CN204263540U - 塑料制品嵌件柔性自动化装配设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种塑料制品嵌件柔性自动化装配设备，其包括振动上料系统、二维机器人、抓取压装系统及工件定位系统，所述振动上料系统、二维机器人、抓取压装系统处于所述工件定位系统的上方，所述抓取压装系统设于所述二维机器人上且处于所述振动上料系统的末端上方，其中，所述抓取压装系统包括用于抓取嵌件的压装机械手，在该压装机械手侧部设有可对所述嵌件进行温度检测的温度传感器，并在所述压装机械手上设有可控制所述嵌件压装深度的深度控制机构。该实用新型具有操作简单，自动化程度高，产品尺寸精度高，力学性能优，对塑料制品无任何损伤，且产品切换方便简单，可实现一机多用，通用性强等优点。

Description

塑料制品嵌件柔性自动化装配设备

技术领域

本实用新型涉及一种装配工作台，具体涉及一种塑料制品嵌件柔性自动化装置设备，更具体可应用于塑料制品嵌件的自动热嵌装配或自动冷压装配，比如常见的进气歧管上的塑料制品嵌件的装配。

背景技术

传统塑料制品嵌件的装配生产模式普遍采用操作者手动操作，存在效率低下，装配质量不高，能耗大的劣势，且人工成本高、误操作率高，投入产出率低，不合格率高。随着工业自动化的快速发展，越来越多的自动化设备取代了传统的手工操作，对于塑料制品的装配也不例外。

现有的塑料制品装配，如授权公告号CN203804537U所公开的一种塑料螺丝的全自动上料设备，又如授权公告号CN102496830B所公开的一种胶套换向器全自动换向片装配机，还如申请公布号CN103506832A所公开的塑料帽钉子自动装配系统，等等，其均是采用自动化装配。但上述或不限于上述技术方案均存在设备专用性强，投入成本较大等不足，导致塑料制品的自动化装配投入到实际生产中的应用极难推广。

发明内容

针对上述现有技术中的不足之处，本实用新型旨在提供一种塑料制品嵌件柔性自动化装配设备，实现了对塑料制品嵌件的高效、高质量装配，自动化操作，降低了人工成本，提高了装配精度及效率，且通用性强。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案：一种塑料制品嵌件柔性自动化装配设备，其包括振动上料系统、二维机器人、抓取压装系统及工件定位系统，所述振动上料系统、二维机器人、抓取压装系统处于所述工件定位系统的上方，所述抓取压装系统设于所述二维机器人上且处于所述振动上料系统的末端上方，其中，所述抓取压装系统包括用于抓取嵌件的压装机械手，在该压装机械手侧部设有可对所述嵌件进行温度检测的温度传感器，并在所述压装机械手上设有可控制所述嵌件压装深度的深度控制机构。

进一步的，所述振动上料系统包括螺旋振动盘，及连接于该螺旋振动盘端口部的直线传输带。

进一步的，在所述振动上料系统的尾端设有加热箱，该加热箱处于所述直线传输带端部，该加热箱包括具有腔体的箱体，在该箱体内设有竖向输送管，该竖向输送管上端贯穿所述箱体顶部且与所述直线输送带端部相接；在所述加热箱下部设有水平贯穿该加热箱且可沿该水平方向来回移动的水平接料杆，该水平接料杆上设有可与所述竖向输送管下部端口相对应的嵌件接槽，其中，在所述竖向输送管外裹设有第一加热器，在处于所述加热器内的所述水平接料杆下端设有第二加热器。

进一步的，所述二维机器人包括设于所述工件定位系统正上方的且相互垂直的第一轨道、第二轨道，所述第二轨道可移动定位于所述第一轨道上，所述抓取压装系统可移动定位于所述第二轨道上，且在所述第一轨道、第二轨道上分别设有可对其上对应的第二轨道、抓取压装系统进行位置检测的位移传感器。

进一步的，所述抓取压装系统包括压装轴及驱动该压装轴的电动缸，所述压装机械手设于所述压装轴的下端部；在所述压装机械手侧边设有可对所述嵌件进行降温的冷却管。

进一步的，所述工件定位系统包括底座，在该底座上具有相对设置的两支板，在两支板上端可升降设置有对待压装工件的压装孔进行端面定位的且与所述压装机械手垂直相对的基准板；在两支板内侧设有对待压装工件进行支撑定位的支撑架，该支撑架两端铰链于所述两支板上；在所述基准板上设有可与待压装工件上的压装孔相对应的压装孔模。

进一步的，在所述压装机械手上具有可相对于所述压装孔模进行自适应调整的二维位置调节装置。

进一步的，所述支撑架包括对待压装工件起支撑作用的支撑部、将待压装工件压紧于所述支撑部上的压紧部；在所述基准板底端设有对待压装工件顶部基准孔进行定位的基准块。

进一步的，所述基准板为一矩形板，其两端均通过上侧板与所述支板轨道连接；在所述基准板的对角线上向外均延伸设有支耳，在所述底座上设有与所述支耳对应连接的升降气缸。

进一步的，在所述支撑架上设有可对废弃不合格嵌件进行收集的废料盒。

本实用新型的有益效果：通过振动上料系统、二维机器人、抓取压装系统及工件定位系统实现对嵌件的自动化压装，再由温度传感器检测嵌件的温度，以获得合适的嵌件压装温度范围，并通过深度控制机构控制压装深度，即可实现对塑料制品嵌件的高效、高质量装配。总的说来，本设备具有操作简单，自动化程度高，产品尺寸精度高，力学性能优，对塑料制品无任何损伤，且产品切换方便简单，可实现一机多用，通用性强等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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是本实用新型的整体立体图；

图2是图1中内部立体结构图；

图3是图2的俯视图；

图4是图2中振动上料系统的立体结构图；

图5是图2中工件定位系统的立体结构图；

图6是图5另一视角的立体结构图；

图7是图5的侧视图；

图8是图2中二维机器人及抓取压装系统的布局图。

具体实施方式

下面结合具体实施例及附图来进一步详细说明本实用新型。

一种如图1-8所述的塑料制品嵌件柔性自动化装配设备，其包括振动上料系统3、二维机器人5、抓取压装系统4及工件定位系统6，所述振动上料系统3、二维机器人5、抓取压装系统4处于所述工件定位系统6的上方，所述抓取压装系统4设于所述二维机器人5上且处于所述振动上料系统3的末端上方，其中，所述抓取压装系统4包括用于抓取嵌件的压装机械手410，在该压装机械手410侧部设有可对所述嵌件进行温度检测的温度传感器411，并在所述压装机械手410上设有可控制所述嵌件压装深度的深度控制机构412。

本实用新型通过振动上料系统3、二维机器人5、抓取压装系统4及工件定位系统6实现对嵌件的自动化压装，再由温度传感器411检测嵌件的温度，以获得合适的嵌件压装温度范围，并通过深度控制机构412控制压装深度，即可实现对塑料制品嵌件的高效、高质量装配。

对于温度传感器411，如图8所示，该温度传感器411通过一支杆直接固定定位在所述压装机械手410的侧边，该温度传感器411可为激光温度传感器或红外温度传感器等，其直接指向所述压装机械手410上的抓取部位，即该压装机械手410上的嵌件位置。而深度控制机构412用于控制抓取压装系统4对嵌件的压装深度，以保证本设备对嵌件的正常压装及压装效果、精度。

所述振动上料系统3包括螺旋振动盘31，及连接于该螺旋振动盘31端口部的直线传输带32。所述螺旋振动盘31采用市售常用的振动盘，其上具有对嵌件进行同向排列的功效，通过螺旋振动盘31将诸多嵌件进行规则排列，并传输进直线输送带32上。如图2、4所示，所述螺旋振动盘31固定定位在第一工作台38上，该第一工作台38通过本设备底部的支脚37支撑，在该第一工作台38上设置第一支撑台39，所述直线输送带32定位于该第一支撑台39上。所述直线输送带32与所述螺旋振动盘31的出口相连通，且连接部平滑设定，以保证螺旋振动盘31上出来的嵌件可无阻进入至直线输送带32上。所述直线输送带32可设计成与嵌件相配合的长槽状结构，或其它的槽状或线状输送轨迹，只要不打乱对嵌件的排列，并使得其上的嵌件能依次进入下一步骤即可。本例中，所述螺旋振动盘31为两个并列，其对应的直线输送带32也为两个，该螺旋振动盘31及直线输送带32可根据压装工序的具体情况而定。

在所述振动上料系统3的尾端设有加热箱34，该加热箱34处于所述直线传输带32端部，该加热箱34包括具有腔体340的箱体，在该箱体内设有竖向输送管33，该竖向输送管33上端贯穿所述箱体顶部且与所述直线输送带32端部相接；在所述加热箱34下部设有水平贯穿该加热箱34且可沿该水平方向来回移动的水平接料杆35，该水平接料杆35上设有可与所述竖向输送管33下部端口相对应的嵌件接槽36，其中，在所述竖向输送管33外裹设有第一加热器341，在处于所述加热器34内的所述水平接料杆35下端设有第二加热器342。如图2、4所示，所述加热箱34是用于对嵌件进行热压时，对嵌件进行加热，如若对嵌件进行冷压装配时，则关掉该加热箱34即可。所述加热箱34设于振动上料系统3与工件定位系统6之间，且该加热箱34邻近于所述工件定位系统6，以便该加热箱34对嵌件进行加热输出后，通过抓取压装系统4对加热后的嵌件进行抓取并短距离输送至工件定位系统6上对工件进行嵌件的压装，以保证在合适的温度范围内，即温度传感器411检测出在事先所设定的温度范围内进行热压，进而保证压装质量及效率。

该加热箱34上设置进料通道即竖向输送管33，该竖向输送管33贯穿所述加热箱34的顶壁与所述直线输送带32相连通，由该直线输送带32输送的嵌件进入至该竖向输送管33内进行加热，该竖向输送管33仅可让一嵌件通过，以便被后续的抓取压装系统4依次抓取并压装。而水平接料杆35为一活动杆，该水平接料杆35水平贯穿所述加热箱34，其一端滑动设置于所述支脚37上的第二支撑台350上，该第二支撑台350上设一滑轨351，所述水平接料杆35配合于该滑轨351上，且水平接料杆35端部可通过气缸驱动；该水平接料杆35另一端上具有嵌件接槽36，用于接住由所述竖向输送管33输出的嵌件，当该嵌件接槽36处于竖向输送管33下方并接住一嵌件后，由气缸驱动水平接料杆35进给至所述抓取压装系统4的抓取范围之内，由抓取压装系统4上的压装机械手410进行抓取并对工件进行嵌件压装。

所述第一加热器341沿所述竖向输送管33轴向方向进行加热，该第一加热器341裹设于竖向输送管33外，小范围对该竖向输送管33内的嵌件进行加热，而第一加热器341所散出的热量则积存在腔体340内充当预热或保温作用，当竖向输送管33内的嵌件输至嵌件接槽36后，由第二加热器342对该嵌件接槽36内的嵌件进行持续保温加热，以保证由抓取压装系统4对嵌件接槽36内的嵌件进行抓取后，所述嵌件的温度在设定的压装温度范围内，进而保证对嵌件的正常压装。

而所述二维机器人5包括设于所述工件定位系统6正上方的且相互垂直的第一轨道51、第二轨道52，所述第二轨道52可移动定位于所述第一轨道51上，所述抓取压装系统4可移动定位于所述第二轨道52上，且在所述第一轨道51、第二轨道52上分别设有可对其上对应的第二轨道52、抓取压装系统4进行位置检测的位移传感器。该二维机械人5采用滑轨式，整个滑轨系统设于第三支撑台50上，该第三支撑台50通过辅助支撑371固定定位于所述第一工作台38或与第一工作台38并列的工作台上。由第一轨道51、第二轨道52及抓取压装系统4之间的关系，并由位移传感器进行监控，最后由气缸或动力机对所述第二轨道52、抓取压装系统4进行驱动进给，以实现嵌件的前后、左右定位。当然，对抓取压装系统4的定位位移顺序，可依次进行位移，也可同时进行二维位移均可。

所述抓取压装系统4包括压装轴及驱动该压装轴的电动缸41，所述压装机械手410设于所述压装轴的下端部；在所述压装机械手410侧边设有可对所述嵌件进行降温的冷却管413。该抓取压装系统4用于对嵌件进行抓取，并通过二维机器人进行嵌件的定位后，再由抓取压装系统4对工件进行热压或冷压。该抓取压装系统4中的电动缸41主要是用于驱动压装机械手410进行抓取、压装。而所述冷却管413用于对嵌件进行降温，一方面，当温度传感器411检测出所述嵌件的当前温度过高时，可通过该冷却管413对嵌件进行冷却，以达到设定温度范围内的温度进行压装；当温度传感器411检测出所述嵌件的当前温度低于设定温度范围内时，则通过压装机械手410舍弃掉，并进行下一次嵌件的抓取。另一方面，该冷却管413可用于所述压装机械手410对工件进行嵌件热压后对安装好后的嵌件进行冷却。

如图2、3、4、5、6所示，所述工件定位系统6包括底座600，在该底座600上具有相对设置的两支板603，在两支板603上端可升降设置有对待压装工件63的压装孔进行端面定位的且与所述压装机械手410垂直相对的基准板60；在两支板603内侧设有对待压装工件63进行支撑定位的支撑架，该支撑架两端铰链于所述两支板603上；在所述基准板60上设有可与待压装工件63上的压装孔相对应的压装孔模61。为了使得本设备的通用性更强，将所述整个工件定位系统6集成在底座600上，并在该底座600上设立吊环608，通过该吊环608可采用行车或其它的移动设置进行装卸，以方便更换及拆卸维护。所述底座600固定定位于支撑台上，该支撑台由支脚37支撑。所述基准板60用于对工件的嵌件压装孔进行定位，因抓取压装系统4为垂直竖向设置，则该基准板60应与该抓取压装系统4相垂直，即该基准板60应保持水平设置，在该基准板60上设置的压装孔模61为所述压装机械手410进行压装导向用。这里，在所述压装机械手410上具有可相对于所述压装孔模61进行自适应调整的二维位置调节装置，该二维位置调节装置处于所述抓取压装系统4内，具体设于所述压装机械手410上部或上端，该二维位置调节装置可自适应调整，比如该二维位置调节装置本身为一类似于所述二维机器人5的缩微，在轨道的两端部具有限位部，通过电动缸连接二维位置调节装置，再由该二维位置调节装置连接压装机械手410。

由二维机械人5对抓取压装系统4进行前后、左右定位后，再由该抓取压装系统4对基准板60上的压装孔模61进行自适应定位，因制作误差的存在，所述压装机械手410或多或少与所述压装孔模61之间会存在少许误差，通过二维位置调节装置进一步调整了所述压装机械手410与压装孔模61之间的相对关系，以便在压装时，压装机械手410将嵌件通过基准板60上的压装孔模61垂直压装入工件的嵌件压装孔内，保证压装精度。而所述深度控制机构412则设于压装机械手410内，在该压装机械手410内也可通过传感器对压装机械手410的压装深度进行监控，当压装机械手410上的压装系统压装至设定深度，则由传感器生成信号至控制系统，控制电动缸的启停即可。当然，还可以通过机械构造来组成所述深度控制机构412，比如事先设定压装深度，在压装时达到该压装深度后，压装系统自动停止或发生打滑等情形。

对于所述工件的定位：所述支撑架包括对待压装工件63起支撑作用的支撑部630；632、将待压装工件63压紧于所述支撑部630；632上的压紧部631；在所述基准板60底端设有对待压装工件63顶部基准孔进行定位的基准块610。通过支撑架对待压装工件63进行支撑定位，具体由支撑部630、632与待压装工件的侧边及底边相配合，再由压紧部631或由更多压紧部对待压装工件63进行压紧。这样，所述支撑架连带待压装工件63可通过所述支撑架两端上部的铰链轴转动设置于所述两支板603上，通过支撑架的转动，带动其上待压装工件的转动，并由所述基准板60底部的基准块610对待压装工件63上的基准孔进行配合，随着支撑架的转动，自适应调整使得基准块610与基准孔完全配合，即实现了对待压装工件63上压装面的嵌件压装孔的定位，方便压装机械手410对嵌件的准确压装。

将所述基准板60设为一矩形板，其两端均通过上侧板601与所述支板603轨道602连接；在所述基准板60的对角线上向外均延伸设有支耳605，在所述底座600上设有与所述支耳605对应连接的升降气缸607，该升降气缸607通过加长杆606与所述支耳605连接。将所述支耳605设于所述基准板60的对角线上，便于升降气缸607对基准板60的平稳升降，避免因工件定位系统6的误差设置而导致对嵌件的准确压装形成误差影响。而所述基准板60还可设置成其它的规则形状的结构，比如圆形、正方形等。

在所述支撑架上设有可对废弃不合格嵌件进行收集的废料盒62，用于对温度不合格或次品嵌件进行收集，保证整个设备的正常工作环境。

最后，在所述设备侧面或背面设置电控箱2，用于对整个设备的电路或气路控制，并连接至所述设备前侧的面板上。为了方便对整个设备的维护，在该设备正面及侧面均设置有控制门1。

以上对本实用新型实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本实用新型实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种塑料制品嵌件柔性自动化装配设备，其特征在于：包括振动上料系统(3)、二维机器人(5)、抓取压装系统(4)及工件定位系统(6)，所述振动上料系统(3)、二维机器人(5)、抓取压装系统(4)处于所述工件定位系统(6)的上方，所述抓取压装系统(4)设于所述二维机器人(5)上且处于所述振动上料系统(3)的末端上方，其中，所述抓取压装系统(4)包括用于抓取嵌件的压装机械手(410)，在该压装机械手(410)侧部设有可对所述嵌件进行温度检测的温度传感器(411)，并在所述压装机械手(410)上设有可控制所述嵌件压装深度的深度控制机构(412)。

2.根据权利要求1所述的塑料制品嵌件柔性自动化装配设备，其特征在于：所述振动上料系统(3)包括螺旋振动盘(31)，及连接于该螺旋振动盘(31)端口部的直线传输带(32)。

3.根据权利要求2所述的塑料制品嵌件柔性自动化装配设备，其特征在于：在所述振动上料系统(3)的尾端设有加热箱(34)，该加热箱(34)处于所述直线传输带(32)端部，该加热箱(34)包括具有腔体(340)的箱体，在该箱体内设有竖向输送管(33)，该竖向输送管(33)上端贯穿所述箱体顶部且与所述直线输送带(32)端部相接；在所述加热箱(34)下部设有水平贯穿该加热箱(34)且可沿该水平方向来回移动的水平接料杆(35)，该水平接料杆(35)上设有可与所述竖向输送管(33)下部端口相对应的嵌件接槽(36)，其中，在所述竖向输送管(33)外裹设有第一加热器(341)，在处于所述加热器(34)内的所述水平接料杆(35)下端设有第二加热器(342)。

4.根据权利要求3所述的塑料制品嵌件柔性自动化装配设备，其特征在于：所述二维机器人(5)包括设于所述工件定位系统(6)正上方的且相互垂直的第一轨道(51)、第二轨道(52)，所述第二轨道(52)可移动定位于所述第一轨道(51)上，所述抓取压装系统(4)可移动定位于所述第二轨道(52)上，且在所述第一轨道(51)、第二轨道(52)上分别设有可对其上对应的第二轨道(52)、抓取压装系统(4)进行位置检测的位移传感器。

5.根据权利要求1或4所述的塑料制品嵌件柔性自动化装配设备，其特征在于：所述抓取压装系统(4)包括压装轴及驱动该压装轴的电动缸(41)，所述压装机械手(410)设于所述压装轴的下端部；在所述压装机械手(410)侧边设有可对所述嵌件进行降温的冷却管(413)。

6.根据权利要求1所述的塑料制品嵌件柔性自动化装配设备，其特征在于：所述工件定位系统(6)包括底座(600)，在该底座(600)上具有相对设置的两支板(603)，在两支板(603)上端可升降设置有对待压装工件(63)的压装孔进行端面定位的且与所述压装机械手(410)垂直相对的基准板(60)；在两支板(603)内侧设有对待压装工件(63)进行支撑定位的支撑架，该支撑架两端铰链于所述两支板(603)上；在所述基准板(60)上设有可与待压装工件(63)上的压装孔相对应的压装孔模(61)。

7.根据权利要求6所述的塑料制品嵌件柔性自动化装配设备，其特征在于：在所述压装机械手(410)上具有可相对于所述压装孔模(61)进行自适应调整的二维位置调节装置。

8.根据权利要求6所述的塑料制品嵌件柔性自动化装配设备，其特征在于：所述支撑架包括对待压装工件(63)起支撑作用的支撑部(630；632)、将待压装工件(63)压紧于所述支撑部(630；632)上的压紧部(631)；在所述基准板(60)底端设有对待压装工件(63)顶部基准孔进行定位的基准块(610)。

9.根据权利要求6所述的塑料制品嵌件柔性自动化装配设备，其特征在于：所述基准板(60)为一矩形板，其两端均通过上侧板(601)与所述支板(603)轨道(602)连接；在所述基准板(60)的对角线上向外均延伸设有支耳(605)，在所述底座(600)上设有与所述支耳(605)对应连接的升降气缸(607)。

10.根据权利要求6所述的塑料制品嵌件柔性自动化装配设备，其特征在于：在所述支撑架上设有可对废弃不合格嵌件进行收集的废料盒(62)。