CN112571053B - 一种通用型的产品装配流水线 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种通用型的产品装配流水线，包括分度盘，设置在分度盘上方的升降盘以及设置在所述分度盘***的若干组装配机构、不良品下料机构和良品下料机构，所述升降盘上可拆卸的安装有多个抓取机构。本发明通过合理布设不同组不同类型的装载治具以及各个装配机构，将原有需独立设置的多个组装工站集成在一个工站内，降低了设备的成本以及对空间的占用；同时，通过布设安装有不同抓取机构的升降盘，将各个零部件由上料机构搬运至对应的装载治具内，使得技术人员能够根据组装产品的类型，自由布设各组装配机构以及抓取机构，增加了流水线的通用性，进一步地降低了产品装配的成本。

Description

一种通用型的产品装配流水线

技术领域

本发明涉及工业设备领域，尤其是涉及一种通用型的产品装配流水线。

背景技术

目前，在化妆品真空泵的装配生产线中，通常包括多个独立设置的组装工站，各个组装工站单独完成部分零件的组装，且为了保证组装的质量，在各个组装工站之间有时还需要设置相应的检测工站，对于零部件较多的真空泵，需要布设的工站更多，导致需要更多的空间以及更大的成本；同时各个工站之间需要人工或者布设额外的中转机构实现中转，进一步增加了投入的成本。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提出了一种通用型的产品装配流水线，解决了现有组装检测流水线占用空间大，设备成本大等问题。

本发明的主要内容包括：

一种通用型的产品装配流水线，包括工作台，所述工作台上设置有分度盘，所述分度盘上设置有至少两组装载机构，每组装载机构包括若干沿周向排列的装载治具，各组装载机构同心设置；

所述分度盘***依次设置有若干组装配机构、不良品下料机构以及良品下料机构；

每组所述装配机构包括至少两个零件上料单元、组装装置以及检测装置；其中，所述零件上料单元用于将零件上料至待取料位；所述组装装置用于完成不同零件的组装；所述检测装置用于对不同零件组装后的组合体进行检测；

相邻两组所述装配机构之间设置有移转机构，所述移转机构用于将工件由一组装载治具搬运至另一组对应的装载治具内；

所述分度盘上方设置有升降盘，所述升降盘上可拆卸的设置有抓取机构，所述升降盘带动所述抓取机构沿轴向方向运动；所述抓取机构沿所述升降盘的径向方向伸缩运动，用于将待取料位的零件搬运至对应的装载治具内。

优选的，所述工作台下方设置有升降动力机构，所述升降动力机构包括升降装置和旋转装置，所述旋转装置为分割器，用于驱动所述分度盘转动；所述升降装置包括驱动组件和芯轴；所述驱动组件包括凸轮以及动力单元，所述凸轮上开设有凸轮槽；所述芯轴的一端固定连接在所述升降盘中心，其另一端配置在所述凸轮槽内，所述动力单元驱动所述凸轮转动，以带动所述升降盘沿轴向上下运动。

优选的，所述凸轮槽包括呈对称设置的第一槽体和第二槽体，所述第一槽体和所述第二槽体均包括呈对称设置的左子槽和右子槽，所述左子槽和所述右子槽包括依次连接的呈曲线状的第一段、第二段和第三段；当所述芯轴的另一端位于所述第一段内时，所述升降盘位于最低点，其上的抓取机构取料或者放料；当所述芯轴的另一端位于所述第三段内时，所述升降盘位于最高点，其上的抓取机构伸出或者缩回；当所述芯轴的另一端位于所述第二段内时，所述升降盘带动其上的抓取机构在最高点和最低点之间移动。

优选的，所述芯轴的另一端通过防转机构沿所述凸轮槽运动；所述防转机构包括防转导柱和连动组件，所述防转导柱上滑动设置有防转座，所述芯轴的一端固定连接在所述防转座上方；所述连动组件的一端配置在所述凸轮槽内，其另一端连接在所述防转座的一侧。

优选的，所述连动组件连动轴承，所述连动轴承的外圈固定在所述防转座上，其内圈的一端配置在所述凸轮槽内。

优选的，所述动力单元包括减速机，所述减速机的输出轴连接有主动齿轮，所述主动齿轮通过第一传动链条带动第一从动齿轮转动，所述第一从动齿轮固定设置在传动轴一端，所述凸轮固定设置在所述传动轴另一端。

优选的，所述传动轴上还固定设置有第二从动传动齿轮，所述第二从动传动齿轮通过第二传动链条带动第三从动传动齿轮转动，所述第三从动传动齿轮配置在所述分割器的主轴上。

优选的，第一组所述装配机构的第一上料装置与第二上料装置之间设置有上料检测机构，所述上料检测机构包括第一支架以及设置在所述第一支架上的第一滑轨，所述第一支架上设置有第一气缸，所述第一气缸的活塞杆连接有第一板体，所述第一气缸驱动所述第一板体沿所述第一滑轨上下运动，所述第一板体上设置有第一传感器且开设有第一导孔，所述第一导孔内配置有第一检测杆，所述第一检测杆上端延伸至所述第一板体上方，且其上设置有第一限位部；所述第一检测杆的下端设置有第一检测头，位于所述第一板体下方的所述第一检测杆外套设有缓冲弹簧。

优选的，所述良品下料机构与第一组所述装配机构之间还设置有空位检测机构，所述空位检测机构包括第二支架，所述第二支架上设置有对射光纤传感器。

优选的，所述抓取机构包括抓取支架，所述抓取支架可拆卸地连接在升降盘上，所述抓取支架上设置有抓取气缸，所述抓取气缸的活塞杆上连接有抓取组件，所述抓取组件为夹爪或者吸头。

本发明的有益效果在于：本发明提出了一种通用型的产品装配流水线，通过合理布设不同组不同类型的装载治具以及各个装配机构，将原有需独立设置的多个组装工站集成在一个工站内，降低了设备的成本以及对空间的占用；同时，通过布设安装有不同抓取机构的升降盘，将各个零部件由上料机构搬运至对应的装载治具内，使得技术人员能够根据组装产品的类型，自由布设各组装配机构以及抓取机构，增加了流水线的通用性，进一步地降低了产品装配的成本。

附图说明

图1为本发明的整体结构俯视示意图；

图2为本发明的整体结构的侧视剖面图；

图3为本发明升降动力机构的结构示意图；

图4为凸轮的结构示意图；

图5为升降盘运动至某个第一段时的状态图；

图6为升降盘运动至某个第二段时的状态图；

图7为升降盘运动至某个第三段时的状态图；

图8为上料检测机构的结构示意图；

图9为空位检测机构的结构示意图；

图10为抓取机构的结构示意图；

图11为一个实施例中产品的***图；

图12为装载治具的示意图；

附图说明：1-升降动力机构；10-芯轴；100-工作台；11-凸轮；110-凸轮槽；110-1-第一槽体；110-2-第二槽体；1101-第一段；1102-第二段；1103-第三段；12-防转机构；120-防转座；121-防转导柱；122-连动轴承；13-减速机；130-主动齿轮；131-第一从动齿轮；132-第二从传动齿轮；133-第三从传动齿轮；134-第一传动链条；135-第二传动链条；136-传动轴；14-旋转装置；

20-分度盘；30-升降盘；

4-装载机构；41-内圈治具；42-外圈治具；

5-零件上料单元；51-第一上料装置；510-第一零件；52-第二上料装置；520-第二零件；53-组装装置；530-第三零件；54-高度检测装置；540-第四零件；55-密封检测装置；61-不良品下料机构；62-良品下料机构；63-移转机构；

7-上料检测机构；70-第一支架；71-第一滑轨；72-第一气缸；73-第一板体；74-第一检测杆；75-第一限位部；76-第一检测头；77-缓冲弹簧；78-第一传感器；

8-空位检测机构；80-第二支架；81-对射光纤传感器；

9-抓取机构；90-抓取支架；91-抓取气缸；92-抓取组件。

具体实施方式

以下结合附图对本发明所保护的技术方案做具体说明。

请参照图1至图11，本发明提出了一种通用型的产品装配流水线，包括工作台100，所述工作台100上设置有分度盘20，所述分度盘20上方设置有可以上下运动的升降盘30，所述升降盘30上可拆卸地安装有能够沿其径向伸出和缩回的抓取机构9，在所述分度盘20***设置有若干组装配机构，各组装配机构即相当于现有的单独设立的各个工站，本发明通过在分度盘20上设置有若干组同心设置的装载机构，同时相应设置若干组装配机构，在所述分度盘20转动一周的过程中，由于同心设置的若干组所述装载机构，无需另设中转装置，即可完成不同装配机构之间的连接，且各个装配机构的工位间的加工不会相互影响，不仅节约了成本，更节约了对生产空间的占用；同时，通过所述升降盘30配合分度盘20的节拍，带动各个抓取机构9上下运动，各个抓取机构9伸出或者缩回即可完成取料和放料，各个抓取机构9的数量和位置可以根据所述分度盘2***的装配机构的布设情况而配合设置，使得整个流水线的构成更灵活，能够实现多种不同产品的组装，且占用空间小。

下面以一种化妆品真空泵的组装为例来描述一种实施例下本流水线的结构。

如图11所示，待装配的化妆品真空泵包括由第一零件(fixture)510和第二零件(body)520组成的第一组合体、以及第三零件(gasket)530和第四零件(cap)540，其中，首先将第二零件520装入所述第一零件510的通孔内，然后将第三零件530装配至第二零件520上，且位于所述第一组合体的下方，最后将第四零件540装配在第一组合体的上方；同时，第一零件510和第二零件520装配后需要进行高度以及气密性的检测；检验不合格的第一组合体被不良品下料机构拿取后下料，而检测合格的第一组合体被继续转送至第三零件530的上料处；继续后续的装配以及检测，直到最后经良品下料机构实现下料。

具体地，且所述分度盘20上设置有两组装载机构4，每组装载机构4包括若干沿周向排列的装载治具，各组装载机构4同心设置，为了描述方便，将位于外圈的装载治具成为外圈治具42，而将位于内圈的装载治具成为内圈治具41，如图12所示，内圈治具41和外圈治具42的结构不同，用于装载不同的零件；同时，在所述分度盘20的***，设置有两组装配机构，第一组装配机构包括第一上料装置51、第二上料装置52以及组装装置53和检测装置，所述检测装置包括高度检测装置54和密封检测装置；而第二组装配机构也包括用于上料第三零件530的第一上料装置和用于上料第四零件540的第二上料装置以及用于组装的组装装置和相应的检测装置；同时，在所述升降盘30上且位于各组装配机构的第一上料装置、第二上料装置以及不良品下料机构和良品下料机构对应位置安装有抓取机构，以实现将零件上料至装载治具或者由装载治具下料至不良品收集处或者良品收集处。

其中，请参照图10，所述抓取机构9包括抓取支架90，所述抓取支架90可拆卸地连接在升降盘30上，所述抓取支架90上设置有抓取气缸91，所述抓取气缸91的活塞杆上连接有抓取组件92，所述抓取组件92为夹爪或者吸头，可以根据待抓取零件的类型自行设计。

首先所述第一零件510上料至外圈的装载机构内，分度盘20转动，带动该第一零件510至下一个工位，在其中一个实施例中，在该工位外设置有上料检测机构7，当所述上料检测机构7检测到第一零件510正常上料至其上料位(即外圈治具)，则所述第二零件520正常上料，而当检测到该外圈治具内无第一零件510，则会通知第二零件520不要上料，防止出现装配错误。

具体地，如图8所示，所述上料检测机构7包括第一支架70以及设置在所述第一支架70上的第一滑轨71，所述第一支架70上设置有第一气缸72，所述第一气缸72的活塞杆连接有第一板体73，所述第一气缸72驱动所述第一板体73沿所述第一滑轨71上下运动，所述第一板体73上设置有第一传感器78且开设有第一导孔，所述第一导孔内配置有第一检测杆74，所述第一检测杆74上端延伸至所述第一板体73上方，且其上设置有第一限位部75；所述第一检测杆74的下端设置有第一检测头76，位于所述第一板体73下方的所述第一检测杆74外套设有缓冲弹簧77；首先所述第一气缸72驱动所述第一检测杆74向下运动，使得所述第一检测头76碰到第一零件510的上端面后，此时，所述第一检测杆74被向上顶起，使其脱离所述第一传感器78的检测范围，说明来料正确；而当第一零件510没有正确上料，第一检测杆74不会向上移动，故不会脱离所述第一传感器78的感应区域，此时则会通知第二零件520不要上料。

待第二零件520上料至装载有第一零件510的外圈治具后，分度盘继续转动，带动两个零件到达组装装置处，所述组装装置53完成二者的装配，其中，所述组装装置的结构采用现有的机构即可实现，如可以使用气缸带动压头将第二零件520压入第一零件510的通孔内，本领域的技术人员能够根据自身的知识而制造或者选择使用相应的结构而实现组装功能，故此处不再赘述。

组装完成后的第一组合体被继续转运，依次经高度检测装置54和密封检测装置55检测，当发现不合格品，所述分度盘20带动该外圈治具转动至不良品下料机构61处，所述升降盘30上抓取机构9将该不合格品抓取至不良品收集处；而对于检测合格后，即可继续流转，其中高度检测装置54和密封检测装置55的结构也为现有的设计，在此也不在赘述，本领域的技术人员可以根据实际需要自行布设相应的检测机构以实现所需的检测需求，高度检测和密封检测仅为举例所需，而非本发明限定的机构。

检测合格的第一组合体继续流转，第三零件530被上料至相应的内圈治具内，然后通过设置在上料第三零件530的第一上料装置一侧的移转机构63将第一组合体搬运至放置有第三零件530的内圈治具内，所述移转机构63的结构可以采用气缸加夹爪或者吸盘等抓取夹具的设计，本领域的技术人员能够根据需要进行自行设计，故此处也不再赘述。

随后所述分度盘20继续流转，所述升降盘30上的抓取机构9将第四零件540由其上料装置抓取后放入装载有第一组合体和第三零件530的内圈治具上，继续被转运至下一个组装装置，实现四者的装配以及检测，检测合格则继续流转并下料，检测不合格则在不良品下料机构处实现下料。

为了防止出现残留零件未及时下料，在所述良品下料机构62后侧还设置有空位检测机构8，所述空位检测机构8包括第二支架80以及设置在其上的对射光纤传感器81，如图9所示，若发现有残留零件，会及时作出响应，如停机，若没有则继续下一轮循环。

更进一步地，其中，各个抓取机构9、第一上料装置、第二上料机构、组装装置以及检测装置和移转机构63、良品下料机构62、空位检测机构8、上料检测机构7内的夹具和放置治具以及装载治具均以两个为一个单元，即本发明的流水线能够同时实现两个产品的组装，提高了产品装配的效率。

所述升降盘30以及其上可拆卸的抓取机构9改变了现有需在工作台上设置众多的搬运机构而使流水线复杂、制造和维护成本高，仅需要通过程序控制所述升降盘30和分度盘20的节拍，即可简单的实现两者的协同。

请参阅图2、图5、图6和图7，本发明通过凸轮实现升降盘30的两上两下，即在分度盘20的一次轮转中，所述升降盘30的两下分别指：在上料装置处下降实现取料以及在分度盘上方下降以将零件放置到对应的装载治具内，或者在分度盘上方下降拿取待下料的产品，而在良品下料机构处下降放下产品；所述升降盘30的两上，则是指在取料位拿到零件后上升，所述抓取机构9缩回，以及抓取机构放下零件后上升并伸出以拿取下一个零件。

具体地，在所述工作台100下方设置有升降动力机构1，所述升降动力机构1包括升降装置和旋转装置14，所述旋转装置14为分割器，用于驱动所述分度盘20转动；所述升降装置包括驱动组件和芯轴10；所述驱动组件包括凸轮11以及动力单元，所述凸轮11上开设有凸轮槽110；所述芯轴10的一端固定连接在所述升降盘30中心，其另一端配置在所述凸轮槽110内，所述动力单元驱动所述凸轮11转动，从而使得所述芯轴10带动所述升降盘30沿轴向上下运动。

更进一步地，如图4所示，所述凸轮槽110包括呈对称设置的第一槽体110-1和第二槽体110-2，所述第一槽体110-1和所述第二槽体110-2上下对称设置，两者均包括呈对称设置的左子槽和右子槽，所述左子槽和所述右子槽包括依次连接的呈曲线状的第一段1101、第二段1102和第三段1103；当所述芯轴10的另一端位于所述第一段1101内时，所述升降盘30位于最低点，其上的抓取机构9取料或者放料，如图5所示，此时所述抓取机构9在零件上料单元的待取料位抓料；随着所述凸轮11的转动，所述芯轴10的另一端运动至所述第二段1102，此时，所述升降盘30逐渐上升，所述抓取机构9向上运动，待所述芯轴10的另一端位于所述第三段1103内时，如图6所述，所述升降盘30位于最高点，其上的抓取机构9伸出或者缩回，接着所述芯轴10的另一端运动至另一个第一段1101内，如图7所示，所述抓取机构9将零件放置到对应的装载治具内。

具体地，所述芯轴10的另一端通过防转机构12沿所述凸轮槽110运动；所述防转机构12包括防转导柱121和连动组件，所述防转导柱121上滑动设置有防转座120，所述防转导柱121固定设置在所述工作台100的下方，所述芯轴10的一端固定连接在所述防转座120上方；所述连动组件的一端配置在所述凸轮槽110内，其另一端连接在所述防转座120的一侧。

在本实施例中，所述连动组件连动轴承122，所述连动轴承122的外圈固定在所述防转座120上，其内圈的一端配置在所述凸轮槽110内。

在其中一个实施例中，所述动力单元包括减速机13，所述减速机13的输出轴连接有主动齿轮130，所述主动齿轮通过第一传动链条134带动第一从动齿轮131转动，所述第一从动齿轮131固定设置在传动轴136一端，所述凸轮11固定设置在所述传动轴136另一端。所述传动轴136通过轴承与两根安装柱连接，并通过安装柱设置在所述工作台100下方。

在其中一个实施例中，所述传动轴136上还固定设置有第二从动传动齿轮132，所述第二从动传动齿132轮通过第二传动链条135带动第三从动传动齿轮133转动，所述第三从动传动齿轮133配置在所述分割器的主轴上。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种通用型的产品装配流水线，其特征在于，包括工作台，所述工作台上设置有分度盘，所述分度盘上设置有至少两组装载机构，每组装载机构包括若干沿周向排列的装载治具，各组装载机构同心设置，且每组装载机构的装载治具的结构不同，用于装载不同的零件；

所述分度盘***依次设置有若干组装配机构、不良品下料机构以及良品下料机构；

每组所述装配机构包括至少两个零件上料单元、组装装置以及检测装置；其中，所述零件上料单元用于将零件上料至待取料位；所述组装装置用于完成不同零件的组装；所述检测装置用于对不同零件组装后的组合体进行检测；

相邻两组所述装配机构之间设置有移转机构，所述移转机构用于将工件由一组装载治具搬运至另一组对应的装载治具内；

所述分度盘上方设置有升降盘，所述升降盘上可拆卸的设置有抓取机构，所述升降盘带动所述抓取机构沿轴向方向运动；所述抓取机构沿所述升降盘的径向方向伸缩运动，用于将待取料位的零件搬运至对应的装载治具内；

所述工作台下方设置有升降动力机构，所述升降动力机构包括升降装置和旋转装置，所述旋转装置为分割器，用于驱动所述分度盘转动；所述升降装置包括驱动组件和芯轴；所述驱动组件包括凸轮以及动力单元，所述凸轮上开设有凸轮槽；所述芯轴的一端固定连接在所述升降盘中心，其另一端配置在所述凸轮槽内，所述动力单元驱动所述凸轮转动，以带动所述升降盘沿轴向上下运动；

所述凸轮槽包括呈对称设置的第一槽体和第二槽体，所述第一槽体和所述第二槽体均包括呈对称设置的左子槽和右子槽，所述左子槽和所述右子槽包括依次连接的呈曲线状的第一段、第二段和第三段；当所述芯轴的另一端位于所述第一段内时，所述升降盘位于最低点，其上的抓取机构取料或者放料；当所述芯轴的另一端位于所述第三段内时，所述升降盘位于最高点，其上的抓取机构伸出或者缩回；当所述芯轴的另一端位于所述第二段内时，所述升降盘带动其上的抓取机构在最高点和最低点之间移动。

2.根据权利要求1所述的一种通用型的产品装配流水线，其特征在于，所述芯轴的另一端通过防转机构沿所述凸轮槽运动；所述防转机构包括防转导柱和连动组件，所述防转导柱上滑动设置有防转座，所述芯轴的一端固定连接在所述防转座上方；所述连动组件的一端配置在所述凸轮槽内，其另一端连接在所述防转座的一侧。

3.根据权利要求2所述的一种通用型的产品装配流水线，其特征在于，所述连动组件连动轴承，所述连动轴承的外圈固定在所述防转座上，其内圈的一端配置在所述凸轮槽内。

4.根据权利要求1所述的一种通用型的产品装配流水线，其特征在于，所述动力单元包括减速机，所述减速机的输出轴连接有主动齿轮，所述主动齿轮通过第一传动链条带动第一从动齿轮转动，所述第一从动齿轮固定设置在传动轴一端，所述凸轮固定设置在所述传动轴另一端。

5.根据权利要求4所述的一种通用型的产品装配流水线，其特征在于，所述传动轴上还固定设置有第二从动传动齿轮，所述第二从动传动齿轮通过第二传动链条带动第三从动传动齿轮转动，所述第三从动传动齿轮配置在所述分割器的主轴上。

6.根据权利要求1所述的一种通用型的产品装配流水线，其特征在于，第一组所述装配机构的第一上料装置与第二上料装置之间设置有上料检测机构，所述上料检测机构包括第一支架以及设置在所述第一支架上的第一滑轨，所述第一支架上设置有第一气缸，所述第一气缸的活塞杆连接有第一板体，所述第一气缸驱动所述第一板体沿所述第一滑轨上下运动，所述第一板体上设置有第一传感器且开设有第一导孔，所述第一导孔内配置有第一检测杆，所述第一检测杆上端延伸至所述第一板体上方，且其上设置有第一限位部；所述第一检测杆的下端设置有第一检测头，位于所述第一板体下方的所述第一检测杆外套设有缓冲弹簧。

7.根据权利要求1所述的一种通用型的产品装配流水线，其特征在于，所述良品下料机构与第一组所述装配机构之间还设置有空位检测机构，所述空位检测机构包括第二支架，所述第二支架上设置有对射光纤传感器。

8.根据权利要求1所述的一种通用型的产品装配流水线，其特征在于，所述抓取机构包括抓取支架，所述抓取支架可拆卸地连接在升降盘上，所述抓取支架上设置有抓取气缸，所述抓取气缸的活塞杆上连接有抓取组件，所述抓取组件为夹爪或者吸头。

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