CN109807619A - 一种直线导轨智能组装生产线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直线导轨智能组装生产线，属于直线导轨技术领域，包括控制***、定位***、抓取***、组装***以及监测***；该组装***包括导轨以及滑块；该抓取***包括多轴机械手和物料区；该定位***包括光电***；该监测***包括U型臂以及摄像头，该控制***包括滑块控制器、抓取控制器以及图像监控器，该图像监控器内设有用于比对图像的判断模块、用于存储各个半成品和成品图像的存储模块以及向所述抓取控制器发送图像合格与否的命令模块。本发明通过设置滑块控制器控制组装***组装产品、设置抓取控制器控制多轴机械手抓取半成品以及设置图像监控器来监测产品是否合格，从而达到快速、高效、高精度地组装产品的目的。

Description

一种直线导轨智能组装生产线

技术领域

本发明涉及一种生产线，特别是涉及一种直线导轨智能组装生产线，属于直线导轨技术领域。

背景技术

导轨又称滑轨、线性导轨、线性滑轨，用于直线往复运动场合，拥有比直线轴承更高的额定负载，同时可以承担一定的扭矩，可在高负载的情况下实现高精度的直线运动。导轨一般由金属或其它材料制成的槽或脊，可承受、固定、引导移动装置或设备并减少其摩擦的一种装置；导轨表面上的纵向槽或脊，用于导引、固定机器部件、专用设备、仪器等。导轨具有结构简单、制造方便、接触刚度大等优点，但传统滑动导轨摩擦阻力大，磨损快，动、静摩擦因数差别大，低速时易产生爬行现象。

直线导轨又称线轨、滑轨、直线导轨、直线滑轨，用于直线往复运动场合，且可以承担一定的扭矩，可在高负载的情况下实现高精度的直线运动，又称线性导轨，又称线性导轨或线性滑轨。

直线导轨被广泛用于木工机械、自动化生产线等精加工领域，因此对直线导轨的加工精度要求较高，而且随着自动化加工市场飞速增长，对直线导轨的需求也越来越大，同时使用直线导轨用于加工产品或者组装产品的需求也越来越大，加工精度不能保证，且无法进行流水线作业，加工效率低，通用机床的组装工艺已远远不能满足市场需求。

目前很多生产线组装工艺中，大部分的流水线采用人工操作，速度较慢，人员长时间劳动容易疲劳导致精度不高，因此，需要一种智能组装生产线，能够通过人工智能控制整个组装流程，同时采用高精度的直线导轨，以满足高效率高精度的要求。

发明内容

本发明的主要目的是为了提供一种直线导轨智能组装生产线，通过设置滑块控制器控制组装***组装产品、设置抓取控制器控制多轴机械手抓取半成品以及设置图像监控器来监测产品是否合格，从而达到快速、高效、高精度的组装产品的目的。

本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到：

一种直线导轨智能组装生产线，包括控制***、定位***、抓取***、组装***以及监测***；

所述组装***包括导轨以及在所述导轨上滑动的滑块，所述滑块上设有适应不同型号半成品的卡座，两个滑块运行到指定对接点将两个半成品组装起来；

所述抓取***包括多轴机械手和物料区，所述多轴机械手抓取所述物料区的不同半成品放置于各个卡座上；

所述定位***包括设置在所述导轨一侧的用于监测所述滑块位置的光电***；

所述监测***包括设在所述导轨一侧的U型臂以及设置在所述U型臂上的若干摄像头，该摄像头用于拍摄组装后成品的图像，所述光电***一侧也设置有另外的摄像头，该摄像头用于拍摄所述卡座上的半成品的图像；

所述控制***包括用于控制所述滑块运行的滑块控制器、控制所述多轴机械手抓取物料的抓取控制器以及监测摄像头所拍图像的图像监控器。

所述组装***还包括齿轮轨道、与所述齿轮轨道相适应的齿轮以及控制所述齿轮运动的电机，所述电机的下端固定有与所述滑块连接的底座，所述电机启动后带动所述底座和所述滑块同步运行。

优选的，所述电机与所述滑块控制器相连接，所述滑块控制器控制所述电机的启动和停止。

优选的，所述滑块控制器与所述光电***相连，所述光电***监测到所述滑块运行到预设位置后发送信号给所述滑块控制器，所述滑块控制器控制所述滑块停止运行。

优选的，所述滑块控制器内设有控制各个滑块运行的线路模块、各个模块之间对接的对接点模块以及各个模块停止和启动的时间模块。

优选的，所述滑块控制器与所述图像监控器相连，所述光电***上的摄像头将拍摄的相对应卡座上的半成品图像发送到所述图像监控器中与预先存储在所述图像监控器中的半成品图像相比较，如果两者图像一致，则所述滑块控制器控制所述滑块进行下一步操作，如果两者图像不一致，所述图像监控器向所述抓取控制器发出信号，且所述抓取控制器控制所述多轴机械手更换半成品。

优选的，所述抓取控制器与所述多轴机械手相连，所述抓取控制器中设置有不同半成品到各个卡座的轨迹模块和时间间隔模块。

优选的，所述U型臂上的一端设有控制所述U型臂运行的伸缩气缸，所述导轨上的半成品组装成品后，所述伸缩气缸推动所述U型臂移动到成品上方，所述U型臂上的摄像头将拍摄的成品图像发送到所述图像监控器中与预先存储在所述图像监控器中的成品图像相比较，如果两者图像一致，则所述多轴机械手夹取合格成品转移到合格区，如果两者图像不一致，则所述多轴机械手夹取不合格成品转移到不合格区。

优选的，所述多轴机械手包括伸缩臂以及固定在所述伸缩臂一端的抓手，所述抓手包括抓取气缸、固定在所述抓取气缸的活塞杆上的夹板以及与所述伸缩臂一端相连的法兰，所述法兰一端的设有矩形框以及固定在所述矩形框一侧的固定板，所述抓取气缸固定在所述固定板上且位于所述矩形框内。

优选的，所述图像监控器内设有用于比对图像的判断模块、用于存储各个半成品和成品的图像的存储模块以及向所述抓取控制器发送图像合格与否的命令模块。

本发明的有益技术效果：本发明提供的直线导轨智能组装生产线，采用滑块控制器控制滑块在直线导轨上运行来组装产品，可以达到高精度组装的要求，同时设置抓取控制器控制多轴机械手抓取半成品，能够快速高效的组装成品，同时设置图像监控器来监测产品是否合格，人工智能筛选合格产品，并能在组装过程中及时发现残次品，快速高效完成组装任务；不仅解决了操作人员长时间劳动疲劳的问题，还可以节约成本，解放劳动生产力，具有非常积极的社会意义。

附图说明

图1为按照本发明的直线导轨智能组装生产线的一优选实施例的整体结构示意图；

图2为按照本发明的直线导轨智能组装生产线的一优选实施例的组装***结构示意图；

图3为按照本发明的直线导轨智能组装生产线的一优选实施例的光电***结构示意图；

图4为按照本发明的直线导轨智能组装生产线的一优选实施例的光电***的另一角度结构示意图；

图5为按照本发明的直线导轨智能组装生产线的一优选实施例的U型臂结构示意图；

图6为按照本发明的直线导轨智能组装生产线的一优选实施例的伸缩气缸结构示意图；

图7为按照本发明的直线导轨智能组装生产线的一优选实施例的抓手结构示意图；

图8为按照本发明的直线导轨智能组装生产线的一优选实施例的抓手的另一角度结构示意图。

图中：1-组装***，2-抓取***，3-定位***，4-监测***，5-控制***，11-导轨，12-滑块，13-齿轮轨道，14-齿轮，15-电机，16-底座，17-卡座，21-多轴机械手，22-物料区，23-抓手，24-抓取气缸，25-夹板，26-法兰，27-固定板，28-矩形框，29-伸缩臂，31-光电***，41-U型臂，42-摄像头，43-伸缩气缸，51-滑块控制器，52-抓取控制器，53-图像监控器。

具体实施方式

为使本领域技术人员更加清楚和明确本发明的技术方案，下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

如图1-图8所示，本实施例提供的直线导轨智能组装生产线，包括控制***5、定位***3、抓取***2、组装***1以及监测***4；控制***5包括用于控制滑块12运行的滑块控制器51、控制多轴机械手21抓取物料的抓取控制器52以及监测摄像头42所拍图像的图像监控器53，采用滑块控制器51控制滑块12在直线导轨11上运行来组装产品，可以达到高精度组装的要求，同时设置抓取控制器52控制多轴机械手21抓取半成品，能够快速高效的组装成品，同时设置图像监控器53来监测产品是否合格，人工智能筛选合格产品，并能在组装过程中及时发现残次品，快速高效完成组装任务。

在本实施例中，如图1和图2所示，组装***1包括导轨11以及在导轨11上滑动的滑块12，滑块12上设有适应不同型号半成品的卡座17，两个导轨11上的滑块12运行到指定对接点将两个半成品组装起来；组装***1还包括齿轮轨道13、与齿轮轨道13相适应的齿轮14以及控制齿轮14运动的电机15，电机15的下端固定有与滑块12连接的底座16，电机15启动后带动底座15和滑块12同步运行，于是滑块12载着卡座17运行，相邻的两个卡座17运行到指定对接点，完成两个半成品的组装工作，如果产品由多个半成品组装而成，两个卡座17上的半成品对接好之后，两卡座7相互分开，继续运行，与另外的卡座17上半成品继续对接；或者两个半成品对接完成之后，多轴机械手21抓取对接后的半成品放置在其他的卡座17上，继续运行与其他半成品对接。

在本实施例中，如图1、图3和图4所示，定位***3包括设置在导轨11一侧的用于监测滑块12位置的光电***31，光电***31与滑块控制器51相连。

在本实施例中，如图1-图4所示，电机15与滑块控制器51相连接，滑块控制器51控制电机15的启动和停止，滑块控制器51与光电***31相连，光电***31监测到滑块12运行到预设位置后发送信号给滑块控制器51，滑块控制器51控制滑块12停止运行，在本实施例中，滑块控制器51内设有控制各个滑块12运行的线路模块、各个模块12之间对接的对接点模块以及各个模块12停止和启动的时间模块，线路模块控制滑块12的运行路线，光电***31实时监测滑块12的运动状态，在滑块12运行到对接点后，时间模块控制滑块12停止运行，经过预定时间后，滑块12再次启动运行。

在本实施例中，如图1、图7和图8所示，抓取***2包括多轴机械手21和物料区22，多轴机械手21抓取物料区22的不同半成品放置于各个卡座17上；抓取控制器52与多轴机械手21相连，抓取控制器52中设置有不同半成品到各个卡座17的轨迹模块和时间间隔模块。

在本实施中，如图1、图3-图6所示，监测***4包括设在导轨11一侧的U型臂41以及设置在U型臂41上的若干摄像头42，该摄像头42用于拍摄组装后成品的图像，光电***31一侧也设置有另外的摄像头42，该摄像头42用于拍摄卡座17上的半成品的图像；

在本实施例中，如图1-图8所示，图像监控器53内设有用于比对图像的判断模块、用于存储各个半成品和成品图像的存储模块以及向抓取控制器52发送图像合格与否的命令模块，存储模块预先存放各个半成品和成品图像以及半成品在卡座上的位置图像，判断模块检验多轴机械手是否夹取正确的半成品、半成品是否正确卡入卡座内以及两个半成品对接后是否合格，命令模块分别向滑块控制器51和抓取控制器52发送信号。

在本实施例中，如图1-图8所示，滑块控制器51与图像监控器53相连，光电***31上的摄像头42将拍摄的相对应卡座17上的半成品图像发送到图像监控器53中与预先存储在图像监控器53中的半成品图像相比较，如果两者图像一致，则滑块控制器51控制滑块12进行下一步操作，如果两者图像不一致，图像监控器53向抓取控制器52发出信号，且抓取控制器52控制多轴机械手21更换半成品。

在本实施例中，如图1-图8所示，U型臂41上的一端设有控制U型臂41运行的伸缩气缸43，导轨11上的半成品组装成品后，伸缩气缸43推动U型臂41移动到成品上方，U型臂41上的摄像头42将拍摄的成品图像发送到图像监控器53中与预先存储在图像监控器53中的成品图像相比较，如果两者图像一致，则多轴机械手21夹取合格成品转移到合格区，如果两者图像不一致，则多轴机械手21夹取不合格成品转移到不合格区。

在本实施例中，如图7和图8所示，多轴机械手21包括伸缩臂29以及固定在伸缩臂29一端的抓手23，抓手23包括抓取气缸24、固定在抓取气缸24的活塞杆上的夹板25以及与伸缩臂29一端相连的法兰26，法兰26一端的设有矩形框28以及固定在矩形框28一侧的固定板27，抓取气缸24固定在固定板27上且位于矩形框28内。

在本实施例中，多轴机械手21抓取物料的工作过程如下：

抓取控制器52控制多轴机械手21的抓手23移动到物料区22的上方，抓手2上的抓取气缸24伸开使活塞杆两端的夹板25张开，伸缩臂29伸长将抓手23下沉至半成品上，抓取气缸24收缩使夹板25向内收缩以加紧半成品，然后伸缩臂29收缩，轨迹模块控制多轴机械手21将抓手按照预定路线和轨迹运行到对接点上方，而此时滑块控制器51控制的滑块12移动到对接点上，伸缩臂29伸长将夹板25夹取的半成品放置在卡座17上，然后抓取气缸24伸开活塞杆使夹板25张开，伸缩臂29收缩，轨迹模块控制多轴机械手21按照下一个预定路线抓取半成品。

在本实施例中，本实施例提供的直线导轨智能组装产品的工作过程如下：

抓取控制器52预先设定多轴机械手21抓取半成品的轨迹和时间间隔，多轴机械手21抓取不同的半成品到各个卡座17上，滑块控制器51预先设定各个滑块12的运行路线、对接点以及启动的时间，当半成品到达卡座17上时，光电***31上的摄像头42将卡座17上的图像传回图像监控器53，图像监控器53判断半成品是否完好正确以及是否落入正确位置，如果否，多轴机械手21更换半成品，如果正确，滑块控制器51控制各个滑块12运行到对接点，两个半成品对接在一起，组成完成后，伸缩气缸43推动U型臂41移动到成品上方，摄像头42将拍摄的成品图像发送到图像监控器53中判断成品是否合格，合格则通过多轴机械手21夹取合格成品转移到合格区，不合格则由多轴机械手21夹取不合格成品转移到不合格区。

综上所述，在本实施例中，本实施例提供的直线导轨智能组装生产线，采用滑块控制器控制滑块在直线导轨上运行来组装产品，可以达到高精度组装的要求，同时设置抓取控制器控制多轴机械手抓取半成品，能够快速高效的组装成品，同时设置图像监控器来监测产品是否合格，人工智能筛选合格产品，并能在组装过程中及时发现、分离转移不合格的残次品，快速高效完成组装任务。

以上所述，仅为本发明进一步的实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明所公开的范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种直线导轨智能组装生产线，其特征在于：包括控制***(5)、定位***(3)、抓取***(2)、组装***(1)以及监测***(4)；

所述组装***(1)包括导轨(11)以及在所述导轨(11)上滑动的滑块(12)，所述滑块(12)上设有适应不同型号半成品的卡座(17)，两个滑块(12)运行到指定对接点将两个半成品组装起来；

所述抓取***(2)包括多轴机械手(21)和物料区(22)，所述多轴机械手(21)抓取所述物料区(22)的不同半成品放置于各个卡座(17)上；

所述定位***(3)包括设置在所述导轨(11)一侧的用于监测所述滑块(12)位置的光电***(31)；

所述监测***(4)包括设在所述导轨(11)一侧的U型臂(41)以及设置在所述U型臂(41)上的若干摄像头(42)，该摄像头(42)用于拍摄组装后成品的图像，所述光电***(31)一侧也设置有另外的摄像头(42)，该摄像头(42)用于拍摄所述卡座(17)上的半成品的图像；

所述控制***(5)包括用于控制所述滑块(12)运行的滑块控制器(51)、控制所述多轴机械手(21)抓取物料的抓取控制器(52)以及监测摄像头(42)所拍图像的图像监控器(53)。

2.根据权利要求1所述的一种直线导轨智能组装生产线，其特征在于：所述组装***(1)还包括齿轮轨道(13)、与所述齿轮轨道(13)相适应的齿轮(14)以及控制所述齿轮(14)运动的电机(15)，所述电机(15)的下端固定有与所述滑块(12)连接的底座(16)，所述电机(15)启动后带动所述底座(15)和所述滑块(12)同步运行。

3.根据权利要求2所述的一种直线导轨智能组装生产线，其特征在于：所述电机(15)与所述滑块控制器(51)相连接，所述滑块控制器(51)控制所述电机(15)的启动和停止。

4.根据权利要求1所述的一种直线导轨智能组装生产线，其特征在于：所述滑块控制器(51)与所述光电***(31)相连，所述光电***(31)监测到所述滑块(12)运行到预设位置后发送信号给所述滑块控制器(51)，所述滑块控制器(51)控制所述滑块(12)停止运行。

5.根据权利要求1所述的一种直线导轨智能组装生产线，其特征在于：所述滑块控制器(51)内设有控制各个滑块(12)运行的线路模块、各个模块(12)之间对接的对接点模块以及各个模块(12)停止和启动的时间模块。

6.根据权利要求1所述的一种直线导轨智能组装生产线，其特征在于：所述滑块控制器(51)与所述图像监控器(53)相连，所述光电***(31)上的摄像头(42)将拍摄的相对应卡座(17)上的半成品图像发送到所述图像监控器(53)中与预先存储在所述图像监控器(53)中的半成品图像相比较，如果两者图像一致，则所述滑块控制器(51)控制所述滑块(12)进行下一步操作，如果两者图像不一致，所述图像监控器(53)向所述抓取控制器(52)发出信号，且所述抓取控制器(52)控制所述多轴机械手(21)更换半成品。

7.根据权利要求1所述的一种直线导轨智能组装生产线，其特征在于：所述抓取控制器(52)与所述多轴机械手(21)相连，所述抓取控制器(52)中设置有不同半成品到各个卡座(17)的轨迹模块和时间间隔模块。

8.根据权利要求7所述的一种直线导轨智能组装生产线，其特征在于：所述U型臂(41)上的一端设有控制所述U型臂(41)运行的伸缩气缸(43)，所述导轨(11)上的半成品组装成品后，所述伸缩气缸(43)推动所述U型臂(41)移动到成品上方，所述U型臂(41)上的摄像头(42)将拍摄的成品图像发送到所述图像监控器(53)中与预先存储在所述图像监控器(53)中的成品图像相比较，如果两者图像一致，则所述多轴机械手(21)夹取合格成品转移到合格区，如果两者图像不一致，则所述多轴机械手(21)夹取不合格成品转移到不合格区。

9.根据权利要求1所述的一种直线导轨智能组装生产线，其特征在于：所述多轴机械手(21)包括伸缩臂(29)以及固定在所述伸缩臂(29)一端的抓手(23)，所述抓手(23)包括抓取气缸(24)、固定在所述抓取气缸(24)的活塞杆上的夹板(25)以及与所述伸缩臂(29)一端相连的法兰(26)，所述法兰(26)一端的设有矩形框(28)以及固定在所述矩形框(28)一侧的固定板(27)，所述抓取气缸(24)固定在所述固定板(27)上且位于所述矩形框(28)内。

10.根据权利要求1所述的一种直线导轨智能组装生产线，其特征在于：所述图像监控器(53)内设有用于比对图像的判断模块、用于存储各个半成品和成品图像的存储模块以及向所述抓取控制器(52)发送图像合格与否的命令模块。