CN219525496U - 视觉定位托盘上料站 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种视觉定位托盘上料站，包括壳体转移机械手、扫描龙门架和角向检测平台，扫描龙门架上方设置有CCD，扫描龙门架下方设置壳体托盘，本实用新型能够自动检测托盘上壳体的位置进行抓取，并能够自动调整角度将其翻转放倒。

Description

视觉定位托盘上料站

技术领域

本实用新型属于减速机装配技术领域，更具体的说涉及一种视觉定位托盘上料站。

背景技术

减速机是一种由封闭在刚性壳体内的齿轮传动、蜗杆传动、齿轮-蜗杆传动所组成的独立部件，常用作原动件与工作机之间的减速传动装置。在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用，在现代机械中应用极为广泛。

如公开号为CN207534333U的中国专利公开了一种RV减速机装配线，包括环形输送线体，环形输送线体的上料区和下料区分别设有上料吊装设备和下料吊装设备，环形输送线体沿输送方向依次设有第一自动涂油脂机、第一压装机、第二压装机、第二自动涂油脂机、第三自动涂油脂机、第三压装机、拧紧机、第四自动涂油脂机、第四压装机、翻转装置，第二自动涂油脂机、第三自动涂油脂机之间设有曲柄轴组装工位，第三压装机一侧设有线下分装台，拧紧机连有自动送螺钉机，环形输送线体一侧设有加热机，环形输送线体上设有多个阻挡缸和顶升气缸，环形输送线体上设有托盘。

其虽然采用输送线的形式进行装配，但仍需要较多的人工参与，整个过程的效率及装配质量仍然受到人工的影响，无法实现全自动装配。

申请人实用新型了一种减速机全自动装配生产线，其中如何使壳体进行上料为待解决的技术问题。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种能够自动检测托盘上壳体的位置进行抓取，并能够自动调整角度将其翻转放倒。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种视觉定位托盘上料站，包括壳体转移机械手、扫描龙门架和角向检测平台，扫描龙门架上方设置有CCD，扫描龙门架下方设置壳体托盘。

进一步的所述壳体转移机械手包括外夹两指部和内撑三指部，外夹两指部和内撑三指部位于相对的两侧，且相互独立运行。

进一步的所述龙门架上方设置有滑动过道，所述CCD与滑动轨道通过滑块滑动连接，滑块与滑动轨道之间设置有驱动机构。

进一步的所述驱动机构包括气缸或直线伺服电机。

进一步的所述角向检测平台包括放置平台和上方的角度检测摄像头。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过龙门架上方的CCD扫描托盘上壳体的位置，以供壳体转移机械手的外夹两指部进行抓取；通过角度检测摄像头检测壳体的水平角度，再通过壳体转移机械手的内撑三指部进行调整角度，能够实现高效的对壳体以指定姿态上料。

附图说明

图1为待装配减速机的结构示意图；

图2为减速机全自动装配生产线的结构示意图；

图3为视觉定位托盘上料站的立体结构图；

图4为视觉定位托盘上料站的俯视图；

图5为视觉定位托盘上料站中机械手的立体结构图；

图6为轴承上料台的立体结构图；

图7为轴承上料台中分料机构的立体结构图；

图8为轴承上料台中料筒的立体结构图；

图9为抽屉式储料仓的主视图；

图10为抽屉式储料仓的立体结构图；

图11为多齿轮抓取装置的主视图；

图12为多齿轮抓取装置的立体结构图；

图13为图12中A部的放大图；

图14为多齿轮抓取装置中夹取块动作原理示意图。

附图标记：10、壳体；11、一号轴承；12、齿轮；13、二号轴承；14、端盖；100、输送机；101、轴承加热机；102、二号压机；103、卡簧上料机；104、一号油封上料机；105、注油机；106、密封垫圈上料机；107、三号压机；108、自动打螺丝机；109、二号油封上料机；110、保护盖自动上料机；200、一号压机；300、视觉定位托盘上料站；301、壳体转移机械手；3011、外夹两指部；3012、内撑三指部；302、扫描龙门架；303、CCD；304、壳体托盘；305、角向检测平台；400、一号轴承上料组件；401、轴承上料台；4011、支架；4012、分料机构；40121、分料气缸；40122、取料板；401221、U形槽；40123、取料钩；4013、转盘；40131、料筒；401311、出料口；40132、取料口；402、轴承转移机械手；500、多齿轮上料组件；501、抽屉式储料仓；5011、支撑架；50112、抽屉气缸；5012、支撑框；5013、抽屉；5014、第一滑动副；5015、第二滑动副；502、齿轮转移机械手；5021、固定座；5022、夹取座；50221、夹取槽；5023、夹取块；50231、复位弹簧；5024、推拉杆；5025、推拉气缸；503、齿轮装配台；600、四号压机；700、二号轴承上料组件；800、端盖上料组件；900、下料机构。

具体实施方式

参照图1至图14对本实用新型视觉定位托盘上料站的实施例做进一步说明。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向(X)”、“纵向(Y)”、“竖向(Z)”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本实用新型的具体保护范围。

此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本实用新型描述中，“数个”、“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

如图1所示，其为待装配减速机的立体结构图，其主要包括壳体10、一号轴承11、齿轮12、二号轴承13和端盖14，其中一号轴承11和二号轴承13仅是用于区分装在不同位置的轴承。

一种减速机全自动装配生产线，包括输送机100，输送机100的一端为始端，另一端为末端，在输送机100的始端处设置有视觉定位托盘上料站300，视觉定位托盘上料站300用于对减速机壳体以指定角度上料，视觉定位托盘上料站300包括壳体转移机械手301；在输送机100的末端处设置有下料机构900；

输送机100能够托着壳体沿着指定的路线进行输送或停止在指定位置。

沿输送机100输送方向依次设置有轴承加热机101、二号压机102、卡簧上料机103、一号油封上料机104、注油机105、密封垫圈上料机106、三号压机107、自动打螺丝机108和二号油封上料机109；

在输送机100的始端旁设置有一号压机200，一号压机200旁设置有一号轴承上料组件400；

在所述的二号压机102旁设置有多齿轮上料组件500，所述多齿轮上料组件500包括齿轮装配台503、齿轮转移机械手502和抽屉式储料仓501；

在所述的输送机100旁并且对应三号压机107之前设置有四号压机600，所述四号压机600旁设置有二号轴承上料组件700和端盖上料组件800，所述端盖上料组件800包括端盖转移机械手。

在本申请中，减速机的装配过程如下：

S1、壳体10的转移上料：通过壳体转移机械手301将壳体翻转至指定姿态及角度；

S2、一号轴承11的组装：通过壳体转移机械手301将翻转后的壳体放入一号压机200内，将一号轴承压入壳体内；

S3、轴承的加热：通过壳体转移机械手301将壳体转移至输送机100的始端，通过轴承加热机101对一号轴承进行加热；

具体的其可以采用电磁线圈对轴承进行加热。

S4、齿轮12的组装：通过多齿轮上料组件500将多个齿轮按照预定结构组合好放在齿轮装配台503上，并通过齿轮转移机械手502将这些齿轮一同放在壳体内，经二号压机102使齿轮一端的轴压入一号轴承内；

S5、卡簧的组装：通过卡簧上料机103将卡簧安装在齿轮的轴上；

S6、一号油封及注油：对壳体安装一号油封及注入润滑油；

S7、密封垫圈的组装：通过密封垫圈上料机106在壳体的上方开口处装入密封垫圈；

其中步骤S5-7均采用现有技术的结构和方式即可。

S8、二号轴承13及端盖14的组装：首先通过端盖转移机械手将端盖移动至四号压机600内，然后通过二号轴承上料组件700将二号轴承放在端盖指定位置，并通过四号压机600压入；完成后端盖转移机械手将端盖转移至壳体上方，并通过三号压机107压紧，使二号轴承与齿轮另一端的轴配合；

S9、螺丝锁紧：通过自动打螺丝机108将端盖和壳体利用螺丝锁紧。S10、二号油封：对整个减速机再次进行油封；

S11、下料：完毕后可以由输送机100的末端通过下料机构900将减速机取下。

当然在步骤S10之后还可以通过保护盖自动上料机110进行自动装保护盖，此保护盖套在锁紧端盖和壳体的螺丝上。

其中步骤S5-7，S9-11均采用现有技术的结构和方式即可。

上述步骤S1通过如下具体结构实现：

如图3和4所示，其中视觉定位托盘上料站300还包括扫描龙门架302和角向检测平台305，扫描龙门架302上方设置有CCD303，扫描龙门架302下方设置壳体托盘304。

扫描龙门架302下方设置有至少两组壳体托盘304，下述以具有两组壳体托盘304为例，通过叉车或其他方式将待装配的壳体放在壳体托盘304上，由壳体转移机械手301进行搬运。

优选的扫描龙门架302上方设置有滑动轨道，CCD303与滑动轨道通过滑块滑动连接，并且滑块与滑动轨道之间设置有驱动机构，此驱动机构可以采用如气缸或直线电机或直线伺服电机等，以驱动CCD303在两组壳体托盘304的上方来回移动，分别对其下方的壳体轮廓角度进行扫描。

如图3所示，其中角向检测平台305位于扫描龙门架302旁，其包括了放置平台和上方的CCD303，其用于检测经翻转后壳体的角度，在本实施例中壳体初始为直立状态，在进行组装时需要翻转放倒，具体过程在下文进行陈述。

如图5所示，本实施例中优选的壳体转移机械手301包括外夹两指部3011和内撑三指部3012，外夹两指部3011和内撑三指部3012位于相对的两侧，且相互独立运行。

具体的壳体搬运过程如下，在初始状态时，减速机的壳体是以正向立在壳体托盘304上，由扫描龙门架302上的CCD303扫描其形状位置后，由壳体转移机械手301的外夹两指部3011抓取壳体的外侧面，将其转移至角向检测凭条的放置平台上，并使其翻转呈放倒状态，即使得壳体上安装端盖的一侧朝向上方；然后由角向检测平台305上方的CCD303进行检测此时壳体的水平方向上角度，并与系统内置的标准角度对比，若不同，则通过壳体转移机械手301的内撑三指部3012抓取壳体内部，使其进行水平旋转至指定标准角度；以方便后续的各部件准确安装至壳体内部。

上述步骤S2通过如下具体结构实现：

如图2所示，一号轴承上料组件400包括轴承上料台401和轴承转移机械手402，其中轴承转移机械手402可以在轴承上料台401和一号压机200之间转移搬运轴承，其中轴承上料台401可以具有多个。

如图6所示，本实施例中的轴承上料台401包括支架4011，支架4011上方设置有储料机构和分料机构4012。

其中储料机构包括转盘4013，转盘4013上设置有若干沿圆周分布的料筒40131，料筒40131内用于放置层叠的轴承，料盘上对应料筒40131的底部位置设有取料口40132，取料口40132的尺寸小于轴承的直径，料筒40131的底部侧面设置有出料口401311。

如图6和8所示，其中分料机构4012位于储料机构的侧面，具体的说位于转盘4013的侧面位置，即在转盘4013的一侧设置有一个取料工位，分料机构4012位于取料工位处，分料机构4012固定于支架4011上方，分料机构4012包括分料气缸40121和取料板40122，取料板40122正对着取料口40132，在取料板40122的前端(朝向转盘4013一端)设置有活动的取料钩40123；此取料钩40123在取料板40122伸入取料口40132时则移动至取料板40122下方或者齐平，在取料板40122由取料口40132移出时，此取料钩40123则弹出至取料板40122上方。

若干一号轴承叠放在料筒40131内，最下方一个一号轴承贴在料盘的顶面，并且在取料机构的作用下，可沿着料筒40131侧面的出料口401311移出。

如图7所示，具体的取料钩40123可以采用如下结构形式：形式一、在取料板40122的前端设置有凹槽，取料钩40123嵌入凹槽内，并且取料钩40123的底部与凹槽之间设置有压缩弹簧，取料钩40123朝向料盘的一侧为斜面，这样在取料板40122向取料口40132内移动时，受到最下方一号轴承的挤压，取料钩40123将缩回至凹槽内，在取料钩40123越过一号轴承后则弹出，并在取料板40122移出过程中，取料钩40123一同带着最下方的一号轴承拉出，一号轴承被托在取料板40122上，然后轴承转移机械手402抓取至一号压机200处的壳体内；形式二、在取料板40122的前端设置一U形槽401221，取料钩40123通过轴连接在U形槽401221内，取料钩40123与取料板40122之间设置有扭簧，并且在取料板40122与取料钩40123之间设置有限位凸起，其限制取料钩40123弹起的最大角度，取料钩40123朝向料盘的一侧为斜面，在取料板40122向取料口40132内移动时，受到最下方一号轴承的挤压，取料钩40123将旋转所值U形槽401221内，在取料钩40123越过一号轴承后则反转弹出，并在取料板40122移出过程中，取料钩40123一同带着最下方的一号轴承拉出，一号轴承被托在取料板40122上。

上述两种形式均能够方便快捷的将一号轴承依次由底部取出，并在取出后一号轴承始终处于固定的位置，轴承转移机械手402可以顺利的在指定位置抓取一号轴承转移至壳体内。

在一号轴承转移至壳体内后，一号压机200通过冷压的方式将一号轴承压入壳体内固定。

上述步骤S4通过如下具体结构实现：

多齿轮上料组件500包括齿轮装配台503、齿轮转移机械手502和抽屉式储料仓501。

如图9和10，其中抽屉式储料仓501包括支撑架5011，在支撑架5011上设置有支撑框5012，支撑框5012与支撑架5011通过第一滑动副5014滑动连接，且支撑框5012与支撑架5011之间设置有平移驱动机构，具体的平移驱动机构可以采用气缸，此处可以称为抽屉气缸50112，在所述的支撑框5012内设置有抽屉5013，抽屉与支撑框5012通过第二滑动副5015滑动连接，抽屉与支撑框5012的抽出方向相反。

本实施例中在支撑架5011的一侧为内侧(图9的左侧)，另一侧为外侧(图9的右侧)，具体的支撑框5012通过抽屉气缸50112可以向内侧方向抽出；而抽屉可以通过工作人员向外侧方向抽出，这样可则以实现工作人员在外侧向抽屉内摆放齿轮；而齿轮转移机械手502在内侧抓取抽屉内的齿轮。

本实施例优选的抽屉式储料仓501设置有若干层抽屉，即同样的设置有若干层支撑框5012，这些层抽屉和支撑框5012均独立运行。

本实施例优选的抽屉朝向外侧的一侧设置有拉手。

抽屉朝向内侧的一侧与支撑框5012之间设置有磁铁。

具体的抽屉式储料仓501使用过程如下，其中一层(图9和10中最上层)需要添加齿轮的通过工作人员站在外侧利用拉手将抽屉抽出，此时支撑框5012位于支撑架5011的中间位置，即支撑框5012未伸出至内侧，由工作人员将齿轮摆放在抽屉内，完毕后将抽屉送回至支撑框5012内；其中一层(图9和10中最下层)在进行齿轮上料的通过抽屉气缸50112的动作将支撑框5012和抽屉同时向内侧推送，使抽屉实质上到达内侧位置，然后由齿轮转移机械手502抓取此抽屉内的齿轮并转移至齿轮装配台503上，在此抽屉内的所有齿轮上料完成后，抽屉气缸50112将支撑框5012和抽屉再同时拉回至支撑架5011的中间位置，等待工作人员填充齿轮。

在本实施例中与第二滑动副5015的阻尼优选的大于第一滑动副5014的阻尼，这样抽屉在第二滑动副5015和磁铁的作用下可以避免自动的向外滑动。

在本实施例中一个减速机壳体内需装入多个不同型号的齿轮，那么优选的具有多个抽屉式储料仓501，以分别存储不通型号的齿轮，并供齿轮转移机械手502进行抓取搬运。

如图1所示，本实施例中以减速机的壳体内需装入三个齿轮为例。

其中齿轮装配台503是根据齿轮在壳体内需要摆放的位置进行设置的治具，其上具有供齿轮的轴放入的孔，在齿轮的轴插入后能够保持稳定，本实施例中的三个齿轮存在位置啮合关系，需同步的装入在壳体内，并同时压入轴承内，因此需要同时抓取三个摆放好的齿轮并放入壳体内。

为实现同时抓取三个摆放好的齿轮，本实施例中齿轮转移机械手502上设置有单齿轮抓手和多齿轮抓取装置，其中单齿轮抓手可以是三指夹爪。

如图11-14所示，多齿轮抓取装置是能够同时抓取三个摆放好的齿轮并使其保持稳定姿态的。

多齿轮抓取装置包括固定座5021和夹取座5022，固定座5021和夹取座5022之间设置有连接柱，在夹取座5022上设置有若干固定槽，并且固定槽内设置有夹取块5023，夹取块5023与夹槽沿夹取座5022的水平方向滑动连接，并且夹取块5023与固定槽之间形成夹取槽50221，即通过夹取块5023的动作，夹取槽50221可增大或缩小，夹取槽50221用于夹取齿轮的轴所述夹取块5023连接有驱动其移动的夹紧驱动机构。

如图13所示，本实施例优选的夹紧驱动机构包括竖直布置的推拉杆5024，推拉杆5024位于夹取块5023背向夹取槽50221的一侧，所述推拉杆5024和夹取块5023之间设置有倾斜的导向面，并且推拉杆5024连接有推拉气缸5025或推拉直线电机，通过推拉杆5024和夹取块5023之间的导向面的作用，可以使夹取块5023沿水平方向移动，具体的如图14所示状态，在推拉杆5024向下移动时，夹取块5023向左移动夹紧齿轮的轴，在推拉杆5024向上移动时，夹取块5023松开齿轮的轴。

本实施例中优选的夹取块5023与夹取座5022之间设置有复位弹簧50231，其使得夹取块5023始终具有向远离夹取槽50221一侧运动的趋势。

优选的夹取块5023与夹取座5022之间设置有水平设置的导向销，导向销穿过夹取块5023，用于对夹取块5023进行导向，以保证夹取块5023在受到推拉杆5024作用时进行水平运动。

具体的多齿轮抓取装置使用过程如下：在齿轮转移机械手502将三个齿轮按照设定的位置摆放在齿轮装配台503后，由齿轮转移机械手502上的多齿轮抓取装置对准三个齿轮的上方，即使得三个夹取槽50221对准三个齿轮的轴，通过推拉杆5024作用使夹取槽50221尺寸最大，然后三个齿轮的轴伸入至三个夹取槽50221内，通过推拉杆5024的作用使夹取块5023向夹取槽50221方向水平移动，通过夹取块5023和夹取座5022的作用将三个齿轮的轴同时夹紧，然后一同转移至壳体中，并使三个齿轮的轴对准壳体内一号轴承，经二号压机102将三个齿轮的轴同时压入一号轴承内。

上述步骤S8通过如下结构实现的：

本实施例中端盖上料组件800还包括与视觉定位托盘上料站300中相同的扫描龙门架302，在扫描龙门架302下方放置有端盖托盘，其中端盖转移机械手与壳体转移机械手301可以为相同结构，即通过端盖转移机械手即可将端盖托盘上的端盖以指定角度放在四号压机600内。

其中二号轴承上料组件700与一号轴承上料组件400完全相同，二号轴承上料组件700将二号轴承放在端盖上，然后通过四号压机600压入即可。

在端盖压入二号轴承后，由端盖转移机械手将端盖整体放在壳体上方，经由三号压机107压紧即可。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种视觉定位托盘上料站，其特征在于：包括壳体转移机械手、扫描龙门架和角向检测平台，扫描龙门架上方设置有CCD，扫描龙门架下方设置壳体托盘。

2.根据权利要求1所述的视觉定位托盘上料站，其特征在于：所述壳体转移机械手包括外夹两指部和内撑三指部，外夹两指部和内撑三指部位于相对的两侧，且相互独立运行。

3.根据权利要求2所述的视觉定位托盘上料站，其特征在于：所述龙门架上方设置有滑动过道，所述CCD与滑动轨道通过滑块滑动连接，滑块与滑动轨道之间设置有驱动机构。

4.根据权利要求3所述的视觉定位托盘上料站，其特征在于：所述驱动机构包括气缸或直线伺服电机。

5.根据权利要求4所述的视觉定位托盘上料站，其特征在于：所述角向检测平台包括放置平台和上方的角度检测摄像头。