CN215747606U - 一种自动组装系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及自动化组装设备技术领域，公开了一种自动组装系统，包括工作台和物料输送装置，还包括：抓取机器人设于所述工作台上且位于所述物料输送装置的一侧；工件定位装置设于所述工作台上且抓取机器的后方；工件旋转装置设于所述工作台上且位于所述抓取机器人的一侧；打螺丝机器人设于所述工作台上且位于所述工件定位装置的后方；螺丝振动盘上料机构设于所述工作台上位于所述打螺丝机器人的一侧；所述物料输送装置的末端、工件定位装置的一侧均设有位于所述工作台上的所述物料识别装置。本实用新型提供的自动组装系统组装物料的效果好，可以实现组装不同规格的物料，自动化高，能适应多种产品的柔性化生产。

Description

一种自动组装系统

技术领域

本实用新型涉及自动化组装设备技术领域，特别是涉及一种自动组装系统。

背景技术

目前，在现有的自动化组装生产线中，只能适用于单一规格的产品组装，无法适应多种类型的产品组装，而且自动化低，生产效率低下，无法实现柔性化生产。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服了现有技术的问题，提供了一种可以实现组装不同规格的物料、自动化高且能适应多种产品的柔性化生产的自动组装系统。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下方案：

一种自动组装系统，包括工作台和设于所述工作台上的物料输送装置，还包括：

抓取机器人，其设于所述工作台上且位于所述物料输送装置的一侧；

工件定位装置，其设于所述工作台上且抓取机器的后方；

工件旋转装置，其设于所述工作台上且位于所述抓取机器人的一侧；

打螺丝机器人，其设于所述工作台上且位于所述工件定位装置的后方；

螺丝振动盘上料机构，其设于所述工作台上位于所述打螺丝机器人的一侧；

物料识别装置；所述物料输送装置的末端、工件定位装置的一侧均设有位于所述工作台上的所述物料识别装置。

进一步地，所述抓取机器人包括：

活动机械手，其设于所述工作台上且位于所述物料输送装置的一侧；

自动夹紧组件，其设于所述活动机械手上。

进一步地，所述工件定位装置包括：

定位压板，其设于所述工作台上；

伺服电缸，四个所述伺服电缸绕所述定位压板的四周均匀分布在所述工作台上；

驱动控制器，每个所述伺服电缸的上端面上具有一个与该伺服电缸电性连接的所述驱动控制器；

夹紧压头，每个所述伺服电缸的伸缩端上均设有一个所述夹紧压头；四个所述伺服电缸分别驱动四个夹紧压头同时向定位压板的中心处移动以夹紧定位工件。

进一步地，每个所述伺服电缸通过安装座固设于所述工作台上；所述安装座上设有用于相配合卡嵌定位所述伺服电缸的定位槽。

进一步地，所述伺服电缸的伸缩端上具有推压板；所述夹紧压头与所述推压板连接；所述安装座上设有位于所述定位槽两侧的导向滑孔部；所述安装座上设有穿过所述导向滑孔部与所述推压板连接的导向杆。

进一步地，所述物料识别装置包括：

安装支座，

摆动气缸，其设于所述安装支座上；

摆动转盘，其与所述摆动气缸连接；

摆臂，其一端设于所述摆动转盘的上端面连接；

视觉摄像组件，其与所述摆臂的另一端连接；所述摆动气缸驱动所述摆动转盘水平方向旋转以使所述摆臂带动所述视觉摄像组件水平方向摆动。

进一步地，所述视觉摄像组件包括：

相机架，其与所述摆臂的另一端连接；

竖向调节件，其设于所述相机架的上端；

相机，其连接在所述竖向调节件上；

视觉光管，其设于所述相机架的下端上；

所述竖向调节件可调节所述相机相对所述视觉光管上下方向移动。

进一步地，在工件定位装置一侧的物料识别装置中，所述视觉摄像组件通过所述摆臂的带动可摆动至所述定位压板的正上方。

进一步地，所述工件旋转装置包括：

安装架，其设于所述工作台上；

旋转气缸，其设于所述安装架上；

工件夹紧组件，所述旋转气缸与所述工件夹紧组件连接且驱动所述工件夹紧组件360度旋转。

进一步地，所述打螺丝机器人包括：

基座，其设于所述工作台上且位于所述工件定位装置的后方；

摆臂旋转机构，其设于所述基座上；

竖向调节机构，其与所述摆臂旋转机构连接；

定位夹具，其与所述竖向调节机构连接；

打螺丝组件，其卡套在所述定位夹具上。

与现有的技术相比，本实用新型具有如下优点：

本实用新型通过在工作台上设置物料输送装置、抓取机器人、工件定位装置、工件旋转装置、打螺丝机器人、螺丝振动盘上料机构和物料识别装置，利用物料识别装置识别物料的外观尺寸特征和状态特征，来判断抓取机器人对物料的夹取方式和物料的位置和状态信息，利用工件旋转装置对物料的位置进行调节，然后通过工件定位装置对物料进行定位，再通过工件定位装置一侧的物料识别装置进行位置识别，便于打螺丝机器人从螺丝振动盘上料机构取螺丝，对物料进行打螺丝组装，可以实现组装不同规格的物料，自动化高，能适应多种产品的柔性化生产。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。

图1是本实用新型的自动组装系统的立体结构示意图1。

图2是本实用新型的自动组装系统的立体结构示意图2。

图3是本实用新型的工件定位装置的立体结构示意图。

图4是本实用新型的物料识别装置的立体结构示意图。

图5是本实用新型的视觉摄像组件的立体结构示意图。

图中包括：

工作台1、物料输送装置2、抓取机器人3、活动机械手31、自动夹紧组件32、工件定位装置4、定位压板41、伺服电缸42、推压板43、驱动控制器44、夹紧压头45、安装座46、定位槽461、导向滑孔部47、导向杆48、工件旋转装置5、安装架51、旋转气缸52、工件夹紧组件53、打螺丝机器人6、基座61、摆臂旋转机构62、竖向调节机构63、定位夹具64、打螺丝组件65、螺丝振动盘上料机构7、物料识别装置8、安装支座81、摆动气缸82、摆动转盘83、摆臂84、视觉摄像组件85、相机架851、竖向调节件852、调节支板8521、调节长条孔85211、调节螺栓8522、相机853、视觉光管854。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

如图1至图5所示，一种自动组装系统，包括工作台1、物料输送装置2、抓取机器人3、工件定位装置4、工件旋转装置5、打螺丝机器人6、螺丝振动盘上料机构7、物料识别装置8、控制系统，其中，物料输送装置2设于工作台1上；物料输送装置2包括物料输送线和射型光电开关和电机控制变频器；反射型光电开关位于所述物料输送线末端两侧上且与所述控制系统电性连接；所述控制系统通过所述电机控制变频器与所述物料输送线电性连接。在物料输送线输送物料经过反射型光电开关，反射型光电开关检测到物料的信号反馈至控制系统，控制系统控制电机控制变频器使物料输送线的动力电机停止运行，启动刹车功能，此时，工作人员或机器人将物料从物料输送线搬运到下一工序中，搬运后，系统自动恢复正常工作。抓取机器人3设于所述工作台1上且位于所述物料输送装置2的一侧，用于抓取物料；工件定位装置4设于所述工作台1上且抓取机器的后方；工件旋转装置5设于所述工作台1上且位于所述抓取机器人3的一侧，用于调节物料的位置；打螺丝机器人6设于所述工作台1上且位于所述工件定位装置4的后方，用于对物料打螺丝；螺丝振动盘上料机构7设于所述工作台1上位于所述打螺丝机器人6的一侧，用于为打螺丝机器人6提供螺丝，属于常规的螺丝振动盘上料机构7；所述物料输送装置2的末端、工件定位装置4的一侧均设有位于所述工作台1上的所述物料识别装置8，用于拍照识别工件定位装置4定位好的物料的位置，以便于打螺丝机器人6对物料进行打螺丝。所述控制系统可以为PLC控制系统；所述控制系统分别与物料输送装置2、抓取机器人3、工件定位装置4、工件旋转装置5、打螺丝机器人6、螺丝振动盘上料机构7、螺丝振动盘上料机构7、物料识别装置8电性连接。其中，物料可以为零件、工件等，优选为工件。

该自动组装系统通过在工作台1上设置物料输送装置2、抓取机器人3、工件定位装置4、工件旋转装置5、打螺丝机器人6、螺丝振动盘上料机构7和物料识别装置8，当检测到物料被输送至物料输送装置2的末端后，输送物料停止，此时，利用物料识别装置8识别物料的外观尺寸特征和状态特征，来判断抓取机器人3对物料的夹取方式和物料的先后顺序，当物料识别装置8检测到物料的位置与预设的位置相同，利用抓取机器人3直接抓取物料至工件定位装置4对物料进行定位；当物料识别装置8检测到物料的位置与预设的位置不相同，利用抓取机器人3采用需要夹取物料的方式，将物料夹取至工件旋转装置5，工件旋转装置5将物料旋转至预设的位置，再利用抓取机器人3抓取物料至工件定位装置4，以使工件定位装置4对物料进行定位；在定位好物料后，再通过工件定位装置4一侧的物料识别装置8进行对物料位置进行识别，然后打螺丝机器人6从螺丝振动盘上料机构7取螺丝，对物料进行打螺丝组装，可以实现组装不同规格的物料，自动化高，能适应多种产品的柔性化生产。

抓取机器人3包括活动机械手31和自动夹紧组件32。其中，活动机械手31，其设于所述工作台1上且位于所述物料输送装置2的一侧；该活动机械手31可以任意方位移动。自动夹紧组件32设于所述活动机械手31上，用于自动夹紧抓取物料。该活动机械手31可以驱动自动夹紧组件32相对工作台1可以上下、左右、前后、360度旋转形成的任意方位移动，自动化高，抓取物料灵活性高。

工件定位装置4包括定位压板41、伺服电缸42、驱动控制器44和夹紧压头45。其中，具体的，定位压板41可以呈正方形板状、圆形板状；定位压板41设于所述工作台1上；四个所述伺服电缸42绕所述定位压板41的四周均匀分布在所述工作台1上；每个所述伺服电缸42的上端面上具有一个与该伺服电缸42电性连接的所述驱动控制器44；每个所述伺服电缸42的伸缩端上均设有一个所述夹紧压头45；四个所述伺服电缸42分别驱动四个夹紧压头45同时向定位压板41的中心处移动以夹紧定位工件。在定位压板41的四周均匀分布有四个伺服电缸42，驱动控制器44的驱动控制下，四个伺服电缸42分别驱动四个夹紧压头45同时向定位压板41的中心处移动以夹紧定位工件，四个方向施加推力，适用于多种类型的工件夹紧固定，更换不同工件时，不需要更改夹具，保证夹紧工件后的稳定性，自动化高，便于生产。

其中，每个所述伺服电缸42通过安装座46固设于所述工作台1上；所述安装座46上设有用于相配合卡嵌定位所述伺服电缸42的定位槽461。通过在安装座46上设置定位槽461，将伺服电缸42安装在定位槽461内，便于伺服电缸42的定位固定，以将伺服电缸42稳定安装在工作台1上。

在本具体实施方式中，所述伺服电缸42的伸缩端上具有推压板43；所述夹紧压头45与所述推压板43连接；所述安装座46上设有位于所述定位槽461两侧的导向滑孔部47；所述安装座46上设有穿过所述导向滑孔部47与所述推压板43连接的导向杆48。所述安装座46通过螺栓设在工作台1上，结构简单，拆装方便。通过在安装座46的定位槽461两侧设置导向滑孔部47，可以使导向杆488穿过导向滑孔部47与推压板43连接，起到良好的导向作用，实现对物料推压夹紧的稳定性。

物料识别装置8包括安装支座81、摆动气缸82、摆动转盘83、摆臂84和视觉摄像组件85。其中，摆动气缸82设于所述安装支座81上；摆动转盘83与所述摆动气缸82连接；摆臂84的一端设于所述摆动转盘83的上端面连接；视觉摄像组件85与所述摆臂84的另一端连接；所述摆动气缸82驱动所述摆动转盘83水平方向旋转以使所述摆臂84带动所述视觉摄像组件85水平方向摆动。在安装支座81上设置摆动气缸82，利用摆动气缸82摆动转盘83水平方向旋转，以使摆臂84带动视觉摄像组件85在水平方向旋转摆动，可以将视觉摄像组件85摆动到预定的位置，从而实现视觉摄像组件85对多工位视觉识别的功能，如物料输送装置2的末端的物料拍照识别，以及工件定位装置4的物料拍照识别，实现对工位进行多角度拍摄，增加了视觉检测的灵活性，适用于多个视觉检测工位，同时，可以避免使用过多的工业相机853检测工位，降低设备的成本，降低调试难度。同时，该单视觉模块的多工位识别装置整体结构紧凑，占用空间小，利用率高。

其中，所述视觉摄像组件85包括相机架851、竖向调节件852、相机853和视觉光管854。相机架851与所述摆臂84的另一端连接；竖向调节件852设于所述相机架851的上端；相机853连接在所述竖向调节件852上；视觉光管854设于所述相机架851的下端上。其中，所述视觉光管854呈圆盘状。所述竖向调节件852可调节所述相机853相对所述视觉光管854上下方向移动。通过竖向调节件852调节相机853相对视觉光管854的位置，利用视觉光管854增加亮度，实现对工位进行多角度拍摄，增加了视觉检测的灵活性，适用于多个视觉检测工位。

在本具体实施方式中，所述竖向调节件852包括调节支板8521和调节螺栓8522；所述调节支板8521设置在相机架851上；所述调节支板8521上具有沿其上下方向延伸的调节长条孔85211；所述调节螺栓8522穿过所述调节长条孔85211调节所述调节支板8521相对相机架851上下方向的位置与所述相机架851连接；所述相机853设于所述相机853的一侧上。在调节螺栓8522穿过调节长条孔85211后，可以上下移动调节该调节支板8521相对相机架851的位置，进而调节相机853相对视觉光管854的位置，从而实现视觉摄像组件85对多工位视觉识别的功能，对工位进行多角度拍摄，增加了视觉检测的灵活性，适用于多个视觉检测工位。

优选的，在工件定位装置4一侧的物料识别装置8中，所述视觉摄像组件85通过所述摆臂84的带动可摆动至所述定位压板41的正上方。通过摆动气缸82驱动摆臂84摆动，使摆臂84将视觉摄像组件85摆动至所述定位压板41的正上方，方便对工件定位装置4夹紧的物料进行拍照识别，便于后续工位工作的执行。

工件旋转装置5包括安装架51、旋转气缸52和工件夹紧组件53。其中，安装架51设于所述工作台1上；旋转气缸52设于所述安装架51上；所述旋转气缸52与所述工件夹紧组件53连接且驱动所述工件夹紧组件53360度旋转。利用工件夹紧组件53对物料进行夹取后，通过旋转气缸52将驱动工件夹紧组件53旋转，将物料旋转至预设的位置，自动化高效，使用效果好，便于后续工序的执行。

所述打螺丝机器人6包括基座61、摆臂旋转机构62、竖向调节机构63、定位夹具64和打螺丝组件65。基座61设于所述工作台1上且位于所述工件定位装置4的后方；摆臂旋转机构62设于所述基座61上，用于驱动竖向调节机构63、定位夹具64和打螺丝组件65同步360度旋转；竖向调节机构63与所述摆臂旋转机构62连接；定位夹具64与所述竖向调节机构63连接；定位夹具64相对工作台1的位置，可以通过竖向调节机构63上下方向移动调节。打螺丝组件65卡套在所述定位夹具64上，用于对工件定位装置4定位的物料进行打螺丝。通过摆臂旋转机构62驱动打螺丝组件65摆动至螺丝振动盘上料机构7，打螺丝组件65自动取螺丝，然后驱动打螺丝组件65摆动至物料上方，根据物料识别装置8拍照识别物料位置的信息，对物料进行打螺丝，自动化高效，能适应多种产品的柔性化生产。

本实用新型的工作过程为：

当检测到物料被输送至物料输送装置2的末端后，物料输送线停止物料的输送，此时，利用摆动气缸82驱动相机853摆转至拍照位，相机853对物料进行拍照识别，识别物料的位置和状态信息，根据控制系统的程序设定，判别可以和需要组装的零部件，识别完后摆动气缸82驱动相机853移开，抓取机器人3依据相机853识别的信息调整位置抓取第一个工件放入工件定位装置4内(若物料方向需要调整角度时，如调整90°时，那么抓取机器人3夹取物料递给工件夹紧组件53夹持，然后抓取机器人3松开工件并移开，旋转气缸52驱动工件夹紧组件53旋转90°，以将工件旋转90°；抓取机器人3移动到工件夹紧组件53夹紧工件，再通过活动机械手31调节自动夹紧组件32的位置，将工件放入工件定位装置4内)；然后在驱动控制器44的驱动控制下，四个伺服电缸42分别驱动四个夹紧压头45同时向定位压板41的中心处移动以夹紧定位工件。在对工件定位好后，在工件定位装置4一侧的物料识别装置8中，利用摆动气缸82驱动相机853摆转至拍照位，相机853对物料进行拍照识别，识别物料定位好后的具体位置信息。

然后再重复上述步骤，抓取机器人3将第二个工件抓取到工件定位装置4内，与第一个工件进行组装，然后打螺丝机器人6到螺丝振动盘上料机构7处去取螺丝，打螺丝机器人6依据相机853识别的信息移动到打螺丝的位置打螺丝拧紧工件，组装完成，然后，工件定位机构的四个伺服电缸42松开，抓取机器人3抓取组装好的零部件放入最终位置。该自动组装系统对物料进行打螺丝组装，可以实现组装不同规格的物料，自动化高，能适应多种产品的柔性化生产。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种自动组装系统，包括工作台和设于所述工作台上的物料输送装置，其特征在于，还包括：

抓取机器人，其设于所述工作台上且位于所述物料输送装置的一侧；

工件定位装置，其设于所述工作台上且抓取机器的后方；

工件旋转装置，其设于所述工作台上且位于所述抓取机器人的一侧；

打螺丝机器人，其设于所述工作台上且位于所述工件定位装置的后方；

螺丝振动盘上料机构，其设于所述工作台上位于所述打螺丝机器人的一侧；

物料识别装置；所述物料输送装置的末端、工件定位装置的一侧均设有位于所述工作台上的所述物料识别装置。

2.根据权利要求1所述的自动组装系统，其特征在于，所述抓取机器人包括：

活动机械手，其设于所述工作台上且位于所述物料输送装置的一侧；

自动夹紧组件，其设于所述活动机械手上。

3.根据权利要求1所述的自动组装系统，其特征在于，所述工件定位装置包括：

定位压板，其设于所述工作台上；

伺服电缸，四个所述伺服电缸绕所述定位压板的四周均匀分布在所述工作台上；

驱动控制器，每个所述伺服电缸的上端面上具有一个与该伺服电缸电性连接的所述驱动控制器；

夹紧压头，每个所述伺服电缸的伸缩端上均设有一个所述夹紧压头；四个所述伺服电缸分别驱动四个夹紧压头同时向定位压板的中心处移动以夹紧定位工件。

4.根据权利要求3所述的自动组装系统，其特征在于，每个所述伺服电缸通过安装座固设于所述工作台上；所述安装座上设有用于相配合卡嵌定位所述伺服电缸的定位槽。

5.根据权利要求4所述的自动组装系统，其特征在于，所述伺服电缸的伸缩端上具有推压板；所述夹紧压头与所述推压板连接；所述安装座上设有位于所述定位槽两侧的导向滑孔部；所述安装座上设有穿过所述导向滑孔部与所述推压板连接的导向杆。

6.根据权利要求3所述的自动组装系统，其特征在于，所述物料识别装置包括：

安装支座，

摆动气缸，其设于所述安装支座上；

摆动转盘，其与所述摆动气缸连接；

摆臂，其一端设于所述摆动转盘的上端面连接；

视觉摄像组件，其与所述摆臂的另一端连接；所述摆动气缸驱动所述摆动转盘水平方向旋转以使所述摆臂带动所述视觉摄像组件水平方向摆动。

7.根据权利要求6所述的自动组装系统，其特征在于，所述视觉摄像组件包括：

相机架，其与所述摆臂的另一端连接；

竖向调节件，其设于所述相机架的上端；

相机，其连接在所述竖向调节件上；

视觉光管，其设于所述相机架的下端上；

所述竖向调节件可调节所述相机相对所述视觉光管上下方向移动。

8.根据权利要求6所述的自动组装系统，其特征在于，在工件定位装置一侧的物料识别装置中，所述视觉摄像组件通过所述摆臂的带动可摆动至所述定位压板的正上方。

9.根据权利要求1所述的自动组装系统，其特征在于，所述工件旋转装置包括：

安装架，其设于所述工作台上；

旋转气缸，其设于所述安装架上；

工件夹紧组件，所述旋转气缸与所述工件夹紧组件连接且驱动所述工件夹紧组件360度旋转。

10.根据权利要求1所述的自动组装系统，其特征在于，所述打螺丝机器人包括：

基座，其设于所述工作台上且位于所述工件定位装置的后方；

摆臂旋转机构，其设于所述基座上；

竖向调节机构，其与所述摆臂旋转机构连接；

定位夹具，其与所述竖向调节机构连接；

打螺丝组件，其卡套在所述定位夹具上。

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