麦轮自动化装配机构的制作方法

本发明涉及到麦轮自动化组装设备技术领域。

背景技术：

麦轮又称为麦克纳姆轮，基于一个有许多位于机轮周边的滚轮的中心轮的原理上，这些成角度的周边滚轮把一部分的机轮转向力转化到一个机轮法相力上面。结构紧凑，运动灵活，是很成功的一种全方位轮。有4个这种轮子进行组合，可以更灵活方便的实现全方位移动功能。

如图1中所示，麦轮的装配大致过程为：首先，在滚轮91的两端分别插入一枚轴销92，之后将滚轮91其中一端的轴销以倾斜状态插入到下盖板93上的轴孔中，然后盖上上盖板94，使滚轮91的另一端的轴销92插入到上盖板94上的轴孔内，并通过螺丝锁紧固定；下盖板93与上盖板94结构对称。

现有的麦轮装配过程中，不仅缺少能自动化将轴销插入到滚轮两端的机构，同时也缺乏自动化装配下盖板93和上盖板94的机构，从而使得装配效率低，品质差的技术问题。

技术实现要素：

综上所述，本发明的目的在于解决现有的麦轮装配过程中，缺少能自动化组装设备，装配效率低，品质差的技术问题，而提出麦轮自动化装配机构。

为解决本发明所提出的技术问题，采用的技术方案为：

麦轮自动化装配机构，其特征在于所述机构包括有底板，底板上设有圆盘驱动机构，圆盘驱动机构上设有麦轮装配治具；所述的圆盘驱动机构周边设有麦轮盖板选向上料机构、滚轮上料装配机构、螺丝锁紧机构和出料机构；

麦轮盖板选向上料机构包括有设于底板上的盖板传送机构（101）、盖板供料台（102）、选向识别机构（103）及机械臂抓取机构（104）；所述的盖板供料台（102）设于盖板传送机构（101）出料端，盖板供料台（102）顶面设有与盖板传送机构（101）出料口对接的盖板凹槽（1021）；所述的选向识别机构（103）包括有立柱（1031），立柱（1031）上设有限位凸台（1032），立柱（1031）上设有纵向凹槽（1033），纵向凹槽（1033）内设有定位检测弹片（1034），定位检测弹片（1034）上端置于纵向凹槽（1033）内，并通过弹片销轴与立柱（1031）铰接；常态下，定位检测弹片（1034）下端弹性伸出纵向凹槽（1033）外，在立柱（1031）上位于限位凸台（1032）下方位置，设有检测定位检测弹片（1034）弹出状态的定位开关（1035）；机械臂抓取机构（104）包括有盖板夹具（1041），盖板夹具（1041）连接有用于驱动盖板夹具（1041）自转的盖板旋转机构，盖板旋转机构连接有用于驱动盖板夹具（1041）从盖板供料台（102）至选向识别机构（103）之间，以及从选向识别机构（103）至麦轮装配治具之间移动的机械臂本体（1042）；

滚轮上料装配机构包括有设于底板（1）上的滚轮进料机构（2）、轴销插装机构（3）、滚轮翻转机构（4）、第一夹料机构（5）和第二夹料机构（6）；

所述的滚轮进料机构（2）包括有进料座（21），进料座（21）上设有滚轮进料管道（22），在进料管道（22）的出口处设有与其对接的进料待夹取槽（23）；

所述的轴销插装机构（3）包括有装配固定座（31），在装配固定座（31）上设有滚轮固定槽（32），滚轮固定槽（32）的侧壁上设有轴销插入孔（36），装配固定座（31）的侧边设有与轴销插入孔（36）对应的顶针结构（34）；在装配固定座（31）上还设有轴销平移滑块（33），轴销平移滑块（33）连接有轴销平移滑块驱动机构（331），轴销平移滑块（33）上设有一次仅容纳一枚轴销的轴销存放槽（332）；轴销平移滑块（33）复位状态下，轴销存放槽（332）与轴销插入孔（36）对接，装配固定座（31）上还设有与推进状态下的轴销平移滑块（33）上轴销存放槽（332）对接的轴销进料通道（35），轴销进料通道（35）连接有轴销进料管道；

所述的滚轮翻转机构（4）包括有滚轮排列槽（41），滚轮排列槽（41）的出料口设有翻转块（42），翻转块（42）连接有驱动翻转块（42）绕轴翻转的翻转块驱动机构（43），在翻转块（42）上设有与滚轮排列槽（41）的出料口对接的滚轮卡槽（420）；

所述的第一夹料机构（5）包括有第一夹具移动平台（51），第一夹具移动平台（51）上设有用于从滚轮进料机构（2）的进料待夹取槽（23）中夹取滚轮放置到轴销插装机构（3）的滚轮固定槽（32）中、从滚轮固定槽（32）中夹取滚轮放置到滚轮翻转机构（4）的滚轮排列槽（41）中的滚轮移料夹具；

所述的第二夹料机构（6）包括有第二夹具移动平台（61），第二夹具移动平台（61）上设有用于从滚轮翻转机构（4）的滚轮卡槽（422）斜向夹取移出，并以斜向插入在麦轮装配治具中的滚轮装配夹具（62）；

螺丝锁紧机构（301）包括有电动螺丝刀和驱动电动螺丝刀水平及上下移动的电动螺丝刀驱动机构；

出料机构包括有出料夹具（201）和设于出料夹具（201）活动范围内的出料输出机构（202）。

作为对本发明作进一步限定的技术方案包括有：

所述的盖板传送机构（101）包括有盖板流道（1011），盖板流道（1011）的底部设有传送带机构（1012），盖板流道（1011）的顶部设有盖板限位件（1013）；盖板流道（1011）的宽度为可容纳单排盖板传送的宽度，且宽度小于盖板的齿顶圆直径；所述的盖板供料台（102）上设有一组位于盖板凹槽（1021）侧边的升降弹性挡块（1022）。

所述的盖板夹具（1041）的两夹臂上设有与盖板的齿相吻合的齿凹槽（10411）；所述的盖板夹具（1041）的两夹臂之间设有夹持支撑套（10412）。

所述的轴销插装机构（3）的滚轮固定槽（32）的左侧壁和右侧壁上分别设有与滚轮固定槽（32）内的滚轮左端部和右端部的轴孔对应的轴销插入孔（36），装配固定座（31）的两侧边分别设有与两轴销插入孔（36）对应的顶针结构（34）。

所述的轴销插装机构（3）还包括有滚轮夹紧摆臂（37），滚轮夹紧摆臂（37）通过轴与装配固定座（31）摆动连接，滚轮夹紧摆臂（37）的顶端设有置于滚轮固定槽（32）上方的压紧钩（371），滚轮夹紧摆臂（37）的底端连接有驱动滚轮夹紧摆臂（37）摆动的摆臂驱动机构（372）。

所述的顶针结构（34）包括有顶针（341），连接固定顶针（341）的顶针导向滑块（342），顶针导向滑块（342）与装配固定座（31）滑动连接，顶针导向滑块（342）的尾端连接有顶针杠杆（343），顶针杠杆（343）通过轴与装配固定座（31）活动支撑连接，顶针杠杆（343）的另一端连接有顶针驱动机构（344）。

所述的滚轮翻转机构（4）的翻转块（42）包括有扇形主体（421），扇形主体（421）一端通过转轴连接有立柱支架，主柱支架固定安装在底板（1）上，扇形主体（421）另一端与翻转块驱动机构（43）铰接，扇形主体（421）上通过弹性导向机构连接有活动夹块（422），扇形主体（421）与活动夹块（422）之间形成所述滚轮卡槽（420），扇形主体（421）与活动夹块（422）之间还设有驱动活动夹块（422）的活动夹块驱动机构（423）。

所述的扇形主体（421）和活动夹块（422）上设有均设有内凹的弧面。

所述的第一夹具移动平台（51）上设有用于从滚轮进料机构（2）的进料待夹取槽（23）中夹取滚轮放置到轴销插装机构（3）的滚轮固定槽（32）中第一滚轮移料夹具（52），及用于从滚轮固定槽（32）中夹取滚轮放置到滚轮翻转机构（4）的滚轮排列槽（41）中的第二滚轮移料夹具（53）；第二滚轮移料夹具（53）与第一夹具移动平台（51）之间还设有夹具旋转机构。

所述的第一滚轮移料夹具（52）和第二滚轮移料夹具（53）均包括有两个夹臂，两个夹臂的下端分别设有两只并排间隔分布的夹料爪。

本发明的有益效果为：本发明不仅能够全自动化完成滚轮两端的轴销插装操作，还能够自动化获取下盖板和上盖板，准确稳定地夹取下盖板和上盖板放入圆盘上的麦轮装配治具，有效了提升了生产效率，降低了人工成本。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为麦轮盖板选向上料机构的立体结构示意图；

图3为麦轮盖板选向上料机构的盖板传送机构和盖板供料台俯视结构示意图；

图4为麦轮盖板选向上料机构的盖板传送机构和盖板供料台立体结构示意图；

图5为盖板的俯视结构示意图；

图6为盖板的立体结构示意图；

图7为麦轮盖板选向上料机构的盖板供料台立体结构示意图；

图8为麦轮盖板选向上料机构的选向识别机构立体结构示意图；

图9为麦轮盖板选向上料机构的机械臂抓取机构中的盖板夹具立体结构示意图;

图10为麦轮的结构示意图；

图11为滚轮上料装配机构的立体结构示意图；

图12为滚轮上料装配机构的另一角度的立体结构示意图；

图13为滚轮上料装配机构的分解结构示意图；

图14为滚轮上料装配机构的另一角度分解结构示意图；

图15为滚轮上料装配机构的轴销插装机构立体结构示意图；

图16为图15的分解结构示意图；

图17为图15另一角度的部分结构示意图；

图18为本发明的滚轮翻转机构立体结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和本发明的具体实施例对本发明的结构作进一步地说明。

参照图1中所示，本发明麦轮自动化装配机构，所述机构包括有底板1，底板1上设有圆盘驱动机构401，圆盘驱动机构401上设有麦轮装配治具402；所述的圆盘驱动机构402周边设有麦轮盖板选向上料机构、滚轮上料装配机构、螺丝锁紧机构301和出料机构。由于麦轮的下盖板93与上盖板94结构对称，麦轮盖板选向上料机构装配的初始阶段，可以作为麦轮下盖板选向上料机构，用于将下盖板93装入麦轮装配治具402上，在麦轮装配治具402上的下盖板93完成滚轮91装配之后，麦轮盖板选向上料机构可以作为麦轮上盖板选向上料机构，用于将上盖板94装入麦轮装配治具402上，下盖板93翻面之后就是上盖板94。

参照图2至图9中所示，以下以麦轮盖板选向上料机构装配上盖板94为例说明，麦轮盖板选向上料机构包括有设于底板1上的盖板传送机构101、盖板供料台102、选向识别机构103及机械臂抓取机构104；盖板传送机构101用于与上流的盖板出料机构或盖板振动盘连接，传入上盖板94，并输送至盖板供料台102；上盖板94传入盖板供料台102进行初步定位之后，供机械臂抓取机构104夹取放入选向识别机构103进行进一步定位，之后再由机械臂抓取机构104将上盖板94夹至麦轮装配治具上进行装配。

盖板传送机构101包括有盖板流道1011，盖板流道1011的底部设有传送带机构1012，盖板流道1011的顶部设有盖板限位件1013；盖板流道1011的宽度为可容纳单排盖板传送的宽度，且宽度小于盖板的齿顶圆直径a。传送带机构1012用于将上盖板94向盖板供料台102方向传送；而盖板限位件1013与上述特定尺寸的盖板流道1011相配合，是为了使上盖板94单排有序传输，避免上盖板94堵塞时拱起堆层或防止上盖板94在传输过程中转动，从而不利于后续机械臂抓取机构104抓取。

上盖板94外形为齿轮状结构，盖板的齿顶圆直径a指的是相对的两个齿顶部间距，也等于上盖板94最大直径处，盖板流道1011的宽度小于盖板的齿顶圆直径a，上盖板94在盖板流道1011中传送过程中就不会发生旋转。

所述的盖板供料台102设于盖板传送机构101出料端，盖板供料台102顶面设有与盖板传送机构101出料口对接的盖板凹槽1021；所述的盖板供料台102上设有一组位于盖板凹槽1021侧边的升降弹性挡块1022。两升降弹性挡块1022与盖板流道1011两侧边齐平，在机械臂抓取机构104夹取上盖板94时，受机械臂抓取机构104的盖板夹具1041的下压而下降，以利于盖板夹具1041夹取到盖板凹槽1021中的上盖板94。为了准确识别上盖板94是否完全进入盖板凹槽1021中，所述的盖板凹槽1021与盖板传送机构101出料口相对的另一侧壁上设有与盖板的齿相吻合的齿槽1023，盖板供料台102侧边上设有与齿槽1023对应的盖板检测光电开关1024。

所述的选向识别机构103包括有立柱1031，立柱1031上设有限位凸台1032，立柱1031上设有纵向凹槽1033，纵向凹槽1033内设有定位检测弹片1034，定位检测弹片1034上端置于纵向凹槽1033内，并通过弹片销轴与立柱1031铰接；常态下，定位检测弹片1034下端弹性伸出纵向凹槽1033外，在立柱1031上位于限位凸台1032下方位置，设有检测定位检测弹片1034弹出状态的定位开关1035，定位开关1035优选为光电开关；当上盖板94在机械臂抓取机构104的作用下套入立柱1031上，在上盖板94套入过程中，定位检测弹片1034受到上盖板94内侧边的推动下，定位检测弹片1034向纵向凹槽1033内摆动，定位开关1035的光路导通，由于上盖板94的内侧边上设有一个定位缺口941，当上盖板94底面贴合于限位凸台1032上进行旋转，旋转到定位缺口941与定位检测弹片1034对应位置时，定位检测弹片1034弹出，定位开关1035的光路断开，机械臂抓取机构104停止旋转，从而实现上盖板94选向目的，有利于准确地实现上盖板94在麦轮装配治具上的装配操作。

机械臂抓取机构104包括有盖板夹具1041，盖板夹具1041连接有用于驱动盖板夹具1041自转的盖板旋转机构，盖板旋转机构连接有用于驱动盖板夹具1041从盖板供料台102至选向识别机构103之间，以及从选向识别机构103至麦轮装配治具之间移动的机械臂本体1042。由于上盖板94的外侧为齿状结构，为了使盖板夹具1041更好夹持上盖板94，避免移动过程中脱落，所述的盖板夹具1041的两夹臂上设有与盖板的齿相吻合的齿凹槽10411。为了避免盖板夹具1041夹取上盖板94时，上盖板94出现形变，所述的盖板夹具1041的两夹臂之间设有夹持支撑套10412。

参照图1及图10至图18中所示，麦轮滚轮上料装配机构，包括有设于底板1上的滚轮进料机构2、轴销插装机构3、滚轮翻转机构4、第一夹料机构5和第二夹料机构6。滚轮进料机构2用于逐个供应滚轮91；轴销插装机构3用于将两枚轴销92分别插入在滚轮91两端的轴孔中；滚轮翻转机构4用于将滚轮91翻转至倾斜状态，以利于后续装配；第一夹料机构5用于将滚轮进料机构2中的滚轮91逐个夹至轴销插装机构3，以及将轴销插装机构3中的滚轮91夹取至滚轮翻转机构4中；第二夹料机构6用于将滚轮翻转机构4中滚轮91取出，并以倾斜状态装入底壳93上的轴孔中。

所述的滚轮进料机构2包括有进料座21，进料座21上设有滚轮进料管道22，在进料管道22的出口处设有与其对接的进料待夹取槽23；滚轮91由滚轮进料管道22导入，导入后进入进料待夹取槽23中，进料待夹取槽23一次只能容纳一个滚轮91，进料待夹取槽23的侧壁上可以增加光电传感器来检测滚轮91是否传入到位；为了更好地使滚轮91移至进料待夹取槽23相应位置，所述的滚轮进料机构2的进料座21上还设有滚轮推出机构24，滚轮推出机构24与进料待夹取槽23尾端对应，从进料管道22排出的滚轮91可以由滚轮推出机构24向前推出，推至进料待夹取槽23中；滚轮推出机构24可以是由活塞和驱动活塞的气缸构成，活塞一次将进料管道22排出的一个滚轮向前推向，推至进料待夹取槽23相应位置。进料待夹取槽23的两侧壁上设有夹具避空槽25，以便第一夹料机构5从夹具避空槽25进入夹取进料待夹取槽23的滚轮91。

所述的轴销插装机构3包括有装配固定座31，装配固定座31底部固定安装在底板1，在装配固定座31上设有滚轮固定槽32，滚轮固定槽32的底部为与滚轮91的轮面相吻合的凹面，滚轮固定槽32两端保留有供露出在滚轮外部的轴销92放置的间隙或凹槽。

滚轮固定槽32的左右侧壁上与滚轮固定槽32内的滚轮两端部轴孔对应位置设有轴销插入孔36，装配固定座31的左右两侧边分别设有与轴销插入孔36对应的顶针结构34。为了实现轴销92上料，在装配固定座31上还设有轴销平移滑块33，轴销平移滑块33连接有轴销平移滑块驱动机构331，轴销平移滑块33上设有一次仅容纳一枚轴销的轴销存放槽332；轴销平移滑块33复位状态下，轴销存放槽332与轴销插入孔36对接，装配固定座31上还设有与推进状态下的轴销平移滑块33上轴销存放槽332对接的轴销进料通道35，轴销进料通道35连接有轴销进料管道。装配过程中，轴销92通过轴销进料管道进入轴销进料通道35，在轴销进料管道内的气流作用下，一次一枚轴销92由轴销进料通道35吹入轴销平移滑块33上的轴销存放槽332内，在轴销平移滑块驱动机构331的作用下，轴销平移滑块33平移，轴销存放槽332与轴销插入孔36对接，顶针结构34的顶针341从轴销插入孔36进入，将轴销存放槽332中的轴销92向滚轮固定槽32推进，将轴销92插入到滚轮固定槽32中的滚轮的轴孔中，完成轴销插装。

所述的顶针结构34的具体结构除包括有顶针341之外，还包括有连接固定顶针341的顶针导向滑块342，顶针导向滑块342与装配固定座31滑动连接，顶针导向滑块342的尾端连接有顶针杠杆343，顶针杠杆343通过轴与装配固定座31摆动支撑连接，顶针杠杆343的另一端连接有顶针驱动机构344。也即是顶针结构34采用杠杆原理驱动顶针341，不仅达到省力，可以采用相对较小顶针驱动机构344驱动，同时使得整体结构紧凑，节省空间。顶针驱动机构344优选采用气缸，顶针驱动机构344顶伸，顶针杠杆343通过顶针导向滑块342推动固定顶针341向前顶伸，推动轴销92，实现轴销插装。

为了在轴销插装时更好固定滚轮91，所述的轴销插装机构3还包括有滚轮夹紧摆臂37，滚轮夹紧摆臂37通过轴与装配固定座31摆动连接，滚轮夹紧摆臂37的顶端设有置于滚轮固定槽32上方的压紧钩371，滚轮夹紧摆臂37的底端连接有驱动滚轮夹紧摆臂37摆动的摆臂驱动机构372。当滚轮91由第一夹料机构5放入滚轮固定槽32中之后，第一夹料机构5保持夹具状态，摆臂驱动机构372动作，滚轮夹紧摆臂37摆动，滚轮夹紧摆臂37的压紧钩371压紧在滚轮固定槽32的滚轮91上方，等待轴销插装。为了便于第一夹料机构5在滚轮固定槽32中夹放滚轮91，滚轮固定槽32上同样也设有夹具避空槽。

所述的滚轮翻转机构4包括有滚轮排列槽41，滚轮排列槽41的出料口设有翻转块42，翻转块42连接有驱动翻转块42绕轴翻转的翻转块驱动机构43，在翻转块42上设有与滚轮排列槽41的出料口对接的滚轮卡槽420。第一夹料机构5将完成轴销插装之后的滚轮91从滚轮固定槽32中夹取放入滚轮排列槽41中，等待逐个进入翻转块42的滚轮卡槽420中，滚轮91进入滚轮卡槽420中之后，翻转块驱动机构43动作，翻转块42装载着滚轮91翻转，使滚轮91翻转至倾斜状态，以便第二夹料机构6夹取。

为了便于滚轮排列槽41中的滚轮91更顺畅进入翻转块42的滚轮卡槽420中，所述的滚轮翻转机构4的滚轮排列槽41底部设有向翻转块42方向振动送料的直振送料器411。

为了翻转块42的滚轮卡槽420更稳定地装载着滚轮91翻转，所述的滚轮翻转机构4的翻转块42具体结构包括有扇形主体421，扇形主体421一端通过转轴连接有立柱支架，主柱支架固定安装在底板1上，扇形主体421另一端与翻转块驱动机构43铰接，扇形主体421上通过弹性导向机构连接有活动夹块422，扇形主体421与活动夹块422之间形成所述滚轮卡槽420，扇形主体421与活动夹块422之间还设有驱动活动夹块422的活动夹块驱动机构423。所述的扇形主体421和活动夹块422上设有均设有内凹的弧面。等待滚轮91进入滚轮卡槽420状态下，滚轮卡槽420处于打开状态，当滚轮卡槽420周边的光电开关检测到滚轮91进入滚轮卡槽420中之后，活动夹块422在活动夹块驱动机构423的作用下夹紧滚轮91，之后翻转块驱动机构43动作，扇形主体421开始翻转，在第二夹料机构6从滚轮卡槽420侧边夹持住滚轮91之后，活动夹块422松开滚轮91。

所述的第一夹料机构5包括有第一夹具移动平台51，第一夹具移动平台51上设有用于从滚轮进料机构2的进料待夹取槽23中夹取滚轮91放置到轴销插装机构3的滚轮固定槽32中第一滚轮移料夹具52,及用于从滚轮固定槽32中夹取滚轮放置到滚轮翻转机构4的滚轮排列槽41中的第二滚轮移料夹具53。在具体实施过程中，也可以采用一个夹具代替第一滚轮移料夹具52和第二滚轮移料夹具53。第一夹具移动平台51由x轴和y轴驱动机构构成，用于驱动第一滚轮移料夹具52和第二滚轮移料夹具53水平及上下移动。为了使本发明整体结构分布紧凑，第一滚轮移料夹具52和第二滚轮移料夹具53与第一夹具移动平台51之间还分别设有夹具旋转机构，在第一滚轮移料夹具52夹取起进料待夹取槽23中的滚轮91之后，水平旋转90度再放入滚轮固定槽32中；同样，第二滚轮移料夹具53从滚轮固定槽32夹取起滚轮91之后，水平旋转90度再放入滚轮排列槽41中。由于滚轮91是两头细中间粗的结构，为了第一滚轮移料夹具52和第二滚轮移料夹具53能更好夹紧固定滚轮91，所述的第一滚轮移料夹具52和第二滚轮移料夹具53均包括有两个夹臂，两个夹臂的下端分别设有两只并排间隔分布的夹料爪。

所述的第二夹料机构6包括有第二夹具移动平台61，第二夹具移动平台61上设有用于从滚轮翻转机构4的滚轮卡槽422斜向夹取移出，并以斜向插入在麦轮装配治具中的滚轮装配夹具62。

参照图1中所示，螺丝锁紧机构301包括有电动螺丝刀和驱动电动螺丝刀水平及上下移动的电动螺丝刀驱动机构；在完成上盖板94装配之后，可以由螺丝锁紧机构301用螺丝直接将上盖板94和下盖板93锁紧连接；在具体实施过程中，也可以在下盖板93装入麦轮装配治具402中之后，先通过机械臂机构向麦轮装配治具402中装入轮芯，再由螺丝锁紧机构301将轮芯与下盖板93锁紧连接，之后再装配滚轮91，滚轮91组装完毕后，再盖合上盖板94，最后再通过螺丝锁紧机构301将上盖板94与轮芯锁紧连接。由于一个麦轮包含有多个滚轮91，附图中以12个滚轮为例说明，为了提升滚轮91组装效率，圆盘驱动机构401的周边可以设多组麦轮滚轮上料装配机构。

出料机构包括有出料夹具201和设于出料夹具201活动范围内的出料输出机构202。完成组装后的麦轮由出料夹具201从麦轮装配治具402中夹取出之后，投入到出料输出机构202上，由出料输出机构202将产品传出。

本发明实现麦轮的自动化组装，有效地提升了生产效率，节省了人力成本。