CN110561075A - 具有自动定位功能的镶件定位装置及装配装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有自动定位功能的镶件定位装置及装配装置，镶件定位装置包括：振动机构；定位机构；镶件放置于所述定位机构上，且在所述定位机构的振动下调节到设定状态。本发明提供的具有自动定位功能的镶件定位装置及装配装置，利用振动机构产生振动而带动镶件在定位机构上进行振动，直至镶件振动到设定状态从而完成定位，进而克服了现有技术中因人工放置而造成误差的问题，实现精确定位，同时利用机械手和运输机构实现镶件的自动运输、自动定位以及自动装配的目的，实现镶件整个装配过程的自动化，降低工人劳动强度及危险性，提高生产效率，视觉相机能够对镶件引到定向装配，实现镶件的二次定位，保证了镶件装配的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及模具辅助设备技术领域，特别地涉及一种具有自动定位功能的镶件定位装置及装配装置。
背景技术
镶件是注塑模具内很重要的零部件，特别是用于注塑风叶的内部镶件，在生产过程中，需要人工将镶件放置在注塑机床的模具内，然后机床合模、注塑、出风叶，然而在镶件人工放置过程中会产生偏差，进而在机床合模时造成压膜的问题，而且人工放置劳动强度大且危险系数高。
发明内容
本发明提供一种能够自动调节镶件位置和角度的具有自动定位功能的镶件定位装置及装配装置，已解决现有技术中需要人工放置镶件而造成的偏差且强度大、危险系数高的问题。
一种镶件定位装置，包括：振动机构，产生水平方向和/或竖直方向的振动；定位机构，设置于所述振动机构上，且能够在所述振动机构的带动下进行振动；所述定位机构被配置为当镶件放置于其上时，能够将所述镶件振动调整至设定状态。
所述设定状态包括位置状态和/或角度状态。
所述定位机构包括定位块，所述定位块设置于所述振动机构上，且所述镶件在所述定位块上进行移动和旋转。
所述镶件的中部形成有通孔且端部形成有预设结构，所述定位机构还包括定位柱和定位件，所述定位柱和所述定位件均设置于所述定位块上，所述定位柱的直径小于所述通孔的直径，所述通孔套设于所述定位柱上，且在所述镶件调节到设定状态时，所述预设结构与所述定位件对应配合。
所述预设结构为凹槽或孔，所述定位件为定位针，在所述镶件调节到设定状态时，所述定位针伸入所述凹槽或孔内。
所述定位针的轴线到所述定位柱的轴线之间的距离等于所述通孔的轴线到所述凹槽的轴线之间的距离。
所述振动机构包括振动盘。
一种装配装置，包括上述的镶件定位装置。
所述装配装置还包括夹持机构，所述夹持机构具有将镶件夹持放置在所述镶件定位装置上的第一工作过程和将镶件由所述镶件定位装置上夹持移动到设定位置的第二工作过程。
所述夹持机构包括机械手和夹爪，所述夹爪设置于所述机械手上，且能够在所述机械手的带动下进行全自由度移动。
所述夹爪的数量为三个，三个所述夹爪相互配合对镶件进行夹紧和松开。
所述装配装置还包括运输机构，镶件放置于运输机构上，且随所述运输机构的输送而移动，在所述第一工作过程中，所述夹持机构在所述运输机构上夹持所述镶件。
所述运输机构包括皮带线，所述镶件放置于所述皮带线上，且在随所述皮带线的移动而移动。
所述运输机构还包括导向条，所述导向条设置于所述皮带线上方，且所述导向条与所述镶件的移动方向具有夹角，所述镶件在所述导向条的导向作用下在所述皮带线上移动。
所述运输机构还包括推杆，所述推杆设置于所述皮带线上方，且具有向所述导向条靠近的第一状态和远离所述导向条的第二状态。
所述推杆和所述导向条之间具有夹角，所述夹角的顶点处形成有用于镶件滑出的开口，且所述推杆在所述第一状态和所述第二状态之间切换时，所述夹角的角度在第一设定值和第二设定值之间切换。
所述运输机构还包括单运输通道，所述单运输通道的中心线与所述皮带线的运动方向平行，且所述单运输通道的入口与所述开口连通。
所述单运输通道的宽度为d，所述镶件在所述单运输通道的宽度方向上的尺寸为D，且D＜d＜2D。
所述运输机构还包括阻挡杆，所述阻挡杆设置于所述单运输通道的出口处。
所述运输机构还包括驱动件，所述推杆设置于所述驱动件上，且在所述驱动件的带动下在所述第一状态和所述第二状态之间进行切换。
所述装配装置还包括控制***，所述控制***与所述镶件定位装置、所述夹持机构和所述运输机构电连接。
所述控制***包括光纤传感器，所述光纤传感器设置于所述运输机构上方，且在所述光纤传感器感应到所述镶件时，所述夹持机构开始所述第一工作过程。
所述控制***还包括视觉相机，所述视觉相机设置于所述夹持机构上，且在所述第二工作过程中对所述夹持机构的偏差进行调节。
本发明提供的具有自动定位功能的镶件定位装置及装配装置，利用振动机构产生振动而带动镶件在定位机构上进行振动，直至镶件振动到设定状态从而完成定位，进而克服了现有技术中因人工放置而造成误差的问题，实现精确定位，同时利用机械手和运输机构实现镶件的自动运输、自动定位以及自动装配的目的，实现镶件整个装配过程的自动化，降低工人劳动强度及危险性，提高生产效率，视觉相机能够对镶件引到定向装配，实现镶件的二次定位，保证了镶件装配的准确性。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。
图1是本发明提供的具有自动定位功能的镶件定位装置及装配装置的镶件定位装置的结构示意图。
图2是图1的A部的局部示意图。
图3为本发明提供的具有自动定位功能的镶件定位装置及装配装置的镶件的结构示意图。
图4为本发明提供的具有自动定位功能的镶件定位装置及装配装置的视觉相机和夹持机构的安装位置示意图。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
1、振动机构；21、定位块；22、定位柱；23、定位针；3、夹持机构；4、运输机构；41、皮带线；42、导向条；43、推杆；44、单运输通道；45、阻挡杆；5、视觉相机；10、镶件。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
如图1至图3所示，本发明的镶件定位装置，包括：振动机构1，产生水平方向和/或竖直方向的振动；定位机构，设置于所述振动机构1上，且能够在所述振动机构1的带动下进行振动；所述定位机构被配置为当镶件10放置于其上时，能够将所述镶件10振动调整至设定状态，利用振动机构1产生的振动带动镶件10在定位机构上进行振动，镶件10在振动过程中会与定位机构产生相对的变化，如镶件10在定位机构上进行转动和/或在定位机构上产生位移，并最终使镶件10达到装配过程中需要的设定状态，从而完成定位，使在安装过程中直接拿取镶件10并放入即可，避免了需要人工对齐镶件10的问题，提高镶件10的定位准确度。
所述设定状态包括位置状态和/或角度状态，具体根据实际需要进行选择。
所述定位机构包括定位块21，所述定位块21设置于所述振动机构1上，且所述镶件10在所述定位块21上进行移动和旋转，定位块21将振动机构1产生的振动传递至镶件10上，而且避免镶件10直接在振动机构1上造成振动机构1的损坏。
所述镶件10的结构包括中部形成有通孔且端部形成有预设结构，所述定位机构还包括定位柱22和定位件，所述定位柱22和所述定位件均设置于所述定位块21上，所述定位柱22的直径小于所述通孔的直径，所述通孔套设于所述定位柱22上，且在所述镶件10调节到设定状态时，所述预设结构与所述定位件对应配合，在放置镶件10时，将镶件10的通孔套在定位柱22上，使镶件10沿定位柱22下落直至镶件10的端部抵接在定位件上，此时振动机构1对镶件10进行振动，使镶件10沿定位柱22进行转动，直至预设结构与定位件相配合上，则表明此时的镶件10已经完成定位，其中定位件的具***置根据镶件10的设定状态进行设置。
所述预设结构为凹槽或孔，所述定位件为定位针23，在所述镶件10调节到设定状态时，所述定位针23伸入所述凹槽或孔内。
所述定位针23的轴线到所述定位柱22的轴线之间的距离等于所述通孔的轴线到所述凹槽的轴线之间的距离，使得镶件10放置在定位住上时，不论镶件10如何振动，最终的结果只能是定位针23伸入凹槽内，并加快镶件10的定位速率。
所述振动机构1包括振动盘，振动盘的振动幅度及振动频率均根据实际需要进行调节，在此不再赘述。
一种装配装置，包括上述的镶件定位装置。
所述装配装置还包括夹持机构3，所述夹持机构3具有将镶件10夹持放置在所述镶件定位装置上的第一工作过程和将镶件10由所述镶件定位装置上夹持移动到设定位置的第二工作过程，为了实现自动化，利用夹持机构3将镶件10按照所述第一工作过程移动到镶件定位装置上，并在镶件10完成定位后，利用夹持机构3将定位好的镶件10按照第二工作过程移动到需要的位置进行装配即可。
所述夹持机构3包括机械手和夹爪，所述夹爪设置于所述机械手上，且能够在所述机械手的带动下进行全自由度移动，其中夹爪实现对镶件10的夹持和松开，而机械手为六轴机器人，能够实现六个维度的转动，进而实现全自由度移动的目的。
所述夹爪的数量为三个，三个所述夹爪相互配合对镶件10进行夹紧和松开，其中三个夹爪呈三角形排布，特别的每一夹爪与一个气缸进行配合，从而在气缸的通断气时实现夹紧和松开的目的。
所述装配装置还包括运输机构4，镶件10放置于运输机构4上，且随所述运输机构4的输送而移动，在所述第一工作过程中，所述夹持机构3在所述运输机构4上夹持所述镶件10，工人仅仅需要将镶件10放置在运输机构4上即可，从而利用运输机构4将镶件10带动到夹持机构3的夹持区域内，从而保证夹持机构3能够正常进行第一工作过程，从而实现自动化安装定位镶件10的目的。
所述运输机构4包括皮带线41，所述镶件10放置于所述皮带线41上，且在随所述皮带线41的移动而移动，优选的，所述皮带线41为宽绿色草花皮带，避免镶件10在皮带线41上产生相对滑动。
所述运输机构4还包括导向条42，所述导向条42设置于所述皮带线41上方，且所述导向条42与所述镶件10的移动方向具有夹角，所述镶件10在所述导向条42的导向作用下在所述皮带线41上移动，使得在皮带线41上不同位置的镶件10均能够在导向条42的导向作用下在皮带线41宽度方向上进行移动，从而方便夹持机构3能够在同一位置对镶件10进行夹取，增加夹持机构3的效率。
所述运输机构4还包括推杆43，所述推杆43设置于所述皮带线41上方，且具有向所述导向条42靠近的第一状态和远离所述导向条42的第二状态，利用推杆43将镶件10向导向条42方向推去，从而保证所有镶件10均能够进入夹持机构3的夹持范围。
所述推杆43和所述导向条42之间具有夹角，所述夹角的顶点处形成有用于镶件10滑出的开口，且所述推杆43在所述第一状态和所述第二状态之间切换时，所述夹角的角度在第一设定值和第二设定值之间切换，利用夹角实现对镶件10的导向，使镶件10向夹角的顶点方向移动，并最终由开口滑出夹角。
所述运输机构4还包括单运输通道44，所述单运输通道44的中心线与所述皮带线41的运动方向平行，且所述单运输通道44的入口与所述开口连通，也即在开口处滑出夹角的镶件10能够在单运输通道44内进行移动，并沿单运输通道44滑动到设定位置处。
所述单运输通道44的宽度为d，所述镶件10在所述单运输通道44的宽度方向上的尺寸为D，且D＜d＜2D，保证在单运输通道44内镶件10是单一运动的，避免镶件10并列设置而造成夹持机构3无法夹持的问题。
所述运输机构4还包括阻挡杆45，所述阻挡杆45设置于所述单运输通道44的出口处，避免因夹持机构3的夹持间隔时间而造成镶件10移动到夹持范围外的问题，保证每个镶件10均能够进行有效的定位装配。
所述运输机构4还包括驱动件，所述推杆43设置于所述驱动件上，且在所述驱动件的带动下在所述第一状态和所述第二状态之间进行切换，优选的，驱动件为驱动气缸，利用推杆43的移动对镶件10进行挤压，特别是当镶件10在开口处堆积而卡死时，推杆43的挤压力能够对镶件10进行挤压，从而使镶件10能够顺利通过开口。
所述装配装置还包括控制***，所述控制***与所述镶件定位装置、所述夹持机构3和所述运输机构4电连接，利用控制***实现镶件定位装置的定位、夹持机构3的运动及运输机构4对镶件10的输送。
所述控制***包括光纤传感器，所述光纤传感器设置于所述运输机构4上方，且因镶件10已经在单运输通道44内进行限位，在所述光纤传感器感应到所述镶件10时，已经表明镶件10到达了夹持机构3设定的夹取位置，使得所述夹持机构3开始所述第一工作过程，特别的，光线传感器设置在阻挡杆45上，当镶件沿单运输通道44移动到阻挡杆45的位置时，镶件10已经无法移动，此时夹持机构3能够对静止的镶件10进行夹持，增加夹持效率。
所述控制***还包括视觉相机5，所述视觉相机5设置于所述夹持机构3上，且在所述第二工作过程中对所述夹持机构3的偏差进行调节，视觉相机5对机床模具进行拍摄，然后通过其内部视觉对比模具的位置偏差来引导机械手的装配，保证了装配的准确性。
如图4所示的视觉相机5，通过相机固定板固定于机械手的端部，所述夹持机构3也设置于所述相机固定板上，且所述视觉相机5的拍摄方向与夹持机构的轴线方向平行，且在机械手带动相机固定板移动时能够同时带动视觉相机5和夹持机构3共同移动，并且能够保证视觉相机5始终对夹持机构3的夹持区域进行拍摄，从而保证夹持机构3的可靠性。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (10)
1.一种镶件定位装置，其特征在于：包括：
振动机构(1)，产生水平方向和/或竖直方向的振动；
定位机构，设置于所述振动机构(1)上，且能够在所述振动机构(1)的带动下进行振动；
所述定位机构被配置为当镶件(10)放置于其上时，能够将所述镶件(10)振动调整至设定状态；
所述设定状态包括位置状态和/或角度状态。
2.根据权利要求1所述的镶件定位装置，其特征在于：所述定位机构包括定位块(21)，所述定位块(21)设置于所述振动机构(1)上，且所述镶件(10)在所述定位块(21)上进行移动和旋转。
3.根据权利要求2所述的镶件定位装置，其特征在于：所述镶件(10)的中部形成有通孔且端部形成有预设结构，所述定位机构还包括定位柱(22)和定位件，所述定位柱(22)和所述定位件均设置于所述定位块(21)上，所述定位柱(22)的直径小于所述通孔的直径，所述通孔套设于所述定位柱(22)上，且在所述镶件(10)调节到设定状态时，所述预设结构与所述定位件对应配合。
4.根据权利要求3所述的镶件定位装置，其特征在于：所述预设结构为凹槽或孔，所述定位件为定位针(23)，在所述镶件(10)调节到设定状态时，所述定位针(23)伸入所述凹槽或孔内，所述定位针(23)的轴线到所述定位柱(22)的轴线之间的距离等于所述通孔的轴线到所述凹槽的轴线之间的距离。
5.一种装配装置，其特征在于：包括权利要求1至4中任一项所述的镶件定位装置。
6.根据权利要求5所述的装配装置，其特征在于：所述装配装置还包括夹持机构(3)，所述夹持机构(3)具有将镶件(10)夹持放置在所述镶件定位装置上的第一工作过程和将镶件(10)由所述镶件定位装置上夹持移动到设定位置的第二工作过程。
7.根据权利要求6所述的装配装置，其特征在于：所述夹持机构(3)包括机械手和三个夹爪，三个所述夹爪均设置于所述机械手上相互配合对镶件(10)进行夹紧和松开，且能够在所述机械手的带动下进行全自由度移动。
8.根据权利要求7所述的装配装置，其特征在于：所述装配装置还包括运输机构(4)，镶件(10)放置于运输机构(4)上，且随所述运输机构(4)的输送而移动，在所述第一工作过程中，所述夹持机构(3)在所述运输机构(4)上夹持所述镶件(10)。
9.根据权利要求8所述的装配装置，其特征在于：所述运输机构(4)包括皮带线(41)、导向条(42)、推杆(43)、单运输通道(44)、阻挡杆(45)和驱动件，所述镶件(10)放置于所述皮带线(41)上，且在随所述皮带线(41)的移动而移动，所述导向条(42)设置于所述皮带线(41)上方，且所述导向条(42)与所述镶件(10)的移动方向具有夹角，所述镶件(10)在所述导向条(42)的导向作用下在所述皮带线(41)上移动，所述推杆(43)设置于所述皮带线(41)上方，且具有向所述导向条(42)靠近的第一状态和远离所述导向条(42)的第二状态，所述推杆(43)和所述导向条(42)之间具有夹角，所述夹角的顶点处形成有用于镶件(10)滑出的开口，且所述推杆(43)在所述第一状态和所述第二状态之间切换时，所述夹角的角度在第一设定值和第二设定值之间切换，所述单运输通道(44)的中心线与所述皮带线(41)的运动方向平行，且所述单运输通道(44)的入口与所述开口连通，所述阻挡杆(45)设置于所述单运输通道(44)的出口处，所述推杆(43)设置于所述驱动件上，且在所述驱动件的带动下在所述第一状态和所述第二状态之间进行切换。
10.根据权利要求8所述的装配装置，其特征在于：所述装配装置还包括控制***、光纤传感器和视觉相机(5)，所述控制***与所述镶件定位装置、所述夹持机构(3)和所述运输机构(4)电连接，所述光纤传感器设置于所述运输机构(4)上方，且在所述光纤传感器感应到所述镶件(10)时，所述夹持机构(3)开始所述第一工作过程，所述视觉相机(5)设置于所述夹持机构(3)上，且在所述第二工作过程中对所述夹持机构(3)的偏差进行调节。
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