CN113714125A - 一种气缸分拣装置及分拣方法 - Google Patents

Abstract

一种气缸分拣方法，包括：S1、上料机械手加持工件向检测工位运行，当气缸的内孔运动到导向帽处时，上料机械手松开工件，工件依靠重力下落，直到完成定位作业；S2、利用检测仪进行检测，将检测工件内径数据d与《分档区间表》进行核对，确定该工件为某一特定型号；S3、下料机械手检测完成的工件从检测工位运走，分拣作业完成。本发明还公开了一种气缸分拣装置。相对于现有技术，本发明的技术效果为，本发明的S1步骤在工件到达导向帽位置时，利用工件的重力自动下落，在其位置、姿态不正确的情况下，工件会自我修正，而且，外力为工件自身重力，气缸的内壁与导向柱的外壁即使有接触，气缸内壁也不会损伤。

Description

一种气缸分拣装置及分拣方法

技术领域

本发明涉及一种气缸分拣装置及其分拣方法。

背景技术

目前，空调使用的压缩机为旋转式压缩机，在空调压缩机的生产、使用中，为了使气缸与转子配合的更好，以气缸内孔的内径为参考，气缸分为16档（也称型号），分档的区间非常小，会精确到0.1微米级。对于刚刚生产出来的气缸，需要进行内径测量，将检测工件内径数据与《分档区间表》进行核对，确定该气缸为某一个特定分档（上述16档的一种），这种分门别类的方法称为“分拣”或者“分选”。分拣完成后，还要对其打标，即：将该特定型号标记附着在气缸上。

如图1，空调压缩机用的气缸90的形状独特，气缸90的外壁上设有对开的两个凸台（大凸台92、小凸台91），其内壁上设有滑片槽93。分拣作业中就是检测内孔94的内径d，内径d的数据要精确到0.1微米级，如其中一款气缸的内径为42.005±0.005mm。

为了较好的检测，已经有检测仪，检测仪包括检测台80，检测台80上表面固定竖直设置的导向柱81，导向柱81的上端部固定导向帽83，导向柱81的径向方向设置一个引导引导板82，检测时，通过导向帽的引导，将气缸90套在导向柱81外、同时使滑片槽93对准引导板82位置向下滑动，当气缸90的下表面接触检测台80上表面时，完成气缸90的定位作业，可以检测其内径。

目前，完成气缸90的定位为上料机械手利用机械力进行定位。

发明内容

本发明要解决的技术问题：在气缸90向下滑动过程中，因为气缸90的内壁与导向柱81的外壁之间的环形间隙宽度仅仅为0.05毫米，气缸90的内壁与导向柱81的外壁容易发生摩擦、碰撞、挤压而使气缸90的内壁损伤（包括碰伤、划伤、磨伤等，下同），而气缸又是精密部件，如果损伤会导致其成为残次品。

如上所述，量仪引导柱的直径比气缸内径小0.1毫米，半径小0.05毫米，由于机械手的重复定位精度为±0.18毫米（发那科M-200iA/1200），且机械手的重复定位误差既包括位置误差，也包括角度误差，导致气缸90在其位置、姿态不正确的情况下沿导向柱向下滑动，机械力使工件更容易发生上述损伤。

本发明的技术方案具体为：

一种气缸分拣方法，包括：

S1、上料机械手加持工件向检测工位运行，当气缸的内孔运动到导向帽处时，上料机械手松开工件，工件依靠重力下落，直到完成定位作业；

S2、利用检测仪进行检测，将检测工件内径数据d与《分档区间表》进行核对，确定该工件为某一特定型号；

S3、下料机械手检测完成的工件从检测工位运走，分拣作业完成。

一种使用上述气缸分拣方法的气缸分拣装置，包括机架，机架上设有上料工位、检测工位，机架上还设有上料机械手、下料机械手，检测工位处固定检测仪，检测仪包括检测台，检测台上表面固定竖直设置导向柱，导向柱的径向方向固定引导板，导向柱的上端部固定导向帽，上料机械手的前端固定连接上料加持台，上料加持台固连连接上料加持盘，上料加持盘设有两个夹爪，上料加持台固定摄像头，摄像头电连接控制装置，控制装置连接上料机械手的动力机构。

上料机械手包括上料水平机械臂与上料竖直机械臂，上料水平机械臂能使工件在一个水平空间平面内运动，上料竖直机械臂能使工件在一个竖直空间平面内运动，上料竖直机械臂为上料伸缩臂，上料伸缩臂的自由壁的前端固定连接上料加持台，上料伸缩臂的固定壁的上端连接在上料平机械臂的一端，上料水平机械臂的另一端铰接在机架上。

下料机械手的前端固定连接下料加持盘，下料加持盘设有两个夹爪。

机架上还设有摆放传输带、单列传输带、单独传输带，摆放传输带与单列传输带的输送方向垂直，摆放传输带的出料端位于单列传输带的上方，单列传输带的出料端位于单独传输带的进料端。

上料工位设置在单独传输带的最高处。

上料工位设置为水平状态，单独传输带包括传输带体、用来支撑传动辊及传输带体的支撑体，上料工位处的传输带体下方设有上料板，上料板设有托辊，上料板与支撑体通过四个调节螺栓连接，四个调节螺栓均分布在上料板的四个角部。

摆放传输带与单列传输带之间设有过度板，过度板固定在机架上，过度板下端与水平面的夹角a不大于45度。

摆放传输带与单列传输带均设有两组，两组单列传输带分布在上下不同的空间层上。

机架上还固定打标设备，打标设备的打标头对准下料传送带或者下料工位上方的、即将从下料机械手释放的工件；过度板整体呈V状，包括固连在一起的上过度板与下过度板，上过度板与摆放传输带端部的传输带体相切，上过度板与水平面的夹角小于下过度板与水平面的夹角；下过度板的尾端设有缺口，缺口为三角形或者弧形；引导板上端部为楔形结构；导向帽为上小下大的圆台状、圆锥状或者馒头状。

相对于现有技术，本发明的技术效果为，本发明的S1步骤在工件到达导向帽位置时，利用工件的重力自动下落，在其位置、姿态不正确的情况下，工件会自我修正，而且，外力为工件自身重力，气缸的内壁与导向柱的外壁即使有接触，气缸内壁也不会损伤。

附图说明

图1是现有技术工件（气缸）的示意图。

图2为现有技术检测台的示意图。

图3为本发明的示意图。

图4为本发明检测台的示意图。

图5为上料夹爪的示意图。

图6为上料工位的放大示意图。

图7为摆放传送带与单列传送带连接的示意图。

图8为过度板的示意图。

具体实施方式

如图3，一种气缸分拣装置，包括机架10，机架10上设有上料工位11、检测工位12，机架10上还设有上料机械手、下料机械手、打标机，上料机械手用于将工件（气缸）从上料工位11处运送到检测工位12处或者该位置的正上方，下料机械手用于将工件从检测工位12处运送到下料位，打标机用于在工件上标记分拣档位。

如图3-4，检测工位12处固定检测仪，检测仪包括检测台80，检测台80上表面固定竖直设置导向柱81，导向柱81的径向方向固定引导板82，导向柱81的上端部固定导向帽83，导向帽83为上小下大的圆台状、圆锥状或者馒头状，引导板82上端部为楔形结构。

如图3、5，上料机械手包括上料水平机械臂41与上料竖直机械臂42，上料水平机械臂41能使工件在一个水平空间平面内运动，上料竖直机械臂42能使工件在一个竖直空间平面内运动，上料竖直机械臂42的下端连接上料加持台43，上料加持台43固定摄像头45，上料加持台43固连连接上料加持盘44，上料加持盘44设有两个夹爪441，摄像头45电连接控制装置，控制装置连接上料机械手的动力机构（图中没有画出）。

在上料加持台43位于上料工位11上方时，摄像头45能够对上料工位11上的工件进行拍照，照片被传送到控制装置，控制装置对照片进行分析，通过识别工件中心圆孔的中心位置，确定工件的中心位置，通过识别小凸台上的圆孔的中心位置或识别大凸台上的大孔的中心位置，结合工件的中心位置，确定工件的水平角度方向。然后给上料机械手的动力机构发送信号，该动力机构驱动上料竖直机械臂旋转，上料加持盘44及两个夹爪441同步旋转，使两个夹爪同时避开两个凸台，使两个夹爪的连线与两个凸台的连线垂直，这样能使两个夹爪441接触工件的过程中能够保持夹持稳定，上料机械手把工件从上料工位11处运送到检测工位12处或者该位置的正上方，到达检测工位12处或者该位置的正上方时，保持工件的底面水平，这为后续工艺气缸90的上料过程中避免工件损伤有极大帮助。

如图3，上料竖直机械臂42为上料伸缩臂，上料伸缩臂的自由壁421的前端固定连接上料加持台43，上料伸缩臂的固定壁的上端连接在上料平机械臂41的一端，上料水平机械臂41的另一端铰接在机架10上。

如图3，检测完毕后，为了方便下料（走料），机架10还设有下料传送带31或者下料工位，机架10上还设有下料机械手，下料机械手能将工件从检测工位12处运送到下料传送带或者下料工位。

如图3，下料机械手包括下料伸缩臂52，下料伸缩臂52的自由端连接下料加持盘53，下料加持盘53设有两个夹爪，下料伸缩臂52的固定端滑动设置在下料轨道51上且能够沿其滑动，下料轨道51固定在机架10上。

如图3，为了上料方便，机架10上还设有摆放传输带21、单列传输带22、单独传输带23，摆放传输带21与单列传输带22的输送方向垂直，摆放传输带21的出料端位于单列传输带22的上方，单列传输带22的出料端位于单独传输带23的进料端，上料工位11为单独传输带23上的一段水平传送带。

摆放传输带21的幅面较宽，其为最上游的传送带，由人工或者机械臂等将工件摆放在其上面，考虑到作业精度及摆放方便，宽幅面能容易摆放，而且，每行能放置多个工件（参见图7），这样也能收纳较多工件，随着摆放传输带21的不断运动，工件进入单列传输带22上。单列传输带22的幅面较窄，每行只能放置一个工件（参见图7），这样，在单列传输带22上，工件整理成一个队列。单独传输带23的速度高于单列传输带22，上料工位11设有传感器，当检测到工件进入上料工位11上后，单列传输带22、单独传输带23停止运行。

如图3，为了降低上料工位11与检测工位12之间的空间高度，检测工位12设置在单独传输带23的最高处。

如图6，上料工位11设置为水平状态，单独传输带23包括传输带体231、用来支撑传动辊及传输带体231的支撑体232，上料工位11处的传输带体231下方设有上料板233，上料板233设有托辊，上料板233与支撑体232通过四个调节螺栓234连接，四个调节螺栓234均分布在上料板233的四个角部。长时间工作以后，上料板233可能不再水平，这样导致其上的工件也不能处于水平状态（该状态下称倾斜工件），而上料机械手仅仅让工件平动、转动，而不改变工件与水平面的夹角，这样倾斜工件会持续到导向柱81处，增加工件损伤风险。所以，上料工位11是否位于水平状态非常关键。

如图7，为了使摆放传输带21与单列传输带22之间的过度更加流畅、稳定，摆放传输带21与单列传输带22之间设有过度板，过度板固定在机架10上，过度板整体呈V状，包括固连在一起的上过度板211与下过度板212，上过度板211与摆放传输带21端部的传输带体相切，上过度板211与水平面的夹角小于下过度板212与水平面的夹角，设有过度板后，工件的在两个传输带之间的过度更加安全。请参考实际工作状态，过度板下端与水平面的夹角a不易过大，最大不应大于45度，以免工件过渡时翻转、碰撞。下过渡板更加陡峭，加快工件通过。

如图8，工件部分还在下过度板212、部分已经接触单列传输带22时，单列传输带22已经推动工件在前进，为了使该区域工件的过度较脱离下过度板212，下过度板212的尾端设有缺口213，缺口213为三角形或者弧形（附图8中为三角形）。

参见图3，为了方便多个作业点同时输送工件，摆放传输带21与单列传输带22均设有两组，图3中单列传输带22画了两个单列传输带22，两组单列传输带22分布在上下不同的空间层上。这样，两个人工摆放点可以同时作业，最后都汇聚到同一个单独传输带23上，不影响后续作业。单独传输带23的进料端设置为升降结构，处于高低位置时，分别承接上下两层出料。

本领域技术人员知晓，打标机打标时，需要将工件定位且需要保持特定的姿态，所以，打标前的定位也比较复杂。

为了打标前的定位方便，本发明的机架10上还固定打标设备（图中没有画出），打标设备的打标头对准下料传送带或者下料工位上方的、即将从下料机械手释放的工件。其含义为：因为导向柱81及引导板82的方位是固定的，滑片槽93的径向方位也是固定的，加上工件自身是水平的，工件的姿态确定；而且，下料机械手已经运行到下极限位置，工件在竖直方向上的位置也是确定的，所以，工件的空间位置确定，所以，整个工件的位姿全部确定，此时进行打标作业，节省了将工件定位、固定的环节，节省了一个工艺环节，也具有进步意义。

其工作原理为：

上述气缸分拣装置的分拣方法，包括如下步骤：

S1、将工件运动到上料工位11；

S2、使两个夹爪441处于张开状态，上料机械手将上料加持盘44运行到上料工位11的正上方；

S3、摄像头45对上料工位11上的工件进行拍照，根据照片判断工件的外壁上设有的两个凸台（大凸台92、小凸台91）的孔（参见图1中附图标记95）的位置，或者使用其他定位参照，使上料竖直机械臂42旋转，上料加持盘44及两个夹爪441同步旋转，直到两个夹爪441均避开凸台，上料竖直机械臂42停止旋转；

S4、上料竖直机械臂42的自由端运行到下极限位置，两个夹爪441加持着工件；

S5、上料机械手将工件运送到检测工位12上方，工件运送中或者运送到检测工位12上方后，使上料竖直机械臂42旋转，上料加持盘44及两个夹爪441、工件同步旋转，直到工件的滑片槽93的径向方位与引导板82的径向方位一致，上料竖直机械臂42停止旋转；

S6、上料竖直机械臂42的自由端向下运行，直到气缸的内孔94运动到导向帽83处；

S7、上料加持盘44的两个夹爪441松开，工件依靠重力下落，直到完成定位作业（即气缸90的下表面接触检测台80上表面）；

S8、利用检测仪进行检测，将检测工件内径数据d1与《分档区间表》进行核对，确定该工件为某一特定型号；如何检测其内径为现有技术，不再赘述；

S9、下料机械手将合格的工件运送到下料传送带31，在下料机械手的夹爪松开前，完成S步骤的特定型号标记的打标作业；

S10、下料机械手的夹爪松开，工件落在下料传送带31上，分拣作业完成。

上述步骤中，S7步骤非常关键，发明人当初设计时，曾经考虑，利用上料竖直机械臂42直接完成定位作业，但是，经过试验，如果S6步骤中的工件与水平面的夹角不为零，上料竖直机械臂42的机械力会使气缸90的内壁与导向柱81的外壁容易发生摩擦、碰撞、挤压而使气缸的内壁损伤，而且机械力的力量较大，该损伤程度也会较重，为此，我们设计了S7步骤，此时，上料机械手类似于柔性机械手，即使S6步骤中的工件与水平面的夹角不为零，在导向柱81的引导下，工件会自我修正，而且，外力为工件自身重力，气缸90的内壁与导向柱81的外壁即使有接触，气缸内壁也不会损伤。

本发明的特点：

本发明设有上料机械手、下料机械手，效率较好；同时，采用柔性上料、下料方案，夹起气缸、搬运气缸的过程中，尽量保持气缸底面水平，在气缸移动到导向帽位置、且滑片槽93的方向对准引导板82的方向时，松开上料夹爪，利用气缸的重力做工，利用气缸90与导向帽之间、气缸90与引导柱之间、滑片槽93与引导板82之间的相互作用，气缸边下落边调整位置，下落到底，完成定位，避免了外部机械力使气缸90的内壁与引导帽、引导柱碰撞、摩擦，导致气缸内壁损伤，下料时，类似操作；或者，采用托举的方式抓起气缸，在夹起气缸、搬运气缸的过程中，尽量保持气缸底面水平，在气缸移动到导向帽位置、且滑片槽93的方向对准引导板82的方向后，向下移动，利用气缸的重力做工，利用气缸90与导向帽之间、气缸90与引导柱之间、滑片槽93与引导板82之间的相互作用完成定位，待气缸到达检测位之后，松开夹爪，下料时，类似操作。

本说明书中固定含义为：上述过程中，两个部件（或者要素）相对静止即为固定，包括直接固定，也包括间接固定。

其他内容参见现有技术。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种气缸分拣方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、上料机械手加持工件向检测工位运行，当气缸的内孔（94）运动到导向帽（83）处时，上料机械手松开工件，工件依靠重力下落，直到完成定位作业；

S2、利用检测仪进行检测，将检测工件内径数据d1与《分档区间表》进行核对，确定该工件为某一特定型号；

S3、下料机械手检测完成的工件从检测工位运走，分拣作业完成。

2.一种使用如权利要求1所述气缸分拣方法的气缸分拣装置，包括机架（10），机架（10）上设有上料工位（11）、检测工位（12），机架（10）上还设有上料机械手、下料机械手，检测工位（12）处固定检测仪，检测仪包括检测台（80），检测台（80）上表面固定竖直设置导向柱（81），导向柱（81）的径向方向固定引导板（82），导向柱（81）的上端部固定导向帽（83），上料机械手的前端固定连接上料加持台（43），上料加持台（43）固连连接上料加持盘（44），上料加持盘（44）设有两个夹爪（441），其特征在于：上料加持台（43）固定摄像头（45），摄像头（45）电连接控制装置，控制装置连接上料机械手的动力机构。

3.如权利要求2所述的气缸分拣装置，其特征在于：上料机械手包括上料水平机械臂（41）与上料竖直机械臂（42），上料水平机械臂（41）能使工件在一个水平空间平面内运动，上料竖直机械臂（42）能使工件在一个竖直空间平面内运动，上料竖直机械臂（42）为上料伸缩臂，上料伸缩臂的自由壁（421）的前端固定连接上料加持台（43），上料伸缩臂的固定壁的上端连接在上料平机械臂（41）的一端，上料水平机械臂（41）的另一端铰接在机架（10）上。

4.如权利要求3所述的气缸分拣装置，其特征在于：下料机械手的前端固定连接下料加持盘（53），下料加持盘（53）设有两个夹爪。

5.如权利要求4所述的气缸分拣装置，其特征在于：机架（10）上还设有摆放传输带（21）、单列传输带（22）、单独传输带（23），摆放传输带（21）与单列传输带（22）的输送方向垂直，摆放传输带（21）的出料端位于单列传输带（22）的上方，单列传输带（22）的出料端位于单独传输带（23）的进料端。

6.如权利要求5所述的气缸分拣装置，其特征在于：上料工位（11）设置在单独传输带（23）的最高处。

7.如权利要求6所述的气缸分拣装置，其特征在于：上料工位（11）设置为水平状态，单独传输带（23）包括传输带体（231）、用来支撑传动辊及传输带体（231）的支撑体（232），上料工位（11）处的传输带体（231）下方设有上料板（233），上料板（233）设有托辊，上料板（233）与支撑体（232）通过四个调节螺栓（234）连接，四个调节螺栓（234）均分布在上料板（233）的四个角部。

8.如权利要求7所述的气缸分拣装置，其特征在于：摆放传输带（21）与单列传输带（22）之间设有过度板，过度板固定在机架（10）上，过度板下端与水平面的夹角a不大于45度。

9.如权利要求8所述的气缸分拣装置，其特征在于：摆放传输带（21）与单列传输带（22）均设有两组，两组单列传输带（22）分布在上下不同的空间层上。

10.如权利要求9所述的气缸分拣装置，其特征在于：机架（10）上还固定打标设备，打标设备的打标头对准下料传送带或者下料工位上方的、即将从下料机械手释放的工件；

过度板整体呈V状，包括固连在一起的上过度板（211）与下过度板（212），上过度板（211）与摆放传输带（21）端部的传输带体相切，上过度板（211）与水平面的夹角小于下过度板（212）与水平面的夹角；

下过度板（212）的尾端设有缺口（213），缺口（213）为三角形或者弧形；

引导板（82）上端部为楔形结构；

导向帽（83）为上小下大的圆台状、圆锥状或者馒头状。

Images