CN104801962B - 一种电视机自动化组装***及其自动化螺钉装配设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电视机自动化组装***及其自动化螺钉装配设备，包括：机架，以及依次设置在所述机架上的定位机构、取料机构、四轴机械手和螺钉供料机构，通过所述定位机构将组装产品推至指定位置固定，并通过所述四轴机械手驱动所述取料机构从所述螺钉供料机构内取出螺钉装配在组装产品的对应位置上；采用自动化设备代替人工装配来降低生产成本，提高生产效率及产品质量。

Description

一种电视机自动化组装***及其自动化螺钉装配设备

技术领域

本发明涉及组装生产技术领域，尤其涉及的是一种电视机自动化组装***及其自动化螺钉装配设备。

背景技术

目前电视机后盖及其它零部件均由人工组装，各零件之间用螺钉紧固连接，所以在电视机的整机生产线上，有很多人工手拿电动螺丝刀来进行装配。在人工成本急剧上升的当下，迫切需要一种自动化的电视机螺钉装配设备来代替人工，以降低生产成本。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明提供一种电视机自动化组装***及其自动化螺钉装配设备，旨在通过自动化设备代替人工来降低生产成本，提高生产效率及产品质量。

本发明的技术方案如下：

一种自动化螺钉装配设备，包括：机架，以及依次设置在所述机架上的定位机构、取料机构、四轴机械手和螺钉供料机构，通过所述定位机构将组装产品推至指定位置固定，并通过所述四轴机械手驱动所述取料机构从所述螺钉供料机构内取出螺钉、将螺钉装配在组装产品的对应位置上。

所述的自动化螺钉装配设备，其中，所述定位机构包括：横向水平设置的第一滚轮板，纵向水平设置在所述第一滚轮板相对两端的第二滚轮板和第三滚轮板，竖向设置在所述第一滚轮板相对两端的第一导轨及第一气缸和第二导轨及第二气缸，以及横向水平设置在所述第一滚轮板一侧的第三导轨及第三气缸和第四导轨及第四气缸；

所述第二滚轮板与所述第一导轨滑动连接、且与所述第一气缸驱动轴端部固定连接，并通过第一气缸驱动第二滚轮板沿第一导轨竖向移动；所述第一导轨与所述第三导轨滑动连接、且与所述第三气缸驱动轴端部固定连接，并通过第三气缸驱动第一导轨沿第三导轨横向水平移动；

所述第三滚轮板与所述第二导轨滑动连接、且与所述第二气缸驱动轴端部固定连接，并通过第二气缸驱动第三滚轮板沿第二导轨竖向移动；所述第二导轨与所述第四导轨滑动连接、且与所述第四气缸驱动轴端部固定连接，并通过第四气缸驱动第二导轨沿第四导轨横向水平移动。

所述的自动化螺钉装配设备，其中，还包括一用于将组装产品推至与第一滚轮板表面相接触的侧推机构，所述侧推机构包括：纵向水平设置的安装板，设置在所述安装板下部的支撑杆，设置在所述安装板上部的T型推杆，活动设置在所述T型推杆端部相对两侧的第四滚轮板及第五滚轮板，以及纵向水平设置的第五气缸；

所述安装板上部设置有第五导轨，所述T型推杆与所述第五导轨滑动连接、且其端部与所述第五气缸驱动轴端部固定连接，并通过第五气缸驱动T型推杆纵向水平移动；

所述T型推杆上还罩设有安全盖，所述第四滚轮板及第五滚轮板上分别设置有第一调节按钮和第二调节按钮，并在所述T型推杆上对应设置有与所述第一调节按钮和第二调节按钮相适配的卡孔；

所述T型推杆上还罩设有安全盖，所述第四滚轮板及第五滚轮板上分别设置有第一调节按钮和第二调节按钮，并在所述T型推杆上对应设置有与所述第一调节按钮和第二调节按钮相适配的卡孔。

所述的自动化螺钉装配设备，其中，还包括一用于矫正组装产品位置的位置矫正机构，所述位置矫正机构包括：横向水平设置的第六滚轮板，以及纵向水平设置的第六导轨及第六气缸；

所述第六滚轮板与所述第六导轨滑动连接、且与所述第六气缸驱动轴端部固定连接，并通过所述第六气缸驱动所述第六滚轮板沿第六导轨纵向水平移动。

所述的自动化螺钉装配设备，其中，所述第一滚轮板、第二滚轮板及第三滚轮板上分别设置有第一定位到位气缸、第二定位到位气缸及第三定位到位气缸。

所述的自动化螺钉装配设备，其中，所述第一导轨端部设置有第一缓冲器，所述第二导轨端部对称设置有第二缓冲器及第三缓冲器。

所述的自动化螺钉装配设备，其中，所述取料机构包括：固设于所述四轴机械手端部的连接板，竖向设置在所述连接板上的第七导轨及第七气缸，滑动连接在所述第七导轨上的电批固定板，固设于所述电批固定板上的电批，竖向设置在所述电批固定板上的第八导轨，滑动连接在所述第八导轨上的套筒固定板，固设于所述套筒固定板上、并与所述电批相配合的套筒，以及固设于所述套筒端部的吸嘴；

所述电批固定板与所述第七气缸驱动轴端部固定连接、并通过第七气缸驱动电批固定板沿第七导轨竖向移动，所述电批端部设置有批杆，所述批杆套设在所述套筒内、并可相对于所述套筒运动。

所述的自动化螺钉装配设备，其中，所述电批固定板与套筒固定板之间竖向设置有一用于缓冲批杆与套筒相对运动的缓冲弹簧；

所述套筒固定板上开设有一用于外接气管的通气接口。

一种电视机自动化组装***，包括：流水线体，以及设置在所述流水线体上、用于放置电视机半成品的若干个工装板，还包括：如上述任一项所述的自动化螺钉装配设备，所述自动化螺钉装配设备与所述工装板的位置相对应，并通过所述自动化螺钉装配设备将螺钉自动装配在电视机半成品的对应位置上。

所述的电视机自动化组装***，其中，相邻的两个工装板之间设置有可升降的阻挡器。

本发明的有益效果：

与现有技术相比，本发明所提供的一种电视机自动化组装***及其自动化螺钉装配设备，采用自动化设备代替人工装配来降低生产成本，提高生产效率及产品质量。

附图说明

图1是本发明自动化螺钉装配设备的立体图；

图2是图1中左侧的局部放大图；

图3是图1中右侧的局部放大图；

图4是本发明自动化螺钉装配设备中侧推机构的立体图；

图5是本发明自动化螺钉装配设备中取料机构的立体图；

图6是本发明电视机自动化组装***的立体图。

具体实施方式

本发明提供一种电视机自动化组装***及其自动化螺钉装配设备，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参见图1，图1是本发明自动化螺钉装配设备的立体图，所述自动化螺钉装配设备，其包括：

机架100，以及依次设置在所述机架100上的定位机构200、取料机构300、四轴机械手400和螺钉供料机构500，通过定位机构200将组装产品推至指定位置固定，并通过四轴机械手400驱动取料机构300从螺钉供料机构500内取出螺钉装配在组装产品的对应位置上。

结合图2和图3所示，所述定位机构200包括：横向水平设置的第一滚轮板210，纵向水平设置在所述第一滚轮板210相对两端的第二滚轮板220和第三滚轮板230，竖向设置在所述第一滚轮板210相对两端的第一导轨221及第一气缸222和第二导轨231及第二气缸232，以及横向水平设置在所述第一滚轮板210一侧的第三导轨241及第三气缸（图中未示出）和第四导轨243及第四气缸244。

具体地，所述第二滚轮板220与所述第一导轨221滑动连接、且与所述第一气缸222驱动轴端部固定连接，并通过第一气缸222驱动第二滚轮板220沿第一导轨221竖向移动。所述第一导轨221与所述第三导轨241滑动连接、且与所述第三气缸（图中未示出）驱动轴端部固定连接，并通过第三气缸（图中未示出）驱动第一导轨221沿第三导轨241横向水平移动。优选的，所述第二滚轮板220和第三滚轮板230分别设置有第二定位到位气缸220a和第三定位到位气缸230a，所述第一导轨221端部设置有第一缓冲器221a，所述第二导轨231端部对称设置有第二缓冲器231a及第三缓冲器231b。

同样地，所述第三滚轮板230与所述第二导轨231滑动连接、且与所述第二气缸232驱动轴端部固定连接，所述第二导轨231与所述第四导轨243滑动连接、且与所述第四气缸244驱动轴端部固定连接；通过第二气缸232驱动第三滚轮板230沿第二导轨231竖向移动，并通过第四气缸244驱动第二导轨231沿第四导轨243横向水平移动。优选的，所述第一滚轮板210上设置有第一定位到位气缸210a。

如图4所示，图4是本发明自动化螺钉装配设备中侧推机构的立体图，还包括一用于将组装产品推至与第一滚轮板210表面相接触的侧推机构600，所述侧推机构600包括：纵向水平设置的安装板610，设置在所述安装板610下部的支撑杆620，设置在所述安装板610上部的T型推杆630，活动设置在所述T型推杆630端部相对两侧的第四滚轮板641及第五滚轮板642，以及纵向水平设置的第五气缸650。

具体地，所述安装板610上部设置有第五导轨（图中未示出），所述T型推杆630与所述第五导轨（图中未示出）滑动连接、且其端部与所述第五气缸650驱动轴端部固定连接，并通过第五气缸650驱动T型推杆630纵向水平移动。

进一步地，所述T型推杆630上还罩设有安全盖660，所述第四滚轮板641及第五滚轮板642上分别设置有第一调节按钮641a和第二调节按钮642a，并在所述T型推杆630上对应设置有与所述第一调节按钮641a和第二调节按钮642a相适配的卡孔631。在实际使用时，可以调整第四滚轮板641及第五滚轮板642之间的距离，从而适应不同尺寸的组装产品。

如图2所示，还包括一用于矫正组装产品位置的位置矫正机构700，所述位置矫正机构700包括：横向水平设置的第六滚轮板710，以及纵向水平设置的第六导轨721及第六气缸（图中未示出）。

具体地，所述第六滚轮板710与所述第六导轨721滑动连接、且与所述第六气缸（图中未示出）驱动轴端部固定连接，并通过所述第六气缸（图中未示出）驱动所述第六滚轮板710沿第六导轨721纵向水平移动。当螺钉打好的组装产品流动到下一个工位停住后，第六滚轮板710在第六气缸（图中未示出）的驱动下，将组装产品向前推出一段距离，使组装产品停留在合适的位置，方便后面工位的员工操作。

如图5所示，图5是本发明自动化螺钉装配设备中取料机构的立体图，所述取料机构300包括：固设于所述四轴机械手400端部的连接板310，竖向设置在所述连接板310上的第七导轨311及第七气缸312，滑动连接在所述第七导轨311上的电批固定板320，固设于所述电批固定板320上的电批330，竖向设置在所述电批固定板320上的第八导轨321，滑动连接在所述第八导轨321上的套筒固定板340，固设于所述套筒固定板340上、并与所述电批330相配合的套筒350，以及固设于所述套筒350端部的吸嘴351。

具体地，所述电批固定板320与所述第七气缸312驱动轴端部固定连接、并通过第七气缸312驱动电批固定板320沿第七导轨311竖向移动，所述电批330端部设置有批杆331，所述批杆331套设在所述套筒350内、并可相对于所述套筒350运动。所述电批固定板320与套筒固定板340之间竖向设置有一用于缓冲批杆331与套筒350相对运动的缓冲弹簧360，所述套筒固定板340上开设有一用于外接气管的通气接口341。优选的，本实施例中电批330设置有三组。

如图1所示，所述螺钉供料机构500采用现有常用供料器，其具体原理及结构在此不作赘述。优选的，所述供料器设置有三组，即与电批330个数相对应。

基于上述自动化螺钉装配设备的实施例，本发明还提供一种电视机自动化组装***的实施例。

如图6所示，图6是本发明电视机自动化组装***的立体图，所述电视机自动化组装***，包括：

流水线体10，以及设置在所述流水线体10上、用于放置电视机半成品20的若干个工装板11，还包括：如上述任一项所述的自动化螺钉装配设备，所述自动化螺钉装配设备与所述工装板11的位置相对应，并通过所述自动化螺钉装配设备将螺钉自动装配在电视机半成品20的对应位置上。其中，相邻的两个工装板11之间设置有可升降的阻挡器12。具体地，定位机构200、取料机构300、四轴机械手400和螺钉供料机构500均设置在机架100上，并靠近流水线体10的一侧设置，而定位机构200则与工装板11位置相对应。另外，侧推机构600则设置在流水线体10的另一侧，并与定位机构200配合使用，而位置矫正机构700则与下一个工位的工装板11位置相对应。

下面对本发明的具体操作流程及工作原理做进一步说明：

如图6所示，工装板11载着电视机半成品20在流水线体10上由右向左流动，留到打螺钉工位后，阻挡器12升起挡住工装板11，让工装板11和电视机半成品200停在当前工位（流水线体10上有很多个工位，每个工位之间均有阻挡器12，阻挡器12由气缸驱动，其阻挡机构可以上下运动，由脚踏板控制，当工人的工作做完后，踩踏脚踏板，阻挡器12向下运动，工装板11向下一个工位流动，工装板11的流动由链条驱动，链条上面安装有很多的滚轮，工装板11放在滚轮上面，链条不停的循环转动，从而在阻挡器12未升起的情况下，会带着工装板11向下一个工位流动）。

在上述自动化螺钉装配设备所在的工位，脚踏开关由所述设备自动控制。当电视机到达本工位后，在第一气缸222的驱动下，第二滚轮板220沿第一导轨221向下运动，当第二滚轮板220上的滚轮下表面和电视机下表面平齐时，第一气缸222停止驱动；之后，在第三气缸（图中未示出）的驱动下，第一导轨221及与其固设在一起的第二滚轮板220沿第三导轨241向右水平移动。同时，在第二气缸232的驱动下，第三滚轮板230沿第二导轨231向下运动，当第三滚轮板230上的滚轮下表面和电视机下表面平齐时，第二气缸232停止驱动；之后，在第四气缸244的驱动下，第二导轨231及与其固设在一起的第三滚轮板230沿第四导轨243向左水平移动。直到电视机被第二滚轮板220和第三滚轮板230上的滚轮夹住，电视机被夹紧后，第二定位到位气缸220a和第三定位到位气缸230a会发出信号告诉***，电视机在长度方向上已经被定位。之后，T型推杆630在第五气缸650的驱动下，从安全盖660内伸出，并将电视机向前推，直至电视机的另外一个长边被推至与第一滚轮板210上的滚轮表面接触时停止，此时第一定位到位气缸210a会发出信号告诉***，电视机在宽度方向上也已经被定位。

电视机被完全定位好后，首先，人工先手动将3个批杆331移动到各自对应的螺钉孔的上方（如果打3颗螺钉，则一个批杆对应一个螺钉孔；如果打3颗以上数量的螺钉，则有些批杆对应多个螺钉孔，每个批杆打螺钉孔的数量根据流水线的节拍来定），对准后分别记录每个螺钉孔的坐标并保存在***中，每种型号的电视机只用如上手动对一次即可得出位置坐标，后面在生产该机型时，不用再对。

当电视机定位好且当前电视机产品的螺钉空位坐标完备时，取料机构300的三个批杆331在四轴机械手400的驱动下，会移动到三个供料器的上方，吸取螺钉（如图5所示，吸嘴351和套筒350之间通过反牙连接，这样在打螺钉的过程中，吸嘴351和套筒350之间只会越来越紧。套筒350安装在套筒固定板340上，套筒固定板340除了用来安装套筒350之外，其上还开了一个通气接口341，由气管连接，气管的另外一端连接到真空发生器和电磁阀，批杆331（螺丝刀的十字批杆）与套筒350之间可以相对运动，其相对运动的行程与缓冲弹簧360的可压缩的行程相同，在套筒固定板340上所连的真空发生器的作用下，吸嘴351内将形成负压，当螺钉帽的直径能够堵住吸嘴351的内孔时，螺钉就可以被吸住。本实施例中，连接板310上安装有3个相同的如上部件，因为每款型号的电视机的螺钉孔之间的距离不同，而连接板310上的3个批杆的距离固定，所以不可能同时打3颗或者2颗螺钉，必须要一颗一颗的打，所以每个电批330分别对应配备有第七气缸312，当第七气缸312伸出时，电批固定板320带动其上的部件沿着第七导轨311向下运功，使该处的吸嘴明显低于其他两处吸嘴，当第七气缸312伸出到位后，四轴机械手400的Z轴向下运动，当吸嘴351与螺钉孔上表面接触时，Z轴继续向下运动，此时缓冲弹簧360被压缩，批杆331相对于套筒350和吸嘴351向下运动，并将吸嘴351内的螺钉顶入螺钉孔内，又因为此时电批330已经开始控制批杆331旋转，所以螺钉被拧入螺钉孔，从吸嘴351接触到螺钉孔上面的那一刻到螺钉被拧入，四轴机械手400的Z轴始终向下运动，直至螺钉被完全打入为止。当螺钉被打好后，批杆331就转不动了，此时电批330会堵转，即会发出信号给***，螺钉已经打好了。之后，四轴机械手400的Z轴上升，第二个吸嘴移动到对应的螺钉孔上方，重复上述装配动作。

当所设的螺钉被全部打完后，第二滚轮板220和第三滚轮板230会在第一气缸222及第二气缸232的驱动下向上运动，并在第三气缸（图中未示出）及第四气缸224的驱动下分别向左和向右运动。同时， T型推杆630连同第四滚轮板641及第五滚轮板642也会在第五气缸650的驱动下后退。之后，阻挡器12向下运动，工装板11载着电视机流出该工位。

在发生上述运动的同时，在水平四轴机械手400的驱动下，取料机构300运动到螺钉供料机构500的上方取好螺钉，并停留在对应的第一个螺钉孔的正上方，等待下一台电视机的到来，重复上述装配动作。另外，当螺钉打好的电视机流动到该工位的下一个工位停住后，第六滚轮板710在第六气缸（图中未示出）的驱动下，将电视机向前推出一段距离，使电视机停留在合适的位置，方便后面工位的员工操作。至此，整个循环完成。

综上所述，本发明所提供的一种电视机自动化组装***及其自动化螺钉装配设备，采用自动化设备代替人工装配来降低生产成本，提高生产效率及产品质量。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种自动化螺钉装配设备，其特征在于，包括：机架，以及依次设置在所述机架上的定位机构、取料机构、四轴机械手和螺钉供料机构，通过所述定位机构将组装产品推至指定位置固定，并通过所述四轴机械手驱动所述取料机构从所述螺钉供料机构内取出螺钉、将螺钉装配在组装产品的对应位置上；

所述定位机构包括：横向水平设置的第一滚轮板，纵向水平设置在所述第一滚轮板相对两端的第二滚轮板和第三滚轮板，竖向设置在所述第一滚轮板相对两端的第一导轨及第一气缸和第二导轨及第二气缸，以及横向水平设置在所述第一滚轮板一侧的第三导轨及第三气缸和第四导轨及第四气缸；

所述第二滚轮板与所述第一导轨滑动连接、且与所述第一气缸驱动轴端部固定连接，并通过第一气缸驱动第二滚轮板沿第一导轨竖向移动；所述第一导轨与所述第三导轨滑动连接、且与所述第三气缸驱动轴端部固定连接，并通过第三气缸驱动第一导轨沿第三导轨横向水平移动；

所述第三滚轮板与所述第二导轨滑动连接、且与所述第二气缸驱动轴端部固定连接，并通过第二气缸驱动第三滚轮板沿第二导轨竖向移动；所述第二导轨与所述第四导轨滑动连接、且与所述第四气缸驱动轴端部固定连接，并通过第四气缸驱动第二导轨沿第四导轨横向水平移动。

2.根据权利要求1所述的自动化螺钉装配设备，其特征在于，还包括一用于将组装产品推至与第一滚轮板表面相接触的侧推机构，所述侧推机构包括：纵向水平设置的安装板，设置在所述安装板下部的支撑杆，设置在所述安装板上部的T型推杆，活动设置在所述T型推杆端部相对两侧的第四滚轮板及第五滚轮板，以及纵向水平设置的第五气缸；

所述安装板上部设置有第五导轨，所述T型推杆与所述第五导轨滑动连接、且其端部与所述第五气缸驱动轴端部固定连接，并通过第五气缸驱动T型推杆纵向水平移动；

所述T型推杆上还罩设有安全盖，所述第四滚轮板及第五滚轮板上分别设置有第一调节按钮和第二调节按钮，并在所述T型推杆上对应设置有与所述第一调节按钮和第二调节按钮相适配的卡孔。

3.根据权利要求1所述的自动化螺钉装配设备，其特征在于，还包括一用于矫正组装产品位置的位置矫正机构，所述位置矫正机构包括：横向水平设置的第六滚轮板，以及纵向水平设置的第六导轨及第六气缸；

所述第六滚轮板与所述第六导轨滑动连接、且与所述第六气缸驱动轴端部固定连接，并通过所述第六气缸驱动所述第六滚轮板沿第六导轨纵向水平移动。

4.根据权利要求1所述的自动化螺钉装配设备，其特征在于，所述第一滚轮板、第二滚轮板及第三滚轮板上分别设置有第一定位到位气缸、第二定位到位气缸及第三定位到位气缸。

5.根据权利要求1所述的自动化螺钉装配设备，其特征在于，所述第一导轨端部设置有第一缓冲器，第二导轨端部对称设置有第二缓冲器及第三缓冲器。

6.根据权利要求1所述的自动化螺钉装配设备，其特征在于，所述取料机构包括：固设于所述四轴机械手端部的连接板，竖向设置在所述连接板上的第七导轨及第七气缸，滑动连接在所述第七导轨上的电批固定板，固设于所述电批固定板上的电批，竖向设置在所述电批固定板上的第八导轨，滑动连接在所述第八导轨上的套筒固定板，固设于所述套筒固定板上、并与所述电批相配合的套筒，以及固设于所述套筒端部的吸嘴；

所述电批固定板与所述第七气缸驱动轴端部固定连接、并通过第七气缸驱动电批固定板沿第七导轨竖向移动，所述电批端部设置有批杆，所述批杆套设在所述套筒内、并可相对于所述套筒运动。

7.根据权利要求6所述的自动化螺钉装配设备，其特征在于，所述电批固定板与套筒固定板之间竖向设置有一用于缓冲批杆与套筒相对运动的缓冲弹簧；

所述套筒固定板上开设有一用于外接气管的通气接口。

8.一种电视机自动化组装***，包括：流水线体，以及设置在所述流水线体上、用于放置电视机半成品的若干个工装板，其特征在于，还包括：如权利要求1至7任一项所述的自动化螺钉装配设备，所述自动化螺钉装配设备与所述工装板的位置相对应，并通过所述自动化螺钉装配设备将螺钉自动装配在电视机半成品的对应位置上。

9.根据权利要求8所述的电视机自动化组装***，其特征在于，相邻的两个工装板之间设置有可升降的阻挡器。