本发明属于自动化生产领域，具体涉及一种门把手自动组装设备及其组装门把手的方法。
背景技术：
门把手是建筑房子不可或缺的零件，我国楼房建设飞速发展，对其需求也在不断提高。图7及图8是一种常用的门把手，它的装配过程中需要将6个零件组装在一起，而目前这种门把手都是采用人工手动装配，组装一个门把手需要大约15秒钟，此过程需要将门把手插入到外盖的圆孔中，之后用专用工具将内盖、扭簧敲入，最后用专用钳子将弹性挡圈安装上去。人工装配门把手所用时间较长，装配期间可能将门把手装反。因此，针对人工装配的不足，需要设计一种门把手自动组装设备。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有技术中人工组装门把手的不足，提供一种门把手自动组装设备及其组装门把手的方法，能实现门把手的自动组装，同时具有生产效率高、产品质量稳定等优点。
本发明采用的技术方案是：
本发明一种门把手自动组装设备，包括载物台、直线导轨、定位夹具以及沿直线导轨一侧依次排布的门把手料仓、门把手安装器、外盖料仓、外盖安装器、内盖料仓、内盖安装器、扭簧料仓、扭簧安装器、垫圈料仓、垫圈安装器、弹性挡圈料仓和弹性挡圈安装器；所述的直线导轨固定在载物台上，定位夹具与直线导轨构成滑动副；所述的定位夹具与驱动电机通过带传动机构连接；门把手料仓与门把手安装器之间、外盖料仓与外盖安装器之间、内盖料仓与内盖安装器之间、扭簧料仓与扭簧安装器之间、垫圈料仓与垫圈安装器之间以及弹性挡圈料仓与弹性挡圈安装器之间均设有激光发射器；各激光发射器位于直线导轨另一侧的对应位置设置激光接收器。
所述的定位夹具包括门把手定位块、第一外盖定位块和第二外盖定位块；第一外盖定位块和第二外盖定位块均固定在门把手定位块顶部；第一外盖定位块开设有第一凹槽，第二外盖定位块开设有第二凹槽；第一凹槽和第二凹槽的长度方向均与直线导轨平行设置；门把手定位块开设有门把手凹槽；门把手凹槽处于第一门把手定位块和第二门把手定位块的间距位置；门把手凹槽对应门把手尾部那端朝向激光接收器。
所述的门把手料仓、外盖料仓、内盖料仓、扭簧料仓、垫圈料仓和弹性挡圈料仓均设有坡道，且各坡道底端均设有挡板；坡道的朝向与直线导轨平行；门把手料仓的坡道底端与定位夹具的门把手凹槽形状一致。
所述的门把手安装器包括第一旋转电机、第一定位块、第一直线移动电机、第一电磁铁和第一旋转块；第一旋转电机的底座固定在载物台上，第一旋转电机的输出轴与第一旋转块固定；第一直线移动电机的底座固定在第一旋转块上，第一直线移动电机的输出轴与第一电磁铁固定；第一定位块固定在第一电磁铁底部；第一定位块呈竖直放置的长条形。
所述的外盖安装器包括第二旋转电机、第二定位块、第二直线移动电机、第二电磁铁和第二旋转块；第二旋转电机的底座固定在载物台上，第二旋转电机的输出轴与第二旋转块固定；第二直线移动电机的底座固定在第二旋转块上，第二直线移动电机的输出轴与第二电磁铁固定；第二电磁铁用于吸住外盖；第二定位块固定在第二电磁铁底部；第二定位块呈水平放置的长条形；第二定位块的底面两端各设有一个凸圆柱。
所述的内盖安装器包括第三旋转电机、第三定位块、第三直线移动电机、第三电磁铁和第三旋转块；第三旋转电机的底座固定在载物台上，第三旋转电机的输出轴与第三旋转块固定；第三直线移动电机的底座固定在第三旋转块上，第三直线移动电机的输出轴与第三电磁铁固定；第三定位块固定在第三电磁铁底部；第三定位块的底面偏向端部位置开设矩形槽；第三定位块的底面两端均设有凸条。
所述的扭簧安装器包括第四旋转电机、第四定位块、第四直线移动电机、第四电磁铁和第四旋转块；第四旋转电机的底座固定在载物台上，第四旋转电机的输出轴与第四旋转块固定；第四直线移动电机的底座固定在第四旋转块上，第四直线移动电机的输出轴与第四电磁铁固定；第四定位块固定在第四电磁铁底部；第四定位块底面开设有扭簧凹槽；所述扭簧凹槽的槽底开设两个扭臂定位槽。
所述的垫圈安装器包括第五旋转电机、第五定位块、第五直线移动电机、第五电磁铁和第五旋转块；第五旋转电机的底座固定在载物台上，第五旋转电机的输出轴与第五旋转块固定；第五直线移动电机的底座固定在第五旋转块上，五直线移动电机的输出轴与第五电磁铁固定；第五定位块固定在第五电磁铁底部；第五定位块底面开设有垫圈凹槽。
所述的弹性挡圈安装器包括第六旋转电机、第六定位块、第六直线移动电机、基座和第六旋转块；第六旋转电机的底座固定在载物台上，第六旋转电机的输出轴与第六旋转块固定；第六直线移动电机的底座固定在第六旋转块上；第六直线移动电机的输出轴与基座固定；所述的第六定位块包括基板、撑开板和第七直线移动电机；基板固定在基座上；两个第七直线移动电机相背设置，且均固定在基板上；每个第七直线移动电机的输出轴与一块撑开板固定；撑开板与基板构成滑动副；撑开板的底部设有圆柱形的撑杆；两块撑开板底部的撑杆相对基板对称设置。
所述的定位夹具与带传动机构的传送带固定，带传动机构的其中一个带轮由驱动电机驱动，另一个带轮铰接在载物台上。
所述第一定位块的长度与宽度相等，高度是长度的五倍以上；第二定位块的长度是宽度的十倍以上。
所述的垫圈凹槽由半圆弧槽和对称布置在半圆弧槽两端的两个直线槽组成；直线槽的内端连通半圆弧槽，外端开放设置；两直线槽相背的侧壁与半圆弧槽侧壁相切设置。
所述的驱动电机、各旋转电机、各直线移动电机以及各电磁铁均由控制器控制，各激光接收器的信号输出端均与控制器连接。
该门把手自动组装设备进行门把手组装的方法，具体步骤如下：
1)门把手料仓的坡道上排布门把手，门把手尾部朝向坡道底端，且门把手的凹槽朝上，第一旋转电机正转90°时，门把手的凹槽与第一定位块的竖直位置对应；外盖料仓的坡道上排布外盖，外盖的长度方向与坡道方向垂直，且外盖内侧壁朝上，第二旋转电机正转90°时，外盖两端的圆孔与第二定位块底面的两个凸圆柱竖直位置分别对应；内盖料仓的坡道上排布内盖，内盖的长度方向与坡道方向垂直，内盖上与第三定位块的矩形槽匹配的矩形凸块朝上设置，且矩形凸块朝向激光接收器一侧，第三旋转电机正转90°时，矩形凸块与第三定位块底面的矩形槽竖直位置对应；扭簧料仓的坡道上排布扭簧，第四旋转电机正转90°时，第四定位块的两个扭臂定位槽与扭簧的两个扭臂竖直位置分别对应；垫圈料仓的坡道上排布垫圈；弹性挡圈料仓的坡道上排布弹性挡圈，弹性挡圈的开口朝向激光接收器一侧，第五旋转电机正转90°时，弹性挡圈的两个力作用孔与撑开板底部的两根撑杆竖直位置分别对应；
2)驱动电机驱动定位夹具到达门把手料仓与门把手安装器之间的激光发射器处时，驱动电机停转，第一旋转电机正转90°，第一旋转块正对门把手料仓，第一直线移动电机驱动第一定位块插入门把手的凹槽内，然后第一电磁铁通电吸住门把手；接着第一直线移动电机向上运动，第一旋转电机反转90°，第一直线移动电机向下运动，第一电磁铁断电，门把手安装到门把手定位块的门把手凹槽中，第一直线移动电机向上运动复位，驱动电机启动驱动定位夹具向前移动；
3)定位夹具到达外盖料仓与外盖安装器之间的激光发射器处时，驱动电机停转，第二旋转电机正转90°，第二旋转块正对外盖料仓，第二直线移动电机驱动第二定位块向下移动套入外盖中，然后第二电磁铁通电吸住外盖；接着第二直线移动电机向上运动，第二旋转电机反转90°，此时外盖长边与导轨平行，第二直线移动电机向下运动，第二电磁铁断电，外盖安装到第一凹槽及第二凹槽中，第二直线移动电机向上运动复位，驱动电机启动驱动定位夹具向前移动；
4)定位夹具到达内盖料仓与内盖安装器之间的激光发射器处时，驱动电机停转，第三旋转电机正转90°，第三旋转块正对内盖料仓，第三直线移动电机向下运动，内盖套入第三定位块中，第三电磁铁通电吸住内盖；接着第三直线移动电机向上运动，第三旋转电机反转90°，第三直线移动电机向下运动，第三电磁铁断电，内盖安装到外盖中并套在门把手上，第三直线移动电机向上运动复位，驱动电机启动驱动定位夹具向前移动；
5)定位夹具到达扭簧料仓与扭簧安装器之间的激光发射器处时，驱动电机停转，第四旋转电机正转90°，第四旋转块正对扭簧料仓，第四直线移动电机向下运动，扭簧套入第四定位块中，第四电磁铁通电吸住扭簧；接着第四直线移动电机向上运动，第四旋转电机反转90°，第四直线移动电机向下运动，第四电磁铁断电，扭簧安装到内盖中并套在门把手上，第四直线移动电机向上运动复位，驱动电机启动驱动定位夹具向前移动；
6)定位夹具到达垫圈料仓与垫圈安装器之间的激光发射器处时，驱动电机停转，第五旋转电机正转90°，第五旋转块正对扭簧料仓，第五直线移动电机向下运动，垫片套入第五定位块中，第五电磁铁通电吸住垫片；接着第五直线移动电机向上运动，第五旋转电机反转90°，第五直线移动电机向下运动，第五电磁铁断电，垫片安装到扭簧上并套在门把手上，第五直线移动电机向上运动复位，驱动电机启动驱动定位夹具向前移动；
7)定位夹具到达弹性挡圈料仓与弹性挡圈安装器之间的激光发射器处时，驱动电机停转，第六旋转电机正转90°，第六旋转块正对弹性挡圈料仓15，第六直线移动电机向下运动，撑开板底部的两根撑杆套入弹性挡圈的两个力作用孔内，两个第七直线移动电机运动带动两块撑开板相背移动将弹性挡圈撑开；接着第六直线移动电机向上运动，第六旋转电机反转90°，第六直线移动电机向下运动，两个第七直线移动电机运动带动两块撑开板相向移动将弹性挡圈闭合，弹性挡圈安装到垫片上并套在门把手上；两个第七直线移动电机复位，第六直线移动电机向上运动复位；
8)取走装配好的门把手组件，驱动电机带动定位夹具复位，定位夹具复位过程中，各旋转电机和各直线移动电机均保持停转状态。
本发明的有益效果是：装配效率是人工2倍左右；机械组装使得产品质量趋于稳定；可降低生产成本。
附图说明
图1是本发明的整体结构立体图；
图2是本发明中定位夹具的结构立体图；
图3是本发明中各个安装器的装配立体图；
图4是本发明中第三定位块的结构立体图；
图5是本发明中第五定位块的结构立体图；
图6是本发明中第六定位块的结构立体图；
图7是装配好的门把手组件结构立体图；
图8是门把手组件的爆炸图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。
如图1所示，一种门把手自动组装设备，包括载物台1、直线导轨2、定位夹具3以及沿直线导轨2一侧依次排布的门把手料仓10、门把手安装器4、外盖料仓11、外盖安装器5、内盖料仓12、内盖安装器6、扭簧料仓13、扭簧安装器7、垫圈料仓14、垫圈安装器8、弹性挡圈料仓15和弹性挡圈安装器9；直线导轨2固定在载物台1上，定位夹具3与直线导轨2构成滑动副；定位夹具3与带传动机构的传送带固定，带传动机构的其中一个带轮由驱动电机驱动，另一个带轮铰接在载物台1上；门把手料仓10与门把手安装器4之间、外盖料仓11与外盖安装器5之间、内盖料仓12与内盖安装器6之间、扭簧料仓13与扭簧安装器7之间、垫圈料仓14与垫圈安装器8之间以及弹性挡圈料仓15与弹性挡圈安装器9之间均设有激光发射器16；各激光发射器16位于直线导轨2另一侧的对应位置设置激光接收器17。
如图2所示，定位夹具3包括门把手定位块3-1、第一外盖定位块3-2和第二外盖定位块；第一外盖定位块3-2和第二外盖定位块均固定在门把手定位块3-1顶部；第一外盖定位块3-2开设有第一凹槽，第二外盖定位块开设有第二凹槽；第一凹槽和第二凹槽的长度方向均与直线导轨2平行设置，用于外盖的定位与安放；门把手定位块3-1开设有门把手凹槽；门把手凹槽处于第一门把手定位块3-1和第二门把手定位块的间距位置，用于门把手的定位与安放；门把手凹槽对应门把手尾部那端朝向激光接收器17。
如图1所示，门把手料仓10、外盖料仓11、内盖料仓12、扭簧料仓13、垫圈料仓14和弹性挡圈料仓15均设有坡道，且各坡道底端均设有挡板；坡道的朝向与直线导轨2平行；门把手料仓10的坡道底端与定位夹具3的门把手凹槽形状一致。
如图1和3所示，门把手安装器4包括第一旋转电机4-1、第一定位块4-2、第一直线移动电机4-3、第一电磁铁4-4和第一旋转块4-5；第一旋转电机4-1的底座固定在载物台1上，第一旋转电机4-1的输出轴与第一旋转块4-5固定；第一直线移动电机4-3的底座固定在第一旋转块4-5上，第一直线移动电机4-3的输出轴与第一电磁铁4-4固定，第一电磁铁4-4用于吸住门把手；第一定位块4-2固定在第一电磁铁4-4底部；第一定位块4-2呈竖直放置的长条形，且长度与宽度相等，高度是长度的五倍以上。
如图1和3所示，外盖安装器5包括第二旋转电机5-1、第二定位块5-2、第二直线移动电机5-3、第二电磁铁5-4和第二旋转块5-5；第二旋转电机5-1的底座固定在载物台1上，第二旋转电机5-1的输出轴与第二旋转块5-5固定；第二直线移动电机5-3的底座固定在第二旋转块5-5上，第二直线移动电机5-3的输出轴与第二电磁铁5-4固定；第二电磁铁用于吸住外盖；第二定位块5-2固定在第二电磁铁底部；第二定位块5-2呈水平放置的长条形，且长度是宽度的十倍以上；第二定位块5-2的底面两端各设有一个凸圆柱，与外盖两端的圆孔相匹配，形成定位。
如图1、3和4所示，内盖安装器6包括第三旋转电机6-1、第三定位块6-2、第三直线移动电机6-3、第三电磁铁6-4和第三旋转块6-5；第三旋转电机6-1的底座固定在载物台1上，第三旋转电机6-1的输出轴与第三旋转块6-5固定；第三直线移动电机6-3的底座固定在第三旋转块6-5上，第三直线移动电机6-3的输出轴与第三电磁铁6-4固定；第三电磁铁6-4用于吸住内盖；第三定位块6-2固定在第三电磁铁6-4底部；第三定位块6-2的底面偏向端部位置开设矩形槽，用于定位内盖；第三定位块6-2的底面两端均设有凸条，便于矩形槽准确定位。
如图1和3所示，扭簧安装器7包括第四旋转电机7-1、第四定位块7-2、第四直线移动电机7-3、第四电磁铁7-4和第四旋转块7-5；第四旋转电机7-1的底座固定在载物台1上，第四旋转电机7-1的输出轴与第四旋转块7-5固定；第四直线移动电机7-3的底座固定在第四旋转块7-5上，第四直线移动电机7-3的输出轴与第四电磁铁7-4固定；第四电磁铁7-4用于吸住扭簧；第四定位块7-2固定在第四电磁铁7-4底部；第四定位块7-2底面开设有扭簧凹槽，扭簧凹槽的槽底开设两个扭臂定位槽，扭臂定位槽实现扭簧的扭臂定位。
如图1、3和5所示，垫圈安装器8包括第五旋转电机8-1、第五定位块8-2、第五直线移动电机8-3、第五电磁铁8-4和第五旋转块8-5；第五旋转电机8-1的底座固定在载物台1上，第五旋转电机8-1的输出轴与第五旋转块8-5固定；第五直线移动电机8-3的底座固定在第五旋转块8-5上，五直线移动电机8-3的输出轴与第五电磁铁8-4固定；第五电磁铁8-4用于吸住垫圈；第五定位块8-2固定在第五电磁铁8-4底部；第五定位块8-2底面开设有垫圈凹槽，实现垫圈的定位；垫圈凹槽由半圆弧槽和对称布置在半圆弧槽两端的两个直线槽组成；直线槽的内端连通半圆弧槽，外端开放设置；两直线槽相背的侧壁与半圆弧槽侧壁相切设置。
如图1、3和6所示，弹性挡圈安装器9包括第六旋转电机9-1、第六定位块9-2、第六直线移动电机9-3、基座9-4和第六旋转块9-5；第六旋转电机9-1的底座固定在载物台1上，第六旋转电机9-1的输出轴与第六旋转块9-5固定；第六直线移动电机9-3的底座固定在第六旋转块9-5上；第六直线移动电机9-3的输出轴与基座9-4固定；第六定位块9-2包括基板、撑开板9-2-1和第七直线移动电机9-2-2；基板固定在基座9-4上；两个第七直线移动电机9-2-2相背设置，且均固定在基板上；每个第七直线移动电机9-2-2的输出轴与一块撑开板9-2-1固定；撑开板9-2-1与基板构成滑动副；撑开板9-2-1的底部设有圆柱形的撑杆；两块撑开板9-2-1底部的撑杆相对基板对称设置。
驱动电机、各旋转电机、各直线移动电机以及各电磁铁均由控制器控制，各激光接收器17的信号输出端均与控制器连接。
该门把手自动组装设备进行门把手组装的方法，具体步骤如下：
1)门把手料仓10的坡道上排布门把手16-1，门把手尾部朝向坡道底端，且门把手的凹槽朝上，第一旋转电机正转90°时，门把手的凹槽与第一定位块的竖直位置对应；外盖料仓11的坡道上排布外盖16-2，外盖的长度方向与坡道方向垂直，且外盖内侧壁朝上，第二旋转电机正转90°时，外盖两端的圆孔与第二定位块5-2底面的两个凸圆柱竖直位置分别对应；内盖料仓12的坡道上排布内盖16-3，内盖的长度方向与坡道方向垂直，内盖上与第三定位块6-2的矩形槽匹配的矩形凸块朝上设置，且矩形凸块朝向激光接收器17一侧，第三旋转电机正转90°时，矩形凸块与第三定位块6-2底面的矩形槽竖直位置对应；扭簧料仓13的坡道上排布扭簧16-4，第四旋转电机7-1正转90°时，第四定位块7-2的两个扭臂定位槽与扭簧的两个扭臂竖直位置分别对应；垫圈料仓14的坡道上排布垫圈16-5；弹性挡圈料仓15的坡道上排布弹性挡圈16-6，弹性挡圈的开口朝向激光接收器17一侧，第五旋转电机正转90°时，弹性挡圈的两个力作用孔与撑开板9-2-1底部的两根撑杆竖直位置分别对应；
2)驱动电机驱动定位夹具到达门把手料仓10与门把手安装器4之间的激光发射器16处时，驱动电机停转，第一旋转电机正转90°，第一旋转块4-5正对门把手料仓10，第一直线移动电机驱动第一定位块4-2插入门把手的凹槽内，然后第一电磁铁通电吸住门把手；接着第一直线移动电机向上运动，第一旋转电机反转90°，第一直线移动电机向下运动，第一电磁铁断电，门把手安装到门把手定位块3-1的门把手凹槽中，第一直线移动电机向上运动复位，驱动电机启动驱动定位夹具向前移动；
3)定位夹具到达外盖料仓11与外盖安装器5之间的激光发射器16处时，驱动电机停转，第二旋转电机正转90°，第二旋转块正对外盖料仓11，第二直线移动电机驱动第二定位块5-2向下移动套入外盖中，然后第二电磁铁通电吸住外盖；接着第二直线移动电机向上运动，第二旋转电机反转90°，此时外盖长边与导轨平行，第二直线移动电机向下运动，第二电磁铁断电，外盖安装到第一凹槽及第二凹槽中，第二直线移动电机向上运动复位，驱动电机启动驱动定位夹具向前移动；
4)定位夹具到达内盖料仓12与内盖安装器6之间的激光发射器16处时，驱动电机停转，第三旋转电机正转90°，第三旋转块正对内盖料仓12，第三直线移动电机向下运动，内盖套入第三定位块6-2中，第三电磁铁通电吸住内盖；接着第三直线移动电机向上运动，第三旋转电机反转90°，第三直线移动电机向下运动，第三电磁铁断电，内盖安装到外盖中并套在门把手上，第三直线移动电机向上运动复位，驱动电机启动驱动定位夹具向前移动；
5)定位夹具到达扭簧料仓13与扭簧安装器7之间的激光发射器16处时，驱动电机停转，第四旋转电机正转90°，第四旋转块正对扭簧料仓13，第四直线移动电机向下运动，扭簧套入第四定位块7-2中，第四电磁铁通电吸住扭簧；接着第四直线移动电机向上运动，第四旋转电机反转90°，第四直线移动电机向下运动，第四电磁铁断电，扭簧安装到内盖中并套在门把手上，第四直线移动电机向上运动复位，驱动电机启动驱动定位夹具向前移动；
6)定位夹具到达垫圈料仓14与垫圈安装器8之间的激光发射器16处时，驱动电机停转，第五旋转电机正转90°，第五旋转块正对扭簧料仓14，第五直线移动电机向下运动，垫片套入第五定位块8-2中，第五电磁铁通电吸住垫片；接着第五直线移动电机向上运动，第五旋转电机反转90°，第五直线移动电机向下运动，第五电磁铁断电，垫片安装到扭簧上并套在门把手上，第五直线移动电机向上运动复位，驱动电机启动驱动定位夹具向前移动；
7)定位夹具到达弹性挡圈料仓15与弹性挡圈安装器9之间的激光发射器16处时，驱动电机停转，第六旋转电机正转90°，第六旋转块正对弹性挡圈料仓15，第六直线移动电机向下运动，撑开板9-2-1底部的两根撑杆套入弹性挡圈的两个力作用孔内，两个第七直线移动电机运动带动两块撑开板9-2-1相背移动将弹性挡圈撑开；接着第六直线移动电机向上运动，第六旋转电机反转90°，第六直线移动电机向下运动，两个第七直线移动电机运动带动两块撑开板9-2-1相向移动将弹性挡圈闭合，弹性挡圈安装到垫片上并套在门把手上；两个第七直线移动电机复位，第六直线移动电机向上运动复位；
8)取走装配好的门把手组件(如图7和8所示)，驱动电机带动定位夹具复位，定位夹具复位过程中，各旋转电机和各直线移动电机均保持停转状态。