CN113369892B - 一种硬管自动化装配流水线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硬管自动化装配流水线，包括螺母上料箱、硬管上料箱、底座上料箱、螺母硬管装配装置、L型送料机械手、盘式底座加工装置、铆接装置、缓存移料检测装置、四位一体机械手、扩孔装置、铆前检测装置、旋铆装置、铆后检测装置及出料装置。本发明的硬管自动化装配流水线，借助检测装置，能够时刻感知上料的每一个工件是否符合设计要求，避免因为前段缺陷导致产出不良工件，且在每个加工工位前后均设置有检测装置，多次检测，确保整条流水线的高效率运行；四位一体机械手由一组动力源即可实现四个工件对应四组上料和卸料过程，结构紧凑，自动化程度高，且节约成本的情况下提高了整体的流水效率，极具应用前景。

Description

一种硬管自动化装配流水线

技术领域

本发明属于硬管加工技术领域，涉及一种硬管自动化装配流水线，特别涉及一种刹车硬管的自动化装配流水线。

背景技术

汽车刹车硬管是汽车刹车系统中不可或缺的一部分，随着汽车的产量日益增长，传统的手工已经不能满足预期的产能和精度。从而大部分零件都开始通过自动化流水线来制造、加工以及装配。

在刹车硬管此类的自动化装配作业中，通常需要进行几种物料分别进行上料、检测、装配、送料、翻转等一系列操作。传统的自动化流水线为了实现多种功能往往需要拆分成多条流水线，占据了较大的面积。其次，传统的流水线定位精度较差，从而会导致成品精度不能满足设计的要求。

因此，开发一种装配精度高且集成度高的硬管自动化装配流水线极具现实意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的刹车硬管装配流水线集成度过低且装配精度低的缺陷，提供一种装配精度高且集成度高的硬管自动化装配流水线，解决了当前人工作业的效率以及工艺不足的问题，以及针对硬管装配时所面临的各个工艺问题进行了改善，在确保精度的前提下，大大提高了工作效率。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种硬管自动化装配流水线，包括螺母上料箱、硬管上料箱、底座上料箱、螺母硬管装配装置、L型送料机械手、盘式底座加工装置、铆接装置、缓存移料检测装置、四位一体机械手、扩孔装置、铆前检测装置、旋铆装置、铆后检测装置及出料装置；

所述螺母上料箱、硬管上料箱和底座上料箱分别用于将螺母、硬管和底座输送到指定位置；

所述螺母硬管装配装置用于将螺母和硬管装配成螺母硬管装配完成品；

所述L型送料机械手用于将螺母硬管装配完成品输送至铆接装置；

所述盘式底座加工装置用于加工底座；

所述铆接装置用于装配底座与螺母硬管装配完成品得到底座螺母硬管装配完成品；

所述缓存移料检测装置用于对底座螺母硬管装配完成品进行合格检测；

所述四位一体机械手用于在扩孔装置、铆前检测装置、旋铆装置、铆后检测装置及出料装置五者间输送缓存移料检测装置检测合格的底座螺母硬管装配完成品；

所述扩孔装置、铆前检测装置、旋铆装置及铆后检测装置用于对合格的底座螺母硬管装配完成品进行后续加工；

所述出料装置用于完成加工完成的底座螺母硬管装配完成品的出料。

本发明的硬管自动化装配流水线，通过以上装置即可完成硬管的全自动化装配，其结构设计合理且设有的检测装置能够大大提高流水线的装配良品率，极具应用前景。

作为优选的技术方案：

如上所述的一种硬管自动化装配流水线，所述螺母上料箱包括隔音架子装备I、螺母振动盘和螺母上料架；

所述螺母振动盘布置在所述隔音架子装备I内，其一端与螺母上料架相连，通过螺母振动盘即可将放置在螺母振动盘上的螺母传送至螺母上料架；

所述硬管上料箱包括隔音架子装备II、硬管振动盘和硬管上料架；

所述硬管振动盘布置在所述隔音架子装备II内，其一端与硬管上料架相连，通过硬管振动盘即可将放置在硬管振动盘上的硬管传送至硬管上料架；

所述底座上料箱包括隔音架子装备III、底座振动盘和底座上料架；

所述底座振动盘布置在所述隔音架子装备III内，其一端与底座上料架相连，通过底座振动盘即可将放置在底座振动盘上的底座传送至底座上料架。隔音架子装备I、隔音架子装备II与隔音架子装备III结构相同，其主要包括亚格力板、隔音棉、门把手及铝合金条等。

如上所述的一种硬管自动化装配流水线，所述硬管螺母装配装置包括硬管姿态调整及装配装置和硬管高度检测装置；

所述硬管姿态调整及装配装置包括上料夹爪、翻转电机、滑块、平推气缸、平推板、螺母下料管和上料顶块；

硬管上料箱将硬管送至预定位置，上料夹爪夹取硬管，在翻转电机和动力气缸的作用下，翻转气爪进行上移和下移运动并翻转180度，使硬管以预定姿态移动至预定位置等待螺母进行装配，螺母上料箱将螺母送至预定位置，在平推气缸作用下，平推板推动螺母至螺母下料管内，螺母与上料顶块夹紧；

所述硬管高度检测装置包括硬管高度检测气缸、高度检测滑轨、高度检测滑块、硬管检测器、硬管电子千分表夹、铆前高度检测滑台、硬管检测固定套及硬管测针；

所述铆前高度检测滑台安装在高度检测滑块，高度检测滑块布置在竖直布置的高度检测滑轨内，高度检测滑块在硬管高度检测气缸的驱动下沿着高度检测滑轨上下运动，硬管检测器安装在铆前高度检测滑台上且与硬管测针套合，使得铆前高度检测滑台下移带动硬管测针检测硬管高度，硬管检测固定套安装在硬管电子千分表夹下端，用于固定硬管；

在硬管高度检测气缸的驱动下，硬管检测器带动硬管测针检测硬管高度，检测合格则由转盘机构装置夹取至铆接装置处，不合格则沿不良品滑道划入不良品箱内。

如上所述的一种硬管自动化装配流水线，所述L型送料机械手包括第一夹爪、第二夹爪、移动滑块I、移动滑块II、平移滑轨I、平移滑轨II、平移气缸I、平移气缸II、旋转气缸以及大旋转手臂；

所述大旋转手臂由旋转气缸驱动可在水平方向上旋转，大旋转手臂上设有相互垂直的平移滑轨I和平移滑轨II，所述平移滑轨I和平移滑轨II内分别布置有移动滑块II和移动滑块I，所述移动滑块II和移动滑块I分别与第一夹爪和第二夹爪固定连接，所述移动滑块II和移动滑块I分别在平移气缸II和平移气缸I的驱动下在平移滑轨I和平移滑轨II上滑动；

所述第一夹爪用于夹取螺母硬管装配完成品，所述第二夹爪用于夹取底座装配完成品，两者的位置可分别通过平移气缸I及平移气缸II调整，在旋转气缸作用下，大旋转手臂旋转运动进而带动第一夹爪和第二夹爪完成送料移料。

如上所述的一种硬管自动化装配流水线，所述盘式底座加工装置包括底座多工位转盘、底座高度检测装置、底座钻孔装置、底座吸屑装置和底座送料装置；

所述底座多工位转盘包括底座装配基板、挡圈、底座装配转盘和旋转电机，所述底座装配转盘安装在底座装配基板上，其外侧设有挡圈，底座装配转盘在旋转电机的驱动下转动将底座送到指定位置；

所述底座高度检测装置包括底座高度检测气缸、底座高度检测滑轨、底座高度检测滑台、底座探针、底座检测器、底座检测限位块和底座检测压块，所述底座高度检测滑台与底座检测器连接，底座检测器通过底座探针检测底座，所述底座高度检测滑台布置在底座高度检测滑轨内，其可在底座高度检测气缸的驱动下在底座高度检测滑轨上运动，所述底座检测限位块与底座检测压块连接，底座检测压块将压制底座成同一高度；

所述底座钻孔装置用于对底座进行钻孔；

所述底座吸屑装置包括吸尘器、吸屑滑块和吸屑气缸，在所述吸屑气缸作用下，吸屑滑块带动吸尘器下移，所述吸尘器将工件钻孔加工时产生的废屑吸尽；

所述底座送料装置包括第三夹爪、底座上料平移滑轨、上料滑轨燕尾槽、底座上料气缸、上料滑块、底座平移安装板以及底座气缸爪安装板；

所述上料滑轨燕尾槽水平布置，所述上料滑轨燕尾槽内布置有底座上料平移滑轨，上料滑块卡接在底座上料平移滑轨上，所述上料滑块与底座平移安装板固定连接，底座上料气缸用于驱动底座平移安装板，在底座上料气缸的驱动下上料滑块在底座上料平移滑轨上滑动；

所述底座平移安装板通过底座气缸爪安装板与第三夹爪固定连接，所述第三夹爪抓取底座，底座上料气缸运动使得底座平移安装板向前运动，带动上料滑块沿底座上料平移滑轨向前运动，并推动底座直至指定区域放置。

如上所述的一种硬管自动化装配流水线，所述铆接装置包括铰头、铰孔底座定位板、铰孔定位防拉块、混合式滚珠丝杆步进机、下钻孔滑轨和60系列M14N3-235，在所述混合式滚珠丝杆步进机作用下，60系列M14N3-235带动铰头随着下钻孔滑轨对底座铰孔；所述铰孔底座定位板与铰孔定位防拉块卡合，对底座固定定位。

如上所述的一种硬管自动化装配流水线，其所述缓存移料检测装置包括缓存移料检测测针、缓存移料夹爪、Z轴移动装置、X轴滑动装置和缓存移料滑道；

所述缓存移料检测测针安装于缓存移料气缸端部，通过L型安装板连接在Y轴移动装置上，工件由缓存移料夹爪送至检测区，由缓存移料检测测针伸入工件内检测高度是否正常，如正常则由缓存移料夹爪沿Z轴和X轴方向输送至缓存移料滑道，如不正常则退料至不良品箱；

所述缓存移料滑道包括可调节物料滑道、缓存移料推杆、缓存移料推块、导轨和缓存移料气缸，滑道可根据实际情况调整滑道的长度以存放不同数量的缓存量，工件由缓存移料夹爪送入缓存移料区，而后通过缓存移料推杆推出，方便四位一体机械手夹取；

所述四位一体机械手包括第一机械手、第二机械手、第三机械手和第四机械手，四组机械手之间通过连接轴进行刚性连接，工件通过机械手以此经过四个工位的加工和检测。

如上所述的一种硬管自动化装配流水线，还包括翻边补偿机构装置；

所述翻边补偿机构装置包括铆接机头、顶升机构、翻边夹具、翻边顶杆和翻边气缸，所述翻边夹具为翻边夹紧块夹取翻边垫块，所述翻边垫块夹取底座，所述铆接机头为SOX-15型机头由机头基座板组装固定，对底座定位，所述顶升机构在翻边气缸作用下，顶升垫块推动翻边顶杆与硬管卡合并进行翻边。

如上所述的一种硬管自动化装配流水线，所述扩孔装置包括底座夹具I、底座高度补偿装置和扩孔机，工件由四位一体机械手送至扩孔装置，底座高度补偿装置根据工件高度进行补偿，随后底座夹具将工件夹紧，扩孔机上设有扩孔冲棒伸入工件内部进行扩孔；

所述铆前检测装置包括铆前检测探针、Z轴移动装置和底座卡槽，工件由四位一体机械手送至铆前检测装置，Z轴移动装置将安装于端部的铆前检测探针送入工件内部以检测扩孔的情况；

所述旋铆装置包括底座夹具II、底座高度补偿装置和旋铆机，工件由四位一体机械手送至旋铆装置，底座高度补偿装置根据工件高度进行补偿，随后底座夹具将工件夹紧，旋铆机对工件进行旋铆加工；

所述铆后检测装置包括铆后检测探针、Z轴移动装置和底座卡槽，工件由第四机械手送至旋铆后检测工位，Z轴移动装置将安装于端部的探针送入工件内部以检测旋铆的情况；

所述出料装置包括出料机械手、卸料架和成品箱，将合格的工件从铆后检测装置送至卸料架内，最后落入成品箱。

如上所述的一种硬管自动化装配流水线，所述底座夹具I与底座夹具II结构相同，其包括底座夹具气缸、U型扩孔夹紧块、钳口型夹具和固定块，当工件送入钳口型夹具内，底座夹具气缸运动带动U型扩孔夹紧块使钳口型夹具夹住工件。

有益效果：

（1）本发明的硬管自动化装配流水线，借助检测装置，能够时刻感知上料的每一个工件是否符合设计要求，避免因为前段缺陷导致产出不良工件，且在每个加工工位前后均设置有检测装置，多次检测，确保整条流水线的高效率运行；

（2）本发明的硬管自动化装配流水线，借助四位一体机械手，第一机械手为缓存卸料和扩孔上料装置，第二机械手为扩孔卸料和铆前检测上料装置，第三机械手为铆前检测卸料和旋铆上料装置，第四机械手为旋铆卸料和铆后检测装置，四组机械手之间通过刚性连接管相连，由一组动力源即可实现四个工件对应四组上料和卸料过程，结构紧凑，自动化程度高，且节约成本的情况下提高了整体的流水效率。

附图说明

图1为本发明的硬管自动化装配流水线的整体结构示意图；

图2为本发明的螺母硬管装配装置的结构示意图；

图3为本发明的L型送料机械手的结构示意图；

图4为本发明的底座旋转加工装置的结构示意图；

图5为本发明的缓存移料装置的结构示意图；

图6为本发明的四位一体机械手的结构示意图；

图7为本发明的第一机械手的结构示意图；

图8为本发明的扩孔装置的结构示意图；

图9.1和9.2分别为本发明的底座夹具的不同状态的结构示意图；

图10为本发明的扩孔底座高度补偿装置的结构示意图；

图11为本发明的旋铆装置的结构示意图；

图12.1和12.2分别为本发明的旋铆底座高度补偿装置的结构示意图及爆炸视图；

其中，1-硬管上料箱，2-螺母上料箱，3-底座上料箱，4-螺母硬管装配装置，5-不良品箱I，6-铆接装置，7-钻孔工位，8-缓存移料检测装置，9-不良品箱Ⅱ，10-扩孔装置，11-四位一体机械手，12-铆前检测装置，13-旋铆装置，14-铆后检测装置，15-出料装置，16-出料缓存区，17-成品箱，20-硬管，21-螺母，22-上料棒，23-上料气缸，24-翻转电机，25-翻转夹爪，26-平推气缸，27-动力气缸，28-动力气缸，29-硬管检测器，30-不良品滑坡，41-送料机械手I，42-送料机械手II，43-动力气缸I，44-动力气缸II，45-L型机械手安装板，46-转盘基板，47-旋转电机，50-底座导料架，51-底座，52-底座检测器，53-动力气缸，54-动力气缸，55-驱动电机，56-钻头，57-底座装配转盘，58-旋转电机，59-吸尘筒，60-动力气缸，61-动力气缸，62-动力气缸，63-滑轨，64-卸料夹爪，70-工件，71-探针，74-动力气缸，72-L型安装板，73-T型滑块，82-缓存移料夹爪，75-动力气缸，77-动力气缸，76-滑轨，78-缓存移料滑道，79-顶杆安装板，81-顶升气缸，80-顶升杆，90-第一机械手，91-第二机械手，92-第三机械手，93-第四机械手，94-连接杆，95-平移滑块，96-滑轨，100-平移气缸，99-L型安装板，98-机械手横架，97-立柱，101-基板，102-动力气缸I，103-动力气缸II，104-动力气缸III，105-动力气缸IV，106-移料夹爪I，107-移料夹爪II，108-移料夹爪III，109-移料夹爪IV，110-限位滑块，121-底座夹具，122-底座高度补偿装置，120-扩孔机，130-动力气缸，131-U型扩孔夹紧块，132-钳口型夹具，133-夹具垫，134-固定块，135-立柱基板，140-扩孔顶杆，141-扩孔垫块，142-扩孔机底座，143-动力气缸，150-旋铆机，151-底座夹具，152-底座高度补偿装置，160-动力气缸，166-斜切推送块，162-顶升斜切块，163-顶升型腔上板，164-顶升型腔下板，165-顶升垫块，161-高度补偿顶板。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式做进一步阐述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“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。

如图1所示，本发明提供了一种硬管自动化装配流水线，包括硬管上料箱1，螺母上料箱2，底座上料箱3，螺母硬管装配装置4，不良品箱Ⅰ5，铆接装置6，钻孔装置7，缓存移料检测装置8，不良品箱Ⅱ9，扩孔装置10，四位一体机械手11，铆前高度检测装置12，旋铆装置13，铆后检测装置14，送料装置15，出料缓存区16，成品箱17。

首先，硬管20通过硬管上料箱2运送至预定区域，由硬管姿态调整装置将硬管20进行平移翻转180度，螺母21由螺母上料箱1运送至预定区域，由螺母平推装置移动至硬管20上方进行装配，装配后由高度检测装置检测，检测合格后由送料机械手Ⅰ41送至铆接工位。底座51由底座上料箱3运送至高度检测工位，检测合格后送入钻孔工位加工，然后由卸料机械手送入铆接工位与硬管螺母40进行装配，装配后的工件由送料机械手Ⅱ42送至缓存移料检测装置，检测通过后由缓存移料夹爪82送入缓存移料区，接着工件70由缓存移料推棒80推出，接着平移气缸100运动，动力气缸Ⅰ102运动，工件70通过第一机械手90送入扩孔工位，接着，工件70由第二机械手91送入铆前检测工位进行高度检测，检测后，工件70由第三机械手92送入旋铆工位进行加工，旋铆完成后，工件70由第四机械手93送入铆后检测工位进行高度检测。最后，检测完的工件70由出料装置15送入出料缓存区17。

如图2所示，该螺母硬管装配装置包括上料棒22，上料气缸23，翻转电机24，翻转夹爪25，平推气缸26，动力气缸27，动力气缸28，硬管检测器29，不良品滑坡30，不良品箱31。硬管20由硬管上料箱2运送至预定位置，上料气缸23运动，通过上料棒22将硬管20提起，再由翻转夹爪25夹紧，接着翻转电机24启动将硬管翻转180度至预定位置。另一边，螺母21通过螺母上料箱1运送至预定位置，动力气缸26运动将螺母21加紧并向前平推至硬管20上方，此时动力气缸27运动，将整个翻转机构向上移动，硬管20与螺母21完成配合。接着，动力气缸32运动，将螺母硬管装配件平移至硬管检测器29下方，若检测结果合格，则由送料机械手Ⅰ送至下一工位，若检测结果不合格，则机械手Ⅰ松开，螺母硬管装配体沿不良品滑道30划入不良品箱31。

如图3所示，该L型送料机械手包括送料机械手Ⅰ41，送料机械手Ⅱ42，动力气缸Ⅰ43，动力气缸Ⅱ44，L型机械手安装板45，转盘基板46，旋转电机47。两组送料机械手均固定安装在L型机械手安装板45的两个旋转臂上，安装板通过转盘基板46与安装在基板下方的旋转电机47相连。通过电机和两组动力气缸的驱动使两组送料机械手在三个工位之间进行上下料的操作。在实际设备运行中，L型送料机械手的运动呈瞬时往复旋转运动。

如图4所示，该底座旋转加工装置主要分为四个工位，分别是上料工位，高度检测工位，钻孔工位，吸尘工位和卸料工位，包括底座导料架50，底座检测器52，动力气缸53，动力气缸54，驱动电机55，钻头56，底座装配转盘57，旋转电机58，吸尘筒59，动力气缸60，动力气缸61，动力气缸62，滑轨63，卸料夹爪64。底座51由底座送料箱3运送至底座导料架50，接着由底座装配转盘57将底座一个接一个旋转至各个工位进行加工，首先，底座51移动至高度检测工位，动力气缸53运动带动底座检测器52对底座51进行检测，若检测合格，则由底座装配转盘57运送至下一工位进行加工，若检测不合格，则之后工位对其将不进行进一步加工，最后由送料机械手Ⅱ42送至不良品箱Ⅱ中，工件检测完成后将移动至钻孔工位，动力气缸54运动控制钻孔设备的上下移动，驱动电机55控制钻头56的转速，两者协同完成对底座51的钻孔加工，接着，底座51移动至吸尘工位，动力气缸60将吸尘筒59罩住底座51，将上一工位加工时残留在底座51内部的铁屑清理干净。接着底座51移动至卸料工位，动力气缸61运动，带动卸料夹爪64向下将底座夹出，动力气缸62运动，将整个夹爪沿着滑轨63向外推出，将底座51运送至铆接工位。

如图5所示，该缓存移料装置包括探针71，动力气缸74，L型安装板72，T型滑块73，不良品箱70，缓存移料夹爪82，动力气缸75，动力气缸77，滑轨76，缓存移料滑道78，顶杆安装板79，顶升气缸81，顶升杆80。探针71安装于动力气缸74端部构成垂直移动检测装置，且装置通过L型安装板72固定至T型滑块73上，T型滑块73另一端固定有气动夹爪82，缓存移料夹爪82和垂直移动检测装置并行布置。当待检测工件由送料机械手Ⅱ42运送至待检测区时，动力气缸77推动T型滑块73沿滑轨76向左侧移动，此时探针71与工件70同轴心，动力气缸74运动，将探针探入工件70内部测量高度情况。若工件70不合格，动力气缸74带动探针归位，送料机械手Ⅱ42松开，工件70掉入不良品箱Ⅱ70内。若工件70合格，动力气缸74带动探针71归位，动力气缸77运动，T型滑块73沿滑轨76向左侧继续移动，此时缓存移料夹爪82位于工件70正上方，动力气缸75运动，缓存移料夹爪82向下抓取工件70，动力气缸77运动，T型滑块73沿滑轨76向右侧移动，缓存移料夹爪82松开，工件70被送入缓存移料滑轨78。缓存移料滑轨78末端下放设有顶升装置，包括顶升气缸81和顶升杆80，通过顶杆安装板79固定在滑轨支架上。当工件70移动至缓存移料滑轨78末端时，顶升气缸81运动，带动顶升杆80将末端工件顶出，方便第一机械手将工件70夹取至扩孔工位。

如图6所示，该四位一体机械手包括第一机械手90，第二机械手91，第三机械手92，第四机械手93，连接杆94，平移滑块95，滑轨96，平移气缸100，L型安装板99，机械手横架98，立柱97，基板101，动力气缸Ⅰ102，动力气缸Ⅱ103，动力气缸Ⅲ104，动力气缸Ⅳ105，移料夹爪Ⅰ106，移料夹爪Ⅱ107，移料夹爪Ⅲ108，移料夹爪Ⅳ109。机械手横架98通过立柱97固定于基板101上，横板98上装有滑轨96，四组机械手通过平移滑块95安装在滑轨96上，实现滑轨96上的平移运动，机械手之间采用连接杆94刚性连接。第一机械手90负责将工件70从缓存移料区送至扩孔工位，第二机械手91负责将工件70从扩孔工位送至铆前检测工位，第三机械手92负责将工件70从铆前检测工位送至旋铆工位，第四机械手93负责将工件70从旋铆工位送至铆后检测工位。平移气缸100位于机械手横架98内侧，通过两组L型安装板99固定在横架98上，气缸滑块与第三机械手滑块相连，作为四组机械手移动的动力源。在整体设备运作过程中，四组机械手的运动呈一致性的往复运动。初始位置，第一机械手90正对缓存卸料工位，第二机械手91正对扩孔工位，第三机械手92正对铆前检测工位，第四机械手93正对旋铆工位，动力气缸Ⅰ102，动力气缸Ⅱ103，动力气缸Ⅲ104，动力气缸Ⅳ105同时开始运动，其中动力气缸Ⅰ102带动移料夹爪Ⅰ106将工件70从缓存移料滑道夹出，动力气缸Ⅱ103带动移料夹爪Ⅱ107将工件70从扩孔工位夹出，动力气缸Ⅲ104带动移料夹爪Ⅲ108将工件70从铆前检测工位夹出，动力气缸Ⅳ105带动移料夹爪Ⅳ109将工件70从旋铆工位夹出，此时四位一体机械手完成第一步卸料操作。随后，平移气缸100带动四位一体机械手进行整体移动，此时，第一机械手90从缓存卸料工位滑动至扩孔工位，第二机械手91从扩孔工位滑动至铆前检测工位，第三机械手92从铆前检测工位滑动至旋铆工位，第四机械手93从旋铆工位滑动至铆后检测工位，动力气缸Ⅰ102，动力气缸Ⅱ103，动力气缸Ⅲ104，动力气缸Ⅳ105同时开始运动，其中动力气缸Ⅰ102带动移料夹爪Ⅰ106将工件70从送入扩孔工位，动力气缸Ⅱ103带动移料夹爪Ⅱ107将工件70送入铆前检测工位，动力气缸Ⅲ104带动移料夹爪Ⅲ108将工件70送入旋铆工位，动力气缸Ⅳ105带动移料夹爪Ⅳ109将工件70送入铆后检测工位，此时四位一体机械手完成第二步卸料操作，接着四位一体机械手重复以上操作直至生产结束。

如图7所示，该第一机械手90包括移料夹爪Ⅰ106，夹爪上开有菱形卡槽，用于工件70的夹取定位，由动力气缸Ⅰ102提供动力，通过限位滑块110将气缸的拉伸运动转换成移料夹爪106的夹紧放松运动。当上一工位工件70加工完成后，动力气缸Ⅰ102运动，带动移料夹爪106夹紧运动，将工件70运送至下一工位。

如图8所示，该带补偿机构的扩孔装置包括底座夹具121，底座高度补偿装置122和扩孔机120，流水工作时，工件70由第一机械手90夹取至扩孔工位，动力气缸130运动，底座夹具121将工件70夹紧，同时工件70底部的高度补偿装置122对工件70高度进行一定的补偿，随后扩孔机120带动扩孔冲棒向下运动，对工件70进行扩孔操作。待操作完成后，冲棒归位，底座夹具121将工件70松开，工件70由第二机械手91送至铆前检测装置。

如图9.1和9.2所示，该底座夹具120包括动力气缸130，U型扩孔夹紧块131，钳口型夹具132，夹具垫133，固定块134，立柱基板135，底座单侧夹具从上到下依次是钳口型夹具132，夹具垫133，固定块134以及立柱基板135，其中钳口型夹具132，夹具垫133，固定块134由两组螺栓相互固定，再通过转轴安装在立柱基板135上，钳口型夹具132外侧面与U型扩孔加紧块131内侧面相贴，U型扩孔加紧块131后端与动力气缸130相连，放松状态如图9.1所示，U型扩孔加紧块131位于靠后位置，加紧块131内侧与钳口型夹具132后半部分相贴，钳口型夹具132前部分自然张开，加紧状态如图9.2所示，动力气缸130运动，带动U型扩孔加紧块131向前移动，U型加紧块131内侧与钳口型夹具132外侧重合部分不断向前移动，钳口型夹具132前半部分闭合。

如图10所示，该扩孔底座高度补偿装置122包括扩孔顶杆140，扩孔垫块141，扩孔机底座142，动力气缸143，扩孔垫块141中间开有通孔，孔内供扩孔顶杆140进行上下移动，扩孔垫块141固定在扩孔机底座142上，底座142上设有与扩孔垫块141相同直径的通孔，扩孔顶杆140穿过垫块141与底座142，末端与固定在底座142下面的动力气缸143相连。动力气缸143运动，带动扩孔顶杆140上下移动实现工件70的垂直方向补偿。流水工作时，工件70由第一机械手90夹取至扩孔工位，动力气缸130运动，底座夹具121由放松状态转为加紧状态，同时工件70底部的高度补偿装置122对工件70高度进行一定的补偿，随后扩孔机120带动扩孔冲棒向下运动，对工件70进行扩孔操作。待操作完成后，冲棒归位，底座夹具121由夹紧状态回归至放松状态，工件70由第二机械手91送至旋铆工位。

如图11所示，该带补偿机构的旋铆装置包括底座夹具151，底座高度补偿装置152和旋铆机150，其中底座夹具151与扩孔工位的夹具基本一致，包括动力气缸130，U型旋铆加紧块131，钳口型夹具132，夹具垫133，固定块134，立柱基板135，通过动力气缸130带动U型旋铆加紧块131前后运动实现钳口型夹具132的开闭动作。流水工作时，工件70由第三机械手92夹取至旋铆工位，动力气缸130运动，底座夹具151由放松状态转成夹紧状态，同时工件70底部的高度补偿装置152对工件70高度进行一定的补偿，随后旋铆机150对工件70进行旋铆操作。待操作完成后，旋铆头归位，底座夹具151夹紧状态回归至放松状态，工件70由第四机械手92送至下一铆后检测工位。

如图12.1和12.2所示，该旋铆高度补偿装置152包括动力气缸160，斜切推送块166，顶升斜切块162，顶升型腔上板163，顶升型腔下板164，顶升垫块165，高度补偿顶板161。顶升型腔上板163与顶升型腔下板164相互固定，顶升型腔上板163开有方型孔供顶升斜切块162上下移动，顶升型腔下板164上开有方型槽供斜切推送块166前后移动并通过顶升垫块165固定。其中斜切推送块166和顶升斜切块162两斜面相接触，斜切推送块166与动力气缸160相连，动力气缸160运动，带动斜切推送快166前后移动，进一步使顶升斜切块162上下移动，顶升斜切块162上端与旋铆机构相连，从而实现对工件70的高度补偿。

本发明的工作过程如下：

将整体的工作过程分为9个工序。

工序一：首先，硬管通过硬管上料箱送至预定位置，由硬管姿态调整及装配装置将硬管以设定姿态送入装配位置，螺母通过螺母上料箱送至预定位置，再由螺母平推机构移动至硬管上方，两者进行装配。

工序二：螺母硬管装配件由夹爪送至硬管高度检测装置，若检测合格，工件将由L型送料机械手送至铆接工位，否则工件掉入不良品箱Ⅰ。

工序三：底座由底座上料箱送至底座旋转加工装置，首先对底座进行高度检测工序，并于对应装配的螺母硬管高度进行比对，比对合格后，继续对底座进行钻孔工序，接着对钻孔时产生的废屑进行吸尘处理，最后由卸料机械手送至旋铆工位。

工序四：底座与螺母硬管装配件进行铆接，同时位于铆接工位底部的高度补偿装置将实时对工件进行高度补偿，确保铆接过程中底座与螺母硬管之间的尺寸符合要求。铆接完成后，工件由L型送料机械手送至缓存移料检测装置。

工序五：铆接后的工件再次进行高度检测，检测合格后由缓存移料夹爪送至缓存移料滑道，若检测不合格，工件掉入不良品箱Ⅱ。

工序六：四组机械手呈水平往复运动，四位一体机械手中第一机械手的动作，初始位置时，第一机械手正对缓存移料装置并将工件夹出，此时平移气缸运动，第一机械手运动至扩孔工位，将工件送入扩孔装置，送完工件后第一机械手运动至初始位置，继续重复操作。

工序七：四组机械手呈水平往复运动，四位一体机械手中第二机械手的动作，初始位置时，第二机械手正对扩孔工位并将工件夹出，此时平移气缸运动，第二机械手运动至铆前检测工位，将工件送入铆前检测装置，送完工件后第二机械手运动至初始位置，继续重复操作。若起始启动时，未有扩孔成品，将夹空完成动作。

工序八：四组机械手呈水平往复运动，四位一体机械手中第三机械手的动作，初始位置时，第三机械手正对铆前检测工位并将工件夹出，此时平移气缸运动，第三机械手运动至旋铆工位，将工件送入旋铆装置，送完工件后第三机械手运动至初始位置，继续重复操作。若起始启动时，未有待旋铆工件，将夹空完成动作。

工序九：四组机械手呈水平往复运动，四位一体机械手中第四机械手的动作，初始位置时，第四机械手正对旋铆工位并将工件夹出，此时平移气缸运动，第四机械手运动至铆后检测工位，将工件送入铆后检测装置，送完工件后第四机械手运动至初始位置，继续重复操作。若起始启动时，未有旋铆成品，将夹空完成动作。

工序十：检测完的工件由出料机械手从铆后检测工位夹取至卸料架，最后落入成品箱内

综上，借助检测装置，能够时刻感知上料的每一个工件是否符合设计要求，避免因为前段缺陷导致产出不良工件，且在每个加工工位前后均设置有检测装置，多次检测，确保整条流水线的高效率运行。

借助四位一体机械手，第一机械手为缓存卸料和扩孔上料装置，第二机械手为扩孔卸料和铆前检测上料装置，第三机械手为铆前检测卸料和旋铆上料装置，第四机械手为旋铆卸料和铆后检测装置。四组机械手之间通过刚性连接管相连，由一组动力源即可实现四个工件对应四组上料和卸料过程，结构紧凑，自动化程度高，且节约成本的情况下提高了整体的流水效率。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应该理解，这些仅是举例说明，在不违背本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改。

Claims (9)

1.一种硬管自动化装配流水线，其特征在于，包括螺母上料箱、硬管上料箱、底座上料箱、螺母硬管装配装置、L型送料机械手、盘式底座加工装置、铆接装置、缓存移料检测装置、四位一体机械手、扩孔装置、铆前检测装置、旋铆装置、铆后检测装置及出料装置；

所述螺母上料箱、硬管上料箱和底座上料箱分别用于将螺母、硬管和底座输送到指定位置；

所述螺母硬管装配装置用于将螺母和硬管装配成螺母硬管装配完成品；

所述L型送料机械手用于将螺母硬管装配完成品输送至铆接装置；

所述盘式底座加工装置用于加工底座；

所述铆接装置用于装配底座与螺母硬管装配完成品得到底座螺母硬管装配完成品；

所述缓存移料检测装置用于对底座螺母硬管装配完成品进行合格检测；

所述四位一体机械手用于在扩孔装置、铆前检测装置、旋铆装置、铆后检测装置及出料装置五者间输送缓存移料检测装置检测合格的底座螺母硬管装配完成品；

所述扩孔装置、铆前检测装置、旋铆装置及铆后检测装置用于对合格的底座螺母硬管装配完成品进行后续加工；

所述出料装置用于完成加工完成的底座螺母硬管装配完成品的出料；

所述缓存移料检测装置包括缓存移料检测测针、缓存移料夹爪、Z轴移动装置、X轴滑动装置和缓存移料滑道；

所述缓存移料检测测针安装于缓存移料气缸端部，通过L型安装板连接在Y轴移动装置上，工件由缓存移料夹爪送至检测区，由缓存移料检测测针伸入工件内检测高度是否正常，如正常则由缓存移料夹爪沿Z轴和X轴方向输送至缓存移料滑道，如不正常则退料至不良品箱；

所述缓存移料滑道包括可调节物料滑道、缓存移料推杆、缓存移料推块、导轨和缓存移料气缸，工件由缓存移料夹爪送入缓存移料区，而后通过缓存移料推杆推出，方便四位一体机械手夹取；

所述四位一体机械手包括第一机械手、第二机械手、第三机械手和第四机械手，还包括连接杆，平移滑块，滑轨，平移气缸，L型安装板，机械手横架，立柱，基板，动力气缸Ⅰ，动力气缸Ⅱ，动力气缸Ⅲ，动力气缸Ⅳ，移料夹爪Ⅰ，移料夹爪Ⅱ，移料夹爪Ⅲ，移料夹爪Ⅳ，机械手横架通过立柱固定于基板上，横板上装有滑轨，四组机械手通过平移滑块安装在滑轨上，实现滑轨上的平移运动，四组机械手之间采用连接杆刚性连接。

2.根据权利要求1所述的一种硬管自动化装配流水线，其特征在于，所述螺母上料箱包括隔音架子装备I、螺母振动盘和螺母上料架；

所述螺母振动盘布置在所述隔音架子装备I内，其一端与螺母上料架相连，通过螺母振动盘即可将放置在螺母振动盘上的螺母传送至螺母上料架；

所述硬管上料箱包括隔音架子装备II、硬管振动盘和硬管上料架；

所述硬管振动盘布置在所述隔音架子装备II内，其一端与硬管上料架相连，通过硬管振动盘即可将放置在硬管振动盘上的硬管传送至硬管上料架；

所述底座上料箱包括隔音架子装备III、底座振动盘和底座上料架；

所述底座振动盘布置在所述隔音架子装备III内，其一端与底座上料架相连，通过底座振动盘即可将放置在底座振动盘上的底座传送至底座上料架。

3.根据权利要求1所述的一种硬管自动化装配流水线，其特征在于，所述螺母硬管装配装置包括硬管姿态调整及装配装置和硬管高度检测装置；

所述硬管姿态调整及装配装置包括上料夹爪、翻转电机、滑块、平推气缸、平推板、螺母下料管和上料顶块；

硬管上料箱将硬管送至预定位置，上料夹爪夹取硬管，在翻转电机和动力气缸的作用下，翻转气爪进行上移和下移运动并翻转180度，使硬管以预定姿态移动至预定位置等待螺母进行装配，螺母上料箱将螺母送至预定位置，在平推气缸作用下，平推板推动螺母至螺母下料管内，螺母与上料顶块夹紧；

所述硬管高度检测装置包括硬管高度检测气缸、高度检测滑轨、高度检测滑块、硬管检测器、硬管电子千分表夹、铆前高度检测滑台、硬管检测固定套及硬管测针；

所述铆前高度检测滑台安装在高度检测滑块，高度检测滑块布置在竖直布置的高度检测滑轨内，高度检测滑块在硬管高度检测气缸的驱动下沿着高度检测滑轨上下运动，硬管检测器安装在铆前高度检测滑台上且与硬管测针套合，使得铆前高度检测滑台下移带动硬管测针检测硬管高度，硬管检测固定套安装在硬管电子千分表夹下端，用于固定硬管；

在硬管高度检测气缸的驱动下，硬管检测器带动硬管测针检测硬管高度，检测合格则由转盘机构装置夹取至铆接装置处，不合格则沿不良品滑道划入不良品箱内。

4.根据权利要求1所述的一种硬管自动化装配流水线，其特征在于，所述L型送料机械手包括第一夹爪、第二夹爪、移动滑块I、移动滑块II、平移滑轨I、平移滑轨II、平移气缸I、平移气缸II、旋转气缸以及大旋转手臂；

所述大旋转手臂由旋转气缸驱动可在水平方向上旋转，大旋转手臂上设有相互垂直的平移滑轨I和平移滑轨II，所述平移滑轨I和平移滑轨II内分别布置有移动滑块II和移动滑块I，所述移动滑块II和移动滑块I分别与第一夹爪和第二夹爪固定连接，所述移动滑块II和移动滑块I分别在平移气缸II和平移气缸I的驱动下在平移滑轨I和平移滑轨II上滑动；

所述第一夹爪用于夹取螺母硬管装配完成品，所述第二夹爪用于夹取底座装配完成品，两者的位置可分别通过平移气缸I及平移气缸II调整，在旋转气缸作用下，大旋转手臂旋转运动进而带动第一夹爪和第二夹爪完成送料移料。

5.根据权利要求1所述的一种硬管自动化装配流水线，其特征在于，所述盘式底座加工装置包括底座多工位转盘、底座高度检测装置、底座钻孔装置、底座吸屑装置和底座送料装置；

所述底座多工位转盘包括底座装配基板、挡圈、底座装配转盘和旋转电机，所述底座装配转盘安装在底座装配基板上，其外侧设有挡圈，底座装配转盘在旋转电机的驱动下转动将底座送到指定位置；

所述底座高度检测装置包括底座高度检测气缸、底座高度检测滑轨、底座高度检测滑台、底座探针、底座检测器、底座检测限位块和底座检测压块，所述底座高度检测滑台与底座检测器连接，底座检测器通过底座探针检测底座，所述底座高度检测滑台布置在底座高度检测滑轨内，其可在底座高度检测气缸的驱动下在底座高度检测滑轨上运动，所述底座检测限位块与底座检测压块连接，底座检测压块将压制底座成同一高度；

所述底座钻孔装置用于对底座进行钻孔；

所述底座吸屑装置包括吸尘器、吸屑滑块和吸屑气缸，在所述吸屑气缸作用下，吸屑滑块带动吸尘器下移，所述吸尘器将工件钻孔加工时产生的废屑吸尽；

所述底座送料装置包括第三夹爪、底座上料平移滑轨、上料滑轨燕尾槽、底座上料气缸、上料滑块、底座平移安装板以及底座气缸爪安装板；

所述上料滑轨燕尾槽水平布置，所述上料滑轨燕尾槽内布置有底座上料平移滑轨，上料滑块卡接在底座上料平移滑轨上，所述上料滑块与底座平移安装板固定连接，底座上料气缸用于驱动底座平移安装板，在底座上料气缸的驱动下上料滑块在底座上料平移滑轨上滑动；

所述底座平移安装板通过底座气缸爪安装板与第三夹爪固定连接，所述第三夹爪抓取底座，底座上料气缸运动使得底座平移安装板向前运动，带动上料滑块沿底座上料平移滑轨向前运动，并推动底座直至指定区域放置。

6.根据权利要求1所述的一种硬管自动化装配流水线，其特征在于，所述铆接装置包括铰头、铰孔底座定位板、铰孔定位防拉块、混合式滚珠丝杆步进机、下钻孔滑轨和60系列M14N3-235，在所述混合式滚珠丝杆步进机作用下，60系列M14N3-235带动铰头随着下钻孔滑轨对底座铰孔；所述铰孔底座定位板与铰孔定位防拉块卡合，对底座固定定位。

7.根据权利要求1所述的一种硬管自动化装配流水线，其特征在于，还包括翻边补偿机构装置；

所述翻边补偿机构装置包括铆接机头、顶升机构、翻边夹具、翻边顶杆和翻边气缸，所述翻边夹具为翻边夹紧块夹取翻边垫块，所述翻边垫块夹取底座，所述铆接机头为SOX-15型机头由机头基座板组装固定，对底座定位，所述顶升机构在翻边气缸作用下，顶升垫块推动翻边顶杆与硬管卡合并进行翻边。

8.根据权利要求1所述的一种硬管自动化装配流水线，其特征在于，所述扩孔装置包括底座夹具I、底座高度补偿装置和扩孔机，工件由四位一体机械手送至扩孔装置，底座高度补偿装置根据工件高度进行补偿，随后底座夹具将工件夹紧，扩孔机上设有扩孔冲棒伸入工件内部进行扩孔；

所述铆前检测装置包括铆前检测探针、Z轴移动装置和底座卡槽，工件由四位一体机械手送至铆前检测装置，Z轴移动装置将安装于端部的铆前检测探针送入工件内部以检测扩孔的情况；

所述旋铆装置包括底座夹具II、底座高度补偿装置和旋铆机，工件由四位一体机械手送至旋铆装置，底座高度补偿装置根据工件高度进行补偿，随后底座夹具将工件夹紧，旋铆机对工件进行旋铆加工；

所述铆后检测装置包括铆后检测探针、Z轴移动装置和底座卡槽，工件由第四机械手送至旋铆后检测工位，Z轴移动装置将安装于端部的探针送入工件内部以检测旋铆的情况；

所述出料装置包括出料机械手、卸料架和成品箱，将合格的工件从铆后检测装置送至卸料架内，最后落入成品箱。

9.根据权利要求8所述的一种硬管自动化装配流水线，其特征在于，所述底座夹具I与底座夹具II结构相同，其包括底座夹具气缸、U型扩孔夹紧块、钳口型夹具和固定块，当工件送入钳口型夹具内，底座夹具气缸运动带动U型扩孔夹紧块使钳口型夹具夹住工件。

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