CN206967481U - 一种镜头高精度自动组装机的五轴装配机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型供一种镜头高精度自动组装机的五轴装配机械手，包括两端由固定支撑板支撑的横向轴形成的X轴、与X轴水平垂直的方向设置的料盘托板形成的Y轴、安装在滑轨连接板上的吸取并校正镜片组件，吸取镜片组件上下运动形成的Z轴，所述的滑轨连接板沿X轴滑动；还包括一块与托板持平的固定底板，在所述的固定底板上由两块支撑块支撑的丝杆形成Z轴，在丝杆上设置有沿丝杆移动的三爪气缸形成R轴。本实用新型的五轴机械手实现高精度定位装配；提高了装配效率，装配速度；增加了装配的稳定性，提高了产品良率和生产效率；减速了机器运行的故障率；将组件模块化标准化。

Description

一种镜头高精度自动组装机的五轴装配机械手

技术领域

本实用新型涉及一种镜头高精度自动组装机的五轴装配机械手。

背景技术

机械手是取料搬运组装设备中经常使用的装置，目前，镜头高精度自动组装机中，机械手是一个非常重要的设备，在镜头高精度自动组装机中，一般采用四轴装配机械手、具有X、Y、Z三维空间轴外，还有一个A轴，但没有旋转轴R轴；另外，有些镜头高精度自动组装机中只有三周转配机械手。

镜头高精度自动组装机中使用这样的机械手将会使镜头自动装置装配精度低、装配速度慢，良品低。

实用新型内容

本实用新型针对目前镜头高精度自动组装机的上述不足，提供一种镜头高精度自动组装机的五轴装配机械手。

本实用新型为实现其技术目的所采用的技术方案是：一种镜头高精度自动组装机的五轴装配机械手，包括两端由固定支撑板支撑的横向轴形成的X轴、与X轴水平垂直的方向设置的料盘托板形成的Y轴、安装在滑轨连接板上的吸取并校正镜片组件，吸取镜片组件上下运动形成的Z轴，所述的滑轨连接板沿X轴滑动；还包括一块与托板持平的固定底板，在所述的固定底板上由两块支撑块支撑的丝杆形成Z轴，在丝杆上设置有沿丝杆移动的三爪气缸形成R轴。

本实用新型的五轴机械手实现高精度定位装配；提高了装配效率，装配速度；增加了装配的稳定性，提高了产品良率和生产效率；减速了机器运行的故障率；将组件模块化标准化。

进一步的，上述的镜头高精度自动组装机的五轴装配机械手中：在所述的滑轨连接板上还设置有气管连接板，在所述的气管连接板上安装有CCD。

进一步的，上述的镜头高精度自动组装机的五轴装配机械手中：所述的吸取并校正镜片组包括镜爪、吸头、调节块、导向块和气缸；所述的调节块下面安装吸头，吸头周围是镜爪，所述的调节块调节前后左右的螺丝使吸头端部平面度和中心轴垂直度达到要求，导向块保证吸头装配后端部相对于基准面的平面度和吸头中心轴相对于基准面的垂直；所述的气缸带动吸头沿Z轴方向移动。

以下将结合附图和实施例，对本实用新型进行较为详细的说明。

附图说明

图1为本实用新型实施例五轴装配机械手结构示意图。

图2为本实用新型实施例五轴装配机械手正视图。

具体实施方式

实施例1如图1、图2所示，本实施例一种镜头高精度自动组装机的五轴装配机械手，除了具有X轴、Y轴、Z轴三轴以外还有，R轴和A轴，Z轴带动吸取镜片的吸头7沿X轴和Y轴运动实现吸头在水平面上的运动，同时，Z轴带着吸头上下运动实现吸头上下运动。R轴和A轴，Z轴带动吸取镜片

本实施例中，五轴装配机械手势高精度组装机的重要组成组件，五轴装配机械手在结构上进行了优化，精简使其具有定位精度高，运行稳定性好，运行速度快，具有很好的通用性，除了在组装机可配五轴装配机械手，在其他高精度取料搬运组装设备中均可运用。

本实施例中，X轴是由两端分别有的X轴固定板1和X轴支撑板2支撑的Y轴支撑板5，形成的一根横梁。Y轴支撑板3支撑料盘4

本实施例中，五轴机械手实现将镜框与镜片组合，镜片是放在Y轴的料盘4上，吸头7是取镜装置24中的重要部件，取镜装置24是在X轴上左右移动，吸取镜片时，X轴要将吸头7移动到Y轴料盘4的每一个镜片上方，Z轴向下移动，气缸10推出将镜片吸取，气缸10设置在一块气缸滑轨连接板12气缸缩回，Z轴上升，吸头7在X轴上移动到镜框正上方，R轴调节镜框方向，使镜片的定位槽于镜框的定位槽转动到一个方向；这里，X轴只能左右移动，不能前后移动，当X取好镜片移动到镜框上方，X轴只能左右对准不能前后对准，现在就需要A轴移动镜框前后于镜片对准。X轴、Y轴、Z轴实现取镜装置24从料般4内取下镜片移到三爪气缸17三爪上夹的镜框上面。光纤安装板16，Z轴的动力电机为松下100W伺服电机11，Z轴上下移动需要松下100W伺服电机11提供动力，Z轴电机带动吸取镜片装什么。上下移动，松下200W伺服电机15是X轴的动力电机带动取镜装置24沿X轴方向移动(左右移动)。步进电机21是Y轴的动力电机，驱动Y轴前后移动。X轴、Y轴、Z轴实现吸取镜片组件24从料盘4取镜片到位。

三爪气缸17的作用是夹紧镜框的，三爪气缸17是安装在R轴上的，R轴带着三爪气缸17旋转，三爪上夹有镜框，旋转到镜框的开口位置与镜片突起位置重合即可。当气缸吸头取好镜片移动到镜框上方，Z轴下降到指定位置，镜框于镜片通过X轴、A轴、R轴的移动完全对准，气缸向下推，将镜片装入镜框；X轴、A轴、R轴实现镜片与镜框方向对正。

气管接板13是用来转接气管的设置在CCD上后方，从左右视图上看可以很明显的看出气管接板和CCD装配的位置关系。CCD23在通过光纤安装板16实现。另外，本实施例中，由于长期在数中，该数据上有A轴固定板18，还有A轴固定板18、R轴转轴19。另外还有A轴丝杆固定板20。

Z轴上电机通电的电线、电机通信号的信号线、气缸所用气管和传感器接线都会跟着X轴左右移动，所以需要将这些线和气管都放到拖链14里面，当X轴移动的时候，就会带着拖链左右移动，这样就不会把电线和气管拉坏了.

A轴是Y方向的水平移动轴；作用是使R轴整体在Y方向可以短位移移动；.特点形程短，小巧。

本实施例中，X/Y/Z/A/R轴联动工作过程，料盘上的镜片按照给定方向摆放好，吸取镜片组件在料盘上将镜片吸起并校正，然后X轴移动，让CCD23移动到R轴正上方等待R轴三爪上放入镜框并夹紧，然后CCD23怕照并对比给出A轴，X轴坐标值和R轴旋转角度值，然后A轴，X轴按照CCD拍照后给出的坐标值移动到位和R轴按照CCD拍照后给出的旋转角度旋转到位，然后Z轴下移，气缸下移将镜片装入镜框并压到位。

R轴使旋转轴；R轴是在A轴上前后移动；通过CCD拍照后给出的坐标值将X/A/R结合起来。X/Y/Z取料是通过设定料盘取料起点坐标，X/Y走设定的阵列坐标即可。

吸取镜片组件24是安装在Z轴上的；是吸头从料盘中取料后，移动到三爪气缸夹紧的镜框里进行装配预打压；A轴的作用是让镜框移动到CCD拍照后所给的A轴坐标值，目的让镜片和镜框对准。

使用环境，镜框与镜片和隔圈的装配有方向性，镜片的外形结构是可以在镜片料盘做方向限位的，可以保证每次取镜片都是这个方向；镜框外形是圆的不可方向限位，镜框的限位槽在三爪夹紧后是朝着什么方向我们是不确定的。

X和Z轴采用丝杠加伺服驱动的结构，能保证X/Z轴移动时的高速高位置精度；Y/A/R都属于短行程运动轴采用选用进口步进电机，所以Y/A/R轴的运动/定位精度也可以得到保证；A轴带动R轴移动采用双导轨滑块进行导向与限位；R轴所用的旋转轴承选用进口轴承，其旋转零件关键尺寸选用了高的公差，可保证R轴的旋转同轴度在0.015mm以内。

增加了CCD视觉图像处理***，减少镜框做定位的时间，用机械的方式做镜框方向定位很难需要很复杂的结构；通过以上三点，可以保证装配速度，装配效率，产品良率生产效率，好的稳定性和少的机械故障率；

各运动轴的选型，各零件的尺寸大小都有标准的要求；针对该行业的不同客户我们运动轴的外形尺寸、行程、载荷都可以通用，只需要更换吸头、镜头爪、料盘、镜框手指就可以实现组件配件的之间的互换；不同工位的运动轴也可以实现组件互换；一台组件机很多工位都是用同一款五轴机械进行组装的；基本实现了模块化和标准化。

吸取并校正镜片组24包括镜爪6、吸头7、调节块8、导向块9和气缸10；调节块8下面安装吸头7，吸头7周围是镜爪6，调节块8调节前后左右的螺丝使吸头7端部平面度和中心轴垂直度达到要求，导向块9保证吸头7装配后端部相对于基准面的平面度和吸头7中心轴相对于基准面的垂直；气缸10带动吸头7沿Z轴方向移动。

本实施例中调节块8下面安装的是吸头7，吸头7装配后端部相对于基准面的平面度要达到±0.005mm和吸头7中心轴相对于基准面的垂直度达到φ0.005mm，由于零件加工会出现误差，装配吸头端部的平面度和吸头中心轴的垂直度往往达不到±0.005mm，所以需要调节调节块前后左右的螺丝使吸头端部平面度和中心轴垂直度达到±0.005mm，这样才能保证吸取镜片稳定性和吸头装镜片时的位置精度；A轴丝杆固定板20、Y轴定位板22和步进电机21。如图2所示。

为了保证吸头装配后端部相对于基准面的平面度和吸头中心轴相对于基准面的垂直度，导向块9上装配了两个滑块，用标准导轨和滑块之间的高精密配合才保证吸头端部的平面度和中心轴的垂直度，但是由于导轨装配和导向块的装配都会存在误差所有增加了上诉的调剂块。

吸头7通过螺纹连接在调节块8上，调节块8和吸头7的螺纹连接处都有定位面，定位面用于定位螺纹用于拧紧；调节块8是靠四颗螺丝固定在导向块9上的；导向块9比调节块长；镜爪没有于导向块9和调节块8连接是独立分开的，镜爪是装配后的独立的手指气缸上，只是两个镜爪闭合时的校正位中心孔于吸头中心轴是同轴的。气缸10是下压装配气缸，当Z轴下降到指定高度，气缸10向下推并带动吸头向下移动，气缸10走到行程时，吸头端部刚好于镜片接触并把吸头吸起，气缸上升走到上限位行程时，吸头端部的镜片刚好在两个镜爪中间，镜爪闭合正好把镜爪和吸头中心轴夹中轴，然后吸头移动到镜框正上方，Z轴下降到一定高度，镜爪气缸松开，气缸10向下压，将镜片装入镜框并压到位。

本实施例的五轴装置机械手取件的运动流程如下：

1、吸头从料盘取出镜片，X轴移动，将CCD送到拍照位置。

2、拍完照后相机与PLC通信。

3、R轴，X轴、A轴同时动作，移动或者旋转到CCD给出的坐标。

4、Z轴带着吸头向下运动，将镜片装入镜框内。

Claims (3)

1.一种镜头高精度自动组装机的五轴装配机械手，包括两端由固定支撑板(2)支撑的横向轴(5)形成的X轴、与X轴所在的水平面垂直的方向设置的料盘(4)，料盘(4)的托板(3)形成的Y轴、安装在滑轨连接板(12)上的吸取镜片组件(24)，吸取镜片组件(24)上下运动形成的Z轴，所述的滑轨连接板(12)沿X轴滑动；其特征在于：还包括一块与托板(3)持平的固定底板(18)，在所述的固定底板(18)上由两块支撑块(20)支撑的丝杆形成A轴，在丝杆上设置有沿丝杆移动的三爪气缸(17)形成R轴，所述的R轴是旋转轴。

2.根据权利要求1所述的镜头高精度自动组装机的五轴装配机械手，其特征在于：在所述的滑轨连接板(12)上还设置有气管连接板(13)，在所述的气管连接板(13)上安装有CCD(23)。

3.根据权利要求1所述的镜头高精度自动组装机的五轴装配机械手，其特征在于：所述的吸取并校正镜片组(24)包括镜爪(6)、吸头(7)、调节块(8)、导向块(9)和气缸(10)；所述的调节块(8)下面安装吸头(7)，吸头(7)周围是镜爪(6)，所述的调节块(8)调节前后左右的螺丝使吸头(7)端部平面度和中心轴垂直度达到要求，导向块(9)保证吸头(7)装配后端部相对于基准面的平面度和吸头(7)中心轴相对于基准面的垂直；所述的气缸(10)带动吸头(7)沿Z轴方向移动。