CN216939325U - 一种工业配电箱的螺丝智能安装设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种工业配电箱的螺丝智能安装设备，包括工控机、第一相机、第二相机、第三相机、取料机械手、螺丝轨道、装配机械手和机柜；工控机装设在机柜内，且工控机与该螺丝智能安装设备的各耗电器件电连接；取料机械手、螺丝轨道、装配机械手的底座均安装在机柜的上方；第一相机安装在取料机械手的工作端旁，第二相机安装在螺丝轨道端部，第三相机安装在装配机械手的工作端旁；取料机械手的工作端能够在取料位、检测位、上料位及抛料位之间运动；螺丝轨道的上方设置有滑片，滑片上方用于放置容器，螺丝轨道能够带动滑片及其上方的容器在上料位与装配位之间运动；装配机械手的工作端能够取出位于装配位的螺丝，并在配电箱上完成装配。
Description
技术领域
本实用新型涉及螺丝智能安装技术领域，具体来说，涉及一种工业配电箱的螺丝智能安装设备。
背景技术
随着科学技术的飞速发展，工业配电箱在工业上需求日益增多，配电箱内部结构错综复杂，螺丝繁多，人工进行安装螺丝往往需要很长时间，安装的质量也不高，这大大影响了生产速度，产品经济效益也会受到巨大的影响。此外，在螺丝安装的过程中，工作人员需要肉眼来辨别检验螺丝的型号与品质，这样就会带来人工进行的比如时间长，错误率高，产品不良等一系列问题。总而言之，人工进行配电箱螺丝安装会有诸多不便。
目前也存在一些自动锁螺丝机，但均需要大量的人工辅助操作来完成，自动化程度不高，且功能单一，难以适配不同型号的螺丝，难以实现螺丝的视觉检测，使螺丝品质可能达不到要求，比如螺牙，螺帽上出现小面积脏污，断牙状况，导致螺丝拧取不到位，这必然会影响产品的良品率。
实用新型内容
为了克服上述现有技术的不足之处，本实用新型提供了一种工业配电箱的螺丝智能安装设备，包括工控机、第一相机、第二相机、第三相机、取料机械手、螺丝轨道、装配机械手和机柜；
所述工控机装设在机柜内，且所述工控机与该螺丝智能安装设备的各耗电器件电连接；
所述取料机械手、螺丝轨道、装配机械手的底座均安装在所述机柜的上方；
所述第一相机安装在所述取料机械手的工作端旁，所述第二相机安装在所述螺丝轨道端部，所述第三相机安装在所述装配机械手的工作端旁；
所述取料机械手的工作端能够在取料位、检测位、上料位及抛料位之间运动，且取料位位于机柜上方的螺丝载盘放置区，检测位位于第二相机的镜头前，上料位位于螺丝轨道上方的一端，抛料位位于外部的废料收集容器上方；
所述螺丝轨道的上方设置有滑片，所述滑片上方用于放置容器，所述螺丝轨道能够带动滑片及其上方的容器在上料位与装配位之间运动；
所述装配机械手的工作端能够取出位于装配位的螺丝，并在配电箱上完成装配。
在一些实施例中，所述第一相机、第二相机与第三相机的镜头前均装设有白色环形光源。
在一些实施例中，所述取料机械手包括立柱、第一臂、第二臂与电磁铁；所述立柱的底端固定安装在所述机柜上，且所述立柱的一侧形成有滑轨结构，所述第一臂的内端安装在所述立柱的滑轨结构上，使得所述第一臂能够沿所述立柱的滑轨结构上下运动，所述第一臂的外端与所述第二臂的内端通过转轴可转动地连接，所述电磁铁设置在所述第二臂的外端下方，所述电磁铁作为所述取料机械手的工作端，通过控制电磁铁的通断能够实现对螺丝的吸取与放下，所述第一相机安装在所述第二臂的外端的延伸区域。
在一些实施例中，所述装配机械手包括底座、第三臂、第四臂与夹持装置；所述底座固定安装在所述机柜上，所述第三臂的内端通过转轴可转动地安装在所述底座的上方，所述第三臂的外端与所述第四臂的内端通过转轴可转动地连接，所述夹持装置安装在所述第四臂的外端下方，所述夹持装置作为所述装配机械手的工作端，所述第三相机安装在所述第四臂的外端的延伸区域。
在一些实施例中，还包括安装在所述机柜上方的配电箱轨道，所述配电箱轨道的进口端与出口端均与外部的配电箱流水线相连接，所述配电箱轨道用于将配电箱送至预设的配电箱固定位以供装配机械手完成配电箱的装配，并送走完成装配后的配电箱。
在一些实施例中，还包括多个光纤传感器，多个光纤传感器分别设置在螺丝轨道上的上料位与装配位旁、配电箱轨道上的进口端、出口端与配电箱固定位旁、以及机柜上的螺丝载盘放置区旁。
在一些实施例中，所述螺丝轨道的上方设置有两个滑片，两个滑片上方各用于放置一个容器，从而能够同时传输两个螺丝；所述夹持装置包括两个夹爪，用于同时夹取两个螺丝。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型提供的工业配电箱的螺丝智能安装设备，解决了螺丝安装灵活度不高，通用性低的问题，其结构上采用了三个相机、一个螺丝轨道与两个机械手，方便于自动实现螺丝的取料、检测与安装等功能，可以更好的对配电箱错综复杂的结构进行螺丝安装，在提高了螺丝安装效率的同时也提高了螺丝安装的成功率以及良品率，相对于传统的人工安装的方式及其他机械安装方式，大大减轻了工作人员的工作量，也提高了企业的经济效益，本实用新型可以灵活配置在自动化产线上，契合未来智能工厂、无人产线等的建设。
附图说明
图1为本实用新型提供的工业配电箱的螺丝智能安装设备的示意图；
图2为取料机械手及相关结构的示意图；
图3为装配机械手及相关结构的示意图。
附图标记：1、第一相机；2、第二相机；3、第三相机；4、取料机械手；5、螺丝轨道；6、装配机械手；7、机柜；8、螺丝载盘；9、配电箱轨道；10、光纤传感器；41、第一臂；42、第二臂；43、立柱；44、电磁铁；51、滑片；61、底座；62、第三臂；63、第四臂；64、夹持装置。
具体实施方式
为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图和具体实施方式，进一步阐述本实用新型是如何实施的。
参照图1所示，本实用新型提供了一种工业配电箱的螺丝智能安装设备，包括工控机、第一相机1、第二相机2、第三相机3、取料机械手4、螺丝轨道5、装配机械手6和机柜7；工控机装设在机柜7内，且工控机与该螺丝智能安装设备的各耗电器件电连接；取料机械手4、螺丝轨道5、装配机械手6的底座均安装在机柜7的上方；第一相机1安装在取料机械手4的工作端旁，第二相机2安装在螺丝轨道5端部，第三相机3安装在装配机械手6的工作端旁；取料机械手4的工作端能够在取料位、检测位、上料位及抛料位之间运动，且取料位位于机柜7上方的螺丝载盘8放置区，检测位位于第二相机2的镜头前，上料位位于螺丝轨道5上方的一端，抛料位位于外部的废料收集容器上方；螺丝轨道5的上方设置有滑片51，滑片51上方用于放置容器，螺丝轨道5能够带动滑片51及其上方的容器在上料位与装配位之间运动；装配机械手6的工作端能够取出位于装配位的螺丝，并在配电箱上完成装配。
在一个具体实施例中，第一相机1可用于拍摄螺丝的螺帽部分图像，并将图像传输至工控机，以判断螺丝型号是否符合要求；第二相机2可用于拍摄螺丝的侧面图像，并将图像传输至工控机，以检测螺丝的品质是否合格；第三相机3可用于拍摄配电箱的图像，并将图像传输至工控机，以确定配电箱中需要装配螺丝的位置；取料机械手4能够在工控机的控制下运动，取料机械手4用于将所需型号的螺丝从初始存放螺丝的取料位的螺丝载盘8中运送至第二相机2旁的检测位，并在完成检测后，将检测合格的螺丝运送至上料位，即螺丝轨道5的滑片51上方的容器内，将检测不合格的螺丝运送至抛料位，即外部的废料收集容器内；螺丝轨道5用于在工控机的控制下工作，以带动其上方的滑片51及容器在上料位与装配位之间运动；装配机械手6用在工控机的控制下，取出位于装配位的容器内的螺丝，并在配电箱上完成装配。
优选地，第一相机1、第二相机2与第三相机3的镜头前均装设有白色环形光源；如图所示，第一相机1与第三相机3的镜头均朝下，第二相机2的镜头优选朝向螺丝轨道5的外侧。
进一步参照图2，取料机械手4包括立柱43、第一臂41、第二臂42与电磁铁44；立柱43的底端固定安装在机柜7上，且立柱43的一侧形成有滑轨结构，第一臂41的内端安装在立柱43的滑轨结构上，使得第一臂41能够沿立柱43的滑轨结构上下运动，第一臂41的外端与第二臂42的内端通过转轴可转动地连接，电磁铁44设置在第二臂42的外端下方，电磁铁44作为取料机械手4的工作端，通过控制电磁铁44的通断能够实现对螺丝的吸取与放下，第一相机1安装在第二臂42的外端的延伸区域。
进一步参照图3，装配机械手6包括底座61、第三臂62、第四臂63与夹持装置64；底座61固定安装在机柜7上，第三臂62的内端通过转轴可转动地安装在底座61的上方，第三臂62的外端与第四臂63的内端通过转轴可转动地连接，夹持装置64安装在第四臂63的外端下方，夹持装置64作为装配机械手6的工作端，第三相机3安装在第四臂63的外端的延伸区域。
进一步地，该工业配电箱的螺丝智能安装设备还包括安装在机柜7上方的配电箱轨道9，配电箱轨道9的进口端与出口端均与外部的配电箱流水线相连接，配电箱轨道9用于将配电箱送至预设的配电箱固定位以供装配机械手6完成配电箱的装配，并送走完成装配后的配电箱。
优选地，参照图1和图2所示，该工业配电箱的螺丝智能安装设备还包括多个光纤传感器10，多个光纤传感器10分别设置在螺丝轨道5上的上料位与装配位旁、配电箱轨道9上的进口端、出口端与配电箱固定位旁、以及机柜7上的螺丝载盘8放置区旁。
螺丝轨道5上安装的光纤传感器10可用于检测螺丝轨道5上方情况，并起到限位作用。例如，当上料位旁的光纤传感器10感应到容器中有螺丝后，向工控机发送相关信息，则工控机控制螺丝轨道5自动开始运动；当螺丝轨道5带动容器运动至相应位置时，由装配位旁的光纤传感器10检测到该信息并传输给工控机，工控机控制螺丝轨道5自动停止运动。可以理解的是，配电箱轨道9上的光纤传感器10也起到类似左右，从而控制配电箱轨道9的工作；螺丝载盘8放置区旁的光纤传感器10则用于辅助外部设备将螺丝载盘8放置在所需的放置区。
另外，螺丝轨道5的上方可设置有两个滑片51，两个滑片51上方各用于放置一个容器，从而能够同时传输两个螺丝；夹持装置64可包括两个夹爪，从而能够同时夹取两个螺丝。
另外，该工业配电箱的螺丝智能安装设备可包括两个机柜7和两个工控机，取料机械手4及螺丝轨道5安装在其中一个机柜7上，装配机械手6及配电箱轨道9安装在另一个机柜上；两个工控机分别位于两个机柜7内，分别用于控制对应的机柜7上方的相关结构的工作。
综上，本实用新型提供的工业配电箱的螺丝智能安装设备，解决了螺丝安装灵活度不高，通用性低的问题，其结构上采用了三个相机、一个螺丝轨道与两个机械手，且三个相机分别用三个环形光源来打光，其优秀的打光方式可以使工业相机获取清晰明亮的图像，从而减少算法处理的复杂度及难度，方便于自动实现螺丝的取料、检测与安装等功能，可以更好的对配电箱错综复杂的结构进行螺丝安装，在提高了螺丝安装效率的同时也提高了螺丝安装的成功率以及良品率，相对于传统的人工安装的方式及其他机械安装方式，大大减轻了工作人员的工作量，也提高了企业的经济效益，本实用新型可以灵活配置在自动化产线上，契合未来智能工厂、无人产线等的建设。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。
Claims (7)
1.一种工业配电箱的螺丝智能安装设备，其特征在于，包括工控机、第一相机(1)、第二相机(2)、第三相机(3)、取料机械手(4)、螺丝轨道(5)、装配机械手(6)和机柜(7)；
所述工控机装设在机柜(7)内，且所述工控机与该螺丝智能安装设备的各耗电器件电连接；
所述取料机械手(4)、螺丝轨道(5)、装配机械手(6)的底座均安装在所述机柜(7)的上方；
所述第一相机(1)安装在所述取料机械手(4)的工作端旁，所述第二相机(2)安装在所述螺丝轨道(5)端部，所述第三相机(3)安装在所述装配机械手(6)的工作端旁；
所述取料机械手(4)的工作端能够在取料位、检测位、上料位及抛料位之间运动，且取料位位于机柜(7)上方的螺丝载盘(8)放置区，检测位位于第二相机(2)的镜头前，上料位位于螺丝轨道(5)上方的一端，抛料位位于外部的废料收集容器上方；
所述螺丝轨道(5)的上方设置有滑片(51)，所述滑片(51)上方用于放置容器，所述螺丝轨道(5)能够带动滑片(51)及其上方的容器在上料位与装配位之间运动；
所述装配机械手(6)的工作端能够取出位于装配位的螺丝，并在配电箱上完成装配。
2.根据权利要求1所述的工业配电箱的螺丝智能安装设备，其特征在于，所述第一相机(1)、第二相机(2)与第三相机(3)的镜头前均装设有白色环形光源。
3.根据权利要求1所述的工业配电箱的螺丝智能安装设备，其特征在于，所述取料机械手(4)包括立柱(43)、第一臂(41)、第二臂(42)与电磁铁(44)；所述立柱(43)的底端固定安装在所述机柜(7)上，且所述立柱(43)的一侧形成有滑轨结构，所述第一臂(41)的内端安装在所述立柱(43)的滑轨结构上，使得所述第一臂(41)能够沿所述立柱(43)的滑轨结构上下运动，所述第一臂(41)的外端与所述第二臂(42)的内端通过转轴可转动地连接，所述电磁铁(44)设置在所述第二臂(42)的外端下方，所述电磁铁(44)作为所述取料机械手(4)的工作端，通过控制电磁铁(44)的通断能够实现对螺丝的吸取与放下，所述第一相机(1)安装在所述第二臂(42)的外端的延伸区域。
4.根据权利要求1所述的工业配电箱的螺丝智能安装设备，其特征在于，所述装配机械手(6)包括底座(61)、第三臂(62)、第四臂(63)与夹持装置(64)；所述底座(61)固定安装在所述机柜(7)上，所述第三臂(62)的内端通过转轴可转动地安装在所述底座(61)的上方，所述第三臂(62)的外端与所述第四臂(63)的内端通过转轴可转动地连接，所述夹持装置(64)安装在所述第四臂(63)的外端下方，所述夹持装置(64)作为所述装配机械手(6)的工作端，所述第三相机(3)安装在所述第四臂(63)的外端的延伸区域。
5.根据权利要求1所述的工业配电箱的螺丝智能安装设备，其特征在于，还包括安装在所述机柜(7)上方的配电箱轨道(9)，所述配电箱轨道(9)的进口端与出口端均与外部的配电箱流水线相连接，所述配电箱轨道(9)用于将配电箱送至预设的配电箱固定位以供装配机械手(6)完成配电箱的装配，并送走完成装配后的配电箱。
6.根据权利要求5所述的工业配电箱的螺丝智能安装设备，其特征在于，还包括多个光纤传感器(10)，多个光纤传感器(10)分别设置在螺丝轨道(5)上的上料位与装配位旁、配电箱轨道(9)上的进口端、出口端与配电箱固定位旁、以及机柜(7)上的螺丝载盘(8)放置区旁。
7.根据权利要求4所述的工业配电箱的螺丝智能安装设备，其特征在于，所述螺丝轨道(5)的上方设置有两个滑片(51)，两个滑片(51)上方各用于放置一个容器，从而能够同时传输两个螺丝；所述夹持装置(64)包括两个夹爪，用于同时夹取两个螺丝。
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