CN117415459B - 一种杜瓦瓶组装装置和杜瓦瓶组装方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及杜瓦瓶技术领域，尤其涉及一种杜瓦瓶组装装置和杜瓦瓶组装方法，上料盘安装在基架的顶面上，上下料移栽部件包括安装在基架上机器人和连接在机器人末端的视觉夹爪机构。对位组装部件、激光焊接部件和视觉对位部件均连接在基架上。视觉对位部件与控制模块信号连接。将杜瓦瓶零件依次放置在上料盘上。使用上下料移栽部件依次抓取两个杜瓦瓶零件至对位组装部件上。使用视觉对位部件检测两个杜瓦瓶零件的位置后，控制模块控制对位组装部件调整两个杜瓦瓶零件直至同轴然后堆叠起来。使用激光焊接部件将两个杜瓦瓶零件在接触处焊接在一起，相对于人工更有效地保证两个杜瓦瓶零件的同轴度，提高了杜瓦瓶整体的工件质量。

Description

一种杜瓦瓶组装装置和杜瓦瓶组装方法

技术领域

本申请涉及杜瓦瓶技术领域，更具体地说，涉及一种杜瓦瓶组装装置和杜瓦瓶组装方法。

背景技术

随着MEMS技术的飞速发展，制冷型红外探测器技术也日趋成熟，高性能、大面阵、高可靠性、高分辨率红外探测器的成本将会逐渐降低，使得制冷型红外热像仪在高端民用领域得到越来越多的应用。在制冷型红外探测器的结构中，杜瓦瓶起到重要的作用。因此杜瓦瓶的工件质量直接影响制冷型红外探测器的探测精度。

杜瓦瓶由引线环、外管坯、法兰和内管等多个杜瓦瓶零件组成。在制造时需要将相邻的杜瓦瓶零件同轴堆叠后，对相邻两个杜瓦瓶零件的接触处进行焊接。现在制造杜瓦瓶时，往往是人工将两个杜瓦瓶零件同轴堆叠并焊接，难以保证同轴精度，导致杜瓦瓶的工件质量较差。

发明内容

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请的目的在于提供一种杜瓦瓶组装装置和杜瓦瓶组装方法，其能够解决现在制造杜瓦瓶时人工难以保证同轴精度导致杜瓦瓶的工件质量较差的问题。本申请提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

本申请提供了一种杜瓦瓶组装装置，包括：

基架；

上料盘，安装在所述基架上，所述上料盘用于放置杜瓦瓶零件；

上下料移栽部件，所述上下料移栽部件包括机器人和视觉夹爪机构，所述机器人连接在所述基架上，所述视觉夹爪机构连接在所述机器人末端，所述机器人能驱动所述视觉夹爪机构在所述上料盘上拿取并搬运杜瓦瓶零件；

对位组装部件，连接在所述基架上，所述对位组装部件用于堆叠并调整先后来自所述上下料移栽部件搬运的杜瓦瓶零件；

视觉对位部件，连接在所述基架上，所述视觉对位部件用于检测所述对位组装部件上杜瓦瓶零件的位置；

控制模块，所述视觉对位部件和所述对位组装部件分别与所述控制模块信号连接；

激光焊接部件，连接在所述基架上，所述激光焊接部件用于对所述对位组装部件上堆叠的杜瓦瓶零件进行焊接。

可选地，所述对位组装部件包括：

旋转组装平台机构，连接在所述基架上；

转接平台机构，安装在所述旋转组装平台机构上，所述上下料移栽部件能将杜瓦瓶零件搬运至所述转接平台机构；

对位组装机构，安装在所述旋转组装平台机构上，所述对位组装机构能在所述转接平台机构上抓取杜瓦瓶零件并上下移动；

下部夹爪机构，安装在所述旋转组装平台机构上并位于所述对位组装机构下方，所述下部夹爪机构用于夹紧杜瓦瓶零件并在水平面调整位置，所述下部夹爪机构与所述控制模块信号连接；

压焊机构，安装在所述旋转组装平台机构上，所述压焊机构用于给堆叠的杜瓦瓶零件提供下压力。

可选地，所述旋转组装平台机构包括：

伺服旋转中空平台，连接在所述基架上；

组装平台安装底板，连接在所述伺服旋转中空平台上，所述伺服旋转中空平台能驱动所述组装平台安装底板旋转；

模组安装立板，竖直设置在所述组装平台安装底板上，所述对位组装机构连接在所述模组安装立板上，所述转接平台机构连接在所述模组安装立板的侧面，所述下部夹爪机构安装在所述组装平台安装底板上并位于所述对位组装机构的下方。

可选地，所述下部夹爪机构包括：

XXY对位平台，连接在所述组装平台安装底板上，所述XXY对位平台与所述控制模块信号连接；

支撑底板，连接在所述XXY对位平台上；

工件组装台，固定连接在所述支撑底板上，所述工件组装台用于放置杜瓦瓶零件；

下部异形夹爪，两个所述下部异形夹爪分别滑动设置在所述工件组装台的顶面上，两个所述下部异形夹爪靠近滑动而夹紧杜瓦瓶零件；

下力控夹爪，连接在所述支撑底板上，所述下部异形夹爪与所述下力控夹爪连接，所述下力控夹爪能驱动两个所述下部异形夹爪靠近或远离滑动。

可选地，所述对位组装机构包括：

力控线性单元，竖直固定设置在所述模组安装立板上；

力控转接板，固定连接在所述力控线性单元的滑块上；

力控传感器，固定连接所述力控转接板上；

上力控夹爪，固定连接在所述力控传感器上；

组装定位夹指，连接在所述上力控夹爪上，所述上力控夹爪能驱动所述组装定位夹指夹紧或放松，

所述转接平台机构包括：

转接立板，固定连接在所述模组安装立板的侧面；

安装底板，固定连接在转接立板上；

电动缸，连接在所述安装底板上；

转接板，与所述电动缸连接，所述电动缸能驱动所述转接板靠近或远离所述组装定位夹指的下方移动；

真空垫板，设置在所述转接板的底面上。

可选地，所述压焊机构包括：

压焊立板，固定连接在所述组装平台安装底板上；

导杆气缸安装板，固定连接在所述压焊立板上；

导杆气缸，连接在所述导杆气缸安装板上；

低摩擦气缸安装板，连接在所述导杆气缸的导杆端面上，所述导杆气缸能驱动所述低摩擦气缸安装板靠近或远离所述下部夹爪机构的上方移动；

低摩擦气缸，安装在所述低摩擦气缸安装板上；

焊接压板，连接在所述低摩擦气缸的移动端，所述低摩擦气缸能驱动所述焊接压板上下移动并给位于所述下部夹爪机构上的杜瓦瓶零件提供下压力。

可选地，所述视觉对位部件包括：

视觉系统，用于检测所述对位组装部件上杜瓦瓶零件的位置；

视觉移栽机构，连接在所述基架上，所述视觉系统连接在所述视觉移栽机构上，所述视觉移栽机构用于移动所述视觉系统。

可选地，所述激光焊接部件包括：

焊接支撑架，连接在所述基架上；

水平模组安装件，连接在所述焊接支撑架上；

焊接水平移栽机构，连接在所述水平模组安装件上；

焊接竖直移栽机构，连接在所述焊接水平移栽机构上，所述焊接水平移栽机构能驱动所述焊接竖直移栽机构水平移动；

激光焊接头，连接在所述焊接竖直移栽机构上，所述焊接竖直移栽机构能驱动所述激光焊接头竖直移动。

可选地，还包括：

排气部件，所述排气部件连接在所述基架上，所述排气部件用于回收激光焊接时产生的烟雾。

本申请提供了一种杜瓦瓶组装方法，使用上述的杜瓦瓶组装装置，包括：

将杜瓦瓶零件依次放置在所述上料盘上；

使用所述机器人驱动所述视觉夹爪机构抓取所述上料盘上的第一个杜瓦瓶零件后调整合适的角度后搬运至所述转接平台机构，将所述视觉夹爪机构复位；

使用所述转接平台机构将第一个杜瓦瓶零件搬运至所述对位组装机构下方，使用对位组装机构拾取第一个杜瓦瓶零件，将所述转接平台机构复位，使用对位组装机构将第一个杜瓦瓶零件下移搬运至下部夹爪机构；

使用下部夹爪机构夹紧第一个杜瓦瓶零件，将对位组装机构复位；

使用所述机器人驱动所述视觉夹爪机构抓取所述上料盘上的第二个杜瓦瓶零件后调整合适的角度后搬运至所述转接平台机构，将所述视觉夹爪机构复位；

使用所述转接平台机构将第二个杜瓦瓶零件搬运至所述对位组装机构下方，使用对位组装机构拾取第二个杜瓦瓶零件，将所述转接平台机构复位；

使用所述视觉对位部件对两个杜瓦瓶零件的位置进行检测，并将位置信息发送至所述控制模块，所述控制模块对位置信息处理，若两个杜瓦瓶零件不同轴，则控制所述下部夹爪机构在水平面调整位置后所述视觉对位部件继续检测，若两个杜瓦瓶零件同轴，则将所述视觉对位部件复位后使用对位组装机构将第二个杜瓦瓶零件下移搬运至下部夹爪机构上的第一个杜瓦瓶零件顶部完成两个杜瓦瓶零件的组装；

使用压焊机构向下给第二个杜瓦瓶零件提供下压力，使用激光焊接部件对两个杜瓦瓶零件的接触处进行焊接固定。

本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请提供一种杜瓦瓶组装装置，上料盘安装在基架的顶面上，上下料移栽部件包括机器人和视觉夹爪机构。机器人连接安装在基架上，视觉夹爪机构连接在机器人的末端，利用视觉夹爪机构的特性，可以使用机器人控制视觉夹爪机构在某处夹起某物体后将该物体转动至预设角度，使得该物体处于预想的位置。对位组装部件连接在基架上，可以使用组装部件调整两个杜瓦瓶零件的位置并堆叠在一起。视觉对位部件连接在基架上。视觉对位部件用于进行位置监测，其与控制模块信号连接。激光焊接部件连接在基架上。在使用本杜瓦瓶组装装置进行组装杜瓦瓶时，将杜瓦瓶零件依次放置在上料盘上。使用机器人控制视觉夹爪机构在上料盘抓取第一个杜瓦瓶零件至对位组装部件上。然后再使用机器人控制视觉夹爪机构在上料盘抓取第二个杜瓦瓶零件至对位组装部件上。使用视觉对位部件检测此时两个杜瓦瓶零件的位置后，将两个杜瓦瓶零件的位置信息发送至控制模块，控制模块控制对位组装部件将其中一个杜瓦瓶零件的位置调整至与另一个杜瓦瓶零件同轴，然后将两个杜瓦瓶零件同轴堆叠起来。此时使用激光焊接部件对堆叠在一起的两个杜瓦瓶零件的接触处进行激光焊接，从而将两个杜瓦瓶零件同轴焊接在一起，相对于人工更有效地保证两个杜瓦瓶零件的同轴度，提高了杜瓦瓶整体的工件质量。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

为了更清楚地说明本发明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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是本发明一些示例性实施例示出的杜瓦瓶组装装置结构示意图；

图2是本发明一些示例性实施例示出的激光焊接部件示意图；

图3是本发明一些示例性实施例示出的对位组装部件示意图；

图4是本发明一些示例性实施例示出的旋转组装平台机构示意图；

图5是本发明一些示例性实施例示出的下部夹爪机构示意图；

图6是本发明一些示例性实施例示出的转接平台机构示意图；

图7是本发明一些示例性实施例示出的对位组装机构示意图；

图8是本发明一些示例性实施例示出的压焊机构示意图；

图9是本发明一些示例性实施例示出的视觉对位部件示意图；

图10是本发明一些示例性实施例示出的视觉移栽机构示意图；

图11是本发明一些示例性实施例示出的视觉系统示意图；

图12是本发明一些示例性实施例示出的上下料移栽部件示意图。

图中：1、基架；2、激光焊接部件；21、焊接支撑架；22、水平模组安装件；23、焊接调整组件；24、焊接水平移栽机构；25、竖直模组安装件；26、焊接竖直移栽机构；27、激光头安装件；28、激光焊接头；29、竖直拖链固定端安装板；210、竖直拖链移动端安装板；211、水平拖链移动端安装板；212、水平拖链固定端安装板；3、排气部件；4、对位组装部件；41、旋转组装平台机构；411、伺服旋转中空平台；412、组装平台安装底板；413、立板加强筋；414、模组安装立板；42、下部夹爪机构；421、XXY对位平台；422、支撑底板；423、滑台垫板；424、交叉滚子滑台；425、驱动手指；426、驱动手指连接板；427、下部异形夹爪；428、异形夹爪调整组件；429、工件组装台；4210、夹爪安装立板；4211、下力控夹爪；43、转接平台机构；431、转接立板；432、平台调整组件；433、安装底板；434、电动缸；435、转接板；436、真空垫板；44、对位组装机构；441、力控线性单元；442、力控转接板；443、力控传感器；444、夹爪安装底板；445、夹爪安装板；446、组装调整组件；447、上力控夹爪；448、组装定位夹指；45、压焊机构；451、压焊立板；452、导杆气缸安装板；453、导杆气缸；454、低摩擦气缸安装板；455、低摩擦气缸；456、复位压板；457、浮动接头；458、焊接压板；5、上下料移栽部件；51、机器人；52、视觉夹爪机构；6、上料盘；7、视觉对位部件；71、视觉移栽机构；711、视觉焊接支撑架；712、水平模组安装板；713、调整组件；714、视觉水平移栽模组；715、视觉水平拖链固定端安装板；716、视觉水平拖链移动端安装板；717、竖直模组底板；718、竖直模组加强筋；719、竖直模组立板；7110、视觉竖直拖链固定端安装板；7111、视觉竖直拖链移动端安装板；7112、视觉竖直移栽模组；72、视觉系统；721、加强筋立板；722、加强筋；723、底板；724、相机固定件；725、光源调整件；726、上环形光源；727、光源支架；728、对位棱镜；729、下环形光源；7210、对位镜头；7211、对位相机；8、检测部件。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

以下，参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。

参考图1-图12，本具体实施方式提供了一种杜瓦瓶组装装置，包括：基架1、上料盘6、上下料移栽部件5、对位组装部件4、视觉对位部件7、控制模块和激光焊接部件2。

其中上料盘6安装在基架1的顶面上，上料盘6的顶面上用于放置各个杜瓦瓶零件。

上下料移栽部件5包括机器人51和视觉夹爪机构52。机器人51连接安装在基架1上，视觉夹爪机构52连接在机器人的末端，利用视觉夹爪机构的特性，可以使用机器人控制视觉夹爪机构52在某处夹起某物体后将该物体转动至预设角度，使得该物体处于预想的位置。

对位组装部件4连接在基架上，可以使用对位组装部件4调整两个杜瓦瓶零件的位置并堆叠在一起。

视觉对位部件7，连接在基架1上。视觉对位部件7用于进行位置监测，其与控制模块信号连接。当视觉对位部件7检测后，将位置信息发送至模块信号，控制模块进行处理后可以控制其他执行器进行操作。而控制器与对位组装部件4信号连接后，控制模块可以控制对位组装部件4对两个杜瓦瓶零件的位置进行调整，使得两个杜瓦瓶零件同轴堆叠在一起。

激光焊接部件2，连接在基架1上，用于对堆叠在一起的两个杜瓦瓶零件的接触处进行激光焊接。

基于上述结构。将杜瓦瓶零件依次放置在上料盘6上。使用机器人51控制视觉夹爪机构52在上料盘6抓取第一个杜瓦瓶零件至对位组装部件4上。然后再使用机器人51控制视觉夹爪机构52在上料盘6抓取第二个杜瓦瓶零件至对位组装部件4上。使用视觉对位部件7检测此时两个杜瓦瓶零件的位置后，将两个杜瓦瓶零件的位置信息发送至控制模块，控制模块控制对位组装部件4将其中一个杜瓦瓶零件的位置调整至与另一个杜瓦瓶零件同轴，然后将两个杜瓦瓶零件同轴堆叠起来。此时使用激光焊接部件2对堆叠在一起的两个杜瓦瓶零件的接触处进行激光焊接，从而将两个杜瓦瓶零件同轴焊接在一起，相对于人工更有效地保证两个杜瓦瓶零件的同轴度，提高了杜瓦瓶整体的工件质量。

其中杜瓦瓶包括：引线环、外管坯、法兰和内管等多个杜瓦瓶零件，当其中两个杜瓦瓶零件焊接在一起后形成一个整体的杜瓦瓶零件，此时继续使用机器人51控制视觉夹爪机构52在上料盘6抓取另一个杜瓦瓶零件至对位组装部件4上。使用视觉对位部件7检测此时对位组装部件4上的两个杜瓦瓶零件的位置后，将两个杜瓦瓶零件的位置信息发送至控制模块，控制模块控制对位组装部件4将其中一个杜瓦瓶零件的位置调整至与另一个杜瓦瓶零件同轴，然后将两个杜瓦瓶零件同轴堆叠起来。此时使用激光焊接部件2对堆叠在一起的两个杜瓦瓶零件的接触处进行激光焊接，从而再次将两个杜瓦瓶零件同轴焊接在一起。以此类推，从而不断将每个杜瓦瓶零件焊接形成整个杜瓦瓶工件。

值得说明的是，由于两个杜瓦瓶零件在组装时应保持正确的角度，以使得两个杜瓦瓶零件在堆叠时能正确拼接。因此使用机器人51控制视觉夹爪机构52在上料盘6上抓取杜瓦瓶零件后，利用视觉夹爪机构将杜瓦瓶零件调整到正确角度后再搬运至对位组装部件4，保证两个杜瓦瓶零件在堆叠时能正确拼接。

更值得说明的是，为了使两个杜瓦瓶零件在组装时保持较高的同轴度。因此视觉对位部件7是通过一套视觉系统分别检测上下两个待组装杜瓦瓶零件的位置，并最终通过对位组装部件4完成两个杜瓦瓶零件的组装。

其中控制模块可以为计算机。

关于对位组装部件4的具体结构。对位组装部件4包括旋转组装平台机构41、转接平台机构43、对位组装机构44、下部夹爪机构42和压焊机构45。

其中旋转组装平台机构41连接在基架1上，能够在水平面旋转。转接平台机构43安装在旋转组装平台机构41上。使用机器人51控制视觉夹爪机构52在上料盘6上抓取杜瓦瓶零件后，将杜瓦瓶零件搬运至转接平台机构43上。对位组装机构44安装在旋转组装平台机构41上。对位组装机构44能在转接平台机构43上抓取杜瓦瓶零件并上下移动。下部夹爪机构42安装在旋转组装平台机构41上，下部夹爪机构42位于对位组装机构44下方。下部夹爪机构42能夹紧杜瓦瓶零件并在水平面调整位置，下部夹爪机构42与控制模块信号连接。压焊机构45安装在旋转组装平台机构41上。

使用上下料移栽部件5将第一个杜瓦瓶零件搬运至转接平台机构43后，转接平台机构43移动至对位组装机构44下方。对位组装机构44向下移动后夹取第一个杜瓦瓶零件后抬升，然后转接平台机构43复位。对位组装机构44夹取第一个杜瓦瓶零件继续向下移动，直至第一个杜瓦瓶零件放置在下部夹爪机构42上。此时下部夹爪机构42将第一个杜瓦瓶零件夹紧，对位组装机构44松开第一个杜瓦瓶零件后复位。使用上下料移栽部件5将第二个杜瓦瓶零件搬运至转接平台机构43后，转接平台机构43移动至对位组装机构44下方。对位组装机构44向下移动后夹取第二个杜瓦瓶零件后抬升，然后转接平台机构43复位。此时使用视觉对位部件7检测第一个杜瓦瓶零件和第二个杜瓦瓶零件的位置，并将位置信息发送至控制模块。控制模块控制下部夹爪机构42在水平面调整位置，使得两个第一个杜瓦瓶零件和第二个杜瓦瓶零件同轴，再次使用视觉对位部件7检测第一个杜瓦瓶零件和第二个杜瓦瓶零件的位置。确认第一个杜瓦瓶零件和第二个杜瓦瓶零件同轴后视觉对位部件7复位，对位组装机构44带动第二个杜瓦瓶零件向下移动而堆叠在第一个杜瓦瓶零件的顶部，此时使用激光焊接部件2对堆叠在一起的两个杜瓦瓶零件的接触处进行激光焊接，从而将两个杜瓦瓶零件同轴焊接在一起。

在进行激光焊接前，使用压焊机构45下压第二个杜瓦瓶零件，给堆叠的杜瓦瓶零件一定的下压力，此时再进行激光焊接，压焊机构45能克服激光焊接产生的应力，防止在激光焊接过程中两个杜瓦瓶零件发生偏移，影响两个杜瓦瓶零件的同轴度。

在进行激光焊接时，使用旋转组装平台机构41在水平面旋转，使得激光焊接部件2能够对两个杜瓦瓶零件的接触处的周向进行焊接，在焊接时可以每旋转90°对两个杜瓦瓶零件的接触处进行一次焊接。

值得说明的是，在每次焊接时旋转的角度并不限于90°，可以根据需求设定合适的旋转角度。

对于旋转组装平台机构41，其中旋转组装平台机构41包括：伺服旋转中空平台411、组装平台安装底板412、模组安装立板414和立板加强筋413。

伺服旋转中空平台411连接在基架1上，提供旋转的动力。组装平台安装底板412连接在伺服旋转中空平台411上，伺服旋转中空平台411能驱动组装平台安装底板412旋转。模组安装立板414竖直固定设置在组装平台安装底板412上。对位组装机构44连接在模组安装立板414的前侧面上，转接平台机构43连接在模组安装立板414的右侧面上。下部夹爪机构42安装在组装平台安装底板412上并位于对位组装机构44的下方。

立板加强筋413固定设置在组装平台安装底板412的一侧，立板加强筋413与模组安装立板414固定连接，从而立板加强筋413增加了模组安装立板414的稳定性。

对于下部夹爪机构42，下部夹爪机构42包括：XXY对位平台421、支撑底板422、滑台垫板423、交叉滚子滑台424、驱动手指425、驱动手指连接板426、下部异形夹爪427、下部异形夹爪调整组件428、工件组装台429、夹爪安装立板4210和下力控夹爪4211。

XXY对位平台421连接在组装平台安装底板412上，支撑底板422安装在XXY对位平台421上。工件组装台429固定安装在支撑底板422上，对位组装机构44带动杜瓦瓶零件向下移动时将零件放置在工件组装台429上。

两个滑台垫板423分别固定设置在支撑底板422上并位于工件组装台429的两侧。每个滑台垫板423上固定设置一个交叉滚子滑台424。两个下部异形夹爪427分别滑动设置在工件组装台429顶部的两侧，并分别连接一个交叉滚子滑台424，交叉滚子滑台424滑动时带动下部异形夹爪427在工件组装台429顶部移动。两个下部异形夹爪设置为V形，两个下部异形夹爪靠近滑动时夹紧位于工件组装台429上的杜瓦瓶零件。

夹爪安装立板4210固定连接在支撑底板422上，下力控夹爪4211连接在夹爪安装立板4210上。下力控夹爪4211上连接两个驱动手指425，从而下力控夹爪4211能控制驱动手指425靠近和远离滑动。在每个驱动手指425连接一个驱动手指连接板426，每个驱动手指连接板426各自连接一个交叉滚子滑台424。当下力控夹爪4211控制驱动手指425靠近和远离滑动时，交叉滚子滑台424带动下部异形夹爪427靠近或远离滑动。

可以将XXY对位平台421与控制模块信号连接，下部异形夹爪427夹紧杜瓦瓶零件后，控制模块控制XXY对位平台421在水平面移动调整，使得两个杜瓦瓶零件同轴。

也可以将下力控夹爪4211与控制模块信号连接。通过控制模块控制下力控夹爪4211实现自动控制。

下部异形夹爪调整组件428安装在下部异形夹爪427远离工件组装台429的一侧，下部异形夹爪调整组件428可以为螺丝，用于调整下部异形夹爪427的高度或水平度。

对于对位组装机构44和转接平台机构43。对位组装机构44包括力控线性单元441、力控转接板442、力控传感器443、夹爪安装底板444、夹爪安装板445、组装调整组件446、上力控夹爪447和组装定位夹指448。

力控线性单元441竖直固定设置在模组安装立板414上，力控转接板442固定连接在力控线性单元441的滑块上，从而力控线性单元441能驱动力控转接板442上下移动。力控传感器443固定连接力控转接板442上，夹爪安装底板444固定连接力控传感器443上，夹爪安装板445固定在夹爪安装底板444上侧，上力控夹爪447安装在夹爪安装板445的下表面；所述组装定位夹指448固定在上力控夹爪447上。当转接平台机构43带动杜瓦瓶零件移动至组装定位夹指448下方时，力控线性单元441驱动上力控夹爪447及组装定位夹指448向下移动，直至组装定位夹指448位于杜瓦瓶零件外侧，此时使用上力控夹爪447驱动组装定位夹指448将杜瓦瓶零件夹紧，力控线性单元441驱动上力控夹爪447及组装定位夹指448向上移动。转接平台机构43复位后，力控线性单元441驱动上力控夹爪447及组装定位夹指448继续向下移动，从而将杜瓦瓶零件搬运至下方的下部夹爪机构42的工件组装台429上。

其中组装调整组件446安装在夹爪安装板445上，并与夹爪安装底板444接触，组装调整组件446用于调整夹爪安装板445的位置。

转接平台机构43包括：转接立板431、平台调整组件432、安装底板433、电动缸434、转接板435和真空垫板436。

转接立板431固定连接在模组安装立板414的右侧面，安装底板433，固定连接在转接立板431上。电动缸434安装连接在安装底板433上，转接板435与电动缸434连接，从而电动缸434能驱动转接板435靠近或远离组装定位夹指448的下方移动。上下料移栽部件5搬运杜瓦瓶零件时搬运至转接板435上。

真空垫板436设置在转接板435的底面上，在转接板435上设置有透气孔，当杜瓦瓶零件放置在转接板435上后，真空垫板436产生真空而从透气孔吸附杜瓦瓶零件，使得杜瓦瓶零件被吸附固定在转接板435的顶面上，此时电动缸434驱动转接板435靠近组装定位夹指448的下方移动，从而将杜瓦瓶零件搬运至杜瓦瓶零件下方，当组装定位夹指448夹取杜瓦瓶零件后，取消真空垫板436的吸附力后，组装定位夹指448向上移动，电动缸434驱动转接板435远离组装定位夹指448的下方移动而复位。

平台调整组件432安装于转接立板431上，并与模组安装立板414的后面接触，用来调整转接立板431的水平度。

对于压焊机构45，压焊机构45包括：压焊立板451、导杆气缸安装板452、导杆气缸453、低摩擦气缸安装板454、低摩擦气缸455、复位压板456、浮动接头457和焊接压板458。

压焊立板451，固定连接在组装平台安装底板412上，导杆气缸安装板452固定连接在压焊立板451上，导杆气缸453固定安装在导杆气缸安装板452上。低摩擦气缸安装板454连接在导杆气缸453的导杆的端面上，从而导杆气缸453能驱动低摩擦气缸安装板454靠近或远离下部夹爪机构42的上方移动。低摩擦气缸455固定在低摩擦气缸安装板454上；复位压板456固定在低摩擦气缸安装板454下侧；浮动接头457一端安装在低摩擦气缸455的移动端，从而低摩擦气缸455能驱动浮动接头457上下移动，另一端与焊接压板458固定。当两个杜瓦瓶零件在下部夹爪机构42上堆叠后，导杆气缸453驱动低摩擦气缸安装板454靠近下部夹爪机构42的上方移动。然后低摩擦气缸455驱动浮动接头457以及焊接压板458向下移动直至与位于上部的杜瓦瓶零件接触，给两个杜瓦瓶零件提供一定的下压力。焊接完毕后，压焊机构45复位。

关于视觉对位部件7，视觉对位部件7包括视觉系统72和视觉移栽机构71，

其中视觉移栽机构71连接在基架1上，视觉移栽机构71用于移动视觉系统72，视觉系统72用于检测对位组装部件4上杜瓦瓶零件的位置。在使用时，配合视觉移栽机构71带动视觉系统72，视觉系统72对对位组装部件4上的杜瓦瓶零件进行位置检测。

视觉移栽机构71包括视觉焊接支撑架711、水平模组安装板712、调整组件713、视觉水平移栽模组714、视觉水平拖链固定端安装板715、视觉水平拖链移动端安装板716、竖直模组底板717、竖直模组加强筋718、竖直模组立板719、视觉竖直拖链固定端安装板7110、视觉竖直拖链移动端安装板7111和视觉竖直移栽模组7112。水平模组安装板712固定在视觉焊接支撑架711上。

视觉调整组件713分别在视觉焊接支撑架711左右两侧各固定设置四组，视觉调整组件713用于调整水平模组安装板712及视觉水平移栽模组714的水平度。

竖直模组底板717固定在视觉水平移栽模组714上，竖直模组加强筋718及竖直模组立板719固定在竖直模组底板717上，视觉竖直移栽模组7112竖直固定在竖直模组立板719上。视觉水平拖链固定端安装板715固定在调整水平模组安装板712上。视觉水平拖链移动端安装板716固定在竖直模组底板717上。视觉竖直拖链固定端安装板7110固定在竖直模组立板719上。视觉竖直拖链移动端安装板7111固定在视觉系统72的加强筋立板721上。

视觉系统72包括加强筋立板721、加强筋722、底板723、相机固定件724、上光源调整件725、上环形光源726、光源支架727、对位棱镜728、下环形光源729、对位镜头7210、对位相机7211。加强筋立板721固定在视觉竖直移栽模组7112上。加强筋722及底板723固定在加强筋立板721上。相机固定件724固定在底板723上，对位相机7211设置于相机固定件724上，对位镜头7210固定在对位相机7211上，并与对位棱镜728连接。

光源调整件725固定在底板723外侧上，一个光源支架727固定在光源调整件725上，上环形光源726设置于光源支架727上。对位棱镜728固定在底板723上。光源调整件725固定在底板723外侧下，另一个光源支架727固定在光源调整件725上，下环形光源729设置于光源支架727下部。

关于激光焊接部件2，激光焊接部件2包括：焊接支撑架21、水平模组安装件22、焊接调整组件23、焊接水平移栽机构24、竖直模组安装件25、焊接竖直移栽机构26、激光头安装件27、激光焊接头28、竖直拖链固定端安装板29、竖直拖链移动端安装板210、水平拖链移动端安装板211和水平拖链固定端安装板212。

焊接支撑架21连接在基架1上。水平模组安装件22安装连接在焊接支撑架21上。焊接水平移栽机构24连接在水平模组安装件22上，竖直模组安装件25连接在焊接水平移栽机构24上，从而焊接水平移栽机构24能驱动竖直模组安装件25水平移动。焊接竖直移栽机构26固定安装在竖直模组安装件25上，激光头安装件27连接在焊接竖直移栽机构26上，从而焊接竖直移栽机构26能驱动激光头安装件27竖直移动。激光焊接头28固定连接在激光头安装件27上，从而焊接水平移栽机构24能驱动激光焊接头28水平移动，焊接竖直移栽机构26能驱动激光焊接头28竖直移动。

其中焊接调整组件23位于焊接支撑架21上安装板的下方，用于调整激光焊接部件的水平度。

竖直拖链固定端安装板29连接在竖直模组安装件25上，竖直拖链移动端安装板210连接激光头安装件27。将竖直拖链的固定端连接在竖直拖链固定端安装板29上，将竖直拖链的移动端连接在竖直拖链移动端安装板210上。从而竖直拖链为激光焊接头28的线缆及管路等在竖直移动时提供移动支撑。

水平拖链固定端安装板212连接在水平模组安装件22上，水平拖链移动端安装板211连接竖直模组安装件25。将水平拖链的固定端连接在水平拖链固定端安装板212上，将水平拖链的移动端连接在水平拖链移动端安装板211上。从而水平拖链为相关线缆及管路在水平移动时提供移动支撑。

作为可选的实施方式，还包括：排气部件3，排气部件3安装连接在基架1上，在进行激光焊接时，排气部件3能回收激光焊接时产生的烟雾，净化厂区环境。

本申请还提供了一种杜瓦瓶组装方法，使用上述的杜瓦瓶组装装置，包括：

将杜瓦瓶零件依次放置在上料盘6上；

使用机器人51驱动视觉夹爪机构52抓取上料盘6上的第一个杜瓦瓶零件后调整合适的角度后搬运至转接平台机构43，将视觉夹爪机构52复位；

使用转接平台机构43将第一个杜瓦瓶零件搬运至对位组装机构44下方，使用对位组装机构44拾取第一个杜瓦瓶零件，将转接平台机构43复位，使用对位组装机构44将第一个杜瓦瓶零件下移搬运至下部夹爪机构42；

使用下部夹爪机构42夹紧第一个杜瓦瓶零件，将对位组装机构44复位；

使用机器人51驱动视觉夹爪机构52抓取上料盘6上的第二个杜瓦瓶零件后调整合适的角度后搬运至转接平台机构43，将视觉夹爪机构52复位；

使用转接平台机构43将第二个杜瓦瓶零件搬运至对位组装机构44下方，使用对位组装机构44拾取第二个杜瓦瓶零件，将转接平台机构43复位；

使用视觉对位部件7对两个杜瓦瓶零件的位置进行检测，并将位置信息发送至控制模块，控制模块对位置信息处理，若两个杜瓦瓶零件不同轴，则控制下部夹爪机构42在水平面调整位置后视觉对位部件7继续检测，若两个杜瓦瓶零件同轴，则将视觉对位部件7复位后使用对位组装机构44将第二个杜瓦瓶零件下移搬运至下部夹爪机构42上的第一个杜瓦瓶零件顶部完成两个杜瓦瓶零件的组装；

使用压焊机构45向下给第二个杜瓦瓶零件提供一定下压力，使用激光焊接部件2对两个杜瓦瓶零件的接触处进行焊接固定。

其中杜瓦瓶包括：引线环、外管坯、法兰和内管等多个杜瓦瓶零件，当其中两个杜瓦瓶零件焊接在一起后形成一个整体的杜瓦瓶零件。此时继续使用机器人51控制视觉夹爪机构52在上料盘6抓取另一个杜瓦瓶零件至转接平台机构43上。

使用转接平台机构43将另一个杜瓦瓶零件搬运至对位组装机构44下方，使用对位组装机构44拾取另一个杜瓦瓶零件，将转接平台机构43复位；

使用视觉对位部件7对此时的两个杜瓦瓶零件的位置进行检测，并将位置信息发送至控制模块，控制模块对位置信息处理，若两个杜瓦瓶零件不同轴，则控制下部夹爪机构42在水平面调整位置后视觉对位部件7继续检测，若两个杜瓦瓶零件同轴，则将视觉对位部件7复位后使用对位组装机构44将另一个杜瓦瓶零件下移搬运至下部夹爪机构42上的新形成的杜瓦瓶零件顶部完成两个杜瓦瓶零件的组装；

使用压焊机构45向下给另一个杜瓦瓶零件提供一定下压力，使用激光焊接部件2对两个杜瓦瓶零件的接触处进行焊接固定。从而再次将两个杜瓦瓶零件同轴焊接在一起。以此类推，从而不断将每个杜瓦瓶零件焊接形成整个杜瓦瓶工件。

值得说明的是，由于两个杜瓦瓶零件在组装时应保持正确的角度，以使得两个杜瓦瓶零件在堆叠时能正确拼接。因此使用机器人51控制视觉夹爪机构52在上料盘6上抓取杜瓦瓶零件后，利用视觉夹爪机构将杜瓦瓶零件调整到正确角度后再搬运至对位组装部件4，保证两个杜瓦瓶零件在堆叠时能正确拼接。

需要说明的是，本文所表述的术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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设备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”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本文的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，但可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。本申请提供的多个方案包含本身的基本方案，相互独立，并不互相制约，但是其也可以在不冲突的情况下相互结合，达到多个效果共同实现。

Claims (5)

1.一种杜瓦瓶组装装置，其特征在于，包括：

基架（1）；

上料盘（6），安装在所述基架（1）上，所述上料盘（6）用于放置杜瓦瓶零件；

上下料移栽部件（5），所述上下料移栽部件（5）包括机器人（51）和视觉夹爪机构（52），所述机器人（51）连接在所述基架（1）上，所述视觉夹爪机构（52）连接在所述机器人（51）末端，所述机器人（51）能驱动所述视觉夹爪机构（52）在所述上料盘（6）上拿取并搬运杜瓦瓶零件；

对位组装部件（4），连接在所述基架（1）上，所述对位组装部件（4）用于堆叠并调整先后来自所述上下料移栽部件（5）搬运的杜瓦瓶零件；

视觉对位部件（7），连接在所述基架（1）上，所述视觉对位部件（7）用于检测所述对位组装部件（4）上杜瓦瓶零件的位置；

控制模块，所述视觉对位部件（7）和所述对位组装部件（4）分别与所述控制模块信号连接；

激光焊接部件（2），连接在所述基架（1）上，所述激光焊接部件（2）用于对所述对位组装部件（4）上堆叠的杜瓦瓶零件进行焊接，

所述对位组装部件（4）包括：

旋转组装平台机构（41），连接在所述基架（1）上；

转接平台机构（43），安装在所述旋转组装平台机构（41）上，所述上下料移栽部件（5）能将杜瓦瓶零件搬运至所述转接平台机构（43）；

对位组装机构（44），安装在所述旋转组装平台机构（41）上，所述对位组装机构（44）能在所述转接平台机构（43）上抓取杜瓦瓶零件并上下移动；

下部夹爪机构（42），安装在所述旋转组装平台机构（41）上并位于所述对位组装机构（44）下方，所述下部夹爪机构（42）用于夹紧杜瓦瓶零件并在水平面调整位置，所述下部夹爪机构（42）与所述控制模块信号连接；

压焊机构（45），安装在所述旋转组装平台机构（41）上，所述压焊机构（45）用于给堆叠的杜瓦瓶零件提供下压力，

所述旋转组装平台机构（41）包括：

伺服旋转中空平台（411），连接在所述基架（1）上；

组装平台安装底板（412），连接在所述伺服旋转中空平台（411）上，所述伺服旋转中空平台（411）能驱动所述组装平台安装底板（412）旋转；

模组安装立板（414），竖直设置在所述组装平台安装底板（412）上，所述对位组装机构（44）连接在所述模组安装立板（414）上，所述转接平台机构（43）连接在所述模组安装立板（414）的侧面，所述下部夹爪机构（42）安装在所述组装平台安装底板（412）上并位于所述对位组装机构（44）的下方，

所述下部夹爪机构（42）包括：

XXY对位平台（421），连接在所述组装平台安装底板（412）上，所述XXY对位平台（421）与所述控制模块信号连接；

支撑底板（422），连接在所述XXY对位平台（421）上；

工件组装台（429），固定连接在所述支撑底板（422）上，所述工件组装台（429）用于放置杜瓦瓶零件；

下部异形夹爪（427），两个所述下部异形夹爪（427）分别滑动设置在所述工件组装台（429）的顶面上，两个所述下部异形夹爪（427）靠近滑动而夹紧杜瓦瓶零件；

下力控夹爪（4211），连接在所述支撑底板（422）上，所述下部异形夹爪（427）与所述下力控夹爪（4211）连接，所述下力控夹爪（4211）能驱动两个所述下部异形夹爪（427）靠近或远离滑动，

所述对位组装机构（44）包括：

力控线性单元（441），竖直固定设置在所述模组安装立板（414）上；

力控转接板（442），固定连接在所述力控线性单元（441）的滑块上；

力控传感器（443），固定连接所述力控转接板（442）上；

上力控夹爪（447），固定连接在所述力控传感器（443）上；

组装定位夹指（448），连接在所述上力控夹爪（447）上，所述上力控夹爪（447）能驱动所述组装定位夹指（448）夹紧或放松，

所述转接平台机构（43）包括：

转接立板（431），固定连接在所述模组安装立板（414）的侧面；

安装底板（433），固定连接在转接立板（431）上；

电动缸（434），连接在所述安装底板（433）上；

转接板（435），与所述电动缸（434）连接，所述电动缸（434）能驱动所述转接板（435）靠近或远离所述组装定位夹指（448）的下方移动；

真空垫板（436），设置在所述转接板（435）的底面上，

所述压焊机构（45）包括：

压焊立板（451），固定连接在所述组装平台安装底板（412）上；

导杆气缸安装板（452），固定连接在所述压焊立板（451）上；

导杆气缸（453），连接在所述导杆气缸安装板（452）上；

低摩擦气缸安装板（454），连接在所述导杆气缸（453）的导杆端面上，所述导杆气缸（453）能驱动所述低摩擦气缸安装板（454）靠近或远离所述下部夹爪机构（42）的上方移动；

低摩擦气缸（455），安装在所述低摩擦气缸安装板（454）上；

焊接压板（458），连接在所述低摩擦气缸（455）的移动端，所述低摩擦气缸（455）能驱动所述焊接压板（458）上下移动并给位于所述下部夹爪机构（42）上的杜瓦瓶零件提供下压力。

2.根据权利要求1所述的杜瓦瓶组装装置，其特征在于，所述视觉对位部件（7）包括：

视觉系统（72），用于检测所述对位组装部件（4）上杜瓦瓶零件的位置；

视觉移栽机构（71），连接在所述基架（1）上，所述视觉系统（72）连接在所述视觉移栽机构（71）上，所述视觉移栽机构（71）用于移动所述视觉系统（72）。

3.根据权利要求1所述的杜瓦瓶组装装置，其特征在于，所述激光焊接部件（2）包括：

焊接支撑架（21），连接在所述基架（1）上；

水平模组安装件（22），连接在所述焊接支撑架（21）上；

焊接水平移栽机构（24），连接在所述水平模组安装件（22）上；

焊接竖直移栽机构（26），连接在所述焊接水平移栽机构（24）上，所述焊接水平移栽机构（24）能驱动所述焊接竖直移栽机构（26）水平移动；

激光焊接头（28），连接在所述焊接竖直移栽机构（26）上，所述焊接竖直移栽机构（26）能驱动所述激光焊接头（28）竖直移动。

4.根据权利要求1所述的杜瓦瓶组装装置，其特征在于，还包括：

排气部件（3），所述排气部件（3）连接在所述基架（1）上，所述排气部件（3）用于回收激光焊接时产生的烟雾。

5.一种杜瓦瓶组装方法，其特征在于，使用权利要求1所述的杜瓦瓶组装装置，包括：

将杜瓦瓶零件依次放置在所述上料盘（6）上；

使用所述机器人（51）驱动所述视觉夹爪机构（52）抓取所述上料盘（6）上的第一个杜瓦瓶零件后调整合适的角度后搬运至所述转接平台机构（43），将所述视觉夹爪机构（52）复位；

使用所述转接平台机构（43）将第一个杜瓦瓶零件搬运至所述对位组装机构（44）下方，使用对位组装机构（44）拾取第一个杜瓦瓶零件，将所述转接平台机构（43）复位，使用对位组装机构（44）将第一个杜瓦瓶零件下移搬运至下部夹爪机构（42）；

使用下部夹爪机构（42）夹紧第一个杜瓦瓶零件，将对位组装机构（44）复位；

使用所述机器人（51）驱动所述视觉夹爪机构（52）抓取所述上料盘（6）上的第二个杜瓦瓶零件后调整合适的角度后搬运至所述转接平台机构（43），将所述视觉夹爪机构（52）复位；

使用所述转接平台机构（43）将第二个杜瓦瓶零件搬运至所述对位组装机构（44）下方，使用对位组装机构（44）拾取第二个杜瓦瓶零件，将所述转接平台机构（43）复位；

使用所述视觉对位部件（7）对两个杜瓦瓶零件的位置进行检测，并将位置信息发送至所述控制模块，所述控制模块对位置信息处理，若两个杜瓦瓶零件不同轴，则控制所述下部夹爪机构（42）在水平面调整位置后所述视觉对位部件（7）继续检测，若两个杜瓦瓶零件同轴，则将所述视觉对位部件（7）复位后使用对位组装机构（44）将第二个杜瓦瓶零件下移搬运至下部夹爪机构（42）上的第一个杜瓦瓶零件顶部完成两个杜瓦瓶零件的组装；

使用压焊机构（45）向下给第二个杜瓦瓶零件提供下压力，使用激光焊接部件（2）对两个杜瓦瓶零件的接触处进行焊接固定。