一种电气部件机器人工作站的制作方法

本实用新型涉及一种自动化组装设备，特别是一种电气部件机器人工作站。

背景技术：

中国专利号CN205723231U于2016年11月23日公开一种开关面板的自动组装机，具体公开了：包括工作台，所述工作台的外端设有成品出料槽以及四条分别用于输送底板、开关扣、面板以及开关面板件的进料槽，所述工作台上设有中转固定架、安装座、用于按顺序夹取开关面板的配件到所述中转固定架且可水平旋转的水平多关节机器人以及将所述中转固定架上的面板配件搬运到所述安装座上进行压合组装再将完成的开关面板搬运到所述成品出料槽的多功能垂直多关节机器人，所述水平多关节机器人的前端安装有抓取开关面板的配件的第一抓手，所述垂直多关节机器人的前端连接有用于夹取所述中转固定架上的开关配件放置到所述安装座上的第二抓手，所述第二抓手包括四个可旋转且环绕着所述垂直多关节机器人的前端间隔布置的抓臂，其中一个所述抓臂上设有连接有驱动所述抓臂上下移动以压合开关面板配件的第一动力源。该结构的上料和组装效率都较低，而且工作量较大，因此，需要做进一步改进。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述现有技术存在的不足，而提供一种结构合理，操作简单方便，工作效率高，占用空间小，成本低，自动化，人性化的电气部件机器人工作站。

为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案，如下：

一种电气部件机器人工作站，其特征在于：包括

物料摆料系统，包括摆盘输送装置和物料摆盘，摆盘输送装置驱动物料摆盘往返于摆盘上料工位和摆料工位之间；

振动送料系统，设置于物料上料工位上；

物料输送系统，包括压合模具和模具输送装置，模具输送装置驱动压合模具往返于物料组装工位和压合出料工位之间；

组装机器人，包括机械臂和物料夹装置，机械臂驱动物料夹装置往返于摆盘上料工位、物料上料工位和物料组装工位之间；

压合出料系统，设置于压合出料工位上，其包括压合出料一体装置。

所述摆盘输送装置包括摆盘满载输送机构、摆盘空载输送机构和气缸推送机构；摆盘满载输送机构与摆盘空载输送机构并排设置，且彼此的输送方向互逆；气缸推送机构设置于摆盘满载输送机构和摆盘空载输送机构的端部；摆盘满载输送机构的输送起点和气缸推送机构的输送终点分别置于摆料工位内；摆盘满载输送机构的输送终点置于摆盘上料工位内；摆盘空载输送机构的输送起点与摆盘满载输送机构的输送终点相对应，输送终点与气缸推送机构的输送起点相对应。

所述摆盘满载输送机构和/或摆盘空载输送机构为皮带输送结构，其包括输送皮带和输送驱动电机；所述气缸推送机构包括摆盘输送缸柱、摆盘输送缸体和摆盘推移部件；摆盘输送缸柱相对固定设置；摆盘输送缸体滑动在摆盘输送缸柱上，摆盘推移部件设置于摆盘输送缸体上，摆盘输送缸体驱动摆盘推移部件沿摆盘输送缸柱滑动。

所述振动送料系统设置一套以上，其包括储料振动盘和振动送料机构，储料振动盘内设置有螺旋导轨，振动送料机构设置有送料槽，送料槽的进料端连接螺旋导轨的出料端。

所述物料输送系统的输送起点设置于物料组装工位内，输送终点设置于压合出料工位内；所述模具输送装置包括模具输送缸柱和模具输送缸体；模具输送缸柱相对固定设置，且横跨于物料组装工位与压合出料工位之间；模具输送缸体滑动在模具输送缸柱上，压合模具设置于模具输送缸体上，模具输送缸体驱动压合模具沿模具输送缸柱往返滑动。

所述物料夹装置包括

第一夹料机构，包括第一升降气缸、第一夹料联动组件和第一夹料部件，第一升降气缸驱动第一夹料联动组件升降运动，第一夹料联动组件驱动第一夹料部件张开或夹料；

第二夹料机构，包括第二升降气缸、第二夹料联动组件和第二夹料部件，第二升降气缸驱动第二夹料联动组件升降运动，第二夹料联动组件驱动第二夹料部件张开或夹料；

第三夹料机构，包括第三升降气缸和第三取料部件，第三升降气缸驱动第三取料部件升降运动；

第四夹料机构，包括第四升降气缸、第四取料部件、第四脱料气缸和第四脱料杆，第四升降气缸驱动第四取料部件、第四脱料气缸和第四脱料杆升降运动，第四脱料气缸驱动第四取料部件滑动在第四脱料杆上；

第五夹料机构，包括第五升降气缸、第五夹料联动组件和第五夹料部件，第五升降气缸驱动第五夹料联动组件升降运动，第五夹料联动组件驱动第五夹料部件张开或夹料。

所述压合出料一体装置包括压合气缸、出料气缸、出料夹和压合部件；压合气缸驱动出料气缸、出料夹和压合部件升降运动；出料气缸驱动出料夹张开或夹料。

本结构还包括物料配送系统，该物料配送系统包括物料车和一个以上物料盒；物料车上设置有一层以上层架，物料盒并排放置于层架上。

所述机械臂为四轴机械臂或六轴机械臂。

本结构还包括防护罩，该防护罩至少包覆摆盘上料工位、物料上料工位、物料组装工位和压合出料工位；防护罩上设置有操控显示模块和/或报警模块。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

(1)物料摆料系统可在指定范围内对物料摆盘进行循环输送，具体是：空载的物料摆盘首先在摆料工位内完成摆料满载，随后输送至摆盘上料工位进行组装上料，待该物料摆盘上的物料组装完空载后，空载的物料摆盘输送回摆料工位，如此实现依次循环；此外，物料摆料系统还可同时循环输送一个以上物料摆盘，大大提高了上料效率，而且自动化输送，操作更方便，且占地面积较小；

(2)物料输送系统可将组装好的物料输送至压合出料工位上完成压合并出料，完成压合/出料后，压合模具会返回物料组装工位，以实现循环工作；

(3)组装机器人通过物料夹装置实现对物料的抓取，物料夹装置上设置多个夹料机构，分别对不同的物料进行抓取，物料夹装置的一次抓取程序可将一成品的所有物料同时抓取，然后按指定位置进行组装，大大提高了组装效率，而且结构简单，操作方便，步骤简化，成本降低，实现全自动化工作；机械臂可采用四轴或六轴的，通用性强；

(4)压合出料系统整合了压合和出料功能，使其加工步骤更简单，加工效率更高。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例整体结构示意图；

图2和图3分别为本实用新型第一实施例卸下防护罩后的结构示意图；

图4为本实用新型第一实施例卸下防护罩后的主视图；

图5为本实用新型第一实施例卸下防护罩后的俯视图；

图6为本实用新型第一实施例中物料摆料系统的立体图(局部剖视)；

图7为图6中A处的放大示意图；

图8为本实用新型第一实施例中物料摆料系统工作状态的俯视图；

图9为本实用新型第一实施例中物料摆盘的结构示意图；

图10和图11分别为本实用新型第一实施例中物料输送系统的结构示意图；

图12和图13分别为本实用新型第一实施例中物料输送系统的工作状态示意图；

图14和图15分别为本实用新型第一实施例中物料夹装置的结构示意图；

图16为本实用新型第一实施例中第一夹料机构的结构示意图；

图17为本实用新型第一实施例中第一夹料机构的工作状态示意图；

图18为本实用新型第一实施例中第二夹料机构的结构示意图；

图19为本实用新型第一实施例中第二夹料机构的工作状态示意图；

图20为本实用新型第一实施例中第三夹料机构的结构示意图；

图21为本实用新型第一实施例中第三夹料机构的工作状态示意图；

图22为本实用新型第一实施例中第四夹料机构的结构示意图；

图23为本实用新型第一实施例中第四夹料机构的局部放大示意图；

图24为本实用新型第一实施例中第四夹料机构的工作状态示意图；

图25为本实用新型第一实施例中第四夹料机构工作状态的局部放大示意图；

图26为本实用新型第一实施例中第五夹料机构的结构示意图；

图27为本实用新型第一实施例中第五夹料机构的工作状态示意图；

图28为本实用新型第一实施例中压合出料系统的结构示意图；

图29为本实用新型第一实施例中压合出料系统的工作状态示意图；

图30为本实用新型第一实施例中振动送料系统的工作状态示意图；

图31为本实用新型第一实施例中物料配送系统的结构示意图；

图32为本实用新型第一实施例中后芯的结构示意图；

图33为本实用新型第一实施例中面框的结构示意图；

图34为本实用新型第一实施例中铜片的结构示意图；

图35为本实用新型第一实施例中第一端子的结构示意图；

图36为本实用新型第一实施例中第二端子的结构示意图；

图37和图38分别为本实用新型第二实施例卸下防护罩后的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例一

参见图1-图5所示，本电气部件机器人工作站，本设备用于组装开关，其包括

物料摆料系统1，包括物料输送平台101、摆盘输送装置和物料摆盘7，摆盘输送装置驱动物料摆盘7往返于摆盘上料工位a和摆料工位b之间，实现物料的输送及物料摆盘7的循环输送；且摆盘输送装置可同时输送三个物料摆盘7，有效的提高了上料效率，而且物料摆盘7可实现循环输送，方便了工作人员摆放物料和实现自动上料；

振动送料系统2，设置于物料上料工位c上，其他简单细小的物料可通过振动送料系统2进行输送；

物料输送系统3，包括压合模具12和模具输送装置13，模具输送装置13驱动压合模具12往返于物料组装工位d和压合出料工位e之间；各物料按指定的位置放置于压合模具12上，使其可顺利压合完成组装，大大提高了组装效率；

组装机器人4，包括机械臂14和物料夹装置15，机械臂14驱动物料夹装置15往返于摆盘上料工位a、物料上料工位c和物料组装工位d之间；物料夹装置15上针对各物料设置有一套以上夹料机构，物料夹装置15一次可将组装一个产品所需的物料全部抓取，并按指定位置摆放。由于只需通过一物料夹装置15即可抓取一整套物料，其不但操作方便快捷，而且成本低，占用空间小，上料效率高，上料步骤简化；

压合出料系统5，设置于压合出料工位e上，其包括压合出料一体装置16，压合出料系统5既可完成产品的压合，而且还具备夹料功能，在压合完成后执行出料程序，实现成品下料；

物料配送系统6，其方便对物料进行储存，并方便了工作人员拿取进行摆料；

防护罩17，起到有效保护作用，避免组装过程受外界影响，此外，一定程度上还可降低外界的安全事故。

其中，振动送料系统2、物料输送系统3、组装机器人4、压合出料系统5和防护罩17分别设置于组装平台20上，组装平台20和物料配送系统6分别设置于物料摆料系统1一侧。

参见图6-图9所示，所述摆盘输送装置包括摆盘满载输送机构8、摆盘空载输送机构9和气缸推送机构21，且摆盘满载输送机构8、摆盘空载输送机构9和气缸推送机构21分别设置于物料输送平台101上；摆盘满载输送机构8与摆盘空载输送机构9相邻并排设置，且彼此的输送方向互逆；气缸推送机构21设置于摆盘满载输送机构8和摆盘空载输送机构9的端部；摆盘满载输送机构8的输送起点和气缸推送机构21的输送终点分别置于摆料工位b内；摆盘满载输送机构8的输送终点置于摆盘上料工位a内；摆盘空载输送机构9的输送起点与摆盘满载输送机构8的输送终点相对应，输送终点与气缸推送机构21的输送起点相对应。具体工作，工作人员对摆料工位b上空载的物料摆盘7完成摆料后，满载的物料摆盘7在摆盘满载输送机构8的输送作用下到达摆盘上料工位a，组装机器人4进行上料操作，待物料摆盘7上的物料全部上料空载时，组装机器人4将空载的物料摆盘7推至摆盘空载输送机构9的输送起点，在摆盘空载输送机构9的输送作用下，空载的物料摆盘7达到气缸推送机构21的输送起点，气缸推送机构21工作将空载的物料摆盘7推移回摆料工位b，完成该物料摆盘7的一次循环输送。为提高输送效率，摆盘输送装置上可同时输送三个物料摆盘7，且可确保彼此互不干涉影响。气缸推送机构21底部设置有带扣位的车轮103，既方便滑动，又确保了工作状态的稳定性。

所述摆盘满载输送机构8和摆盘空载输送机构9分别为皮带输送结构，其包括输送皮带和输送驱动电机，两输送机构分别外露于物料输送平台101表面；所述气缸推送机构21设置于物料输送平台101底面，其包括摆盘输送缸柱2101、摆盘输送缸体2102和摆盘推移部件2103；摆盘输送缸柱2101相对固定设置；摆盘输送缸体2102滑动在摆盘输送缸柱2101上，摆盘推移部件2103设置于摆盘输送缸体2102上，且有部分外露于物料输送平台101表面，摆盘输送缸体2102驱动摆盘推移部件2103沿摆盘输送缸柱2101滑动，摆盘推移部件2103的外露部分推动物料摆盘7移动。物料输送平台101一侧设置有用于摆放工具或其他物件的工具台102。

参见图9，所述物料摆盘7呈平板设置，其设置有用于放置面框23的第一摆料腔701、用于放置后芯22的第二摆料腔702、用于放置第一端子25的第三摆料腔703和用于放置第二端子26的第四摆料腔704，各摆料腔的设置数量以一成品所需数量的倍数为宜。

参见图30所示，所述振动送料系统2设置一套(最多可设置三套)且固定于组装平台20上，其包括储料振动盘10和振动送料机构11，储料振动盘10内设置有螺旋导轨1001，振动送料机构11设置有送料槽1101，送料槽1101的进料端连接螺旋导轨1001的出料端；本振动送料系统2用于输送铜片24。

参见图10-图13所示，所述物料输送系统3的输送起点设置于物料组装工位d内，输送终点设置于压合出料工位e内，其固定于组装平台20上；所述模具输送装置13包括模具输送缸柱1301、模具输送缸体1302和两根模具输送导柱1303；模具输送缸柱1301和模具输送导柱1303相对组装平台20固定设置，且横跨于物料组装工位d与压合出料工位e之间；模具输送缸体1302滑动在模具输送缸柱1301和模具输送导柱1303上，压合模具12设置于模具输送缸体1302上，模具输送缸体1302驱动压合模具12沿模具输送缸柱1301和模具输送导柱1303往返滑动。初始状态下，压合模具12置于物料组装工位d内，待压合模具12上物料摆放完成后，压合模具12带动物料进入压合出料工位e进行压合和出料，随后压合模具12回到物料组装工位d以备下一次组装，实现循环工作。

所述物料夹装置15包括第一夹料机构1501、第二夹料机构1502、第三夹料机构1503、第四夹料机构1504和第五夹料机构1505；

参见图16和图17所示，第一夹料机构1501包括第一升降气缸15011、第一夹料联动组件15012和第一夹料部件15013，第一升降气缸15011驱动第一夹料联动组件15012升降运动，第一夹料联动组件15012驱动第一夹料部件15013张开或夹料；本第一夹料机构1501用于抓取后芯22，抓取方式为夹持；

参见图18和图19所示，第二夹料机构1502包括第二升降气缸15021、第二夹料联动组件15022和第二夹料部件15023，第二升降气缸15021驱动第二夹料联动组件15022升降运动，第二夹料联动组件15022驱动第二夹料部件15023张开或夹料；本第二夹料机构1502用于抓取面框23，抓取方式为夹持；

参见图20和图21所示，第三夹料机构1503包括第三升降气缸15031和第三取料部件15032，第三升降气缸15031驱动第三取料部件15032升降运动；本第三夹料机构1503用于抓取铜片24，抓取方式为吸取，第三取料部件15032中部设置有抽气管道15033，通过抽气吸取铜片24；

参见图22-图25所示，第四夹料机构1504包括第四升降气缸15041、第四取料部件15042、第四脱料气缸15043和第四脱料杆15044，第四升降气缸15041驱动第四取料部件15042、第四脱料气缸15043和第四脱料杆15044升降运动，第四脱料气缸15043驱动第四取料部件15042贯穿滑动在第四脱料杆15044上；本第四夹料机构1504用于抓取第一端子25，第四取料部件15042上设有沉孔15045，取料时，第一端子25上的凸点2501插入沉孔15045内，实现抓料；下料时，第四脱料气缸15043作用第四取料部件15042向上滑动，此时，第四脱料杆15044的端部作用第一端子25脱离第四取料部件15042，实现下料。

参见图26和图27所示，第五夹料机构1505包括第五升降气缸15051、第五夹料联动组件15052和第五夹料部件15053，第五升降气缸15051驱动第五夹料联动组件15052升降运动，第五夹料联动组件15052驱动第五夹料部件15053张开或夹料；本第五夹料机构1505用于抓取第二端子26，抓取方式为夹持第二端子26上的接电片2601；

上述结构中，第一升降气缸15011、第二升降气缸15021、第三升降气缸15031、第四升降气缸15041和第五升降气缸15051分别结构相同；第一夹料联动组件15012、第二夹料联动组件15022和第五夹料联动组件15052分别结构相同。多个结构统一，可降低开发成本，而且各机构之间的通用性强，同时实现了模块化，方便更换。

参见图28和图29所示，所述压合出料一体装置16通过支架1605固定于组装平台20上，且置于物料输送系统3的输送终点上方，其包括压合气缸1601、出料气缸1602、出料夹1603和压合部件1604；压合气缸1601固定于支架1605上，且同时驱动出料气缸1602、出料夹1603和压合部件1604升降运动；出料气缸1602驱动出料夹1603张开或夹料，出料夹1603用于夹持组装的面框23；具体是，物料输送系统3输送面框23及其他部件至输送终点，出料夹1603和压合部件1604下降，压合部件1604首先进行压合，随后出料夹1603将成品夹起出料。

参见图31所示，所述物料配送系统6包括物料车18和七个物料盒19(三个小号的物料盒19，两个中号的物料盒19，两个大号的物料盒19)；物料车18上设置有三层层架1801，物料盒19并排放置于层架1801上。物料车18上的支架用精益管或铝合金组装；小号的物料盒19并排放置于顶层层架1801，,可用于储放体积较小的端子和铜片；中号的物料盒19并排放置于中层层架1801，可用于储放后芯或翘板；大号的物料盒19并排放置于底层层架1801，可用于储放体积较大的面框和底框。物料车18底部设置有带扣位的车轮1802，既可方便物料车18滑动，又可确保工作中的稳定性。

所述机械臂14为六轴机械臂，其固定设置于组装平台20上，该机械臂负载为额定3KG，最大6KG，运行半径为700mm。

参见图1所示，所述防护罩17包覆摆盘上料工位a、物料上料工位c、物料组装工位d和压合出料工位e，以确保整个组装过程不受外界影响；防护罩17靠近工作人员的一侧设置有操控显示模块1701，顶部设置有报警模块1702，操控显示模块1701供工作人员对设备进行控制，并且能边缘查看工作状态；报警模块1702可以是报警灯和/或蜂鸣器。

实施例二

参见图37和图38所示，本电气部件机器人工作站与实施例一的不同之处在于：所述机械臂14为四轴机械臂，该机械臂负载为额定3KG，最大6KG，运行半径为700mm。

以上所述之实施例子只为本实用新型之较佳实施例，并非以此限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本实用新型的保护范围内。