一种用于智能机器人微小尺寸零件装配用推送装置

技术领域

本发明涉及零件装配技术领域，尤其涉及一种用于智能机器人微小尺寸零件装配用推送装置。

背景技术

随着人类社会的不断进步与科学技术的持续发展，对于机械制造的精度、速度、稳定性等方面提出了更高的要求，尤其是在微型精密机械总成或系统装配方面。微型精密机械一般由若干微型零件通过配合、紧固、焊接等方式组装而成，零件的几何尺寸一般在零点几个毫米到十几个毫米之间，所要求的装配精度在微米级到毫米级之间，尺寸跨度较大。在微小零件装配系统过程中，在线检测系统通过高精度摄像头、激光测距仪、红外干涉仪等手段对目标零件进行检测，根据不同的装配精度要求给出不同零件的径向角度检测精度；基于上述操作获得的零件位置数据，调整目标零件的位置坐标与平衡姿态；根据既定的离线编程控制程序，向执行部件发出指令，移动零件位置即可实现两个不同零件之间的装配，从而实现高精度的微型零件装配。

近年来，在实际应用的管道连接中经常会用到法兰，通常的法兰为采用不锈钢一体化制成，这种以不锈钢制成的法兰本身重量过重，且成本高昂；而采用塑料制作的法兰则缺少金属的光泽度，在外观上与现代卫浴环境往往格格不入。因此，常常采用在塑料法兰的基础上铆接上一层不锈钢钢圈，这样不仅减轻了法兰自身的重量，降低了制造成本，同时还保持了良好的外观。

然而，现有的技术中，法兰与光圈通常采用人工或者半自动化的方式进行装配，一方面无法做到高效准确地进料，另一方面在铆接的过程中也因为钢圈和法兰的摆放位置控制不精确，无法自动调整，而导致产品报废的几率大大增加。装配效率低、产生的废品率居高不下是现有技术面临的巨大难题，这不仅降低了生产制造的效率，还极大地增加了生产成本。

发明内容

为了解决上述现有技术中提到的缺点和不足，本发明提供一种用于法兰与钢圈铆接装配的自动化设备，包括：法兰进料机构，钢圈进料机构，铆接机构与传输机构；其中:

所述钢圈进料机构包括：钢圈堆料盘，钢圈推叉和推料伺服电机，所述推料伺服电机与所述钢圈推叉相连，所述钢圈推叉位于所述钢圈堆料盘的底部；

所述法兰进料机构和所述钢圈进料机构通过所述传输机构分别将法兰和钢圈输送至所述铆接机构进行铆接；

所述铆接机构包括：铆接气缸和铆接套，所述铆接气缸与所述铆接套连接，所述铆接套内部设置有冲压块，所述冲压块和所述铆接气缸通过弹簧连接；

所述传输机构用于输出通过所述铆接机构完成铆接的产品。

进一步地，所述法兰进料机构包括：法兰料盘，法兰传送带和法兰夹指；所述法兰料盘与所述法兰传送带相连，所述法兰夹指位于所述法兰传送带出料口的上方。

进一步地，所述钢圈进料机构还包括：定位伺服电机和到料感应器；所述定位伺服电机与所述钢圈堆料盘相连，所述到料感应器用于检测所述钢圈堆料盘上的钢圈是否移动至指定位置。

进一步地，所述钢圈进料机构还包括：固定板和固定夹。

进一步地，所述传输机构包括：传输机械臂，钢圈检测组件，法兰套接组件和输出传送带；

所述钢圈检测组件用于检测通过所述传输机械臂从钢圈堆料盘取出的钢圈是否叠料；

所述法兰套接组件用于完成通过所述传输机械臂从所述钢圈堆料盘取出的钢圈与所述法兰夹指从所述法兰料盘取出的法兰之间的嵌套；

所述输出传送带用于输出通过所述铆接机构完成铆接的产品。

进一步地，所述传输机构中的所述传输机械臂包括：连接杆，钢圈吸盘和夹头；所述钢圈吸盘设置于所述连接杆靠近所述钢圈进料机构的一端，所述连接杆上设置有多个所述夹头。

进一步地，所述夹头由两个夹指组成，所述夹指与所述连接杆通过铰链连接。

进一步地，还包括控制操作系统，所述控制操作系统分别与所述法兰进料机构，所述钢圈进料机构，所述铆接机构，所述传输机构进行电连接。

本发明提供的一种用于法兰与钢圈铆接装配的自动化设备，通过钢圈进料机构和法兰进料机构高效准确地分别完成钢圈和法兰的送料，钢圈和法兰通过传输机构传输至铆接机构进行铆接，铆接机构内部的冲压块对钢圈和法兰进行调整摆正，使钢圈与法兰嵌套得更加准确完好，以减少在铆接的过程中废品的产生。使用本发明提供的用于法兰与钢圈铆接装配的自动化设备极大地提高了钢圈和法兰的装配效率，降低了废品率，显著增加了生产效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的用于法兰与钢圈铆接装配的自动化设备示意图；

图2为图1中钢圈进料机构的结构示意图；

图3为图1中铆接机构的结构爆炸图；

图4为图1的侧视图；

图5为图1的俯视图；

图6为图5中夹头的结构示意图。

附图标记：

100钢圈堆料盘110钢圈推叉120推料伺服电机

130定位伺服电机140到料感应器150固定板

151固定夹200铆接气缸210铆接套

220冲压块300法兰料盘310法兰传送带

320法兰夹指400传输机械臂401连接杆

402钢圈吸盘403夹头410钢圈检测组件

420法兰套接组件430输出传送带500控制操作系统

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为本发明提供的一种用于法兰与钢圈铆接装配的自动化设备，如图1 所示，包括：法兰进料机构，钢圈进料机构，铆接机构与传输机构；所述法兰进料机构和所述钢圈进料机构通过所述传输机构分别将法兰和钢圈输送至所述铆接机构进行铆接；所述传输机构用于输出通过所述铆接机构完成铆接的产品。

图2为图1中钢圈进料机构的示意图，如图2所示，所述钢圈进料机构包括：钢圈堆料盘100，钢圈推叉110和推料伺服电机120，所述推料伺服电机120 与所述钢圈推叉110相连，所述钢圈推叉110位于所述钢圈堆料盘100的底部；图3为图1中铆接机构的爆炸图，如图3所示，所述铆接机构包括：铆接气缸 200和铆接套210，所述铆接气缸200与所述铆接套210连接，所述铆接套210 内部设置有冲压块220，所述冲压块220和所述铆接气缸200通过弹簧连接。

具体地，推料伺服电机120带动所述钢圈堆料盘100的底部的钢圈推叉110，使钢圈堆料盘100上的钢圈往上运动，到达待取料位置，再通过传输机构完成钢圈的送料过程；同时，法兰进料机构在对待装配法兰进行摆放调整后，通过传输机构完成法兰的送料过程；待传输机构完成钢圈和法兰完成嵌套过程后，钢圈和法兰被送至铆接处，铆接气缸200带动冲压块220和铆接套210向下运动，冲压块220通过弹簧与铆接气缸200连接，由于冲压块220的高度比铆接套210的高度小，冲压块220先接触法兰，铆接气缸200继续带动冲压块220 和铆接套210向下运动，冲压块220向上压缩弹簧，铆接套210继续往下冲压钢圈的竖直边沿，进而完成铆接。铆接机构内部的冲压块220通过弹簧与铆接气缸200的活塞端连接，冲压块220具有的弹性特征可以自动对钢圈和法兰进行调整摆正，使钢圈与法兰嵌套得更加准确完好，以减少在铆接的过程中废品的产生；当铆接机构内部完成铆接后，传输机构对产品完成出料操作。

通过人工对法兰与钢圈进行装配，一般情况下效率仅为每小时500个，且还需耗费巨大的人力，而使用本发明提供的用于法兰与钢圈铆接装配的自动化设备每小时可以完成1200个法兰与钢圈的装配，显著地提高了钢圈和法兰的装配效率；一般人工或者机械完成法兰与钢圈的装配，其废品率高达30％-50％，而使用本发明提供的用于法兰与钢圈铆接装配的自动化设备，废品率在0-2％之间，几乎不会产生废品，显著地降低了产品铆接过程中的废品率。

优选地，所述法兰进料机构包括：法兰料盘300、法兰传送带310和法兰夹指320；所述法兰料盘300的出料口与所述法兰传送带310的进料口处相连，所述法兰夹指320位于所述法兰传送带310出料口的上方。所述法兰料盘300 采用震动进料，使法兰能够整齐正确地进行摆放，当所述法兰料盘300将法兰送至出料口时，所述法兰传送带310将法兰传送至所述法兰夹指320的下端，所述法兰夹指320进而将法兰抓起并送至下一工段。所述法兰传送带310上设置有法兰前后气缸和法兰上下气缸，可以根据实际情况对所述法兰传送带310的位置进行灵活调整。

在上述结构的基础上，进一步地，所述钢圈进料机构还包括：定位伺服电机 130和到料感应器140；所述定位伺服电机130与所述钢圈堆料盘100相连，所述到料感应器140位于所述钢圈堆料盘100的一侧。如图2所示，所述钢圈进料机构放置五组所述钢圈堆料盘100，靠近所述到料感应器140的一组所述钢圈堆料盘100为待装配组钢圈，所述推料伺服电机120带动所述钢圈推叉110使所述钢圈堆料盘100上的钢圈往上运动，所述到料感应器140对钢圈是否到达准确位置进行判断，当确定钢圈到达准确位置后，所述钢圈推叉110则停止推动，所述传输机构则将钢圈传输到下一工段。当待装配组钢圈上的钢圈使用完后，所述定位伺服电机130则将未进行装配的钢圈堆料盘100推至待装配组钢圈位置上，保证了设备的连续不中断工作。

优选地，所述钢圈进料机构还包括：固定板150和固定夹151，由于机械设备在运行过程中容易产生震动，为了使所述钢圈堆料盘100保持稳定，因此设置所述固定板150，所述固定板150通过所述固定夹151进行固定，所述固定夹151为可拆卸夹，方便所述固定板150的装卸。

图4为图1的侧视图，如图4所示，较佳地，所述传输机构包括：传输机械臂400、钢圈检测组件410，法兰套接组件420和输出传送带430。所述传输机械臂400将钢圈传输到所述钢圈检测组件410上，所述钢圈检测组件410设置有感应器，所述感应器对所述钢圈检测组件410上的钢圈是否叠料以及是否损坏进行检测。若检测不通过，则通过所述传输机械臂400将所述钢圈检测组件 410上的钢圈卸下；若检测通过，所述传输机械臂400则将所述钢圈检测组件 410上的钢圈传输至所述法兰套接组件420，与所述法兰进料机构送至的法兰进行组装，组装完成后，通过所述传输机械臂400传输至所述铆接机构进行铆接，铆接完成后，通过所述传输机械臂400传输至所述输出传送带430进而将产品输出。

图5为图1的俯视图，如图5所示，在上述结构的基础上，所述传输机构中的所述传输机械臂400包括：连接杆401，钢圈吸盘402和夹头403。所述连接杆401靠近所述钢圈进料机构端设置有所述钢圈吸盘402，所述钢圈吸盘402 通过真空吸附将钢圈传输至所述钢圈检测组件410，真空吸附可以避免对钢圈的外观产生损伤。所述连接杆401上设置有三个所述夹头403，所述夹头403 分别完成钢圈和法兰的夹取和传送工作。

较佳地，如图6所示，为了防止破坏钢圈表面的氧化膜被破坏，所述夹头 403由两个夹指组成，所述夹指与所述连接杆401通过铰链连接，当所述夹头 403对钢圈进行夹取时，两个所述夹指由初始的平角状态绕着铰链闭合，恰好与钢圈嵌合，从而避免可对钢圈表面产生摩擦而损伤钢圈的外观。

可以理解的是，本发明提供的用于法兰与钢圈铆接装配的自动化设备还包括控制操作系统500，所述控制操作系统500对各个流程步骤进行设定，同时方便操作人员对法兰进料机构，钢圈进料机构，铆接机构，传输机构操作进行控制。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。