CN113427260A - 一种发动机配件高精密自动组装机构及组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种发动机配件高精密自动组装机构及组装方法，其包括旋转固定移载单元，用于承载与固定壳体，并驱动其在上料工位与组装工位之间移动；压装单元；锁附单元；断差测量单元；水平移载机器人，驱动所述压装单元、所述锁附单元以及所述断差测量单元同步进行水平直线移动；螺钉供料单元；供油涂油模组；机器人搬运机构；螺装中转单元，用于承接所述机器人搬运机构上的部分零件并转移给所述锁附单元；机器人快换夹具单元，配合所述机器人搬运机构进行活动末端的夹具自动更换。本发明实现了发动机配件上的多个活门组件的自动装配，大大提高了组装效率与组装精度，保障了产品质量。

Description

一种发动机配件高精密自动组装机构及组装方法

【技术领域】

本发明属于自动化设备技术领域，特别是涉及一种发动机配件高精密自动组装机构及组装方法。

【背景技术】

目前，有一款航空航天用发动机产品，其包含有一配件，该配件部件由于包含有非常多的零部件，因此目前该配件的装配绝大多数都是采用手工组装的，其组装效率低，且装配精度与质量难以保障，对于航空航天用的发动机而言，该装配方法无法满足高精密要求。

该发动机配件的装配中，其装配零件繁多，其中就包括切换活门、等差执行活门衬套、等压差敏感活门衬套、出口堵盖、节流嘴、若干堵帽与衬套导向钉、以及进口堵盖等。而现有技术中，还没有一款自动化设备能够完成上述零部件的自动组装。

因此，有必要提供一种新的发动机配件高精密自动组装机构及组装方法来解决上述问题。

【发明内容】

本发明的主要目的之一在于提供一种发动机配件高精密自动组装机构，实现了发动机配件上的多个活门组件的自动装配，大大提高了组装效率与组装精度，保障了产品质量。

本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种发动机配件高精密自动组装机构，其包括

一旋转固定移载单元，用于承载与固定壳体，并驱动其在上料工位与组装工位之间移动；

一压装单元，用于将各个零部件压装压装到位；

一锁附单元；

一断差测量单元，用于测量衬套端面到壳体端面的深度，为后续垫圈的安装数量提供测量数据；

一水平移载机器人，驱动所述压装单元、所述锁附单元以及所述断差测量单元同步进行水平直线移动；

一螺钉供料单元；

一供油涂油模组，用于对各个零件上的密封圈喷油；

一机器人搬运机构；

一螺装中转单元，用于承接所述机器人搬运机构上的部分零件并转移给所述锁附单元；

一机器人快换夹具单元，配合所述机器人搬运机构进行活动末端的夹具自动更换。

进一步的，还包括第一CCD相机与第二CCD相机，所述第一CCD相机设置在所述机器人搬运机构的活动末端，所述第二CCD相机固定设置且对所述机器人搬运机构上夹取的零件进行二次定位。

进一步的，所述机器人搬运机构包括多轴机器人、设置在所述多轴机器人活动末端的安装板、固定在所述安装板上的柔性补偿模组、设置在所述柔性补偿模组微调末端的快换式夹具。

进一步的，所述旋转固定移载单元包括第一电机、受所述第一电机驱动进行左右移动的第一支撑板、固定在所述第一支撑板上的至少一个旋转支撑单元；所述旋转支撑单元包括固定在所述第一支撑板上的第二电机、受所述第二电机驱动进行旋转运动的旋转支撑板、固定在所述旋转支撑板上的若干定位柱与压紧机构。

进一步的，所述旋转支撑板两边的支撑轴上固定设置有锁盘，所述锁盘上设置有若干锁槽，所述第一支撑板上设置有通过插入或抽出所述锁槽内实现所述锁盘的上锁与解锁的锁定机构。

进一步的，所述压装单元包括第四电机、受所述第四电机驱动进行上下运动的压装头，在所述第二支撑板的移载范围内下方设置有快换压装头单元；所述断差测量单元包括第五电机、受所述第五电机驱动进行上下运动的第二位移传感器。

进一步的，所述锁附单元包括第六电机、受所述第六电机驱动进行上下运动的第三支撑板、固定在所述第三支撑板上的第二气缸、受所述第二气缸驱动进行上下运动的第四支撑板、固定在所述第四支撑板上的锁附模组、位于所述锁附模组末端的批头，所述锁附模组的末端通过连接锁套与所述批头连接在一起，所述第四支撑板上固定设置有驱动所述连接锁套上下运动的第三气缸，所述旋转固定移载单元上设置有与所述锁附模组配合实现批头快换的快换批头单元。

进一步的，所述螺钉供料单元包括若干振动供料单元、与所述振动供料单元的输出端一一通过软管连通的螺钉输出单元，所述螺钉输出单元通过智能系统控制对应规格的螺丝输出；所述第四支撑板上旋转设置有一气嘴套，所述批头穿过气嘴套，所述批头上设置有连通内部气道的第一气孔，所述气嘴套上设置有在所述批头下降到位后与所述第一气孔对接连通的第二气孔，所述第二气孔的一端连通外界气源且另一端连通至所述气嘴套的内部轴孔。

进一步的，所述盖体台阶测量单元包括第七电机、受所述第七电机驱动进行前后运动的第五支撑板、固定在所述第五支撑板上的第四气缸、受所述第四气缸驱动进行上下运动的第一位移传感器、位于所述第五支撑板移动路径上方的若干测量基准平台；

所述螺装中转单元包括第五气缸、受所述第五气缸驱动进行左右移动的第六支撑板、固定在所述第六支撑板上的气动夹爪。

本发明的另一目的在于提供一种发动机配件高精密自动组装方法，其包括以下步骤：

1)将壳体、待装配的一整套零部件放置在形迹板中，并通过输送线输送到位；

2)机器人抓取壳体至一旋转支撑单元上并夹紧固定，然后移动至组装工位；

3)利用机器人活动末端的第一CCD相机自动检测形迹板中的第一个待装配零件，并抓取搬运至涂油位置，通过供油涂油模组对该待装配零件上的密封圈进行360°涂油；

4)通过机器人上的第一CCD相机对壳体拍照获取精准装配位置，再将该待装配零件搬运至一第二CCD相机上方进行二次定位，利用视觉引导定位，将该待装配零件精准的安装到装配位置上，在装配过程中，利用机器人活动末端的柔性智能补偿模组进行位置的自动补偿，保障装配精度；

5)压装单元移动至组装工位，将该待装配零件精准压入到位，压装过程中监控压入的力和位移；

6)断差测量单元移动至组装工位，通过第二位移传感器精准测量衬套端面到壳体端面的深度尺寸，确定后续垫圈的装配数量；

7)机器人搬运机构返回至形迹板上方，通过第一CCD相机自动检测形迹板上的堵帽位置，并将其搬运至涂油位置，通过供油涂油模组对堵帽上的密封圈做360°涂油；

8)通过机器人搬运机构上的第一CCD相机检测壳体上堵帽锁附处的精准位置，并将堵帽搬运至螺装中转单元上，然后由螺装中转单元转移至设定位置，锁附单元移动至该设定位置并吸附住堵帽，根据第一CCD相机反馈的位置将堵帽锁紧；

9)重复步骤3)-步骤8)，通过旋转支撑单元依次旋转四个装配面，逐步完成切换活门、等压差执行活门衬套、等压差敏感活门衬套的压装和测量，以及出口堵盖、节流嘴的压装，还有堵帽、衬套导向钉的锁附；

10)上述四个面的零件装配完成后，机器人搬运机构将壳体从其中一个旋转支撑单元A搬运至另一个旋转支撑单元B上，进行另外两个装配面上的零件装配；

11)通过机器人搬运机构上的第一CCD相机自动检测形迹板上的进口堵盖位置，并取出来搬运至涂油工位，通过供油涂油模组对进口堵盖上的密封圈做360°涂油；

12)通过机器人搬运机构上的第一CCD相机检测壳体上进口堵盖的精准位置，再由平台上的第二CCD相机对机器人上的进口堵盖做二次定位，通过视觉引导对位后，将进口堵盖精准的装入壳体中；然后压装单元移动至组装工位，将进口堵盖精准压装到位；

13)通过机器人搬运机构上的第一CCD相机自动检测形迹板上的堵帽位置，并取出来搬运至涂油工位，通过供油涂油模组对堵帽上的密封圈做360°涂油；

14)通过机器人搬运机构上的第一CCD相机检测壳体上堵帽锁附处的精准位置，并将堵帽搬运至螺装中转单元上，然后由螺装中转单元转移至设定位置，再由锁附单元吸附住堵帽，根据第一CCD相机反馈的位置将堵帽锁紧；

15)重复步骤11)-步骤14)，完成壳体另外两个装配面所需要装配的堵帽的锁附以及进口堵盖的压装。

与现有技术相比，本发明一种发动机配件高精密自动组装机构及组装方法的有益效果在于：通过设置机器人搬运机构，实现发动机配件壳体、各个零部件的取料搬运与组装；通过旋转固定移载单元、压装单元以及锁附单元，配合螺装中转单元、供油涂油模组、机器人快换夹具单元以及快换压装头单元，实现了切换活门、等差执行活门衬套、等压差敏感活门衬套、出口堵盖、进口堵盖、节流嘴、若干堵帽与衬套导向钉的自动装配，大大提高了装配效率和装配质量，利用第一CCD相机获取零件夹取位置和装配位置，利用第二CCD相机获取机器人夹持的零件位置，利用视觉引导对位，并结合机器人活动末端的柔性智能补偿模组实现各个待装配零件的精准装配，大大提高了装配精度。

【附图说明】

图1为本发明实施例的立体结构示意图；

图2为本发明实施例的俯视结构示意图；

图3为本发明实施例中机器人搬运机构的结构示意图；

图4为本发明实施例中机器人搬运机构活动末端的结构示意图；

图5为本发明实施例中旋转固定移载单元与水平移载机器人的结构示意图；

图6为本发明实施例中旋转固定移载单元的结构示意图；

图7为本发明实施例中水平移载机器人上的结构示意图；

图8为本发明实施例中盖体台阶测量单元的结构示意图；

图9为本发明实施例中螺装中转单元的结构示意图；

图10为本发明实施例中机台上的结构示意图；

图中数字表示：

100发动机配件高精密自动组装机构；

1机器人搬运机构，11第一CCD相机，12第二CCD相机，13多轴机器人，14安装板，15柔性补偿模组，16快换式夹具，161公头组件，162母头组件，163夹具；

2旋转固定移载单元，21第一电机，22第一支撑板，23旋转支撑单元，231第二电机，232旋转支撑板，233定位柱，234压紧机构，2341压紧气缸，2342压紧块，235支撑座，236锁盘，2361锁槽，237锁定机构，2371上锁气缸，2372锁销；

3水平移载机器人，31第三电机，32第二支撑板；

4压装单元，41第四电机，42压装头，43快换压装头单元；

5断差测量单元，51第五电机，52第二位移传感器；；

6锁附单元，61第六电机，62第三支撑板，63第二气缸，64第四支撑板，65锁附模组，66批头，67连接锁套，68第三气缸，69快换批头单元，610气嘴套，611第二气孔；

7螺钉供料单元，71振动供料单元，72螺钉输出单元；

8盖体台阶测量单元，81第七电机，82第五支撑板，83第四气缸，84第一位移传感器，85测量基准平台；

9螺装中转单元，91第五气缸，92第六支撑板，93气动夹爪；

10机器人快换夹具单元；20供油涂油模组，201供油装置，202涂油喷枪；30机台。

【具体实施方式】

实施例一：

请参照图1-图10，本实施例为发动机配件高精密自动组装机构100，其包括机器人搬运机构1、固定工件且在上料工位与组装工位之间进行移动的旋转固定移载单元2、水平移载机器人3、受水平移载机器人3驱动垂直于旋转固定移载单元2移动方向运动的压装单元4、断差测量单元5和锁附单元6、螺钉供料单元7、检测待装配的盖体内部台阶深度的盖体台阶测量单元8、实现堵头堵帽导向钉零部件中转的螺装中转单元9、机器人快换夹具单元10以及供油涂油模组20。

机器人搬运机构1主要用于：1)将壳体从形迹板上取出放置到旋转固定移载单元2上；2)将待组装的零部件从形迹板上取出直接安装到壳体对应的安装位置上；3)将待组装的零部件从形迹板上取出移动到供油涂油模组20位置进行涂油后安装到壳体对应的安装位置上；4)将待组装的零部件从形迹板上取出移动到供油涂油模组20位置进行涂油后放置到螺装中转单元9上；4)最后将装配好的工件从旋转固定移载单元2上取下放回到流水线的形迹板上。

旋转固定移载单元2主要用于承载壳体并将其固定住，驱动其在上料工位与组装工位之间移动。

压装单元4主要用于将各个零部件压装到壳体的安装位置中去，并按照装配要求压装到位。

断差测量单元5主要用于测量衬套端面到壳体端面的深度，并依据测量的数据计算出选配垫圈的高度，从而确定垫圈的安装数量。

锁附单元6主要用于螺丝、堵头、堵帽等的锁付动作。

盖体台阶测量单元8主要用于测量活门盖内部台阶面的深度，并依据测量的数据计算出选配垫片的高度，从而确定垫片的安装数量。

机器人快换夹具单元10主要是配合机器人搬运机构1进行活动末端的夹具自动更换，以能够满足壳体、活门、活门盖、堵头、堵盖、节流嘴以及导向钉等的夹持。

螺装中转单元9主要用于承接机器人搬运机构1夹持的堵头、堵帽、导向钉，然后移动至锁附单元6下方，为锁附单元6实现部分待装配零件的供料。

供油涂油模组20主要用于为各个待装配零件上的密封圈进行自动喷油。

为了满足高精度安装要求，本实施例还包括第一CCD相机11与第二CCD相机12，第一CCD相机11设置在机器人搬运机构1的活动末端。第一CCD相机11主要用于：1)对形迹板上壳体和各个零部件的位置进行拍照，获取抓取位置；2)对旋转固定移载单元2上的壳体进行拍照，获取各个零部件安装位置。第二CCD相机12主要是用于对机器人搬运机构1抓取的各个零部件的位置进行二次定位，与第一CCD相机11获取的安装位置配合得到精准的、最终的安装位置。本实施例中，带装配的各个零部件放在形迹板上通过流水线输送至该工站，盖体台阶测量单元8靠近形迹板设置，第二CCD相机12靠近盖体台阶测量单元8与形迹板设置，缩短各个零部件二次定位时的移动行程。

本实施例中，机器人搬运机构1采用柔性结构与快换结构设计，其包括多轴机器人13、设置在多轴机器人13活动末端的安装板14、固定在安装板14上的柔性补偿模组15、设置在柔性补偿模组15微调末端的快换式夹具16。第一CCD相机11设置在安装板14上。柔性补偿模组15采用市面上SCHUNK公司的智能补偿机构，实现零部件安装时的自适应位置补偿，保障安装精度，也能有效的避免撞坏壳体和零部件。快换式夹具16包括固定在柔性补偿模组15末端的公头组件161、与公头组件161配合实现快换的母头组件162、固定在母头组件162下方的夹具163。通过公头组件161与母头组件162之间的配合可实现夹具的快速卸载与安装，进而实现夹头的快速更换，满足各个待装配零件以及壳体的夹持需求。在装配活门组件过程中，先用机器人搬运机构1上的CCD检测系统(即第一CCD相机11)检测物料取料位置，以确保取料正确；然后机器人搬运机构1运动到壳体装入处位置后，再用机器人搬运机构1上的CCD检测活门组件装入孔的中心位置；再用下部CCD检测系统(即第二CCD相机12)检测机器人夹手上的活门组件在机器人上的相对中心位置；做引导定位后，机器人将活门组件装入壳体中；机器人搬运机构1上有加装柔性对位补偿模块，用来消除机器人搬运对位误差(装入过程中产品受到侧向力之后补偿模块会根据受力方向自动做位移调整，使装入过程中机械手夹手上产品中心与壳体上被装入处中心对正)，保证装配精度达到0.01mm。

旋转固定移载单元2包括第一电机21、受第一电机21驱动进行左右移动的第一支撑板22、固定在第一支撑板22上的旋转支撑单元23。旋转支撑单元23包括固定在第一支撑板22上的第二电机231、受第二电机231驱动进行旋转运动的旋转支撑板232、固定在旋转支撑板232上的若干定位柱233与压紧机构234。旋转支撑板232的两端可旋转的架设在一对支撑座235上。压紧机构234包括压紧气缸2341、受压紧气缸2341驱动进行压紧动作的压紧块2342。为了保障旋转支撑板232旋转角度后能够保持其位置的稳定性，旋转支撑板232两边的支撑轴上固定设置有锁盘236，所述锁盘236上设置有若干锁槽2361，第一支撑板22上设置有通过插入或抽出所述锁槽2361内实现所述锁盘236的上锁与解锁的锁定机构237。所述锁定机构237包括上锁气缸2371、受所述上锁气缸2371驱动进行直线伸缩运动的锁销2372。由于壳体上需要安装的零部件较多，且需要安装在不同的装配面上，因此，通过第二电机231驱动旋转支撑板232旋转，以使得对应的装配面朝上，以方便各待装配零件的安装、压装、测量以及锁付动作。本实施例中，第一支撑板22上设置有两个旋转支撑单元23，分别为第一旋转支撑单元A与第二旋转支撑单元B，第一旋转支撑单元A实现四个装配面的旋转；第二旋转支撑单元B实现另外的两个装配面的旋转。当旋转支撑板232上的空间不足以安装设定数量的压紧机构234时，压紧机构234的压紧气缸2341可设置在外部指定位置，将压紧块2342设置在旋转支撑板232上。

水平移载机器人3包括第三电机31、受第三电机31驱动进行前后移动的第二支撑板32，压装单元4、断差测量单元5以及锁附单元6均固定在第二支撑板32上。

压装单元4包括第四电机41、受第四电机41驱动进行上下运动的压装头42。为了满足多种尺寸零件的压装，在第二支撑板32的移载范围内下方设置有快换压装头单元43。

断差测量单元5包括第五电机51、受第五电机51驱动进行上下运动的第二位移传感器52。通过第二位移传感器52精准测量切换活门衬套端面到壳体端面的深度尺寸，测量过程中，根据测量结果，自动计算出所需要的调整垫圈的厚度尺寸，并上传到系统中，自动计算出调整垫圈的安装数量，保证盖子和壳体端面的间隙要求。

锁附单元6包括第六电机61、受第六电机61驱动进行上下运动的第三支撑板62、固定在第三支撑板62上的第二气缸63、受第二气缸63驱动进行上下运动的第四支撑板64、固定在第四支撑板64上的锁附模组65、位于锁附模组65末端的批头66。锁附模组65的末端通过连接锁套67与批头66连接在一起，第四支撑板64上固定设置有驱动连接锁套67上下运动的第三气缸68，通过第三气缸68驱动连接锁套67上下运动实现锁附模组65与批头66的连接与卸下，进而实现批头66的快速更换。旋转固定移载单元2的第一支撑板22上还设置有快换批头单元69。第三支撑板62上旋转设置有一气嘴套610，批头66穿过气嘴套610，批头66上设置有连通内部气道的第一气孔(图中未标示)，气嘴套610上设置有在批头66下降到位后与所述第一气孔对接连通的第二气孔611，第二气孔611的一端连通外界气源且另一端连通至气嘴套610的内部轴孔。在批头66下降至设定位置时，通过第二气孔611连通所述第一气孔，使得批头66内部气道内产生负压，进而实现对螺钉、导向钉或堵头堵帽的吸附。

本实施例中，螺钉供料单元7包括若干振动供料单元71、与振动供料单元71的输出端一一通过软管连通的螺钉输出单元72，螺钉输出单元72通过智能系统控制对应规格的螺丝输出，所述批头66通过吸附方式吸附住所述螺钉输出单元72中输出的螺丝。本实施例中，有两种螺钉，分别采用两个振动盘供料。

盖体台阶测量单元8包括第七电机81、受第七电机81驱动进行前后运动的第五支撑板82、固定在第五支撑板82上的第四气缸83、受第四气缸83驱动进行上下运动的第一位移传感器84、位于第五支撑板82移动路径上方的若干测量基准平台85。本实施例中，测量基准平台85设置有两个，根据测量基准平台85的设计高度，再利用第一位移传感器84向上伸入盖体内部，测量出盖体内部台阶高差，为后续垫片的调整厚度提供数据，确定后续垫片的装配数量。

螺装中转单元9包括第五气缸91、受第五气缸91驱动进行左右移动的第六支撑板92、固定在第六支撑板92上的气动夹爪93。

本实施例中，机器人快换夹具单元10设置有五套夹具模组，每一套夹具模组均包括母头组件162与夹具163，其区别在于夹具163是根据不同的零件进行配合设计的。

供油涂油模组20包括供油装置201、与供油装置201连通的涂油喷枪202。

振动供料单元71、机器人快换夹具单元10以及供油涂油模组20设置在一机台30上。

机器人搬运机构1从形迹盘中分别抓取切换活门衬套、等压差执行活门组合件、等压差敏感活门衬套、q值活门组合件、出口堵盖及节流嘴，并在喷油工位通过供油涂油模组20对密封圈位置喷油，然后送至压装工位，通过压装单元4压入到壳体对应的内孔。压装单元4压装过程中，压力数据实时上传上位机，并将压力曲线显示在工位上侧的显示屏中，方便现场巡检人员判断；不同的零件密封圈压装设置有两种类型的压头，通过压装单元4移动至快换压装头单元43位置进行自动切换，机器人搬运机构1将堵帽抓取并在喷油工位对密封圈位置喷油，然后送至中转工位，通过螺装中转单元9移动至设定位置，然后使用锁附单元6吸取堵帽进行锁附，锁附的同时输出扭矩及角度数值并上传至系统。

本实施例还提供了一种航空航天用发动机配件自动组装方法，其包括以下步骤：

1)承载有壳体、待装配的各个零部件的形迹板通过输送线流转至本工位，通过挡停机构将形迹板阻挡后再通过顶升定位机构对形迹板做二次定位，同时通过RFID对形迹板信息进行记录并上传至系统；

2)形迹板定位后，机器人搬运机构1运动至形迹板上方，抓取形迹板上的壳体，然后搬运至旋转固定移载单元2的其中一个旋转支撑单元23上，旋转支撑板232上的压紧机构234将壳体夹紧，机器人松开夹手，旋转支撑单元23移动至组装位置，机器人再返回至形迹板上方；

3)通过机器人上的第一CCD相机11，自动检测形迹板上的切换活门衬套，再根据视觉引导的位置精准抓取切换活门衬套，并由机器人搬运至涂油位置，通过供油涂油模组20对切换活门衬套上的密封圈做360°涂油，涂油过程中，涂油阀位置固定，机器人抓取产品做360°旋转；

4)涂油完成后，机器人将切换活门衬套搬运至压装工位处，先由机器人上的第一CCD相机11检测壳体上切换活门衬套装配处的精准位置，再由平台上的第二CCD相机12对机器人上的切换活门衬套做二次定位，通过视觉引导对位后，机器人将切换活门衬套精准的装入壳体中，装配过程中，机器人上的柔性补偿模组15会根据壳体的实际位置做自动调整补偿，装配完成后机器人返回形迹板上方，准备下一个动作；

5)装配完成后，通过压装单元4对切换活门衬套做精准压装，压装过程中监控压入的力和位移；

6)压装完成后，通过断差测量单元5中的第二位移传感器52对切换活门衬套进行测量，通过伺服电机带动位移传感器，精准测量切换活门衬套端面到壳体端面的深度尺寸(测量过程中，根据测量结果，自动计算出所需要的调整垫圈的厚度尺寸，并上传到系统中)；自动计算出调整垫圈的厚度，保证盖子和壳体端面的间隙要求；

7)测量完成后，机器人搬运机构1返回形迹板上方，通过第一CCD相机11自动检测形迹板上的堵帽位置，并将其搬运至涂油位置，通过供油涂油模组20对堵帽上的密封圈做360°涂油，涂油过程中，涂油阀位置固定，机器人抓取产品做360°旋转；

8)涂油完成后，机器人搬运机构1通过第一CCD相机11检测壳体上堵帽锁附处的精准位置，并将堵帽搬运至螺装中转单元9上，然后由螺装中转单元9转移至上料位置，再由锁附单元6吸附住堵帽，根据第一CCD相机11反馈的位置将堵帽锁紧，锁附过程中的锁紧力矩自动上传到系统中；

9)重复步骤3)-步骤8)，通过旋转支撑单元23依次旋转四个装配面，逐步完成切换活门、等压差执行活门衬套、等压差敏感活门衬套的压装和测量，以及出口堵盖、节流嘴的压装，还有堵帽、衬套导向钉的锁附；

10)上述四个面的零件装配完成后，机器人搬运机构1将壳体从其中一个旋转支撑单元23搬运至另一个旋转支撑单元23上，进行另外两个装配面上的零件装配；

11)机器人搬运机构1通过第一CCD相机11自动检测形迹板上的进口堵盖位置，并取出来搬运至涂油工位，通过供油涂油模组20对进口堵盖上的密封圈做360°涂油，涂油过程中，涂油阀位置固定，机器人抓取产品做360°旋转；

12)涂油完成后，机器人搬运机构1通过第一CCD相机11检测壳体上进口堵盖的精准位置，再由平台上的第二CCD相机12对机器人上的进口堵盖做二次定位，通过视觉引导对位后，机器人将进口堵盖精准的装入壳体中，装配过程中，机器人上的柔性补偿模组15会根据壳体的实际位置做自动调整补偿，然后通过压装单元4将进口堵盖进行精准压装到位；

13)压装完成后，机器人搬运机构1通过第一CCD相机11自动检测形迹板上的堵帽位置，并取出来搬运至涂油工位，通过供油涂油模组20对堵帽上的密封圈做360°涂油；

14)涂油完成后，机器人搬运机构1通过第一CCD相机11检测壳体上堵帽锁附处的精准位置，并将堵帽搬运至螺装中转单元9上，然后由螺装中转单元9转移至上料位置，再由锁附单元6吸附住堵帽，根据第一CCD相机11反馈的位置将堵帽锁紧，锁附过程中的锁紧力矩自动上传到系统中；

15)重复步骤11)-步骤14)，完成壳体另外两个装配面所需要装配的堵帽的锁附以及进口堵盖的压装。

本实施例发动机配件高精密自动组装机构100及其组装方法，通过设置机器人搬运机构，实现发动机配件壳体、各个零部件的取料搬运与组装；通过旋转固定移载单元、压装单元以及锁附单元，配合螺装中转单元、供油涂油模组、机器人快换夹具单元以及快换压装头单元，实现了切换活门、等差执行活门衬套、等压差敏感活门衬套、出口堵盖、进口堵盖、节流嘴、若干堵帽与衬套导向钉的自动装配，大大提高了装配效率和装配质量，利用第一CCD相机获取零件夹取位置和装配位置，利用第二CCD相机获取机器人夹持的零件位置，利用视觉引导对位，并结合机器人活动末端的柔性智能补偿模组实现各个待装配零件的精准装配，大大提高了装配精度。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种发动机配件高精密自动组装机构，其特征在于：其包括

一旋转固定移载单元，用于承载与固定壳体，并驱动其在上料工位与组装工位之间移动；

一压装单元，用于将各个零部件压装压装到位；

一锁附单元；

一断差测量单元，用于测量衬套端面到壳体端面的深度，为后续垫圈的安装数量提供测量数据；

一水平移载机器人，驱动所述压装单元、所述锁附单元以及所述断差测量单元同步进行水平直线移动；

一螺钉供料单元；

一供油涂油模组，用于对各个零件上的密封圈喷油；

一机器人搬运机构；

一螺装中转单元，用于承接所述机器人搬运机构上的部分零件并转移给所述锁附单元；

一机器人快换夹具单元，配合所述机器人搬运机构进行活动末端的夹具自动更换。

2.如权利要求1所述的发动机配件高精密自动组装机构，其特征在于：还包括第一CCD相机与第二CCD相机，所述第一CCD相机设置在所述机器人搬运机构的活动末端，所述第二CCD相机固定设置且对所述机器人搬运机构上夹取的零件进行二次定位。

3.如权利要求1所述的发动机配件高精密自动组装机构，其特征在于：所述机器人搬运机构包括多轴机器人、设置在所述多轴机器人活动末端的安装板、固定在所述安装板上的柔性补偿模组、设置在所述柔性补偿模组微调末端的快换式夹具。

4.如权利要求1所述的发动机配件高精密自动组装机构，其特征在于：所述旋转固定移载单元包括第一电机、受所述第一电机驱动进行左右移动的第一支撑板、固定在所述第一支撑板上的至少一个旋转支撑单元；所述旋转支撑单元包括固定在所述第一支撑板上的第二电机、受所述第二电机驱动进行旋转运动的旋转支撑板、固定在所述旋转支撑板上的若干定位柱与压紧机构。

5.如权利要求4所述的发动机配件高精密自动组装机构，其特征在于：所述旋转支撑板两边的支撑轴上固定设置有锁盘，所述锁盘上设置有若干锁槽，所述第一支撑板上设置有通过插入或抽出所述锁槽内实现所述锁盘的上锁与解锁的锁定机构。

6.如权利要求1所述的发动机配件高精密自动组装机构，其特征在于：所述压装单元包括第四电机、受所述第四电机驱动进行上下运动的压装头，在所述第二支撑板的移载范围内下方设置有快换压装头单元；所述断差测量单元包括第五电机、受所述第五电机驱动进行上下运动的第二位移传感器。

7.如权利要求1所述的发动机配件高精密自动组装机构，其特征在于：所述锁附单元包括第六电机、受所述第六电机驱动进行上下运动的第三支撑板、固定在所述第三支撑板上的第二气缸、受所述第二气缸驱动进行上下运动的第四支撑板、固定在所述第四支撑板上的锁附模组、位于所述锁附模组末端的批头，所述锁附模组的末端通过连接锁套与所述批头连接在一起，所述第四支撑板上固定设置有驱动所述连接锁套上下运动的第三气缸，所述旋转固定移载单元上设置有与所述锁附模组配合实现批头快换的快换批头单元。

8.如权利要求7所述的发动机配件高精密自动组装机构，其特征在于：所述螺钉供料单元包括若干振动供料单元、与所述振动供料单元的输出端一一通过软管连通的螺钉输出单元，所述螺钉输出单元通过智能系统控制对应规格的螺丝输出；所述第三支撑板上旋转设置有一气嘴套，所述批头穿过气嘴套，所述批头上设置有连通内部气道的第一气孔，所述气嘴套上设置有在所述批头下降到位后与所述第一气孔对接连通的第二气孔，所述第二气孔的一端连通外界气源且另一端连通至所述气嘴套的内部轴孔。

9.如权利要求1所述的发动机配件高精密自动组装机构，其特征在于：所述盖体台阶测量单元包括第七电机、受所述第七电机驱动进行前后运动的第五支撑板、固定在所述第五支撑板上的第四气缸、受所述第四气缸驱动进行上下运动的第一位移传感器、位于所述第五支撑板移动路径上方的若干测量基准平台；

所述螺装中转单元包括第五气缸、受所述第五气缸驱动进行左右移动的第六支撑板、固定在所述第六支撑板上的气动夹爪。

10.一种发动机配件高精密自动组装方法，其特征在于：其包括以下步骤：

1）将壳体、待装配的一整套零部件放置在形迹板中，并通过输送线输送到位；

2）机器人抓取壳体至一旋转支撑单元上并夹紧固定，然后移动至组装工位；

3）利用机器人活动末端的第一CCD相机自动检测形迹板中的第一个待装配零件，并抓取搬运至涂油位置，通过供油涂油模组对该待装配零件上的密封圈进行360°涂油；

4）通过机器人上的第一CCD相机对壳体拍照获取精准装配位置，再将该待装配零件搬运至一第二CCD相机上方进行二次定位，利用视觉引导定位，将该待装配零件精准的安装到装配位置上，在装配过程中，利用机器人活动末端的柔性智能补偿模组进行位置的自动补偿，保障装配精度；

5）压装单元移动至组装工位，将该待装配零件精准压入到位，压装过程中监控压入的力和位移；

6）断差测量单元移动至组装工位，通过第二位移传感器精准测量衬套端面到壳体端面的深度尺寸，确定后续垫圈的装配数量；

7）机器人搬运机构返回至形迹板上方，通过第一CCD相机自动检测形迹板上的堵帽位置，并将其搬运至涂油位置，通过供油涂油模组对堵帽上的密封圈做360°涂油；

8）通过机器人搬运机构上的第一CCD相机检测壳体上堵帽锁附处的精准位置，并将堵帽搬运至螺装中转单元上，然后由螺装中转单元转移至设定位置，锁附单元移动至该设定位置并吸附住堵帽，根据第一CCD相机反馈的位置将堵帽锁紧；

9）重复步骤3）-步骤8），通过旋转支撑单元依次旋转四个装配面，逐步完成切换活门、等压差执行活门衬套、等压差敏感活门衬套的压装和测量，以及出口堵盖、节流嘴的压装，还有堵帽、衬套导向钉的锁附；

10）上述四个面的零件装配完成后，机器人搬运机构将壳体从其中一个旋转支撑单元A搬运至另一个旋转支撑单元B上，进行另外两个装配面上的零件装配；

11）通过机器人搬运机构上的第一CCD相机自动检测形迹板上的进口堵盖位置，并取出来搬运至涂油工位，通过供油涂油模组对进口堵盖上的密封圈做360°涂油；

12）通过机器人搬运机构上的第一CCD相机检测壳体上进口堵盖的精准位置，再由平台上的第二CCD相机对机器人上的进口堵盖做二次定位，通过视觉引导对位后，将进口堵盖精准的装入壳体中；然后压装单元移动至组装工位，将进口堵盖精准压装到位；

13）通过机器人搬运机构上的第一CCD相机自动检测形迹板上的堵帽位置，并取出来搬运至涂油工位，通过供油涂油模组对堵帽上的密封圈做360°涂油；

14）通过机器人搬运机构上的第一CCD相机检测壳体上堵帽锁附处的精准位置，并将堵帽搬运至螺装中转单元上，然后由螺装中转单元转移至设定位置，再由锁附单元吸附住堵帽，根据第一CCD相机反馈的位置将堵帽锁紧；

15）重复步骤11）-步骤14），完成壳体另外两个装配面所需要装配的堵帽的锁附以及进口堵盖的压装。

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