CN113857799B - 自动组装装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种自动组装装置，包括：传输机构，包括用于传送产品的流线；机械手，设于所述传输机构的一侧；组装机构，连接于所述机械手的端部，所述组装机构包括拍摄组件和组装组件，所述拍摄组件用于对传送至所述组装机构处的产品进行取像以获取产品的基准位置，所述组装组件用于将工件组装到产品上；及控制机构，耦接于所述传输机构、所述机械手和所述组装机构，所述控制机构用于获取所述流线的运行速度和所述产品的基准位置，预测产品的组装位置并计算机械手的运动速度，以控制机械手与产品同步运动。上述自动组装装置能够将工件组装到处于运输状态的产品上，无需停止流线，组装效率较高。

Description

自动组装装置

技术领域

本发明涉及机械自动化领域，特别是一种自动组装装置。

背景技术

在电子产品的组装加工制程中，经常需要使用流水线运输产品，在产品运输至加工位时，流水线停止运转，机械手将待装配的工件组装到产品上，然后流水线继续运转。然而，这种组装方式不仅需要精准将产品定位在加工位，还需要暂停流水线的运转，因此，组装效率不高。

发明内容

鉴于上述状况，有必要提供一种自动组装装置，以解决上述问题。

本发明提出一种自动组装装置，包括：

传输机构，包括用于传送产品的流线；

机械手，设于所述传输机构的一侧；

组装机构，连接于所述机械手的端部，所述组装机构包括相连接的拍摄组件和组装组件，所述拍摄组件用于对传送至所述组装机构处的产品进行取像以获取产品的基准位置，所述组装组件用于将工件组装到产品上；及

控制机构，耦接于所述传输机构、所述机械手和所述组装机构，所述控制机构用于获取所述流线的运行速度和所述产品的基准位置，预测产品的组装位置并计算机械手的运动速度，以控制机械手与产品同步运动。

进一步地，所述自动组装装置还包括导流机构，所述导流机构包括第一导流件、第二导流件和导流驱动件，所述第一导流件和所述第二导流件分别位于所述流线的相对两侧，所述导流驱动件连接于所述第一导流件以驱动所述第一导流件靠近或远离第二导流件。

进一步地，所述第一导流件和所述第二导流件的两端分别包括一弧形过渡面。

进一步地，所述传输机构还包括多个定位组件，多个定位组件连接于所述流线且沿着所述流线依序设置，每个所述定位组件包括至少一对相对设置的第一定位件。

进一步地，每个所述第一定位件包括第一固定块、第一推块、第一弹性件和滚轮，所述第一固定块固定在所述流线上，所述第一推块和所述滚轮分别位于所述第一固定块的相对两侧，所述第一推块与所述第一固定块活动连接且用于推动产品，所述滚轮用以抵持于所述第一导流件或所述第二导流件，所述第一弹性件设于所述第一推块与所述第一固定块之间。

进一步地，所述组装组件包括支架、设于所述支架上的驱动件和夹持件，所述支架连接于所述机械手，所述驱动件用于驱动所述夹持件朝向所述流线运动。

进一步地，所述组装组件还包括浮动块、第一导杆和第二导杆；

所述浮动块连接于所述夹持件朝向所述驱动机构的一侧；

所述第一导杆穿设于所述浮动块上且沿垂直于所述流线的方向延伸，所述第二导杆穿设于所述浮动块上且沿平行于所述流线的方向延伸，所述第一导杆和所述第二导杆均套设有弹性件。

进一步地，所述驱动件包括相连接的驱动本体和推动杆；

所述驱动本体用于驱动所述推动杆沿垂直于所述流线的方向运动；

所述推动杆朝向所述夹持件的端部具有第一配合部，所述浮动块朝向推动杆的端部具有第二配合部，所述第一配合部可与所述第二配合部相卡持。

进一步地，所述组装组件还包括设于所述支架上的感应器，所述感应器用于感应产品并向所述控制机构发出感应信号，所述控制机构在接收所述感应信号后控制所述拍摄组件对产品进行取像。

进一步地，所述传输机构还包括支撑架和伺服马达，所述流线可回转地设于所述支撑架上；

所述伺服马达用于驱动所述流线回转，所述伺服马达包括编码器，所述编码器将所述伺服马达的转速发送至所述控制机构，所述控制机构依据所述转速计算所述流线的运行速度。

上述自动组装装置通过拍摄组件获取产品的基准位置，控制机构获取所述流线的运行速度和所述产品的基准位置，预测组装位置并计算机械手的运动速度，以控制机械手与产品同步运动，然后组装组件将工件组装到产品上。上述自动组装装置能够将工件组装到处于运输状态的产品上，无需停止流线，实现了在线组装，提升了组装效率，节省了组装时间和组装成本。

附图说明

图1是本发明的一个实施例自动组装装置的立体示意图。

图2是图1所示的自动组装装置的结构框图。

图3是图1所示的自动组装装置中导流机构和部分传输机构的立体示意图。

图4是图3所示的传输机构中第一定位件的立体示意图。

图5是图1所示的自动组装装置中组装机构的立体示意图。

图6是图5所示的组装机构沿VI-VI线的剖视图。

主要元件符号说明

自动组装装置 100

传输机构 10

流线 11

支撑架 12

伺服马达 13

定位组件 14

第一定位件 141

第一固定块 1411

第一推块 1412

第一弹性件 1413

滚轮 1414

连接杆 1415

第二定位件 142

第二固定块 1421

第二推块 1422

第二弹性件 1423

机械手 20

组装机构 30

拍摄组件 31

组装组件 32

支架 321

驱动件 322

驱动本体 3221

推动杆 3222

第一配合部 3223

夹持件 323

感应器 324

浮动块 325

第一导杆 326

第二导杆 327

导流机构 40

第一导流件 41

第二导流件 42

导流驱动件 43

控制机构 50

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中设置的元件。当一个元件被认为是“设置在”另一个元件，它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中设置的元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参照图1，本申请提出一种自动组装装置100，用于将工件自动组装到产品上。自动组装装置100包括传输机构10、设于传输机构10一侧的机械手20、连接于机械手20一端的组装机构30、及设于传输机构10上的导流机构40。

传输机构10包括流线11，流线11用于自动传送产品。在本实施方式中，传输机构10还包括支撑架12和伺服马达13，流线11可回转地设于支撑架12上，伺服马达13固定在支撑架12上，用于驱动流线11按照预设的运行速度回转。

机械手20设于传输机构10的一侧，在本实施例中，机械手20为六轴机械手20，但不限于此。

组装机构30连接于机械手20的端部，组装机构30包括拍摄组件31和组装组件32，拍摄组件31用于对传送至组装组件32处的产品进行取像以获取产品的基准位置，组装组件32用于将工件组装到产品上。

导流机构40设于流线11的组装位，用于将传送至组装位的工件精准定位，以便于组装。在其他实施方式中，若传输机构10能够精准定位工件，则导流机构40也可以省略。

请参照图2，自动组装装置100还包括控制机构50，控制机构50耦接于传输机构10、机械手20、组装机构30和导流机构40。控制机构50用于获取所述流线11的运行速度和所述产品的基准位置，预测产品的组装位置并计算机械手20的运动速度，以控制机械手20与产品同步运动，从而机械手20可带动组装机构30在传送产品的同时进行组装，不需关停流线11，实现在线组装，从而提升组装效率。

在本实施方式中，伺服马达13将流线11的速度信号传递至控制机构50，从而控制机构50可获取流线11的运行速度。具体地，伺服马达13包括带有编码器，编码器将伺服马达的转速发送至控制机构50，控制机构50依据所述转速计算所述流线的运行速度。

较佳地，控制机构50在计算机械手20的运动速度时，还同时计算机械手20的运行轨迹。

具体地，导流机构40包括第一导流件41和第二导流件42，第一导流件41和第二导流件42分别位于流线11的相对两侧。第一导流件41和第二导流件42的两端分别包括一弧形过渡面，以便导流工件。第一导流件41用于与运动至组装位的定位组件14中的滚轮1414相抵持。在本实施方式中，导流机构40还包括一导流驱动件43，导流驱动件43与第一导流件41相连接，用于驱动第一导流件41朝向靠近或远离第二导流件42的方向运动。当第一导流件41朝向第二导流件42运动时，第一导流件41将推抵定位组件14中的两个第一定位件141的滚轮1414，以精准定位产品。导流驱动件43可为气缸，但不限于此。

在一实施方式中，传输机构10还包括固定在流线11上的定位组件14，定位组件14用于定位待组装的产品，其可随流线11运动。在本实施例中，定位组件14的数量为多个，多个定位组件14连接于流线11且沿流线11依序设置。由于流线11可回转地设于支撑架12上，即流线11可分成上下两层，较佳的，多个定位组件14同时位于流线11的上下两层，人工或其他上料机构将产品放置到定位组件14上，即可定位并传送产品。

请同时参照图3和图4，每个定位组件14包括至少一对相对设置的第一定位件141，每个第一定位件141包括第一固定块1411、第一推块1412、第一弹性件1413和滚轮1414。第一固定块1411固定在流线11上，较佳的，第一固定块1411大致呈L型，以从两个方向定位产品。第一推块1412和滚轮1414分别位于第一固定块1411的相对两侧，第一推块1412与第一固定块1411活动连接且用于推动产品，第一弹性件1413设于第一推块1412与第一固定块1411之间，用于沿垂直于流线11的传送方向(第二方向Y)对第一推块1412提供弹力。滚轮1414与第一固定块1411转动连接，并用以抵持于导流机构40第一导流件41或第二导流件42。

在本实施方式中，每个定位组件14包括四个第一定位件141，四个第一定位件141排列呈方形。

第一定位件141还包括连接杆1415，连接杆1415的两端分别连接滚轮1414和第一推块1412，当导流机构40推顶滚轮1414时，滚轮1414通过连接杆1415推动第一推块1412移动。

当产品放置于定位组件14中后，相对设置的第一定位件可卡持产品，以初次定位产品。当产品由流线11传输至导流机构40处时，滚轮1414与导流机构40相抵持，从而第一推块1412二次定位产品。

在一实施方式中，定位组件14还包括两个相对设置的第二定位件142，两个第二定位件142沿流线11的传送方向(第一方向X)依次设置。每个第二定位件142包括第二固定块1421、第二推块1422和第二弹性件1423。第二固定块1421固定在流线11上，第二推块1422与第二固定块1421活动连接且用于推动产品，第二弹性件1423设于第二固定块1421和第二推块1422之间，用于沿平行于流线11的传送方向对第二推块1422提供弹力。

请参照图5，在组装机构30中，拍摄组件31设于组装组件32的一侧。在本实施方式中，拍摄组件31为CCD组件，但不限于此。拍摄组件31可对产品上的标识进行拍照，以获取产品的基准位置。

请同时参照图1、图5和图6，组装组件32包括支架321、设于支架321上的驱动件322和夹持件323，支架321连接于机械手20，驱动件322用于驱动夹持件朝向流线11运动。

组装组件32还包括设于支架321上的感应器324，感应器324用于感应产品并向控制机构50发出感应信号，控制机构50在接收所述感应信号后控制拍摄组件31对产品进行取像。感应器324可为光纤感应器，但不限于此。

在本实施方式中，组装组件32还包括浮动块325、第一导杆326和第二导杆327。浮动块325连接于夹持件朝向驱动件322的一侧；第一导杆326穿设于浮动块325上且沿垂直于流线11的第三方向Z延伸，第二导杆327穿设于浮动块325上且沿平行于流线11的第一方向X延伸，第一导杆326和第二导杆327均套设有弹性件，因此，浮动块325可沿第一方向X和第三方向Z浮动，以自适应地调整夹持件323的位置。

进一步地，驱动件322包括相连接的驱动本体3221和推动杆3222，驱动本体3221用于驱动推动杆3222沿垂直于流线11的第三方向Z运动，推动杆3222与浮动块325相连接，以带动浮动块325和夹持件323运动。

在本实施方式中，驱动本体3221为气缸，推动杆3222朝向夹持件323的端部具有第一配合部3223，浮动块325朝向推动杆3222的端部具有第二配合部3251。第一配合部3223可与第二配合部3251相卡持。

第一配合部3223可为凸起，第二配位部3251可为U型凹槽。驱动本体3221可驱动推动杆3222朝向夹持件323运动，使第一配合部3223和第二配合部3251相卡持，以带动夹持件323运动且防止浮动块325浮动。当驱动本体3221驱动推动杆3222复位时，夹持件323在弹性件的带动下自动复位。

其中，浮动块325沿第一方向X浮动可适应预组装过程的余量，浮动块325沿第三方向Z浮动可在组装时起到缓冲作用。

在本实施方式中，夹持件323包括真空吸盘，但不限于此，夹持件也可为夹爪或其他夹持机构。

自动组装装置100的使用过程如下。

首先，定位组件14夹持产品，流线11沿第一方向X传送产品，当产品被传送至对应机械手20处时，导流机构40的第一导流件41朝向第二导流件42移动，产品与第二导流件42相抵以实现靠边定位；感应器324感应到产品后向控制机构50发出感应信号，控制机构50控制拍摄组件31对产品进行取像以获取产品的基准位置。

控制机构50接收伺服马达13发出的速度信号以获取流线11实时的运行速度，并依据流线11的运行速度和产品的基准位置预测产品的组装位置并计算机械手20的运动速度，及控制机械手20按照计算得到的运动速度移动。

机械手20在接收到动作命令后，要实现自身运动速度和流线11速度一致，需要经过一个过渡期，在同步前，机械手20与产品有相对位移，以实现预组装。

接着，机械手20与流线11实现了同步运动，组装机构30的驱动件322驱动夹持件323朝向产品运动，以将夹持件上吸附的工件组装到产品上。依次循环上述过程即可。

上述自动组装装置100通过拍摄组件31获取产品的基准位置，控制机构50获取所述流线的运行速度和所述产品的基准位置，预测产品的组装位置并计算机械手的运动速度，以控制机械手与产品同步运动，然后组装组件将工件组装到产品上。上述组装装置的组装过程无需停止流线的运转，实现了在线组装，提升了组装效率，节省了组装时间和组装成本。

同时，由于上述自动组装装置100通过定位组件14和导流机构40定位工件，定位精度较高；并且，通过拍摄组件31获取产品的基准位置，有利于将工件精准地组装到产品上，提升了组装的良率。

另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种自动组装装置，包括：

传输机构，包括用于传送产品的流线；

机械手，设于所述传输机构的一侧；

组装机构，连接于所述机械手的端部，所述组装机构包括拍摄组件和组装组件，所述拍摄组件用于对传送至所述组装机构处的产品进行取像以获取产品的基准位置，所述组装组件用于将工件组装到产品上；

控制机构，耦接于所述传输机构、所述机械手和所述组装机构，所述控制机构用于获取所述流线的运行速度和所述产品的基准位置，预测产品的组装位置并计算所述机械手的运动速度，以控制所述机械手与产品同步运动；

所述自动组装装置还包括导流机构，所述导流机构包括第一导流件、第二导流件和导流驱动件，所述第一导流件和所述第二导流件分别位于所述流线的相对两侧，所述导流驱动件连接于所述第一导流件以驱动所述第一导流件靠近或远离第二导流件；

所述传输机构还包括多个定位组件，多个定位组件连接于所述流线且沿着所述流线依序设置，每个所述定位组件包括至少一对相对设置的第一定位件；及

每个所述第一定位件包括第一固定块、第一推块、第一弹性件和滚轮，所述第一固定块固定在所述流线上，所述第一推块和所述滚轮分别位于所述第一固定块的相对两侧，所述第一推块与所述第一固定块活动连接且用于推动产品，所述滚轮用以抵持于所述第一导流件或所述第二导流件，所述第一弹性件设于所述第一推块与所述第一固定块之间。

2.如权利要求1所述的自动组装装置，其特征在于，所述第一导流件和所述第二导流件的两端分别包括一弧形过渡面。

3.如权利要求1所述的自动组装装置，其特征在于，所述组装组件包括支架、设于所述支架上的驱动件和夹持件，所述支架连接于所述机械手，所述驱动件用于驱动所述夹持件朝向所述流线运动。

4.如权利要求3所述的自动组装装置，其特征在于，所述组装组件还包括浮动块、第一导杆和第二导杆；

所述浮动块连接于所述夹持件朝向所述驱动件的一侧；

所述第一导杆穿设于所述浮动块上且沿垂直于所述流线的方向延伸，所述第二导杆穿设于所述浮动块上且沿平行于所述流线的方向延伸，所述第一导杆和所述第二导杆均套设有弹性件。

5.如权利要求4所述的自动组装装置，其特征在于，所述驱动件包括相连接的驱动本体和推动杆；

所述驱动本体用于驱动所述推动杆沿垂直于所述流线的方向运动；

所述推动杆朝向所述夹持件的端部具有第一配合部，所述浮动块朝向推动杆的端部具有第二配合部，所述第一配合部可与所述第二配合部相卡持。

6.如权利要求3所述的自动组装装置，其特征在于，所述组装组件还包括设于所述支架上的感应器，所述感应器用于感应产品并向所述控制机构发出感应信号，所述控制机构在接收所述感应信号后控制所述拍摄组件对产品进行取像。

7.如权利要求1所述的自动组装装置，其特征在于，所述传输机构还包括支撑架和伺服马达，所述流线可回转地设于所述支撑架上；

所述伺服马达用于驱动所述流线回转，所述伺服马达包括编码器，所述编码器将所述伺服马达的转速发送至所述控制机构，所述控制机构依据所述转速计算所述流线的运行速度。

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