CN102107352B - 涡旋式空调压缩机的轴承-曲柄轴智能压装方法及*** - Google Patents
涡旋式空调压缩机的轴承-曲柄轴智能压装方法及*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN102107352B CN102107352B CN2010105928920A CN201010592892A CN102107352B CN 102107352 B CN102107352 B CN 102107352B CN 2010105928920 A CN2010105928920 A CN 2010105928920A CN 201010592892 A CN201010592892 A CN 201010592892A CN 102107352 B CN102107352 B CN 102107352B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- bearing
- crank axle
- press
- motor
- industrial robot
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 title abstract description 4
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 20
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 57
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 16
- 230000011664 signaling Effects 0.000 claims description 10
- GNFTZDOKVXKIBK-UHFFFAOYSA-N 3-(2-methoxyethoxy)benzohydrazide Chemical compound COCCOC1=CC=CC(C(=O)NN)=C1 GNFTZDOKVXKIBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 9
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 8
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 8
- 238000007373 indentation Methods 0.000 claims description 7
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 3
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000004836 empirical method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Automatic Assembly (AREA)
Abstract
本发明涉及一种涡旋式空调压缩机的轴承-曲柄轴智能压装方法及***，该***包括压装装置、工业机器人、视觉装置三个部分，工业机器人接收视觉装置输出的轴承和曲柄轴的位置信号，并对轴承和曲柄轴的位置信号进行处理，生成了工业机器人的运动轨迹，然后抓取轴承放置到压装装置内，抓取曲柄轴放置到轴承内；压装装置接收工业机器人的状态信号，将其转换为控制信号，控制压装装置将曲柄轴压装到轴承内；工业机器人接收压装装置的状态信号后，将压装好的轴承和曲柄轴从压装装置内取出。
Description
技术领域
本发明涉及一种涡旋式空调压缩机的轴承-曲柄轴智能压装***及压装方法。
背景技术
涡旋式空调压缩机由于功耗小、高速性能好，正在逐步取代斜盘式压缩机成为车用空调制冷过程中的一个重要设备。而在涡旋式空调压缩机中，轴承和曲柄轴是关键的两个部件。这两个部件配合的紧密程度，直接影响到涡旋式压缩机压缩空气的性能，影响制冷效果，并影响压缩机的使用寿命。
已有的一种在曲柄轴上压装轴承的方法，例如，中国发明专利CN100999047A，包括首先将曲轴固定在支架上；接着将安装的轴承套设在曲轴的安装部的上侧并使得轴承的轴心线和曲轴的轴心线重合，在曲轴的空缺处放置顶具，使顶具的两端分别与曲轴的一、二主轴相抵紧；最后对轴承施力直至轴承固定在安装部上。该方法的不足之处为：该方法需要手工安置顶具，装置比较复杂，且接触应力大，可靠性差。压力机对轴承施力不易控制，容易造成零件损坏。
已有的一种轴承承压装置，例如，中国实用新型专利CN200981152Y，包括压台以及与压台配套的底座，压台顶部有连接杆，压台底部有凸缘，凸缘中间开有圆孔，圆孔内壁向外延伸形成凸起。所述底座竖直方向设有U形截面的卡槽。该装置的不足之处为：该装置需要手工安置配合件蜗杆，自动化程度不高。压机长期往复运动且和配合件互相作用，容易造成压机磨损及配合件安装精度降低。
已有的一类发动机轴承曲柄轴装配方法，例如《车用发动机》1999年第五期中“谈EQ6100-1发动机曲轴轴承的装配”一文，强调轴承松紧度配合的方法，如用外径千分尺等仪器测量或者经验方法确定，对轴承松紧度进行调配，将轴承装在连杆大头，按规定拧紧。该类方法的不足之处为：该方法需要精密仪器以及经验操作工人的参与，且安装方法不灵活。
总之，我国绝大部分的厂家仍沿用传统的压装方式，手工将曲柄轴压压装到轴承中，不仅安装周期长、生产效率低，而且产品的均一性得不到保障。为了解决这一问题，本发明设计了包括视觉装置、工业机器人和压装装置三个部分的涡旋式空调压缩机轴承-曲柄轴智能压装***，提出了基于视觉装置自动识别轴承和曲柄轴，利用工业机器人灵活抓取并放置轴承和曲柄轴到指定位置，并利用微处理器芯片自动控制压装装置，实现轴承-曲柄轴的智能压装流程。
由于曲柄轴和轴承之间为紧配合，在装配过程中，需要在曲柄轴上部施加一个比较大的、向下的压力才能保证曲柄轴完全压入到轴承内。因而，如果仅仅采用工业机器人压装，由于需要施加很大的下压力，需要具有大负载能力的工业机器人才能满足压力要求，这样会增加压装设备的成本。因此，采用视觉装置和工业机器人配合压装装置对轴承-曲柄轴进行压装，一方面能够提高装配的效率和灵活性，提高装配的精度，保证轴承-曲柄轴之间的紧密配合，另一方面也能降低对工业机器人负载能力的要求。
发明内容
为了解决空调涡旋式压缩机的轴承和曲柄轴压装自动化程度不高，依靠人工装配精度不高，速度慢，影响产品的质量和装配效率，导致压缩机使用寿命降低的问题，本发明的目的是提供一种应用于涡旋式空调压缩机轴承和曲柄轴的智能压装方法及压装***，它可以智能判断轴承和曲柄轴的状态，并自动地将曲柄轴高精度地压装到轴承中。
为了达成所述的目的，本发明提供涡旋式空调压缩机的轴承和曲柄轴的智能压装***，解决技术问题的技术方案包括视觉装置、工业机器人和压装装置，视觉装置包括视觉摄像头和图像处理计算机，图像处理计算机的网络通信接口与工业机器人的网络通信接口连接，工业机器人接收图像处理计算机输出的轴承和曲柄轴的位置信号，并对输出的轴承和曲柄轴的位置信号进行处理，生成了工业机器人的运动轨迹；工业机器人在生成的运动轨迹的控制下，抓取轴承放置到压装装置内，抓取曲柄轴放置到轴承内；工业机器人的通信接口与压装装置的串行通信接口连接，工业机器人的通信接口输出工业机器人的状态信号，压装装置接收此状态信号，将其转换为压装装置的控制信号，控制压装装置将曲柄轴压装到轴承内；工业机器人的通信接口输入压装装置的状态信号，并将其转换为工业机器人的控制信号，将压装好的轴承和曲柄轴从压装装置内取出。
其中，所述压装装置由控制电路板、电机、传动部件、轴承夹具、压盘、距离传感器、支架、限位开关组成，其中：控制电路板的电气输出接口连接电机的电气输入接口，控制电路板输出电机控制信号，电机控制信号控制电机正向转动或逆向转动；限位开关的电气输入接口与电源连接，限位开关的电气输出接口与电机的电源输入接口连接，当电机转动的位置超过限位开关设定的位置时，限位开关切断电机的电源，电机停止转动；电机的机械输出接口连接传动部件的机械输入接口，传动部件的机械输出接口连接压盘的机械输入接口，电机的转动，将通过传动部件，带动压盘的直线运动；距离传感器的电气输出接口连接控制电路板的模拟量电气输入接口，控制电路板接收到距离传感器的模拟量信号后，将其转换为数字信号；轴承夹具放置在支架的底座上。
其中，控制电路板包含微处理器芯片、模拟量采集电路、串行通信电路和电机的驱动电路，其中：微处理器芯片的模拟量电气输入接口连接模拟量采集电路的电气输出接口，微处理器芯片的电气输入接口连接串行通信电路的电气输出接口，微处理器芯片的数字量电气输出接口连接驱动电路的电气输入接口；串行通信电路的通信接口与工业机器人的通信接口连接，驱动电路的电气输出接口和电机的电气输入接口连接；模拟量采集电路中，电阻的电气输入端和电容的电气输入端连接；微处理器芯片中存储有控制程序，能够根据工业机器人输入的指令信号，控制电机的转动；距离传感器的模拟量信号输入到模拟量采集电路中，进行模拟信号滤波，输出模拟滤波信号，模拟滤波信号输入到微处理器芯片中，进行数字滤波，并被转换为电机控制信号并输入到驱动电路中；驱动电路接收并将电机控制信号转换为电机的转动指令；串行通信电路输入微处理器芯片的状态信号，发送到工业机器人，同时接收工业机器人的指令，转换为微处理器芯片能够识别的信号，并输入到微处理器芯片中。
其中，所述轴承夹具的内部有两个凹槽，外凹槽的深度约为轴承高度的1/2，内凹槽的深度约为曲柄轴的长柄长度的1.1倍；外凹槽的外径略大于轴承的外圈，内凹槽的直径大于曲柄轴的长柄的直径；两个凹槽之间有一个凸环，凸环的高度为外凹槽深度的1/3，凸环的宽度等于轴承内圈的宽度。
其中，所述压盘为一个中空的圆柱体，压盘侧边有凹形缺口；压盘的外圈略小于曲柄轴上部圆盘的外径，凹形缺口的宽度略大于曲柄轴的顶部凸头的宽度。
为了达成所述的目的，本发明提供利用涡旋式空调压缩机的轴承和曲柄轴的智能压装***的压装方法，解决技术问题的技术方案包括步骤如下：
步骤a1：视觉摄像头提取轴承和曲柄轴的图像，由图像处理计算机预先存储的图像分析算法处理输入的轴承和曲柄轴的图像，计算轴承和曲柄轴的位置，并图像处理计算机通过输出接口将轴承和曲柄轴的位置输出到工业机器人控制计算机中；
步骤a2：工业机器人控制计算机将轴承和曲柄轴的位置为目标位置，生成运动轨迹，根据预先存储在工业机器人内存储的抓取和放置控制算法自动抓取轴承放置到轴承夹具内和自动抓取曲柄轴放置到轴承内；
步骤a3：压装装置接收工业机器人发送的压装指令，控制电路板的微处理器芯片中存储的压装控制算法控制压盘运动，压盘将曲柄轴压装到轴承的内孔中。
其中，所述自动抓取轴承放置到轴承夹具内和自动抓取曲柄轴放置到轴承内的步骤包括：
步骤g1：视觉摄像头提取包含有轴承和曲柄轴的原始图像，并将原始图像输入到图像处理计算机中，将轴承图像和曲柄轴从原始图像中提取出来，得到轴承分割图像和曲柄轴的图像；
步骤g2：图像处理计算机中预先存储有一个标准的轴承图像，这个标准图像代表的轴承位置已知；将轴承分割图像与标准的轴承图像进行比较，计算出两者之间的图像偏移，根据轴承分割图像和标准图像的偏移，由标准图像对应的轴承位置，计算确定轴承分割图像对应的轴承的实际位置；
步骤g3：图像处理计算机中预先存储有一个标准的曲柄轴图像，这个标准图像代表的曲柄轴位置已知；将曲柄轴图像与标准的曲柄轴图像进行比较，计算出两者之间的图像偏移，根据曲柄轴图像与标准图像的偏移，由标准图像对应的曲柄轴位置，确定曲柄轴图像对应的曲柄轴的实际位置。
其中，所述压盘将曲柄轴压装到轴承的内孔中的步骤如下：
步骤s1：控制电路板的微处理器芯片向电机驱动电路发送下压信号，电机驱动电路驱动电机顺时针转动，通过直线传动部件，带动压盘向下运动；
步骤s2：压装装置中的模拟量采集电路采集压盘与轴承夹具之间的距离传感器输入的信号，并输入到所述微处理器芯片中，所述微处理器芯片对接收到的距离传感器信号进行数字信号滤波；
步骤s3：所述微处理器芯片根据数字滤波后的信号，确定压盘是否继续向下运动：当距离信号大于设定值2倍以上时，所述微处理器芯片继续控制电机顺时针高速转动，当距离信号小于设定值2倍时，所述微处理器芯片控制电机低速转动，当距离信号等于设定值时，电机停止转动；
步骤s4：所述微处理器芯片向电机驱动电路输出上升信号，电机驱动电路驱动电机逆时针转动，通过传动部件，带动压盘向上运动；
步骤s5：所述微处理器芯片通过串行通信电路，向工业机器人控制计算机发送压装完成指令，安装在工业机器人本体末端的机械手将压装好的轴承-曲柄轴夹持放置到预先设定的位置。
本发明的有益效果：本发明可以智能判断轴承和曲柄轴的状态，并自动地将曲柄轴高精度地压装到轴承中。解决了空调涡旋式压缩机的轴承和曲柄轴压装自动化程度不高，依靠人工装配精度不高，速度慢，影响产品的质量和装配效率，导致压缩机使用寿命降低的问题。
附图说明
图1为本发明涡旋式空调压缩机轴承和曲柄轴智能压装***的构成图；
图2为本发明压装装置的结构图；
图3为本发明轴承夹具和压盘的结构示意图；
图4为本发明压装装置的控制电路板实施例的电路图；
图5为本发明的压装步骤的流程图；
图6为本发明视觉装置获得轴承和曲柄轴的位置的算法图；
图7为本发明工业机器人控制计算机内存储的控制算法图；
图8为本发明智能压装装置的微处理器芯片中存储的控制程序的流程图。
图中：
视觉装置1、 视觉摄像头11、
图像处理计算机12、
工业机器人2、 工业机器人本体21、
机械手22、 工业机器人控制计算机23、
通信接口231、
压装装置3、 控制电路板31、
电机32、 传动部件33、
轴承夹具34、 压盘35、
距离传感器36、 支架37、
限位开关38、
轴承4、 曲柄轴5、
外凹槽341、 内凹槽342、
凸环343、
凹形缺口351、 压盘外圈352、
轴承外圈41、 内圈42、
曲柄轴凸型头51、 曲柄轴上部圆盘52、
长柄53、
微处理器芯片311、 模拟量采集电路3121、
电阻3122、 电容3123、
串行通信电路314、 电机驱动电路41
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施进行详细说明。
图1示出为本发明的涡旋式空调压缩机轴承-曲柄轴智能压装***示意图，包括视觉装置1、工业机器人2、压装装置3，其中：
视觉装置1的网络通信接口与工业机器人2的网络通信接口连接，工业机器人2接收视觉装置1输出的轴承和曲柄轴的位置信号，并对输出的轴承和曲柄轴的位置信号进行处理，生成了工业机器人2的运动轨迹；工业机器人2在生成的运动轨迹的控制下，抓取轴承放置到压装装置内，抓取曲柄轴放置到轴承内；
工业机器人2的通信接口与压装装置3的串行通信接口连接，工业机器人2的通信接口输出工业机器人2的状态信号，压装装置3接收此状态信号，将其转换为压装装置3的控制信号，控制压装装置将曲柄轴压装到轴承内；工业机器人2的通信接口输入压装装置3的状态信号，并将其转换为工业机器人2的控制信号，控制机器人将压装好的轴承和曲柄轴从压装装置内取出。
视觉装置1包括视觉摄像头11、图像处理计算机12，视觉摄像头11可以是CCD摄像头，也可以为其它型号的摄像头，图像处理计算机12可以是普通的计算机。
工业机器人2包括工业机器人本体21、机械手22和工业机器人控制计算机23，其中机械手22为SMC-MHL2-40D气动平行夹，也可以为其它类型的机械手，工业机器人本体21为关节型机器人FanucM-6iB，也可以为其它类型的本体，工业机器人控制计算机23为FanucRJ-3iB或其它类型的控制计算机。
视觉装置1的网络通信接口与工业机器人控制计算机23的网络通信接口连接；工业机器人控制计算机23接收视觉装置1输出的轴承和曲柄轴的位置信号，生成工业机器人本体21的运动轨迹；
工业机器人控制计算机23的通信接口连接压装装置3的串行通信接口：工业机器人控制计算机23的通信接口发送工业机器人本体21的状态信号，压装装置3接收工业机器人控制计算机23输出的状态信号，将其转换为压装装置3的启动信号；工业机器人控制计算机23的通信接口接收压装装置3发送的压装状态信号，并将其转换为工业机器人本体21的运动控制信号。
图2为本发明压装装置的结构图，压装装置包括控制电路板31、电机32、传动部件33、压盘34、轴承夹具35、距离传感器36、支架37、限位开关38，其中：控制电路板31的电气输出接口连接电机32的电气输入接口；控制电路板31输出电机32的电机控制信号：电机32接收电机控制信号，控制电机32正向转动或逆向转动。限位开关38的电气输入接口与电源连接，限位开关38的电气输出接口与电机32的电源输入接口连接：当电机32转动的位置超过限位开关38设定的位置时，限位开关38切断电源，电机32停止转动。电机32的机械输出接口连接传动部件33的机械输入接口，传动部件33的机械输出接口连接压盘35的机械输入接口：电机32的转动，通过传动部件33，带动压盘35的直线运动。距离传感器36的电气输出接口连接控制电路板31的模拟量电气输入接口，控制电路板31输入到距离传感器36的模拟量信号后，将其转换为数字量信号。轴承夹具34固定在支架37的底座上。电机32为直流电机，也可以是其它型号的电机，用于使传动部件33做直线往返运动，带动压盘35下压或上升。距离传感器36是红外传感器，也可以是其它类型的传感器，用于采集压盘和轴承之间的距离，并通过控制电路板31的模拟量电气输入接口输入到控制电路板31中。限位开关38用于防止电机32堵转，即当电机32逆时针转动到限位位置时，压盘35接触限位开关38的按钮，限位开关38断开电机32的驱动信号。
图3为本发明的轴承夹具34和压盘35的结构示意图。
轴承夹具34固定在支架37的底座上，压盘35固定在传动部件33的末端。
轴承夹具34的内部为两个凹槽，外凹槽341的深度约为轴承4高度的二分之一，内凹槽342的深度约为曲柄轴5的长柄53长度的1.1倍；外凹槽341的的外径略大于轴承的外圈41，内凹槽342的直径大于曲柄轴的长柄53的直径；两个凹槽之间有一个凸环343，凸环343的高度为外凹槽341深度的1/3，凸环343的宽度等于轴承的内圈42的宽度。压盘35为一个中空的圆柱体，侧边有凹形缺口351；压盘的外圈352略小于曲柄轴上部圆盘52的外径，凹形缺口351的宽度略大于曲柄轴凸型头51的宽度。
图4为本发明的压装装置的控制电路板示意图，控制电路板31包含微处理器芯片311、模拟量采集电路3121、串行通信电路314和电机32的驱动电路41，其中：微处理器芯片311是ATMEL公司的8位微处理器芯片Atemega16，也可以为其它型号的微处理器芯片。模拟量采集电路3121由MAXIM公司的模拟/数字变换芯片构成，型号可以是MAX186，也可以是其它公司的模拟/数字转换芯片；模拟量采集电路3121的前端有用作滤波的电阻3122，电容3123。串行通信电路314采用串行通信芯片MAX232，也可以采用其它通信方式和相应的通信芯片进行信息交换。
微处理器芯片311的模拟量电气输入接口连接模拟量采集电路3121的电气输出接口；微处理器芯片311的通信输入接口连接串行通信电路314的电气输出接口；电气微处理器芯片311的数字量输出接口连接驱动电路41的电气输入接口；串行通信电路314的通信接口与工业机器人2的通信接口连接，驱动电路41的电气输出接口和电机32的电气输入接口连接；模拟量采集电路3121中，电阻3122的电气输入端和电容3123的电气输入端连接。
距离传感器的模拟量信号输入到模拟量采集电路3121中，进行模拟信号滤波，输出模拟滤波信号；模拟滤波信号输入到微处理器芯片311中，进行数字滤波，并将其转换为电机控制信号，输入到驱动电路41中；驱动电路41接收电机控制信号，将其转换为电机32的转动指令；串行通信电路314输入微处理器芯片311的状态信号，发送给工业机器人2，同时输入工业机器人2的指令，转换为微处理器芯片311能够识别的信号，输入到微处理器芯片311中。
图5所示为涡旋式空调压缩机轴承和曲柄轴的智能压装***的压装压装步骤，其中，视觉摄像头11的视频输出接口与图像处理计算机12的视频输入接口连接，
步骤a1：视觉摄像头11提取轴承和曲柄轴的图像，图像处理计算机12存储的图像分析算法处理输入的轴承和曲柄轴的图像，计算轴承和曲柄轴的位置，并图像处理计算机12通过输出接口将轴承和曲柄轴的位置输出到工业机器人2中；
步骤a2：工业机器人2接收图像处理计算机12输出的轴承和曲柄轴的位置信号，生成运动轨迹，工业机器人2内存储的抓取和放置控制算法62自动抓取轴承放置到轴承夹具内和自动抓取曲柄轴放置到轴承内；
步骤a3：压装装置3接收工业机器人2发送的压装指令，微处理器芯片311中存储的压装控制算法控制运动，压盘35将曲柄轴压装到轴承的内孔中。
图6为本发明视觉装置获得轴承和曲柄轴的位置的算法图；其中，视觉摄像头11的视频输出接口与图像处理计算机12的视频输入接口连接，视觉摄像头11提取包含有轴承4和曲柄轴5的原始图像，并将原始图像输入到图像处理计算机12中，图像处理计算机12对原始图像进行处理，获得轴承和曲柄轴的位置；具体的步骤为：
步骤g1：视觉摄像头11提取包含有轴承4和曲柄轴5的原始图像，并将原始图像输入到图像处理计算机12中；将轴承图像和曲柄轴从原始图像中提取出来，得到轴承分割图像和曲柄轴的图像；
步骤g2：图像处理计算机12中预先存储有一个标准的轴承图像，这个标准图像代表的轴承位置已知；将轴承分割图像与标准的轴承图像进行比较，计算出两者之间的图像偏移，根据轴承分割图像和标准图像的偏移，由标准图像对应的轴承位置，可计算确定轴承分割图像对应的轴承的实际位置；
步骤g3：图像处理计算机12中预先存储有一个标准的曲柄轴图像，这个标准图像代表的曲柄轴位置已知；将曲柄轴图像与标准的曲柄轴图像进行比较，计算出两者之间的图像偏移，根据曲柄轴图像与标准图像的偏移，由标准图像对应的曲柄轴位置，可确定曲柄轴图像对应的曲柄轴的实际位置。
图7为本发明的工业机器人控制计算机23内存储的抓取和放置控制算法的流程图，其中，工业机器人2的网络通信接口与视觉装置1的网络通信接口连接，工业机器人2接收视轴承和曲柄轴的位置信号，生成工业机器人2的运动轨迹；工业机器人2的通信接口连接压装装置3，工业机器人2的通信接口发送工业机器人2的状态信号信号，压装装置3接收工业机器人输出的工业机器人的状态信号，将其转换为压装装置3的启动信号；工业机器人2的通信接口接收压装装置3的状态信号，并将其转换为工业机器人2的控制信号。具体的实现流程为：
步骤h1：接收视觉装置1发送的轴承和曲柄轴的位置信号，根据存储的机械手22当前的位置信息，采用三次曲线轨迹插值的方法，计算出工业机器人本体21的运动轨迹；
步骤h2：接收压装装置3发送的指令：
h2a)如果是抓取轴承指令，控制机械手22抓取轴承4的边缘，然后输出已抓取轴承指令；
h2b)如果是抓取曲柄轴指令，抓取曲柄轴5的凸型头，然后输出已抓取曲柄轴的指令；
步骤h3：接收压装装置3发送的放下指令：
h3a)如果为放下轴承指令，控制机械手22放下轴承4，然后输出已放下轴承的指令；
h3b)如果是放下曲柄轴指令，控制机械手22放下曲柄轴5，然后输出已放下曲柄轴的指令；
步骤h4：接收压装装置3发送的压装完成指令，机械手22将压装好的轴承-曲柄轴夹持放置到预先设定的位置。
图8为本发明的压装装置3的微处理器芯片311中存储的压装控制算法的流程，其中，微处理器芯片311的电气输入接口连接模拟量采集电路312的电气输出接口，微处理器芯片311的电气输出接口连接电机驱动电路313的电气输入接口，电机驱动电路313的电气输出接口连接电机32的电气输入接口；电机32的机械输出接口连接传动部件33的机械输入接口，传动部件33的机械输出接口连接压盘34的机械输入接口。具体的算法流程为：
步骤s1：压装装置3的微处理器芯片311向电机驱动电路41发送下压信号，电机驱动电路41驱动电机顺时针转动，通过直线传动部件，带动压盘35向下运动；
步骤s2：压装装置3中的模拟量采集电路3121采集压盘35与轴承夹具34之间的距离传感器36输入的信号，并输入到微处理器芯片311中，微处理器芯片311对接收到的距离传感器36信号进行数字信号滤波；
步骤s3：微处理器芯片311根据数字滤波后的信号，确定压盘35是否继续向下运动：当距离信号大于设定值2倍以上时，微处理器芯片311继续控制电机32顺时针高速转动，当距离信号小于设定值2倍时，微处理器芯片311控制电机32低速转动，当距离信号等于设定值时，电机32停止转动；
步骤s4：微处理器芯片311向电机驱动电路41输出上升信号，电机驱动电路41驱动电机逆时针转动，通过传动部件33，带动压盘35向上运动；
步骤s5：微处理器芯片311通过串行通信电路314，向工业机器人控制计算机23发送压装完成指令，安装在工业机器人本体21末端的机械手22将压装好的轴承-曲柄轴夹持放置到预先设定的位置。
以上所述，仅为本发明中的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可理解想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的权利要求书的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种涡旋式空调压缩机的轴承和曲柄轴的智能压装***，其特征在于包括视觉装置(1)、工业机器人(2)和压装装置(3)，其中：
视觉装置(1)包括视觉摄像头(11)和图像处理计算机(12)，图像处理计算机(12)的网络通信接口与工业机器人(2)的网络通信接口连接，工业机器人(2)接收图像处理计算机(12)输出的轴承和曲柄轴的位置信号，并对输出的轴承和曲柄轴的位置信号进行处理，生成了工业机器人(2)的运动轨迹；工业机器人(2)在生成的运动轨迹的控制下，抓取轴承放置到压装装置内，抓取曲柄轴放置到轴承内；
工业机器人(2)的通信接口与压装装置(3)的串行通信接口连接，工业机器人(2)的通信接口输出工业机器人(2)的状态信号，压装装置(3)接收此状态信号，将其转换为压装装置(3)的控制信号，控制压装装置将曲柄轴压装到轴承内；工业机器人(2)的通信接口输入压装装置(3)的状态信号，并将其转换为工业机器人(2)的控制信号，将压装好的轴承和曲柄轴从压装装置内取出；
所述压装装置(3)由控制电路板(31)、电机(32)、传动部件(33)、轴承夹具(34)、压盘(35)、距离传感器(36)、支架(37)、限位开关(38)组成，其中：
控制电路板(31)的电气输出接口连接电机(32)的电气输入接口，控制电路板(31)输出电机控制信号，电机控制信号控制电机(32)正向转动或逆向转动；
限位开关(38)的电气输入接口与电源连接，限位开关(38)的电气输出接口与电机(32)的电源输入接口连接，当电机(32)转动的位置超过限位开关(38)设定的位置时，限位开关(38)切断电机(32)的电源，电机(32)停止转动；
电机(32)的机械输出接口连接传动部件(33)的机械输入接口，传动部件(33)的机械输出接口连接压盘(35)的机械输入接口，电机(32)的转动，将通过传动部件(33)，带动压盘(35)的直线运动；
距离传感器(36)的电气输出接口连接控制电路板(31)的模拟量 电气输入接口，控制电路板(31)接收到距离传感器(36)的模拟量信号后，将其转换为数字信号；
轴承夹具(34)放置在支架(37)的底座上。
2.根据权利要求1所述的涡旋式空调压缩机轴承和曲柄轴的智能压装***，其特征在于，控制电路板(31)包含微处理器芯片(311)、模拟量采集电路(3121)、串行通信电路(314)和电机(32)的驱动电路(41)，其中：
微处理器芯片(311)的模拟量电气输入接口连接模拟量采集电路(3121)的电气输出接口，微处理器芯片(311)的电气输入接口连接串行通信电路(314)的电气输出接口，微处理器芯片(311)的数字量电气输出接口连接驱动电路(41)的电气输入接口；串行通信电路(314)的通信接口与工业机器人(2)的通信接口连接，驱动电路(41)的电气输出接口和电机(32)的电气输入接口连接；模拟量采集电路(3121)中，电阻(3122)的电气输入端和电容(3123)的电气输入端连接；
微处理器芯片(311)中存储有控制程序，能够根据工业机器人(2)输入的指令信号，控制电机(32)的转动；
距离传感器的模拟量信号输入到模拟量采集电路(3121)中，进行模拟信号滤波，输出模拟滤波信号，模拟滤波信号输入到微处理器芯片(311)中，进行数字滤波，并被转换为电机控制信号并输入到驱动电路(41)中；驱动电路(41)接收并将电机控制信号转换为电机(32)的转动指令；串行通信电路(314)输入微处理器芯片(311)的状态信号，发送到工业机器人(2)，同时接收工业机器人(2)的指令，转换为微处理器芯片(311)能够识别的信号，并输入到微处理器芯片(311)中。
3.根据权利要求1所述的涡旋式空调压缩机轴承和曲柄轴的智能压装***，其特征在于，所述轴承夹具(34)的内部有两个凹槽，外凹槽的深度约为轴承高度的1/2，内凹槽的深度约为曲柄轴(5)的长柄长度的1.1倍；外凹槽(341)的外径略大于轴承的外圈(41)，内凹槽(342)的直径大于曲柄轴的长柄(53)的直径；两个凹槽之间有一个凸环(343)，凸环(343)的高度为外凹槽(341)深度的1/3，凸环(343)的宽度等 于轴承内圈(42)的宽度。
4.根据权利要求1所述的涡旋式空调压缩机轴承和曲柄轴的智能压装***，其特征在于，所述压盘(35)为一个中空的圆柱体，压盘(35)侧边有凹形缺口(351)；压盘的外圈(352)略小于曲柄轴上部圆盘(52)的外径，凹形缺口(351)的宽度略大于曲柄轴的顶部凸头(51)的宽度。
5.一种利用权利要求1所述的涡旋式空调压缩机轴承和曲柄轴的智能压装***的压装方法，其特征在于，压装步骤如下：
步骤a1：视觉摄像头(11)提取轴承和曲柄轴的图像，由图像处理计算机(12)预先存储的图像分析算法处理输入的轴承和曲柄轴的图像，计算轴承和曲柄轴的位置，并图像处理计算机(12)通过输出接口将轴承和曲柄轴的位置输出到工业机器人控制计算机(23)中；
步骤a2：工业机器人控制计算机(23)将轴承和曲柄轴的位置为目标位置，生成运动轨迹，根据预先存储在工业机器人(2)内存储的抓取和放置控制算法自动抓取轴承放置到轴承夹具内和自动抓取曲柄轴放置到轴承内；
步骤a3：压装装置(3)接收工业机器人(2)发送的压装指令，控制电路板(31)的微处理器芯片(311)中存储的压装控制算法控制压盘(35)运动，压盘(35)将曲柄轴压装到轴承的内孔中。
6.根据权利要求5所述的压装方法，其特征在于，所述自动抓取轴承放置到轴承夹具内和自动抓取曲柄轴放置到轴承内的步骤包括：
步骤g1：视觉摄像头(11)提取包含有轴承(4)和曲柄轴(5)的原始图像，并将原始图像输入到图像处理计算机(12)中，将轴承图像和曲柄轴从原始图像中提取出来，得到轴承分割图像和曲柄轴的图像；
步骤g2：图像处理计算机(12)中预先存储有一个标准的轴承图像，这个标准图像代表的轴承位置已知；将轴承分割图像与标准的轴承图像进行比较，计算出两者之间的图像偏移，根据轴承分割图像和标准图像的偏移，由标准图像对应的轴承位置，计算确定轴承分割图像对应的轴承的实际位置；
步骤g3：图像处理计算机(12)中预先存储有一个标准的曲柄轴 图像，这个标准图像代表的曲柄轴位置已知；将曲柄轴图像与标准的曲柄轴图像进行比较，计算出两者之间的图像偏移，根据曲柄轴图像与标准图像的偏移，由标准图像对应的曲柄轴位置，确定曲柄轴图像对应的曲柄轴的实际位置。
7.根据权利要求5所述的压装方法，其特征在于，所述压盘将曲柄轴压装到轴承的内孔中的步骤如下：
步骤s1：控制电路板(31)中的微处理器芯片(311)向电机驱动电路(41)发送下压信号，电机驱动电路(41)驱动电机顺时针转动，通过直线传动部件，带动压盘(35)向下运动；
步骤s2：压装装置(3)中的模拟量采集电路(3121)采集压盘(35)与轴承夹具(34)之间的距离传感器(36)输入的信号，并输入到所述微处理器芯片(311)中，所述微处理器芯片(311)对接收到的距离传感器(36)信号进行数字信号滤波；
步骤s3：所述微处理器芯片(311)根据数字滤波后的信号，确定压盘(35)是否继续向下运动：当距离信号大于设定值2倍以上时，所述微处理器芯片(311)继续控制电机(32)顺时针高速转动，当距离信号小于设定值2倍时，所述微处理器芯片(311)控制电机(32)低速转动，当距离信号等于设定值时，电机(32)停止转动；
步骤s4：所述微处理器芯片(311)向电机驱动电路(41)输出上升信号，电机驱动电路(41)驱动电机逆时针转动，通过传动部件(33)，带动压盘(35)向上运动；
步骤s5：所述微处理器芯片(311)通过串行通信电路(314)，向工业机器人控制计算机(23)发送压装完成指令，安装在工业机器人本体(21)末端的机械手(22)将压装好的轴承-曲柄轴夹持放置到预先设定的位置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010105928920A CN102107352B (zh) | 2010-12-08 | 2010-12-08 | 涡旋式空调压缩机的轴承-曲柄轴智能压装方法及*** |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010105928920A CN102107352B (zh) | 2010-12-08 | 2010-12-08 | 涡旋式空调压缩机的轴承-曲柄轴智能压装方法及*** |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102107352A CN102107352A (zh) | 2011-06-29 |
| CN102107352B true CN102107352B (zh) | 2012-08-22 |
Family
ID=44171694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2010105928920A Active CN102107352B (zh) | 2010-12-08 | 2010-12-08 | 涡旋式空调压缩机的轴承-曲柄轴智能压装方法及*** |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102107352B (zh) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE202012101834U1 (de) * | 2012-05-18 | 2013-08-20 | Kuka Systems Gmbh | Montageeinrichtung |
| WO2015181891A1 (ja) * | 2014-05-27 | 2015-12-03 | 川崎重工業株式会社 | 自動組立装置およびその制御方法 |
| CN104308530B (zh) * | 2014-10-14 | 2016-09-14 | 浙江工业大学 | 基于视觉检测的单向器星轮自动化装配装置 |
| CN105382514A (zh) * | 2015-11-30 | 2016-03-09 | 合保电气（芜湖）有限公司 | 避雷器外罩安装装置 |
| CN105499953B (zh) * | 2016-01-12 | 2020-02-07 | 中国科学院自动化研究所 | 基于工业机器人的汽车发动机活塞、缸体装配***及方法 |
| CN106736418B (zh) * | 2016-11-30 | 2019-06-21 | 中国科学院自动化研究所 | 用于给偏心轴装配轴承的自动化*** |
| CN106695288B (zh) * | 2016-11-30 | 2019-08-16 | 中国科学院自动化研究所 | 用于给偏心轴装配轴承的自动化设备 |
| CN107414471B (zh) * | 2017-07-28 | 2019-02-15 | 宁波易拓智谱机器人有限公司 | 一种螺丝安装及孔位精密定位方法 |
| CN107520590B (zh) * | 2017-09-28 | 2023-10-20 | 深圳市捷牛智能装备有限公司 | 智能装管设备及其装管工艺 |
| CN108080914A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-05-29 | 格力电器（武汉）有限公司 | 一种空调面板格栅自动装配装置 |
| CN109397285B (zh) * | 2018-09-17 | 2021-09-07 | 鲁班嫡系机器人（深圳）有限公司 | 一种装配方法、装配装置及装配设备 |
| CN111113038B (zh) * | 2020-03-31 | 2020-07-07 | 宁波均胜群英汽车***股份有限公司 | 通用型出风口装配机及装配方法 |
| CN114227187B (zh) * | 2021-11-30 | 2023-03-28 | 浪潮(山东)计算机科技有限公司 | 一种插接部件安装方法、***及相关组件 |
| CN115971852B (zh) * | 2023-02-20 | 2023-06-30 | 苏州天准科技股份有限公司 | 一种将蜗杆安装于电机的装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5894650A (en) * | 1997-06-05 | 1999-04-20 | Christina Louiza Barenburg | Universal gear puller |
| US6266860B1 (en) * | 2000-06-19 | 2001-07-31 | Patrick J. Kiebler | Puller for removing a pulley from a shaft |
| CN100446915C (zh) * | 2006-12-27 | 2008-12-31 | 江苏万工科技集团有限公司 | 在曲轴上压装轴承的方法 |
| CN101733625B (zh) * | 2009-12-28 | 2011-06-29 | 力帆实业(集团)股份有限公司 | 一种压装曲轴箱轴承的装置 |
-
2010
- 2010-12-08 CN CN2010105928920A patent/CN102107352B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102107352A (zh) | 2011-06-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102107352B (zh) | 涡旋式空调压缩机的轴承-曲柄轴智能压装方法及*** | |
| CN106002161B (zh) | 电子排水阀阀芯组装机 | |
| CN102166613B (zh) | 一种轴承铆接机 | |
| CN202845616U (zh) | 一种全自动多工位卧式铜管扩缩机 | |
| CN105880998A (zh) | 一种高效智能锁螺丝设备 | |
| CN204673623U (zh) | 小型多自由度机械手 | |
| CN203371255U (zh) | 一种压缩机装配装置 | |
| CN205043769U (zh) | 一种制壳机自动上下料机械手 | |
| CN209035839U (zh) | 一种汽车零部件焊装夹具的定位装置 | |
| CN109483002B (zh) | 烙铁头快换*** | |
| CN201931466U (zh) | 一种具有机器视觉导航功能的机械手结构 | |
| CN103213941B (zh) | 基于三目光学体视显微镜的焊盘引线结构 | |
| CN203460179U (zh) | 机械手臂 | |
| CN101733748A (zh) | 一种新型多适应机械手 | |
| CN207534813U (zh) | 一种水平多关节scara机器人 | |
| CN104150136A (zh) | 存查样柜、样瓶夹持装置及其夹持方法 | |
| CN107309919B (zh) | 槟榔全自动生产装置 | |
| CN212527768U (zh) | 一种机械自动化用机械手抓取夹持装置 | |
| CN204289618U (zh) | 镍针校正装置及包含该装置的电池盖帽压入设备 | |
| CN202622373U (zh) | 一种压紧机构 | |
| CN210518001U (zh) | 一种直连电动缸 | |
| CN204439351U (zh) | 汽车换挡器耐久性测试装置用负载机构 | |
| CN202155745U (zh) | 丝杆组件 | |
| CN208955848U (zh) | 用于强磁环境下电机转子精确装配的压装机构 | |
| CN207172088U (zh) | 一种基于pcb板机器人生产线贴标机械手 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20170613 Address after: 516025 Guangdong province Huizhou City Zhongkai hi tech Industrial Park Huinan Huatai Road No. 1 Patentee after: HUIZHOU ADVANCED MANUFACTURING TECHNOLOGY RESEARCH CENTER CO.,LTD. Address before: 100190 Zhongguancun East Road, Beijing, No. 95, No. Patentee before: Institute of Automation, Chinese Academy of Sciences |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 516025 Huatai Road, Huinan High-tech Industrial Park, Zhongkai High-tech Zone, Huizhou City, Guangdong Province Patentee after: Huizhou Zhongke Advanced Manufacturing Research Center Co.,Ltd. Address before: 516025 Huatai Road, Huinan High-tech Industrial Park, Zhongkai High-tech Zone, Huizhou City, Guangdong Province Patentee before: HUIZHOU ADVANCED MANUFACTURING TECHNOLOGY RESEARCH CENTER CO.,LTD. |
|
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 516025 No. 209 and 210, 2nd floor, plant service building (Building B), No. 7 JINDA Road, Huinan high tech Industrial Park, huiao Avenue, Huizhou City, Guangdong Province Patentee after: Huizhou Zhongke Advanced Manufacturing Co.,Ltd. Address before: 516025 Huatai Road, Huinan High-tech Industrial Park, Zhongkai High-tech Zone, Huizhou City, Guangdong Province Patentee before: Huizhou Zhongke Advanced Manufacturing Research Center Co.,Ltd. |