CN216966177U - 一种蛇骨结构自动组装铆装装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及组装设备技术领域，具体为一种蛇骨结构自动组装铆装装置，包括机架，机架安装有托盘组、组装支撑机构、取料机构、铆钉安装机构、CCD视觉系统，机架外部设置机罩。通过设置取料机构从托盘组夹取待组装的蛇骨零件，并将蛇骨零件套在组装支撑机构的芯棒上，铆钉自动上料机构自动供应铆钉，铆钉吸取横移机构从铆钉自动上料机构吸取铆钉，并移动将铆钉送至推杆机构。推杆机构在CCD视觉系统监测下降铆钉送至到安装孔位置，推压铆钉到安装孔内，自动完成安装，使组装铆压产品操作更简单，给工作者带来便利，提高了组装效率。

Description

一种蛇骨结构自动组装铆装装置

技术领域

本实用新型涉及组装设备技术领域，具体为一种蛇骨结构自动组装铆装装置。

背景技术

医用内窥镜的运动主体为蛇骨结构，主要由蛇骨头节、蛇骨中节、蛇骨尾节与铆钉组成。组装时，需要先取蛇骨头节一节套放与仿形模棒上，蛇骨中节与蛇骨头节对接，蛇骨中节依次放入需要的数量，最后放蛇骨尾节一节，蛇骨尾节与蛇骨中节对接，然后放入铆钉，铆钉依次穿入两节零件衔接的组合孔内。

现有的装配方式为人工手动装配，一手拿着铆钉、一手拿着对接的零件一节一节往蛇骨孔里装入，然后进行铆接。因为铆钉外形很小，肉眼很难对准孔眼。仅凭感觉不容易使铆钉准确穿入零件孔眼、铆钉在放入后过程中易掉落，使得装配过程返工率大、效率慢、成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种蛇骨结构自动组装铆装装置，使组装铆压产品操作更简单，给工作者带来便利，提高组装效率，具体方案如下。

一种蛇骨结构自动组装铆装装置，包括机架，设置在机架的：

托盘组，用于蛇骨零件的供料，包括并排设置的托盘；

组装支撑机构，包括芯棒，用于承载取料机构夹来的蛇骨零件，所述蛇骨零件能够套在所述芯棒；

取料机构，包括六轴机械臂，六轴机械臂的自由端安装有夹持机构，另一端安装于所述机架，用于夹取托盘组上的零件；

铆钉安装机构，包括铆钉自动上料机构、铆钉吸取横移机构、推杆机构，设置在组装支撑机构的一侧；铆钉吸取横移机构用于从铆钉自动上料机构吸取铆钉，推杆机构用于将铆钉压入零件的铆钉孔；

CCD视觉系统，包括铆钉检测姿态相机，与控制器连接，用于观察铆钉检测并控制调整推杆机构的位置。

取料机构从托盘组夹取待组装的蛇骨零件，并将蛇骨零件套在组装支撑机构的芯棒上，铆钉自动上料机构自动供应铆钉，铆钉吸取横移机构从铆钉自动上料机构吸取铆钉，并移动将铆钉送至推杆机构。推杆机构在CCD视觉系统监测下降铆钉送至到安装孔位置，推压铆钉到安装孔内，自动完成安装，使组装铆压产品操作更简单，给工作者带来便利，提高了组装效率。

进一步的改进，所述托盘包括蛇骨头节托盘、蛇骨中节托盘、蛇骨尾节托盘，均安装于机架，蛇骨中节托盘的尺寸大于蛇骨头节托盘、蛇骨头节托盘。

进一步的改进，所述蛇骨头节托盘、蛇骨中节托盘、蛇骨尾节托盘具有防放反结构，防放反结构为仿形防放错模座。

进一步的改进，所述夹持机构包括固定座、夹取气缸、夹持模具，六轴机器人的自由端安装有固定座，固定座安装有夹取气缸、夹持模具，所述夹持模具由由夹取气缸驱动。

进一步的改进，所述组装支撑机构包括安装在机架的固定底座，固定底座安装有综合固定件；

所述综合固定件上部安装有法兰固定座、旋转私服固定座，侧部安装kk模组及横移伺服模组，旋转私服固定座安装旋转伺服电机；

旋转伺服电机通过联轴器连接法兰座，法兰座固定安装芯棒，在芯棒下方设置托底垫块。芯棒正上方安装导正销，导正销通过固定架安装在机架。

进一步的改进，所芯棒为长条形，形状与蛇骨零件的中空部相配合，能够使蛇骨零件套与芯棒，用于承接取料机构送来的蛇骨零件。

进一步的改进，所述CCD视觉系统包括检测销钉姿态相机、相机光源、反馈数据控制微米级电动X-Y平台相机、辅助光源；所述检测铆钉姿态相机与相机光源安装在机架上，均朝向芯棒上待组装的蛇骨零件的位置；所述控制微米级电动X-Y平台相机、辅助光源安装在相机光源的侧下方。

进一步的改进，所述铆钉自动上料机构包括铆钉振动盘，铆钉振动盘安装在振动盘底板，振动盘底板通过振动盘调节螺栓安装在振动盘平振器固定底板65，振动盘平振器固定底板安装在机构总成固定板；

所述铆钉振动盘的一侧设置平振器，平振器通过平振调节螺栓安装在振动盘平振器固定底板，平振器与平振轨道连接，平振轨道通过固定工件58连接推进分料块，推进分料块通过连接块连接铆钉分料气缸。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

(1)本实用新型通过设置取料机构从托盘组夹取待组装的蛇骨零件，并将蛇骨零件套在组装支撑机构的芯棒上，铆钉自动上料机构自动供应铆钉，铆钉吸取横移机构从铆钉自动上料机构吸取铆钉，并移动将铆钉送至推杆机构。推杆机构在CCD视觉系统监测下降铆钉送至到安装孔位置，推压铆钉到安装孔内，自动完成安装，使组装铆压产品操作更简单，给工作者带来便利，提高了组装效率。

(2)本实用新型设置的芯棒一方面芯棒对蛇骨骨节的支撑和旋转，使装配动作能够连续进行，另一方装配完后的蛇骨骨节呈直线排布，装配孔处的节点不发生弯曲，有利于铆钉进入安装孔内。

(3)本实用新型的托盘组，在托盘设有仿形防放错模座，该防反设计能够避免了蛇骨零件的方向放反。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定，在附图中：

图1为本实用新型机架与机罩整体结构布置示意图；

图2为托盘组示意图；

图3为取料机构示意图；

图4为推杆机构示意图；

图5为CCD视觉系统与芯棒组装机构示意图；

图6为铆钉吸取横移机构示意图；

图7为铆钉自动上料机构示意图。

具体实施方式

以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，借此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，借此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

蛇骨结构自动组装铆装装置，包括机架，机架安装有托盘组、组装支撑机构、取料机构、铆钉安装机构、CCD视觉系统，机架外部设置机罩。

其中：

托盘组用于蛇骨零件的供料，包括并排设置的托盘；

组装支撑机构包括芯棒，用于承载取料机构夹来的蛇骨零件，所述蛇骨零件能够套在所述芯棒；

取料机构包括六轴机械臂，六轴机械臂的自由端安装有夹持机构，另一端安装于所述机架，用于夹取托盘组上的零件；

铆钉安装机构包括铆钉自动上料机构、铆钉吸取横移机构、推杆机构，铆钉吸取横移机构用于从铆钉自动上料机构吸取铆钉送至推送杆，推杆机构用于将铆钉压入零件的铆钉孔；

CCD视觉系统包括铆钉检测姿态相机，与控制器连接，用于观察铆钉状态、检测并控制调整推杆机构的位置。

取料机构从托盘组夹取待组装的蛇骨零件，并将蛇骨零件套在组装支撑机构的芯棒上，两个蛇骨连接相衔接时蛇骨零件的安装孔对齐。铆钉自动上料机构自动供应铆钉，铆钉吸取横移机构从铆钉自动上料机构吸取铆钉，并移动将铆钉送至推杆机构。推杆机构在CCD视觉系统监测下降铆钉送至到安装孔位置，推压铆钉到安装孔内，完成一个蛇骨节点中的一个铆钉的安装，组装支撑机构的芯棒沿轴转动180度，铆钉安装机构吸取铆钉，并移动铆钉到安装孔位置，推压铆钉到另一侧的安装孔内，完成一个蛇骨节点的安装。反复执行上述安装流程直至安装完成。

下面对本装置各部分进一步的介绍。

如图1所示，展示了机架与机罩的结构布置，整体框架采用铝型材，长1.4米、宽1米、高1.9米。底部门板、内部电路衬板采用Q235板材。机台控制总装板6安装在机器中部，将机架、机罩分为上、下两部分。机架上部设置上机罩顶板02和报警三色灯01，前部设置有机玻璃门板04及合页03、门把手05，以及下机架Q235门板07及内嵌式门把手09、下机架门锁10，底部装有福马轮08。上机罩控制面板11设有启功按键12、复位按键13、停止按键14，有机玻璃门板04还装有急停按钮15、控制显示屏16。

如图2所示，托盘组的托盘包括蛇骨头节托盘17、蛇骨中节托盘18、蛇骨头节托盘19，均安装于机架，蛇骨中节托盘的尺寸大于蛇骨头节托盘、蛇骨头节托盘。蛇骨头节托盘、蛇骨中节托盘、蛇骨头节托盘均具有防放反结构，防放反结构为仿形防放错模座20，其形状类与蛇骨零件形状相近，如果蛇骨方向放反，则形状不能与仿形防放错模座配合，无法完全放入。

如图3所示，所述取料机构包括六轴机器人21、固定座22、夹取气缸23、夹持模具24，六轴机器人21安装于机架，六轴机器人21的自由端安装有固定座22，固定座22安装有夹取气缸23、夹持模具24，夹持模具24由夹取气缸23驱动。

夹持模具24在六轴机器人21的带动下，能够将蛇骨零件从托盘中夹取出来，并套在组装支撑机构的芯棒，为装铆钉做准备。

如图4所示，推杆机构包括推钉杆25、推钉杆固定件26、固定座27、微米级电动X-Y平台28、电动升降台29，电动升降台29安装于机架，微米级电动X-Y平台28安装在微米级电动X-Y平台28，微米级电动X-Y平台28安装有固定座27、固定座27安装有推钉杆固定件26，推钉杆固定件26安装有推钉杆25。

推杆机构能够进行三个维度方向的移动，推钉杆25用于承接铆钉吸取横移机构送来的铆钉，将铆钉送到芯棒上待组装的蛇骨零件安装孔位置，并将铆钉推入安装孔。

如图5所示，展示了组装支撑机构和CCD视觉系统的组成。

CCD视觉系统包括检测销钉姿态相机30、相机光源31、反馈数据控制微米级电动X-Y平台相机32、辅助光源33。检测铆钉姿态相机30与相机光源31安装在机架上，均朝向芯棒上待组装的蛇骨零件的位置。控制微米级电动X-Y平台相机32、辅助光源33安装在相机光源31的侧下方，也朝向芯棒上待组装的蛇骨零件的位置，使检测更加精确。

组装支撑机构包括安装在机架的固定底座41，固定底座41安装有综合固定件44。综合固定件44上部安装有法兰固定座42、旋转私服固定座43，侧部安装kk模组40及横移伺服模组39，旋转私服固定座43安装旋转伺服电机38。旋转伺服电机38通过联轴器37连接法兰座45，法兰座45固定安装芯棒36。在芯棒36下方设置托底垫块35、废铆钉收集盒36。

组装支撑机构的芯棒36为长条形，形状与蛇骨零件的中空部相配合，能够使蛇骨零件套与芯棒，用于承接取料机构送来的蛇骨零件。芯棒36与托底垫块相配合，起到对蛇骨零件的稳定固定的作用，为安装铆钉做准备。

如图6所示，铆钉吸取横移机构包括吸与负压装置连接的取料嘴46，吸取料嘴46安装在吸嘴固定座47，吸嘴固定座47安装于升降气缸48，升降气缸48安装于升降气缸固定板49，升降气缸固定板49通过直线滑块51安装于直线导轨50。直线导轨50安装于机架，滑块51通过浮动接头52、连接块53与固定于机架横移气缸54连接。

吸取料嘴46能够将铆钉自动上料机构送来的铆钉吸取后，送至推杆机构。

如图7所示，铆钉自动上料机构包括铆钉振动盘61，铆钉振动盘61安装在振动盘底板63，振动盘底板63通过振动盘调节螺栓64安装在振动盘平振器固定底板65，振动盘平振器固定底板65安装在机构总成固定板66。

铆钉振动盘61的一侧设置平振器60，平振器60通过平振调节螺栓62安装在振动盘平振器固定底板65，平振器60与平振轨道59连接，平振轨道59通过固定工件58连接推进分料块57，推进分料块57通过连接块67连接铆钉分料气缸55,固定工件58上部安装有小封板56。

铆钉振动盘61、平振器60、平振轨道59在震动中将铆钉从铆钉振动盘取出送至推进分料块57，铆钉分料气缸55将铆钉推出，以待铆钉吸取横移机构将铆钉吸取走。

铆钉被送到在放料机构的推进分料块待吸取时，盖帽部分为底，销钉铆接位置朝上。吸取铆钉通过波纹吸盘吸取铆钉蘑菇头内面平面，以铆钉内面平面为吸附面，整个钉体在波纹吸盘中心孔内依附。小封板固定推送铆钉的推料销，防止推料销跑出固定工件。

装配过程：

1、人工将蛇骨头节、蛇骨中节及蛇骨尾节分别摆放至各自的托盘内。摆放时产品方向一致，托盘有防反设计，避免了蛇骨零件方向放反。

2、六轴机器人先抓取蛇骨尾节，摆放至旋转芯棒上。导正销先将蛇骨尾节孔引正，压片下压将蛇骨尾节压住。

3、六轴机器人再抓取蛇骨中节，摆放至旋转芯棒上与蛇骨尾节对齐。导正销导正销通过固定架安装在芯棒正上方，当一节蛇骨放到位后，通过下行气缸进行动作，对蛇骨上面孔位确定，确定好后，机器人夹手进行蛇骨固定，气缸动作，导正销返回初始位置，将蛇骨中节孔引正。

4、铆钉通过振动盘及放料机构自动出料，由横移吸取机构将铆钉吸放至推钉杆上。

5、CCD视觉系统检测推钉杆上铆钉姿态，通过X-Y微米级电动平台调整坐标后将铆钉送入零件孔内。

6、推钉杆吹正压气使铆钉浮起通过真空发生器对气体的使用，当铆钉放到推钉杆上方方形槽孔内，吸气保证稳定，当推钉杆送入蛇骨内固定孔位下方时，29电动升降台缓缓升起，销钉到位，释放气压，销钉到位。推钉杆下移少许。侧面CCD视觉检测铆钉已到位，六轴机器人将零件后推一定距离后打开夹爪。此时推钉杆回撤再接取下一个铆钉。

7、旋转芯棒旋转180°使得零件另一侧孔正对上方，导正销将孔引正。重复第5、6步骤。

8、完成后再组装下一节零件，如此反复。

上述说明示出并描述了本实用新型的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种蛇骨结构自动组装铆装装置，包括机架，其特征在于，还包括设置在机架的：

托盘组，用于蛇骨零件的供料，包括并排设置的托盘；

组装支撑机构，包括芯棒，用于承载取料机构夹来的蛇骨零件，所述蛇骨零件能够套在所述芯棒；

取料机构，包括六轴机械臂，六轴机械臂的自由端安装有夹持机构，另一端安装于所述机架，用于夹取托盘组上的零件；

铆钉安装机构，包括铆钉自动上料机构、铆钉吸取横移机构、推杆机构，设置在组装支撑机构的一侧；铆钉吸取横移机构用于从铆钉自动上料机构吸取铆钉，推杆机构用于将铆钉压入零件的铆钉孔；

CCD视觉系统，包括检测铆钉姿态相机，与控制器连接，用于观察铆钉检测并控制调整推杆机构的位置。

2.如权利要求1所述的一种蛇骨结构自动组装铆装装置，其特征在于，所述托盘包括蛇骨头节托盘、蛇骨中节托盘、蛇骨尾节托盘，均安装于机架，蛇骨中节托盘的尺寸大于蛇骨头节托盘、蛇骨头节托盘。

3.如权利要求2所述的一种蛇骨结构自动组装铆装装置，其特征在于，所述蛇骨头节托盘、蛇骨中节托盘、蛇骨尾节托盘具有防放反结构，防放反结构为仿形防放错模座。

4.如权利要求1所述的一种蛇骨结构自动组装铆装装置，其特征在于，所述夹持机构包括固定座、夹取气缸、夹持模具，六轴机器人的自由端安装有固定座，固定座安装有夹取气缸、夹持模具，所述夹持模具由由夹取气缸驱动。

5.如权利要求1所述的一种蛇骨结构自动组装铆装装置，其特征在于，

所述组装支撑机构包括安装在机架的固定底座，固定底座安装有综合固定件；

所述综合固定件上部安装有法兰固定座、旋转私服固定座，侧部安装kk模组及横移伺服模组，旋转私服固定座安装旋转伺服电机；

旋转伺服电机通过联轴器连接法兰座，法兰座固定安装芯棒，在芯棒下方设置托底垫块；芯棒正上方安装导正销，导正销通过固定架安装在机架。

6.如权利要求5所述的蛇骨结构自动组装铆装装置，其特征在于，所芯棒为长条形，形状与蛇骨零件的中空部相配合，能够使蛇骨零件套与芯棒，用于承接取料机构送来的蛇骨零件。

7.如权利要求1所述的蛇骨结构自动组装铆装装置，其特征在于，所述CCD视觉系统包括检测销钉姿态相机、相机光源、反馈数据控制微米级电动X-Y平台相机、辅助光源；所述检测铆钉姿态相机与相机光源安装在机架上，均朝向芯棒上待组装的蛇骨零件的位置；所述控制微米级电动X-Y平台相机、辅助光源安装在相机光源的侧下方。

8.如权利要求1所述的蛇骨结构自动组装铆装装置，其特征在于，所述铆钉自动上料机构包括铆钉振动盘，铆钉振动盘安装在振动盘底板，振动盘底板通过振动盘调节螺栓安装在振动盘平振器固定底板65，振动盘平振器固定底板安装在机构总成固定板；

所述铆钉振动盘的一侧设置平振器，平振器通过平振调节螺栓安装在振动盘平振器固定底板，平振器与平振轨道连接，平振轨道通过固定工件58连接推进分料块，推进分料块通过连接块连接铆钉分料气缸。

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