一种汽车绳轮升降器滑轮总成的装配线的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于机械设备自动化领域，具体涉及一种汽车绳轮升降器滑轮总成的装配线，该装配线用以装配由铆钉、滑轮和滑轮座组成的滑轮总成，包括用以工位之间切换的链轮机构，依次设置于链轮机构一侧并与链轮机构配合连接的铆钉送料机构、滑轮送料机构和滑轮座送料机构；所述链轮机构上设置有若干工位，该若干工位能随着链轮机构的转动而同步位移。本实用新型实现汽车绳轮升降器滑轮总成的快速、准确、标准化自动检测与装配控制。
【专利说明】
一种汽车绳轮升降器滑轮总成的装配线
技术领域
[0001]本实用新型属于机械设备自动化领域，具体涉及一种汽车绳轮升降器滑轮总成的装配线。
【背景技术】
[0002]近几年经济的高速发展，特别是汽车工业的迅速发展，人们对于汽车的舒适度和人性化的需求量逐渐增加；同时由于汽车的数量逐渐增加，进而使汽车电动玻璃升降器的生产和加工数量也逐年增加，但汽车电动玻璃升降器的性能却不够优良；其根本原因在于汽车行业的零部件制造大多是人工完成的；因此有必要将自动化技术和现代电子技术等高技术应用于汽车零部件制造行业，并积极研究汽车行业新技术和新工艺，改变汽车行业传统的生产模式，达到提高升降器精度和使用寿命的目的，能有效提高升降器生产流水线生产效率、提高产量和质量、节约社会能源、保护生产环境和解放劳动力，且帮助企业大规模生产以满足逐步增加的市场需求。
[0003]基于上述问题，本
【申请人】提供一种汽车绳轮升降器滑轮总成的装配线，本案由此产生。
【实用新型内容】
[0004]为了克服大多企业已有生产线无法实现智能控制、控制精度较低、工作效率较低的不足，本实用新型提供了一种自动化控制、控制精度较高、工作效率较高的汽车绳轮升降器滑轮总成的装配线及其方法。
[0005]为实现上述目的，本实用新型具体提供的技术方案为:一种汽车绳轮升降器滑轮总成的装配线，该装配线用以装配由铆钉、滑轮和滑轮座组成的滑轮总成，包括用以工位之间切换的链轮机构，依次设置于链轮机构一侧并与链轮机构配合连接的铆钉送料机构、滑轮送料机构和滑轮座送料机构;所述链轮机构上设置有若干工位，该若干工位能随着链轮机构的转动而同步位移。
[0006]进一步，所述链轮机构包括输送带和呈三角形分布的从动齿轮、与步进电机连接的电机轴端齿轮、能调节位置的小齿轮;所述若干工位均匀分布于输送带上，所述电机轴端齿轮和从动齿轮之间段的输送带下设置有一铆压支撑平台。
[0007]进一步，所述链轮机构的若干工位包括:铆钉放置工位、滑轮放置工位和滑轮座放置工位，上述工位均通过气缸夹爪搬运;还包括自动涂油工位和铆压工位，自动涂油工位侧设置有第六光电传感器，铆压工位通过气动开关控制。
[0008]进一步，所述铆钉送料机构包括铆钉振动筛，与铆钉振动筛连接的铆钉轨道，位于铆钉轨道出料口的第一光电传感器;其中，铆钉轨道包括铆钉倾斜轨道和铆钉水平轨道。
[0009]进一步，所述滑轮座送料机构包括滑轮座振动筛，与滑轮座振动筛连接的滑轮座轨道，位于滑轮座轨道出料口的第三光电传感器;其中，滑轮座轨道包括滑轮座倾斜轨道和滑轮座水平轨道。
[0010]进一步，所述滑轮送料机构包括滑轮振动筛，与滑轮振动筛连接的滑轮轨道，位于滑轮轨道上的翻转装置和检测工位，用以将滑轮推动至检测工位或翻转装置的推杆装置；其中，滑轮轨道包括滑轮倾斜轨道和滑轮水平轨道，滑轮倾斜轨道转弯处设置有第四光电传感器，检测工位处设置有第五光电传感器，滑轮水平轨道出料口设置有第二光电传感器。[0011 ]进一步，所述翻转装置包括开口轴、传动轴、齿轮、齿条和第三气缸;其中，开口轴通过传动轴与齿轮连接，该齿轮与齿条啮合，齿条通过第三气缸驱动能往复运动;所述开口轴位于滑轮倾斜轨道和滑轮水平轨道连接处之间，开口轴中设置有弹簧片，该弹簧片用于固定滑轮。
[0012]进一步，所述推杆装置包括将滑轮从滑轮振动筛位移至开口轴内的第一推杆，和驱动第一推杆的第一横向气缸、第一纵向气缸;所述推杆装置还包括将滑轮从开口轴内位移至出料口的第二推杆，和驱动第二推杆的第二横向气缸、第二纵向气缸。
[0013]—种汽车绳轮升降器滑轮总成的装配线控制方法，具体包括如下步骤:
[0014]步骤一、从铆钉振动筛中筛选出铆钉，铆钉经铆钉倾斜轨道滑移到铆钉水平轨道，第一光电传感器检测到铆钉到达后，给PLC发送信号;PLC接收到信号后，控制气缸带动气缸夹爪先上移，然后向垂直图纸向里的方向移动，气缸夹爪夹住铆钉并返回至初始位置后，再向垂直图纸向里的方向移动并松开夹爪，把铆钉放置到铆钉放置工位，铆钉放置完成。
[0015]步骤二、PLC给步进电机发送一个脉冲信号，步进电机转动一定角度，带动电机轴端齿轮的运行，输送带向前位移，铆钉进入下一个工位;滑轮从滑轮振动筛中均匀平铺流出，经小角度倾斜滑轮倾斜轨道滑移到滑轮水平轨道。
[0016]步骤三、第四光电传感器检测到滑轮到达后，给PLC发送信号;PLC驱动第一横向气缸，带动第一推杆左移，然后驱动第一纵向气缸，带动第一推杆下移，滑轮第一推杆推至检测工位，同时，上一个完成检测的滑轮恰好被推至开口轴中，第一推杆移至极限位置，并返回至初始位置，等待下一个循环。
[0017]步骤四、第五光电传感器检测到滑轮到达检测工位后，给PLC发送信号，PLC控制视觉系统对滑轮的凹口方向进行判别，并将判别结果反馈给PLC;滑轮被第一推杆从检测工位推至开口轴中，被弹簧片夹住;PLC根据反馈结果发送相应执行命令;如果反馈的是滑轮凹口向上的信号，则PLC控制第三气缸带动齿条移动一定距离，齿轮转动180度，在传动轴的作用下，开口轴带着滑轮转动180度，转动后滑轮凹口向下;如果反馈的是凹口向下的信号，则第三气缸不动作;PLC控制第二横向气缸带动第二推杆左移，然后第二纵向气缸带动第二推杆向下移动，把滑轮从开口轴中推出。
[0018]步骤五、第二光电传感器检测到滑轮到达后，给PLC发送信号，PLC接收到信号后，气缸夹爪先上移，然后向垂直图纸向里的方向移动，气缸夹爪夹住滑轮，PLC控制视觉系统计算出滑轮与铆钉的中心相对坐标。
[0019]步骤六、PLC根据相对坐标控制气缸动作对铆钉进行补偿装配，至此滑轮精确装配并放置到滑轮放置工位上，PLC再次给步进电机发送一个脉冲信号，步进电机转动一定角度，带动电机轴端齿轮的运行，输送带向前位移，铆钉和滑轮进入下一个工位。
[0020]步骤七、第六光电传感器检测到滑轮和铆钉到达自动涂油工位后，给PLC发送信号，PLC控制气缸使自动涂油装置向垂直于图纸向里的方向移动，并给滑轮铆钉自动涂油。涂油完成后，自动涂油装置返回初始位置，等待下一个循环。
[0021]步骤八、PLC再次给步进电机发送一个脉冲信号，步进电机转动一定角度，带动电机轴端齿轮的运行，输送带向前位移，铆钉和滑轮继续进入下一个工位;从滑轮座振动筛中筛选出一定形态的滑轮座，滑轮座经小滑轮座倾斜轨道滑移到滑轮座水平轨道，第三光电传感器检测到滑轮座到达后，给PLC发送信号;PLC接收到信号后，控制气缸夹爪先上移，然后向垂直图纸向里的方向移动，气缸夹爪夹住滑轮座并返回至初始位置后，再向垂直图纸向里的方向移动并松开夹爪，把滑轮座放置到滑轮座放置工位，滑轮座放置完成。
[0022]步骤九、PLC再次给步进电机发送一个脉冲信号，步进电机转动一定角度，带动电机轴端齿轮的运行，输送带向前位移，滑轮总成继续进入下一个工位。滑轮总成到达铆压工位，操作人员手拿升降器弧形导轨，使导轨一端的孔和定位孔分别与铆钉和滑轮座上的定位塑料柱配合，踩下气动开关，气动旋铆机进行铆压;至此升降器滑轮总成装配完成。
[0023]本实用新型的有益效果主要表现在:将机器视觉技术应用于车门绳轮升降器滑轮装配生产线中，在消除人眼视觉检测所带来的偏差和误差的前提下，实现升降器滑轮总成装配的快速、准确、标准化自动检测与控制。
[0024]能替代人的眼睛对生产线上的滑轮进行快速凹口朝向识别并翻转，准确计算滑轮铆钉相对位置，利用PLC控制系统代替人的大脑对滑轮进行补偿装配，设计开发出一套针对玻璃升降器中滑轮的自动检测定位系统，这套系统设计具有较好的理论研究价值和应用意义，不仅减少了工人的劳动时间和劳动强度，而且大幅提高了生产效率和产品合格率，充分实现了企业经济效益和社会效益的最大化。
【附图说明】
[0025]图1是本实用新型总成装配线结构示意图；图2是本实用新型总成装配线的翻转装置结构放大示意图；图3是本实用新型链轮机构的正视示意图；图4是控制系统结构框图；图5是触摸屏界面结构图。
[0026]标号说明:
[0027]链轮机构10;铆钉送料机构20;滑轮送料机构30;滑轮座送料机构40;
[0028]铆钉振动筛I;铆钉轨道2;铆钉倾斜轨道3;铆钉水平轨道4;第一光电传感器5;滑轮座振动筛6;滑轮座轨道7;第三光电传感器8;滑轮座倾斜轨道9;滑轮座水平轨道11 ；滑轮振动筛12;滑轮轨道13;翻转装置14;检测工位15;推杆装置16;滑轮倾斜轨道17;滑轮水平轨道18;第四光电传感器19;第五光电传感器21;第二光电传感器22;输送带23;从动齿轮24;步进电机25;电机轴端齿轮26;小齿轮27;铆压支撑平台28;气动开关29;工位31;铆钉放置工位32;滑轮放置工位33;滑轮座放置工位34;气缸夹爪35;自动涂油工位36;铆压工位37;第六光电传感器38;开口轴39;传动轴41;齿轮42;齿条43;第三气缸44;弹簧片45;第一推杆46 ；第一纵向气缸47 ；第一横向气缸48 ；第二推杆49 ；第二纵向气缸50 ；第二横向气缸51;自动涂油装置52;气动旋铆机53。
【具体实施方式】
[0029]如图1-5所示，本实用新型揭示的是一种汽车绳轮升降器滑轮总成的装配线，该装配线用以装配由铆钉、滑轮和滑轮座组成的滑轮总成，包括用以工位之间切换的链轮机构10，依次设置于链轮机构一侧并与链轮机构10配合连接的铆钉送料机构20、滑轮送料机构30和滑轮座送料机构40;所述链轮机构10上设置有若干工位31，该若干工位31能随着链轮机构1的转动而同步位移。
[0030]结合图1所示，所述铆钉送料机构20包括铆钉振动筛I，与铆钉振动筛I连接的铆钉轨道2，位于铆钉轨道2出料口的第一光电传感器5;其中，铆钉轨道2包括铆钉倾斜轨道3和铆钉水平轨道4;
[0031 ]所述滑轮座送料机构40包括滑轮座振动筛6，与滑轮座振动筛6连接的滑轮座轨道7，位于滑轮座轨道7出料口的第三光电传感器8;其中，滑轮座轨道7包括滑轮座倾斜轨道9和滑轮座水平轨道11。
[0032]所述滑轮送料机构30包括滑轮振动筛12，与滑轮振动筛12连接的滑轮轨道13，位于滑轮轨道13上的翻转装置14和检测工位15，用以将滑轮推动至检测工位15或翻转装置14的推杆装置16;其中，滑轮轨道13包括滑轮倾斜轨道17和滑轮水平轨道18，滑轮倾斜轨道转弯处设置有第四光电传感器19，检测工位15处设置有第五光电传感器21，滑轮水平轨道18出料口设置有第二光电传感器22。
[0033]结合图3所示，所述链轮机构10包括输送带23和呈三角形分布的从动齿轮24、与步进电机25连接的电机轴端齿轮26、能调节位置的小齿轮27;所述若干工位31均匀分布于输送带23上，所述电机轴端齿轮26和从动齿轮24之间段的输送带23下设置有一铆压支撑平台28;所述链轮机构10的若干工位31包括:铆钉放置工位32、滑轮放置工位33和滑轮座放置工位34，上述工位31均通过气缸夹爪35搬运;还包括自动涂油工位36和铆压工位37，自动涂油工位36侧设置有第六光电传感器38，铆压工位37通过气动开关29控制。
[0034]结合图2所示，所述翻转装置14包括开口轴39、传动轴41、齿轮42、齿条43和第三气缸44;其中，开口轴39通过传动轴41与齿轮42连接，该齿轮42与齿条43啮合，齿条43通过第三气缸44驱动能往复运动;所述开口轴39位于滑轮倾斜轨道17和滑轮水平轨道18连接处之间，开口轴39中设置有弹簧片45，该弹簧片45用于固定滑轮。
[0035]结合图1所示，所述推杆装置16包括将滑轮从滑轮振动筛12位移至开口轴39内的第一推杆46，和驱动第一推杆46的第一横向气缸48、第一纵向气缸47;所述推杆装置16还包括将滑轮从开口轴39内位移至出料口的第二推杆49，和驱动第二推杆49的第二横向气缸51、第二纵向气缸50。
[0036]—种汽车绳轮升降器滑轮总成的装配线控制方法，具体包括如下步骤:
[0037]步骤一、从铆钉振动筛I中筛选出铆钉，铆钉经铆钉倾斜轨道3滑移到铆钉水平轨道4，第一光电传感器5检测到铆钉到达后，给PLC发送信号;PLC接收到信号后，控制气缸夹爪35先上移，然后向垂直图纸向里的方向移动，气缸夹爪35夹住铆钉并返回至初始位置后，再向垂直图纸向里的方向移动并松开气缸夹爪35，把铆钉放置到铆钉放置工位32，铆钉放置完成。
[0038]步骤二、PLC给步进电机25发送一个脉冲信号，步进电机25转动一定角度，带动电机轴端齿轮26的运行，输送带23向前位移，铆钉进入下一个工位31;滑轮从滑轮振动筛12中均匀平铺流出，经小角度倾斜滑轮倾斜轨道17滑移到滑轮水平轨道18。
[0039]步骤三、第四光电传感器19检测到滑轮到达后，给PLC发送信号;PLC驱动第一横向气缸48，带动第一推杆46左移，然后驱动第一纵向气缸47，带动第一推杆46下移，滑轮第一推杆46推至检测工位15，同时，上一个完成检测的滑轮恰好被推至开口轴39中，第一推杆46移至极限位置，并返回至初始位置，等待下一个循环。
[0040]步骤四、第五光电传感器21检测到滑轮到达检测工位15后，给PLC发送信号，PLC控制视觉系统对滑轮的凹口方向进行判别，并将判别结果反馈给PLC;滑轮被第一推杆46从检测工位15推至开口轴39中，被弹簧片45夹住;PLC根据反馈结果发送相应执行命令;如果反馈的是滑轮凹口向上的信号，则PLC控制第三气缸44带动齿条43移动一定距离，齿轮42转动180度，在传动轴41的作用下，开口轴39带着滑轮转动180度，转动后滑轮凹口向下；如果反馈的是凹口向下的信号，则第三气缸44不动作;PLC控制第二横向气缸51带动第二推杆49左移，然后第二纵向气缸50带动第二推杆49向下移动，把滑轮从开口轴39中推出。
[0041]步骤五、第二光电传感器22检测到滑轮到达后，给PLC发送信号，PLC接收到信号后，气缸夹爪35先上移，然后向垂直图纸向里的方向移动，气缸夹爪35夹住滑轮，PLC控制视觉系统计算出滑轮与铆钉的中心相对坐标。
[0042]步骤六、PLC根据相对坐标控制气缸动作对铆钉进行补偿装配，至此滑轮精确装配并放置到滑轮放置工位33上，PLC再次给步进电机25发送一个脉冲信号，步进电机25转动一定角度，带动电机轴端齿轮26的运行，输送带向前位移，铆钉和滑轮进入下一个工位。
[0043]步骤七、第六光电传感38检测到滑轮和铆钉到达自动涂油工位36后，给PLC发送信号，PLC控制气缸使自动涂油装置52向垂直于图纸向里的方向移动，并给滑轮铆钉自动涂油;涂油完成后，自动涂油装置52返回初始位置，等待下一个循环。
[0044]步骤八、PLC再次给步进电机25发送一个脉冲信号，步进电机25转动一定角度，带动电机轴端齿轮26的运行，输送带23向前位移，铆钉和滑轮继续进入下一个工位;从滑轮座振动筛6中筛选出一定形态的滑轮座，滑轮座经滑轮座倾斜轨道11滑移到滑轮座水平轨道12，第三光电传感器8检测到滑轮座到达后，给PLC发送信号;PLC接收到信号后，控制气缸夹爪35先上移，然后向垂直图纸向里的方向移动，气缸夹爪35夹住滑轮座并返回至初始位置后，再向垂直图纸向里的方向移动并松开夹爪，把滑轮座放置到滑轮座放置工位34，滑轮座放置完成。
[0045]步骤九、PLC再次给步进电机发送一个脉冲信号，步进电机25转动一定角度，带动电机轴端齿轮26的运行，输送带向前位移，滑轮总成继续进入下一个工位;滑轮总成到达铆压工位37，操作人员手拿升降器弧形导轨，使导轨一端的孔和定位孔分别与铆钉和滑轮座上的定位塑料柱配合，踩下气动开关29，气动旋铆机53进行铆压;至此升降器滑轮总成装配完成。
[0046]参照图4，整条装配线由一台PLC控制，PLC与视觉系统之间用以太网进行通信;PLC与执行机构之间、PLC与触摸屏之间用RS232进行通信:利用PLC的远程控制终端实现生产线各工位之间的操作控制。PLC接收触摸屏或外部的操作控制信息，采集并处理传感器检测信号，控制及调用视觉系统和执行机构，控制各电磁阀和继电器动作，完成产品的上料、滑轮装配、铆压等工艺流程。
[0047]参照图5，触摸屏界面，设有主菜单和故障显示界面，主菜单设有自动运行、手动操作和系统设置三个按钮，为系统提供三种操作状态，点击按钮可进入相应的子菜单，进行相应的操作其中，手动操作，便于技术人员调整机器的精准位置和试运行；系统设置，用于设置系统的各种参数及各工位的状态(如投入运行或故障退出)；自动运行，此状态下系统将进入全自动运行，操作人员可以进行系统的启动、停止操作;故障显示界面设有输送机构故障、视觉系统故障和执行机构故障三大类，当有故障发生时，PLC会自动触发触摸屏显示相应的故障信号，指引技术员查找故障原因。
【主权项】
1.一种汽车绳轮升降器滑轮总成的装配线，该装配线用以装配由铆钉、滑轮和滑轮座组成的滑轮总成，其特征在于:包括用以工位之间切换的链轮机构，依次设置于链轮机构一侧并与链轮机构配合连接的铆钉送料机构、滑轮送料机构和滑轮座送料机构;所述链轮机构上设置有若干工位，该若干工位能随着链轮机构的转动而同步位移。2.根据权利要求1所述的一种汽车绳轮升降器滑轮总成的装配线，其特征在于:所述链轮机构包括输送带和呈三角形分布的从动齿轮、与步进电机连接的电机轴端齿轮、能调节位置的小齿轮;所述若干工位均匀分布于输送带上，所述电机轴端齿轮和从动齿轮之间段的输送带下设置有一铆压支撑平台。3.根据权利要求2所述的一种汽车绳轮升降器滑轮总成的装配线，其特征在于:所述链轮机构的若干工位包括:铆钉放置工位、滑轮放置工位和滑轮座放置工位，上述工位均通过气缸夹爪搬运;还包括自动涂油工位和铆压工位，自动涂油工位侧设置有第六光电传感器，铆压工位通过气动开关控制。4.根据权利要求1所述的一种汽车绳轮升降器滑轮总成的装配线，其特征在于:所述铆钉送料机构包括铆钉振动筛，与铆钉振动筛连接的铆钉轨道，位于铆钉轨道出料口的第一光电传感器;其中，铆钉轨道包括铆钉倾斜轨道和铆钉水平轨道。5.根据权利要求1所述的一种汽车绳轮升降器滑轮总成的装配线，其特征在于:所述滑轮座送料机构包括滑轮座振动筛，与滑轮座振动筛连接的滑轮座轨道，位于滑轮座轨道出料口的第三光电传感器;其中，滑轮座轨道包括滑轮座倾斜轨道和滑轮座水平轨道。6.根据权利要求1所述的一种汽车绳轮升降器滑轮总成的装配线，其特征在于:所述滑轮送料机构包括滑轮振动筛，与滑轮振动筛连接的滑轮轨道，位于滑轮轨道上的翻转装置和检测工位，用以将滑轮推动至检测工位或翻转装置的推杆装置;其中，滑轮轨道包括滑轮倾斜轨道和滑轮水平轨道，滑轮倾斜轨道转弯处设置有第四光电传感器，检测工位处设置有第五光电传感器，滑轮水平轨道出料口设置有第二光电传感器。7.根据权利要求6所述的一种汽车绳轮升降器滑轮总成的装配线，其特征在于:所述翻转装置包括开口轴、传动轴、齿轮、齿条和第三气缸;其中，开口轴通过传动轴与齿轮连接，该齿轮与齿条啮合，齿条通过第三气缸驱动能往复运动;所述开口轴位于滑轮倾斜轨道和滑轮水平轨道连接处之间，开口轴中设置有弹簧片，该弹簧片用于固定滑轮。8.根据权利要求6所述的一种汽车绳轮升降器滑轮总成的装配线，其特征在于:所述推杆装置包括将滑轮从滑轮振动筛位移至开口轴内的第一推杆，和驱动第一推杆的第一横向气缸、第一纵向气缸;所述推杆装置还包括将滑轮从开口轴内位移至出料口的第二推杆，和驱动第二推杆的第二横向气缸、第二纵向气缸。
【文档编号】B62D65/02GK205469370SQ201521095932
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2015年12月24日
【发明人】张建新, 吴天斌, 姜佳佳, 张盼
【申请人】浙江理工大学