），包括竖直动力装置（131）和水平动力装置（132），所述竖直动力装置（131）带动所述水平动力装置（132）纵向往复运动，所述水平动力装置（132）与所述移动部（12）固定连接，带动所述移动部（12）沿所述工件的传送方向水平往复运动。

3.根据权利要求1所述的运输装配复合型自动化组装设备，其特征在于，所述动力系统（232）包括：

移动板（232a）、固定导向板（232b）、导向柱（232c）和直线动力装置（232d）；

所述移动板（232a）上设置有对所述接料板（231）进行安装和导向的安装槽（232e），导向方向与所述上料槽（222）的供料方向相同，所述安装槽（232e）底部设置有贯通孔（232f），与所述下料管（233）联通；

所述直线动力装置（232d）带动所述移动板（232a）垂直于上料槽（222）供料方向移动；

所述导向柱（232c）与所述接料板（231）垂直连接，所述固定导向板（232b）上设置有供所述导向柱（232c）插入的异形槽体（232g），以及对所述连接件进行阻挡的阻挡部（232h）；

在所述移动板（232a）通过所述安装槽（232e）带动所述接料板（231）沿垂直于上料槽（222）供料方向移动的过程中，所述异形槽体（232g）限制所述导向柱（232c）同步带动所述接料板（231）沿所述上料槽（222）的供料方向移动，所述阻挡部（232h）在所述接料板（231）带动所述连接件移动至设定位置时，对所述连接件进行阻挡，使其脱离所述接料板（231）的支撑而自所述贯通孔（232f）下落。

4.根据权利要求1或3所述的运输装配复合型自动化组装设备，其特征在于，所述锁紧单元（3）包括：

固定设置的预定位结构（31）和螺丝刀组件（32）；

所述预定位结构（31）包括与所述下料管（233）连接的接料管（311），以及对来自所述接料管（311）的连接件进行临时存储的腔体，所述腔体具有通过外力开启的敞开端；所述螺丝刀组件（32）包括转动动力单元（321）、直线动力单元（322）和螺丝刀（323），所述转动动力单元（321）带动所述螺丝刀（323）转动，所述直线动力单元（322）带动所述转动动力单元（321）和螺丝刀（323）进行同步直线运动，所述螺丝刀（323）对所述腔体内的连接件进行直线施力而通过连接件打开所述敞开端并到达设定位置，所述转动动力单元（321）带动所述螺丝刀（323）转动实现连接件的锁紧。

5.根据权利要求4所述的运输装配复合型自动化组装设备，其特征在于，所述预定位结构（31）还包括座体（312）、两侧臂（313）和两弹簧（314），两所述侧臂（313）关于所述座体（312）对称设置，且与所述座体（312）转动连接，所述座体（312）和两所述侧臂（313）围设成所述腔体；

所述弹簧（314）设置于所述座体（312）和侧臂（313）之间，用于保证两所述侧臂（313）弹性贴合，二者敞开时形成所述敞开端，所述侧臂（313）底部用于对所述连接件进行定位。

6.根据权利要求5所述的运输装配复合型自动化组装设备，其特征在于，所述座体（312）和侧臂（313）上分别设置有用于对所述弹簧（314）两端进行固定的凹槽（315）。

7.根据权利要求5所述的运输装配复合型自动化组装设备，其特征在于，所述侧臂（313）底部设置有用于对所述连接件进行支撑的坡面（316）。

8.根据权利要求4所述的运输装配复合型自动化组装设备，其特征在于，所述直线动力单元（322）包括：升降气缸（322a）、上导板（322b）、中导板（322c）和导向结构；

所述上导板（322b）固定设置，并对所述升降气缸（322a）进行固定，所述升降气缸（322a）带动所述中导板（322c）在所述导向结构的导向下直线运动，所述转动动力单元（321）和螺丝刀（323）均与所述中导板（322c）连接，从而进行直线往复运动。

9.根据权利要求8所述的运输装配复合型自动化组装设备，其特征在于，所述中导板（322c）与所述预定位结构（31）固定位置处之间设置还有缓冲弹簧（322f）。

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