汽车门灯自动化流水线及其控制方法与流程

本发明属于自动化加工设备技术领域，具体涉及一种汽车门灯自动化流水线及其控制方法。

背景技术：

汽车门灯开关广泛用于各类型汽车门的安全装置中，当该开关被触发时，汽车内门灯照明点亮，向驾驶员警示汽车门未关闭或未完全关闭。门灯开关为汽车门安全装置的必备开关组件，当车门打开时信号被触发，门灯照亮。

目前，门灯开关的装配采用半自动化式，特别是橡皮帽的安装只能采用人工方式，而工人持续地进行机械性工作，不但劳动强度大，装配效率不高，而且不合格率居高不下。解决以上问题成为当务之急。

技术实现要素：

为解决以上技术问题，本发明提供一种汽车门灯自动化流水线及其控制方法，不但能够全自动组装门灯开关，而且能够检测组装门灯是否合格，并分拣出合格和不合格的产品。

为实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种汽车门灯自动化流水线及其控制方法，其要点在于：包括工作平台以及设置在工作平台上并可沿其转动的分度盘，在分度盘周围的所述工作平台上安装有外壳安装组件、弹簧安装组件、内轴安装组件、橡皮帽安装组件、开关测试组件和开关分拣机械手，在所述分度盘上安装有至少一个治具，每个治具在分度盘的带动下均依次经过外壳安装组件、弹簧安装组件、内轴安装组件、橡皮帽安装组件、开关测试组件和开关分拣机械手。

采用以上结构，不但能够实现全自动组装门灯开关，而且能够检测组装门灯是否合格，并分拣出合格和不合格的产品；整体结构紧凑，可靠性好，大大提高了门灯开关的装配效率，节约了人工，降低了生产成本。

作为优选：所述治具的上端具有用于定位外壳的定位槽。采用以上结构，通过治具能够可靠地定位外壳，便于与其它装置配合完成门灯开关的组装和检测。

作为优选：所述弹簧安装组件包括弹簧分离器、弹簧备料器和弹簧电磁装配机械手，其中，所述弹簧分离器包括包括分离器主体，该分离器主体具有上下贯通的弹簧通道，在所述分离器主体的上下两端分别安装有弹簧入料组件和弹簧出料组件，所述弹簧入料组件和弹簧出料组件均与弹簧通道连通，在所述分离器主体上设有出料控制组件。采用以上结构，能够实现弹簧逐一分离，可靠性好，有效防止弹簧出现缠绕、变形、出料卡料等问题，有效提高生产效率，降低生产成本。

作为优选：所述出料控制组件包括可在水平方向上沿分离器主体滑动的弹簧预压头和弹簧阻料头、可在垂直方向上沿分离器主体滑动的联动板以及用于驱动联动板的驱动气缸，所述弹簧预压头位于弹簧阻料头的上方，当联动板朝一个方向运动时，弹簧预压头向外滑出弹簧通道，弹簧阻料头向内滑入弹簧通道，当联动板朝另一个方向运动时，弹簧预压头向内滑入弹簧通道，弹簧阻料头向外滑出弹簧通道。采用以上结构，

作为优选：所述弹簧预压头包括可滑动地安装在分离器主体上的预压头本体、可在垂直方向上沿预压头本体滑动的弹簧预压板以及设置在预压头本体和弹簧预压板之间的预压板弹簧，所述弹簧预压板的一端沿水平方向向内穿出预压头本体；所述弹簧阻料头的内表面具有向内延伸的锁定头，当弹簧阻料头在水平方向上沿分离器主体向内滑动时，所述锁定头嵌入弹簧通道中。采用以上结构，弹簧从弹簧入料组件排成一列进入分离器主体，通过驱动气缸控制联动板，联动板控制弹簧预压头和弹簧阻料头内外交替滑动，联动板每上下移动一次，从弹簧通道向弹簧出料组件释放一个弹簧，并经弹簧出料组件向外送出弹簧。

作为优选：所述橡皮帽安装组件包括橡皮帽备料机构、均位于橡皮帽备料机构一侧的橡皮套套入机构和橡皮套压装机构以及位于橡皮套套入机构旁的内轴压平机构，其中，所述橡皮套套入机构包括负压吸嘴一和驱动负压吸嘴一升降和平移的运动套件一，所述橡皮套压装机构包括橡胶套压板、与橡胶套压板配合的拉伸头以及驱动橡胶套压板和拉伸头升降和平移的运动套件二，所述内轴压平机构包括内轴压板和驱动内轴压板升降的运动套件三。采用以上结构，通过橡皮帽备料机构将橡皮套送至橡皮套套入机构，并通过内轴压平机构的内轴压板使内轴保持在外壳中，然后橡皮套套入机构的负压吸嘴一将橡皮帽预紧在外壳的外端，完成后内轴压平机构的内轴压板释放内轴，最后通过橡皮套压装机构的橡胶套压板和拉伸头相互配合，将橡皮帽压装在外壳上，使外壳的外端嵌入橡皮帽内，整体结构简单、紧凑，可靠性好。

作为优选：所述运动套件一包括驱动负压吸嘴一升降的气缸一和驱动气缸一平移的平移部件，该平移套件包括水平设置的丝杆、与丝杆相适应的丝杆螺母以及驱动丝杆转动的电机，所述气缸一通过支撑座一与丝杆螺母固定连接；所述运动套件二包括驱动橡胶套压板升降的气缸二、驱动气缸二和拉伸头升降的气缸三以及驱动气缸三平移的气缸四，所述橡胶套压板安装在气缸二的活塞杆上，所述拉伸头和气缸二通过安装块安装在气缸三的活塞杆上，所述橡皮套压装机构还包括支撑座二，所述气缸四和气缸三均安装在支撑座二上，所述气缸三与气缸四的活塞杆连接，并可在气缸四的驱动下沿支撑座二滑动；所述运动套件三包括驱动内轴压板升降的气缸五和驱动气缸五平移的气缸六，所述内轴压板安装在气缸五的活塞杆上，所述内轴压平机构还包括支撑座三，所述气缸五和气缸六均安装在支撑座三上，所述气缸五与气缸六的活塞杆连接，并可在气缸六的驱动下沿支撑座三滑动。采用以上结构，通过运动套件一能够可靠精确地控制负压吸嘴一的升降和平移，通过运动套件二能够可靠精确地控制拉伸头和橡胶套压板的平移和升降，并且能够使橡胶套压板相对拉伸头升降，模拟人手指的动作，实现将橡皮帽压装在外壳上的功能，通过运动套件三能够可靠精确地控制内轴压板的升降和平移，配合橡皮套套入机构将橡皮帽预紧在外壳上。

作为优选：所述橡皮帽备料机构包括底座、可沿底座升降的支撑座四、驱动底座升降的气缸七、可沿支撑座四平移的负压吸嘴二以及驱动负压吸嘴二平移的气缸八，在所述底座上设有气缸九以及驱动气缸九沿底座平移的气缸十，在所述气缸九的活塞杆上安装有用于放置橡皮帽的备料盘。采用以上结构，通过负压吸嘴二、气缸七和气缸八的配合能够将橡皮帽抓取至备料盘，并通过备料盘、气缸九和气缸十的配合将橡皮帽送至橡皮套套入机构。

作为优选：在所述弹簧安装组件旁设置有外壳注油组件。采用以上结构，向外壳静触片注油，减少使用过程中的摩擦，提高使用寿命。

作为优选：所述开关测试组件包括测试基座，该测试基座包括沿垂直方向设置的支撑部和沿水平方向设置的安装部；所述支撑部上设有用于按压门灯开关的压头以及驱动压头沿垂直方向移动的驱动气缸一；在所述安装部上设有用于与门灯开关内触点接触并检测其回路导通情况的探针以及驱动探针沿安装部轴线滑动的驱动气缸二，其中，所述探针指向支撑部设有压头的一侧。采用以上结构，通过将压头和探针集成到一个测试基座上，只需将基座安装到对应生产线上门灯开关的测试的固定位置，当车门开关处于待测位置时，由驱动气缸一则可按压门灯开关的按钮，而由驱动气缸二驱动探针插入门灯开关内与门灯开关的触点接触，再由外部与探针连接仪器即可快速实现对门灯开关的电压降及通断测试。

一种汽车门灯自动化流水线的控制方法，其要点在于，按照以下步骤进行：

s1：转动分度盘，将一个治具转送至外壳安装组件处，外壳安装组件将一个外壳安装在治具上；

s2：转动分度盘，将治具转送至弹簧安装组件处，外壳注油组件向外壳内的静触片上注入润滑油；

s3：弹簧安装组件将一个弹簧安装至外壳中；

s4：转动分度盘，将治具转送至内轴安装组件处，内轴安装组件将内轴安装至外壳中；

s5：转动分度盘，将治具转送至橡皮帽安装组件处，橡皮帽安装组件将橡皮帽压装到外壳上；

s6：转动分度盘，将治具转送至开关测试组件处，开关测试组件检测门灯开关的合格；

s7：转动分度盘，将治具转送至开关分拣机械手处，开关分拣机械手分拣出合格的门灯开关和不合格的门灯开关。

采用以上方法，能够通过机器模拟人工组装汽车门灯开关的所有工序和动作，并检测测组装门灯是否合格，分拣出合格和不合格的产品。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

采用本发明提供的汽车门灯自动化流水线及其控制方法，不但能够全自动地组装门灯开关，而且能够检测组装门灯是否合格，并分拣出合格和不合格的产品。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为门灯开关的装配过程示意图；

图3为橡皮帽安装组件的结构示意图；

图4为橡皮帽备料机构示意图；

图5为内轴压平机构示意图；

图6为橡皮套套入机构和内轴压平机构的配合关系示意图；

图7为橡皮套压装机构示意图；

图8为弹簧安装组件的结构示意图；

图9为弹簧分离器的结构示意图；

图10为弹簧分离器的爆炸图；

图11为弹簧预压头的结构示意图；

图12为联动板向下移动时弹簧预压头和弹簧阻料头的配合关系示意图；

图13为联动板向上移动时弹簧预压头和弹簧阻料头的配合关系示意图；

图14为开关测试组件的结构示意图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

如图1和图2所示，一种汽车门灯自动化流水线，包括工作平台1以及设置在工作平台1上并可沿其转动的分度盘2，在分度盘2周围的所述工作平台1上安装有外壳安装组件3、弹簧安装组件4、内轴安装组件5、橡皮帽安装组件6、开关测试组件7和开关分拣机械手8，在所述弹簧安装组件4旁设置有外壳注油组件10，在所述分度盘2上安装有一到六个治具9，每个治具9的上端具有用于定位外壳b的定位槽91，每个治具9在分度盘2的带动下均依次经过外壳安装组件3、弹簧安装组件4、内轴安装组件5、橡皮帽安装组件6、开关测试组件7和开关分拣机械手8。其中，外壳安装组件3用于将一个外壳b安装在一个治具9上，弹簧安装组件4用于将一根弹簧d安装在外壳b中，内轴安装组件5用于将一个内轴c安装在外壳b中，橡皮帽安装组件6用于将一个橡皮帽a压装在外壳b的外端，使弹簧d和内轴c被限制在外壳b和橡皮帽a合围形成的空间中。开关测试组件7用于对组装完成的汽车门灯开关进行电压降及通断测试，开关分拣机械手8将合格的门灯开关分拣到一处，不合格的门灯开关分拣到另一处。

请参见图8、图9、图12和图13，所述弹簧安装组件4包括弹簧分离器4a、弹簧备料器4b和弹簧电磁装配机械手4c，其中，所述弹簧分离器4a包括包括分离器主体4a1，该分离器主体4a1具有上下贯通的弹簧通道4a11，在所述分离器主体4a1的上下两端分别安装有弹簧入料组件4a2和弹簧出料组件4a3，所述弹簧入料组件4a2和弹簧出料组件4a3均与弹簧通道4a11连通，在所述分离器主体4a1上设有出料控制组件4a4。

请参见图9，所述出料控制组件4a4包括弹簧预压头4a41、弹簧阻料头4a42、联动板4a43和驱动气缸4a44，其中，弹簧预压头4a41位于弹簧阻料头4a42的上方，弹簧预压头4a41和弹簧阻料头4a42均通过轴孔配合可在水平方向上沿分离器主体4a1滑动，联动板4a43可在垂直方向上沿分离器主体4a1滑动，并且，联动板4a43与驱动气缸4a44的活塞杆连接，联动板4a43在驱动气缸4a44的控制下沿分离器主体4a1升降。

请参见图10和图11，在所述联动板4a43上设有延伸方向相反的第一滑槽4a431和第二滑槽4a432，所述弹簧预压头4a41具有与第一滑槽4a431滑动配合的预压头滑销4a414，所述弹簧阻料头4a42具有与第二滑槽4a432滑动配合的阻料头滑销4a422。通过以上结构，使弹簧预压头4a41和弹簧阻料头4a42实现反向运动。

请参见图10～图12，所述弹簧预压头4a41包括可滑动地安装在分离器主体4a1上的预压头本体4a411、可在垂直方向上沿预压头本体4a411滑动的弹簧预压板4a412以及设置在预压头本体4a411和弹簧预压板4a412之间的预压板弹簧4a413，所述弹簧预压板4a412的一端沿水平方向向内穿出预压头本体4a411。所述弹簧阻料头4a42的内表面具有向内延伸的锁定头4a421，当弹簧阻料头4a42在水平方向上沿分离器主体4a1向内滑动时，所述锁定头4a421嵌入弹簧通道4a11中。

当联动板4a43在驱动气缸4a44的驱动下向下滑动时，弹簧预压头4a41向外滑出弹簧通道4a11，弹簧阻料头4a42向内滑入弹簧通道4a11，弹簧d在弹簧通道4a11内从上到下依次排列，位于最下面的一根弹簧d的下端与锁定头4a421抵接。当联动板4a43在驱动气缸4a44的驱动下向上滑动时，弹簧预压头4a41向内滑入弹簧通道4a11，与从下往上数第二根弹簧d抵接，使其定位在弹簧通道4a11内，同时，弹簧阻料头4a42向外滑出弹簧通道4a11，与弹簧通道4a11中最下面的一根弹簧d分离，最下面的一根弹簧d从弹簧通道4a11落入弹簧出料组件4a3滑出。重复以上以上步骤，实现弹簧分。离

请参见图8和图9，在所述分离器主体4a1的中部设有吹气接头4a5，在该吹气接头4a5上安装有与其连通的吹气针4a51，该吹气针4a51的外端穿入分离器主体4a1后与弹簧通道4a11连通。通过吹气针4a51向弹簧通道4a11注入空气，辅助弹簧d落入弹簧出料组件4a3中。

请参见图9，所述弹簧入料组件4a2包括安装在分离器主体4a1上端的入料头安装座4a21、安装在入料头安装座4a21上的入料对位头4a22、套设在入料对位头4a22上的入料管锁环4a23以及穿设在入料对位头4a22中的弹簧入料管4a24，该弹簧入料管4a24的上端向上穿出入料对位头4a22和入料管锁环4a23。结构简单可靠，以便于对分离器主体4a1的弹簧通道4a11送料。

请参见图9，所述弹簧出料组件4a3包括安装在分离器主体4a1下端的出料头安装座4a31、安装在出料头安装座4a31上的出料对位头4a32以及穿设在出料对位头4a32中的弹簧出料管4a33，该弹簧出料管4a33的下端向下穿出出料对位头4a32。结构简单可靠，配合分离器主体4a1的弹簧通道4a11逐一送出弹簧d，实现弹簧分离。

请参见图3，所述橡皮帽安装组件6包括橡皮帽备料机构61、内轴压平机构62、橡皮套套入机构63和橡皮套压装机构64，其中，橡皮套套入机构63和橡皮套压装机构64均位于橡皮帽备料机构61的一侧，内轴压平机构62位于橡皮套套入机构63旁。

请参见图4，所述橡皮帽备料机构61包括底座611、支撑座四612、气缸七613、负压吸嘴二614和气缸八615，其中，支撑座四612在气缸七613的驱动下可沿底座611升降，负压吸嘴二614在气缸八615的驱动下可沿支撑座四612平移，负压吸嘴二614能够吸附橡皮帽a，以上结构共同实现负压吸嘴二614的平移和升降，以抓取和转移橡皮帽a。

请参见图4和图6，在所述底座611上设有气缸九616以及驱动气缸九616沿底座611平移的气缸十618，在所述气缸九616的活塞杆上安装有用于放置橡皮帽a的备料盘617，负压吸嘴二614将橡皮帽a一个一个地放置到备料盘617上，再通过备料盘617送至橡皮套套入机构63。

请参见图5和图6，所述内轴压平机构62包括内轴压板621和驱动内轴压板621升降的运动套件三，所述运动套件三包括驱动内轴压板621升降的气缸五622和驱动气缸五622平移的气缸六623，所述内轴压板621安装在气缸五622的活塞杆上，所述内轴压平机构62还包括支撑座三624，所述气缸五622和气缸六623均安装在支撑座三624上，所述气缸五622与气缸六623的活塞杆连接，并可在气缸六623的驱动下沿支撑座三624滑动，其中，所述气缸五622通过直线导轨三625可滑动地安装在支撑座三624上。通过运动套件三控制内轴压板621，能够将内轴c压入并保持在外壳a中，直到橡皮套套入机构63将橡皮帽a套在外壳b上，并完成预紧为止。

请参见图6，所述橡皮套套入机构63包括负压吸嘴一631和驱动负压吸嘴一631升降和平移的运动套件一，所述运动套件一包括驱动负压吸嘴一631升降的气缸一633和驱动气缸一633平移的平移部件632；所述平移套件632包括水平设置的丝杆632a、与丝杆632a相适应的丝杆螺母632b以及驱动丝杆632a转动的电机632c，所述气缸一633通过支撑座一634与丝杆螺母632b固定连接。所述橡皮套套入机构63还包括底座一635，所述平移套件632安装在底座一635上，所述支撑座一634通过直线导轨一636可滑动地安装在底座一635上，其中，所述负压吸嘴一631通过弹簧滑块637安装在气缸一633的活塞杆上。通过运动套件一和负压吸嘴一631相互配合，将备料盘617中的橡皮帽a取出，然后将橡皮帽a套在外壳b上，并进行预紧，预紧完成后运动套件三控制内轴压板621退出，不再作用与内轴c。

请参见图7，所述橡皮套压装机构64包括橡胶套压板641、与橡胶套压板641配合的拉伸头642以及驱动橡胶套压板641和拉伸头642升降和平移的运动套件二，所述运动套件二包括驱动橡胶套压板641升降的气缸二643、驱动气缸二643和拉伸头642升降的气缸三644以及驱动气缸三644平移的气缸四645，所述橡胶套压板641安装在气缸二643的活塞杆上，所述拉伸头642和气缸二643通过安装块646安装在气缸三644的活塞杆上，所述橡皮套压装机构64还包括支撑座二647，所述气缸四645和气缸三644均安装在支撑座二647上，所述气缸三644与气缸四645的活塞杆连接，并可在气缸四645的驱动下沿支撑座二647滑动，其中，所述气缸三644通过直线导轨二648可滑动地安装在支撑座二647上。通过运动套件二，先使拉伸头642嵌在橡皮帽a的圆孔中，然后气缸四645的活塞杆外推，使橡皮帽a被拉长，然后气缸二643控制橡胶套压板641向下压，然后气缸四645的活塞杆回收，橡皮帽a完全压装在外壳b上，即外壳b的外端完全嵌入橡皮帽a中。

请参见图14，所述开关测试组件7包括测试基座71，测试基座71包括一体成型呈板状结构的支撑部710和安装部711，支撑部710竖直设置，安装部711沿支撑部710的后侧向后延伸，并与支撑部710垂直，支撑部710上设有用于安装固定的螺孔。

支撑部710的上端一侧设有向外水平延伸的上安装板712，上安装板712与支撑部710垂直，安装部711的底部一侧具有水平向外水平延伸下安装板713，下安装板713与安装部711垂直，上安装板712与下安装板713处于测试基座71的同一侧。

上安装板712上竖直设有驱动气缸一73，本实施例中，驱动气缸一73为单轴气缸，单轴气缸可拆卸地安装在上安装板712上，且活塞端朝下，在其活塞端端部通过螺纹配合套装有压头72，在单轴气缸的驱动下，压头72可随气缸轴沿其轴向上下移动。

治具97位于压头72的正下方，治具97上沿其长轴线设有贯穿前后两侧的凹槽，凹槽正对压头72的上部敞口，且处于压72的正下方，凹槽的宽度比门灯开关外壳的上部宽度小，凹槽正对探针74的一侧敞口，这样当门灯开关从上方放入凹槽后，可以通过外壳支撑在夹持座上，而门灯开关前侧的接驳口则从凹槽正对探针74一侧伸出，方便探针74进行伸入接触。

下安装板713上水平安装有驱动气缸二75，本实施例中，驱动气缸二75为双轴推动气缸，双轴推动气缸通过两个螺钉安装孔可拆卸地安装在下安装板713上，且双轴活动方向指向设有压头72的一侧，其活动方向延长线与单轴气缸推动方向延长线相互垂直。

双轴推动气缸的两个轴上套设有安装座750，安装座750上安装有一个中空的保护头51，保护头51沿双轴推动气缸的轴线水平延伸，其远端安装有探针74，探针74的后端处于保护头751内，与探针74相连的测试线则从保护头751内穿出，探针74随安装座750在驱动气缸二75驱动下前后移动过程中，始终处于上安装板712的下方，有效避免上部落物对保护头751或探针74的影响。

安装座750靠近双轴推动气缸的一侧设有竖直向上延伸呈板状的挡板752，挡板752上开设有通孔，挡板752靠近双轴推动气缸的一侧表面在通孔位置设有接线口76，这样设置，探针74的测试连接线则可从保护头751接到后方，然后穿过挡板752后集成到接线口76处，方便外部设备快速连接；同时挡板752将探针74与后侧的设备相对分隔，使探针74有相对纯净工作区域，保证其测试稳定性。

如图14所示，测试基座71通过螺钉可拆卸地安装在检测工位，治具9根据压头72和探针74的位置，固定安装好后，通过生产线将门灯开关放入治具9上，并确保压头72正对门灯开关的内轴c，而保护头751正对门灯开关内触点接驳口，且保护头751与接驳口相适应，这样可以确保保护头751带动探针74插入接驳口后，探针74与门灯开关内部触点接触后，不会发生偏移，一直保持导通。

通过探针74与外部的电压测试设备，可以检测压头72压下内轴c和松开内轴c时回路中的电压值，通过与正常电压值比较，即可判断门灯开关是否通过通断测试。

探针74与门灯开关内的触点接触，压头72压下内轴c，探针74与门灯开关内的线路组成回路，同时回路与外部的电源供应导通，通过检测探针74检测两端电压值，与正常数值比较，来判断其电压降测试是否通过。

测试过程中，只需将门灯开关平稳放置到治具9中，固定设置好驱动气缸一73和驱动气缸二75的活塞端伸出距离，可以快速完成压头72压下内轴c和探针74与门灯开关内触点接触的动作，减少对正时间，以及避免对正过程中可能出现偏斜损伤的情况，提高测试效率。

测试完成后，驱动气缸一73和驱动气缸二75收缩，控制压头72上升，以及探针74向后退出门灯开关，门灯开关则经过检测结果判断进入下步分拣工序。

如图1和图2所示，一种汽车门灯自动化流水线的控制方法，按照以下步骤进行：

s1：转动分度盘2，将一个治具9转送至外壳安装组件3处，外壳安装组件3将一个外壳b安装在治具9上；

s2：转动分度盘2，将治具9转送至弹簧安装组件4处，外壳注油组件10向外壳b内的静触片上注入润滑油；

s3：弹簧安装组件4将一个弹簧d安装至外壳b中；

s4：转动分度盘2，将治具9转送至内轴安装组件5处，内轴安装组件5将内轴c安装至外壳b中；

s5：转动分度盘2，将治具9转送至橡皮帽安装组件6处，橡皮帽安装组件6将橡皮帽a压装到外壳b上；

s6：转动分度盘2，将治具9转送至开关测试组件7处，开关测试组件7检测门灯开关的合格；

s7：转动分度盘2，将治具9转送至开关分拣机械手8处，开关分拣机械手8分拣出合格的门灯开关和不合格的门灯开关。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。