專利名稱：零件的自動對位裝配系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及零件的自動對位裝配設備領域，具體涉及一種自動檢測和調整零件方位以及零件裝配的系統(tǒng)。
背景技術：
隨著勞動力的成本上升，以及企業(yè)對生產效率的要求，越來越多的自動化設備已經引進到企業(yè)，代替人工操作，從而提高生產效率，以及降低零件的生產成本。工業(yè)自動化生產中常常要求零件按一定的方位朝向裝配到一起。但是每一批零件往往不具有統(tǒng)一的方位朝向，傳統(tǒng)生產中往往依靠人工逐個完成方位調整對齊的工作，重復勞動工作量大，精度低，效率低。因此，需要開發(fā)出一種零件的自動對位裝配系統(tǒng)，代替人工操作，提高生產效率，以降低零件的生產成本。公開號為CN 101487686A的中國專利申請公開了一種用于薄板件裝配工裝的檢測調整裝置及其方法，該裝置包括柔性安裝裝置及在線實時檢測調整機構，在線實時檢測調整機構通過銷釘螺釘安裝在柔性安裝裝置上；所述柔性安裝裝置由支架底板、T型支架、圓周陣列孔支架、直角支架組成，在線實時檢測調整機構安裝在直角支架上，直角支架通過定位孔連接在圓周陣列孔支架上，圓周陣列孔支架通過定位連接孔與T型支架相連接，T型支架通過定位連接孔與支架底板相連接；所述在線實時檢測調整機構由底座、電機、聯(lián)軸器、支撐座、螺母、過渡支架、支撐塊、電渦流傳感器和導軌組成，電子安裝在底座端面，底座上固定支撐座，電機通過聯(lián)軸器與滾珠絲杠連接，滾珠絲杠上安裝有螺母，螺母與導軌連接，同時，螺母與支撐塊之間通過過渡支架連接。使用時，將該裝置嵌入薄板件裝配工裝中，在線實時檢測調整機構可以實現各個角度的變化，采集薄板件的位置信息，通過工裝調整裝置對該薄板件進行調整。但是該技術方案只適用于薄板件全面檢測，其調整由工裝調整裝置完成，只能適用在薄板件裝配工裝上，無法對其他工件進行自動檢測調整，更無法完成自動裝配。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供了一種零件的自動對位裝配系統(tǒng)，能夠對零件方位自動檢測及調整，再按統(tǒng)一的方向裝配，實現零件的自動對位裝配。一種零件的自動對位裝配系統(tǒng)，包括豎向設置的支架；給料裝置，用于將零件輸送至指定位置；方位檢測調整裝置，包括水平安裝在所述支架上的滑動機構、安裝所述滑動機構上的旋轉檢測臺、以及方位檢測光電開關，該方位檢測光電開關用于檢測所述旋轉檢測臺上的零件的方位并向所述旋轉檢測臺發(fā)送對位控制信號；裝配裝置，包括旋轉承接板以及設置在旋轉承接板端部的模具盤； 移料裝置，用于將零件從所述指定位置轉送至所述旋轉檢測臺，且將所述旋轉檢測臺上已對位的零件轉送至所述模具盤中。本發(fā)明中所稱的上方和下方是指以水平為基準沿豎直方向的上方和下方，如位于所述旋轉檢測臺上方，指在旋轉檢測臺沿豎直方向的上方，高于旋轉檢測臺的位置。本發(fā)明中，給料裝置將零件輸送至指定位置，移料裝置將零件從指定位置轉送至所述旋轉檢測臺，然后傳送到方位檢測調整裝置中，經方位檢測調整裝置對零件方位進行檢測和調整，經方位調整后，再通過移料裝置將旋轉檢測臺上已對位的零件轉送至模具盤中，使得零件按統(tǒng)一的方向裝配，實現零件的自動對位裝配。作為優(yōu)選，所述給料裝置包括豎向設置頂升電機、與所述頂升電機的轉軸連接的螺桿、與所述螺桿配合的螺母、與所述螺母連接的頂升件以及固定在所述支架上的裝料筒，所述頂升件設置在所述裝料筒內并與所述裝料筒滑動配合，所述頂升件內需要設有一段供螺桿伸縮的通孔或凹槽，從而在頂升電機帶動螺桿轉動下，使得與螺桿配合的螺母運動，螺母和頂升件連接在一起，頂升件就可以在裝料筒內上下移動，向上移動時將裝料筒內的零件一個個地頂出。進一步優(yōu)選，所述螺母與頂升件之間設有限位擋板，在所述限位擋板的移動距離內的兩端各設有朝向所述限位擋板的一個零件量檢測光電開關，限位擋板設置在螺母與頂升件之間，一方面，一旦頂升件向上移動超過極限位置時，能夠起到阻擋作用，防止螺母和螺桿繼續(xù)配合運動導致螺母與螺桿脫離；另一方面，由于限位擋板設置在螺母與頂升件之間，螺母、限位擋板和頂升件三者一起運動，通過兩個零件量檢測光電開關檢測限位擋板的位置，就可以自動判斷裝料筒的零件量，當靠近裝料筒的那個零件量檢測光電開關檢測到限位擋板時，就表明裝料筒的零件已經用完，需要重新裝料，此時，頂升電機自動退回起點，當靠近頂升電機的那個零件量檢測光電開關檢測到限位擋板時，就自動停機，通過上述兩個零件量檢測光電開關和限位擋板的配合，限制頂升件的行程，實現自動控制。作為優(yōu)選，所述滑動機構為雙軸氣缸，所述旋轉檢測臺安裝在該雙軸氣缸的活塞桿上，通過雙軸氣缸的兩根活塞桿的伸縮，使得所述旋轉檢測臺在水平方向移動，可以避免所述的移料裝置中的零件取放件與所述的方位檢測調整裝置中的方位檢測光電開關發(fā)生干涉。所述旋轉檢測臺包括安裝在所述滑動機構上的電機架、豎向安裝在所述電機架上的旋轉步進電機以及與所述旋轉步進電機的轉軸連接的方位調整旋轉盤，通過移料裝置將零件傳送到方位檢測調整裝置上的方位調整旋轉盤，作為滑動機構的雙軸氣缸縮回活塞桿，使得方位調整旋轉盤位于方位檢測光電開關的下方，旋轉步進電機帶動方位調整旋轉盤旋轉，當方位檢測光電開關檢測到零件達到指定朝向時旋轉步進電機停止轉動。作為優(yōu)選，所述旋轉承接板為條形，所述旋轉承接板的兩端各設有一個模具盤，已對位的零件由移料裝置從方位檢測調整裝置傳送到模具盤上，使得零件按統(tǒng)一的方向裝配，實現零件的自動對位裝配，同時通過旋轉承接板的旋轉可將裝配好的零件移出裝配位置。所述旋轉承接板由旋轉氣缸驅動旋轉。所述驅動機構為旋轉氣缸，結構簡單，易于實現。作為優(yōu)選，所述移料裝置包括水平安裝在所述支架上的導向桿、安裝在所述導向桿上的移動基座、豎向安裝在所述移動基座上的取料驅動氣缸以及安裝在所述取料驅動氣缸的活塞桿上的零件取放件。移料裝置可以通過零件取放件向給料裝置中取零件，然后傳送到方位檢測調整裝置中，經方位檢測調整裝置對零件方位進行檢測和調整，經方位調整后，再通過零件取放件將方位檢測調整裝置中的零件轉移到裝配裝置中。
進一步優(yōu)選，所述移動基座由固定在所述支架上的單軸氣缸驅動，所述單軸氣缸的活塞桿與所述移動基座固定，通過單軸氣缸驅動移動基座沿導向桿方向移動，結構簡單，易于控制。進一步優(yōu)選，所述取料驅動氣缸為雙軸氣缸，所述零件取放件包括固定在該雙軸氣缸的兩根活塞桿上的條形吸料座以及兩個吸盤，所述兩個吸盤為在所述條形吸料座沿長度方向的兩端各設有一個吸盤，所述條形吸料座的長度方向與所述導向桿的方向一致。條形吸料座沿長度方向的兩端的兩個吸盤，可以在移動基座一個行程中，同時完成兩項任務將新的需要方位調整零件取放到方位檢測調整裝置中，同時將方位檢測調整裝置已經經過方位調整的零件取放到裝配裝置中，提高運行效率，此外，吸盤對零件的取放也十分方便。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明零件的自動對位裝配系統(tǒng)，包括支架、給料裝置、移料裝置、方位檢測調整裝置以及裝配裝置，給料裝置將零件輸送至指定位置，移料裝置將零件從指定位置轉送至旋轉檢測臺，然后傳送到方位檢測調整裝置中，經方位檢測調整裝置對零件方位進行檢測和調整，經方位調整后，再通過移料裝置將旋轉檢測臺上已對位的零件轉送至模具盤中，使得零件按統(tǒng)一的方向裝配，實現零件的自動對位裝配。本發(fā)明很好的代替了人工操作，實現了零件方位的自動檢測與調整，提高了裝配精度和裝配效率，從而提高了生產效率和降低了零件的生產成本。本發(fā)明優(yōu)選的技術方案中，給料裝置，通過零件量檢測光電開關和限位擋板的配合，實現裝料筒中零件料量的自動檢測，并在零件用完時頂升件自動退回起，自動停機，實現自動控制。本發(fā)明優(yōu)選的技術方案中，移料裝置通過兩個吸盤同時動作，在將零件從給料裝置轉移到方位檢測調整裝置中的同時，將完成對位的零件移送到裝配裝置中完成裝配，通過移動基座走一個行程就可以完成，提高了工作效率。方位檢測調整裝置通過旋轉檢測臺和方位檢測光電開關的配合，實現零件的自動對位，精度高，效率高，一致性好。旋轉檢測臺由一個滑動機構帶動實現從檢測位置到移料位置的前后移動，以避免了移料裝置中的吸盤運動時與方位檢測調整裝置中的方位檢測光電開關關發(fā)生干涉。在優(yōu)選技術方案中，裝配裝置通過旋轉氣缸帶動旋轉承接板旋轉，將裝配好的零件移出裝配位置的同時將未完成的裝置承接到裝配裝置中裝配位置，提高了工作效率。


圖1是本發(fā)明零件的自動對位裝配系統(tǒng)的結構示意圖；圖2是本發(fā)明中給料裝置的結構示意圖；圖3是本發(fā)明中移料裝置的結構示意圖；圖4是本發(fā)明中方位檢測調整裝置的結構示意圖；圖5是本發(fā)明中裝配裝置的結構示意圖；圖1飛中，I為給料裝置，2為移料裝置，3為方位檢測調整裝置，4為裝配裝置，5為立板，6為臺板,7為底板,8為壓緊塊,9為絲桿，10為裝料筒,11為頂升件，12為導向架，13為限位擋板，14為限位架，15為零件量檢測光電開關，16為頂升電機，17為螺母，18為支座，19為導向桿，20為軸座，21為單軸氣缸，22為氣缸座，23為軸，24為浮動軸，25為移動平臺，26為雙軸氣缸，27為條形吸料座，28為吸盤，29為光電開關架，30為方位檢測光電開關，31為方位調整旋轉盤，32為旋轉盤鎖塊，33為電機架，34為旋轉步進電機，35為雙軸氣缸，36為雙軸氣缸架，37為旋轉承接板，38為模具盤，39為模心，40為旋轉氣缸。
具體實施例方式如圖1所示，為本發(fā)明零件的自動對位裝配系統(tǒng)，包括豎向設置的支架；給料裝置1，用于將零件在指定位置給料；移料裝置2，用于傳送零件；方位檢測調整裝置3，用于對零件方位進行檢測和調整；裝配裝置4，用于承接移料裝置3傳送已經對位的零件并裝配；給料裝置1、方位檢測調整裝置3和裝配裝置4在臺板6上依次設置。豎向設置的支架包括底板7、立板5以及臺板6，底板7下安裝有四個支撐腳,立板5沿豎向固定在底板7上，立板5為主要的支撐構架，臺板6水平固定在立板5的中部，豎向設置的支架是指支架整體上豎向設置。給料裝置I在指定位置給料，移料裝置I可以向給料裝置I中取零件，然后傳送到方位檢測調整裝置3中，經方位檢測調整裝置3對零件方位進行檢測和調整，經方位調整后，再將方位檢測調整裝置3中的零件轉移到裝配裝置4，使得零件按統(tǒng)一的方向裝配，實現零件的自動對位裝配。如圖1、圖2所示，給料裝置I由壓緊塊8、絲桿9、裝料筒10、頂升件11、導向架12、限位擋板13、限位架14、零件量檢測光電開關15、頂升電機16和螺母17構成。頂升件11可具體選用頂升桿。頂升電機16豎向固定在底板7上，即頂升電機16的轉軸為豎向,頂升電機16轉軸連接有螺桿(未標出)，螺母17與螺桿配合，螺母17上依次固定有限位擋板13和頂升件11，頂升件11、限位擋板13和頂升螺母17且三者用螺釘固定在一起。導向架12固定在立板5上，對頂升件11進行導向。壓緊塊8由絲桿9調節(jié)固定在臺板6上，從而將裝料筒10固定在臺板6上，通過絲桿9的調節(jié)，可以將裝料筒10取下或固定。頂升件11安裝在裝料筒10內并與裝料筒10滑動配合，頂升件11內需要設有一段供螺桿伸縮的通孔或凹槽。限位架14固定在底板7上，兩個零件量檢測光電開關15沿豎直方向布置在限位架14上，即在限位擋板13的移動距離內的兩端各設有朝向限位擋板13的一個零件量檢測光電開關15。如圖1、圖3所示，移料裝置2包括支座18、導向桿19、軸座20、單軸氣缸21、氣缸座22、軸23、浮動軸24、移動平臺25、雙軸氣缸26、條形吸料座27和吸盤28。兩根導向桿19由兩個支座18固定在立板5上，移動基座包括與導向桿19配合的軸座20以及固定在軸座20上的移動平臺25，軸座20連接導向桿19和移動平臺25，并保證移動基座沿著導向桿19運動。雙軸氣缸26 (即取料驅動氣缸)豎向安裝在移動基座上，即雙軸氣缸26豎向固定在移動平臺25上，雙軸氣缸26的兩根活塞桿上安裝有零件取放件，零件取放件包括固定在該雙軸氣缸26的兩根活塞桿上的條形吸料座27以及兩個吸盤28，兩個吸盤28為在條形吸料座16沿長度方向的兩端各設有一個吸盤，條形吸料座27的長度方向與導向桿19的方向一致。吸盤28通過條形吸料座27與雙軸氣缸26連接，由雙軸氣缸26驅動實現上下移動。移動基座由固定在立板5上的單軸氣缸21驅動，單軸氣缸21通過氣缸座22固定在立板5上，軸23 (即單軸氣缸21的活塞桿)通過浮動軸24固定在移動平臺25上。單軸氣缸21驅動軸23運動，帶動移動平臺25沿著導向桿19進行左右移動。這樣在移動平臺25的帶動下，吸盤28可以實現上下左右運動。如圖1、圖4所示，方位檢測調整裝置3包括光電開關架29、方位檢測光電開關30、方位調整旋轉盤31、旋轉盤鎖塊32、電機架33、旋轉步進電機34、雙軸氣缸35 (即滑動機構)和雙軸氣缸架36。方位檢測光電開關30由光電開關架29固定在立板5上。方位調整旋轉盤31由旋轉盤鎖塊32連接在旋轉步進電機34上，旋轉步進電機34通過電機架33與雙軸氣缸35的兩根活塞桿相連，雙軸氣缸35通過雙軸氣缸架36固定在立板5上。如圖1、圖5所示，裝配裝置包括旋轉承接板37、模具盤38、模心39以及旋轉氣缸40，安裝在臺板6上。旋轉氣缸40作為驅動旋轉承接板37旋轉的驅動機構，旋轉承接板37為條形，旋轉承接板37的兩端各設有一個模具盤38，模具盤38內設有一個模心39，與零件配合。如圖f 5所示，本發(fā)明零件的自動對位裝配系統(tǒng)的具體工作原理如下給料裝置I中，頂升電機16帶動螺桿轉動，使得與螺桿配合的螺母17運動，由于螺母17、限位擋板13和頂升件11連接在一起，因此，頂升件11就可以在裝料筒10內上下移動，向上移動時將裝料筒10內的零件一個個地頂出。螺母17、限位擋板14和頂升件11三者一起運動，通過兩個零件量檢測光電開關15檢測限位擋板13的位置，就可以自動判斷裝料筒的零件量，當靠近裝料筒10的那個零件量檢測光電開關15檢測到限位擋板13時，就表明裝料筒10的零件已經用完，需要重新裝料，此時，頂升電機16自動退回起點，當靠近頂升電機16的那個零件量檢測光電開關15檢測到限位擋板13時，就自動停機，通過上述兩個零件量檢測光電開關15和限位擋板13的配合，限制頂升件11的行程，實現自動控制。移料裝置2中，可以在移動基座一個行程中，同時完成，將新的需要方位調整零件取放到方位檢測調整裝置3中，同時將方位檢測調整裝置3已經經過方位調整的零件取放到裝配裝置4中，提高運行效率。即圖中的視圖方向，左側吸盤28將方位調整旋轉盤31中的零件轉移到模具盤38中并與模具盤38中定位好的零件完成裝配，同時右側吸盤28又將裝料筒10中最上面的一個零件轉移到方位調整旋轉盤31中。當右側吸盤28將零件從裝料筒10轉移到方位調整旋轉盤31上后，雙軸氣缸35驅動方位調整旋轉盤31向內側移動到檢測位置，方位檢測光電開關30開啟，旋轉步進電機34驅動方位調整旋轉盤31旋轉，方位檢測光電開關30檢測到零件達到指定朝向時旋轉步進電機34停止轉動，完成方位的自動調整。雙軸氣缸35驅動方位調整旋轉盤31向外運動到移料位置，左側吸盤28將完成方位調整的零件轉移到模具盤38中并與模具盤38中定位好的零件完成裝配。左側吸盤28將完成方位調整的零件轉移到模具盤38中并與模具盤38中定位好的零件完成裝配，然后旋轉氣缸40啟動，帶動旋轉承接板37旋轉180度，將裝配好的零件移開，同時將未裝配的零件送到裝配位置4。
權利要求
1.一種零件的自動對位裝配系統(tǒng)，其特征在于，包括 豎向設置的支架； 給料裝置，用于將零件輸送至指定位置； 方位檢測調整裝置，包括水平安裝在所述支架上的滑動機構、安裝所述滑動機構上的旋轉檢測臺、以及方位檢測光電開關，該方位檢測光電開關用于檢測所述旋轉檢測臺上的零件的方位并向所述旋轉檢測臺發(fā)送對位控制信號； 裝配裝置，包括旋轉承接板以及設置在旋轉承接板端部的模具盤； 移料裝置，用于將零件從所述指定位置轉送至所述旋轉檢測臺，且將所述旋轉檢測臺上已對位的零件轉送至所述模具盤中。
2.根據權利要求1所述的零件的自動對位裝配系統(tǒng)，其特征在于，所述給料裝置包括豎向設置頂升電機、與所述頂升電機的轉軸連接的螺桿、與所述螺桿配合的螺母、與所述螺母連接的頂升件以及固定在所述支架上的裝料筒，所述頂升件設置在所述裝料筒內并與所述裝料筒滑動配合。
3.根據權利要求2所述的零件的自動對位裝配系統(tǒng)，其特征在于，所述螺母與頂升件之間設有限位擋板，在所述限位擋板的移動距離內的兩端各設有朝向所述限位擋板的一個零件量檢測光電開關。
4.根據權利要求1所述的零件的自動對位裝配系統(tǒng)，其特征在于，所述滑動機構為雙軸氣缸，所述旋轉檢測臺安裝在該雙軸氣缸的活塞桿上。
5.根據權利要求1或4所述的零件的自動對位裝配系統(tǒng)，其特征在于，所述旋轉檢測臺包括安裝在所述滑動機構上的電機架、豎向安裝在所述電機架上的旋轉步進電機以及與所述旋轉步進電機的轉軸連接的方位調整旋轉盤。
6.根據權利要求1所述的零件的自動對位裝配系統(tǒng)，其特征在于，所述旋轉承接板為條形，所述旋轉承接板的兩端各設有一個模具盤。
7.根據權利要求1或6所述的零件的自動對位裝配系統(tǒng)，其特征在于，所述旋轉承接板由旋轉氣缸驅動旋轉。
8.根據權利要求1所述的零件的自動對位裝配系統(tǒng)，其特征在于，所述移料裝置包括水平安裝在所述支架上的導向桿、安裝在所述導向桿上的移動基座、豎向安裝在所述移動基座上的取料驅動氣缸以及安裝在所述取料驅動氣缸的活塞桿上的零件取放件。
9.根據權利要求8所述的零件的自動對位裝配系統(tǒng)，其特征在于，所述移動基座由固定在所述支架上的單軸氣缸驅動，所述單軸氣缸的活塞桿與所述移動基座固定。
10.根據權利要求8所述的零件的自動對位裝配系統(tǒng)，其特征在于，所述取料驅動氣缸為雙軸氣缸，所述零件取放件包括固定在該雙軸氣缸的兩根活塞桿上的條形吸料座以及兩個吸盤，所述兩個吸盤為在所述條形吸料座沿長度方向的兩端各設有一個吸盤，所述條形吸料座的長度方向與所述導向桿的方向一致。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種零件的自動對位裝配系統(tǒng)，包括豎向設置的支架；給料裝置，用于將零件輸送至指定位置；方位檢測調整裝置，包括水平安裝在支架上的滑動機構、安裝滑動機構上的旋轉檢測臺、以及方位檢測光電開關，該方位檢測光電開關用于檢測旋轉檢測臺上的零件的方位并向旋轉檢測臺發(fā)送對位控制信號；裝配裝置，包括旋轉承接板以及設置在旋轉承接板端部的模具盤；移料裝置，用于將零件從指定位置轉送至所述旋轉檢測臺，且將旋轉檢測臺上已對位的零件轉送至模具盤中。本發(fā)明代替了人工操作，實現了零件方位的自動檢測與調整，提高了裝配精度和裝配效率，從而提高了生產效率和降低了零件的生產成本。
文檔編號B23P19/10GK103056635SQ20121052139
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月4日 優(yōu)先權日2012年12月4日
發(fā)明者馮雄峰, 王志堅, 劉建輝, 徐志明, 肖可 申請人:中國科學院寧波材料技術與工程研究所