一种安全眼镜的自动装配系统的制作方法

本发明涉及安全眼镜装配设备领域，具体地说，涉及一种安全眼镜的自动装配系统。

背景技术：

当前，人们越来越重视安全生产，因此，安全眼镜作为一种必要的眼睛防护设备，对其需求量与日俱增。安全眼镜主要包括具有镜片的镜架和左右镜腿，而目前安全眼镜的装配都是采用手工装配的方式，即由工人用锁螺丝的工具将镜腿锁到镜架上来完成。这种方式生产效率低，工人容易疲劳，并且容易出现螺丝锁得过紧或太松的问题。因此，对安全眼镜的自动装配系统的需求日益强烈。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种安全眼镜的自动装配系统，以实现安全眼镜的大批量自动装配。为此，本发明采用的具体技术方案如下：

在本发明的实例中，提供了一种安全眼镜的自动装配系统。所述安全眼镜的自动装配系统包括：

装配转盘，所述装配转盘上设置有周向均匀分布的镜架上料工位、镜腿上料工位、自动锁螺丝工位、成品卸料工位和空闲工位，每个工位上均设置有一个眼镜装配治具，每个眼镜装配治具包括至少一组镜架模型和左右镜腿模型；

镜架料盘，所述镜架料盘用于放置待装配的镜架；

镜架备料装置，所述镜架备料装置包括镜架料盘搬运机械手和镜架放料板，用于通过所述镜架料盘搬运机械手将装满镜架的镜架料盘从镜架料盘存放区转移到所述镜架放料板；

镜架上料装置，所述镜架上料装置用于将镜架从在所述镜架放料板的所述镜架料盘转移到在所述镜架上料工位上的所述眼镜装配治具的所述镜架模型上；

镜腿料盘，所述镜腿料盘用于放置待装配的镜腿；

镜腿备料装置，所述镜腿备料装置包括镜腿料盘搬运机械手和镜腿放料板，用于通过所述镜腿料盘搬运机械手将装满镜腿的镜腿料盘从镜腿料盘存放区转移到所述镜腿放料板；

镜腿上料装置，所述镜腿上料装置用于将镜腿从在所述镜腿放料板的所述镜腿料盘转移到在所述镜腿上料工位上的所述眼镜装配治具的所述左右镜腿模型上；

自动锁螺丝装置，所述自动锁螺丝装置用于将在所述自动锁螺丝工位上的所述眼镜装配治具中的镜架与镜腿自动锁在一起；

以及控制系统，所述控制系统用于控制所述的镜架备料装置、镜架上料装置、镜腿备料装置、镜腿上料装置、自动锁螺丝装置和装配转盘的自动操作，其中，指向所述装配转盘的水平方向称为y轴方向，与y轴方向垂直的水平方向称为x轴方向，与y轴方向和x轴方向均垂直的方向称为z轴方向，靠近所述装配转盘的位置称为前，远离所述装配转盘的位置称为后，随着所述装配转盘转动，每个工位不断重复相应的操作，从而实现安全眼镜的自动装配。

在本发明的实例中，所述镜架备料装置还可包括镜架备料框架、固定安装在所述镜架备料框架上的y轴滑动机构、固定安装在所述y轴滑动机构的滑块上的z轴滑动机构、固定安装在所述z轴滑动机构的滑块上的沿x轴方向延伸的镜架料盘搬运机械手安装臂，所述镜架料盘搬运机械手可转动地安装在所述镜架料盘搬运机械手安装臂上。因此，所述镜架料盘搬运机械手可以前后、上下移动，并且也可以转动，以完成搬运镜架料盘的过程。

在本发明的优选实施例中，所述镜架备料装置还包括固定安装在所述镜架备料框架上的x轴镜架放料板滑动机构，所述镜架放料板固定在所述x轴镜架放料板滑动机构的滑块上，以能沿x轴方向移动。

在本发明的实例中，所述镜架上料装置可包括镜架上料框架、安装在所述镜架上料框架的两根垂直支柱上的y轴滑动机构、固定在所述y轴滑动机构的滑块上的横架、安装在所述横架上的z轴升降机构、安装在所述z轴升降机构的升降轴上的镜架上料机械手安装板以及安装在所述镜架上料机械手安装板的镜架上料机械手。因此，镜架上料机械手可以前后、上下移动。

在本发明的优选实施例中，所述镜架上料装置还可包括设置在所述镜架上料框架的水平底板上的过渡镜架模型，所述镜架上料机械手包括前镜架上料机械手和后镜架上料机械手，所述前镜架上料机械手用于将所述过渡镜架模型上的镜架转移到在所述镜架上料工位上的所述眼镜装配治具的所述镜架模型上，所述后镜架上料机械手用于将所述镜架料盘中的镜架转移到所述过渡镜架模型上。这种布置可以减少镜架上料工位所需的时间，提高生产效率。

在本发明的实例中，所述镜腿备料装置还可包括镜腿备料框架、固定安装在所述镜腿备料框架上的y轴滑动机构、固定安装在所述y轴滑动机构的滑块上的z轴滑动机构、固定安装在所述z轴滑动机构的滑块上的沿x轴方向延伸的镜腿料盘搬运机械手安装臂，所述镜腿料盘搬运机械手可转动地安装在所述镜腿料盘搬运机械手安装臂上。因此，所述镜腿料盘搬运机械手可以前后、上下移动，并且也可以转动，以完成搬运镜腿料盘的过程。

在本发明的优选实施例中，所述镜腿备料装置还可包括设置在所述镜腿备料框架上的所述x轴镜腿放料板滑动机构，所述镜腿放料板固定在所述x轴镜腿放料板滑动机构的滑块上，以能沿x轴方向移动。

在本发明的实施例中，所述镜腿上料装置可包括镜腿上料框架、安装在所述镜腿上料框架的前面两根垂直支柱上的第一y轴滑动机构、固定在所述第一y轴滑动机构的滑块上的第一横架、安装在所述第一横架上的第一z轴升降机构、安装在所述第一z轴升降机构的升降轴上的第一镜腿上料机械手安装板以及安装在所述第一镜腿上料机械手安装板的第一镜腿上料机械手。因此，第一镜腿上料机械手可以前后、上下移动。

在本发明的优选实施例中，所述镜腿上料装置还可包括设置在所述镜腿上料框架的水平底板上的可前后互换的两组过渡左右镜腿模型、安装在所述镜腿上料框架的后面两根垂直支柱上的第二y轴滑动机构、固定在所述第二y轴滑动机构的滑块上的第二横架、安装在所述第二横架上的第二z轴升降机构、安装在所述第二z轴升降机构的升降轴上的第二镜腿上料机械手安装板、安装在所述第二镜腿上料机械手安装板的第二镜腿上料机械手，所述第一镜腿上料机械手用于将在前面一组过渡左右镜腿模型上的镜腿转移到在所述镜腿上料工位上的所述眼镜装配治具的所述左右镜腿模型上，所述第二镜腿上料机械手用于将镜腿料盘中的镜腿转移到后面一组过渡左右镜腿模型上。这种布置可以减少镜腿上料工位所需的时间，提高生产效率。

在本发明的实施例中，所述自动锁螺丝装置可包括框架、固定安装在所述框架上的纵向水平方向伸缩机构、固定安装在所述纵向水平方向伸缩机构的伸缩轴上的垂直滑动机构、固定安装在所述垂直滑动机构的滑块上的锁螺丝机械手以及固定放置在所述框架的水平底板上的螺丝机。因此，锁螺丝机械手可以前后、上下移动。

在本发明的优选实施例中，所述自动锁螺丝装置还可包括按压镜架装置，所述按压镜架装置包括固定在框架上的安装底板、固定在安装底板上的z轴升降机构以及固定在所述z轴升降机构的伸缩轴末端上的按压镜架模型。按压镜架模型在锁螺丝之前自动下降将在自动锁螺丝工位上的眼镜装配治具的镜架模型按压固定，接着在螺丝锁紧之后自动上升回到初始位置。这可以确保能够锁螺丝机械手顺利将螺丝锁入镜架和镜腿的对准螺孔中，进而完成安全眼镜的装配。

本发明采用上述技术方案，具有的有益效果是，本发明结构布置紧凑，占用空间小，完成一次眼镜装配周期所需的时间短，并且可以一次实现多副眼镜的装配，因此生产效率高，并且装配质量高。

附图说明

图1示出了根据本发明实施例的安全眼镜的自动装配系统的整体示意图；

图2示出了图1所示的安全眼镜的自动装配系统的镜架备料装置的示意图；

图3示出了图1所示的安全眼镜的自动装配系统的镜架上料装置的示意图；

图4示出了图1所示的安全眼镜的自动装配系统的镜腿备料装置的示意图；

图5示出了图1所示的安全眼镜的自动装配系统的镜腿上料装置的示意图；

图6示出了图1所示的安全眼镜的自动装配系统的自动锁螺丝装置的示意图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。参照图1-6，详细描述安全眼镜的自动装配系统1。所述安全眼镜的自动装配系统1包括装配转盘10、镜架料盘20、镜架备料装置30、镜架上料装置40、镜腿料盘50、镜腿备料装置60、镜腿上料装置70、自动锁螺丝装置80、以及控制系统(未示出)。所述装配转盘10上设置有周向均匀分布的镜架上料工位11、镜腿上料工位12、自动锁螺丝工位13、成品卸料工位14和空闲工位15，每个工位上均设置有一个眼镜装配治具90，每个眼镜装配治具90包括至少一组具有镜架容纳槽911的镜架模型91和具有镜腿容纳槽921的左右镜腿模型92。优选地，每个眼镜装配治具90包括两组镜架模型91和左右镜腿模型92，以能够一次装配两副安全眼镜。以下各种配套设备均根据能够同时装配两副安全眼镜来配置，除非另有说明。所述镜架料盘20用于放置待装配的镜架100。所述镜架备料装置30包括镜架料盘搬运机械手32和镜架镜架放料板33，用于通过所述镜架料盘搬运机械手32将装满镜架100的镜架料盘10从镜架料盘存放区转移到所述镜架镜架放料板33。所述镜架上料装置40用于将镜架100从在所述镜架镜架放料板33上的所述镜架料盘10转移到在所述镜架上料工位11上的所述眼镜装配治具90的所述镜架模型91上。所述镜腿料盘50用于放置待装配的镜腿110。所述镜腿备料装置60包括镜腿料盘搬运机械手62和镜腿镜腿放料板63，用于通过所述镜腿料盘搬运机械手62将装满镜腿110的镜腿料盘50从镜腿料盘存放区转移到所述镜腿镜腿放料板63。所述镜腿上料装置70用于将镜腿110从在所述镜腿镜腿放料板63上的所述镜腿料盘50转移到在所述镜腿上料工位12上的所述眼镜装配治具90的所述左右镜腿模型92上。所述自动锁螺丝装置80用于将在所述自动锁螺丝工位13上的所述眼镜装配治具中的镜架与镜腿自动锁在一起。所述控制系统用于控制所述的装配转盘10、镜架备料装置30、镜架上料装置40、镜腿备料装置60、镜腿上料装置70和自动锁螺丝装置80的自动操作。控制系统是市场上可购得的常见控制系统，例如不同厂家的plc系统，这里不再做进一步描述。随着装配转盘10转动，每个工位不断重复相应的操作，从而实现安全眼镜的自动装配。

为了描述方便，将指向所述装配转盘10的水平方向定义为y轴方向，与y轴方向垂直的水平方向定义为x轴方向，与x轴方向和y轴方向均垂直的方向定义为z轴方向，靠近所述装配转盘10的位置称为前，远离所述装配转盘10的位置称为后。

参照图2，具体描述镜架备料装置30。所述镜架备料装置30还可包括镜架备料框架31、固定安装在所述镜架备料框架31上的y轴滑动机构34、固定安装在所述y轴滑动机构34的滑块341上的z轴滑动机构35、固定安装在所述z轴滑动机构35的滑块351上的沿x轴方向延伸的镜架料盘搬运机械手安装臂36，所述镜架料盘搬运机械手32可转动地安装在所述镜架料盘搬运机械手安装臂36上。因此，所述镜架料盘搬运机械手32可以前后、上下移动，并且也可以转动，以完成搬运镜架料盘的过程。在所示实施例中，上述镜架备料装置30中的y轴滑动机构34、z轴滑动机构35以及镜架料盘搬运机械手32等配套设备左右(x轴)对称地设置在所述镜架备料框架31上，一套用于将装满镜架的镜架料盘搬运到镜架镜架放料板33上，一套用于将镜架用完的镜架料盘搬离镜架镜架放料板33。当然，也可以仅设置一套，或者两套互为备用，均可用于完成将装满镜架的镜架料盘20搬运到镜架镜架放料板33上和将镜架用完的镜架料盘20搬离镜架镜架放料板33的功能。

继续参照图2，优选地，所述镜架备料装置30还包括固定安装在所述镜架备料框架33上的x轴镜架放料板滑动机构37，所述镜架镜架放料板33固定在所述x轴镜架放料板滑动机构37的滑块371上，以能沿x轴方向移动。这样，镜架放料板33上的镜架料盘20可以沿x轴方向移动，使得镜架上料机械手可以不需要进行x轴方向的运动，因此既可以简化镜架上料装置的结构，又可以减少镜架上料工位所需的时间。

此外，在所示实施例中，镜架备料装置30还可包括在镜架放料板33一侧的镜架料盘待送支撑板38、镜架料盘待卸支撑板39以及镜架料盘推动机构381和镜架料盘拨动机构391。当镜架放料板33上的镜架料盘20中的镜架用完时，通过拨动机构391先将用完的镜架料盘20转移到镜架料盘待卸支撑板382上。接着，可以通过推动机构381将镜架料盘待送支撑板381上的装满镜架的镜架料盘20推入到镜架放料板33上。

应该注意，镜架备料装置30中的镜架料盘搬运机械手32、y轴滑动机构34、z轴滑动机构35、x轴镜架放料板滑动机构37以及拨动机构39的具体结构是本领域技术人员所熟知的，这里不再作进一步描述。

参照图1和3，详细描述镜架上料装置40。所述镜架上料装置40可包括镜架上料框架41、安装在所述镜架上料框架41的两根垂直支柱411上的y轴滑动机构42、固定在所述y轴滑动机构42的滑块421上的横架43、安装在所述横架43上的z轴升降机构44、安装在所述z轴升降机构44的升降轴441上的镜架上料机械手安装板45以及安装在所述镜架上料机械手安装板45的镜架上料机械手46。因此，镜架上料机械手46可以前后、上下移动。

优选地，所述镜架上料装置40还可包括设置在所述镜架上料框架41的水平底板412上的过渡镜架模型47，过渡镜架模型47与镜架治具90中的镜架模型91形状结构相同。所述镜架上料机械手46包括前镜架上料机械手461和后镜架上料机械手462，所述前镜架上料机械手461用于将所述过渡镜架模型47上的镜架转移到在所述镜架上料工位12上的所述眼镜装配治具90的所述镜架模型91上，所述后镜架上料机械手462用于将在放料板上的所述镜架料盘中的镜架转移到所述过渡镜架模型上。这种布置可以减少镜架上料工位所需的时间，提高生产效率。

应该注意，y轴滑动机构42、z轴升降机构44以及镜架上料机械手46(前镜架上料机械手461和后镜架上料机械手462)的具体结构是本领域技术人员所熟知的，这里不再作进一步描述。

参照图4，具体描述镜腿备料装置60。所述镜腿备料装置60还可包括镜腿备料框架63、固定安装在所述镜腿备料框架63上的y轴滑动机构64、固定安装在所述y轴滑动机构64的滑块641上的z轴滑动机构65、固定安装在所述z轴滑动机构65的滑块651上的沿x轴方向延伸的镜腿料盘搬运机械手安装臂66，所述镜腿料盘搬运机械手61可转动地安装在所述镜腿料盘搬运机械手安装臂66上。因此，所述镜腿料盘搬运机械手61可以前后、上下移动，并且也可以转动，以完成搬运镜腿料盘的过程。在所示实施例中，上述镜腿备料装置60中的y轴滑动机构64、z轴滑动机构65以及镜腿料盘搬运机械手61等配套设备左右(x轴)对称地设置在所述镜腿备料框架63上，一套用于将装满镜腿的镜腿料盘搬运到镜腿镜腿放料板62上，一套用于将镜腿用完的镜腿料盘搬离镜腿镜腿放料板62。当然，也可以仅设置一套，或者两套互为备用，均可用于完成将装满镜腿的镜腿料盘50搬运到镜腿镜腿放料板62上和将镜腿用完的镜腿料盘50搬离镜腿镜腿放料板62的功能。

优选地，所述镜腿备料装置60还包括固定安装在所述镜腿备料框架63上的x轴镜腿放料板滑动机构67，所述镜腿镜腿放料板62固定在所述x轴镜腿放料板滑动机构67的滑块671上，以能沿x轴方向移动。这样，放料板62上的镜腿料盘50可以沿x轴方向移动，使得镜腿上料机械手可以不需要进行x轴方向的运动，因此既可以简化镜腿上料装置的结构，又可以减少镜腿上料工位所需的时间。

此外，在所示实施例中，镜腿备料装置60还可包括在镜腿放料板63一侧的镜腿料盘待送支撑板68、镜腿料盘待卸支撑板69以及镜腿料盘推动机构681和镜腿料盘拨动机构691。当镜腿放料板63上的镜腿料盘50中的镜腿用完时，通过拨动机构691先将用完的镜腿料盘50转移到镜腿料盘待卸支撑板682上。接着，可以通过推动机构681将镜腿料盘待送支撑板681上的装满镜腿的镜腿料盘50推入到镜腿放料板63上。

应该注意，镜腿备料装置60中的镜腿料盘搬运机械手61、y轴滑动机构64、z轴滑动机构65、x轴镜腿放料板滑动机构67以及拨动机构69的具体结构是本领域技术人员所熟知的，这里不再作进一步描述。

参照图1和5，所述镜腿上料装置70可包括镜腿上料框架71、安装在所述镜腿上料框架71的前面两根垂直支柱711上的第一y轴滑动机构72-1、固定在所述第一y轴滑动机构72-1的滑块72-11上的第一横架73-1、安装在所述第一横架73-1上的第一z轴升降机构74-1、安装在所述第一z轴升降机构74-1的升降轴74-11上的第一镜腿上料机械手安装板75-1以及安装在所述第一镜腿上料机械手安装板75-1的第一镜腿上料机械手76-1。因此，第一镜腿上料机械手76-1可以前后、上下移动。

优选地，所述镜腿上料装置70还可包括设置在所述镜腿上料框架71的水平底板712上的可前后互换的两组过渡左右镜腿模型77、安装在所述镜腿上料框架的后面两根垂直支柱713上的第二y轴滑动机构72-2、固定在所述第二y轴滑动机构72-2的滑块72-21上的第二横架73-2、安装在所述第二横架73-2上的两个第二z轴升降机构74-2、分别安装在两个所述第二z轴升降机构74-2的升降轴74-21上的两块第二镜腿上料机械手安装板75-2、分别安装在两块所述第二镜腿上料机械手安装板75-2的两个第二镜腿上料机械手76-2，同样地，两个第二镜腿上料机械手76-2可以前后、上下移动。第一镜腿上料机械手76-1具有布置成一行的四个镜腿夹具，所述第一镜腿上料机械手76-1用于将在前面一组过渡左右镜腿模型77上的镜腿110转移到在所述镜腿上料工位13上的所述眼镜装配治具90的所述左右镜腿模型92上，而每个第二镜腿上料机械手76-2具有两个前后布置的镜腿夹具，两个所述第二镜腿上料机械手76-2用于将镜腿料盘50中的镜腿110转移到后面一组过渡左右镜腿模型77上。这种布置可以减少镜腿上料工位所需的时间，提高生产效率。

应当注意，第一和第二y轴滑动机构72-1、72-2、第一和第二z轴升降机构74-1、74-2以及第一和第二镜腿上料机械手76-2的具体结构是本领域技术人员所熟知的，这里不再作进一步描述。

参照图1和6，描述自动锁螺丝装置80。所述自动锁螺丝装置80可包括框架81、固定安装在所述框架81的水平顶板811上的y轴伸缩机构82、固定安装在所述y轴伸缩机构82的伸缩轴821上的z轴滑动机构83、固定安装在所述z轴滑动机构83的滑块831上的锁螺丝机械手84以及固定放置在所述框架81的水平底板812上的螺丝机85。优选地，螺丝机85是市场上可购得的nsri螺丝机。因此，锁螺丝机械手84可以前后、上下移动，以实现从螺丝机85吸取螺丝(未示出)并自动将其锁入镜架和镜腿的对准螺孔中。

优选地，所述自动锁螺丝装置80还可包括按压镜架装置86，所述按压镜架装置86包括固定在框架81上的安装底板861、固定在安装底板861上的z轴升降机构862以及固定在所述z轴升降机构862的伸缩轴8621末端上的按压镜架模型863。按压镜架模型863在锁螺丝之前自动下降将在自动锁螺丝工位14上的眼镜装配治具90的镜架模型91中的镜架100按压固定，接着在螺丝锁紧之后自动上升回到初始位置。这可以确保能够锁螺丝机械手顺利将螺丝锁入镜架和镜腿的对准螺孔中，进而完成安全眼镜的装配。

应当注意，y轴伸缩机构82、z轴滑动机构83、螺丝机械手84以及z轴升降机构862的具体结构是本领域技术人员所熟知的，这里不再作进一步描述。

现结合图1-6，简要说明一下本发明的工作原理。开始时，装配转盘10不动，所有工位上的眼镜装配治具均处于空置状态，控制系统操作镜架备料装置30和镜腿备料装置60分别将镜架料盘20和镜腿料盘50转移到镜架送料板32和镜腿送料板62，接着，控制系统操作镜架上料装置40和镜腿上料装置70以分别将镜架从镜架送料板32转移到过渡镜架模型47和将镜腿从镜腿送料板62转移至后面一组过渡左右镜腿模型中，然后，控制系统操作装配转盘10转动一个工位，此时镜架上料装置40同时完成将镜架从过渡镜架模型47转移至在镜架上料工位12上的眼镜装配治具的镜架模型中以及将镜架从镜架料盘补充到空的过渡镜架模型47的操作，在预定时间后，控制系统操作装配转盘10再转动一个工位，此时镜架上料工位12上的镜架上料装置40重复进行镜架上料操作，而镜腿上料装置70完成将两组过渡左右镜腿模型前后互换以及将在前面一组过渡左右镜腿模型中的左右镜腿转移到在镜腿上料工位12上的眼镜装配治具的左右镜腿模型中和将镜腿从镜腿料盘50补充到后面一组过渡左右镜腿模型中的操作，在预定时间后，控制系统操作装配转盘10再转动一个工位，此时镜架上料工位12和镜腿上料工位13上重复各自的操作，而自动锁螺丝装置80完成用按压镜架装置86将在自动锁螺丝工位14上的眼镜装配治具的镜架模型中的镜架按压固定以及通过锁螺丝机械手84从螺丝机85吸取螺丝并自动将其锁入镜架和镜腿的对准螺孔中的操作，在预定时间后，控制系统操作装配转盘10再转动一个工位，此时，镜架上料工位12、镜腿上料工位13、自动锁螺丝工位14上重复各自的操作，工人从成品卸料工位15上将装配好的安全眼镜取下放到成品料盘中，至此完成一个装配循环。此后，每隔预定时间，控制系统操作装配转盘10转动一个工位，镜架上料工位12、镜腿上料工位13、自动锁螺丝工位14、成品卸料工位15上重复各自的操作，周而复始。在循环期间，控制系统根据运行情况操作镜架备料装置30和镜腿备料装置60及时进行补料并将空的料盘搬离。

在本发明的实施例中，成品卸料是通过工人完成。但也可以设计相应自动卸料装置来完成成品卸料，这是容易实现的，因此这里不再详细描述。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。