CN113857800B - 自动组装装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种自动组装装置，包括传输机构和设于传输机构一侧的组装机械手，传输机构包括支撑架和设于支撑架上的流线，组装机械手用于抓取零件并将零件组装到产品上，自动组装装置还包括：定位机构，设于流线上并随流线运动，定位机构用于定位产品；第一感应器，连接支撑架且与邻近组装机械手设置，第一感应器用于在感应到产品时发出第一感应信号；及控制机构，与流线、机械手及第一感应器电性连接，控制机构用于获取流线的运行速度，并在接收到第一感应信号后控制组装机械手与流线同步运动，以使组装机械手将零件组装到产品上。所述自动组装装置可在线组装产品，提升了组装效率。

Description

自动组装装置

技术领域

本发明涉及机械自动化领域，特别是一种自动组装装置。

背景技术

在电子产品的组装制程中，经常需要使用流水线运输产品，在产品运输至加工位时，流水线停止运转，机械手将待装配的工件组装到产品上，然后流水线继续运转。

然而，上述组装方式不仅需要精准地将产品定位在加工位上，还需要暂停流水线的运转，因此，组装效率不高。

发明内容

鉴于上述状况，有必要提供一种自动组装装置，以解决上述问题。

本发明提出一种自动组装装置，包括传输机构和设于所述传输机构一侧的组装机械手，所述传输机构包括支撑架和设于所述支撑架上的流线，所述组装机械手用于抓取零件并将零件组装到产品上，所述自动组装装置还包括：

定位机构，设于所述流线上并随所述流线运动，所述定位机构用于定位产品；

第一感应器，连接所述支撑架且与邻近所述组装机械手设置，所述第一感应器用于在感应到产品时发出第一感应信号；及

控制机构，与所述流线、所述机械手及所述第一感应器电性连接，所述控制机构用于获取所述流线的运行速度，并在接收到所述第一感应信号后控制所述组装机械手与所述流线同步运动，以使所述组装机械手将零件组装到产品上。

上述自动组装装置包括传输机构、组装机械手、定位机构、第一感应器及控制机构，第一感应器邻近所述组装机械手设置，所述第一感应器用于在感应到产品时发出第一感应信号；控制机构与所述流线、所述机械手及所述第一感应器电性连接，所述控制机构用于获取所述流线的运行速度，并在接收到所述第一感应信号后控制所述组装机械手与所述流线同步运动，以使所述组装机械手将零件组装到产品上。因此，上述自动组装装置能够在不停流线的基础上组装产品，节省了组装时间和组装成本。

附图说明

图1是本发明的一个实施例自动组装装置的立体示意图。

图2是图1所示的自动组装装置部分结构的俯视图。

图3是图1所示的自动组装装置中定位机构的立体示意图。

图4是图1所示的自动组装装置中定位机构和下压机构的立体示意图。

图5是图1所示的自动组装装置中二次定位机构的立体示意图。

图6是图5所示的二次定位机构另一角度的立体示意图。

图7是图1所示的自动组装装置中组装手爪的立体示意图。

图8是图7所示的组装手爪另一角度的立体示意图。

主要元件符号说明

自动组装装置 100

传输机构 10

流线 11

支撑架 12

安装台 121

伺服马达 13

主动轮 14

从动轮 15

同步带 16

导流条 17

组装机械手 20

第一机械手臂 21

组装手爪 22

手爪连接件 221

旋转组件 222

基板 2221

驱动气缸 2222

滑动块 2223

滑槽板 2224

从动件 2225

第一滑槽 2226

第二滑槽 2227

槽轮件 2228

靠边组件 223

浮动块 2231

靠边件 2232

装配组件 224

连接块 2241

泵体 2242

定位机构 30

自锁组件 31

连接件 311

卡持件 312

自锁弹性件 313

导向板 314

导向杆 315

第一吸附件 316

第二吸附件 317

固定件 32

第一定位件 33

第一固定块 331

第一推块 332

第一弹性件 333

滚轮 334

第二定位件 34

第二固定块 341

第二推块 342

第二弹性件 343

感应机构 40

第一感应器 41

第二感应器 42

第三感应器 43

控制机构 50

第一下压机构 60

下压驱动件 61

压块 62

二次定位机构 70

支撑板 71

定位驱动组件 72

定位驱动件 721

定位推块 722

第一斜面 7221

斜推块 723

第二斜面 7231

定位件 73

第二下压机构 80

下料机械手 90

第二机械手臂 91

下料手爪 92

产品 200

零件 201

料盘 300

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中设置的元件。当一个元件被认为是“设置在”另一个元件，它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中设置的元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参照图1和图2，本申请提出一种自动组装装置100，用于将工件自动组装到产品上。自动组装装置100包括传输机构10、组装机械手20、定位机构30、感应机构40及控制机构50。

传输机构10用于传送产品200，传输机构10包括流线11、支撑架12和伺服马达13，流线11为传送皮带且可回转地设于支撑架12上，伺服马达13固定在支撑架12上，用于驱动流线11按照预设的运行速度回转。

传输机构10还包括主动轮14、从动轮15和同步带16，主动轮14与伺服马达13相连接，从动轮15可转动地设于支撑架上，同步带16同时套设于主动轮14和从动轮15上，用于带动流线11回转。

可以理解，传输机构10还包括分别设于支撑架12两侧的两个转轴(图未示)，流线11的两端分别套设于两转轴上，且其中一个转轴与从动轮15连接，如此，流线11不易打滑，提升了传输的稳定性。

组装机械手20设于传输机构10的一侧，用于抓取零件并将零件组装到产品上。组装机械手20包括第一机械手臂21和连接于第一机械手臂端部的组装手爪22。

定位机构30设于流线11上并随流线11运动，定位机构30用于定位产品200。

感应机构40包括第一感应器41，第一感应器41连接于支撑架12且邻近组装机械手20设置，第一感应器41用于在感应到产品200时发出第一感应信号。

控制机构50分别与传输机构10、组装机械手20及感应机构电性连接。控制机构50用于获取所述流线11的运行速度，并在接收到第一感应信号后控制所述组装机械手20与流线11同步运动，以使所述组装机械手20将零件组装到产品上，因此，自动组装装置100不需关停流线11，实现在线组装，从而提升组装效率。

在本实施方式中，伺服马达13将流线11的速度信号传递至控制机构50，从而控制机构50可获取流线11的运行速度。具体地，伺服马达13带有编码器，编码器将伺服马达的转速发送至控制机构50，控制机构50依据所述转速计算所述流线的运行速度。

在本实施例中，自动组装装置100还包括固定于支撑架12上的安装台121，安装台121与组装机械手20相邻设置，用于放置容纳零件的料盘300。因此，组装机械手20可抓取料盘300中的零件。

在本实施例中，定位机构30的数量为多个，多个定位机构30依次设于流线11上。

请参照图3，定位机构30包括在第一方向X上间隔设置的自锁组件31和固定件32。第一方向X与流线11的传输方向平行。

所述自锁组件31包括连接件311、卡持件312及自锁弹性件313，所述自锁弹性件313的两端分别抵持连接件311和卡持件312。卡持件312可活动地设于流线11上且位于连接件311朝向固定件32的一侧，卡持件312用于推动产品200沿第一方向X运动，以配合固定件32实现产品200在第一方向X上的定位。

所述自锁组件31还包括导向板314和导向杆315，所述导向板314位于连接件311远离所述卡持件312的一侧，所述导向杆315的一端连接所述卡持件312，另一端连接导向板314，所述自锁弹性件313套设于所述导向杆315上。导向板314可活动地设于流线11上。导向板314与连接件311之间具有间隙。在本实施例中，连接件311固定在流线11上。

在本实施例中，定位机构30还包括在第二方向Y相对设置的第一定位件33和第二定位件34。第二方向Y与第一方向X垂直。

第一定位件33包括第一固定块331、第一推块332、第一弹性件333和滚轮334。第一固定块331固定在流线11上，第一推块332和滚轮334分别位于第一固定块331的相对两侧，第一推块332与第一固定块331活动连接且用于推动产品200，第一弹性件333设于第一推块332与第一固定块331之间，用于沿第二方向Y对第一推块332提供弹力。滚轮334与第一固定块331转动连接。

第二定位件34包括第二固定块341、第二推块342和第二弹性件343。第二固定块341固定在流线11上，第二推块342与第二固定块341活动连接且用于推动产品200，第二弹性件343设于第二固定块341和第二推块342之间，用于沿第二方向Y对第二推块342提供弹力。

在一实施例中，第一定位件33和第二定位件34均包括连接杆，连接杆的一端连接第一推块332或第二推块342，另一端滑动地穿设于第一固定块331或第二固定块341上，以对第一推块332或第二推块342进行导向。

请再次参照图2，自动组装装置还包括导流条17，导流条17位于支撑架12的侧边，且位于安装台121和第一下压机构60远离上料端的一侧。当定位机构30随流线11运动至导流条17处时，第一定位件33的滚轮334与导流条17相抵持，第一推块332沿第二方向Y朝向第二推块342运动，以将产品在第二方向Y进行定位。导流条17的两端均具有导向斜面，以利于滚轮334滑动。

请参照图4，在自锁组件31中，所述连接件311和所述卡持件312中的一者包括磁铁，另一者包括铁块，所述磁铁与所述铁块相对设置。当卡持件312与连接件311相互靠近时，磁铁与铁块相互吸附，此时自锁组件31为解锁状态，不卡紧产品200；当卡持件312与连接件311相互远离时，磁铁与铁块不再吸附，即卡持件312与连接件311之间保持一定的距离，此时自锁组件31为上锁状态，卡紧产品200。例如，连接件311包括第一吸附件316，卡持件312包括第二吸附件317，其中第一吸附件316为磁铁，第二吸附件317为铁块；或者，第一吸附件316为铁块，第二吸附件317为磁铁。

所述自动组装装置100还包括第一下压机构60，所述第一下压机构60固定在所述流线11上方且包括相连接的下压驱动件61和压块62，所述下压驱动件61用于驱动压块62沿垂直于所述流线11的方向(第三方向Z)升降运动，以使所述压块62插入所述连接件311和所述卡持件312之间，以使所述卡持件312朝向固定件32运动。在本实施例中，下压驱动件61固定在安装台121上。

较佳地，卡持件312朝向所述连接件311的一侧设有第一导向斜面，所述压块62远离所述下压驱动件61的一端设有与所述第一导向斜面匹配的第二导向斜面。

感应机构40还包括第二感应器42，第二感应器42与第一下压机构60相邻设置，用于感应产品并发出第二感应信号。具体地，当定位机构30运动至第二感应器42处时，第二感应器42发出第二感应信号，控制机构50接收第二感应信号并控制下压驱动件61，使下压驱动件61驱动压块62下降，压块62插入连接件311和卡持块312之间，以使卡持件312朝向固定件32运动，从而在第一方向X上精准定位产品200。

请参照图1、图5和图6，自动组装装置100还包括固定于安装台121上的二次定位机构70，二次定位机构包括支撑板71、定位驱动组件72和两个二次定位件73。支撑板71固定在安装台121朝向流线11的一侧，支撑板71上开设有通孔。

定位驱动组件72包括定位驱动件721、定位推块722及两个斜推块723，定位推块722的端部设有两个倾斜方向相反的第一斜面7221，两个斜推块723分别活动地穿设在支撑板71上且均包括第二斜面7231，第二斜面7231与相应的第一斜面7221相适配。

两个二次定位件73设于支撑板71远离流线11的一侧且相互垂直，两个二次定位件73分别与两个斜推块723相连接。

定位驱动件721可驱动定位推块722直线运动，定位推块722通过两个第一斜面7221同时推动两个斜推块723移动，从而两个二次定位件73同时运动，以在第一方向X和第二方向Y运动，从而两个二次定位件73共同定位待装配的零件。

在本实施例中，定位驱动件721为气缸，但不限于此，也可为油压缸等其他驱动件。

图7和图8所示的组装手爪22用于与第一机械手臂21配合，实现将零件201安装到产品的槽体内。在一实施方式中，组装手爪22包括手爪连接件221、旋转组件222、靠边组件223及装配组件224，所述手爪连接件221与第一机械手臂21连接，从而通过第一机械手臂21带动组装手爪22移动，所述旋转组件222连接于所述手爪连接件221，所述靠边组件223和装配组件224连接于所述旋转组件222，以在所述旋转组件222的带动下旋转。

所述旋转组件222包括基板2221、驱动气缸2222、滑动块2223、滑槽板2224及从动件2225。

所述基板2221连接于所述手爪连接件221，所述基板2221上开设有第一滑槽2226。

所述滑动块2223与所述第一滑槽2226滑动连接且连接于所述驱动气缸2222，在驱动气缸2222的带动下，沿着所述第一滑槽2226来回运动。

所述滑槽板2224与所述基板2221抵接。所述滑槽板2224上设有第二滑槽2227，所述第二滑槽2227用于限制所述从动件2225的运动。在一实施方式中，所述第二滑槽2227为圆弧状，且圆弧角度设置为40°。

所述从动件2225与所述滑动块2223铰接设置，在一实施方式中，所述旋转组件222还包括槽轮件2228，所述槽轮件2228与所述从动件2225对称设置，所述槽轮件2228一端滑动设置在所述第二滑槽2227内，所述槽轮件2228与所述第二滑槽2227配合，以实现滑动。在一实施方式中，所述槽轮件2228与所述从动件2225通过螺栓连接，所述槽轮件2228截面大体为等腰三角形，闭合角为10度。可以理解的，旋转运动为偏心旋转，且在具体的使用过程中，可以通过更换形状不同的滑槽板2224来实现不同角度的旋转，以满足不同产品的安装需求。

所述靠边组件223包括浮动块2231和靠边件2232，所述靠边件2232连接于所述浮动块2231一端，以贴合产品200，便于后续零件201安装。所述浮动块2231活动连接于所述从动件2225。所述靠边组件223还包括缓冲弹簧(图未示)，所述缓冲弹簧设置在所述浮动块2231与所述从动件2225连接处，用于吸收所述靠边件2232与产品贴合时产生的能量。在一实施方式中，所述靠边件2232大体为长方体。

装配组件224包括连接块2241、吸盘(图未示)及泵体2242，连接块2241连接于浮动块2231上，所述吸盘连接于所述连接块2241，用于吸取零件201，所述泵体2242连接于所述连接块2241且与所述吸盘形成真空，以实现吸取和放下所述零件101。

请再次参照图1和图2，在一实施方式中，自动组装装置100还包括第二下压机构80，第二下压机构80与第一下压机构60的结构相同，不再赘述。第二下压机构80设于导流条17远离第一下压机构60的一侧，用于将自锁组件31解锁。

第二下压机构80可插设于导向板314与连接件311之间的空隙中，从而带动导向板314、导向杆315和卡持件312朝远离固定件31的方向移动，以将自锁组件31解锁。

感应机构40还包括第三感应器43，第三感应器43与第二下压机构80相邻设置。当第三感应器43感应到产品时发出第三感应信号，控制机构50接收第三感应信号并控制第二下压机构80朝向自锁组件31移动，使连接件311与卡持件312相互靠近。

在一实施方式中，自动组装装置100还包括设于传输机构10下料端的下料机械手90，下料机械手90包括第二机械手臂91和连接于第二机械手臂91上的下料手爪92。在本实施例中，下料手爪92包括多个吸盘，但不限于此，也可包括夹爪等夹持件。当控制机构50接收第三感应信号后，控制机构50控制下料机械手90取产品200。

自动组装装置100的使用过程如下。

首先，将产品放在定位机构30中，流线11沿第一方向X传送产品，当第二感应器42感应到产品200时，第二感应器42发出第二感应信号，控制机构50控制第一下压机构60下压自锁组件31，使自锁组件31中的卡持件312朝向固定件32的方向运动，以在第一方向X上精准定位产品200；

同时，组装机械手从料盘300中抓取零件201并将零件201放置到二次定位机构70中，以对待组装的零件201进行定位，然后组装机械手从二次定位机构70中抓取零件201，等待组装；

接着，产品200继续随流线11移动，第一定位件33的滚轮与导流条17相抵持，第一定位件33的第一推块332朝向第二推块342移动，以在第二方向Y上定位产品200；第一感应器41感应到产品200并发出第一感应信号，控制机构50依据流线11的速度控制所述组装机械手20与所述流线11同步运动，组装手爪将22零件201安装到产品200上；

然后，产品200随流线11移动，第三感应器43感应到产品200，控制机构50控制第二下压机构80移动以下压自锁组件31，使卡持件312与连接件311相互靠近，卡持件312不再卡持产品200，即在第一方向X上释放产品；并且，第一推块332朝向远离第二推块342的方向移动，以在第二方向Y上释放产品200；下料机械手90取走产品200即可。

上述自动组装装置100包括传输机构10、组装机械手20、定位机构30、第一感应器41及控制机构50，第一感应器41邻近所述组装机械手20设置，所述第一感应器41用于在感应到产品200时发出第一感应信号；控制机构50与所述流线11、所述组装机械手20及所述第一感应器41电性连接，所述控制机构50用于获取所述流线11的运行速度，并在接收到所述第一感应信号后控制所述组装机械手20与所述流线11同步运动，以使所述组装机械手20将零件201组装到产品200上。因此，上述自动组装装置100能够在不停流线的基础上组装产品，实现了在线组装，提升了组装效率，节省了组装时间和组装成本。

同时，定位机构30包括自锁组件31和固定件32，能够精准定位产品200，有利于将零件201精准地组装到产品200上，提升了组装的良率。并且，第一下压机构60和第二下压机构80能够控制自锁组件31的上锁和解锁，便于卡持或释放产品200，进一步提升了自动化程度和组装效率。

另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种自动组装装置，包括传输机构和设于所述传输机构一侧的组装机械手，所述传输机构包括支撑架和设于所述支撑架上的流线，所述组装机械手用于抓取零件并将零件组装到产品上，其特征在于，所述自动组装装置还包括：

定位机构，设于所述流线上并随所述流线运动，所述定位机构用于定位产品；

第一感应器，连接所述支撑架且与邻近所述组装机械手设置，所述第一感应器用于在感应到产品时发出第一感应信号；及

控制机构，与所述流线、所述组装机械手及所述第一感应器电性连接，所述控制机构用于获取所述流线的运行速度，并在接收到所述第一感应信号后控制所述组装机械手与所述流线同步运动，以使所述组装机械手将零件组装到产品上；

所述定位机构包括在第一方向上间隔设置的自锁组件和固定件；

所述自锁组件包括连接件、卡持件及自锁弹性件，所述自锁弹性件的两端分别抵持所述连接件和所述卡持件，所述卡持件可活动地设于所述流线上且位于所述连接件朝向所述固定件的一侧，所述卡持件用于推动产品沿所述第一方向运动；

所述自动组装装置还包括设于所述支撑架上的安装台，所述安装台与所述组装机械手相邻设置，用于放置容纳有零件的料盘；

所述自动组装装置还包括固定于所述安装台上的二次定位机构，用于将所述组装机械手从所述料盘抓取的所述零件进行定位，供所述组装机械手抓取；

所述二次定位机构包括支撑板、定位驱动组件和两个二次定位件，所述定位驱动组件包括定位驱动件、定位推块及两个斜推块，所述定位推块的端部设有两个倾斜方向相反的第一斜面，两个所述斜推块分别活动地穿设在所述支撑板上且均包括第二斜面，所述第二斜面与相应的所述第一斜面相适配；两个所述二次定位件设于所述支撑板远离所述流线的一侧且相互垂直，两个所述二次定位件分别与两个所述斜推块相连接；

所述组装机械手包括第一机械手臂和组装手爪；

所述组装手爪包括手爪连接件、旋转组件、靠边组件及装配组件，所述手爪连接件与所述第一机械手臂相连接，所述旋转组件连接于所述手爪连接件，所述靠边组件和装配组件连接于所述旋转组件，以在所述旋转组件的带动下旋转；

所述旋转组件包括基板、驱动气缸、滑动块、滑槽板及从动件；

所述基板连接于所述手爪连接件，且所述基板上开设有第一滑槽；

所述滑动块与所述第一滑槽滑动连接且连接于所述驱动气缸；

所述滑槽板与所述基板抵接，所述从动件与所述滑动块铰接设置，所述滑槽板上设有第二滑槽，所述第二滑槽用于限制所述从动件的运动。

2.如权利要求1所述的自动组装装置，其特征在于，所述连接件和所述卡持件中的一者包括磁铁，另一者包括铁块，所述磁铁与所述铁块相对设置；

所述自动组装装置还包括第一下压机构，所述第一下压机构固定在所述流线上方且包括相连接的下压驱动件和压块，所述下压驱动件用于驱动所述压块沿垂直于所述流线的方向升降运动，以使所述压块插入所述连接件和所述卡持件之间，进而使所述卡持件朝向所述固定件运动。

3.如权利要求2所述的自动组装装置，其特征在于，所述自动组装装置还包括第二感应器，所述第二感应器与所述第一下压机构相邻设置，用于感应产品并发出第二感应信号；

所述控制机构还用于接收所述第二感应信号并控制所述下压驱动件，使所述下压驱动件驱动所述压块下降。

4.如权利要求2所述的自动组装装置，其特征在于，所述自锁组件还包括导向板和导向杆，所述导向板位于连接块远离所述卡持件的一侧且可活动地设于所述流线上，所述导向杆的一端连接所述卡持件，另一端连接所述导向板，所述自锁弹性件套设于所述导向杆上。

5.如权利要求2所述的自动组装装置，其特征在于，所述定位机构还包括在第二方向相对设置的第一定位件和第二定位件，所述第二方向与所述第一方向垂直；

所述第一定位件包括第一固定块、第一推块、第一弹性件和滚轮，所述第一固定块固定在流线上，所述第一推块和所述滚轮分别位于所述第一固定块的相对两侧，所述第一推块与所述第一固定块活动连接，所述第一弹性件设于所述第一推块与所述第一固定块之间，所述滚轮与所述第一固定块转动连接；

所述第二定位件包括第二固定块、第二推块和第二弹性件，所述第二固定块固定在所述流线上，所述第二推块与所述第二固定块活动连接，所述第二弹性件设于所述第二固定块和所述第二推块之间；

所述自动组装装置还包括导流条，所述导流条位于所述支撑架的侧边且位于所述第一下压机构远离上料端的一侧。

6.如权利要求5所述的自动组装装置，其特征在于，所述自动组装装置还包括第二下压机构，所述第二下压机构设于所述导流条远离所述第一下压机构的一侧；

所述自动组装装置还包括第三感应器，所述第三感应器与第二下压机构相邻设置，所述第三感应器用于在感应到产品时发出第三感应信号；

所述控制机构还用于接收所述第三感应信号并控制所述第二下压机构朝向所述自锁组件移动，使所述连接件与所述卡持件相互靠近。

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