一种弱刚性薄壁圆弧装配装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种弱刚性薄壁圆弧装配装置。


背景技术：

2.随着智能制造领域的发展，无论产品加工还是产品装配均希望提升设备自动化水平，以达到提高效率及数字化水平的目的。
3.弱刚性薄壁圆弧具有弱刚性且弱刚性薄壁圆弧的入装端曲率不一致。另外，弱刚性薄壁圆弧的直径小于两个装配工件的直径。从而，弱刚性薄壁圆弧的自动化装配具有较大困难，现有装配方式采用人工装配。


技术实现要素：

4.为解决现有的弱刚性薄壁圆弧实现自动化装配比较困难的技术问题，本实用新型实施例提供一种弱刚性薄壁圆弧装配装置。
5.本实用新型实施例通过下述技术方案实现：
6.第一方面，本实用新型实施例提供一种弱刚性薄壁圆弧装配装置，包括：
7.导向工装，用于放置弱刚性薄壁圆弧并引导弱刚性薄壁圆弧的一端至待装配工件的装环槽位置；
8.夹持机构，用于夹持导向工装上的弱刚性薄壁圆弧；以及
9.工业机器人，用于与夹持机构连接，用于带动夹持机构沿与弱刚性薄壁圆弧的弧形相应的轨迹运动以将弱刚性薄壁圆弧装入待装配工件的装环槽中。
10.进一步的，所述导向工装包括：
11.导向环，用于放置弱刚性薄壁圆弧，用于套设于待装配工件；
12.保护弧，用于设于导向环内侧以保护待装配工件，保护弧外侧与弱刚性薄壁圆弧内侧弧形的弧度相适应；
13.扩弧件，设于保护弧与弱刚性薄壁圆弧之间的导向环上并与弱刚性薄壁圆弧接触，用于使保护弧与弱刚性薄壁圆弧之间产生空间；以及
14.导向弧，设于导向环，与保护弧之间具有用于夹持弱刚性薄壁圆弧的夹持空间；
15.所述导向弧的另一端靠近待装配工件的装环槽，用于引导弱刚性薄壁圆弧装入待装配工件的装环槽中。
16.进一步的，所述导向工装还包括：约束弧，设于导向环外侧，用于约束弱刚性薄壁圆弧以防止弱刚性薄壁圆弧伸出导向环外。
17.进一步的，所述扩弧件包括：
18.腰型孔，设于保护弧与弱刚性薄壁圆弧之间的导向环上；以及
19.销轴，设于腰型孔。
20.进一步的，所述夹持机构包括：
21.固定夹持板，用于与工业机器人连接，设有静夹持头；以及
22.夹持气缸，用于设于固定夹持板，设有动夹持头，用以带动动夹持头在动夹持头与静夹持头之间往复运动以实现对弱刚性薄壁圆弧的夹持与松开；
23.所述工业机器人与夹持气缸连接。
24.进一步的，所述动夹持头为铜夹持动头。
25.进一步的，所述弱刚性薄壁圆弧远离导向弧的一端带有螺钉，待装配工件的装环槽的入口对应的环槽空腔上设有与所述螺钉相匹配的圆环固定螺孔；所述导向弧所在的圆与待装配工件的装环槽的切点位置，在圆环固定螺孔的中心向导向弧偏移5mm处。
26.进一步的，安装时，弱刚性薄壁圆弧与导向弧接触的部分与导向弧齐平。
27.本实用新型实施例与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
28.本实用新型实施例的一种弱刚性薄壁圆弧装配装置及方法，通过导向工装、夹持机构和工业机器人实现了将弱刚性薄壁圆弧装入待装配工件的装环槽的自动化过程，从而避免了人工装配，提高了弱刚性薄壁圆弧的装配效率。
附图说明
29.为了更清楚地说明本实用新型示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
30.图1为弱刚性薄壁圆弧装配装置结构侧视示意图。
31.图2为弱刚性薄壁圆弧装配装置结构示意图。
32.图3为待装配工件和导向工装的结构示意图。
33.图4为待装配工件的分解结构示意图。
34.图5为导向工装的结构示意图。
35.图6为夹持机构的结构示意图。
36.图7为弱刚性薄壁圆弧的结构示意图。
37.图8为待装配工件和导向工装的横卧视角的结构示意图。
38.附图中标记及对应的零部件名称：
39.图中，1-夹持气缸，2-固定夹持板，3-动夹持头，4-静夹持头，5-工业机器人，6-支撑地面，7-待装配工件，8-弱刚性薄壁圆弧，9-环槽空腔，10-第一工件，11-装环槽，12-第二工件，13-导向环，14-保护弧，15-腰型孔，16-导向弧， 17-约束弧，18-螺钉，19-销轴，20-夹持空间，21-圆环固定螺孔。
具体实施方式
40.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
41.在以下描述中，为了提供对本实用新型的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实施例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
42.在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本实用新型至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和 /或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
43.在本实用新型的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
44.实施例
45.为解决现有的弱刚性薄壁圆弧实现自动化装配比较困难的技术问题，本实用新型实施例提供一种弱刚性薄壁圆弧装配装置，参考图1-8所示，包括：导向工装，用于放置弱刚性薄壁圆弧并引导弱刚性薄壁圆弧的一端至待装配工件的装环槽位置；夹持机构，用于夹持导向工装上的弱刚性薄壁圆弧；以及工业机器人，用于与夹持机构连接，用于带动夹持机构沿与弱刚性薄壁圆弧的弧形相应的轨迹运动以将弱刚性薄壁圆弧装入待装配工件的装环槽中。
46.参考图1所示，弱刚性薄壁圆弧装配装置，用于将弱刚性薄壁圆弧最终以圆环的形式装入待装配工件7中，包括导向工装、夹持机构和工业机器人5，导向工装安装于待装配工件上，工业机器人安装在支撑地面6上。
47.参考图4所示，待装配工件7包括第一工件10和第二工件12；第一工件与第二工件套接；第二工件的接口周向设有环状的环槽空腔9，第一工件与第二工件的连接部设有装环槽11，装环槽与环槽空腔的位置相对；而弱刚性薄壁圆弧装配装置的目的是将弱刚性薄壁圆弧通过装环槽装入环状的环槽空腔中。
48.其中，导向工装套设于第一工件10的法兰上，通过导向工装引导弱刚性薄壁圆弧的一端至装环槽所在位置，通过夹持机构对弱刚性薄壁圆弧进行夹持，工业机器人连接夹持机构并带动夹持机构运动，运动的轨迹与相应部分的弱刚性薄壁圆弧的弧形一致。
49.相应部分指的是夹持机构的夹持位置至弱刚性薄壁圆弧靠近装环槽入口位置之间的弱刚性薄壁圆弧的弧形部分。
50.通过工业机器人带动夹持机构夹住弱刚性薄壁圆弧8，反复多次将弱刚性薄壁圆弧相应部分的弧形部分从装环槽送入环槽空腔9中，实现弱刚性薄壁圆弧以圆环的形式安装在环槽空腔中，从而，实现弱刚性薄壁圆弧的安装。
51.因此，本实用新型实施例的弱刚性圆环装配装置通过导向工装、夹持机构和工业机器人实现了将弱刚性薄壁圆弧装入待装配工件的装环槽的自动化过程，从而避免了人工装配，提高了弱刚性薄壁圆弧的装配效率。
52.为了便于夹持弱刚性薄壁圆弧并将弱刚性薄壁圆弧装引导入待装配工件的装环槽，可选地，所述导向工装包括：
53.导向环13，用于放置弱刚性薄壁圆弧，用于套设于待装配工件；
54.保护弧14，用于设于导向环内侧以保护待装配工件，保护弧外侧与弱刚性薄壁圆弧内侧弧形的弧度相适应；
55.扩弧件，设于保护弧14与弱刚性薄壁圆弧8之间的导向环上并与弱刚性薄壁圆弧接触，用于使保护弧与弱刚性薄壁圆弧之间产生空间；以及
56.导向弧16，设于导向环13，与保护弧14之间具有用于夹持弱刚性薄壁圆弧的夹持空间20；所述导向弧的另一端靠近待装配工件的装环槽，用于引导弱刚性薄壁圆弧装入待装配工件的装环槽中。
57.可选地，所述导向工装还包括：约束弧17，设于导向环外侧，用于约束弱刚性薄壁圆弧以防止弱刚性薄壁圆弧伸出导向环外。
58.参考图5所示，所述导向工装包括导向环13和保护弧14；导向环的外侧设有约束弧17，导向环的内侧设有保护弧14，从而通过约束弧17和保护弧14将弱刚性薄壁圆弧限制在导向环上；一方面防止弱刚性薄壁圆弧脱离导向环，一方面防止弱刚性薄壁圆弧对待装配工件造成划痕。
59.为了便于弱刚性薄壁圆弧的夹持，使保护弧14与弱刚性薄壁圆弧相互靠近的两侧之间留出空间，导向环上还设有扩弧件，可选地，所述扩弧件包括：腰型孔15，设于保护弧与弱刚性薄壁圆弧之间的导向环上；以及销轴19，设于腰型孔。
60.参考图5所示，销轴19的上方为保护弧16，销轴的下方为弱刚性薄壁圆弧 8；从而，避免了弱刚性薄壁圆弧8紧贴保护弧的外侧，利于对弱刚性薄壁圆弧 8进行夹持操作。
61.导向环上还设有导向弧16；导向弧16与保护弧14之间具有用于夹持弱刚性薄壁圆弧的夹持空间20；参考图5所示。当导向环上放置有弱刚性薄壁圆弧时，弱刚性薄壁圆弧在夹持空间20的部分暴露在外，从而，工业机器人可在夹持空间20方便的对夹持空间20部分的弱刚性薄壁圆弧的进行夹持，并在该夹持下，将弱刚性薄壁圆弧的右端(图5)在导向弧的引导下送入装环槽中，从而，便于工业机器人反复将弱刚性薄壁圆弧的相应部分装入环槽空腔9中，最终实现弱刚性薄壁圆弧以圆弧的形式安装在环槽空腔中。
62.为了便于夹持，可选地，所述夹持机构包括：固定夹持板2，用于与工业机器人连接，设有静夹持头4；以及夹持气缸1，用于设于固定夹持板，设有动夹持头3，用以带动动夹持头在动夹持头与静夹持头之间往复运动以实现对弱刚性薄壁圆弧的夹持与松开；所述工业机器人与夹持气缸连接，从而便于机器人控制夹持气缸进行夹持和松开的动作。
63.参考图6所示，所述夹持机构包括：夹持气缸1、固定夹持板2、静夹持头 3和动夹持头4；夹持气缸设置在固定夹持板2下方，固定夹持板的前方设有静夹持头3；夹持气缸的前方的执行端设有动夹持头4；当进行夹持操作时，工业机器人与夹持气缸连接，控制夹持气缸的伸缩运动，从而带动动夹持头4向静夹持头3运动，从而在夹持操作时，可将弱刚性薄壁圆弧夹持在动夹持头4和静夹持头3之间，实现对弱刚性薄壁圆弧的夹持。可选地，所述动夹持头为铜夹持动头。
64.为了便于安装，所述弱刚性薄壁圆弧远离导向弧的一端带有螺钉18，待装配工件的装环槽11的入口对应的环槽空腔9上设有与所述螺钉相匹配的圆环固定螺孔21；所述导向弧所在的圆与待装配工件的装环槽的切点位置，在圆环固定螺孔的中心向导向弧偏移5mm处。
65.参考图8所示，使导向弧所在的圆与装环槽的切点位置设置在圆环固定螺孔的中
心向导向弧偏移5mm处，可使弱刚性薄壁圆弧远离导向弧的一端的螺钉18 在弱刚性薄壁圆弧的大部分进入环槽空腔9后，螺钉18刚好能够进入圆环固定螺孔中进行安装。可选地，螺钉18为铜螺钉。
66.可选地，安装时，弱刚性薄壁圆弧与导向弧接触的部分与导向弧齐平。
67.第二方面，本实用新型实施例提供一种使用所述弱刚性薄壁圆弧装配装置的装配方法，包括：
68.s1.工业机器人控制夹持机构移动至导向工装上的夹持空间并夹持弱刚性薄壁圆弧；
69.s2.工业机器人带动夹持机构以夹持空间内的弱刚性薄壁圆弧的弧形作为运动轨迹进行运动，直至夹持机构从导向弧的一端运动至导向弧的另一端以使弱刚性薄壁圆弧的相应部分圆弧进入待装配工件的装环槽中；
70.s3.工业机器人带动夹持机构松开夹持弱刚性薄壁圆弧,返回步骤s1；若弱刚性薄壁圆弧远离导向弧的一端与扩弧件脱离，则执行步骤s4；
71.s4.工业机器人带动夹持机构通过若弱刚性薄壁圆弧远离导向弧的一端的螺钉推动弱刚性薄壁圆弧直至弱刚性圆弧全部进入装环槽中，完成装配。
72.进一步的，装配过程中，工业机器人与夹持机构连接的连接端与支撑地面始终保持垂直。
73.参考图1-8所述的装配装置，装置方法包括：
74.s101.对处于夹持空间20的弱刚性薄壁圆弧的圆弧部分进行夹持；
75.s102.工业机器人带动夹持机构以弱刚性薄壁圆弧的相应部分的弧形形状作为运动轨迹，进行运动，使夹持机构从夹持位置运动至导向弧的入口端(即导向弧远离装环槽的一端)，然后从导向弧的入口端运动直至导向弧的靠近装环槽的一端，此时弱刚性薄壁圆弧的部分圆弧已经进入装环槽滑入环槽空腔9中；
76.s103.工业机器人松开弱刚性薄壁圆弧，重新移动至夹持空间20上方，返回执行s101和s102；直至弱刚性薄壁圆弧远离导向弧的一端与扩弧件脱离，此时，弱刚性薄壁圆弧的大部分已经装入环槽空腔9中。
77.s104.将弱刚性薄壁圆弧上的螺钉18装入圆环固定螺孔21中；具体地，工业机器人带动夹持机构运动至螺钉与销轴19相切位置，机器人带动夹持机构通过螺钉推动弱刚性薄壁圆弧8全部进入环槽空腔中，使螺钉安装入圆环固定螺孔 21中，完成装配。
78.从而，本实用新型实施例通过导向工装、夹持机构和工业机器人实现了将弱刚性薄壁圆弧装入待装配工件的装环槽的自动化过程，从而避免了人工装配，提高了弱刚性薄壁圆弧的装配效率。
79.以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。