CN206140077U - 一种用于机器人线束套管的自动上料装配流水线 - Google Patents
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Abstract
一种用于机器人线束套管的自动上料装配流水线，包括顺次布置的线束传送组件，柔性套管自动上料组件和自动装夹组件，设线束进料方向为X向，柔性套管进料方向为Y向，X向和Y向相互垂直。本装置实现了线束的传送、套管上料、线束与套管的完整自动化装配，快速高效；采用自动机械方式完成线束与套管的装配，减少了由于气动装配所带来的噪声；尤其夹头夹紧结构设计，简单灵活的实现了对导引头的夹紧放松，体积小，实用性强；通过柔性套管定位头和上料槽可根据套管外形变化进行更换，其他部件普遍适用于大多数外形的套管，适用面广，适用于多种外形的柔性套管自动上料及装夹工序，并且更换时方便快捷，整套装置占用空间小。
Description
技术领域
本实用新型涉及线束装配领域，尤其涉及一种用于机器人线束套管的自动上料装配流水线。
背景技术
随着工业自动化的发展，机器人已经应用于航空航天、汽车设计制造、医疗器械等相关领域。机器人技术作为未来高技术、新兴产业发展的基础之一，对于国民经济和国防建设具有重要意义。
机器人驱动方式主要有气缸、液压或气压驱动，在驱动的传动过程中，往往通过线束对电缆线进行包装绝缘或对气体、液体进行密封传递。根据机器人的使用功能及空间大小等要求，线束需要按照一定的排布方式布置在机器人的相关位置，防止线束缠绕阻碍机器人工作，避免故障发生。将具有特定外形的柔性套管套在线束上，以便于通过套管将线束固定在机器人的特定位置，实现具有规定排布方式的固定，避免了线束缠绕，安装方便，外观简洁。
国内大多数线束套管装配企业采用人工手动方式将线束与柔性套管进行装配，生产效率低，成本高，安全系数小；部分企业开发相应的套管专用模具，通过吹气方式减小摩擦，将固定的套管与线束进行装配，相比较人工操作，虽然提高了生产效率，但以气动方式来减小摩擦会产生较大的噪声，且设备气密性难以保证，导致套管装配于线束位置一致性不高，专用的套管模具也限制了其使用范围，对于不同外形的套管需成套更换模具或设备，增加成本。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种可实现线束的传送、套管上料、线束与套管装配的自动上料装配流水线，该流水线高效、低成本、安全性能高且适应性强，能够较好的解决现有技术的不足。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：
一种用于机器人线束套管的自动上料装配流水线，其特征在于：所述流水线包括顺次布置的线束传送组件，柔性套管自动上料组件和自动装夹组件，设线束进料方向为X向，柔性套管进料方向为Y向，X向和Y向相互垂直，其中：
线束传送组件包括传送轮和导引头：传送轮上下成对间隔配置，每对传送轮之间的间距能够调整；在传送轮的输出侧，沿X向配置导引头，导引头能够沿X向往复平移，其朝向传送轮的一端端部带有线束固定孔；
柔性套管自动上料组件包括与导引头同轴配置的柔性套管定位头和沿Y向配置的上料槽：柔性套管定位头的中心通孔一端与柔性套管的外缘相匹配，另一端能供导引头和线束活动通过；上料槽槽腔形状与柔性套管的外缘形状相匹配，槽口与中心通孔平齐等高；正对上料槽槽口，沿X向同轴配置柔性套管上料推头和顶针，顶针活动穿过柔性套管上料推头的中心通孔，顶针和柔性套管上料推头既能够在动力驱动下同步沿Y向往复平移，也能够在各自的动力驱动下沿X向相对往复平移；
自动装夹组件包括与导引头同轴配置、内外套装的柔性力自适应夹头和柔性力自适应夹头套筒：柔性力自适应夹头朝向导引头的一端呈扩散的多瓣锥瓣形，锥瓣内缘围成的夹持腔与导引头朝向柔性力自适应夹头的一端相匹配；柔性力自适应夹头套筒内筒朝向导引头的一端为与柔性力自适应夹头相匹配的锥形筒腔；柔性力自适应夹头套筒能够在动力驱动下沿X向往复平移，使柔性力自适应夹头后端锥瓣收拢/散开以夹紧/松开导引头；自动装夹组件安装在导轨上，能够沿X向往复平移；
所述传送轮上配置传感器，控制单元信号连接各组件。
线束传送组件内设有上下传动轮，传动轮可调节对线束的夹紧力，实现线束的传送、固定作用；柔性套管自动上料组件具有适应套管形状的专用上料槽，先将柔性套管沿上料槽输送到指定位置，再驱动柔性套管上料推头，带动柔性套管进入柔性套管定位头中进行装夹；自动装夹组件内部装有柔性力自适应夹头，通过柔性力自适应夹头在与其相互配合的柔性力自适应夹头套筒的相对移动，可实现对导引头的夹紧与放松，夹头夹紧导引头时，配合线束传送组件，使线束穿过柔性套管。本实用新型实现对线束与柔性套管的自动上料及装夹工序，提高了生产效率及生产安全性。
进一步的，所述控制单元接收传感觉器的信号，控制流水线顺次进行如下四个动作：
a.线束进料
传送轮输送线束，使其插紧在位于初始位置的导引头的线束固定孔内为一体；
b.柔性套管上料
顶针沿X向伸入位于上料槽进料端的柔性套管的中心通孔内，保持与柔性套管同轴状态，沿Y向带动柔性套管沿上料槽内滑动，直至滑出上料槽出料端、顶针与柔性套管定位头同轴为止，柔性套管上料推头沿X向伸出，将柔性套管弹性压装入柔性套管定位头的中心通孔内，柔性套管上料推头和顶针沿X向反向回缩后、同步沿Y向反向平移，返回上料槽进料端处的初始位置；
c.导引头夹紧
传送轮传送导引头和线束沿X向平移，穿过柔性套管和柔性套管定位头的中心通孔，伸入柔性力自适应夹头的夹持腔内，柔性力自适应夹头套筒沿X向反向移动，收拢柔性力自适应夹头后端锥瓣，夹紧导引头；
d.柔性套管装夹
自动装夹组件沿X向平移，通过导引头拉动线束在柔性套管中移动，直至柔性套管位于线束上的设定装夹位置；
柔性力自适应夹头套筒沿X向移动，散开柔性力自适应夹头后端锥瓣，松开导引头，将已完成柔性套管装夹的线束取下，自动装夹组件和导引头分别沿X向反向平移返回初始位置。
再进一步，所述线束固定孔沿轴向开设于导引头朝向传送轮的一端端部，线束固定孔为薄壁孔；线束进料时，线束在传送轮输送下挤入线束固定孔内，线束固定孔能够在挤压力下膨胀以夹紧线束。夹紧线束后，导引头再导引线束继续进料，以便的后续工序的进行。
再进一步，所述顶针和柔性套管上料推头由第一气缸驱动同步沿Y向往复平移，顶针由第二气缸驱动沿X向往复平移，柔性套管上料推头由第三气缸驱动沿X向往复平移，柔性力自适应夹头套筒由第四气缸驱动沿X向往复移动。气缸驱动的行程控制精确，并且结构简单紧凑，便于布置。
再进一步，所述柔性套管的中心通孔为阶梯孔，阶梯孔大端朝向顶针和柔性套管上料推头，台阶形的柔性套管上料推头小端直径与柔性套管的中心通孔大端直径相匹配，顶针外径与柔性套管的中心通孔小端直径相匹配。以便于顶针和柔性套管上料推头的进料及与柔性套管的分离。
再进一步，所述柔性套管定位头安装在导轨上，能够相对自动装夹组件独立沿X向往复平移；或者，柔性套管定位头固定安装。无论哪种结构，柔性套管定位头都能与自动装夹组件沿X向相对移动，以便于自动装夹组件上的导引头拉动线束在柔性套管定位头上的柔性套管内中相对移动，直至柔性套管位于线束上的设定装夹位置。
再进一步，所述柔性套管外缘上沿周向开设环形限位槽。柔性套管本身带有一定的弹性，环形限位槽的限位结构能方便上料推头将柔性套管推送到柔性套管定位头后，与柔性套管的分离，以及柔性套管在柔性套管定位头中的临时固定。
本实用新型的有益效果在于：
1、本装置实现了线束的传送、套管上料、线束与套管装配的完整自动化装配，快速高效；
2、采用自动机械方式完成线束与套管的装配，减少了由于气动装配所带来的噪声；尤其夹头夹紧结构设计，简单灵活的实现了对导引头的夹紧放松，体积小，实用性强；
3、通柔性套管定位头和上料槽可根据套管外形变化进行更换，其他部件普遍适用于大多数外形的套管，适用面广，适用于多种外形的柔性套管自动上料及装夹工序，并且更换时方便快捷，整套装置占用空间小。
附图说明
图1、图2为本流水线一种优选方案的立体结构示意图
图3为图2中虚线圈部位的放大示意图
图4为柔性套管自动上料组件的局部结构立体示意图
图5为图4的右视图
图6为柔性套管上料时各部件的配合位置示意图
图7为柔性力自适应夹头的立体示意图
图8为图7的正视剖视图
图9为导引头一种优选结构的立体示意图
图10为图9的正视剖视图
图11～13为导引头夹紧时各部件的配合位置示意图
图1～13中：1为线束传送组件，2为柔性套管自动上料组件，3为自动装夹组件，4为线束，5为导向杆，6为第二气缸，7为第三气缸，8为机架，9为柔性套管，10为柔性套管上料推头，11为第一气缸，12为上料槽，13为导引头，131为线束固定孔，14为柔性套管定位头，141为中心通孔，15为第四气缸，16为套筒传动推杆，17为柔性力自适应夹头，18为柔性力自适应夹头套筒，19为传送轮，20为顶针，21为导轨，22为限位槽。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，流水线包括顺次布置的线束传送组件1，柔性套管自动上料组件2和自动装夹组件3，设线束进料方向为X向，柔性套管进料方向为Y向，X向和Y向相互垂直。
如图2所示，线束4传送组件1包括传送轮19和导引头13。上下两个传送轮19间隔配置，传送轮19之间的间距能够调整以匹配不同的线束线径，或者调节对线束4的夹紧力，实现线束4的传送、固定作用；在传送轮19的输出侧，沿X向对应配置导引头13，导引头13能够沿X向往复平移，初始位置时，导引头13位于限位槽22内；导引头13朝向传送轮19的一端端部带有线束固定孔131，如图9、图10所示，线束固定孔131沿轴向开设于导引头13朝向传送轮19的一端端部，线束固定孔131为薄壁孔，线束4本身具有一定的弹性，线束传送组件1通过传送轮19与线束4之间的摩擦力，将线束4传送进入导引头13。
线束4进料时，线束4在传送轮19输送下挤入初始位置的导引头13的线束4固定孔131内，线束4固定孔131能够在线束4进入时的挤压力下膨胀以夹紧线束4，使线束4与导引头13紧配为一体；在后续的传送轮19输送下，线束4与导引头13共同沿X向平移。
如图2～6所示，柔性套管自动上料组件2包括与导引头13同轴配置的柔性套管定位头14和沿Y向配置的上料槽12。柔性套管9外缘上沿周向开设环形限位槽，柔性套管定位头14安装在导轨21上，能够相对自动装夹组件3独立沿X向往复平移，其中心通孔141一端与柔性套管9的外缘相匹配，另一端能供导引头13和线束4活动通过，柔性套管定位头14的内部构型设计可根据不同的柔性套管9进行更换；上料槽12内部槽腔的构型形状与柔性套管9的外缘形状相匹配，槽口与中心通孔141平齐等高，上料槽12安装在机架8上，当针对不同外形的柔性套管9上料时，可仅对上料槽12进行更换；正对上料槽12槽口，沿X向同轴配置柔性套管上料推头10和顶针20，柔性套管9的中心通孔为阶梯孔，阶梯孔大端朝向顶针20和柔性套管上料推头10，台阶形的柔性套管上料推头10小端直径与柔性套管9的中心通孔大端直径相匹配，顶针20外径与柔性套管9的中心通孔小端直径相匹配，如图5、图6所示；顶针20活动穿过柔性套管上料推头10的中心通孔，能够在第二气缸6驱动下相对柔性套管上料推头10沿X向往复平移；柔性套管上料推头10能够在第三气缸7驱动下相对顶针20沿X向往复平移；导向杆5在顶针20和柔性套管上料推头10沿X向平移时起到导向限位的作用；顶针20和柔性套管上料推头10还能够在第一气缸11驱动下同步沿Y向往复平移。
柔性套管上料时，顶针20沿X向伸入位于上料槽12进料端的柔性套管9的中心通孔内，保持与柔性套管9同轴状态，沿Y向带动柔性套管9沿上料槽12内滑动，直至滑出上料槽12出料端、顶针20与柔性套管定位头14同轴为止，柔性套管上料推头10沿X向伸出，将柔性套管9弹性压装入柔性套管定位头14的中心通孔141内，柔性套管上料推头10和顶针20沿X向反向回缩后、同步沿Y向反向平移，返回上料槽12进料端处的初始位置，准备下次上料；由于环形限位槽的限位作用，柔性套管9会弹性压配在中心通孔141内，不会从柔性套管定位头14脱落出来。
自动装夹组件3包括与导引头13同轴配置、内外套装的柔性力自适应夹头17和柔性力自适应夹头套筒18：如图7、图8所示，柔性力自适应夹头17朝向导引头13的一端呈扩散的多瓣锥瓣形，锥瓣内缘围成的夹持腔与导引头13朝向柔性力自适应夹头17的一端相匹配；柔性力自适应夹头套筒18内筒朝向导引头13的一端为与柔性力自适应夹头17相匹配的锥形筒腔；柔性力自适应夹头套筒18能够在第四气缸15驱动下沿X向往复平移，使柔性力自适应夹头17后端锥瓣收拢/散开以夹紧/松开导引头13，套筒传动推杆16用于第四气缸15和柔性力自适应夹头套筒18之间的传动；自动装夹组件3安装在导轨21上，能够沿X向往复平移，以配合线束传送组件1完成线束4穿过柔性套管9。
导引头夹紧时，传送轮19传送导引头13和线束4沿X向平移，导引头13离开限位槽22，穿过柔性套管9和柔性套管定位头14的中心通孔，伸入柔性力自适应夹头17的夹持腔内，柔性力自适应夹头套筒18沿X向反向移动，收拢柔性力自适应夹头17后端锥瓣，夹紧导引头13。如图11所示，导引头13未进入柔性力自适应夹头17，柔性力自适应夹头套筒18未与柔性力自适应夹头17接触，柔性力自适应夹头17未夹紧导引头13；如图12所示，导引头13进入柔性力自适应夹头17，柔性力自适应夹头套筒18未与柔性力自适应夹头17接触，柔性力自适应夹头17未夹紧导引头13；如图13所示，导引头13进入柔性力自适应夹头17，柔性力自适应夹头套筒18与柔性力自适应夹头17接触，柔性力自适应夹头17夹紧导引头13。
柔性套管装夹时，自动装夹组件3沿X向平移，通过导引头13拉动线束4在柔性套管9中移动，直至柔性套管9位于线束4上的设定位置，完成线束4与柔性套管9的套装；随后，柔性力自适应夹头套筒18沿X向移动，散开柔性力自适应夹头17后端锥瓣，松开导引头13，将已完成柔性套管装夹的线束4取下，自动装夹组件3和导引头13分别沿X向反向平移返回初始位置，准备下次线束4的导引。
Claims (7)
1.一种用于机器人线束套管的自动上料装配流水线，其特征在于：所述流水线包括顺次布置的线束传送组件(1)，柔性套管自动上料组件(2)和自动装夹组件(3)，设线束(4)进料方向为X向，柔性套管进料方向为Y向，X向和Y向相互垂直，其中：
线束传送组件(1)包括传送轮(19)和导引头(13)：传送轮(19)上下成对间隔配置，每对传送轮(19)之间的间距能够调整；在传送轮(19)的输出侧，沿X向配置导引头(13)，导引头(13)能够沿X向往复平移，其朝向传送轮(19)的一端端部带有线束固定孔(131)；
柔性套管自动上料组件(2)包括与导引头(13)同轴配置的柔性套管定位头(14)和沿Y向配置的上料槽(12)：柔性套管定位头(14)的中心通孔(141)一端与柔性套管(9)的外缘相匹配，另一端能供导引头(13)和线束(4)活动通过；上料槽(12)槽腔形状与柔性套管(9)的外缘形状相匹配，槽口与中心通孔(141)平齐等高；正对上料槽(12)槽口，沿X向同轴配置柔性套管上料推头(10)和顶针(20)，顶针(20)活动穿过柔性套管上料推头(10)的中心通孔，顶针(20)和柔性套管上料推头(10)既能够在动力驱动下同步沿Y向往复平移，也能够在各自的动力驱动下沿X向相对往复平移；
自动装夹组件(3)包括与导引头(13)同轴配置、内外套装的柔性力自适应夹头(17)和柔性力自适应夹头套筒(18)：柔性力自适应夹头(17)朝向导引头(13)的一端呈扩散的多瓣锥瓣形，锥瓣内缘围成的夹持腔与导引头(13)朝向柔性力自适应夹头(17)的一端相匹配；柔性力自适应夹头套筒(18)内筒朝向导引头(13)的一端为与柔性力自适应夹头(17)相匹配的锥形筒腔；柔性力自适应夹头套筒(18)能够在动力驱动下沿X向往复平移，使柔性力自适应夹头(17)后端锥瓣收拢/散开以夹紧/松开导引头(13)；自动装夹组件(3)安装在导轨(21)上，能够沿X向往复平移；
所述传送轮(19)上配置传感器，控制单元信号连接各组件。
2.根据权利要求1所述的用于机器人线束套管的自动上料装配流水线，其特征在于：所述控制单元接收传感觉器的信号，控制流水线顺次进行如下四个动作：
a.线束进料
传送轮(19)输送线束(4)，使其插紧在位于初始位置的导引头(13)的线束固定孔(131)内为一体；
b.柔性套管上料
顶针(20)沿X向伸入位于上料槽(12)进料端的柔性套管(9)的中心通孔内，保持与柔性套管(9)同轴状态，沿Y向带动柔性套管(9)沿上料槽(12)内滑动，直至滑出上料槽(12)出料端、顶针(20)与柔性套管定位头(14)同轴为止，柔性套管上料推头(10)沿X向伸出，将柔性套管(9)弹性压装入柔性套管定位头(14)的中心通孔(141)内，柔性套管上料推头(10)和顶针(20)沿X向反向回缩后、同步沿Y向反向平移，返回上料槽(12)进料端处的初始位置；
c.导引头夹紧
传送轮(19)传送导引头(13)和线束(4)沿X向平移，穿过柔性套管(9)和柔性套管定位头(14)的中心通孔，伸入柔性力自适应夹头(17)的夹持腔内，柔性力自适应夹头套筒(18)沿X向反向移动，收拢柔性力自适应夹头(17)后端锥瓣，夹紧导引头(13)；
d.柔性套管装夹
自动装夹组件(3)沿X向平移，通过导引头(13)拉动线束(4)在柔性套管(9)中移动，直至柔性套管(9)位于线束(4)上的设定装夹位置；
柔性力自适应夹头套筒(18)沿X向移动，散开柔性力自适应夹头(17)后端锥瓣，松开导引头(13)，将已完成柔性套管装夹的线束(4)取下，自动装夹组件(3)和导引头(13)分别沿X向反向平移返回初始位置。
3.根据权利要求1所述的用于机器人线束套管的自动上料装配流水线，其特征在于：
所述线束固定孔(131)沿轴向开设于导引头(13)朝向传送轮(19)的一端端部，线束固定孔(131)为薄壁孔；
线束进料时，线束(4)在传送轮(19)输送下挤入线束固定孔(131)内，线束固定孔(131)能够在挤压力下膨胀以夹紧线束(4)。
4.根据权利要求1所述的用于机器人线束套管的自动上料装配流水线，其特征在于：所述顶针(20)和柔性套管上料推头(10)由第一气缸(11)驱动同步沿Y向往复平移，顶针(20)由第二气缸(6)驱动沿X向往复平移，柔性套管上料推头(10)由第三气缸(7)驱动沿X向往复平移，柔性力自适应夹头套筒(18)由第四气缸(15)驱动沿X向往复移动。
5.根据权利要求1所述的用于机器人线束套管的自动上料装配流水线，其特征在于：所述柔性套管(9)的中心通孔为阶梯孔，阶梯孔大端朝向顶针(20)和柔性套管上料推头(10)，台阶形的柔性套管上料推头(10)小端直径与柔性套管(9)的中心通孔大端直径相匹配，顶针(20)外径与柔性套管(9)的中心通孔小端直径相匹配。
6.根据权利要求1所述的用于机器人线束套管的自动上料装配流水线，其特征在于：所述柔性套管定位头(14)安装在导轨(21)上，能够相对自动装夹组件(3)独立沿X向往复平移；或者，柔性套管定位头(14)固定安装。
7.根据权利要求1所述的用于机器人线束套管的自动上料装配流水线，其特征在于：所述柔性套管(9)外缘上沿周向开设环形限位槽。
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2016
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