CN115939905A - 机器人高速插针机 - Google Patents

Abstract

本发明适用于自动化插针技术领域，提供了机器人高速插针机，上下料机构，用于完成插针治具的上下料、对插针治具进行顶升以及对插针治具进行定位；机器人插针视觉影像检测***，用于检测PIN针的角度和垂直度以及对插针治具进行视觉引导；四轴机器人插针机构，用于抓取PIN针和插针，以及对***力进行实时监测；检测机构，用于按压PIN针以及对PIN针压入的深度进行检测。本发明实现了在插针治具上自动化插针，能够实时检测每根PIN针的***力，对***状态进行监控并反馈至PLC控制***，与现有的技术相比较，本发明具有插针角度灵活、结构简单、好调试、效率高、智能化程度高、人机交互等优点。

Description

机器人高速插针机

技术领域

本发明属于自动化插针技术领域，尤其涉及机器人高速插针机。

背景技术

目前国内外对于自动化插针，普遍采用旋转组件取料插针、两轴模组对盘状治具上下料和视觉检测组件搭配的方式进行组合。具有成本低、通用性较高等优点。但对卷料裁切后的PIN针缺少毛刺、角度和歪斜等来料检测功能，且多为单工位上下料，上下料过程中插针位需停止动作进行等待，同时插针角度不够灵活，更换不同插针角度的产品时，需要增加载具旋转组件，且旋转插针组件调试难度大、调试时间长、不能满足多种角度和高效率的插针需要。为此我们提出机器人高速插针机。

发明内容

本发明的目的在于提供机器人高速插针机，旨在解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

机器人高速插针机，包括机架，还包括：

上下料机构，所述上下料机构用于完成插针治具的上下料、对插针治具进行顶升以及对插针治具进行定位；

机器人插针视觉影像检测***，所述机器人插针视觉影像检测***用于检测PIN针的角度和垂直度以及对插针治具进行视觉引导；

四轴机器人插针机构，所述四轴机器人插针机构用于抓取PIN针和插针，以及对***力进行实时监测；

检测机构，所述检测机构用于按压PIN针以及对PIN针压入的深度进行检测。

进一步的，所述上下料机构包括DD马达、侧推气缸和两组凸轮顶升结构，所述DD马达的输出端设有转盘，所述转盘上设有载具。

进一步的，所述机器人插针视觉影像检测***包括：

来料视觉检测结构，所述来料视觉检测结构用于检测PIN针的角度和垂直度；

插针引导视觉结构，所述插针引导视觉结构用于对载具上的插针治具进行视觉引导。

进一步的，所述四轴机器人插针机构包括四轴机器人和机器人头部。

进一步的，所述机器人头部由夹爪气缸、吹气顶杆和压力传感器组成，所述夹爪气缸的输出端设有夹爪，所述压力传感器与吹气顶杆连接。

进一步的，所述检测机构包括：

两轴高度检测模组，所述两轴高度检测模组用于对PIN针的高度进行检测；

压针组件，所述压针组件用于按压PIN针。

进一步的，所述两轴高度检测模组包括激光位移传感器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

该机器人高速插针机，实现了在插针治具上自动化插针，能够实时检测每根PIN针的***力，对***状态进行监控并反馈至***，与现有的技术相比较，本发明具有插针角度灵活、结构简单、好调试、效率高、智能化程度高、人机交互等优点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明部分上下料机构的俯视结构示意图。

图3为本发明部分上下料机构的侧视结构示意图。

图4为本发明机器人头部的立体结构示意图。

图5为本发明来料视觉检测结构的立体结构示意图。

图6为本发明插针引导视觉结构的立体结构示意图。

图7为本发明检测机构的立体结构示意图。

图中：上下料机构1、DD马达11、侧推气缸12、凸轮顶升结构13、转盘14、载具15、插针治具16、四轴机器人21、夹爪气缸22、吹气顶杆23、压力传感器24、夹爪25、来料视觉检测结构3、振动盘取料位4、插针引导视觉结构5、压针组件6、两轴高度检测模组7。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。

如图1-7所示，为本发明一个实施例提供的机器人高速插针机，包括机架，还包括：

上下料机构1，所述上下料机构1用于完成插针治具16的上下料、对插针治具16进行顶升以及对插针治具16进行定位；

机器人插针视觉影像检测***，所述机器人插针视觉影像检测***用于检测PIN针的角度和垂直度以及对插针治具16进行视觉引导；

四轴机器人21插针机构，所述四轴机器人21插针机构用于抓取PIN针和插针，以及对***力进行实时监测；

检测机构，所述检测机构用于按压PIN针以及对PIN针压入的深度进行检测。

如图1-3所示，作为本发明的一种优选实施例，所述上下料机构1包括DD马达11、侧推气缸12和两组凸轮顶升结构13，所述DD马达11的输出端设有转盘14，所述转盘14上设有载具15。

本发明实施例中，优选的，DD马达11具有高速、高精度的优点；凸轮顶升结构13具有自锁性，可承受很大的负载，防止下压力过大或机器人撞机导致DD马达11电机报警，同时防止转盘14平面度差导致插针治具16倾斜而插针不顺畅。上料四轴机器人21抓取插针治具16放到上下料位的载具15上，光电传感器感应到插针治具16，DD马达11逆时针旋转90°将治具送至插针位18，完成动作；机器人插针位18的光电传感器感应到治具到位，凸轮顶升结构13动作，将载具15连同治具顶升1mm，使得插针治具16脱离转盘14，侧推气缸12伸出并将插针治具16顶紧，防止插针治具16在插针过程中晃动导致机器人插针不准，完成动作。

如图1-6所示，作为本发明的一种优选实施例，所述机器人插针视觉影像检测***包括：

来料视觉检测结构3，所述来料视觉检测结构3用于检测PIN针的角度和垂直度；

插针引导视觉结构5，所述插针引导视觉结构5用于对载具15上的插针治具16进行视觉引导。

本发明实施例中，优选的，插针引导视觉结构5拍摄顶升后的插针治具16与标定基准偏差，将信息反馈至到PLC控制***，使四轴机器人21的插针位置和角度准确，完成动作；四轴机器人21从振动盘取针，经过来料视觉检测结构3，对PIN针的角度(来料角度检测32)和垂直度（来料垂直检测31）进行判断，OK料运动到插针治具16上方进行预插针，NG料送至NG料盒，如此往复动作，直至插针治具16插满24根PIN针后，侧推气缸12缩回，凸轮顶升气缸回撤，插针治具16下落至转盘14上，DD马达11旋转180°，将插针治具16送至检测机构，完成动作。

如图1和图4所示，作为本发明的一种优选实施例，所述四轴机器人21插针机构包括四轴机器人21和机器人头部。

本发明实施例中，优选的，采用爱普生四轴机器人21，机器人自身的重复精度为±0.05mm，头部最大载重量为3kg。

如图4所示，作为本发明的一种优选实施例，所述机器人头部由夹爪气缸22、吹气顶杆23和压力传感器24组成，所述夹爪气缸22的输出端设有夹爪25，所述压力传感器24与吹气顶杆23连接。

本发明实施例中，优选的，夹爪25在夹紧前需用吹气顶杆23对PIN针的圆柱上表面进行抵紧，以顶部限位，压针时可由顶针受力，同时也能防止PIN针歪斜，夹爪25采用V字形对PIN针圆柱段夹紧。压力传感器24采用直线导轨与吹气顶杆23硬连接；在未插针时，压力传感器24显示拉力数值，在振动盘取料位4吹气顶杆23接触到PIN针后显示压力数值，在插针时，又可以实时检测***压力的变化，压力过大时默认***异常，需要重新抓取PIN针。

如图1所示，作为本发明的一种优选实施例，所述检测机构包括：

两轴高度检测模组7，所述两轴高度检测模组7用于对PIN针的高度进行检测；

压针组件6，所述压针组件6用于按压PIN针。

本发明实施例中，优选的，压针功能主要由一压针治具在插针治具16正上方相同PIN孔位置开设相同数量的顶针孔，通过在顶针上端放置压缩弹簧对顶针施加向下的预压力，在压针治具下压的过程中，压针治具上的导向杆首先与插针治具16上定位销相配合，随后顶针压入PIN孔内，若孔内PIN针未到位则会将顶针顶出相同高度。检测机构检测位17的光电传感器感应到插针治具16，凸轮顶升气缸动作，将插针治具16顶升1mm，使其脱离转盘14，压针组件6气缸缩回，压针组件6将未插到位PIN针压到位并保持，两轴高度检测模组7运动，依次对顶针高度进行检测，判断PIN是否全部***到位，检测完成后，压针组件6气缸伸出，凸轮顶出气缸回撤，插针治具16下落至转盘14并随转盘14运动至下料位，完成动作。

如图1所示，作为本发明的一种优选实施例，所述两轴高度检测模组7包括激光位移传感器。

本发明实施例中，优选的，若出现没有压到位的情况，顶针会比正常情况高出一定距离，此时用激光位移传感器进行逐一检测，并将检测信息反馈至PLC控制***，这样插针异常治具在通过下料位下料时就由四轴机器人21抓取到NG流道。

本发明的工作原理是：

该机器人高速插针机，空插针治具16上料，上料位的光电传感器感应到位，DD马达11旋转90°将插针治具16送到插针位18，完成动作；插针位18的光电传感器感应到插针治具16，凸轮顶升气缸动作，将载具15连同插针治具16顶升1mm，使其脱离转盘14，侧推气缸12伸出，对插针治具16进行侧向压紧，完成动作；插针引导视觉结构5拍摄顶升后的插针治具16与标定基准偏差，将信息反馈至到PLC控制***，使机器人插针位置和角度准确，完成动作；四轴机器人21从振动盘取针，经过来料视觉检测结构3，对PIN针的角度和垂直度进行判断，OK料运动到插针治具16上方进行预插针，NG料送至NG料盒，如此往复动作，直至插针治具16插满24根PIN针后，侧推气缸12缩回，凸轮顶升气缸回撤，插针治具16下落至转盘14，DD马达11旋转180°将插针治具16送至检测机构，完成动作；检测机构检测位17的光电传感器感应到插针治具16，凸轮顶升气缸动作，将插针治具16顶升1mm脱离转盘14，压针组件6气缸缩回，压针组件6将未插到位PIN针压到位并保持，两轴高度检测模组7运动，依次对顶针高度进行检测，判断PIN针是否全部***到位，检测完成后，压针组件6气缸伸出，凸轮顶出气缸回撤，插针治具16下落至转盘14并随转盘14运动至下料位，完成动作。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些均不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (7)

1.机器人高速插针机，包括机架，其特征在于，还包括：

上下料机构，所述上下料机构用于完成插针治具的上下料、对插针治具进行顶升以及对插针治具进行定位；

机器人插针视觉影像检测***，所述机器人插针视觉影像检测***用于检测PIN针的角度和垂直度以及对插针治具进行视觉引导；

四轴机器人插针机构，所述四轴机器人插针机构用于抓取PIN针和插针，以及对***力进行实时监测；

检测机构，所述检测机构用于按压PIN针以及对PIN针压入的深度进行检测。

2.根据权利要求1所述的机器人高速插针机，其特征在于，所述上下料机构包括DD马达、侧推气缸和两组凸轮顶升结构，所述DD马达的输出端设有转盘，所述转盘上设有载具。

3.根据权利要求1所述的机器人高速插针机，其特征在于，所述机器人插针视觉影像检测***包括：

来料视觉检测结构，所述来料视觉检测结构用于检测PIN针的角度和垂直度；

插针引导视觉结构，所述插针引导视觉结构用于对载具上的插针治具进行视觉引导。

4.根据权利要求1所述的机器人高速插针机，其特征在于，所述四轴机器人插针机构包括四轴机器人和机器人头部。

5.根据权利要求3所述的机器人高速插针机，其特征在于，所述机器人头部由夹爪气缸、吹气顶杆和压力传感器组成，所述夹爪气缸的输出端设有夹爪，所述压力传感器与吹气顶杆连接。

6.根据权利要求1所述的机器人高速插针机，其特征在于，所述检测机构包括：

两轴高度检测模组，所述两轴高度检测模组用于对PIN针的高度进行检测；

压针组件，所述压针组件用于按压PIN针。

7.根据权利要求6所述的机器人高速插针机，其特征在于，所述两轴高度检测模组包括激光位移传感器。

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