一种自动化装配装置

技术领域

本发明涉及零部件装配领域，尤其涉及了一种自动化装配装置。

背景技术

中国专利CN202010151017.2提供了一种编码器的形式，编码器数据的采集通过动光栅、光源(6)、电路板来获取数据，动光栅与转轴连接同步转动，编码器根据码盘的转动来采集数据。为确保精度，该种结构对码盘与其安装的转轴或者安装座同轴度要求十分高，现有技术中一般采用人工在借助放大镜或者显微镜的条件下进行码盘安装，安装的精度取决于人工估算以及工人的熟练度，该种装配方式效率低，精度无法保证。

发明内容

本发明针对现有技术中的缺点，提供了一种自动化装配装置。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种自动化装配装置，包括用于放置轴承的放置台一、用于抓取码盘的抓取机构、用于轴承和码盘对中的视觉系统、用于调整放置台一上的轴承位置或/和调整码盘位置的调整机构；还包括控制器，控制器和视觉系统、调整机构连接；

视觉系统包括镜头和光源，放置台一位于镜头的正下方或者可以由调整机构带至镜头的正下方；抓取机构可将码盘抓取装配在放置台一上的轴承上；视觉系统分别采集装配后的码盘中心坐标以及轴承中心坐标，并将采集的数据传输至控制器；控制器通过调整机构调整放置台一的位置或/和抓取机构的位置使码盘中心坐标和轴承中心坐标重合。

作为优选，还包括横向的X轴滑移机构和纵向的Y轴滑移机构，放置台一安装在X轴滑移机构上，放置台一可由X轴滑移机构带动横向移动，抓取机构安装在Y轴滑移机构上，Y轴滑移机构可带动抓取机构进行纵向移动；

或放置台一安装在Y轴滑移机构上由Y轴滑移机构带动纵向滑动，抓取机构安装在X轴滑移机构上由X轴滑移机构带动横向移动；

X轴滑移机构和Y轴滑移机构与控制器连接，控制器通过X轴滑移机构调整X轴滑移机构上工件的X坐标，控制器通过Y轴滑移机构调整Y轴滑移机构上工件的Y坐标。

作为优选，还包括切换装置和固化组件，光源和固化组件安装在切换装置上，切换装置可带动光源和固化组件运动，在工作状态下可使光源和固化组件至少一个落入在镜头的正下方。

作为优选，初始状态下，固化组件以及光源均位于光源正下方的周围；固化组件和光源所在高度位于装配台所在高度、镜头所在高度之间；

切换装置包括横向移动机构，光源和固化组件安装在横向移动机构上，横向移动机构至少可以移动至两个点位，在点位一光源被移动机构至镜头的下方，同时固化组件被移动至镜头所在纵向的一侧，在点位二固化组件被移动至与镜头在同一纵向，光源被移动离开镜头正下方，还包括伸出机构，固化组件安装在伸出机构上，伸出机构可带动固化组件纵向运动使固化组件落在镜头的正下方。

作为优选，初始状态下，固化组件以及光源均位于光源正下方的周围；固化组件和光源所在高度位于装配台所在高度、镜头所在高度之间；切换装置包括带动光源将其移动至镜头下方的移动机构一，以及包括用于将固化组件移动至镜头下方的移动机构二。

作为优选，调整机构为为十字滑台模组，放置台一或抓取机构安装在十字滑台模组上，十字滑台模组与控制器连接，控制器可通过控制十字滑台模组控制安装在十字滑台模组上的放置台一或抓取机构的X轴坐标以及Y轴坐标。

作为优选，抓取机构包括真空吸盘，真空吸盘包括盘体，盘体的下端设置有用于和码盘贴附的接触面，盘体的下侧设置有吸附孔，真空压力可以通过吸附孔将码盘吸附在接触面上，盘体的中部设置有图像采集孔；码盘被吸附时，至少码盘标记圆位于图像采集孔投影的范围内。

作为优选，盘体内部设置有用于外接真空的气道，气道与吸附孔连通，吸附孔孔口所在平面与接触面平齐或者吸附孔位于接触面的上侧。

作为优选，还包括真空槽，真空槽槽口两侧的端面为接触面，吸附孔开设在真空槽内；码盘抵触在真空槽槽口位置时，真空槽为密闭空间。

作为优选，真空槽为环槽，图像采集孔位于真空槽内侧。

作为优选，真空槽为圆环状槽，图像采集孔为圆形孔，真空槽和图像采集孔同轴线设置。

作为优选，抓取机构还包括上下运动机构一，上下运动机构一安装在调整机构上并由调整机构带动进行X轴向或/和Y轴向移动；真空吸盘安装在上下运动机构一上并由上下运动机构一带动进行运动。

作为优选，还包括用于控制上下运动机构一下压力的控制单元一，还包括上料平台，上料平台上设置有用于对码盘进行限位的上料槽，上料槽的侧面轮廓与码盘的外圆轮廓相适配；上下运动机构一为气缸，控制单元一为压力阀；

或上下运动机构一为电缸，控制单元一通过控制电缸电机的转动实现对上下运动机构一下压力的控制。

本发明由于采用了以上技术方案，具有如下显著的技术效果：

本技术方案所设计的装配装置能够实现机器视觉定位对中，实现自动固化粘接，具有过程可控，精度高利于自动化等优点。

附图说明

图1是装置的整体结构示意图。

图2是装置的整体结构示意图。

图3是切换装置、视觉系统以及固化组件等的结构示意图。

图4是放置台一的放大图。

图5是抓取机构的结构示意图。

图6是真空吸盘的结构示意图。

图7是真空吸盘的结构示意图。

图中附图标记的技术名称为：1—放置台一、2—抓取机构、3—视觉系统、4—调整机构、5—镜头、6—光源、7—控制器、8—X轴滑移机构、9—Y轴滑移机构、10—切换装置、11—固化组件、12—横向移动机构、13—伸出机构、14—真空吸盘、15—盘体、16—接触面、17—图像采集孔、18—气道、19—真空槽、20—上下运动机构一、21—控制单元一、22—上料平台、23—上料槽、24—定位口、25——定位机构。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1

一种自动化装配装置，包括用于放置轴承的放置台一1、用于抓取码盘的抓取机构2、用于轴承和码盘对中的视觉系统3、用于调整放置台一1上的轴承位置或/和调整码盘位置的调整机构4；还包括控制器7，控制器7和视觉系统3、调整机构4连接；

视觉系统3包括镜头5和光源6，放置台一1位于镜头5的正下方或者可以由调整机构4带至镜头5的正下方；抓取机构2可将码盘抓取装配在放置台一1上的轴承上；视觉系统3分别采集装配后的码盘中心坐标以及轴承中心坐标，并将采集的数据传输至控制器7；控制器7通过调整机构4调整放置台一1的位置或/和抓取机构2的位置使码盘中心坐标和轴承中心坐标重合。该自动化装配装置利用机器视觉系统3对轴承和码盘进行坐标采集，然后调整机构4调整其中一个的坐标或者两个都进行坐标调整实现轴承和码盘中心的重合，从而保证轴承和码盘的装配精度，很显然轴承上设置有放置码盘的装载面，而且调整后的轴承或/和码盘可以进行二次采集坐标并进行再次调整，直至满足要求。在本实施例中采用分开调节的方式进行对中处理，即轴承以及码盘仅进行X轴或者Y轴向的调整，该种调节方式能够减少调整次数，震动较少，更加稳定可靠，同时更加节约空间。

所述的，调整机构4包括横向的X轴滑移机构8和纵向的Y轴滑移机构9，放置台一1安装在X轴滑移机构8上，放置台一1可由X轴滑移机构8带动横向移动，抓取机构2安装在Y轴滑移机构9上，Y轴滑移机构9可带动抓取机构2进行纵向移动；

X轴滑移机构8和Y轴滑移机构9与控制器7连接，控制器7通过X轴滑移机构8调整X轴滑移机构8上工件的X坐标，控制器7通过Y轴滑移机构9调整Y轴滑移机构9上工件的Y坐标。所述的X轴滑移机构8和Y轴滑移机构9均为伺服电机带动的直线滑台，伺服电机带动的滑台能够精确控制滑移机构行走的行程，而且方便和控制器7进行信号命令交互。所述的放置台一1上设置有用于对轴承限位定位的定位口24和定位机构25，所述的定位机构25为旋转定位气缸。

所述的还包括切换装置10和固化组件11，光源6和固化组件11安装在切换装置10上，切换装置10可带动光源6和固化组件11运动，在工作状态下可使光源6和固化组件11至少一个落入在镜头5的正下方。固化装置的目的在于对中完成后，采用固化组件11将码盘固定在轴承上。所述的固化组件11包括用于固化的UV灯，轴承的承载面上涂覆有UV胶，码盘贴合在UV胶面上进行位置调节，调节完成后UV灯通电进行固化UV胶，然后撤去抓取机构2，固化过程中码盘不会移动，所以装配精度高。

在本实施例中，初始状态下，固化组件11以及光源6均位于光源6正下方的周围；固化组件11和光源6所在高度位于装配台所在高度、镜头5所在高度之间；分布在轴承的目的在于为码盘的初步装配提供空间，因为抓取机构2是从轴承上方将码盘装配在轴承上的。所以镜头5下方需要足够的空间，切换装置10可以将光源6移开，该种设计可以使得整体机构更加紧凑。

切换装置10的主要目的在于进行定位的时候可以将光源6移动至码盘的上方，通过机器视觉采集码盘和轴承的中心坐标。在进行固化时，切换装置10将光源6移开腾出空间，并将固化组件11移动至码盘的上方对码盘进行固定。所以对切换装置10的具体结构并不进行过多要求。

为了便于理解，本方案提供了一种切换装置10的具体结构，切换装置10包括横向移动机构12，光源6和固化组件11安装在横向移动机构12上，横向移动机构12至少可以移动至两个点位，在点位一光源6被移动机构至镜头5的下方，同时固化组件11被移动至镜头5所在纵向的一侧，在点位二固化组件11被移动至与镜头5在同一纵向，光源6被移动离开镜头5正下方，还包括伸出机构13，固化组件11安装在伸出机构13上，伸出机构13可带动固化组件11纵向运动使固化组件11落在镜头5的正下方。横向机构以及伸出机构13均为气动滑台或者为电动直线滑台，本实施例中横向移动机构12以及伸出机构13均为气缸。伸出机构13未伸出时位于镜头5下方的内侧，该种结构设计不会对码盘上料造成影响。

由于码盘为透明结构，视觉系统3对坐标进行抓取时需要抓取轴承和码盘两个的坐标，所以传统的抓取机构2以及吸附机构均无法完成上述任务。本方案中抓取机构2包括真空吸盘14，真空吸盘14包括盘体15，盘体15的下端设置有用于和码盘贴附的接触面16，盘体15的下侧设置有吸附孔30，真空压力可以通过吸附孔30将码盘吸附在接触面16上，盘体15的中部设置有图像采集孔17；码盘被吸附时，至少码盘标记圆位于图像采集孔17投影的范围内。本实施例中码盘标记圆为码盘预设的标准圆，该圆为圆环机构，位于盘体15最靠近中心的位置且宽度最大便于识别，本方案将标记圆定义为该圆环的内圆。

本实施例中，盘体15内部设置有用于外接真空的气道18，气道18与吸附孔30连通，吸附孔30孔口所在平面与接触面16平齐或者吸附孔30位于接触面16的上侧。

本吸盘还包括真空槽19，真空槽19槽口两侧的端面为接触面16，吸附孔30开设在真空槽19内；码盘抵触在真空槽19槽口位置时，真空槽19为密闭空间。真空槽19能够增加码盘的受力面积，保证其受力均衡。

具体的真空槽19为环槽，图像采集孔17位于真空槽19内侧。所述的吸附孔30设计在真空槽19的底面上。

所述的真空槽19为圆环状槽，图像采集孔17为圆形孔，真空槽19和图像采集孔17同轴线设置。该种吸附槽结构设计的目的在于保证码盘被吸附时各处受力基本相同，从而保证码盘在吸附过程中出现倾斜或者滑移的问题，尽可能的保证吸附时码盘各处被同时吸起。抓取机构2还包括上下运动机构一20，上下运动机构一20安装在调整机构4上并由调整机构4带动进行X轴向或/和Y轴向移动；在本实施例中上下运动机构20安装在Y轴横移机构9上。真空吸盘14安装在上下运动机构一20上并由上下运动机构一20带动进行运动。还包括用于控制上下运动机构一20下压力的控制单元一21，还包括上料平台22，上料平台22上设置有用于对码盘进行限位的上料槽23，上料槽23的侧面轮廓与码盘的外圆轮廓相适配；上下运动机构一20为气缸，控制单元一21为压力阀。

本方案的工作过程如下：

将轴承装在放置台一1上，抓取机构2通过真空吸盘14将码盘吸起，然后Y轴滑移机构9将码盘运输至轴承的正上方也是镜头的正下方，然后上下运动机构一20将码盘粘接在轴承上，所述的轴承上的粘接面上预先涂覆有UV胶水，其中上下运动机构一20将码盘粘接在轴承上通过压力控制，其对粘接面的压力可以忽略不计，所在调整的过程中粘接面不会对码盘造成磨损，然后将光源移动至镜头下方，视觉系统通过拍照对轴承以及码盘的标记圆进行拍照，所述的轴承标记圆以及码盘标记圆均位于图像采集孔17所对应的正投影内，所以吸盘不影响图像的采集，然后处理器对采集的标记圆的圆心坐标进行标记，然后根据轴承标记圆以及码盘标记圆圆心的位置对放置台一1进行横向移动、对抓取机构2进行纵向移动，具体调整尺寸根据两者坐标差值决定，从而实现二者的对中，对中后可进行二次采集检测和二次微调等，以上过程中真空吸盘一直对码盘进行吸附，完成调整后，将镜头移开，然后将固化组件移至码盘上方，UV灯通电将码盘和轴承粘接面之间的UV胶固化，完成粘接，然后关闭真空撤回抓取机构完成一次装配。

实施例2

与实施例1不同之处在于：放置台一1安装在Y轴滑移机构9上由Y轴滑移机构9带动纵向滑动，抓取机构2安装在X轴滑移机构8上由X轴滑移机构8带动横向移动。

实施例3

与实施例的区别之处在于：初始状态下，固化组件11以及光源6均位于光源6正下方的周围；固化组件11和光源6所在高度位于装配台所在高度、镜头5所在高度之间；切换装置10包括带动光源6将其移动至镜头5下方的移动机构一，以及包括用于将固化组件11移动至镜头5下方的移动机构二。省去了伸出机构13，固化组件11和光源6分别设置在两侧，需要光源6或者固化组件11时只需要将对应的移动机构启动即可完成。

实施例4

与实施例的区别之处在于：固化组件11以及伸出机构13未设置在横向移动机构12上，伸出机构13固定安装在机架上，固化组件11与镜头5所在纵向面处于同一面上，因为整个过程中固化组件11不需要横向运动，但是该种设计需要考虑横向运动机构与固化组件11的干涉问题，本领域人员可以通过尺寸设计解决该问题。

实施例5

与实施例1不同之处在于：调整机构4为为十字滑台模组，放置台一1或抓取机构2安装在十字滑台模组上，十字滑台模组与控制器7连接，控制器7可通过控制十字滑台模组控制安装在十字滑台模组上的放置台一1或抓取机构2的X轴坐标以及Y轴坐标。所以通过十字滑台模组即可实现轴承或者码盘X轴、Y轴的坐标，只需要调整一个装配件即可。本实施例中，选择对轴承进行固定定位，十字模组通过调整抓取机构2的位置调整码盘的坐标。

实施例6

与实施例1不同之处在于：真空槽19为非环形槽，真空槽19为一个或者多个槽型结构组成，槽型结构可以为弧形槽或者直槽，真空槽19内通过直接吸附孔30通入真空或者通过吸附孔30间接通入真空。

实施例7

与实施例1不同之处在于：未设置真空槽19，吸附孔30设置在接触面16上，吸附孔30孔口位置与接触面16平齐。

实施例8

本实施例与实施例1的区别之处在于：吸附孔30设置在真空槽19的侧面上。

实施例9

与实施例的区别之处在于：吸附孔30通过气路与真空槽19连通。

实施例10

上下运动机构一20为电缸，控制单元一2121通过控制电缸电机的转动实现对上下运动机构一20下压力的控制。