CN114799842B - 光机模块组合式装配系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光机模块组合式装配系统，包括沿传送平台输送方向设置的第一末端工具和第二末端工具，第一末端工具和第二末端工具均通过二维桁架悬置在传送平台上方，二维桁架用于带动对应的末端工具在水平面内移动；第一末端工具包括基板，基板下侧转动安装有两根平行设置的丝杆，丝杆上均螺纹套装有两组夹持块，基板上设有用于驱动丝杆转动的第二驱动机构，夹持块与基板滑动配合。第二末端工具用于抓取光机模块在空间内移动，传送平台在靠近第二末端工具的位置设有六轴机械臂，六轴机械臂上设有螺钉自动安装装置。本发明的有益效果是：能够实现高能固体激光器中各个光机模块的自动化组装。

Description

光机模块组合式装配系统

技术领域

本发明涉及高能量固体激光装置领域，具体涉及一种光机模块组合式装配系统。

背景技术

高能固体激光器具有光机模块种类多、安装工艺复杂的特点，如何实现各光机模块的精密装配是一项技术难题。在现有技术中，主要是依靠人工装配，存在劳动强度大、安全性差和装配精确度欠缺等技术问题。因此，为减少安装强度和提高安装的准确度，很有必要设计一种自动化装配系统。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种光机模块组合式装配系统，能够实现高能固体激光器中各个光机模块的自动化组装。

为实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种光机模块组合式装配系统，其关键在于：包括传送平台，以及沿传送平台输送方向依次设置的第一末端工具和第二末端工具，所述第一末端工具和第二末端工具均通过二维桁架悬置在传送平台上方，所述二维桁架用于带动对应的末端工具在水平面内移动；

所述第一末端工具包括滑座，所述滑座通过升降机构可上下移动地安装在对应的二维桁架上，所述滑座上转动安装有基板和用于驱动基板转动的第一驱动机构，所述基板下侧转动安装有两根平行设置的丝杆，各个所述丝杆上均螺纹套装有两组夹持块，所述基板上设有用于驱动所述丝杆转动的第二驱动机构，所述夹持块与基板滑动配合，在第二驱动机构的驱动作用下，同一丝杆上的两组夹持块能够相互靠拢；

所述传送平台在对应第一末端工具的位置设有第三末端工具，所述第三末端工具包括电机，所述电机通过三维运动模组活动设置在传送平台一侧，所述电机的输出轴上安装有夹持部件；

所述第二末端工具用于抓取光机模块在空间内移动，所述传送平台在靠近第二末端工具的位置设有六轴机械臂，所述六轴机械臂上设有螺钉自动安装装置。

作为优选：所述第二驱动机构包括驱动其中一根丝杆转动的第二电机、分别固套在两根所述丝杆端部的第一带轮和第二带轮，以及套装在所述第一带轮和第二带轮的皮带。

作为优选：所述第二末端工具包括通过升降气缸升降安装在对应二维桁架上的升降座，所述升降座上转动安装有支撑板和用于驱动支撑板转动的第三驱动机构，所述支撑板上转动安装有两根互相垂直的螺杆，各个所述螺杆均螺纹套装有两组夹紧块，所述夹紧块均与支撑板滑动配合，所述支撑板上设有两组第三电机，分别用于驱动两根所述螺杆转动。

作为优选：所述传送平台上设有托盘。

作为优选：所述传送平台包括第一传送带，以及垂直衔接在第一传送带两端的第二传送带和第三传送带，其中，所述第一传送带端部配置有AGV小车，所述第三传送带端部配置有对接车。

作为优选：所述对接车底部设有两组向前凸出的定位球，所述第三传送带下方固设有第一定位块和第二定位块，其中，所述第一定位块上设有与定位球相适应的球形槽，第二定位块上设有与第二定位块相适应的V型槽。

作为优选：所述对接车前侧通过二维平移模组安装有手爪，所述二维平移模组能够带动手爪升降和左右移动。

本发明的有益效果是：

采用本发明提供的光机模块组合式装配系统，在第一末端工具、第三末端工具及相应二维桁架的协同作用下，能够实现光机模块的抓取、翻转、移动、定位和安装对接。在第二末端工具、六轴机械臂及螺钉自动安装装置的协同作用下，能够实现各个光机模块之间的螺钉锁附。光机模块的拼装和螺钉锁附能够在传送平台的作用下多次往返执行，具有自动化程度高、装配精确性好的技术优势，可充分释放人力和提高安装的准确度。

附图说明

图1为本发明光机模块组合式装配系统的结构示意图；

图2为第一末端工具2的分解结构示意图；

图3为基板2b及其上相应部件的的结构示意图；

图4为第三末端工具5剖视图；

图5为第二末端工具3的结构示意图；

图6为支撑板3c及其上相应部件的的结构示意图（支撑板3c顶侧视角）；

图7为支撑板3c及其上相应部件的的结构示意图（支撑板3c底侧视角）；

图8为对接车10的结构示意图；

图9为第一定位块11的结构示意图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种光机模块组合式装配系统，该系统包括传送平台1，传送平台1由第一传送带1a、第二传送带1b和第三传送带1c组成，第一传送带1a负责水平输送物品，在第一传送带1a的输送方向依次设置的第一末端工具2和第二末端工具3，该第一末端工具2和第二末端工具3均通过二维桁架4悬置在传送平台1上方。

请参图2所示，第一末端工具2包括滑座2a，滑座2a通过升降机构2g可上下移动地安装在对应的二维桁架4上，滑座2a上转动安装有基板2b和用于驱动基板2b转动的第一驱动机构2c，在本实施中，第一驱动机构2c为电动机。再由图3可以看出，基板2b下侧转动安装有两根平行设置的丝杆2d，每根丝杆2d上均螺纹套装有两组夹持块2e，基板2b上设有用于驱动丝杆2d转动的第二驱动机构2f，夹持块2e与基板2b滑动连接。基于此，第二驱动机构2f工作，即可驱动同一丝杆2d上的两组夹持块2e相互靠拢，从而形成一种夹持机构。由于光机模块普遍为矩形块状结构，所以通过两根平行的丝杆2d带动四个夹持块2e相互靠拢夹紧方式，特别适合于抓取光机模块。再结合二维桁架4带动基板2b在水平面内移动、升降机构2g带动基板2b上下移动、以及第一驱动机构2c带动基板2b翻转运动，能够保证第一末端工具2实现光机模块的抓取、翻转、移动、定位、安装对接等任务。

进一步的，如图3所示，第二驱动机构2f包括驱动其中一根丝杆2d转动的第二电机2f4、分别固套在两根所述丝杆2d端部的第一带轮2f1和第二带轮2f2，以及套装在所述第一带轮2f1和第二带轮2f2的皮带2f3。如此设计，通过单组电机即可实现四个夹持块2e的夹紧运动，具有结构简单、可靠性好的技术优势。

再如图1和4所示，第一传送带1a在对应第一末端工具2的位置设有第三末端工具5，该第三末端工具5包括电机5a，电机5a通过三维运动模组5b活动设置在第一传送带1a的一侧，电机5a的输出轴上安装有夹持部件5c，通过电机5a的转动以及三维运动模组5b在空间内上、下、左、右、前、后的运动，第三末端工具5不仅能够实现光机模块的安装对接任务，还可以与第一末端工具2协同工作，以实现相对复杂的装配工况。

在本实施中，如图5所示，第二末端工具3包括通过升降气缸3b升降安装在对应二维桁架4上的升降座3a，升降座3a上转动安装有支撑板3c和用于驱动支撑板3c转动的第三驱动机构3d。再由图6和图7可以看出，支撑板3c上转动安装有两根互相垂直的螺杆3e，一根螺杆3e位于支撑板3c上侧，另一根螺杆3e位于支撑板3c下侧。两根螺杆3e上均螺纹套装有两组夹紧块3f，各个夹紧块3f均与支撑板3c滑动配合，支撑板3c上设有两组第三电机3g，两组第三电机3g分别用于驱动两根螺杆3e转动。基于此，两组第三电机3g工作，在两根螺杆3e的传动作用下，四个夹紧块3f能够从四个方向靠拢，从而形成一种夹持机构。此种夹持方式同样也很适用于抓取矩形结构的光机模块。再结合二维桁架4带动支撑板3c在水平面内移动、升降气缸3b带动支撑板3c上下移动、以及第三驱动机构3d带动支撑板3c翻转运动，能够保证第二末端工具3实现抓取光机模块在空间内移动。

再如图1所示，第一传送带1a在靠近第二末端工具3的位置设有六轴机械臂6，六轴机械臂6上设有螺钉自动安装装置7，将六轴机械臂6和螺钉自动安装装置7配置在靠近第二末端工具3的位置，能够与第二末端工具3协同作用，实现各个光机模块之间的螺钉装配。

进一步的，六轴机械臂6通过平移台14可移动地安装在第一传送带1a一侧，第一传送带1a两侧还通过气缸15设置有夹紧条16，传送平台1上设有用于支托光机模块的托盘8，托盘8移动至夹紧条16位置后，气缸15使两侧的夹紧条16向内靠拢，将托盘8夹紧，此时六轴机械臂6直线运动即可带动螺钉自动安装装置7去对托盘8上的光机模块装配螺钉。如此设计，螺钉自动安装装置7可以直接在第一传送带1a上进行螺钉安装，还可以与第二末端工具3协同安装。

再如图1所示，第二传送带1b和第三传送带1c垂直衔接在第一传送带1a两端。第一传送带1a端部配置有AGV小车9，AGV小车9可用于物料转运、自动导航和对接。第三传送带1c端部配置有对接车10，从图8可以看出，对接车10底部设有万向轮10b，对接车10可实现安装完成的模块的物流接驳和对接。

再如图8和9所示，对接车10底部设有两组向前凸出的定位球10a，第三传送带1c下方固设有第一定位块11和第二定位块12，其中，所述第一定位块11上设有与定位球10a相适应的球形槽11a，第二定位块12上设有与第二定位块12相适应的V型槽12a。通过定位球10a与球形槽11a和V型槽12a的配合，可实现对接车10的精准定位，保证整体的对接精度。

为方便抓取成品，对接车10前侧通过二维平移模组13安装有手爪14，二维平移模组13能够带动手爪14升降运动和左右移动。

在本实施中，二维平移模组13、二维桁架4、三维运动模组5b等组件均是现有成熟技术，可以直接采用直线模组或直线气缸组合实现，本实施例不再详细赘述。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种光机模块组合式装配系统，其特征在于：包括传送平台（1），以及沿传送平台（1）输送方向依次设置的第一末端工具（2）和第二末端工具（3），所述第一末端工具（2）和第二末端工具（3）均通过二维桁架（4）悬置在传送平台（1）上方，所述二维桁架（4）用于带动对应的末端工具在水平面内移动；

所述第一末端工具（2）包括滑座（2a），所述滑座（2a）通过升降机构（2g）可上下移动地安装在对应的二维桁架（4）上，所述滑座（2a）上转动安装有基板（2b）和用于驱动基板（2b）转动的第一驱动机构（2c），所述基板（2b）下侧转动安装有两根平行设置的丝杆（2d），各个所述丝杆（2d）上均螺纹套装有两组夹持块（2e），所述基板（2b）上设有用于驱动所述丝杆（2d）转动的第二驱动机构（2f），所述夹持块（2e）与基板（2b）滑动配合，在第二驱动机构（2f）的驱动作用下，同一丝杆（2d）上的两组夹持块（2e）能够相互靠拢；所述第二驱动机构（2f）包括驱动其中一根丝杆（2d）转动的第二电机（2f4）、分别固套在两根所述丝杆（2d）端部的第一带轮（2f1）和第二带轮（2f2），以及套装在所述第一带轮（2f1）和第二带轮（2f2）上的皮带（2f3）；

所述传送平台（1）在对应第一末端工具（2）的位置设有第三末端工具（5），所述第三末端工具（5）包括电机（5a），所述电机（5a）通过三维运动模组（5b）活动设置在传送平台（1）一侧，所述电机（5a）的输出轴上安装有夹持部件（5c）；

所述第二末端工具（3）用于抓取光机模块在空间内移动，第二末端工具（3）包括通过升降气缸（3b）升降安装在对应二维桁架（4）上的升降座（3a），升降座（3a）上转动安装有支撑板（3c）和用于驱动支撑板（3c）转动的第三驱动机构（3d），支撑板（3c）上转动安装有两根互相垂直的螺杆（3e），一根螺杆（3e）位于支撑板（3c）上侧，另一根螺杆（3e）位于支撑板（3c）下侧，两根所述螺杆（3e）上均螺纹套装有两组夹紧块（3f），各个夹紧块（3f）均与支撑板（3c）滑动配合，支撑板（3c）上设有两组第三电机（3g），两组第三电机（3g）分别用于驱动两根螺杆（3e）转动；所述传送平台（1）在靠近第二末端工具（3）的位置设有六轴机械臂（6），所述六轴机械臂（6）上设有螺钉自动安装装置（7）；

所述传送平台（1）包括第一传送带（1a），以及垂直衔接在第一传送带（1a）两端的第二传送带（1b）和第三传送带（1c），其中，所述第一传送带（1a）端部配置有AGV小车（9），所述第三传送带（1c）端部配置有对接车（10）；所述对接车（10）底部设有两组向前凸出的定位球（10a），所述第三传送带（1c）下方固设有第一定位块（11）和第二定位块（12），其中，所述第一定位块（11）上设有与定位球（10a）相适应的球形槽（11a），第二定位块（12）上设有与第二定位块（12）相适应的V型槽（12a）；所述对接车（10）前侧通过二维平移模组（13）安装有手爪（14），所述二维平移模组（13）能够带动手爪（14）升降和左右移动；

所述第一传送带（1a）两侧通过气缸（15）设置有夹紧条（16），第一传送带（1a）上设有用于支托光机模块的托盘（8），托盘（8）移动至夹紧条（16）位置后，气缸（15）能够两侧的夹紧条（16）向内靠拢，将托盘（8）夹紧，所述六轴机械臂（6）通过平移台可移动地安装在第一传送带（1a）。