CN220240572U - 一种多功能的气缸装配设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能的气缸装配设备，包括：基础台架，所述基础台架设有工作台，所述工作台上设有机器人组件、快换抓手库、气缸装配模块A、气缸装配模块B和缓冲接驳单元；所述机器人组件包括由机器人底座、机器人和抓手工装，所述机器人设于机器人底座上，所述机器人底座与工作台固定，所述抓手工装设于机器人的执行端；所述快换抓手库包括与抓手工装配合的子抓手及用于安装子抓手的安装支架；所述气缸装配模块A和气缸装配模块B位于机器人侧部，用于将机器人提供气缸装配部件进行装配；所述缓冲接驳单元用于运送缸体、活塞以及已装配完的气缸。

Description

一种多功能的气缸装配设备

技术领域

本实用新型涉及一种多功能的气缸装配设备，属于工业控制技术领域。

背景技术

目前，随着工业4.0时代发展，很多重复性，简单化的工艺工序都会选择自动化产品代替人工劳动，减轻了工人的劳动强度，企业也大大的减少人力成本的投入。随之企业需要的是能够设计设备、装配设备、操作设备，检测设备、维修设备等技术性较高的技术人员。在这样的背景下，就需要培养出在机电一体化设备和机器人应用方面的设计、装配、开发调试等综合能力强的技术人员。

针对以上需求，我们设计一款多功能的气缸装配设备不但可用于不同层次、不同技能水平要求的中、高职院校及应用型本科院校的一线教学实验实训需求，还能够作为企业、行业的职业技能培训设备使用。目前市场现有气缸装配设备主要还是用于工厂实际装配使用，结构复杂，体积庞大，装配工序较为复杂，设备功能单一，成本较高，不适应用于教学领域的应用与学习。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多功能的气缸装配设备，以解决现有气缸装配设备主要还是用于工厂实际装配使用，结构复杂，体积庞大，装配工序较为复杂的缺陷。

一种多功能的气缸装配设备，包括：

基础台架，所述基础台架设有工作台，所述工作台上设有机器人组件、快换抓手库、气缸装配模块A、气缸装配模块B和缓冲接驳单元；

所述机器人组件包括由机器人底座、机器人和抓手工装，所述机器人设于机器人底座上，所述机器人底座与工作台固定，所述抓手工装设于机器人的执行端；

所述快换抓手库包括与抓手工装配合的子抓手及用于安装子抓手的安装支架；

所述气缸装配模块A和气缸装配模块B位于机器人侧部，用于将机器人提供气缸装配部件进行装配；

所述缓冲接驳单元用于运送缸体、活塞以及已装配完的气缸。

进一步地，所述子抓手包括搬运子抓手、吸盘子抓手、电动螺丝刀子抓手、打磨机画笔子抓手、焊枪与胶枪子抓手，每个子抓手上设有与抓手工装的电极母座匹配的电极公座。

进一步地，所述工作台内部上层固定带有滑轨的元件安装板，所述安装板下部设置机器人控制器。

进一步地，所述气缸装配模块A包括支撑框架，所述支撑框架上设有双螺钉供料单元、上缸盖供料单元和下缸盖供料单元，所述上缸盖供料单元和下缸盖供料单元结构相同。

进一步地，所述双螺钉供料单元包括螺钉供料安装支架一、笔形气缸一、推块一、螺钉供料仓、螺钉到位定位块、螺钉和螺钉检测传感器；所述笔形气缸一固定于螺钉供料安装支一架上，所述推块一固定在笔形气缸一上，所述螺钉放置于螺钉供料仓内，并将螺钉供料仓固定于螺钉供料安装支架一上，所述笔形气缸一推动推块一将螺钉供料仓内螺钉推至螺钉到位定位块位置，螺钉检测传感器用于检测螺钉是否到位。

进一步地，所述上缸盖供料单元包括上缸盖供料支架、笔形气缸二、推块二、缸盖供料仓、上端盖、端盖定位块和缸盖传感器；所述笔形气缸二固定于缸盖供料支架上，所述推块二固定在笔形气缸一上，所述上端盖放置于缸盖供料仓内，并将缸盖供料仓固定于支架上，所述笔形气缸二推动推块二将缸盖供料仓内上端盖推至端盖定位块位置，缸盖传感器用于检测上端盖是否到位。

进一步地，所述气缸装配模块B包括支撑框架二，所述支撑框架二上设有缸体定位块、夹紧定位块、定位块缓存区、螺钉定位块、活塞缓存区、气缸翻转平台和气缸装配区，所述缸体定位块和笔形气缸三分别固定于支撑框架二上、夹紧定位块与笔形气缸三固定，笔形气缸三带动夹紧定位块夹紧装配气缸于缸体定位块。

进一步地，所述缓冲接驳单元包括接驳支撑框架、传输带以及托盘，所述托盘放于传输带上，所述托盘上用于放置活塞、缸体、已装配完的气缸以及用于运送装配完的气缸。

进一步地，所述基础台架设有触摸屏组件单元，所述触摸屏组件单元由触摸屏、按钮以及触摸屏支架组成。

进一步地，所述工作台两侧采用双开门，并设置有散热风机，所述工作台上面四周安装有机玻璃。

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果：

1、本实用新型采用模块化功能设计，所有功能模块均固定在基础台架上，以方便快速更换功能模块。***通过切换不同的机器人应用功能模块的配套抓手，可实现机器人搬运、模拟打磨抛光、模拟焊接、轨迹模拟、气缸装配等多种机器人典型应用技术。该设备综合了自动控制、位置控制、电机控制、气动控制、可编程控制器、触摸屏组态软件开发、传感器、机器人等技术，是典型的机电一体化控制、机器人应用设备。

2、本实用新型可完成一整套气缸装配流程，同时也可以完成典型应用训练如模拟焊接、模拟抛光、模拟码垛等专业加工训练的运行操作。也可以在目前设备的基础上实现更多的功能和应用，既源于生产实际、又符合教学规律要求，便于教师带领学生开展多项专业教学实验。

附图说明

图1是本实用新型设备总图结构；

图2是本实用新型俯视图；

图3是本实用新型基础台架示意图；

图4是本实用新型机器人组件示意图；

图5是本实用新型快换抓手库示意图；

图6是本实用新型子抓手类型示意图；

图7是本实用新型气缸装配模块A示意图；

图8是本实用新型双螺钉供料单元示意图；

图9是本实用新型上缸盖供料单元图；

图10是本实用新型下缸盖供料单元图；

图11是本实用新型气缸装配模块B

图12是本实用新型缓冲接驳单元

图13是本实用新型触摸屏组件单元。

实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

如图1-图13所示，公开了一种多功能的气缸装配设备，包括：

基础台架1由工业铝型材搭建而成，下面安装重型脚轮9和支撑脚杯10，工作台内部采用分层设计，上部固定带有滑轨的电气控制***元件安装板11，安装板11可以从基础台架1内部抽出，方便调试；安装板11下部放摆放机器人控制器12；同时工作台左右两侧都采用双开门设计，并在后面配备散热风机13，方便机器人等控制柜的安装和散热；工作台上面四周安装有机玻璃，方便观察设备运行过程和工况。

机器人组件2是由机器人底座14、机器人15和抓手工装16组成，抓手工装16上安装电极母座17，与快换抓手库3里的子抓手配合实现机器人相对应的功能。

快换抓手库3是由安装支架18和子抓手组成，子抓手有搬运子抓手19、吸盘子抓手20、电动螺丝刀子抓手21、打磨机画笔子抓手22、焊枪与胶枪子抓手23。每个子抓手上都安装电极公座。

气缸装配模块A4是由支撑框架24、双螺钉供料单元25、上缸盖供料单元26以及下缸盖供料单元27组成。三个供料单元出料口都设有传感器检测出料情况。三个供料单元分别提供螺钉31、上缸盖39和下缸盖42。

双螺钉供料单元25是由螺钉供料安装支架一32、笔形气缸一28、推块一29、螺钉供料仓30、螺钉到位定位块34、螺钉31以及螺钉检测传感器33组成。笔形气缸一28固定于螺钉供料安装支架一32上，推块一29固定在笔形气缸一28上，螺钉31放置于螺钉供料仓30内，并将螺钉供料仓30固定于螺钉供料安装支架一32上，笔形气缸一28推动推块一29将螺钉供料仓30内螺钉31推至螺钉到位定位块34位置，螺钉检测传感器33用于检测螺钉31是否到位。

上缸盖供料单元26是由上缸盖供料支架38、笔形气缸二35、推块二36、缸盖供料仓37、上端盖39、端盖定位块41以及缸盖传感器40等组成。笔形气缸二35固定于缸盖供料支架38上，推块二36固定在笔形气缸二35上，上端盖39放置于缸盖供料仓37内，并将缸盖供料仓37固定于支架38上，笔形气缸二35推动推块二36将缸盖供料仓37内上端盖39推至端盖定位块41位置，缸盖传感器40用于检测上端盖39是否到位。

下缸盖供料单元27与上缸盖供料单元26结构一致。

气缸装配模块B5是由支撑框架43、定位块缓存区47、螺钉定位块48、活塞缓存区50、气缸翻转平台51以及气缸装配区组成。气缸装配区的缸体定位块44和笔形气缸三46分别固定于支撑框架43上、夹紧定位块45与笔形气缸三46固定，笔形气缸三46带动夹紧定位块45夹紧装配气缸于缸体定位块44；

缓冲接驳单元6是由接驳支撑框架52、传输带53以及托盘54组成。托盘54放于传输带53上，托盘54上可放置活塞49、缸体58以及已装配完的气缸，用于运送缸体58、活塞49以及已装配完的气缸；

触摸屏组件单元7是由触摸屏55、按钮56以及触摸屏支架57组成。

气源组件8是由电磁阀、过滤减压阀以及支架等组成。

多功能的气缸装配设备的具体工作方式为：

首先分别将活塞49和缸体58放置于缓冲接驳单元6上的托盘54内，缓冲接驳单元6开始运行，将托盘54运至指定位置，缓冲接驳单元6暂停；

机器人组件2上的机械手臂至快换抓手库3换上搬运子抓手19，机器人15带动搬运子抓手19至托盘54上抓取缸体58放置气缸装配模块B5装配区的支撑框架43上，笔形气缸46带动夹紧定位块45将缸体58夹紧至缸体定位块44，机器人15带动搬运子抓手19再至托盘54上抓取活塞49放置气缸装配模块B5的活塞缓存区50；

气缸装配模块A4的双螺钉供料单元25，上缸盖供料单元26和下缸盖供料单元27都开始工作。双螺钉供料单元25，螺钉供料仓30先装螺钉31，笔形气缸一28带动推块29将螺钉供料仓30里的螺钉31两两推出至螺钉到位定位块34，螺钉检测传感器33检测螺钉31是否到位；上缸盖供料单元26，先将上端盖39装至缸盖供料仓37内，笔形气缸二35带动推块二36将上端盖推至端盖定位块41，缸盖传感器40检测缸盖是否到位；下缸盖供料单元27与上缸盖供料单元26工作方式一致；

机器人15带动搬运子抓手19至气缸装配模块A4抓取下端盖42，将其搬运至气缸装配模块B5的缸体58上；搬运子抓手19至定位块缓存区47抓取螺钉定位块48，将螺钉定位块48放置气缸装配模块B5的下缸盖42上，螺钉定位块48开定位孔可以将气缸装配模块B5的缸体58和下缸盖42再次定位，螺钉定位块48与下缸盖42接触面开4个孔，用于螺钉安装定位。接下来，机器人组件2上的机械手臂将搬运子抓手19放置快换抓手库3的指定位置上，再换上吸盘子抓手20，吸盘子抓手20至气缸装配模块A4一次性吸取4个螺钉31，将螺钉31放置螺钉定位块48的安装孔内，机器人15抓手再至快换抓手库3更换上电动螺丝刀子抓手21，机器人15带动电动螺丝刀子抓手21将螺钉锁紧；

机器人15抓手再至快换抓手库3换上搬运子抓手19，气缸装配模块B5的笔形气缸46缩回，搬运子抓手19将未装配完的气缸抓起，放置气缸翻转平台51上，机械手旋转，搬运子抓手19从未装配完的气缸侧面垂直抓取，机械手带动气缸旋转180°，将下缸盖42朝下，放置于气缸翻转平台51上；搬运子抓手19再竖直方向重新抓取气缸放置装配区，笔形气缸46再次带动夹紧定位块45将缸体58夹紧至缸体定位块44；搬运子抓手19将活塞49放置装配区的缸体58内，再至上缸盖供料单元26抓取上端盖39，将其放置于装配区的缸体58上，再将螺钉定位块48放置上端盖39上；机器人15抓手再至快换抓手库3更换上吸盘子抓手20，吸盘子抓手20至气缸装配模块A4一次性吸取4个螺钉31，将螺钉31放置螺钉定位块48的安装孔内，机器人15抓手再至快换抓手库3换上电动螺丝刀子抓手21，机器人15带动电动螺丝刀子抓手21将螺钉锁紧；

整个气缸装配完，机器人15抓手再至快换抓手库3换上搬运子抓手19，气缸装配模块B5的笔形气缸46缩回，搬运子抓手19将已装配完气缸放置托盘54上，缓冲接驳单元6开始工作，将气缸运送出工作站。

气缸经过以上步骤就完成装配。快换抓手库3也可以安装打磨机画笔子抓手22和焊枪与胶枪子抓手23，与机器人组件2配合，能完成典型应用训练如模拟焊接、模拟抛光、模拟码垛等专业加工训练的运行操作。同时，通过PLC控制，对触摸屏组件单元7进行操作可以实现单机运行，也能够与其他设备做联机的配合。

本实用新型整体结构紧凑，体积小，结构稳定，方便教学使用。设备也能实现多种功能的应用，如气缸装配、模拟焊接、模拟抛光、模拟码垛等功能，在该设备功能的基础上也可以研发出更多的加工和应用。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种多功能的气缸装配设备，其特征在于，包括：

基础台架（1），所述基础台架（1）设有工作台，所述工作台上设有机器人组件（2）、快换抓手库（3）、气缸装配模块A（4）、气缸装配模块B（5）和缓冲接驳单元（6）；

所述机器人组件（2）包括由机器人底座（14）、机器人（15）和抓手工装（16），所述机器人（15）设于机器人底座（14）上，所述机器人底座（14）与工作台固定，所述抓手工装（16）设于机器人（15）的执行端；

所述快换抓手库（3）包括与抓手工装（16）配合的子抓手及用于安装子抓手的安装支架（18）；

所述气缸装配模块A（4）和气缸装配模块B（5）位于机器人（15）侧部，用于将机器人（15）提供气缸装配部件进行装配；

所述缓冲接驳单元（6）用于运送缸体（58）、活塞（49）以及已装配完的气缸。

2.根据权利要求1所述的多功能的气缸装配设备，其特征在于，所述子抓手包括搬运子抓手（19）、吸盘子抓手（20）、电动螺丝刀子抓手（21）、打磨机画笔子抓手（22）、焊枪与胶枪子抓手（23），每个子抓手上设有与抓手工装（16）的电极母座（17）匹配的电极公座。

3.根据权利要求1所述的多功能的气缸装配设备，其特征在于，所述工作台内部上层固定带有滑轨的元件安装板（11），所述安装板（11）下部设置机器人控制器（12）。

4.根据权利要求1所述的多功能的气缸装配设备，其特征在于，所述气缸装配模块A（4）包括支撑框架（24），所述支撑框架（24）上设有双螺钉供料单元（25）、上缸盖供料单元（26）和下缸盖供料单元（27），所述上缸盖供料单元（26）和下缸盖供料单元（27）结构相同。

5.根据权利要求4所述的多功能的气缸装配设备，其特征在于，所述双螺钉供料单元（25）包括螺钉供料安装支架一（32）、笔形气缸一（28）、推块一（29）、螺钉供料仓（30）、螺钉到位定位块（34）、螺钉（31）和螺钉检测传感器（33）；所述笔形气缸一（28）固定于螺钉供料安装支架一（32）上，所述推块一（29）固定在笔形气缸一（28）上，所述螺钉（31）放置于螺钉供料仓（30）内，并将螺钉供料仓（30）固定于螺钉供料安装支架一（32）上，所述笔形气缸一（28）推动推块一（29）将螺钉供料仓（30）内螺钉（31）推至螺钉到位定位块（34）位置，螺钉检测传感器（33）用于检测螺钉（31）是否到位。

6.根据权利要求5所述的多功能的气缸装配设备，其特征在于，所述上缸盖供料单元（26）包括上缸盖供料支架（38）、笔形气缸二（35）、推块二（36）、缸盖供料仓（37）、上端盖（39）、端盖定位块（41）和缸盖传感器（40）；所述笔形气缸二（35）固定于缸盖供料支架（38）上，所述推块二（36）固定在笔形气缸二（35）上，所述上端盖（39）放置于缸盖供料仓（37）内，并将缸盖供料仓（37）固定于支架（38）上，所述笔形气缸二（35）推动推块二（36）将缸盖供料仓（37）内上端盖（39）推至端盖定位块（41）位置，缸盖传感器（40）用于检测上端盖（39）是否到位。

7.根据权利要求1所述的多功能的气缸装配设备，其特征在于，所述气缸装配模块B（5）包括支撑框架二（43），所述支撑框架二（43）上设有缸体定位块（44）、夹紧定位块（45）、定位块缓存区（47）、螺钉定位块（48）、活塞缓存区（50）、气缸翻转平台（51）和气缸装配区，所述缸体定位块（44）和笔形气缸三（46）分别固定于支撑框架二（43）上、夹紧定位块（45）与笔形气缸三（46）固定，笔形气缸三（46）带动夹紧定位块（45）夹紧装配气缸于缸体定位块（44）。

8.根据权利要求1所述的多功能的气缸装配设备，其特征在于，所述缓冲接驳单元（6）包括接驳支撑框架（52）、传输带（53）以及托盘（54），所述托盘（54）放于传输带（53）上，所述托盘（54）上用于放置活塞（49）、缸体（58）、已装配完的气缸以及用于运送装配完的气缸。

9.根据权利要求1所述的多功能的气缸装配设备，其特征在于，所述基础台架（1）设有触摸屏组件单元（7），所述触摸屏组件单元（7）由触摸屏（55）、按钮（56）以及触摸屏支架（57）组成。

10.根据权利要求1所述的多功能的气缸装配设备，其特征在于，所述工作台两侧采用双开门，并设置有散热风机（13），所述工作台上面四周安装有机玻璃。