一种灯具多功能操作工装

技术领域

本发明属于灯具组装检测技术领域，尤其涉及一种灯具多功能操作工装。

背景技术

在目前车灯灯具装配和检测过程中，自动锁附、整灯电检功能以及视觉检测是较为主流的技术，但是这些技术往往都是单独设计，体现在不同的机台上，这就导致不仅增加了装配与检测装置的费用以及工人的人工成本，还增加了工序的节拍以及工厂的场地布局面积。现在亟需设计一种集成电检、自动锁附与视觉检测多功能数字化设备，在集成电检功能、自动锁附、视觉检测以及数字化追溯等多种技术的同时，还能解决来料批次一致性、结构通用性、装配检测周期长以及人工费用高等问题。

固定灯具产品的工装之前是双工位(如图1)，左边工位为人工锁附装配工位，右边工位为整灯电检工位，将灯具下方的底板掏空并在设备下方放置CCD相机；由于双工位的生产节拍达到85秒，成为了整灯装配过程中的瓶颈工序，对现有方案进行优化，若将人工锁附工位和整灯电检工位集成到一个工位，在整灯电检的同时自动锁附组件对灯具进行自动锁附，节拍将降低至45秒，大大提高生产效率同时也能解决人工锁附精度低等问题。

发明内容

为了解决背景技术中存在的灯具锁附和电检在不同工位导致灯具装配和检测周期长，费时费力等技术问题，本发明的目的是提供一种灯具多功能操作工装，可以解决上述问题。

实现本发明目的的技术方案是：一种灯具多功能操作工装，包括机架、控制面板、安装板、机械手、锁附组件和电检组件，所述控制面板和所述安装板固定在所述机架上，所述机械手固定在所述安装板上，所述锁附组件固定在所述机械手上，所述电检组件固定在所述机架上，所述控制面板分别和所述机械手、所述锁附组件和所述电检组件电性连接并控制其各自运动。

所述锁附组件具体为固定机构，可以给灯具起到锁附固定的作用，诸如螺丝刀等，所述电检组件具体为检测装置，可以给灯具进行合格性检测，诸如可以检测灯具光型、光亮以及色度的CCD相机；将所述锁附组件和所述电检组件合并到同一机架内的工位上，在对灯具产品进行锁附的同时可以同步对灯具进行检测，大大缩减灯具安装检测的时间，也减少了双工位占用多余的工作面积。另外，在本装置中增加六轴机械手，利用机械手带动所述锁附组件进行自动锁附，取代传统操作人员手工锁附，提高灯具锁附效率和准确度。上述所有设备通过控制面板及PLC控制系统进行调节和控制，实现自动化，大大提高工作效率，降低企业成本。

进一步地，所述锁附组件包括螺丝刀、吸钉嘴和气缸，所述吸钉嘴位于所述螺丝刀的端部，所述螺丝刀连接在所述气缸上，所述气缸推动所述螺丝刀上下运动进行锁附灯具。具体的说，所述锁附组件包括气缸、气缸固定座、弹簧、锁附批头、批头固定块、吸钉嘴、滑轨、滑轨固定座、螺丝刀和螺丝刀连接块，所述锁附批头一端卡接在所述螺丝刀上，所述锁附批头另一端穿过所述批头固定块和所述吸钉嘴连接，用于起到锁附作用；所述批头固定块固定在所述螺丝刀连接块上，用于导向锁附批头作用；所述气缸固定在所述气缸固定座上，所述滑轨固定在所述滑轨固定座上，所述气缸位于所述气缸固定座一端，所述气缸伸缩端穿过所述气缸固定座并和所述螺丝刀连接，沿所述滑轨带动所述螺丝刀上下运动，所述弹簧固定在所述气缸伸缩端上并和所述气缸固定座抵接，所述弹簧、所述滑轨和所述气缸的配合使用，保持螺丝刀沿滑轨导向上下运动稳定性；所述气缸固定座、所述滑轨固定座和所述批头固定块均固定在所述螺丝刀连接块上，所述螺丝刀连接块和所述机械手连接。安装板上还固定有螺丝供钉器，为螺丝刀提供螺丝。

进一步地，所述电检组件包括CCD电检相机组件，所述CCD电检相机组件具体包括CCD相机、CCD相机固定座和CCD相机调节座，所述CCD相机固定在所述CCD相机调节座上，所述CCD相机调节座固定在所述CCD相机固定座上，所述安装板上具有灯具的灯罩穿过孔槽，所述CCD相机用于对灯具电检。所述CCD相机又称为CCD图像传感器，此处借用此相机可以对灯具的光型、光亮以及色度进行准确检测，本方案中也是主要对灯具此方面进行检测，若是其他性能检测则可以借助其他检测设备。在所述安装板上设置孔槽，在对灯具进行电检时，灯具的灯罩朝下，穿过所述安装板上的孔槽，此时所述CCD相机朝向所述灯具进行相关参数的电检，锁附组件可同步对灯具另一部灯壳内的部件进行锁附操作。

进一步地，所述电检组件还包括电流电压表检测模块，所述电流电压表检测模块包括工控机、电流电压表和微安表组成，所述电流电压表检测模块集成固定在所述控制面板上。传统的灯具电检中，疏漏了对灯具电流电压参数检测并进行测量与监控，导致不良品流出的问题，本方案中增加电流电压表检测模块，进一步对灯具的电流电压进行检测，通过控制面板进行实时可视化监控，提高电检的多元化和产品质量的把控。

进一步地，所述锁附组件上还固定有相机、相机调节座和光源，所述光源和所述相机固定在所述相机调节座上，所述光源位于所述相机下方，所述相机调节座和所述机械手连接，所述相机用于检测线束的插接。在灯具装配安装过程中，PCB上的连接线束是操作人员手工插接的，会存在虚接的现象，在运输及搬运过程中很可能会线束接头脱落，本方案增加相机，相机对插接处进行拍照拍亏，控制面板上的控制系统会根据拍照反馈图像信息进行甄别，解决人工插接处存在虚接的问题，提高产品整体的组装质量。

进一步地，还包括机械手连接块，所述螺丝刀连接块和所述相机调节座连接固定在所述机械手连接块上，所述机械手连接块和所述机械手连接。机械手连接块很好的将锁附组件和相机集成固定在机械手上，在灯具锁附同时就可以进行线束插接处的虚接现象检测，功能性更强，效率更高。

进一步地，工装还包括扫码器组件，所述扫码器组件包括扫码器、扫码器调节座和扫码器固定座，所述扫码器固定在所述扫码器调节座上，所述扫码器调节座固定在所述扫码器固定座上，所述扫码器固定座固定在所述机架上，所述扫码器用于对灯具进行扫码识别。在生产线上进行灯具组装时会经常遇到混料的现象，即存在不同种类型的灯具同时过来进行装配，但是工装夹具根据灯具的不同是有不同对应类型的，这会打乱持续不间断生产的节奏，采用扫码器可以先对来料的灯具进行扫描，是在组装配型的后进入下一环节上线装配，不是的放到对应类型的地方进行集中处理。

进一步地，工装还包括激光打标组件，所述激光打标组件包括激光打标机、第一连接板、第二连接板和第三连接板，所述第一连接板和所述第二连接板上下对称固定在所述第三连接板上，所述第一连接板和所述第三连接板上具有长条形腰型孔，所述激光打标机固定在所述第一连接板上，所述第二连接板固定在所述机架上。锁附完毕且电检合格的灯具利用激光打标机进行打标识别，所述第三连接板竖直设置，所述第一连接板和第二连接板水平固定在所述第三连接板上，所述第一连接板通过长条形腰型孔固定在所述第三连接板上，可以实现激光打标机在竖直方向上的高度调节，同时第一连接板上也有多个水平设置的长条形腰型孔，即激光打标机可以实现三维方向上的位置调节，提高激光打标机适应不同的工作位置需求。为了进一步打标组件的结构稳定性，可以在第一连接板与第三连接板之间设置支撑板，第二连接板与第三连接板之间设置支撑板。

进一步地，工装还包括灯具固定装置，所述灯具固定装置包括底板、激光传感器、旋转气缸、灯具限位块和气电对插件，所述激光传感器、旋转气缸、灯具限位块和气电对插件固定在所述底板上，所述灯具限位块用于限位固定灯具；所述激光传感器位于所述限位块之间，用于感测灯具；所述旋转气缸用于接收所述激光传感器的信号对灯具进行压紧固定；所述气电对插件用于和灯具插接并提供气电。在对灯具进行锁附和电检之前，可以对灯具在固定装置上进行定位固定，具体为，将灯具放置在限位块内，激光传感器检测到灯具后反馈信号至旋转气缸，所述旋转气缸进行下压动作，将灯具压紧在底板上，然后气电对插件可以和灯具进行插接，借助此固定装置可以便于对灯具固定在对应的位置处，以便进行后续的锁附及电检。所述底板上设置有和所述灯具发光一侧对应的穿孔，CCD相机通过穿孔对灯具进行电检，灯具内其他零部件的一侧朝向机械手，利用锁附组件同时进行锁附。

进一步地，所述底板上还固定有把手和旋转柱塞，所述把手便于搬运固定装置，所述旋转柱塞类似于螺栓，便于将底板固定在其他部件上。

采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：

(1)将电检功能和灯具锁附功能集中在一起，省去两个工位进行操作，减少时间和空间的浪费，采用机械手进行灯具锁附，解决人工操作精度低和工作效率低下问题；

(2)在机械手上增加相机对线束接插头进行检测，避免虚接的问题；

(3)在机架上增加扫码器组件，可识别不同类型的灯具产品，不同类型的按照顺序集中上线操作；

(4)增加激光打标组件，对锁附和电检合格的灯具打标，可追溯灯具生产流程；

(5)灯具固定装置，可以起到在固定位置固定作用，便于PLC控制系统按照固定程序进行快速操作。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1为本发明中传统锁附和电检双工位结构示意图；

图2为本发明中操作工装整体结构示意图；

图3为本发明中CCD电检相机组件结构示意图；

图4为本发明中机械手上锁附及相机结构示意图；

图5为本发明中扫码器组件结构示意图；

图6为本发明中激光打标组件结构示意图；

图7为本发明中电流电压表检测模块结构示意图；

图8为本发明中灯具固定装置结构示意图。

附图中的标号为：1机架；2控制面板；3安装板；4机械手；5锁附组件；6电检组件；7螺丝刀；8气缸；9气缸固定座；10弹簧；11锁附批头；12批头固定块；13吸钉嘴；14滑轨；15滑轨固定座；16螺丝刀连接块；17CCD相机；18CCD相机固定座；19CCD相机调节座；20电流电压表检测模块；21工控机；22电流电压表；23微安表；24相机；25相机调节座；26光源；27机械手连接块；28扫码器组件；29扫码器；30扫码器调节座；31扫码器固定座；32激光打标组件；33激光打标机；34第一连接板；35第二连接板；36第三连接板；37长条形腰型孔；38灯具固定装置；39底板；40激光传感器；41旋转气缸；42灯具限位块；43气电对插件；44把手；45旋转柱塞；46螺丝供钉器。

具体实施方式

实施例：

如图1所示，本实施例提供了一种灯具多功能操作工装，包括机架1、控制面板2、安装板3、机械手4、锁附组件5和电检组件6，所述控制面板2和所述安装板3固定在所述机架1上，所述机械手4固定在所述安装板3上，所述锁附组件5固定在所述机械手4上，所述电检组件6固定在所述机架1上，所述控制面板2分别和所述机械手4、所述锁附组件5和所述电检组件6电性连接并控制其各自运动。所述锁附组件5具体为固定机构，可以给灯具起到锁附固定的作用，诸如螺丝刀7等，所述电检组件6具体为检测装置，可以给灯具进行合格性检测，诸如可以检测灯具光型、光亮以及色度的CCD相机17；将所述锁附组件5和所述电检组件6合并到同一机架1内的工位上，在对灯具产品进行锁附的同时可以同步对灯具进行检测，大大缩减灯具安装检测的时间，也减少了双工位占用多余的工作面积。另外，在本装置中增加六轴机械手4，利用机械手4带动所述锁附组件5进行自动锁附，取代传统操作人员手工锁附，提高灯具锁附效率和准确度。上述所有设备通过控制面板2及PLC控制系统进行调节和控制，实现自动化，大大提高工作效率，降低企业成本。

如图4所示，所述锁附组件5包括螺丝刀7、吸钉嘴13和气缸8，所述吸钉嘴13位于所述螺丝刀7的端部，所述螺丝刀7连接在所述气缸8上，所述气缸8推动所述螺丝刀7上下运动进行锁附灯具。具体的说，所述锁附组件5包括气缸8、气缸固定座9、弹簧10、锁附批头11、批头固定块12、吸钉嘴13、滑轨14、滑轨固定座15、螺丝刀7和螺丝刀连接块16，所述锁附批头11一端卡接在所述螺丝刀7上，所述锁附批头11另一端穿过所述批头固定块12和所述吸钉嘴13连接，用于起到锁附作用；所述批头固定块12固定在所述螺丝刀连接块16上，用于导向锁附批头11作用；所述气缸8固定在所述气缸固定座9上，所述滑轨14固定在所述滑轨固定座15上，所述气缸8位于所述气缸固定座9一端，所述气缸8伸缩端穿过所述气缸固定座9并和所述螺丝刀7连接，沿所述滑轨14带动所述螺丝刀7上下运动，所述弹簧10固定在所述气缸8伸缩端上并和所述气缸固定座9抵接，所述弹簧10、所述滑轨14和所述气缸8的配合使用，保持螺丝刀7沿滑轨14导向上下运动稳定性；所述气缸固定座9、所述滑轨固定座15和所述批头固定块12均固定在所述螺丝刀连接块16上，所述螺丝刀连接块16和所述机械手4连接。安装板3上还固定有螺丝供钉器46，为螺丝刀7提供螺丝。

优选的，所述锁附组件5上还固定有相机24、相机调节座25和光源26，所述光源26和所述相机24固定在所述相机调节座25上，所述光源26位于所述相机24下方，所述相机调节座25和所述机械手4连接，所述相机24用于检测线束的插接。在灯具装配安装过程中，PCB上的连接线束是操作人员手工插接的，会存在虚接的现象，在运输及搬运过程中很可能会线束接头脱落，本方案增加相机24，相机24对插接处进行拍照拍亏，控制面板2上的控制系统会根据拍照反馈图像信息进行甄别，解决人工插接处存在虚接的问题，提高产品整体的组装质量。

优选的，还包括机械手连接块27，所述螺丝刀连接块16和所述相机调节座25连接固定在所述机械手连接块27上，所述机械手连接块27和所述机械手4连接。机械手连接块27很好的将锁附组件5和相机24集成固定在机械手4上，在灯具锁附同时就可以进行线束插接处的虚接现象检测，功能性更强，效率更高。

如图3所示，所述电检组件6包括CCD电检相机24组件，所述CCD电检相机24组件具体包括CCD相机17、CCD相机固定座18和CCD相机调节座19，所述CCD相机17固定在所述CCD相机调节座19上，所述CCD相机调节座19固定在所述CCD相机固定座18上，所述安装板3上具有灯具的灯罩穿过孔槽，所述CCD相机17用于对灯具电检。所述CCD相机17又称为CCD图像传感器，此处借用此相机24可以对灯具的光型、光亮以及色度进行准确检测，本方案中也是主要对灯具此方面进行检测，若是其他性能检测则可以借助其他检测设备。在所述安装板3上设置孔槽，在对灯具进行电检时，灯具的灯罩朝下，穿过所述安装板3上的孔槽，此时所述CCD相机17朝向所述灯具进行相关参数的电检，锁附组件5可同步对灯具进行锁附操作。

如图7所示，所述电检组件6还包括电流电压表检测模块20，所述电流电压表检测模块20包括工控机21、电流电压表22和微安表23组成，所述电流电压表检测模块20集成固定在所述控制面板2上。传统的灯具电检中，疏漏了对灯具电流电压参数检测并进行测量与监控，导致不良品流出的问题，本方案中增加电流电压表检测模块20，进一步对灯具的电流电压进行检测，通过控制面板2进行实时可视化监控，提高电检的多元化和产品质量的把控。

如图5所示，工装还包括扫码器组件28，所述扫码器组件28包括扫码器29、扫码器调节座30和扫码器固定座31，所述扫码器29固定在所述扫码器调节座30上，所述扫码器调节座30固定在所述扫码器固定座31上，所述扫码器固定座31固定在所述机架1上，所述扫码器29用于对灯具进行扫码识别。在生产线上进行灯具组装时会经常遇到混料的现象，即存在不同种类型的灯具同时过来进行装配，但是工装夹具根据灯具的不同是有不同对应类型的，这会打乱持续不间断生产的节奏，采用扫码器29可以先对来料的灯具进行扫描，是在组装配型的后进入下一环节上线装配，不是的放到对应类型的地方进行集中处理。

如图6所示，工装还包括激光打标组件32，所述激光打标组件32包括激光打标机33、第一连接板34、第二连接板35和第三连接板36，所述第一连接板34和所述第二连接板35上下对称固定在所述第三连接板36上，所述第一连接板34和所述第三连接板36上具有长条形腰型孔37，所述激光打标机33固定在所述第一连接板34上，所述第二连接板35固定在所述机架1上。锁附完毕且电检合格的灯具利用激光打标机33进行打标识别，所述第三连接板36竖直设置，所述第一连接板34和第二连接板35水平固定在所述第三连接板36上，所述第一连接板34通过长条形腰型孔37固定在所述第三连接板36上，可以实现激光打标机33在竖直方向上的高度调节，同时第一连接板34上也有多个水平设置的长条形腰型孔37，即激光打标机33可以实现三维方向上的位置调节，提高激光打标机33适应不同的工作位置需求。为了进一步打标组件的结构稳定性，可以在第一连接板34与第三连接板36之间设置支撑板，第二连接板35与第三连接板36之间设置支撑板。

如图8所示，工装还包括灯具固定装置38，所述灯具固定装置38包括底板39、激光传感器40、旋转气缸41、灯具限位块42和气电对插件43，所述激光传感器40、旋转气缸41、灯具限位块42和气电对插件43固定在所述底板39上，所述灯具限位块42用于限位固定灯具；所述激光传感器40位于所述限位块之间，用于感测灯具；所述旋转气缸41用于接收所述激光传感器40的信号对灯具进行压紧固定；所述气电对插件43用于和灯具插接并提供气电。在对灯具进行锁附和电检之前，可以对灯具在固定装置上进行定位固定，具体为，将灯具放置在限位块内，激光传感器40检测到灯具后反馈信号至旋转气缸41，所述旋转气缸41进行下压动作，将灯具压紧在底板39上，然后气电对插件43可以和灯具进行插接，借助此固定装置可以便于对灯具固定在对应的位置处，以便进行后续的锁附及电检。

优选的，所述底板39上还固定有把手44和旋转柱塞45，所述把手44便于搬运固定装置，所述旋转柱塞45类似于螺栓，便于将底板39固定在其他部件上。

工作原理：首先所述扫码器组件28对来料的灯具进行扫码检测，是同一类型的灯具产品则在所述灯具固定装置38上固定好，并将灯具的灯罩通过安装板3上的孔槽，所述CCD电检相机24组件对灯具光型、光亮以及色度进行电检，所述电流电压表检测模块20对灯具进行电流电压的电检，在电检的同时，所述机械手4带动锁附组件5对灯具进行自动化锁附。通过锁附和电检的产品通过所述激光打标组件32进行打标后就可以进入下一环节进行操作，本装置整体各部件利用PLC控制系统进行连接，接受控制面板2的统一操作，自动化程度较高。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。