零部件自动组装装置

技术领域

本发明涉及一种零部件的组装，特别是涉及一种零部件自动组装装置。

背景技术

随着工业的发展，尤其是汽车工业的快速发展，对于零部件的生产基本实现了自动化，零部件的组装包括焊接、铆接等工艺，对于汽车行业的异形零部件越来越多采取铆接的工艺进行大批量的生产制作，很多都是采用铆接工艺实现零部件的固定和连接。

汽车的异形零部件很多，这些异形的零部件大量采用铆接的工艺实现零部件的铆接，现有的铆接大量依赖手工操作铆接，工作效率低下，质量的一致性差，如何实现异形汽车零部件的快速铆接，实现自动铆接，满足工业大批量生产的需求，成为制约汽车行业以及其他行业发展的一个问题。

发明内容

本发明针对现有的汽车异形零部件的铆接组装大量依赖手工操作铆接，工作效率低下，质量的一致性差，不能实现异形汽车零部件的快速铆接，也不能实现自动铆接，不能满足工业大批量生产的需求，成为制约汽车行业以及其他行业发展技术问题，提供一种只需人工放置零部件就可以实现零部件的自动上料，自动铆接，自动下料的零部件自动组装装置，该零部件自动组装装置工作效率高，质量的一致性好，工人的劳动强度低，实现了汽车异形零部件的自动组装操作。

为此，本发明的技术方案是，一种零部件自动组装装置，包括铆接部件和上料回转部件，铆接部件和上料回转部件之间固定连接，上料回转部件一侧设有抓取卸料部件；

铆接部件设有底座，底座上表面一侧固定设有立柱，立柱侧面设有铆接动力部件，铆接动力部件上端设有铆接电机，铆接动力部件与铆接电机转动连接，铆接动力部件下端设有铆接头部件，底座上表面另一侧设有铆接工作台；铆接头部件包括铆接头主体，铆接头主体下端设有铆接头单元，铆接头单元的前端设有铆接压头，铆接头主体下端两侧分别设有支撑定位轴，两个支撑定位轴前端设有压紧板，压紧板上表面与支撑定位轴之间设有压紧弹簧，支撑定位轴的前端与压紧板滑动连接，铆接压头穿过压紧板；

上料回转部件包括底板，底板上面旋转设有转盘，转盘侧面设有回转动力，回转动力与转盘连接驱动转盘转动，转盘上均布设有四个工装组件；底板上还设有支撑工字钢，支撑工字钢上固定设有铆接力检测传感器，铆接力检测传感器位于转盘的底部，铆接力检测传感器的上表面与工装组件的底部相互支撑；工装组件包括底座板，底座板的上表面设有工件左定位块和工件右定位块，工件左定位块和工件右定位块并列布置，工件右定位块靠近工件左定位块一侧的上表面上设有工件定位弧面，底座板上两侧分别设有工装安装孔，工件右定位块的两个侧面分别固定设有工件定位销，工件定位销的顶端为铆接支撑凸起；

抓取卸料部件包括前支撑架和中间支撑架，前支撑架和中间支撑架上固定设有皮带支架，前支撑架上端设有前支撑辊，皮带支架的尾端设有后支撑辊，前支撑辊和后支撑辊之间旋转设有传输皮带，皮带支架的尾端还设有皮带电机，皮带电机的输出端与后支撑辊的一端连接，前支撑架和中间支撑架之间位于皮带支架上设有上支架，上支架上固定设有水平伸缩气缸，水平伸缩气缸的输出端固定设有垂直运动气缸，垂直运动气缸上固定设有气动抓手，气动抓手的前端设有夹爪。

优选地，铆接头主体下端设有的铆接头单元为两个。

优选地，铆接头单元与垂直线的倾角为4°±0.5°。

优选地，支撑定位轴与压紧板连接处的外侧设有扭动缓冲口。

优选地，立柱与铆接动力部件滑动连接。

优选地，转盘的侧面设有定位凹槽，底板上另一侧固定设有支架，支架上设有定位气缸，定位气缸的前端设有定位凸起，定位凸起可与定位凹槽配合定位。

优选地，定位凸起和定位凹槽为V字形形状，V字形的夹角为40°-60°。

优选地，底座板的中间位于工件定位弧面的底部设有安装定位销，安装定位销的内部贯穿设有压力导柱，压力导柱的上端设有压力调节螺钉，压力调节螺钉与压力导柱为螺纹连接，压力调节螺钉的上表面支撑着工件右定位块。

优选地，工件左定位块和工件右定位块与底座板的上表面的位置可以调整和锁紧。

优选地，工件左定位块和工件右定位块上放置有铆接工件，铆接工件包括异形部件和工件轴，异形部件一侧设有工件弧面，工件轴两侧分别设有齿轮部分和固定部分，齿轮部分和固定部分套设在工件轴上，固定部分与工件轴固定连接，齿轮部分和固定部分上分别设有铆接凸起，铆接凸起穿过异形部件上的铆接孔；铆接凸起背部对应设有工件定位孔，工件定位孔套设在工件定位销上，工件弧面放置在工件定位弧面上，铆接工件通过两个工件定位孔与工件定位销定位固定。

本发明有益效果是，由于设置了上料回转部件，实现了人工上料后自动旋转至装配工位，又能旋转至下料工位，再通过抓取卸料部件实现工件的自动抓取下料。工件左定位块和工件右定位块实现了异形复杂汽车零部件的定位，在组装装配时能够保证合理的受力，不会出现铆接装配的非预期的扭力，保证了产品的质量，提供了生产效率。

附图说明

图1是本发明的三维结构示意图；

图2是图1的侧视图；

图3是铆接部件的三维结构示意图；

图4是图3的主视图；

图5是图4的侧视图；

图6是铆接头部件的三维结构示意图；

图7是图6的主视图；

图8是图6的侧视图；

图9是图6的俯视图；

图10是上料回转部件的三维结构示意图；

图11是图10的主视图；

图12是图10的侧视图；

图13是图10的俯视图；

图14是图10的右视图；

图15是图14的C-C剖视图；

图16是工装组件的三维结构示意图；

图17是图16的俯视图；

图18是图17的A-A剖视图；

图19是图17的主视图；

图20是图17的侧视图；

图21是抓取卸料部件的三维结构示意图；

图22是图21的侧视图；

图23是图21的俯视图；

图24是铆接工件的三维结构示意图；

图25是图24的主视图；

图26是图24的俯视图；

图27是图24的侧视图；

图28是图26的剖视图。

图中符号说明：

1.铆接部件；2.上料回转部件；3.抓取卸料部件；101.底座；102.立柱；103.铆接电机；104.铆接动力部件；105.铆接工作台；106.铆接头部件；10601.铆接头主体；10602.铆接头单元；10603.铆接压头；10604.压紧弹簧；10605.压紧板；10606.支撑定位轴；10607.扭动缓冲口；201.底板；202.防护板；203.安全保护开关；204.转盘；205.工装组件；206.支架；207.定位凸起；208.定位凹槽；209.定位气缸；210.开关支架；211.回转动力；212.支撑工字钢；213.铆接力检测传感器；20501.底座板；20502.工装安装孔；20503.工件定位销；20504.铆接支撑凸起；20505.工件左定位块；20506.工件定位弧面；20507.工件右定位块；20508.安装定位销；20509.压力导柱；20510.压力调节螺钉；301.传输皮带；302.前支撑架；303.上支架；304.水平伸缩气缸；305.气动抓手；306.夹爪；307.垂直运动气缸；308.阻挡板；309.皮带电机；310.位置感应传感器；311.中间支撑架；312.前支撑辊；313.后支撑辊；314.皮带支架；4.铆接工件；401.铆接凸起；402.工件轴；403.工件弧面；404.异形部件；405.齿轮部分；406.固定部分；407.工件定位孔。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。

图1-图28是本发明一种零部件自动组装装置的实施例，图1中可以看到，其包括铆接部件1和上料回转部件2，铆接部件1和上料回转部件2之间固定连接，上料回转部件2一侧设有抓取卸料部件3。

图6-图9是铆接头部件106的实施例，图中可以看到，铆接头部件106包括铆接头主体10601，铆接头主体10601下端设有铆接头单元10602，铆接头单元10602的前端设有铆接压头10603，铆接头主体10601下端两侧分别设有支撑定位轴10606，两个支撑定位轴10606前端设有压紧板10605，压紧板10605上表面与支撑定位轴10606之间设有压紧弹簧10604，支撑定位轴10606的前端与压紧板10605滑动连接，铆接压头10603穿过压紧板10605；铆接头主体10601下端设有的铆接头单元10602为两个。

由于铆接头主体10601下端设有的铆接头单元10602为两个，可以实现一次铆接两个铆接操作，又由于两个支撑定位轴10606前端设有压紧板10605，压紧板10605上表面与支撑定位轴10606之间设有压紧弹簧10604，支撑定位轴10606的前端与压紧板10605滑动连接，铆接压头10603穿过压紧板10605，这样在铆接时，压紧板10605可以同步压紧铆接件的表面，提供一种压紧力，铆接的力量在铆接冲击时，也能保证铆接件的稳定性，不会出现铆接力推动铆接件产生横向或者其他非预期的扭动，保证了铆接件的质量。

该实施中，铆接头单元10602与垂直线的倾角为4°±0.5°，这样的角度适合大多数的铆接凸起，在将铆接凸起铆接压平时，铆接头的压力能够得到最大的应用，保证了铆接动力的充分利用，又能保证铆接的质量和效率。

本实施例的压紧弹簧10604可以方便的置换不同压紧力的弹簧，以适应不同铆接件的压紧需要。

同时，本实施例的支撑定位轴10606与压紧板10605连接处的外侧设有扭动缓冲口10607，由于支撑定位轴10606与压紧板10605连接处的外侧设有扭动缓冲口10607，在铆接头单元10602铆接压紧时出现的扭动力会导致支撑定位轴10606出现微小的位移，此时，扭动缓冲口10607的存在，可以产生微小的变形，可以将出现的这个微小位移消除掉，不会将次微小位移产生的冲击传递到压紧板10605上，保证压紧板10605的压紧力的稳定，从而保证压紧的质量，进而保证铆接的质量。

以上结构能够一次性实现两点铆接，生产效率高，同时在铆接时，可以实现对于铆接件的辅助压紧。

图10-图15是上料回转部件2的实施例结构图，图10中可以看出，其包括底板201，底板201上面旋转设有转盘204，转盘204侧面设有回转动力部件211，回转动力部件211与转盘204连接驱动转盘204转动，转盘204上均布设有四个工装组件205；底板201上还设有支撑工字钢212，支撑工字钢212上固定设有铆接力检测传感器213，铆接力检测传感器213位于转盘204的底部，铆接力检测传感器213的上表面与工装组件205的底部相互支撑。

该实施中，转盘204侧面设有定位凹槽208，底板201上另一侧固定设有支架206，支架206上设有定位气缸209，定位气缸209的前端设有定位凸起207，定位凸起207可与定位凹槽208配合定位。定位凸起207和定位凹槽208为V字形形状，V字形的夹角为40°-60°。回转动力部件211为液压旋转缸或者电动机。

图10中可以看到，底板201上表面一侧固定设有防护板202，防护板202一侧设有开关支架210，开关支架210上固定设有安全保护开关203。

该实施例的技术方案中，由于转盘204侧面设有回转动力部件211，回转动力部件211与转盘204连接驱动转盘204转动，转盘204上均布设有四个工装组件205，在操作时，操作者可以将铆压件的零散件初步插装在一起，然后将初步插装在一起的待铆接件放置在其中的一个工装组件205上，此时回转动力部件211带动转盘204旋转，旋转至铆接工位时，可以实现工件的铆接操作，铆接工艺结束后，转盘204继续转动，铆接好的工件在转盘204的带动下旋转至下料位置，为下一道下料操作提供位置空间。在铆接件铆接时，人工又将下一个待铆接的工件放置在工装组件205上，如此实现铆接件的上料和下料操作，实现了工业化的批量生产。

转盘204侧面设有定位凹槽208，底板201上另一侧固定设有支架206，支架206上设有定位气缸209，定位气缸209的前端设有定位凸起207，定位凸起207可与定位凹槽208配合定位，这样的配合定位提高了铆接件的精密定位，不会出现零件定位不准确而导致铆接将的质量一致性差的问题。其中，定位凸起207和定位凹槽208为V字形形状，V字形的夹角为40°-60°，这样的角度可以实现稳定的定位，又能方便的脱开，使用寿命长。

因为回转动力部件211为液压旋转缸或者电动机，可以根据工作效率的需要或者设备成本的需要进行更换选择。

又因为底板201上表面一侧固定设有防护板202，防护板202一侧设有开关支架210，开关支架210上固定设有安全保护开关203，可以保护操作者放置铆接件时的安全性，又能智能识别是否放置了铆接件，为自动检测和控制提供了基础信号。

又因为底板201上还设有支撑工字钢212，支撑工字钢212上固定设有铆接力检测传感器213，铆接力检测传感器213位于转盘204的底部，铆接力检测传感器213的上表面与工装组件205的底部相互支撑，这样在铆接操作时，铆接的力量就通过铆接力检测传感器213传至支撑工字钢212上，再由支撑工字钢212传递给底板201，这样的受力模型能够保护转盘204以及与转盘204有关的机械结构不会受到非预期的外力破坏，保证整体的设备的结构稳定性，提高设备的寿命。

该实施例的铆接力检测传感器213可以将铆接的压力采集传输给控制系统，便于对铆接力进行统计和监控，保证铆接力的一致性，从而保证产品质量。

图16-图20是工装组件205的实施例结构示意图，图中可以看出，工装组件205包括底座板20501，底座板20501的上表面设有工件左定位块20505和工件右定位块20507，工件左定位块20505和工件右定位块20507并列布置，工件右定位块20507靠近工件左定位块20505一侧的上表面上设有工件定位弧面20506，底座板20501上两侧分别设有工装安装孔20502，工件右定位块20507的两个侧面分别固定设有工件定位销20503，工件定位销20503的顶端为铆接支撑凸起20504；工件左定位块20505和工件右定位块20507上放置有铆接工件4，铆接工件4包括异形部件404和工件轴402，异形部件404一侧设有工件弧面403，工件轴402两侧分别设有齿轮部分405和固定部分406，齿轮部分405和固定部分406套设在工件轴402上，固定部分406与工件轴402固定连接，齿轮部分405和固定部分406上分别设有铆接凸起401，铆接凸起401穿过异形部件404上的铆接孔；铆接凸起401背部对应设有工件定位孔407，工件定位孔407套设在工件定位销20503上，工件弧面403放置在工件定位弧面20506上，铆接工件4通过两个工件定位孔407与工件定位销20503定位固定。

图18中可以看到，底座板20501的中间位于工件定位弧面20506的底部设有安装定位销20508，安装定位销20508的内部贯穿设有压力导柱20509，压力导柱20509的上端设有压力调节螺钉20510，压力调节螺钉20510与压力导柱20509为螺纹连接，压力调节螺钉20510的上表面支撑着工件右定位块20507。工件左定位块20505和工件右定位块20507与底座板20501的上表面的位置可以调整和锁紧。

本实施例由于底座板20501的上表面设有工件左定位块20505和工件右定位块20507，工件左定位块20505和工件右定位块20507并列布置，可以通过微量调节工件左定位块20505和工件右定位块20507的位置，来调节工装定位的精度，实现高精度的铆接加工。工件右定位块20507靠近工件左定位块20505一侧的上表面上设有工件定位弧面20506，这样的工件定位弧面20506可以定位铆接工件4，铆接时可以方便地将铆接工件4上的工件弧面403放置在工件定位弧面20506上实现快速地放置定位，同时，铆接凸起401背部对应设有工件定位孔407，工件定位孔407套设在工件定位销20503上，工件弧面403放置在工件定位弧面20506上，铆接工件4通过两个工件定位孔407与工件定位销20503定位固定，这样的工件定位销20503的设置最终实现精密的定位和固定，在铆接时，铆接的精度高。

工件定位销20503的顶端为铆接支撑凸起20504，本技术方案的铆接支撑凸起20504的直径小于工件定位销20503的直径，这样在铆接支撑凸起20504支撑在工件定位孔407的内部底面时，可以消除厚度上的误差，当工件定位孔407由于制造的原因出现孔的深度较小时，也能通过压住铆接支撑凸起20504产生微小的变形而消除高度方向的误差，保证铆接工艺的质量。

又由于底座板20501的中间位于工件定位弧面20506的底部设有安装定位销20508，安装定位销20508的内部贯穿设有压力导柱20509，压力导柱20509的上端设有压力调节螺钉20510，压力调节螺钉20510与压力导柱20509为螺纹连接，压力调节螺钉20510的上表面支撑着工件右定位块20507，这样的结构又能通过人工调节压力调节螺钉20510的高度，来消除每一批铆接零部件的尺寸误差，又能保证铆接件定位装置1的可调节功能，实现工装的最大化的使用，延长使用寿命。

工作时，当铆接工件安装到铆接件定位装置1中时，通过铆接工艺将铆接凸起401铆接压紧，将异形部件404、齿轮部分405以及固定部分406与工件轴402铆接成一体，实现批量铆接操作。

本实施例提供了一种定位可靠、定位稳定、在铆接工艺中受力合理，不会出现铆接时造成铆接件振动或者铆接件移动等问题而影响铆接件的铆接质量的铆接件定位装置，可以广泛应用在复杂异形铆接件的铆接工艺中。

图21-图23是抓取卸料部件3的实施例，图21中可以看到，其包括前支撑架302和中间支撑架311，前支撑架302和中间支撑架311上固定设有皮带支架314，前支撑架302上端设有前支撑辊312，皮带支架314的尾端设有后支撑辊313，前支撑辊312和后支撑辊313之间旋转设有传输皮带301，皮带支架314的尾端还设有皮带电机309，皮带电机309的输出端与后支撑辊313的一端连接，前支撑架302和中间支撑架311之间位于皮带支架314上设有上支架303，上支架303上固定设有水平伸缩气缸304，水平伸缩气缸304的输出端固定设有垂直运动气缸307，垂直运动气缸307上固定设有气动抓手305，气动抓手305的前端设有夹爪306。

图21中还可以看到，皮带支架314的尾端位于传输皮带301的上表面设有阻挡板308，皮带支架314的中间部位的两侧设有位置感应传感器310。

由于前支撑架302和中间支撑架311之间位于皮带支架314上设有上支架303，上支架303上固定设有水平伸缩气缸304，水平伸缩气缸304的输出端固定设有垂直运动气缸307，垂直运动气缸307上固定设有气动抓手305，，当完成铆接工艺时，水平伸缩气缸304带动垂直运动气缸307向前移动，进而带动气动抓手305向前移动，根据移动距离的需要，移动到需要抓取的铆接件的工位上，然后通过气动抓手305的前端设有的夹爪306完成铆接件成品的抓取，再回到原位，将铆接件成品松开，自动落到传输皮带301上，通过传输皮带301传出到传输皮带301的尾部。

由于皮带支架314的尾端位于传输皮带301的上表面设有阻挡板308，通过传输皮带301传输的铆接工件受到阻挡板308的阻挡作用，不会掉落，人工可以将一定数量的铆接件集中收集到周转箱中，实现铆接件成品的集中收纳。

本实施中，皮带支架314的中间部位的两侧设有位置感应传感器310，当铆接件成品较多时，位置感应传感器310可以将信息提供给控制系统，实现提醒，这样提醒操作者前去操作，将铆接件集中收集。夹爪306的内侧设有定位锥孔，这样的定位锥孔实现对于工件两端的定位，拾取可靠，不易脱落，提高了整体生产线的运转可靠性。

以上结构能够对于铆接件实现自动抓取卸料，生产效率高，安全可靠，可广泛应用于铆接件装配加工的自动下料中。

本发明的技术方案，提供了一种只需人工放置零部件就可以实现零部件的自动上料，自动铆接，自动下料的零部件自动组装装置，该零部件自动组装装置工作效率高，质量的一致性好，工人的劳动强度低，实现了汽车异形零部件的自动组装操作，可广泛应用于汽车零部件的自动组装加工中。

惟以上所述者，仅为本发明的具体实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，故其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修改，皆应仍属本发明权利要求书涵盖之范畴。