环形钢带和凸轮机械手联动的自动装配机的制作方法

本实用新型属于自动化设备技术领域，具体来说涉及一种环形钢带和凸轮机械手联动的自动装配机。

背景技术：

自动装配机是一种用于快速自动装配小型零配件的自动化设备，被广泛的应用于空气开关，继电器，接触器，阀门，小型电机，风扇，医疗针头，弹药引信，汽车发动机摇臂挺柱，火花塞，洗发水瓶泵头，文具等产品的生产中。现有的自动装配机其结构采用一个转盘，该转盘周边分布有机械手、振动盘或送料器。其工作过程如下：转盘自体旋转。当转盘停顿时，机械手将各种小零件抓入转盘上的工位，在转盘上完成组装和检测。随后转盘旋转并转过一个工位后停顿，执行下一轮装配。产品转过一圈后，完成了装配，最后被抓出转盘。这种结构存在的问题在于：采用转盘式结构的自动装配机，由于受到转动惯量的限制，直径无法设计的很大，因此工位最多只能到20个。对于复杂的产品装配，需多个转盘机连接，导致系统复杂，成本上升，可靠性降低。其次转盘运动和周边机械手的运动，是分开的系统，依靠电气指令来协调，可靠性差，整机装配速度慢。最后，对不同的产品，需要设计不同的转盘和工装夹具。设计周期长，使用范围狭窄，没有通用性。因此，如何设计出一种新型的自动装配机，以克服上述问题，是本领域技术人员需要研究的方向。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种环形钢带和凸轮机械手联动的自动装配机，能够提升加工工位和整机装配速度，并适用于实现各种产品的装配。

其采用的技术方案如下：

一种环形钢带和凸轮机械手联动的自动装配机，其包括：动力区台板，主马达，减速机，间歇式凸轮分割器，主驱动轮，柔性环状薄钢带，凸轮驱动轴，机架和插销锁定装置；所述机架上安装有轨道，所述柔性环状薄钢带安装于轨道中；所述主马达、减速机、间歇式凸轮分割器和主驱动轮分别安装于动力区台板上；所述主马达连接减速机；所述减速机的输出轴连接间隙式凸轮分割器；所述间歇式凸轮分割器的轴输出端分别连接主驱动轮，插销锁定装置和凸轮驱动轴；所述主驱动轮连接柔性环状薄钢带；所述凸轮驱动轴上安装有凸轮机械手。

优选的是，上述环形钢带和凸轮机械手联动的自动装配机中：所述机架包括多个标准立柱、相邻的标准立柱之间通过上连接板和下连接板连接为一体；所述标准立柱上设有内置轴承和机械手挂臂；所述间歇式凸轮分割器驱动的凸轮轴穿过内置轴承；所述机械手挂臂连接凸轮机械手、作为凸轮机械手的支点。实践中：标准立柱的数量一般设3-10个，且各相邻标准立柱之间分别设有12个脉动工位。

更优选的是，上述环形钢带和凸轮机械手联动的自动装配机中：所述凸轮分割器的输出端轴安装有扭力限制器、通过扭力限制器与主驱动轮轴连接。其中，所述扭力限制器采用钢球式扭力驱动器。之所以设置上述结构，其目的在于当工装被异物卡住时，凸轮分割器输出端扭矩将急剧增加，此时扭力限制器将过载打滑，可有效保护柔性环状薄钢带不会因为过载而撕裂。

进一步优选的是，上述环形钢带和凸轮机械手联动的自动装配机中：主驱动轮上设有球头齿，通过该球头齿连接柔性环状薄钢带、驱动柔性环状薄钢带随主驱动轮的转动同步运行。

更进一步优选的是，上述环形钢带和凸轮机械手联动的自动装配机中：所述插销锁定装置包括插销凸轮，传动连杆，插销固定座，插销，复位弹簧和锁定机架；

所述间歇式凸轮分割器的轴输出端连接插销凸轮、用于驱动插销凸轮转动；所述插销凸轮通过传动连杆连接插销固定座、带动插销固定座在垂直方向往复运动；所述插销固定于插销固定座上，随插销固定座运动；所述复位弹簧两端分别连接插销固定座与锁定机架；所述主驱动轮底部设有对应于插销的分度孔，所述锁定机架固定于主驱动轮底部。

通过采用上述技术方案，取得了如下技术效果：

1、以环型同步钢带代替转盘，由于钢带重量轻，可弯曲，降低了整圈载荷的转动惯量。因此可大幅提升整机中设置的有效工位，满足执行复杂产品的装配需求。

2、环形钢带和安装于凸轮驱动轴上的机械手，使用链条链轮轴系连接为一个系统，使用同一个主电机同步驱动。因此可靠性高，提升了整机的装配速度。

3、只需根据设计工装夹具并安装在基板上，即可完成各种产品的装配。在更换装配的产品时，只需将基板上的工装夹具进行替换即可，节约了整机装配的费用成本。

4、统一的尺寸的标准立柱通过上下连接板构成机架，其标准化的结构大幅度降低了设备的制造成本。

5、通过设置插销锁定装置消除了主驱动轮轴传动扭曲变形，也消除了扭力限制器的传动间隙。提高整圈工装的重复定位精度适用于精密装配的要求。

与现有技术相比，本实用新型结构简单，易于实现。能够提升加工工位和整机装配速度，并适用于实现各种产品的装配。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

图1为实施例1的立体结构示意图；

图2为图1中机架的结构示意图；

图3为图1中扭力限制器的连接关系示意图；

图4为插销锁定装置的结构示意图。

各附图标记与部件名称对应关系如下：

1、动力区台板；2、主马达；3、减速机；4、间歇式凸轮分割器；5、主驱动轮；6、柔性环状薄钢带；7、凸轮驱动轴；8、机架；41、扭力限制器；71、凸轮机械手；81、轨道；82、标准立柱；83、上连接板；84、下连接板；821、内置轴承；822、机械手挂臂；411、扭力限制器过载感应开关；9、插销锁定装置；91、插销凸轮；92、传动连杆；93、插销固定座；94、插销；95、复位弹簧；96、锁定机架。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将结合各个实施例作进一步描述。

如图1-3所示为实施例1：

一种环形钢带和凸轮机械手联动的自动装配机，其包括：动力区台板1，主马达2，减速机3，间歇式凸轮分割器4，主驱动轮5，柔性环状薄钢带6，凸轮驱动轴7，机架8和插销锁定装置9。

所述机架8上安装有轨道81，所述柔性环状薄钢带6安装于轨道81中；所述主马达2、减速机3、间歇式凸轮分割器4和主驱动轮5分别安装于动力区台板1上；所述主马达2连接减速机3；所述减速机3的输出轴连接间隙式凸轮分割器4；所述间歇式凸轮分割器4的轴输出端分别连接主驱动轮5，凸轮驱动轴7和插销锁定装置9；所述主驱动轮5连接柔性环状薄钢带6；所述凸轮驱动轴7上安装有凸轮机械手71。

其中，所述机架8包括多个标准立柱82、相邻的标准立柱82之间通过上连接板83和下连接板84连接为一体；所述标准立柱82上设有内置轴承821和机械手挂臂822；所述间歇式凸轮分割器4的凸轮轴穿过内置轴承821；所述凸轮机械手71连接机械手挂臂822。所述凸轮分割器4的输出端轴安装有扭力限制器41、通过扭力限制器41与主驱动轮5轴连接。主驱动轮5上设有球头齿，通过该球头齿连接柔性环状薄钢带6、驱动柔性环状薄钢带6随主驱动轮5的转动同步运行。所述插销锁定装置9包括插销凸轮91，传动连杆92，插销固定座93，插销94和复位弹簧95和锁定机架96.所述间歇式凸轮分割器4的轴输出端连接插销凸轮91、用于驱动插销凸轮91转动；所述插销凸轮91通过传动连杆92连接插销固定座93、带动插销固定座93在垂直方向往复运动；所述插销94固定于插销固定座93上，随插销固定座93运动；所述复位弹簧95两端分别连接插销固定座93与锁定机架96；所述主驱动轮5底部设有对应于插销94的分度孔，所述锁定机架96固定于主驱动轮5底部。

实践中，其工作过程如下：

主马达2启动，驱动间歇式凸轮分割器4，间歇式凸轮分割器4首先拖动钢带9和其上的工装基板和产品工装10，总载荷为300kg，在0.5秒之内完成启动-移动-停止的动作。此时整圈的工装载荷移动到下一个工位。当柔性环状薄钢带6停止在下一个工位后，插销凸轮8驱动的插销将插入主驱动轮6的底部分度孔，锁定主驱动轮6，停顿时间为1秒。在间歇式凸轮分割器4执行工装移位的同时，其驱动的位于上侧的凸轮驱动轴7和位于下侧的凸轮驱动轴7协同旋转，并驱动各类凸轮机械手14执行各种抓取，冲压，拉近，检测等动作。安装在各个工位的凸轮机械手14执行各种装配动作。当凸轮机械手14完成对工装上产品的动作后，插销凸轮9驱动的插销从主驱动轮5底部的分度孔撤出，间歇式凸轮分割器4拖动柔性环状薄钢带6和工装开始启动，进入下一轮装配循环。在上述过程中，柔性环状薄钢带6携带着工装高速环形运行时，一旦周边工装被异物卡住，驱动主驱动轮5的间歇式凸轮分割器4输出端扭矩将急剧增加，并超过扭力限制器41的扭矩设定值。此时扭力限制器41将过载打滑并释放输入的扭矩，同时其内部的钢球将扭力限制器41的外凸缘顶起。此时与主马达2电连接的扭力限制器过载感应开关411感应到该凸缘位置上升，输出信号至主马达2，使主马达2紧急刹车。由此保护了柔性环状薄钢带6不会因为过载而撕裂。当工装上的异物被排除后，过载消除，扭力限制器41恢复正常，外凸缘复位，机组恢复正常运行。本方案中，插销凸轮91为单边轨迹的凸轮，同时复位弹簧95始终保持向上的拉力。在柔性环状薄钢带6做脉动运行的0.5秒时间内，插销凸轮91的轨迹半径变小，通过传动连杆92将插销94拉到最低位置，此时插销94顶部离开主驱动轮5约5mm。在柔性环状薄钢带6运行停止的1秒时间内，插销凸轮91的轨迹半径变大，此时复位弹簧95将插销94拉入主驱动轮5底部的分度孔内约10mm。由于插销94与主驱动轮5底部的分度孔间隙0-0.03mm，插销94在复位弹簧95拉力作用下插入主驱动轮5的底部分度孔后，主驱动轮5将被牢固锁定。由此消除了主驱动轮轴传动扭曲变形，也消除了扭力限制器的传动间隙。提高整圈工装的重复定位精度到0.1mm。使得本发明能够适用于精密装配的要求。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本实用新型公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书的保护范围为准。