CN115070386A - 一种簧片与齿轮盖自动组装设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动装配设备技术领域，提供一种簧片与齿轮盖自动组装设备，包括依次设置的上料单元、预装单元、转运单元及装配单元，上料单元用于簧片的上料，预装单元用于簧片的检测和预装，转运单元用于将合格的簧片转运至装配单元，装配单元用于簧片与齿轮盖的压装、下料；预装单元具有检测机构，该检测机构包括带输料槽的底架、置于底架内顶料用的第一气动夹爪及位于底架上方检测用的第二气动夹爪；第二气动夹爪的两气爪相对面均设有与簧片配作的卡槽，且其中一卡槽上方的气爪安装有测距传感器。本发明通过第二气动夹爪上的卡槽与测距传感器可以分别检测簧片的弯曲程度与宽度，合格的簧片可以顺利送去预装，提高了装配效率。

Description

一种簧片与齿轮盖自动组装设备

技术领域

本发明涉及自动装配设备技术领域，具体涉及一种簧片与齿轮盖自动组装设备。

背景技术

目前，如图1所示，具有接线端口11´的齿轮盖1´通过6块簧片2´实现与箱体（图中未示出）的快速卡接，而6块簧片2´需要预先装配到齿轮盖1´上，之后再对接线端口11´通电以检测其是否受到簧片2´装配过程的影响。

因簧片尺寸小，形状特殊，现有技术中通常由人工来完成。但是，人工装配主要存在以下缺点：

1、簧片2´的尺寸、形状（弯曲程度）依靠工人肉眼检测，在装配时簧片2´无法插入齿轮盖1´即判断为不合格，这种后置检测方式严重影响装配效率；或者通过外力将勉强可以插入齿轮盖1´的簧片2´强行压入齿轮盖1´，非常不利于后续使用。

2、每件齿轮盖1´需要装配6块簧片2´，劳动量大，装配效率低，且受工人自身熟练程度的影响而导致产品一致性差。

3、簧片2´装配后对接线端口11´的通电检测也是由人工完成，具有一定的安全隐患。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种簧片与齿轮盖自动组装设备，以解决现有技术中簧片的尺寸、形状（弯曲程度）依靠工人肉眼这种后置检测方式严重影响装配效率的问题。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

一种簧片与齿轮盖自动组装设备，包括依次设置的：

上料单元，用于簧片的上料；

预装单元，用于簧片的检测和预装；

转运单元，用于将合格的簧片转运至装配单元；及

装配单元，用于簧片与齿轮盖的压装、下料；

其中，所述预装单元具有检测机构，该检测机构包括带输料槽的底架、置于所述底架内顶料用的第一气动夹爪及位于所述底架上方检测用的第二气动夹爪；所述第二气动夹爪的两气爪相对面均设有与所述簧片配作的卡槽，且其中一卡槽上方的气爪安装有测距传感器。

可选地，所述上料单元包括振动盘及连接于所述振动盘出料口的直震器；

所述输料槽与所述直震器的出料口相连接；

所述第一气动夹爪连接于第一双杆气缸的推板上且位于所述输料槽正下方，所述第一双杆气缸固定安装于所述底架内。

可选地，所述预装单元包括用于实现所述第二气动夹爪三轴移动的第一XYZ三轴移动机构及分别位于所述底架两侧的两套预装机构；

每套所述的预装机构设有预装板，以用于所述簧片的厚度检测和预装。

可选地，所述第一XYZ三轴移动机构包括第一丝杆模组、第一滑轨、第一支架、第二丝杆模组及滑台气缸；

所述第一支架一侧下端与所述第一丝杆模组相传动连接、另一侧下端与所述第一滑轨滑动连接；

所述第二丝杆模组固定连接于所述第一支架上端；

所述滑台气缸与所述第二丝杆模组相传动连接；

所述第二气动夹爪与所述滑台气缸相传动连接。

可选地，两套所述的预装机构位于所述第一丝杆模组与所述第一滑轨之间且位于所述第一支架下方；

每套所述的预装机构包括第一无杆气缸及与其滑块相连接的步进电机，所述步进电机输出端与所述预装板相连接、以驱动所述预装板按预设角度转动。

可选地，所述预装板上开设有6个用于预装所述簧片的插槽，每个插槽的位置与所述齿轮盖上的插孔匹配、宽度与所述簧片的厚度相等；

检测时，两块所述的预装板上各预装3块簧片，每两块相邻的簧片之间空出一个插槽，且两块所述的预装板上的簧片预装位置相互错开一个插槽。

可选地，所述转运单元包括带底座的机器人；

所述机器人设有绕X轴转动的连接板；

所述连接板底面连接有6件与所述插槽一一对应的第三气动夹爪；

所述第三气动夹爪以3件为一组分为两组。

可选地，所述装配单元包括Z轴往复送料机构及位于其一侧的第一至第五工位；

所述Z轴往复送料机构包括第二滑轨、载板及治具，所述载板通过伸缩气缸的驱动与所述第二滑轨滑动连接，所述治具连接于所述载板顶部、其在所述载板带动下可依次停留在所述第一至第五工位；

当所述治具停留在所述第一工位时，用于装载所述齿轮盖；

当所述治具停留在所述第二工位时，用于承接所述转运单元转运过来的簧片；

当所述治具停留在所述第三工位时，通过压装机构将所述簧片压入所述齿轮盖；

当所述治具停留在所述第四工位时，通过电检机构对所述齿轮盖的接线端口通电以检测在压装所述簧片后是否受损；

当所述治具停留在所述第五工位时，通过第二XYZ三轴移动机构完成下料。

可选地，所述压装机构包括依次连接的第二支架、升降气缸及压块；

所述电检机构包括依次连接的第三支架、第二双杆气缸及电检头；

所述第二XYZ三轴移动机构包括依次连接的第四支架、第二无杆气缸、第一转接板、第一三杆气缸、第二三杆气缸、第二转接板及真空吸盘，所述真空吸盘设有一对，所述第四支架一侧设有下料斜槽，所述下料斜槽位于所述真空吸盘的下方。

可选地，所述下料斜槽并列设有两条，其下端分别延伸至成品箱和次品箱。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过第二气动夹爪上的卡槽与测距传感器可以分别检测簧片的弯曲程度与宽度，合格的簧片可以顺利送去预装，提高了装配效率。

2、簧片的预装以相互错开的“3+3”方式完成，上料更加方便，能够防止簧片因相隔太近而发生干涉，同时有利于降低簧片厚度检测的误差。

3、弯曲程度与宽度合格的簧片通过带插槽的预装板的再次检测，可以得到厚度合格的簧片，进一步提高了装配效率。

4、通过压块能够将6块簧片一次性压入齿轮盖，提高了装配效率，保证了产品的一致性；而通过第二双杆气缸驱动电检头自动与齿轮盖的接线端口实现对接，消除了安全隐患，提高了电检操作的安全性。

5、通过两条并列设置的下料斜槽，可将接线端口通电不合格的已装配簧片的齿轮盖分拣出来，降低了后续人工拣选的劳动强度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为簧片与齿轮盖装配时的立体结构示意图；

图2为本发明的立体结构示意图；

图3为本发明在另一角度下的立体结构示意图；

图4为预装单元的立体结构示意图；

图5为检测机构（不含底架）的立体结构示意图；

图6为图5中局部A放大结构示意图；

图7为转运单元的立体结构示意图；

图8为装配单元（五工位叠加状态）的立体结构示意图；

图9为第二XYZ三轴移动机构（不含第四支架）的立体结构示意图。

附图标记说明如下：

1´、齿轮盖，11´、接线端口，2´、簧片；

1、振动盘，2、直震器；

100、检测机构，110、底架，120、第一气动夹爪，130、第二气动夹爪，131、卡槽，140、测距传感器，150、第一双杆气缸；

200、第一XYZ三轴移动机构，210、第一丝杆模组，220、第一滑轨，230、第一支架，240、第二丝杆模组，250、滑台气缸；

300、预装机构，310、预装板，320、第一无杆气缸，330、步进电机；

400、机器人，410、连接板，420、第三气动夹爪；

500、Z轴往复送料机构，510、第二滑轨，520、载板，530、治具；

600、压装机构，610、第二支架，620、升降气缸，630、压块；

700、电检机构，710、第三支架；

800、第二XYZ三轴移动机构，810、第四支架，820、第二无杆气缸，830、第一转接板，840、第一三杆气缸，850、第二三杆气缸，860、第二转接板，870、真空吸盘，880、下料斜槽。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

参见图1～图9所示，本发明提供了一种簧片与齿轮盖自动组装设备，包括依次设置的：

上料单元，用于簧片的上料；

预装单元，用于簧片的检测和预装；

转运单元，用于将合格的簧片转运至装配单元；及

装配单元，用于簧片与齿轮盖的压装、下料；

其中，预装单元具有检测机构100，该检测机构100包括带输料槽的底架110、置于底架110内顶料用的第一气动夹爪120及位于底架110上方检测用的第二气动夹爪130；第二气动夹爪130的两气爪相对面均设有与簧片配作的卡槽131，且其中一卡槽131上方的气爪安装有测距传感器140。

上料单元包括振动盘1及连接于振动盘1出料口的直震器2；输料槽与直震器2的出料口相连接，第一气动夹爪120连接于第一双杆气缸150的推板上且位于输料槽正下方，第一双杆气缸150固定安装于底架110内。

具体地，装入振动盘1的簧片在振动盘1和直震器2的作用下以直线方式排列进入输料槽，第一气动夹爪120伸出以夹取一件簧片的下部并将其顶出输料槽，由第二气动夹爪130伸出以夹住簧片弯曲的上部并对其进行检测，然后进行如下判断：若簧片能够卡入卡槽131（即被卡槽131夹住）且测距传感器140测得第二气动夹爪130两气爪之间的距离等于预设值（该值可以根据簧片的宽度设定），则表示该簧片的弯曲程度与宽度符合要求即合格，可以送去预装；若簧片未卡入卡槽131或测距传感器140测得第二气动夹爪130两气爪之间的距离不等于（大于或小于）预设值，则表示该簧片不合格，随后将之丢入废料箱（图中未示出）。即是说，通过第二气动夹爪130上的卡槽131与测距传感器140可以分别检测簧片的弯曲程度与宽度，合格的簧片可以顺利送去预装，提高了装配效率。

预装单元包括用于实现第二气动夹爪130三轴移动的第一XYZ三轴移动机构200及分别位于底架110两侧的两套预装机构300；每套预装机构300设有预装板310，以用于簧片的厚度检测和预装。

参见图4所示，第一XYZ三轴移动机构200包括第一丝杆模组210、第一滑轨220、第一支架230、第二丝杆模组240及滑台气缸250，第一支架230一侧下端与第一丝杆模组210相传动连接、另一侧下端与第一滑轨220滑动连接，第二丝杆模组240固定连接于第一支架230上端，滑台气缸250与第二丝杆模组240相传动连接，第二气动夹爪130与滑台气缸250相传动连接。即是说，分别通过第一丝杆模组210、第二丝杆模组240、滑台气缸250的驱动，第二气动夹爪130可以实现Z轴、Y轴、X轴移动，从而将合格的簧片送去预装机构300进行厚度检测和预装，而将不合格的簧片丢入废料箱。

预装板310上开设有6个用于预装簧片的插槽，每个插槽的位置与齿轮盖上的插孔匹配、宽度与簧片的厚度相等；检测时，两块预装板310上各预装3块簧片，每两块相邻的簧片之间空出一个插槽，且两块预装板310上的簧片预装位置相互错开一个插槽。即是说，簧片的预装以相互错开的“3+3”方式完成，上料更加方便，能够防止簧片因相隔太近而发生干涉，同时有利于降低簧片厚度检测的误差。

两套预装机构300位于第一丝杆模组210与第一滑轨220之间且位于第一支架230下方；每套预装机构300包括第一无杆气缸320及与其滑块相连接的步进电机330，步进电机330输出端与预装板310相连接、以驱动预装板310按预设角度（该角度可以根据预装板310上两个相邻插槽之间的夹角设定）转动。具体地，步进电机330驱动预装板310转动以使其中一个插槽对准被第二气动夹爪130夹持的弯曲程度与宽度合格的簧片，然后在第一XYZ三轴移动机构200驱动下通过第二气动夹爪130插入该插槽内，并进行如下判断：若该簧片能够顺利插入插槽内，则表示其厚度合格，即完成厚度检测和预装；反之则不合格，随后将之丢入废料箱。当一块预装板310上已预装好3块簧片，此时对应的第一无杆气缸320启动，将预装板310送至转运单元以备转运。即是说，弯曲程度与宽度合格的簧片通过带插槽的预装板310的再次检测，可以得到厚度合格的簧片，进一步提高了装配效率。

参见图7所示，转运单元包括带底座的机器人400，机器人400设有绕X轴转动的连接板410，连接板410底面连接有6件与插槽一一对应的第三气动夹爪420，第三气动夹爪420以3件为一组分为两组。具体地，通过机器人400驱动第三气动夹爪420以将厚度合格的簧片从插槽中提取出来，并转运至装配单元以备正式装配。

参见图8所示，装配单元包括Z轴往复送料机构500及位于其一侧的第一至第五工位；Z轴往复送料机构500包括第二滑轨510、载板520及治具530，载板520通过伸缩气缸（图中未示出）的驱动与第二滑轨510滑动连接，治具530连接于载板520顶部、其在载板520带动下可依次停留在第一至第五工位；当治具530停留在第一工位时，用于装载齿轮盖；当治具530停留在第二工位时，用于承接转运单元转运过来的簧片（即通过机器人400将簧片插入齿轮盖上的插孔）；当治具530停留在第三工位时，通过压装机构600将簧片压入齿轮盖；当治具530停留在第四工位时，通过电检机构700对齿轮盖的接线端口通电以检测在压装簧片后是否受损；当治具530停留在第五工位时，通过第二XYZ三轴移动机构800完成下料。

具体地，压装机构600包括依次连接的第二支架610、升降气缸620及压块630，压块630通过升降气缸620的驱动可沿X轴升降以完成簧片压入齿轮盖的操作；电检机构700包括依次连接的第三支架710、第二双杆气缸及电检头，电检头通过第二双杆气缸的驱动可沿Y轴伸出与齿轮盖的接线端口对接并通电以完成受损检测；参见图9所示，第二XYZ三轴移动机构800包括依次连接的第四支架810、第二无杆气缸820、第一转接板830、第一三杆气缸840、第二三杆气缸850、第二转接板860及真空吸盘870，真空吸盘870设有一对，第四支架810一侧设有下料斜槽880，下料斜槽880位于真空吸盘870的下方；真空吸盘870分别通过第二无杆气缸820、第一三杆气缸840、第二三杆气缸850的驱动可以实现Y轴、X轴、Z轴移动。即是说，通过压块630能够将6块簧片一次性压入齿轮盖，提高了装配效率，保证了产品的一致性；而通过第二双杆气缸驱动电检头自动与齿轮盖的接线端口实现对接，消除了安全隐患，提高了电检操作的安全性。

在本实施例中，下料斜槽880并列设有两条（详见图8所示），其下端分别延伸至成品箱和次品箱（图中未示出）。具体地，当经过电检机构700检测，已装配簧片的齿轮盖接线端口通电正常，则在治具530停留在第五工位时通过第二XYZ三轴移动机构800的真空吸盘870将其吸住后丢入下端延伸至成品箱的下料斜槽880中；反之，则将其丢入下端延伸至次品箱的下料斜槽880中。即是说，通过两条并列设置的下料斜槽880，可将接线端口通电不合格的已装配簧片的齿轮盖分拣出来，降低了后续人工拣选的劳动强度。

综上所述，本发明通过前置式的预装双重检测，可以得到弯曲程度、宽度及厚度均合格的簧片，提高了后续簧片与齿轮盖的装配效率，而且6块簧片能够一次性压入齿轮盖，保证了产品的一致性，齿轮盖接线端口的电检操作安全性也高。

上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims (10)

1.一种簧片与齿轮盖自动组装设备，其特征在于，包括依次设置的：

上料单元，用于簧片的上料；

预装单元，用于簧片的检测和预装；

转运单元，用于将合格的簧片转运至装配单元；及

装配单元，用于簧片与齿轮盖的压装、下料；

其中，所述预装单元具有检测机构，该检测机构包括带输料槽的底架、置于所述底架内顶料用的第一气动夹爪及位于所述底架上方检测用的第二气动夹爪；所述第二气动夹爪的两气爪相对面均设有与所述簧片配作的卡槽，且其中一卡槽上方的气爪安装有测距传感器。

2.根据权利要求1所述的簧片与齿轮盖自动组装设备，其特征在于：

所述上料单元包括振动盘及连接于所述振动盘出料口的直震器；

所述输料槽与所述直震器的出料口相连接；

所述第一气动夹爪连接于第一双杆气缸的推板上且位于所述输料槽正下方，所述第一双杆气缸固定安装于所述底架内。

3.根据权利要求1或2所述的簧片与齿轮盖自动组装设备，其特征在于：

所述预装单元包括用于实现所述第二气动夹爪三轴移动的第一XYZ三轴移动机构及分别位于所述底架两侧的两套预装机构；

每套所述的预装机构设有预装板，以用于所述簧片的厚度检测和预装。

4.根据权利要求3所述的簧片与齿轮盖自动组装设备，其特征在于：

所述第一XYZ三轴移动机构包括第一丝杆模组、第一滑轨、第一支架、第二丝杆模组及滑台气缸；

所述第一支架一侧下端与所述第一丝杆模组相传动连接、另一侧下端与所述第一滑轨滑动连接；

所述第二丝杆模组固定连接于所述第一支架上端；

所述滑台气缸与所述第二丝杆模组相传动连接；

所述第二气动夹爪与所述滑台气缸相传动连接。

5.根据权利要求4所述的簧片与齿轮盖自动组装设备，其特征在于：

两套所述的预装机构位于所述第一丝杆模组与所述第一滑轨之间且位于所述第一支架下方；

每套所述的预装机构包括第一无杆气缸及与其滑块相连接的步进电机，所述步进电机输出端与所述预装板相连接、以驱动所述预装板按预设角度转动。

6.根据权利要求4或5所述的簧片与齿轮盖自动组装设备，其特征在于：

所述预装板上开设有6个用于预装所述簧片的插槽，每个插槽的位置与所述齿轮盖上的插孔匹配、宽度与所述簧片的厚度相等；

检测时，两块所述的预装板上各预装3块簧片，每两块相邻的簧片之间空出一个插槽，且两块所述的预装板上的簧片预装位置相互错开一个插槽。

7.根据权利要求6所述的簧片与齿轮盖自动组装设备，其特征在于：

所述转运单元包括带底座的机器人；

所述机器人设有绕X轴转动的连接板；

所述连接板底面连接有6件与所述插槽一一对应的第三气动夹爪；

所述第三气动夹爪以3件为一组分为两组。

8.根据权利要求1或7所述的簧片与齿轮盖自动组装设备，其特征在于：

所述装配单元包括Z轴往复送料机构及位于其一侧的第一至第五工位；

所述Z轴往复送料机构包括第二滑轨、载板及治具，所述载板通过伸缩气缸的驱动与所述第二滑轨滑动连接，所述治具连接于所述载板顶部、其在所述载板带动下可依次停留在所述第一至第五工位；

当所述治具停留在所述第一工位时，用于装载所述齿轮盖；

当所述治具停留在所述第二工位时，用于承接所述转运单元转运过来的簧片；

当所述治具停留在所述第三工位时，通过压装机构将所述簧片压入所述齿轮盖；

当所述治具停留在所述第四工位时，通过电检机构对所述齿轮盖的接线端口通电以检测在压装所述簧片后是否受损；

当所述治具停留在所述第五工位时，通过第二XYZ三轴移动机构完成下料。

9.根据权利要求8所述的簧片与齿轮盖自动组装设备，其特征在于：

所述压装机构包括依次连接的第二支架、升降气缸及压块；

所述电检机构包括依次连接的第三支架、第二双杆气缸及电检头；

所述第二XYZ三轴移动机构包括依次连接的第四支架、第二无杆气缸、第一转接板、第一三杆气缸、第二三杆气缸、第二转接板及真空吸盘，所述真空吸盘设有一对，所述第四支架一侧设有下料斜槽，所述下料斜槽位于所述真空吸盘的下方。

10.根据权利要求9所述的簧片与齿轮盖自动组装设备，其特征在于，所述下料斜槽并列设有两条，其下端分别延伸至成品箱和次品箱。

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