CN114770137A - 一种模块化可重组柔性装配脉动线 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种模块化可重组柔性装配脉动线，在结构上采用模块化设计方法，包括可快速柔性组合的托盘模块、上下件模块、传输模块、转向模块、装配模块、连接模块。各模块均为独立的工作单元，在实际使用时，可依据作业工序的复杂程度及作业场地情况，进行快速组装和连接，组合连接成合适装配工位数量、合适工艺布局的可重组柔性装配脉动线。形成数量不同的各类I字型、U字型、O字型线。实际使用时，可依据实际使用需求，选择合适数量的托盘模块、上下件模块、传输模块、转向模块、装配模块进行柔性拼装、组合连接，形成不同数量、布局的装配脉动线用于装配作业。

Description

一种模块化可重组柔性装配脉动线

技术领域

本发明涉及装配领域，尤其涉及一种模块化可重组柔性装配脉动线。

背景技术

当前可重组柔性装配脉动线普遍为固定工艺布局、固定工位数量的的自动化流水线。该可重组柔性装配脉动线在实际使用时，只适用于固定化的产品、部件，生产工序数量、节拍同样要求较为固定；同时该可重组柔性装配脉动线往往需要占用较大生产空间，且该可重组柔性装配脉动线不能同时生产多种零件，缺乏混线生产能力，当企业产品或部件发生变化时，装配可重组柔性装配脉动线的工艺布局、工序数量将不再适用。当企业产品存在种类多，且各品种之间工件装配复杂程度差异性较大等特点时，现有可重组柔性装配脉动线暴露的柔性程度不足的问题尤为严重，往往造成只能选择部分零件上线，其余工件依旧采用原有手工作业模式进行装配或再投资建设定制化装配线，造成场地资源紧张，设备利用率低，建设成本大等问题。因此对于面向订单、多品种、小批量产品特点的企业，亟需一种可根据产品结构工艺特点和装配工艺设计变换装配线工艺布局、装配工位数量，可快速组装连接的柔性装配线。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现在可重组柔性装配脉动线柔性程度差，空间利用率底，难以自适应装配工序复杂程度差异性较大的零件装配生产作业。

为解决上述问题，本发明提供了一种模块化可重组柔性装配脉动线，包括托盘模块、上下件模块、传输模块、转向模块、装配模块、；

所述可重组柔性装配脉动线采用快速柔性组合的方式，包括可重组柔性装配脉动线机械部分的快速柔性组合和电路气路的快速组合；

所述可重组柔性装配脉动线机械部分的快速柔性组合是指：在可重组柔性装配脉动线进行拼装时，摆放到位后，依据可重组柔性装配脉动线底部的调平螺杆和调节螺母配合快速调平，同时转向模块的传输接口处均采用惰轮、无动力滚筒进行传输过渡，装配模块的接口处采用辅助传输机构用于传输过渡，实现上下件模块、传输模块、转向模块、装配模块拼接之后工件及工装托盘传输时的平滑过渡；

所述气路电路的快速组合是指上下件模块、传输模块、转向模块、装配模块气路、电源电路的电缆、信号电路的电缆均采用一进多出的形式，气管(气管是装配脉动线的供气管路)通过一分多的气管接头，将接入的一路压缩空气，分配给上下件模块的顶升气缸，以及传输模块、转向模块、装配模块内部需要用气的元气件；电源电路的电缆通过其一端的一路总输入，另一端再通过对接入若干根电源电路的电缆接入上下件模块、传输模块、转向模块、装配模块内部需要供电的元器件；

信号电路的电缆一端采用多芯连接器，将网络及控制信号集成一路再分配至若干根信号电路线缆至需要进行信号传输的元器件上。

在实际使用时，可任意选取2个上下件模块，N个装配模块，N个托盘模块，N个传输模块，M个转向模块。(其中N为大于1的自然数，M为自然数)，进行机械部分的快速柔性组合及气动的快速柔性组合，形成O字型、I字型、U字型装配脉动线。

所述装配模块包括装配模块基础框架、装配模块传输机构、装配模块升降机构、顶升旋转机构、装配模块检测机构、装配工具机构和控制按钮，用于装配作业。

所述装配模块基础框架用于装配模块其余机构的安装固定；

所述装配模块传输机构包括主传输机构及辅助传输机构，其中主传输机构包括主传输机构基础底板、主传输机构的U型板链、主传输机构的传输电机、链轮、传动轴、齿轮组、主传输机构的装饰罩；辅助传输机构包括辅助传输机构的基础底板、辅助传输机构的U型板链、辅助传输机构的传输电机、链轮、传动轴、齿轮组、辅助传输机构的装饰罩；

所述装配模块升降机构包括伺服电机、齿轮、齿条、滑块、滑轨、线缆拖链、原点位置传感器、上限位传感器、下限位传感器；

所述装配模块检测机构包括位置检测光电传感器和固定弯角；

所述顶升旋转机构包括顶升气缸、回转轴承、定位块、导向杆、顶升盘、旋转盘、辅助定位结构；

所述装配工具机构包括桁架、照明、气动拧紧工具、平衡器、探照灯、工控机平板、工控机平板支撑；

其中，齿条和滑轨螺接固定于装配模块基础框架上，主传输机构基础底板背部与滑块螺接固定，滑块放置于滑轨上；

线缆拖链的固定部分固定于装配模块基础框架上；线缆拖链的活动部分与基础底板固定，能够随基础底板进行升降；

原点位置传感器、上限位传感器、下限位传感器螺接均固定在滑轨一侧；

主传输机构U型板链螺接固定在主传输机构基础底板上，伺服电机固定在主传输机构基础底板上，齿轮与伺服电机之间通过键连接固定并与齿条啮合；

主传输机构的传输电机螺接固定于基础底板上，通过主传输机构的齿轮组带动其传动轴转动，主传输机构的传动轴连端通过键连接固定有链轮，与U型板链啮合；

主传输机构的装饰罩与其回板链内侧固定，起到防止机械伤害的作用；

顶升气缸和导向杆螺接固定于基础底板上，顶升盘固定于顶升气缸上，回转轴承在顶升盘上螺接固定，旋转盘固定于回转轴承上，能够跟随回转轴承转动，定位块固定于旋转盘上，起到托盘模块的辅助定位作用；

辅助定位结构螺接固定于基础底板上，通过辅助定位机构内部弹簧顶推与旋转盘接触，位置检测光电传感器固定于固定弯角上，固定弯角螺接紧固在基础底板上；

辅助传输机构的基础底板与装配模块基础框架向外的一端固定，辅助传输机构的传输电机螺接固定在辅助传输机构底板上，辅助输机构的传输电机螺接固定于辅助传输机构的基础底板上，通过辅助传输机构齿轮组带动其辅传动轴转动，传动轴连端通过键连接固定有链轮，与辅助传输机构的U型板链啮合；桁架固定于装配模块基础框架背部，照明与桁架型材螺接固定，平衡器固定在桁架上，气动拧紧工具挂装在平衡器上，探照灯螺接固定在桁架上，工控机平板支撑通过螺钉紧固在桁架上，工控机平板又固定于工控机平板支撑上，控制按钮螺接固定在装配模块基础框架两侧。

所述转向模块包括转台框架、转向模块换向机构、转向模块传输机构、转向模块检测机构、转向模块装饰罩，用于换向传输。

所述转向模块换向机构包括回转交流电机、回转支撑、旋转平台；

所述转向模块检测机构包括感应杆、旋转到位传感器、传输到位传感器、传感器固定弯角；

所述转向模块传输机构包括阻挡气缸、驱动电机、链条、链轮、传动轴、辊道型材、推力球轴承、锥型齿轮组、积放辊轮、滚轮组、传动滚筒组；

所述转台框架两端固定有过渡轮支撑和过渡轮、惰轮支撑和惰轮，用于传输过程中的平滑过渡；

所述回转交流电机、回转支撑通过螺钉螺接紧固在转台框架上，所述回转交流电机可带动回转支撑转动；

所述旋转平台固定于回转支撑上，跟随回转支撑旋转；

所述驱动电机固定抱箍固定在旋转平台背面，链轮通过键链接随驱动电机转动，同时与链条啮合，链条一端与驱动电机链轮啮合，另一端与固定在传动轴上的链轮啮合；

传动轴上通过键连接，固定有锥型齿轮组，锥形齿轮组转动带动滚轮组、积放辊轮进行转动，滚轮组、积放辊轮通过推力球轴承进行支撑，推力球轴承通过轴承座螺接固定与辊道型材上，传动滚筒组两端固定在辊道型材上，辊道型材又通过螺钉固定在旋转平台上；

感应杆通过螺钉固定背装在旋转平台上，旋转到位传感器通过固定弯角固定在基础平台上，传输到位传感器固定在传感器固定弯角上，传感器固定弯角又通过螺钉固定在转台上；

阻挡气缸固定在旋转平台两端，气缸在顶升状态下能够阻挡托盘模块运动，下降状态下能够放行托盘模块。

所述上下件模块包括升降平台基础框架、升降平台升降机构、升降平台传输机构、顶升横移机构、升降平台检测机构、按钮盒，用于工件上下线。

所述升降平台基础框架为其余各个机构的安装基础；

所述升降平台升降机构包括升降平台、齿轮、齿条、滑轨、滑块、原点位置传感器、上限位传感器、下限位传感器、拖链、升降伺服电机；

所述升降平台传输机构包括U型板链、传输电机、链轮、传动轴、齿轮组、装饰罩；

所述顶升横移机构包括顶升气缸固定板、顶升气缸、顶升板、电动滚筒、无动力滚筒组、滚筒安装板、导向杆；

所述升降平台检测机构包括传输到位传感器及其固定弯角，横移到位传感器及其固定弯角；

所述齿条、滑轨螺接固定于升降平台基础框架上，所述齿轮与齿条啮合，齿轮通过键连接由升降伺服电机带动在齿条上转动；

升降平台与滑块通过螺接固定，滑块在滑轨上滑动，原点位置传感器、上限位传感器、下限位传感器通过螺钉固定于滑轨上，用于伺服电机的原点和初始位置检测；

拖链的固定部分与升降平台基础框架上部通过螺钉进行固定，拖链的活动部分与升降平台固定进行升降运动；

U型板链螺接固定在升降平台上，齿轮与升降伺服电机之间通过键连接固定并与齿条啮合；

传输电机螺接固定于升降平台上，通过齿轮组带动传动轴转动，传动轴连端通过键连接固定有链轮，与回板链啮合；

装饰罩与回板链内侧固定，起到防止机械伤害的作用；

顶升气缸通过顶升气缸固定板螺接固定于升降平台上，顶升板螺接固定于顶升气缸上，电动滚筒、无动力滚筒两端通过销孔固定于滚筒固定板上，导向杆固定在顶升板上，起到升降过程的导向作用；

所述按钮盒固定在升降平台基础框架侧面，使用时可以通过按钮盒来控制升降伺服电机动作，进行上下件。

所述工装托盘模块包括底板、转盘、限位块、托盘骨架、丝杆螺母机构、夹紧机构、直线滑轨机构、上板、缓冲板，用于工件的放置及装夹；

所述托盘骨架和直线滑轨机柜通过螺钉固定在底板上，上板通过螺钉固定在托盘骨架上，上板背部螺接固定有限位块，丝杠螺母机构通过丝杆螺母座固定在底板上，丝杠螺母机构上固定有转盘；

夹紧机构一侧通过螺钉固定在底板上，能够通过自身销轴进行翻转，起到工件的定位作用；另一侧通过螺钉固定在滑轨机构上，滑轨机构又与丝杆螺母的螺母通过螺钉固定，能够在丝杠螺母机构螺母的带动下沿滑轨进行滑动，缓冲板采用耐磨尼龙材料，安装在托盘底板两端，起到托盘运动过程的缓冲作用。

所述传输模块包括传输模块基础框架、链轮传输机构、传输模块检测机构；

所述传输模块基础框架包括传输模块支撑框架、传输模块支撑、传输模块气缸；

所述链轮传输机构包括传输电机、链条、链轮、链轮固定骨架、限位弯角、电机固定板、传动轴、支撑型材；

所述传输模块检测机构包括传输到位传感器、固定弯角；

所述传输模块气缸和传输模块支撑螺接固定在支撑框架上，所述链轮固定骨架通过螺钉安装固定在传输模块支撑上，用于阻挡和放行托盘模块；

所述电机固定板通过螺栓固定于链轮固定骨架上；

所述传输电机固定在电机固定板上，与链轮通过键链接，实现传动；

所述传动轴两端各通过键连接一个链轮，链轮与链条啮合；

所述支撑型材与链轮固定骨架螺接固定，起到支撑固定的作用；

所述限位弯角与支撑型材外侧螺接固定，起到给托盘模块运动限位的作用，确保托盘模块沿直线传输；

所述固定弯角螺接固定在链轮固定骨架上，传输到位传感器固定在固定弯角上。

所述的一种模块化可重组柔性装配脉动线，依据工件结构复杂度、生产工艺特点、装配工序设计，将装模块按装配脉动线布局设计快速柔性组合形成不同布局形式、不同装配工位数量的装配脉动线。

一种模块化可重组柔性装配脉动线在实际使用时，可依据实际使用需求，选择合适数量的托盘模块、上下件模块、传输模块、转向模块、装配模块进行柔性拼装、自由组合。如两个上下件模块和若干个装配模块、传输模块组成一条I字型流水线，适用于场地较狭窄或工件尺寸较大难以转向时的转配作业。两个上下件模块，两个换向模块和若干个装配模块、传输模块组成的U字型可重组柔性装配脉动线，适用于部分工件需要两人左右同时装配，且装配工序较为复杂的情况；一个上下件工位，三个转向模块和若干个装配模块、传输模块组成的一条O字型流水线，适用于场地长宽比例差异较小，整体布局空间有限且零件装配工序复杂，每个工位仅需单人作业的情况。在实际使用时，上下件模块可通过升降，降低到离地面较近的高度，以最大程度减小上下件过程中的搬运工作量，再上升至工作平面，完成作业后依据可重组柔性装配脉动线布局需要，可通过其传输功能将托盘模块直线传输至下一模块，也可通过顶升横移机构，在顶升气缸顶升后将托盘模块横移至下一模块。换向模块，在检测机构检测到托盘流入后，可依据布局需要，通过换向模块旋转机构旋转，切换托盘流向，再通过传输机构将托盘流入下一模块。传输模块在检测机构检测到托盘流入后，可通过传输模块将托盘直线流入下一模块。工位模块在检测机构检测到托盘流入后，可通过按钮盒操作升降机构实现工件升降，顶升旋转机构实现工装托盘的顶升后的手动旋转，以最适合人体工程学的姿态进行装配作业，在作业过程中可依据作业需要使用装配工件机构提供的各类装配工具，作业完成后，通过传输模块及辅助传输模块可将工件平稳传输至下一模块，直至工件完全完成装配作业，通过托盘模块或传输模块重新传输至上下件工位，上下件工位通过升降机构，重新降低到最低位置，作业人员将托盘模块装夹机构松开，取出工件，如此循环，直至完成全部工件的装配作业。

有益效果：本发明通过一种模块化可重组柔性装配脉动线，其中装配脉动线采用模块化的整体设计，可通过连接模块的实现各模块之间的快速调平、电路、气路的快速接插，连接组合成各种不同工艺布局的可重组柔性装配脉动线。其中组合后的可重组柔性装配脉动线具有自动升降进行上下件，自动换向、传输功能，在装配作业过程中可自动下降、旋转工件，以最佳姿态进行装配作业。本发明可重组柔性装配脉动线可柔性组合、拼装的功能，可适应一种可重组柔性装配脉动线或布局难以适应生产要求的，柔性、多品种、小批量的机柜、家电、机箱等各类产品或部件的柔性装配作业，有效改善作业效率，降低劳动强度，提升可重组柔性装配脉动线设备自身及作业场地的利用率，降低企业投资成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。

图1是本发明一种模块化可重组柔性装配脉动线“U”字型组合示意图；

图2是一种模块化可重组柔性装配脉动线“I”字型组合示意图；

图3是一种模块化可重组柔性装配脉动线“O”字型组合示意图；

图4是一种模块化可重组柔性装配脉动线装配模块局部图；

图5是一种模块化可重组柔性装配脉动线换向模块局部图；

图6是一种模块化可重组柔性装配脉动线上下件模块局部图；

图7是一种模块化可重组柔性装配脉动线托盘模块局部图；

图8是一种模块化可重组柔性装配脉动线连接模块调平支撑腿局部图；

图9是一种模块化可重组柔性装配脉动线传输模块局部图；

图10是一种模块化可重组柔性装配脉动线链接模块连接线缆局部图。

具体实施方式

本实施例是一种模块化可重组柔性装配脉动线，各模块可依据装配工艺及作业场地，进行快速柔性组合及拼装，以实现柔性、多品种、小批量的机柜、家电、机箱各类工件的柔性装配作业。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9所示，一种模块化可重组柔性装配脉动线由装配模块，在实际使用时可通过装配模块1、转向模块2、上下件模块3、传输模块116、托盘模块103组成。

所述的装配模块1包括装配模块基础框架4、装配模块传输机构5、装配模块升降机构6、顶升旋转机构7、装配模块检测机构8、装配工具机构9、及控制按钮10组成，起到装配作业功能。

所述基础框架4是各个机构安装固定基础；所述传输机构5包括主传输机构及辅助传输机构，均由基础底板11、U型板链12、链轮13、传动轴14、齿轮组15、传输电机16组成；所述升降机构由伺服电机17、齿条18、滑块19、滑轨20、线缆拖链21、原点位置传感器22、上限位传感器23、下限位传感器24组成；检测机构8由位置检测光电传感器25及其固定弯角26组成；所述顶升旋转机构7由顶升气缸27、回转轴承28、定位块29、导向杆30、顶升盘31、旋转盘32、辅助定位结构33组成；所述装配工具机构9由桁架34、照明35、气动拧紧工具36、平衡器37、探照灯38、工控机平板39、工控机平板支撑40组成。其中齿条18及滑轨19螺接固定于基础框架4上，基础底板11背部与滑块19螺接固定，滑块19放置于滑轨18上；21线缆拖链固定部分固定于基础框架4上；活动部分与基础底板11固定，可随基础底板11进行升降；原点位置传感器22、上限位传感器23、下限位传感器24螺接固定在滑轨19一侧；U型板链12螺接固定在基础底板4上，伺服电机17固定在基础底板上，齿轮18与伺服电机17之间通过键连接固定并与齿条啮合；传输电机16螺接固定于基础底板4上，通过齿轮组15带动传动轴14转动，传动轴14连端通过键连接固定有链轮13，与U型板链12啮合；U型板链12内侧固定有装饰罩，起到防止机械伤害的作用。顶升气缸27及导向杆30螺接固定于基础底板4上，顶升盘31固定于顶升气缸27上，回转轴承28在顶升盘31上螺接固定，旋转盘32固定于回转轴承28上，可跟随回转轴承28转动，定位块29固定于旋转盘32上，起到托盘模块103的辅助定位作用；辅助定位结构33螺接固定于基础底板4上，通过辅助定位机构33内部弹簧顶推与旋转盘32接触，检测光电传感器25固定于固定弯角26上，固定弯角26螺接紧固在基础底板4上；装配工具机构桁架34固定于基础框架4背部，照明35与桁架34型材螺接固定，平衡器37固定在桁架34上，气动拧紧工具36挂装在平衡37器上，探照灯38螺接固定在桁架34上，工控机平板支撑40通过螺钉紧固在桁架34上，工控机平板39又固定于工控机平板支撑40上，所述控制按钮10，螺接固定在基础框架两侧。

所述转向模块2由转台框架41、转向模块换向机构42、转向模块传输机构43、转向模块检测机构44、转向模块装饰罩45组成，起到换向传输功能；

换向机构42由回转交流电机52、回转支撑53组成；所述检测机构44由感应杆54、旋转到位传感器55、传输到位传感器56、传感器固定弯角57组成；述传输机构43由阻挡气缸58、驱动电机59、链条60、链轮61、传动轴62、辊道型材63、推力球轴承64、锥形齿轮组65、积放辊轮66、滚轮68、传动滚筒组69组成。所述支撑平台47两端固定有过渡轮支撑48及过渡轮49、惰轮支撑50及惰轮51，用于传输过程中的平滑过渡。所述回转交流电机52、回转支撑53通过螺钉通过螺接紧固在支撑平台47上，所述回转电机52与支撑平台47通过螺钉固定，带动回转支撑53转动。所旋转平台46固定于回转支撑53上，跟随回转支撑53旋转，所述驱动电机59通过抱箍固定在旋转平台46背面，链轮61通过键链接与驱动电机59固定与链条60啮合，链条60一端与电机链轮68啮合，另一端与固定在传动轴62上的链轮68啮合；传动轴62上通过键连接，固定有锥形齿轮组65，锥形齿轮组65转动带动滚轮组68、积放辊轮66进行转动，滚轮组68、积放辊66轮通过推力球轴承64进行支撑，推力球轴承64通过轴承座螺接固定与辊道型材63上，传动滚筒69两端通过销孔固定在辊道型材上，辊道型材又通过螺钉固定在旋转平台46上；感应杆54，通过螺钉固定背装在旋转平台46上，旋转到位传感器55通过固定弯角固定在支撑平台47上，传输到位传感器56固定在传感器固定弯角57上，传感器固定弯角57又通过螺钉固定在旋转平台46上。

所述上下件模块3，由上下件模块基础框架70、上下件模块升降机构72、上下件模块传输机构71、顶升横移机构73、上下件模块检测机构74、上下件模块按钮盒组成75，起工件上下线功能。升降机构72由升降平台76、齿轮77、齿条78、滑轨79、滑块80、原点位置传感器81、上限位传感器82、下限位传感器83、拖链84、升降伺服电机85组成；所述传输机构87由U型板链86、传输电机87、链轮88、传动轴89、齿轮组90、装饰罩91组成，顶升横移机构73，由顶升气缸固定板92、顶升气缸93、顶升板94、电动滚筒95、无动力滚筒组96、滚筒安装板97、导向杆98组成；检测机构74包括传输到位传感器99及传感器固定弯角100，横移到位传感器101及其固定弯角102。所述齿条78、滑轨79螺接固定于基础框架70上，所述齿轮77与齿条78啮合，齿轮78通过键连接由升降伺服电机85带动在齿条78上转动，升降平台76与滑块80通过螺接固定，滑块80在滑轨79上滑动，原点位置传感器81、上限位传感器82、下限位传感器83通过螺钉固定于滑轨上，用于伺服电机的原点及初始位置检测；拖链84固定部分与基础框架70上部通过螺钉进行固定，活动部分与升降平台76固定进行升降运动；U型板链86螺接固定在升降平台76上，齿轮78与升降伺服电机85之间通过键连接固定并与齿条78啮合；传输电机87螺接固定于升降平台76上，通过齿轮组90带动传动轴89转动，传动轴89两端通过键连接固定有链轮88，与U型板链86啮合；装饰罩91与回板链86内侧固定，起到防止机械伤害的作用；顶升气缸93螺接固定于升降平台76上，顶升板94螺接固定于顶升气缸93上，电动滚筒95、无动力滚筒96两端通过销孔固定于滚筒安装板97上，导向杆98固定在顶升板94上，起到升降过程的导向作用。

所述托盘模块103由底板104、转盘105、限位块106、托盘骨架107、丝杆螺母结构108、夹紧机构109、直线滑轨机构110、上板111、缓冲板112组成。所述托盘骨架107及滑轨110通过螺钉固定在底板104上，上板111通过螺钉固定在托盘骨架107上，底板104螺接固定有限位块106，丝杆螺母108通过螺杆座，固定在底板104上，其上固定有转盘105；夹紧机构109一侧通过螺钉固定在底板104上，可通过自身销轴进行翻转，起到工件的定位作用；另一侧通过螺钉固定在直线滑轨机构110上，滑轨机构又与丝杆螺母机构108的螺母通过螺钉固定，可在丝杆螺母机构螺杆的带动下沿滑轨110进行滑动，缓冲板112采用耐磨尼龙材料，安装在底板104两端，可起到托盘运动过程的缓冲作用。

所述传输模块116，主要包括基础框架117、链轮传输机构118、检测机构。根所述的基础框架117，由支撑框架119、传输机构支撑120、气缸组成121；所述的链轮传输机构118由传输电机122、链条123、链轮124、链轮固定骨架125、限位弯角126、电机固定板127、传动轴128、支撑型材129；所述检测机构由传输到位传感器130、固定弯角131组成。所述气缸121及传输机构支撑120螺接固定在支撑框架119上，所述链轮固定骨架125通过螺钉安装固定在传输支撑120，电机固定板127又通过螺栓固定于链轮固定骨架125上；所述传输电机122固定在电机固定板127上，与链轮124通过键链接，实现传动；所述传动轴128两端各通过键连接一个链轮124，链轮124与链条123啮合；所述支撑型材129与链轮骨架125螺接固定，起到支撑固定的作用，所述固定弯角131螺接固定在骨架上，传输到位传感器130固定在固定弯角131上。

本实施例的工作过程包括拼装及上件、传输、装配、下件作业四个阶段。

在拼装及上下件作业时，主要依据装配工艺需求及作业场地情况，合理规划布局，可选择任意数量的装配模块1、转向模块2、上下件模块3、传输模块116进行柔性组合，形成U字型、I字型、O字型等各种布局形式和工位数量的可重组柔性装配脉动线进行装配作业，如图1，图2，图3所示。再依据装配模块1数量，选择相应数量的托盘模块103，放置于上下件模块升降平台、装配模块基础底板上。再通过上述各模块底部通过两个支撑脚板的调节螺杆114及螺母115，快速调整各模块水平及各模块传输机构的高度，使其位于同一水平线上，通过如图10所示的连接线缆及一分多的气管接头、短连气管，快速接插实现可重组柔性装配脉动线气路、电路的连通，完成可重组柔性装配脉动线的组装。

在上件作业过程中，首先通过按钮盒75上“下降“按钮，发送控制信号至升降伺服电机85，升降伺服电机85按控制信号转动带动齿轮77在齿条78上转动，进一步的带动升降平台76沿滑轨79滑动，经过原点位置传感器81，将原点位置返回至伺服电机，伺服电机确定原点位置后，再按指令下降至下限位传感器82处。作业人员将工件放置在升降平台76上的托盘模块103上。并将托盘模块103的四个限位块106全部沿销轴转动，使其处于站立状态，再转动转盘105，带动丝杆螺母结构108转动，进一步的带动与直线滑轨机构110相连接的2个限位块运动，直至夹紧工件。再通过按钮盒75上”上升”按钮，发送控制信号至升降伺服电机85，升降伺服电机85按控制信号转动带动齿轮77在齿条78上转动，进一步的带动升降平台76沿滑轨79滑动，直至上限位传感器83处，停止运动。进一步的点击按钮盒75的“放行”按钮，若此时工件需直线流入下一模块则传输电机87得到信号，带动链轮88及传动轴89转动，进一步的链轮88带动U型板链86转动，将托盘模块103及工件传输至下一模块，当传输到位传感器99检测到托盘模块103已完全流出，反馈信号至传输电机87，传输电机87停止运动。若此时工件需横移流入下一模块，则升降伺服电机85得到信号，带动升降平台76向下运动，运动距离与顶升气缸93顶升行程相等，进一步的顶升气缸93得到信号，顶升气缸93顶升，进一步的带动顶升横移机构73全部垂直沿着导向杆98向上顶升，顶升到位后，电动滚筒95得到信号转动，工装托盘103与无动力滚筒组96发生相对运动，产生静摩擦力带动无动力滚筒组96转动，将工装托盘103流入下一工位，待横移到位传感器检测到工装托盘103完全流出后，反馈信号至电动滚筒，电动滚筒95整体停止运动，升降伺服电机85得到信号，重新带动升降平台76上升至上限位传感器82处，停止运动，完成工件上件。

在传输作业过程中，若工件需要换向传输则需流入换向模块，则托盘模块103流入换向模块前，换向模块驱动电机59得到信号后转动，带动传动轴62及锥形齿轮组65转动，进一步的锥形齿轮组65带动积放辊轮66、滚轮68转动。当托盘模块103流入时首先经过无动力滚筒组96，无动力滚筒组96在相对运动静摩擦力的带动下转动，将托盘模块103平稳的传输至滚轮68、传动滚筒组69处，继续向前流入，进一步的传输到位传感器56检测到托盘模块103流入，发送信号至阻挡气缸58，气缸得到信号升起，将托盘模块103固定在旋转平台46上。进一步的回转交流电机52得到信号带动回转支撑53进行转动，进一步的回转支撑53带动旋转平台46及托盘模块103、感应杆54转动。进一步的，旋转到位后，感应杆54转动至旋转到位传感器55处，旋转到位传感器55得到信号，发送指令至回转电机，回转电机停止运动。进一步的阻挡气缸58得到信号后回落，托盘模块103重新向下一模块运动，流入下一模块。若工件仅需直线传输，则流入传输模块，在托盘模块103流入前，传输电机122得到信号带动链轮124转动，进一步的链轮124又带动传动轴128及链条123转动，托盘模块103在链轮124的带动下流入传输模块，待传输到位传感器130得到信号后，气缸121得到信号，并向上顶升，阻挡托盘模块103继续向前运动，直至收到放行信号，气缸121回落，托盘模块103在链轮124的带动下流入下一模块，传输到位传感器124检测到托盘已流出，反馈信号至传输电机122，并使其停止运动，当前传输结束。

在装配作业过程中，托盘模块103流入前，传输电机16得到信号，带动齿轮组15及传动轴14转动。进一步的传动轴14带动两端的链轮13转动，进一步的链轮13带动U型板链转动，将托盘模块103传输至传输机构5，光电传感器25检测到托盘流入后，反馈信号至传输电机16，使得其停止运动。

进一步的，装配作业过程中，作业人员在装配工件超出自身高度或需要转向装配时，可以依据人体工程学需要，点动控制按钮盒10，实现托盘模块103的升降、旋转，其具体实施方法为：点击控制按钮盒10“升降”按钮，伺服电机17得到信号，带动齿轮沿齿条17转动，进而带动基础底板沿滑轨20上下运动，实现工装托盘103的升降，升降过程中通过上限位传感器23、24下限位传感器24确定运动过程中的上限位、下限位以确保机构的运动安全，防止误操作导致运动超过行程。进一步的，通过控制按钮盒“顶升旋转按钮”，向顶升气缸27发送信号。使其顶升，并带动回转轴承28、定位块29、顶升盘31、旋转盘32沿着导向杆30垂直运动，使得旋转盘32远离辅助定位机构33，作业人员可手动无阻碍转动旋转盘32，并通过旋转盘32上定位块29固定托盘模块103，使其与旋转盘32同步转动。进一步作业过程中，作业人员可通过气动拧紧工具36拧紧工件，并通过照明35提升工装配模块1照度通过工控机平板39读取工艺文件，查看装配作业步骤。完成作业后，通过点击控制按钮盒“回落”按钮，发送信号至气缸，气缸回落，点击控制按钮盒“放行”按钮，伺服电机17得到信号，带动基础底板11上升直至原点位置传感器22处，停止运动。传输电机16得到信号，带动传输机构5中主传输机构、辅助传输机构中U型板链12转动，将托盘模块103平稳流入下一模块。

在下件作业过程中，完成装配的工件随着工装托盘103重新向上下件模块3流入，上下件模块3根据物料流向，判断托盘模块103是直线流入或需横移流入。若工件仅需直线流入则传输电机87得到信号，带动链轮88及传动轴89转动，进一步的链轮88带动U型板链86转动，将托盘模块103及工件传输至上件工位，直至传输到位传感器99检测到托盘模块103已完全流入，反馈信号至传输电机87，传输电机87停止运动。若此时工件需横移流入下一模块，则升降伺服电机85得到信号，带动升降平台76向下运动，运动距离与顶升气缸93顶升行程相等，进一步的顶升气缸93得到信号，顶升气缸93顶升，进一步的带动顶升横移机构73全部垂直沿着导向杆98向上顶升，顶升到位后，电动滚筒95得到信号转动，工装托盘103与无动力滚筒组96发生相对运动，产生静摩擦力带动无动力滚筒组96转动，将工装托盘103流入，待横移到位传感器101检测到工装托盘103完全流入后，反馈信号至电动滚筒95，电动滚筒95整体停止运动，升降伺服电机85得到信号，重新带动升降平台76上升至上限位传感器82处，停止运动。点击控制按钮盒“下降”按钮，送控制信号至升降伺服电机85，升降伺服电机85按控制信号转动带动齿轮77在齿条78上转动，进一步的带动升降平台76沿滑轨79滑动，经过原点位置传感器81，将原点位置返回至伺服电机，伺服电机确定原点位置后，再按指令下降至下限位传感器82处。作业人员将转动转盘105，带动丝杆螺母结构108转动，进一步的带动与直线滑轨机构110相连接的2个限位块运动，直至工件完全松开，将限位块106放下，取下工件，完成工件的一次装配作业。再依次循环，直至所有工件均装配完成。

本发明提供了一种模块化可重组柔性装配脉动线，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (10)

1.一种模块化可重组柔性装配脉动线，其特征在于，包括托盘模块、上下件模块、传输模块、转向模块、装配模块、；

所述可重组柔性装配脉动线采用快速柔性组合的方式，包括可重组柔性装配脉动线机械部分的快速柔性组合和电路气路的快速组合；

所述可重组柔性装配脉动线机械部分的快速柔性组合是指：在可重组柔性装配脉动线进行拼装时，摆放到位后，依据可重组柔性装配脉动线底部的调平螺杆和调节螺母配合调平，同时转向模块的传输接口处均采用惰轮、无动力滚筒进行传输过渡，装配模块的接口处采用辅助传输机构用于传输过渡，实现上下件模块、传输模块、转向模块、装配模块拼接之后工件及工装托盘传输时的过渡；

所述气路电路的快速组合是指上下件模块、传输模块、转向模块、装配模块气路、电源电路的电缆、信号电路的电缆均采用一进多出的形式，气管通过一分多的气管接头，将接入的一路压缩空气，分配给上下件模块的顶升气缸，以及传输模块、转向模块、装配模块内部需要用气的元气件；电源电路的电缆通过其一端的一路总输入，另一端再通过对接入电源电路的电缆接入上下件模块、传输模块、转向模块、装配模块内部需要供电的元器件；

信号电路的电缆一端采用多芯连接器，将网络及控制信号集成一路再分配至信号电路线缆至需要进行信号传输的元器件上。

2.根据权利要求1所述的一种模块化可重组柔性装配脉动线，其特征在于，所述装配模块包括装配模块基础框架、装配模块传输机构、装配模块升降机构、顶升旋转机构、装配模块检测机构、装配工具机构和控制按钮，用于装配作业。

3.根据权利要求2所述的一种模块化可重组柔性装配脉动线，其特征在于，所述装配模块基础框架用于安装固定。

4.根据权利要求3所述的一种模块化可重组柔性装配脉动线，其特征在于，所述装配模块基础框架用于安装固定；

所述装配模块传输机构包括主传输机构及辅助传输机构，其中主传输机构包括主传输机构基础底板、主传输机构的U型板链、主传输机构的传输电机、链轮、传动轴、齿轮组、主传输机构的装饰罩；辅助传输机构包括辅助传输机构的基础底板、辅助传输机构的U型板链、辅助传输机构的传输电机、链轮、传动轴、齿轮组、辅助传输机构的装饰罩；

所述装配模块升降机构包括伺服电机、齿轮、齿条、滑块、滑轨、线缆拖链、原点位置传感器、上限位传感器、下限位传感器；

所述装配模块检测机构包括位置检测光电传感器和固定弯角；

所述顶升旋转机构包括顶升气缸、回转轴承、定位块、导向杆、顶升盘、旋转盘、辅助定位结构；

所述装配工具机构包括桁架、照明、气动拧紧工具、平衡器、探照灯、工控机平板、工控机平板支撑；

其中，齿条和滑轨螺接固定于装配模块基础框架上，主传输机构基础底板背部与滑块螺接固定，滑块放置于滑轨上；

线缆拖链的固定部分固定于装配模块基础框架上；线缆拖链的活动部分与基础底板固定，能够随基础底板进行升降；

原点位置传感器、上限位传感器、下限位传感器螺接均固定在滑轨一侧；

主传输机构U型板链螺接固定在主传输机构基础底板上，伺服电机固定在主传输机构基础底板上，齿轮与伺服电机之间通过键连接固定并与齿条啮合；

主传输机构的传输电机螺接固定于基础底板上，通过主传输机构的齿轮组带动其传动轴转动，主传输机构的传动轴连端通过键连接固定有链轮，与U型板链啮合；

主传输机构的装饰罩与其回板链内侧固定；

顶升气缸和导向杆螺接固定于基础底板上，顶升盘固定于顶升气缸上，回转轴承在顶升盘上螺接固定，旋转盘固定于回转轴承上，能够跟随回转轴承转动，定位块固定于旋转盘上，起到托盘模块的辅助定位作用；

辅助定位结构螺接固定于基础底板上，通过辅助定位机构内部弹簧顶推与旋转盘接触，位置检测光电传感器固定于固定弯角上，固定弯角螺接紧固在基础底板上；

辅助传输机构的基础底板与装配模块基础框架向外的一端固定，辅助传输机构的传输电机螺接固定在辅助传输机构底板上，辅助输机构的传输电机螺接固定于辅助传输机构的基础底板上，通过辅助传输机构齿轮组带动其辅传动轴转动，传动轴连端通过键连接固定有链轮，与辅助传输机构的U型板链啮合；桁架固定于装配模块基础框架背部，照明与桁架型材螺接固定，平衡器固定在桁架上，气动拧紧工具挂装在平衡器上，探照灯螺接固定在桁架上，工控机平板支撑通过螺钉紧固在桁架上，工控机平板又固定于工控机平板支撑上，控制按钮螺接固定在装配模块基础框架两侧。

5.根据权利要求4所述的一种模块化可重组柔性装配脉动线，其特征在于，所述转向模块包括转台框架、转向模块换向机构、转向模块传输机构、转向模块检测机构、转向模块装饰罩，用于换向传输。

6.根据权利要求5所述的一种模块化可重组柔性装配脉动线，其特征在于，所述转向模块换向机构包括回转交流电机、回转支撑、旋转平台；

所述转向模块检测机构包括感应杆、旋转到位传感器、传输到位传感器、传感器固定弯角；

所述转向模块传输机构包括阻挡气缸、驱动电机、链条、链轮、传动轴、辊道型材、推力球轴承、锥型齿轮组、积放辊轮、滚轮组、传动滚筒组；

所述转台框架两端固定有过渡轮支撑和过渡轮、惰轮支撑和惰轮，用于传输过程中的平滑过渡；

所述回转交流电机、回转支撑通过螺钉螺接紧固在转台框架上，所述回转交流电机可带动回转支撑转动；

所述旋转平台固定于回转支撑上，跟随回转支撑旋转；

所述驱动电机固定抱箍固定在旋转平台背面，链轮通过键链接随驱动电机转动，同时与链条啮合，链条一端与驱动电机链轮啮合，另一端与固定在传动轴上的链轮啮合；

传动轴上通过键连接，固定有锥型齿轮组，锥形齿轮组转动带动滚轮组、积放辊轮进行转动，滚轮组、积放辊轮通过推力球轴承进行支撑，推力球轴承通过轴承座螺接固定与辊道型材上，传动滚筒组两端固定在辊道型材上，辊道型材通过螺钉固定在旋转平台上；

感应杆通过螺钉固定背装在旋转平台上，旋转到位传感器通过固定弯角固定在基础平台上，传输到位传感器固定在传感器固定弯角上，传感器固定弯角又通过螺钉固定在转台上；

阻挡气缸固定在旋转平台两端，气缸在顶升状态下能够阻挡托盘模块运动，下降状态下能够放行托盘模块。

7.根据权利要求6所述的一种模块化可重组柔性装配脉动线，其特征在于，所述上下件模块包括升降平台基础框架、升降平台升降机构、升降平台传输机构、顶升横移机构、升降平台检测机构、按钮盒，用于工件上下线。

8.根据权利要求7所述的一种模块化可重组柔性装配脉动线，其特征在于，

所述升降平台升降机构包括升降平台、齿轮、齿条、滑轨、滑块、原点位置传感器、上限位传感器、下限位传感器、拖链、升降伺服电机；

所述升降平台传输机构包括U型板链、传输电机、链轮、传动轴、齿轮组、装饰罩；

所述顶升横移机构包括顶升气缸固定板、顶升气缸、顶升板、电动滚筒、无动力滚筒组、滚筒安装板、导向杆；

所述升降平台检测机构包括传输到位传感器及其固定弯角，横移到位传感器及其固定弯角；

所述齿条、滑轨螺接固定于升降平台基础框架上，所述齿轮与齿条啮合，齿轮通过键连接由升降伺服电机带动在齿条上转动；

升降平台与滑块通过螺接固定，滑块在滑轨上滑动，原点位置传感器、上限位传感器、下限位传感器通过螺钉固定于滑轨上，用于伺服电机的原点和初始位置检测；

拖链的固定部分与升降平台基础框架上部通过螺钉进行固定，拖链的活动部分与升降平台固定进行升降运动；

U型板链螺接固定在升降平台上，齿轮与升降伺服电机之间通过键连接固定并与齿条啮合；

传输电机螺接固定于升降平台上，通过齿轮组带动传动轴转动，传动轴连端通过键连接固定有链轮，与回板链啮合；

装饰罩与回板链内侧固定；

顶升气缸通过顶升气缸固定板螺接固定于升降平台上，顶升板螺接固定于顶升气缸上，电动滚筒、无动力滚筒两端通过销孔固定于滚筒固定板上，导向杆固定在顶升板上，起到升降过程的导向作用；

所述按钮盒固定在升降平台基础框架侧面，使用时通过按钮盒来控制升降伺服电机动作，进行上下件。

9.根据权利要求8所述的一种模块化可重组柔性装配脉动线，其特征在于，所述工装托盘模块包括底板、转盘、限位块、托盘骨架、丝杆螺母机构、夹紧机构、直线滑轨机构、上板、缓冲板，用于工件的放置及装夹；

所述托盘骨架和直线滑轨机柜通过螺钉固定在底板上，上板通过螺钉固定在托盘骨架上，上板背部螺接固定有限位块，丝杠螺母机构通过丝杆螺母座固定在底板上，丝杠螺母机构上固定有转盘；

夹紧机构一侧通过螺钉固定在底板上，能够通过自身销轴进行翻转，起到工件的定位作用；另一侧通过螺钉固定在滑轨机构上，滑轨机构又与丝杆螺母的螺母通过螺钉固定，能够在丝杠螺母机构螺母的带动下沿滑轨进行滑动，缓冲板采用耐磨尼龙材料，安装在托盘底板两端，起到托盘运动过程的缓冲作用。

10.根据权利要求9所述的一种模块化可重组柔性装配脉动线，其特征在于，所述传输模块包括传输模块基础框架、链轮传输机构、传输模块检测机构；

所述传输模块基础框架包括传输模块支撑框架、传输模块支撑、传输模块气缸；

所述链轮传输机构包括传输电机、链条、链轮、链轮固定骨架、限位弯角、电机固定板、传动轴、支撑型材；

所述传输模块检测机构包括传输到位传感器、固定弯角；

所述传输模块气缸和传输模块支撑螺接固定在支撑框架上，所述链轮固定骨架通过螺钉安装固定在传输模块支撑上，用于阻挡和放行托盘模块；

所述电机固定板通过螺栓固定于链轮固定骨架上；

所述传输电机固定在电机固定板上，与链轮通过键链接，实现传动；

所述传动轴两端各通过键连接一个链轮，链轮与链条啮合；

所述支撑型材与链轮固定骨架螺接固定，起到支撑固定的作用；

所述限位弯角与支撑型材外侧螺接固定，起到给托盘模块运动限位的作用，确保托盘模块沿直线传输；

所述固定弯角螺接固定在链轮固定骨架上，传输到位传感器固定在固定弯角上。

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