CN210756325U

CN210756325U - 自协调多柔性并行装配装置

Info

Publication number: CN210756325U
Application number: CN201921698556.7U
Authority: CN
Inventors: 于翔; 段彩云; 李亚霖; 张腾文; 夏启超; 王昊; 刘立杰
Original assignee: Shandong Business Institute
Current assignee: Shandong Business Institute
Priority date: 2019-10-11
Filing date: 2019-10-11
Publication date: 2020-06-16
Anticipated expiration: 2029-10-11

Abstract

本实用新型属于自动装配领域，具体涉及一种自协调多柔性并行装配装置，包括传送架、安装架和控制系统，安装架上设有缸体机器人、铭牌机器人、上盖机器人和下盖机器人，缸体机器人、铭牌机器人、上盖机器人和下盖机器人的位置分别设有半成品传动带、成品传送带、铭牌传送带和缸盖传送带，半成品传动带、成品传送带、铭牌传送带和缸盖传送带均安装在传送架上，缸盖传送带和铭牌传送带位于同一平面且平行设置，半成品传送带和成品传送带位于同一平面且平行设置，半成品传送带位于缸盖传送带的下方且半成品传送带与缸盖传送带相互垂直。与传统的装配方式相比，本方案大幅度的降低了装置的占用空间，有效地降低了企业的生产成本。

Description

自协调多柔性并行装配装置

技术领域

本实用新型属于自动装配领域，具体涉及一种自协调多柔性并行装配装置。

背景技术

齿轮泵是依靠泵缸与啮合齿轮间所形成的工作容积变化和移动来输送液体或使之增压的回转泵。由两个齿轮、泵体与前后盖组成两个封闭空间，当齿轮转动时，齿轮脱开侧的空间的体积从小变大，形成真空，将液体吸入，齿轮啮合侧的空间的体积从大变小，而将液体挤入管路中去。吸入腔与排出腔是靠两个齿轮的啮合线来隔开的。齿轮泵的排出口的压力完全取决于泵出口处阻力的大小。

齿轮泵在装配时，目前大多采用人工装配，效率低。装配机器人是柔性自动化装配系统的核心设备，由机器人操作机、控制器、末端执行器和传感系统组成。其中操作机的结构类型有水平关节型、直角坐标型、多关节型和圆柱坐标型等;控制器一般采用多CPU或多级计算机系统，实现运动控制和运动编程;末端执行器为适应不同的装配对象而设计成各种手爪和手腕等;传感系统用来获取装配机器人与环境和装配对象之间相互作用的信息。而目前装配机器人逐渐成熟，采用装配机器人来进行装配可大幅度地提高效率。

如专利号为CN201610009509.1的专利，公开了名称为水泵自动装配线的专利，其包括由位于端部的第一电机驱动的第一输送链和设于第一输送链上方的机架，所述的机架上具有沿第一输送链的输送方向依次设置的零部件组装结构、水泵检验结构和水泵堆垛单元，所述的组装结构、检验结构和堆垛单元与一伺服可编程逻辑控制单元连接，所述的检验结构处设有报警器和用于剔除不合格产品的夹取单元，所述的报警器与夹取单元与所述的伺服可编程逻辑控制单元连接，所述的第一输送链上还设有水泵位置传感器；所述的检验结构包括沿第一输送链的输送方向依次设置的电试单元和气试单元，所述的电试单元包括设于机架上的压头二、竖直设于机架上的Y轴导轨和设于Y轴导轨上的滑块，所述的滑块上设有用于与水泵的电机端子连接的弹性顶针；所述的气试单元包括设于机架上可上下升降的支撑板、设于支撑板上用于固定水泵的压板和设于支撑板上用于封堵住水泵开口的堵头，该堵头上设有与气源连接的气试孔。

该方案可良好的实现自动装配，大幅度的提高了装配的效率。然而，该设备仅适用于水泵，不太适用于齿轮泵。同时，该装配线为一条线的模式，占用厂区的长度空间过长。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可适用于齿轮泵的自协调多柔性并行装配装置，以减少装配设备的占用空间。

为了达到上述目的，本方案提供一种自协调多柔性并行装配装置，包括传送架和安装架，所述安装架上设有缸体机器人、铭牌机器人、上盖机器人和下盖机器人，所述缸体机器人位于安装架的底部，铭牌机器人位于上方，上盖机器人和下盖机器人分别位于铭牌机器人的两侧，缸体机器人、铭牌机器人、上盖机器人和下盖机器人的位置分别设有半成品传动带、成品传送带、铭牌传送带和缸盖传送带，所述半成品传动带、成品传送带、铭牌传送带和缸盖传送带均安装在传送架上，所述缸盖传送带和铭牌传送带位于同一平面且平行设置，所述半成品传送带和成品传送带位于同一平面且平行设置，所述半成品传送带位于缸盖传送带的下方且半成品传送带与缸盖传送带相互垂直，还包括控制各个设备的控制系统。

本方案的原理和有益效果在于：控制系统控制各个传送带，将半成品的缸体、上缸盖、下缸盖和铭牌都运输至既定的位置。然后缸体机器人启动，抓取半成品的缸体移动至装配位置，之后上盖机器人和下盖机器分别抓取上盖和下盖以及对应的螺栓，铭牌机器人抓取铭牌及其对应的螺栓移动至装配位置，然后同时进行装配，并拧紧螺栓。装配完毕后，缸体机器人将成品放置在成品传送带上，控制系统控制成品传送带移动，运输至下一工序。

与传统的装配方式相比，本方案利用各种机器人技术实现齿轮泵的半成品自动进行装配，效率高，装配效果好。同时，相互平行和交错的各个传送带的结构，大幅度的降低了装置的占用空间，有效地降低了企业的生产成本。

进一步，所述安装架上设有多组红外线发射器和接收器，所述安装架的顶部设有警示灯，所述红外线发射器、红外线接收器和警示灯均与控制系统电性连接。红外线发射器发射出的光线形成光栅，一旦有异物进入到安装架中，则红外线接收器无法接收到信号，此时控制系统控制警示灯发出警示，提醒操作人员及时处理，避免发生安全事故。

进一步，所述警示灯的数量为四个，分别位于安装架的四个角落。四个警示灯分布在四个角落，警示效果好，平时也可起到照明的效果。

进一步，所述缸盖传送带上设有用于运输螺栓的螺栓槽。螺栓槽的设置，可对螺栓进行限位，更好地运送螺栓，确保位置的精确性。

进一步，还包括LED显示屏，所述LED显示屏与控制系统电性连接。LED显示屏的设置，可更好的显示设备的工况，直观明了。

进一步，所述缸体机器人、铭牌机器人、上盖机器人和下盖机器人上均设有视觉传感器。视觉传感器是整个机器视觉系统信息的直接来源，主要由一个或者两个图形传感器组成，有时还要配以光投射器及其他辅助设备。通过设置视觉传感器，可更加精确地保证齿轮泵的装配精确性。

进一步，所述传送架和安装架为Q235钢架，Q235钢含碳适中，综合性能较好，强度、塑性和焊接等性能得到较好配合。

附图说明

图1为本发明实施例的原理示意图。

图2为本发明实施例的简化图。

图3为本发明实施例的结构示意图。

图4为本发明实施例的结构示意图。

图5为本发明实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：传送架10、缸盖传送带11、螺栓槽101、铭牌传送带12、半成品传送带13、成品传送带14、安装架20、空压机30、警示灯40、下盖51、上盖52、半成品53、成品54、缸体机器人61、铭牌机器人62、下盖机器人63、上盖机器人64。

本实施例公开的自协调柔性并行装配装置，主要包括主体框架、控制系统、执行系统、显示系统、安全系统几个部分组成。如图3、图4和图5所示，主体框架包括中间的安装架20和四周的传送架10，主要采用Q235钢制成。控制系统采用常规的机器人控制系统即可。

执行系统主要包括各个机器人和传送带，机器人安装在安装架20上，传送带则安装在传送架10上。机器人主要包括缸体机器人61、铭牌机器人62、上盖机器人64和下盖机器人63，缸体机器人61位于安装架20的底部，铭牌机器人62位于上方，上盖机器人64和下盖机器人63分别位于铭牌机器人62的两侧。传送架10的位置则和机器人相互对应，如图所示，缸盖传送带11和铭牌传送带12位于同一平面且平行设置，半成品传送带13和成品传送带14位于同一平面且平行设置，半成品传送带13位于缸盖传送带11的下方且半成品传送带13与缸盖传送带11相互垂直。这样设置的好处在于，各个机器人可最近的抓取各个配件，同时重叠的结构相对于一条拉直的流水线，更加节省空间。另外，缸盖传送带上设有用于运输螺栓的螺栓槽101。螺栓槽101的设置，可对螺栓进行限位，更好地运送螺栓，确保位置的精确性。

各个机器人或者称为机器手更合适，其上均设有视觉传感器，这样位置可更加的精确。泵体机器人我们一般采用型号为MH225的机器人，其他三个机器人采用型号为TX2-90的机器人，当然其他适应型号的也可以。只要机械手的转接板上设有气缸和电机的即可，气缸可以向前推动，电机同时转动使螺栓紧固。设备的旁边则安装有为机械手提供气缸动力的空压机30。

显示系统则是安装在安装架20上的LED显示屏，其与控制系统连接，实时地显示系统的各个工况。安全系统则是安装在安装架20上的多组红外线发射器和红外线接收器以及安装在安装架20顶部的警示灯40。红外线发射器和接收器至少要四组，形成一个环，将安装架20包围起来。更好的是，可设置为八组、十六组，上下形成多个环，效果更好。警示灯40总共为四个，分别安装在安装架20的四个角落。一个警示灯40有三个不同的灯泡，其外壳分别是红绿黄，操作者可根据警示灯40的颜色来判断是否有异物进入。

具体工作时，如图1和图2所示，工作过程中半成品53放置在底层的半成品传送带13上，到达位置后由MH225泵体机器人进行抓取并移至指定位置，在抓取时由于泵体本身具有抓取沟槽和机器人信标设计，可以通过分别装在四台机械手上的视觉传感器进行高精度定位，进而实现抓取。

同时两个泵盖机器人TX2-90位于传送带上方，由吊装在机械手转接板上的电机逐次开始对装在生产线上的螺钉进行吸附，通过机械手转接板上的气缸动作改变机械手转接板状态，通过视觉传感器的高精度对接完成下盖51和上盖52的吸附动作，并移动至MH225泵体机器人的运动包络内由视觉传感器进行位置识别，实施泵体定位。

铭牌机器人62TX2-90通过机械手上的视觉传感器定位铭牌螺钉，通过夹取气缸装夹铭牌并移至MH225泵体机器人的运动包络内再次通过视觉传感器实现定位。

最后三台TX2-90机器人同步进行装配。齿轮泵总装完成，由MH225泵体机器人将装配完成的齿轮泵成品54放置传送带送往下一工序。

与传统的装配方式相比，本方案利用各种机器人技术实现齿轮泵的半成品53自动进行装配，效率高，装配效果好。同时，相互平行和交错的各个传送带的结构，大幅度的降低了装置的占用空间，有效地降低了企业的生产成本。

需要提前说明的是，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，或一体地连接；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。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。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims

1.自协调多柔性并行装配装置，包括传送架和安装架，其特征在于：所述安装架上设有缸体机器人、铭牌机器人、上盖机器人和下盖机器人，所述缸体机器人位于安装架的底部，铭牌机器人位于上方，上盖机器人和下盖机器人分别位于铭牌机器人的两侧，缸体机器人、铭牌机器人、上盖机器人和下盖机器人的位置分别设有半成品传动带、成品传送带、铭牌传送带和缸盖传送带，所述半成品传动带、成品传送带、铭牌传送带和缸盖传送带均安装在传送架上，所述缸盖传送带和铭牌传送带位于同一平面且平行设置，所述半成品传送带和成品传送带位于同一平面且平行设置，所述半成品传送带位于缸盖传送带的下方且半成品传送带与缸盖传送带相互垂直，还包括控制各个设备的控制系统。

2.根据权利要求1所述的自协调多柔性并行装配装置，其特征在于：所述安装架上设有多组红外线发射器和接收器，所述安装架的顶部设有警示灯，所述红外线发射器、红外线接收器和警示灯均与控制系统电性连接。

3.根据权利要求2所述的自协调多柔性并行装配装置，其特征在于：所述警示灯的数量为四个，分别位于安装架的四个角落。

4.根据权利要求1所述的自协调多柔性并行装配装置，其特征在于：所述缸盖传送带上设有用于运输螺栓的螺栓槽。

5.根据权利要求1所述的自协调多柔性并行装配装置，其特征在于：还包括LED显示屏，所述LED显示屏与控制系统电性连接。

6.根据权利要求1所述的自协调多柔性并行装配装置，其特征在于：所述缸体机器人、铭牌机器人、上盖机器人和下盖机器人上均设有视觉传感器。

7.根据权利要求1所述的自协调多柔性并行装配装置，其特征在于：所述传送架和安装架为Q235钢架。