回转型多工位自动装配设备的制作方法

本发明涉及一种自动化生产装备，更具体地说，涉及一种用于机械装配的自动化生产设备。

背景技术：

自动化装配基于19世纪机械制造业中零部件的标准化和互换性，开始用于小型武器和钟表的生产，随后又应用于汽车工业。在20世纪，美国福特汽车公司首先建立采用运输带的移动式汽车装配线，将工序细分，在各工序上实行专业装配操作，使装配周期缩短了约90%，降低了生产成本。互换性生产和移动装配线的出现和发展，为大批大量生产采用自动化开辟了道路，于是陆续出现了料斗式自动给料器和螺钉、螺母自动拧紧机等简单的自动化装置。在20世纪60年代，随着数字控制技术的迅速发展，出现了自动化程度较高而又有较大适应性的数控装配机，从而有可能在多品种中批生产中采用自动化装配。1982年，日本的个别工厂已采用数字控制工业机器人来自动装配多种规格的交流伺服电动机。

机器的自动化装配是指机器装配工艺过程的自动化。自动化装配系统可分为两种类型：其一是基于大批量生产装配的刚性自动化装配系统，主要由专用装配设备和专用工艺装备所组成；其二是基于柔性制造系统的柔性装配系统FAS(flexible assembly system)，主要由装配中心(assembling center)和装配机器人(assembly robot)组成。由于全世界制造业正向多品种、小批量生产的柔性制造和计算机集成制造发展，所以柔性装配系统是自动化装配的发展方向。

通常，机器的装配作业比其他加工作业复杂，为保证自动化装配的顺利实施，需要具备以下条件。

(1)实现自动装配的机械产品的结构和装配工艺应保持一定的稳定性和先进性。

(2)采用的自动装配设备或装配自动线应能确保机器的装配质量。

(3)所采用的装配工艺应该保证容易实现自动化装配。

(4)待装配的机械产品及其零部件应具有良好的自动装配结构工艺性。

配合部分机械化的流水线和辅助设备实现了局部自动化装配和全自动化装配，在自动化装配机上必须装备相应的带工具和夹具的夹持装置，以保证所组装的零件相互位置的必要精度，实现单元组装和钳工操作的可能性，如装上、取下、拧出一拧入、压紧一松开、压入、铆接、磨光及其他必要的动作。自动装配机因工件输送方式不同可分为回转型和直进型两类，根据工序繁简不同，又可分为单工位、多工位结构。回转型自动装配机常用于装配零件数量少、外形尺寸小、装配节拍短或装配作业要求高的装配场合。至于基准零件尺寸较大，装配工位较多，尤其是装配过程中检测工序多或手工装配和自动装配混合操作的多工序装配，则以选择直进型自动装配机为宜。

装配自动化在于提高生产效率，降低成本，保证产品质量，特别是减轻或取代特殊条件下的人工装配劳动。实现装配自动化是生产过程自动化或工厂自动化的重要标志，也是系统工程学在机械制造领域里实施的重要内容。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供了一种回转型多工位自动装配设备，用于辅助进行机电产品的自动化装配作业，尤其针对结构复杂、零部件数量多的复杂装配体，利用多位工装配合转盘机构，可以实现复杂装配体的高效装配作业，性能稳定。

一种回转型多工位自动装配设备，包括：工作台、用于装配多个零部件的多位工装、用于驱动所述多位工装做等角度转动的转盘机构、设置于所述转盘机构的周边用于限制零部件位置的圆弧防护板、用于驱动所述多位工装的状态发生变化的推杆岛，用于将下簧片装配至所述多位工装的下簧片上料机构，所述推杆岛、圆弧防护板、下簧片上料机构固连于所述工作台，所述多位工装均布于所述转盘机构的圆周上，所述推杆岛位于所述转盘机构的中心位置，所述推杆岛上的推杆机构和所述多位工装相匹配；

所述下簧片上料机构包括：下簧片轨道、下簧片机械手、下簧片吸盘、下簧片校正机构、下簧片备料槽，所述下簧片备料槽位于所述下簧片轨道的末端，所述下簧片备料槽位于所述下簧片机械手的下部，所述下簧片吸盘位于所述下簧片机械手的末端，所述下簧片校正机构位于所述下簧片备料槽的下部，所述下簧片校正机构和所述多位工装相匹配。

优选地，所述转盘机构上设置有：下簧片装配工位、推杆中位卡位工位、隔板装配工位、测试工位、上簧片装配工位、壳体装配工位；在所述下簧片装配工位处，将下簧片装配至所述多位工装上；在所述推杆中位卡位工位处，所述多位工装的状态发生变化；在所述隔板装配工位，将隔板装配至所述多位工装上；在所述测试工位上进行检测作业；在所述上簧片装配工位处，将上簧片装配至所述多位工装上；在所述壳体装配工位处，将外壳装配至所述多位工装上，完成对锁闩座的装配。

优选地，所述推杆岛包括：推杆机构、固定盘、多位探测器，所述固定盘固连于所述工作台，所述固定盘和所述转盘机构的转盘处于同轴布置；所述推杆机构、多位探测器固连于所述固定盘；所述推杆机构的推杆导轨和所述多位探测器的工装导轨保持同样的运动方向，所述多位探测器和所述多位工装的推杆轴承相匹配。

优选地，所述推杆机构包括：法兰板、推杆导轨、推杆气缸、推杆头，所述法兰板固连于所述固定盘，所述推杆气缸的气缸体固连于所述法兰板，所述推杆气缸活塞杆的端部固连于所述推杆头；所述推杆导轨活动连接于所述法兰板，所述推杆头固连于所述推杆导轨的末端，所述推杆头位于所述多位工装的上部；在所述推杆头上设置有可以和所述多位工装的推杆轴承相匹配的U型口。

优选地，所述多位工装包括：工装底板、工装导轨、多位推杆、定位珠、限位槽、装配位、推杆轴承，所述工装底板固连于所述转盘机构上，所述工装导轨固连于所述工装底板上，所述多位推杆活动连接于所述工装导轨，所述多位推杆的一端的上部设置有所述推杆轴承；所述多位推杆的另一端活动连接于所述装配位；在所述工装底板上设置有若干个所述定位珠，在所述多位推杆的侧边设置有和所述定位珠相匹配的所述限位槽；所述工装导轨和多位推杆保持相同的延伸方向；所述定位珠的数量为三个，分别位于底部位置、中部位置、前端位置；当所述定位珠进入到所述限位槽中的时候，所述定位珠可以保持所述多位推杆保持不动。

优选地，所述多位工装的多位推杆的端部设置有：用于容纳下簧片的下腔、用于容纳隔板的中腔、用于容纳上簧片的上腔；所述上腔位于所述下腔的上部，所述中腔位于所述上腔和下腔之间。

优选地，所述推杆机构改变所述多位推杆的位置，当所述限位槽和位于所述中部位置的所述定位珠相匹配的时候，所述装配位可以用来装配隔板或者上簧片。

优选地，所述推杆机构改变所述多位推杆的位置，当所述限位槽和位于所述底部位置的所述定位珠相匹配的时候，所述装配位可以用来装配下簧片。

优选地，所述推杆机构改变所述多位推杆的位置，当所述限位槽和位于所述前端位置的所述定位珠相匹配的时候，所述多位推杆将隔板、下簧片、上簧片向前推出进入至外壳中。

和传统技术相比，本发明回转型多工位自动装配设备具有以下优点：本发明回转型多工位自动装配设备用于辅助实现复杂装配体的高速装配，包括以下工艺步骤：

(1)所述转盘机构转动四十五度，所述多位工装从上一个工位转动至所述下簧片装配工位处，使所述推杆轴承进入到所述U型口中；所述推杆机构的推杆气缸的活塞杆缩回，拉动所述多位推杆运动，使所述限位槽和位于所述底部位置的所述定位珠相匹配，所述多位推杆脱离所述装配位，外部的自动化机构将下簧片装配至所述装配位上；

(2)所述转盘机构转动四十五度，所述多位工装从所述下簧片装配工位处转动至所述推杆中位卡位工位处，使所述推杆轴承进入到所述U型口中；所述推杆机构的推杆气缸的活塞杆伸出，推动所述多位推杆运动；所述限位槽和位于所述中部位置的所述定位珠相匹配，所述多位推杆的端部位于所述装配位中；

(3)所述转盘机构转动四十五度，所述多位工装从所述推杆中位卡位工位处转动至所述隔板装配工位处；所述多位探测器用于确认所述推杆轴承的位置，外部的自动化机构将隔板装配至所述中腔；

(4)所述转盘机构转动四十五度或者九十度，所述多位工装从所述隔板装配工位处转动至所述测试工位处；

(5)所述转盘机构转动四十五度，所述多位工装从所述测试工位处转动至所述上簧片装配工位处；外部的自动化机构将上簧片装配至所述上腔中；

(6)所述转盘机构转动四十五度，所述多位工装从所述上簧片装配工位处转动至所述壳体装配工位处，使所述推杆轴承进入到所述U型口中；所述推杆机构的推杆气缸的活塞杆伸出，推动所述多位推杆运动，外部的自动化机构将外壳放置于所述多位推杆的伸出位置处；使所述限位槽和位于所述前端位置的所述定位珠相匹配，所述多位推杆脱离所述装配位，所述多位推杆将隔板、下簧片、上簧片向前推出进入至外壳中，从而完成装配。

附图说明

图1、图2是锁闩座的结构示意图；

图3是本发明回转型多工位自动装配设备的结构示意图

图4、图5、图6是本发明回转型多工位自动装配设备的局部结构示意图；

图7是本发明回转型多工位自动装配设备的多位工装的结构示意图；

图8、图9、图10是本发明回转型多工位自动装配设备的多位工装在不同状态下的局部结构示意图；

图11是本发明回转型多工位自动装配设备的下簧片上料机构的结构示意图；

图12是图3所示的回转型多工位自动装配设备的A处结构示意图。

图中：1 锁闩座、2 外壳、3 隔板、4 下簧片、5 上簧片、6 工作台、7 转盘机构、8 圆弧防护板、9 支撑柱、10 下簧片装配工位、11 推杆中位卡位工位、12 隔板装配工位、13 测试工位、14 上簧片装配工位、15 壳体装配工位、20 推杆岛、21 推杆机构、22 固定盘、23 法兰板、24 推杆导轨、25 推杆气缸、26 推杆头、27 U型口、30 多位工装、31 工装底板、32 工装导轨、33 多位推杆、34 定位珠、35 限位槽、36 装配位、37 推杆轴承、38 多位探测器、39 下腔、40 中腔、41 上腔、42 底部位置、43 中部位置、44 前端位置、50 下簧片上料机构、51 下簧片轨道、52 下簧片机械手、53 下簧片吸盘、54 下簧片校正机构、55 下簧片备料槽。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步地详细说明，但不构成对本发明的任何限制，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上所述，本发明提供了一种回转型多工位自动装配设备，辅助用于产品进行机电产品的自动化装配作业，尤其针对结构复杂、零部件数量多的复杂装配体，利用多位工装配合转盘机构，可以实现复杂装配体的高效装配作业，性能稳定。

图1、图2是锁闩座的结构示意图，图3是本发明回转型多工位自动装配设备的结构示意图，图4、图5、图6是本发明回转型多工位自动装配设备的局部结构示意图，图7是本发明回转型多工位自动装配设备的多位工装的结构示意图，图8、图9、图10是本发明回转型多工位自动装配设备的多位工装在不同状态下的局部结构示意图，图11是本发明回转型多工位自动装配设备的下簧片上料机构的结构示意图，图12是本发明回转型多工位自动装配设备的下簧片上料机构的局部结构示意图。

本发明回转型多工位自动装配设备，包括：工作台6、用于装配多个零部件的多位工装30、用于驱动所述多位工装30做等角度转动的转盘机构7、设置于所述转盘机构7的周边用于限制零部件位置的圆弧防护板8、用于驱动所述多位工装30的状态发生变化的推杆岛20，用于将下簧片4装配至所述多位工装30的下簧片上料机构50，所述推杆岛20、圆弧防护板8、下簧片上料机构50固连于所述工作台6，所述多位工装30均布于所述转盘机构7的圆周上，所述推杆岛20位于所述转盘机构7的中心位置，所述推杆岛20上的推杆机构21和所述多位工装30相匹配；

所述下簧片上料机构50包括：下簧片轨道51、下簧片机械手52、下簧片吸盘53、下簧片校正机构54、下簧片备料槽55，所述下簧片备料槽55位于所述下簧片轨道51的末端，所述下簧片备料槽55位于所述下簧片机械手52的下部，所述下簧片吸盘53位于所述下簧片机械手52的末端，所述下簧片校正机构54位于所述下簧片备料槽55的下部，所述下簧片校正机构54和所述多位工装30相匹配。

本实施例中，以锁闩座1作为需要装配的复杂装配体，锁闩座1包括：外壳2、隔板3、下簧片4、上簧片5，隔板3、下簧片4、上簧片5位于外壳2的内部，下簧片4位于隔板3的下部，上簧片5位于隔板3的上部。

所述圆弧防护板8通过支撑柱9固连于所述工作台6。

更具体地，所述转盘机构7上设置有：下簧片装配工位10、推杆中位卡位工位11、隔板装配工位12、测试工位13、上簧片装配工位14、壳体装配工位15；在所述下簧片装配工位10处，将下簧片4装配至所述多位工装30上；在所述推杆中位卡位工位11处，所述多位工装30的状态发生变化；在所述隔板装配工位12，将隔板3装配至所述多位工装30上；在所述测试工位13上进行检测作业；在所述上簧片装配工位14处，将上簧片5装配至所述多位工装30上；在所述壳体装配工位15处，将外壳2装配至所述多位工装30上，完成对锁闩座1的装配。

更具体地，所述推杆岛20包括：推杆机构21、固定盘22、多位探测器38，所述固定盘22固连于所述工作台1，所述固定盘22和所述转盘机构7的转盘处于同轴布置；所述推杆机构21、多位探测器38固连于所述固定盘22；所述推杆机构21的推杆导轨24和所述多位探测器38的工装导轨32保持同样的运动方向，所述多位探测器38和所述多位工装30的推杆轴承37相匹配。

更具体地，所述推杆机构21包括：法兰板23、推杆导轨24、推杆气缸25、推杆头26，所述法兰板23固连于所述固定盘22，所述推杆气缸25的气缸体固连于所述法兰板23，所述推杆气缸25活塞杆的端部固连于所述推杆头26；所述推杆导轨24活动连接于所述法兰板23，所述推杆头26固连于所述推杆导轨24的末端，所述推杆头26位于所述多位工装30的上部；在所述推杆头26上设置有可以和所述多位工装30的推杆轴承37相匹配的U型口27。

更具体地，所述多位工装30包括：工装底板31、工装导轨32、多位推杆33、定位珠34、限位槽35、装配位36、推杆轴承37，所述工装底板31固连于所述转盘机构7上，所述工装导轨32固连于所述工装底板31上，所述多位推杆33活动连接于所述工装导轨32，所述多位推杆33的一端的上部设置有所述推杆轴承37；所述多位推杆33的另一端活动连接于所述装配位36；在所述工装底板31上设置有若干个所述定位珠34，在所述多位推杆33的侧边设置有和所述定位珠34相匹配的所述限位槽35；所述工装导轨32和多位推杆33保持相同的延伸方向；所述定位珠34的数量为三个，分别位于底部位置42、中部位置43、前端位置44；当所述定位珠34进入到所述限位槽35中的时候，所述定位珠34可以保持所述多位推杆33保持不动。

更具体地，所述多位工装30的多位推杆33的端部设置有：用于容纳下簧片4的下腔39、用于容纳隔板3的中腔40、用于容纳上簧片5的上腔41；所述上腔41位于所述下腔39的上部，所述中腔40位于所述上腔41和下腔39之间。

更具体地，所述推杆机构21改变所述多位推杆33的位置，当所述限位槽35和位于所述中部位置43的所述定位珠34相匹配的时候，所述装配位36可以用来装配隔板3或者上簧片5。

更具体地，所述推杆机构21改变所述多位推杆33的位置，当所述限位槽35和位于所述底部位置42的所述定位珠34相匹配的时候，所述装配位36可以用来装配下簧片4。

更具体地，所述推杆机构21改变所述多位推杆33的位置，当所述限位槽35和位于所述前端位置44的所述定位珠34相匹配的时候，所述多位推杆33将隔板3、下簧片4、上簧片5向前推出进入至外壳2中。

结合图1至图12，进一步描述本发明回转型多工位自动装配设备的工作过程和工作原理：

本发明回转型多工位自动装配设备用于辅助实现复杂装配体的高速装配，包括以下工艺步骤：

(1)所述转盘机构7转动四十五度，所述多位工装30从上一个工位转动至所述下簧片装配工位10处，使所述推杆轴承37进入到所述U型口27中；所述推杆机构21的推杆气缸25的活塞杆缩回，拉动所述多位推杆33运动，使所述限位槽35和位于所述底部位置42的所述定位珠34相匹配，所述多位推杆33脱离所述装配位36，所述下簧片上料机构50利用所述下簧片吸盘53从所述下簧片备料槽55中吸附到下簧片4，并将下簧片4装配至所述装配位36上；

(2)所述转盘机构7转动四十五度，所述多位工装30从所述下簧片装配工位10处转动至所述推杆中位卡位工位11处，使所述推杆轴承37进入到所述U型口27中；所述推杆机构21的推杆气缸25的活塞杆伸出，推动所述多位推杆33运动；所述限位槽35和位于所述中部位置43的所述定位珠34相匹配，所述多位推杆33的端部位于所述装配位36中；

(3)所述转盘机构7转动四十五度，所述多位工装30从所述推杆中位卡位工位11处转动至所述隔板装配工位12处；所述多位探测器38用于确认所述推杆轴承37的位置，外部的自动化机构将隔板3装配至所述中腔40；

(4)所述转盘机构7转动四十五度或者九十度，所述多位工装30从所述隔板装配工位12处转动至所述测试工位13处；

(5)所述转盘机构7转动四十五度，所述多位工装30从所述测试工位13处转动至所述上簧片装配工位14处；外部的自动化机构将上簧片5装配至所述上腔41中；

(6)所述转盘机构7转动四十五度，所述多位工装30从所述上簧片装配工位14处转动至所述壳体装配工位15处，使所述推杆轴承37进入到所述U型口27中；所述推杆机构21的推杆气缸25的活塞杆伸出，推动所述多位推杆33运动，外部的自动化机构将外壳2放置于所述多位推杆33的伸出位置处；使所述限位槽35和位于所述前端位置44的所述定位珠34相匹配，所述多位推杆33脱离所述装配位36，所述多位推杆33将隔板3、下簧片4、上簧片5向前推出进入至外壳2中，从而完成装配。

最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本发明的保护范围。