CN117564641B - 一种汽车堵盖自动化组装设备 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种汽车堵盖自动化组装设备，包括：用于堵盖上料的上料工位，用于放置堵盖的放置工位，设置于所述上料工位和放置工位之间的取料工位和第一CCD检测工位，还包括从所述放置工位取料装入汽车的六轴机械手，在所述六轴机械手的移动端设置有安装工位；所述放置工位包括至少两组结构相同的放置机构，所述放置机构包括：中空四爪气缸，设置于所述中空四爪气缸一端面的锁紧器销套，设置于所述中空四爪气缸另一端的用于容纳堵盖的套筒，在所述套筒的侧壁处均匀开设有至少两条槽孔，每条槽孔处均设置有夹爪，所述夹爪通过夹爪安装板可活动地连接于中空四爪气缸。通过上述方式，解决了现有的组装方式，效率低，组装精度不够的问题。

Description

一种汽车堵盖自动化组装设备

技术领域

本发明涉及自动化设备领域，尤其是涉及一种汽车堵盖自动化组装设备。

背景技术

汽车堵盖是一种用于汽车车体底板的重要部件，其主要起密封、封盖等作用。在汽车的生产过程中，堵盖一般是单独制造，制造完成后再组装入汽车底板的相应位置。

传统的安装方式为，工人手动安装，手动安装的方式需要安装人员长时间重复同样的安装动作，时间久了以后，容易疲劳，从而产生漏装、安装位置不到位等问题，从而最终影响汽车的质量。

也有采用自动化机械手安装的方式，自动化的机械手虽然能够减轻工人的劳动强度，但目前市面上的机械手一般采用夹爪或吸盘的方式进行堵盖上料，每次夹取或吸取只能安装一个堵盖，安装效率较为低下，且驱动机械手动作也需要电能，每次动作只能安装一次，机械手的能耗比较高。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种汽车堵盖自动化组装设备，解决了现有的组装方式，效率低，组装精度不够的问题。

本发明的主要内容包括：一种汽车堵盖自动化组装设备，包括：用于堵盖上料的上料工位，用于放置堵盖的放置工位，设置于所述上料工位和放置工位之间的取料工位和第一CCD检测工位，还包括从所述放置工位取料装入汽车的六轴机械手，在所述六轴机械手的移动端设置有安装工位；

所述放置工位包括至少两组结构相同的放置机构，每组放置机构均固定设置有快换母盘；

所述放置机构包括：中空四爪气缸，设置于所述中空四爪气缸一端面的锁紧器销套，设置于所述中空四爪气缸另一端的用于容纳堵盖的套筒，在所述套筒的侧壁处均匀开设有至少两条槽孔，每条槽孔处均设置有夹爪，所述夹爪通过夹爪安装板可活动地连接于中空四爪气缸。

优选地，所述上料工位包括：振动盘，连接所述振动盘的直料通道，在所述直料通道远离振动盘的一端下方设置有水平上料气缸，在所述水平上料气缸的活塞杆末端设置有升降上料气缸，所述升降上料气缸的活塞杆朝上伸出，且固定有一顶料柱，所述顶料柱的结构与堵盖相匹配，在所述直料通道远离振动盘的一端上方设置有阻挡气缸。

优选地，所述直料通道的上方还设置有上挡板。

优选地，所述取料工位包括：X轴移动模组，设置于所述X轴移动模组移动端的Z轴移动模组，在所述Z轴移动模组的移动端设置有移栽升降气缸，所述移栽升降气缸的活塞杆朝下设置，且在活塞杆末端设置有一浮动接头，在所述浮动接头的下端设置有吸管，在所述吸管的下端设置有仿形吸盘。

优选地，所述第一CCD检测工位设置于取料工位的下方，其包括：第一光源和设置于所述第一光源下方的第一相机，所述第一相机设置于调节滑块处。

优选地，所述中空四爪气缸包括：气缸外筒，设置于所述气缸外筒内的中空气缸内筒，所述中空气缸内筒与气缸外筒之间分别具有第一充气空间和第二充气空间，所述中空气缸内筒的圆柱体位于所述第一充气空间和第二充气空间之间，在所述第一充气空间和第二充气空间分别开设有充气嘴，所述中空气缸内筒的一端设置有内筒斜块，所述内筒斜块卡设于夹爪安装板的斜槽中，使得当中空气缸内筒上升或下降时，能够带动夹爪安装板向内侧或向外侧移动。

优选地，所述夹爪的顶部设置有一横向的挡板，每个夹爪挡板的内端面齐平，所述内端面作为堵盖上料的定位基准面。

优选地，所述安装工位包括：一安装支架，固定于所述安装支架一端的能够与快换母盘对接的快换公盘，在安装支架与锁紧器销套的对应位置设置有相应的锁紧器套筒，在所述安装支架处设置有安装顶升气缸，所述安装顶升气缸的活塞杆处设置有安装顶杆，所述安装顶杆的位置与放置工位中套筒的位置相匹配。

优选的，在所述安装支架的外侧还设置有第二相机和第二光源。

本发明的有益效果在于：

1、通过自动化的上料、移栽、放置、安装的方式，提高了汽车堵盖安装整体的效率与准确率，相比于人工组装，不易发生漏装、误装等情况；

2、放置机构的设置，使得六轴机械手取料一次，可以完成多个堵盖的安装，相对于普通的机械手自动化取料安装，大大提升了六轴机械手的使用效率。

附图说明

图1为一种汽车堵盖自动化组装设备一较佳实施例的立体结构示意图；

图2为上料工位的立体结构示意图；

图3为图2中A部分局部放大示意图；

图4为取料工位的立体结构示意图；

图5为放置工位的立体结构示意图；

图6为放置机构的立体结构示意图；

图7为中空四爪气缸的剖视图；

图8为中空四爪气缸的内部结构示意图；

图9为锁紧器销套的立体结构示意图；

图10为安装工位的立体结构示意图；

图11为放置机构组装于安装工位的立体结构示意图；

图12为堵盖定位原理图；

图13为图12中B部分局部放大示意图；

图14为锁紧器的立体结构示意图；

附图标记：

1、上料工位，2、取料工位，3、第一CCD检测工位，4、放置工位，5、六轴机械手，6、安装工位，7、堵盖；

11、振动盘，12、直料通道，13、水平上料气缸，14、升降上料气缸，15、顶料柱，16、阻挡气缸，17、台阶，18、上挡板；

21、X轴移动模组，22、Z轴移动模组，23、移栽升降气缸，24、浮动接头，25、吸管，26、仿形吸盘；

31、第一光源，32、第一相机，33、调节滑块；

41、中空四爪气缸，411、气缸外筒，412、气缸内筒，4121、内筒斜块，413、第一充气空间，414、第二充气空间，42、快换母盘，43、套筒，44、夹爪，441、挡板，45、锁紧器销套，451、筒体，452、环形内凹槽，46、夹爪安装板，461、斜槽；

51、机械手转轴；

61、安装支架，62、快换公盘，63、安装顶升气缸，64、锁紧器，65、第二相机，66、第二光源，631、安装顶杆，641、锁紧器套筒，642、环形槽，643、球体。

具体实施方式

以下结合附图对本发明所保护的技术方案做具体说明。

如图1所示，一种汽车堵盖自动化组装设备，包括：用于堵盖上料的上料工位1，用于放置堵盖7起暂存作用的放置工位4，设置于所述上料工位1和放置工位4之间的取料工位2和第一CCD检测工位3，所述第一CCD检测工位3设置于取料工位2的下方，还包括从所述放置工位4取料装入汽车的六轴机械手5，在所述六轴机械手5的移动端设置有安装工位6。

如图2、图3所示，所述上料工位1包括：用于供料的振动盘11，连接所述振动盘11的直料通道12，所述直料通道12的一端连接振动盘11出料口，所述直料通道12的底部设置有震动电机，在所述直料通道12远离振动盘11的一端下方设置有水平上料气缸13，在所述水平上料气缸13的活塞杆末端设置有升降上料气缸14，水平上料气缸13的活塞杆能够带动升降上料气缸14在水平方向移动。所述升降上料气缸14的活塞杆朝上伸出，且固定有一顶料柱15，所述顶料柱15的结构与堵盖7相匹配，在所述直料通道12远离振动盘12的一端上方设置有阻挡气缸16。当堵盖7从直料通道2过来后，阻挡气缸16先下降，挡住第一个堵盖，顶料柱15被升降上料气缸14驱动上升，将第一个堵盖顶起，阻挡气缸16收缩让位，水平上料气缸13带动顶料柱15水平方向移动，从而将第一个堵盖带出，阻挡气缸16再挡住第二个堵盖。

进一步的，为了防止堵盖在直料通道12上移动时发生翻转或者偏移，所述直料通道12的上方还设置有上挡板18。所述上挡板18与直料通道12之间具有一定间距，使得堵盖能够从该间距内通过又不会发生翻转。

进一步的，所述直料通道12的上端设置有台17阶，本实施例中，台阶17设置为二级，台阶17的设置，使得直料通道12能够适用于不同直径的堵盖上料。当堵盖7直径变化时，在不同的台阶内移动即可。

如图4所示，所述取料工位2包括：X轴移动模组21，设置于所述X轴移动模组21移动端的Z轴移动模组22，所述X轴移动模组21和Z轴移动模组22在本实施例中采用丝杆驱动的方式，并配合相应的导轨滑块。丝杆驱动相对于气缸驱动，其传动精度更高，便于精确把控位置。在所述Z轴移动模组22的移动端设置有移栽升降气缸23，所述移栽升降气缸23的活塞杆朝下设置，且在活塞杆末端设置有一浮动接头24，在所述浮动接头24的下端设置有吸管25，在所述吸管25的下端设置有仿形吸盘26。工作时，X轴移动模组21带动仿形吸盘26到达顶料柱15处堵盖的上方，Z轴移动模组22带动仿形吸盘26下降一段距离，接近堵盖时，移栽升降气缸23带动仿形吸盘6继续下降，从顶料柱15顶部吸走堵盖7。浮动结构24的设计，能够自动调节微小的位置误差。

第一CCD检测工位3设置于取料工位2的下方，其包括：第一光源31和设置于所述第一光源31下方的第一相机32，所述第一相机32设置于调节滑块33处。当仿形吸盘26带着堵盖移动时，先经过第一CCD检测工位3，第一相机32拍照，从而确定堵盖7的位置，以及堵盖7是否有缺陷。调节滑块33的设计，能够根据需求，调节第一相机32的位置。

如图5、图6所示，所述放置工位4包括两组结构相同的放置机构，每组放置机构均固定设置有快换母盘42，所述快换母盘42与放置机构之间固定连接，每组放置机构，均可作为一个整体，被六轴机械手5取走。

所述放置机构包括：中空四爪气缸41，设置于所述中空四爪气缸41一端面的锁紧器销套45，所述锁紧器销套45至少设置有两个，且均匀设置于中空四爪气缸41的端面处。在所述中空四爪气缸41另一端设置有用于容纳多个堵盖的套筒43，所述套筒43与中空四爪气缸41同轴设置。在所述套筒43的侧壁处沿周向均匀开设有四条槽孔，每条槽孔处均设置有夹爪44，所述夹爪44通过夹爪安装板46可活动地连接于中空四爪气缸41。四个夹爪44均可由中空四爪气缸41驱动沿径向发生位移。

如图7、图8所示，所述中空四爪气缸41包括：气缸外筒411，设置于所述气缸外筒411内的中空气缸内筒412，所述中空气缸内筒412的一端具有一凸出的圆柱体，使得所述中空气缸内筒412与气缸外筒411之间分别具有第一充气空间413和第二充气空间414，所述中空气缸内筒412的圆柱体位于所述第一充气空间413和第二充气空间414之间，第一充气空间413和第二充气空间414均为封闭式结构，且在所述第一充气空间413和第二充气空间414分别开设有充气嘴，可根据需求，分别往第一充气空间413或第二充气空间414内充气。当往第一充气空间413内充气时，此时第一充气空间413内气压增大，而第二充气空间414内为常压，故此时中空气缸内筒412的能够向下移动；反之，如果向第二充气空间414内充气，而第一充气空间413处于常压时，中空气缸内筒412则向上移动。

所述中空气缸内筒412的一端设置有内筒斜块4121，所述内筒斜块4121卡设于夹爪安装板46的斜槽中，内筒斜块4121与夹爪安装板46的斜槽构成一斜块结构，使得当中空气缸内筒412上升或下降时，能够带动夹爪安装板46沿径向，向内侧或向外侧移动，由于夹爪44是固定于夹爪安装板46处，当夹爪安装板46沿径向移动时，夹爪44也能够沿径向移动。

如图9所示，所述锁紧器销套45为一桶状结构，其包括筒体451，在所述筒体451的内侧壁处开设有一圈环形内凹槽452。该环形内凹槽452的作用为容纳锁紧器的球体643。使得锁紧器能够与锁紧器销套锁紧。

如图10、图11所示，所述安装工位6包括：一安装支架61，固定于所述安装支架61一端的能够与快换母盘42对接的快换公盘62，快换母盘42和快换公盘62组合使用，通过气动的方式，能够快速吸合或者分离。在安装支架61上与锁紧器销套45的对应位置设置有相应的锁紧器64，在所述安装支架61处设置有安装顶升气缸63，所述安装顶升气缸63的活塞杆处设置有安装顶杆631，所述安装顶杆631的位置与放置工位4中套筒43的位置相匹配(如图10中所示)。工作时，安装顶杆631能够伸入套筒43内，将堵盖7顶出。

如图14所示，所述锁紧器64包括：锁紧器套筒641，在所述锁紧器套筒641的侧壁处均匀开设有若干环形槽642，在环形槽642对应的锁紧器套筒中设置有对应数量的球体643，球体643的直径大于环形槽642的直径，当向锁紧器套筒641充充气时，球体643会向外移动，球体643的直径大于环形槽642的直径，从而球体643的一部分能够从环形槽642中漏出，并卡入所述锁紧器销套45的换型内凹槽452中，从而实现锁紧器64与锁紧器销套45的定位卡合。防止放置机构从安装工位6处掉落。

如图11所示，本申请中，四个夹爪44的功能为定位及限位。所述夹爪44的顶部设置有一横向的向轴心处凸出的挡板441，每个夹爪处挡板441的内端面齐平，所述挡板441的内端面作为堵盖上料的定位基准面。当六轴机械手5从放置工位4处吸取整个放置机构。具体地，通过快换母盘42和快换公盘62的作用，以及锁紧器64与锁紧器销套45的作用，将整个放置机构快速吸取(此时，四个夹爪44处于收紧状态，即挡板441能够将套筒43内的堵盖挡住，防止套筒43内的堵盖掉落)。此时，套筒43中具有多个叠放的堵盖7，将堵盖安装于汽车内相应位置时，安装顶杆631推动堵盖上升，初始状态时，四个夹爪44处于收紧状态。最上方的堵盖7由于安装顶杆631推动，与夹爪的挡板441相接处，由于四个夹爪的挡板内端面为基准面，此时，堵盖7与四个挡板内端面均接触，从而实现堵盖7的定位。六轴机械手5带动安装工位6到达汽车的指定位置后，中空四爪气缸动作，四个夹爪44沿径向向外侧移动，此时，挡板441与堵盖7脱离，堵盖得以安装入汽车中。第一个堵盖安装完成后，四个夹爪44向内侧移动，再次定位第二个堵盖，以此，完成后续堵盖的安装。

进一步的，在所述安装支架61的外侧还设置有第二相机65和第二光源66。能够在六轴机械手5移动至放置工位4取料时，对放置工位4的放置机构进行精准定位，便于快换公盘62和快换母盘42，以及锁紧器64和锁紧器销套45的精准定位。

本申请放置机构采用两组，当其中一组在从取料工位2放入堵盖时，另一组能够被六轴机械手5取走进行堵盖安装，从而提升整个设备的整体效率。

另外中空四爪气缸41及夹爪44的应用，不仅仅在于堵盖7的上料，还能通过夹爪端部的挡板441基准面对堵盖进行定位，提高了堵盖安装的位置度，防止堵盖装入汽车内发生偏移、歪斜。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种汽车堵盖自动化组装设备，其特征在于，包括：用于堵盖上料的上料工位，用于放置堵盖的放置工位，设置于所述上料工位和放置工位之间的取料工位和第一CCD检测工位，还包括从所述放置工位取料装入汽车的六轴机械手，在所述六轴机械手的移动端设置有安装工位；

所述放置工位包括至少两组结构相同的放置机构，每组放置机构均固定设置有快换母盘；

所述放置机构包括：中空四爪气缸，设置于所述中空四爪气缸一端面的锁紧器销套，设置于所述中空四爪气缸另一端的用于容纳堵盖的套筒，在所述套筒的侧壁处均匀开设有至少两条槽孔，每条槽孔处均设置有夹爪，所述夹爪通过夹爪安装板可活动地连接于中空四爪气缸；

所述中空四爪气缸包括：气缸外筒，设置于所述气缸外筒内的中空气缸内筒，所述中空气缸内筒与气缸外筒之间分别具有第一充气空间和第二充气空间，所述中空气缸内筒的圆柱体位于所述第一充气空间和第二充气空间之间，在所述第一充气空间和第二充气空间分别开设有充气嘴，所述中空气缸内筒的一端设置有内筒斜块，所述内筒斜块卡设于夹爪安装板的斜槽中，使得当中空气缸内筒上升或下降时，能够带动夹爪安装板向内侧或向外侧移动；

所述夹爪的顶部设置有一横向的挡板，每个夹爪挡板的内端面齐平，所述内端面作为堵盖上料的定位基准面；

所述安装工位包括：一安装支架，固定于所述安装支架一端的能够与快换母盘对接的快换公盘，在安装支架与锁紧器销套的对应位置设置有相应的锁紧器套筒，在所述安装支架处设置有安装顶升气缸，所述安装顶升气缸的活塞杆处设置有安装顶杆，所述安装顶杆的位置与放置工位中套筒的位置相匹配。

2.根据权利要求1所述的一种汽车堵盖自动化组装设备，其特征在于，所述上料工位包括：振动盘，连接所述振动盘的直料通道，在所述直料通道远离振动盘的一端下方设置有水平上料气缸，在所述水平上料气缸的活塞杆末端设置有升降上料气缸，所述升降上料气缸的活塞杆朝上伸出，且固定有一顶料柱，所述顶料柱的结构与堵盖相匹配，在所述直料通道远离振动盘的一端上方设置有阻挡气缸。

3.根据权利要求2所述的一种汽车堵盖自动化组装设备，其特征在于，所述直料通道的上方还设置有上挡板。

4.根据权利要求1所述的一种汽车堵盖自动化组装设备，其特征在于，所述取料工位包括：X轴移动模组，设置于所述X轴移动模组移动端的Z轴移动模组，在所述Z轴移动模组的移动端设置有移栽升降气缸，所述移栽升降气缸的活塞杆朝下设置，且在活塞杆末端设置有一浮动接头，在所述浮动接头的下端设置有吸管，在所述吸管的下端设置有仿形吸盘。

5.根据权利要求1所述的一种汽车堵盖自动化组装设备，其特征在于，所述第一CCD检测工位设置于取料工位的下方，其包括：第一光源和设置于所述第一光源下方的第一相机，所述第一相机设置于调节滑块处。

6.根据权利要求1所述的一种汽车堵盖自动化组装设备，其特征在于，在所述安装支架的外侧还设置有第二相机和第二光源。