一种周转式自动化装配流水线的制作方法

本实用新型涉及非标自动化领域，特别涉及一种周转式自动化装配流水线。

背景技术：

在非标自动化组装作业中，往往需要进行物料上料-物料定位-物料转移-零部件上料-零部件与物料进行组装-组装后翻转等一系列步骤，传统的流水线存在以下几个问题：首先，自动化程度低，往往采用两条流水线将定位及组装步骤拆开进行，这就增大了占地面积，降低了组装效率；其次，用于放置定位物料的治具在一次使用后，需要再次进行使用时，无法自动周转，需要人工辅助，由此进一步降低了组装效率；最后，定位精度差，由此导致后续的加工或装配精度差，不能满足设计要求。

有鉴于此，实有必要开发一种周转式自动化装配流水线，用以解决上述问题。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的不足之处，本实用新型的目的是提供一种周转式自动化装配流水线，其采用周转式流水线，具有较高的自动化程度及集成度，大大提高了组装效率，并且具有较高的定位精度，能够满足设计装配需求。

为了实现根据本实用新型的上述目的和其他优点，提供了一种周转式自动化装配流水线，包括：

周转式传送线；

架设于周转式传送线上的上料及吸取机构；以及

设于上料及吸取机构旁侧的弹夹式零件上料机构，

其中，周转式传送线包括：

并列且平行设置的定位线与组装线；

多组定位治具，该定位治具在定位线与组装线间周转式传输；以及

顶升解锁机构，该顶升解锁机构设于定位线上，定位线与组装线反向传输，定位线上沿其传送方向依次设有治具上料工位、治具等待定位工位及治具定位工位，顶升解锁机构设于治具定位工位处且位于定位线的正下方。

优选的是，顶升解锁机构的旁侧设有与定位线相邻接的料件转移装置，上料及吸取机构包括：

并列且间隔设置的左支架与右支架；

滑动配接于左支架与右支架之上的横梁；以及

滑动配接于右支架旁侧的物料上料组件，

其中，左支架与右支架均跨设于周转式传送线上，右支架设于顶升解锁机构的上方以使得物料上料组件位于顶升解锁机构的正上方。

优选的是，横梁沿直线延伸，其上滑动配接有连接架，连接架的前后两端分别固接有顶部视觉成像组件及吸取组件，从而使得顶部视觉成像组件与吸取组件分别位于横梁的前后两侧，弹夹式零件上料机构与吸取组件相对设置。

优选的是，治具上料工位、治具等待定位工位及治具定位工位处依次设有第一阻挡气缸、第二阻挡气缸及第三阻挡气缸，组装线上沿其传送方向依次设有转移工位、组装工位及翻转工位，顶升解锁机构设于治具定位工位处。

优选的是，物料上料组件包括：

上料安装板；

安装于上料安装板上的上料升降气缸；以及

与上料升降气缸的动力输出端传动连接的上料夹爪，

其中，右支架的右侧设有上料平移导轨，上料安装板与上料平移导轨滑动配接，右支架上还设有用于驱动上料安装板沿上料平移导轨往复滑移的上料平移气缸，从而使得上料夹爪在上料平移气缸的驱动下周期往复地从治具定位工位的正上方移动至转移工位处。

优选的是，吸取组件包括：

吸取底座；

与吸取底座放滑动连接的滑动底板；

安装于滑动底板上的吸取安装座；以及

安装于吸取安装座上的角度调整电机，

其中，吸取底座上安装有升降驱动电机，滑动底板与升降驱动电机的动力输出端传动连接，角度调整电机的正下方设有吸取模组，所述吸取模组与角度调整电机的动力输出端传动连接。

优选的是，弹夹式零件上料机构包括：

固定底板；以及

设于固定底板上的弹夹式料箱与料盘顶升定位组件，

其中，料盘顶升定位组件与弹夹式料箱相对接，弹夹式料箱的前端深入至左支架与右支架之间，弹夹式料箱中层叠且间隔式地设有至少两片料盘，弹夹式料箱可在竖直平面内选择性升降。

优选的是，左支架及右支架的顶部分别设有左导轨及右导轨，横梁的左右两端分别与左导轨及右导轨滑动配接，左支架或右支架上设有用于驱动横梁沿左导轨及右导轨往复滑移的滑移驱动电机，从而使得吸取组件在滑移驱动电机的驱动下能够周期往复地从料盘顶升定位组件上的料盘中吸取待安装零部件。

优选的是，弹夹式料箱包括：

料箱底壁；

分别固接于料箱底壁左右两侧的左料箱立板与右料箱立板；以及

设于料箱底壁正下方的料箱升降电机，

其中，左料箱立板及右料箱立板的外侧分别固接有沿竖直方向延伸的左升降支撑板及右升降支撑板，左升降支撑板及右升降支撑板均与固定底板滑动配接。

优选的是，左料箱立板与右料箱立板的内侧设有至少两对两两相对设置的第一传送带，每对第一传送带均承托有料盘，第一传送带的对数与料盘的数量相对应。

优选的是，料盘顶升定位组件包括：

顶升底板；

分别固接于顶升底板左右两侧的左顶升立板与右顶升立板；以及

设于左顶升立板与右顶升立板之间的顶升板，

其中，左顶升立板与右顶升立板的内侧设有一对两两相对设置的第二传送带，弹夹式料箱在升降过程中始终保持在某一单位时间段有一对第一传送带与第二传送带处于同一水平面且相对接。

优选的是，翻转工位处设有位于组装线旁侧的翻转机构，该翻转机构包括：

固定架；以及

与固定架的顶面滑动配接的滑动板，

其中，滑动板的末端固接有安装立板，安装立板的所在平面与滑动板的滑行方向相垂直，安装立板的外侧固定安装有翻转电机，翻转电机的动力输出端上传动连接有翻转安装板，翻转安装板的端面上固接有至少一组翻转夹具。

优选的是，安装立板的后侧固接有两片限位板，两片限位板平行且间隔设置，以形成位于两者之间的安装空间，翻转电机设于所述安装空间中，限位板的后侧形成有水平向后延伸至翻转安装板正上方的限位端，翻转安装板的顶面或者底面固接有翻转限位块，翻转安装板在翻转电机的驱动下周期往复地在竖直平面内作180°角的上下翻转，从而使得翻转限位块在随翻转安装板的翻转过程中，选择性地与两个限位端相触碰，进而对翻转安装板的翻转角度进行精确限位。

本实用新型与现有技术相比，其有益效果是：采用周转式流水线，具有较高的自动化程度及集成度，大大提高了组装效率，并且具有较高的定位精度，能够满足设计装配需求。

附图说明

图1为根据本实用新型所述的周转式自动化装配流水线的三维结构视图；

图2为根据本实用新型所述的周转式自动化装配流水线的俯视图；

图3为根据本实用新型所述的周转式自动化装配流水线中周转式传送线的三维结构视图；

图4为根据本实用新型所述的周转式自动化装配流水线中定位线的三维结构视图；

图5为根据本实用新型所述的周转式自动化装配流水线中上料及吸取机构与弹夹式零件上料机构相配合的三维结构视图；

图6为根据本实用新型所述的周转式自动化装配流水线中上料及吸取机构与弹夹式零件上料机构相配合的俯视图；

图7为根据本实用新型所述的周转式自动化装配流水线中上料及吸取机构与弹夹式零件上料机构相配合的右视图；

图8为根据本实用新型所述的周转式自动化装配流水线中上料及吸取机构的正视图；

图9为根据本实用新型所述的周转式自动化装配流水线中上料及吸取机构的三维结构视图；

图10为根据本实用新型所述的周转式自动化装配流水线中上料及吸取机构在另一视角下的三维结构视图；

图11为根据本实用新型所述的周转式自动化装配流水线中上料及吸取机构隐去左支架、右支架及物料上料组件后的三维结构视图；

图12为根据本实用新型所述的周转式自动化装配流水线中上料及吸取机构隐去左支架、右支架及物料上料组件后的另一三维结构视图；

图13为根据本实用新型所述的周转式自动化装配流水线中吸取组件的正视图；

图14为根据本实用新型所述的周转式自动化装配流水线中吸取组件的爆炸视图；

图15为根据本实用新型所述的周转式自动化装配流水线中弹夹式零件上料机构的后视图；

图16为根据本实用新型所述的周转式自动化装配流水线中弹夹式零件上料机构的左视图；

图17为根据本实用新型所述的周转式自动化装配流水线中弹夹式零件上料机构的右视图；

图18为根据本实用新型所述的周转式自动化装配流水线中弹夹式零件上料机构的三维结构视图；

图19为根据本实用新型所述的周转式自动化装配流水线中弹夹式零件上料机构在另一视角下的三维结构视图；

图20为图19中隐去顶部料盘后的三维结构视图；

图21为根据本实用新型所述的周转式自动化装配流水线中翻转机构的三维结构视图；

图22为根据本实用新型所述的周转式自动化装配流水线中翻转机构隐藏了翻转夹具及固定架后的三维结构视图；

图23为在图22的基础上，进一步隐藏了翻转安装板后的三维结构视图；

图24为根据本实用新型所述的周转式自动化装配流水线中翻转机构隐藏了固定架后的左视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，本实用新型的前述和其它目的、特征、方面和优点将变得更加明显，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。在附图中，为清晰起见，可对形状和尺寸进行放大，并将在所有图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。在下列描述中，诸如中心、厚度、高度、长度、前部、背部、后部、左边、右边、顶部、底部、上部、下部等用词为基于附图所示的方位或位置关系。特别地，“高度”相当于从顶部到底部的尺寸，“宽度”相当于从左边到右边的尺寸，“深度”相当于从前到后的尺寸。这些相对术语是为了说明方便起见并且通常并不旨在需要具体取向。涉及附接、联接等的术语(例如，“连接”和“附接”)是指这些结构通过中间结构彼此直接或间接固定或附接的关系、以及可动或刚性附接或关系，除非以其他方式明确地说明。

参照图1～图4，周转式自动化装配流水线包括：

周转式传送线1；

架设于周转式传送线1上的上料及吸取机构3；以及

设于上料及吸取机构3旁侧的弹夹式零件上料机构4，

其中，周转式传送线1包括：

并列且平行设置的定位线11与组装线12；

多组定位治具14，该定位治具14在定位线11与组装线12间周转式传输；以及

顶升解锁机构13，该顶升解锁机构13设于定位线11上，定位线11与组装线12反向传输，定位线11上沿其传送方向依次设有治具上料工位114、治具等待定位工位115及治具定位工位116，顶升解锁机构13设于治具定位工位116处且位于定位线11的正下方。

进一步地，顶升解锁机构13的旁侧设有与定位线11相邻接的料件转移装置2，上料及吸取机构3包括：

并列且间隔设置的左支架31与右支架32；

滑动配接于左支架31与右支架32之上的横梁33；以及

滑动配接于右支架32旁侧的物料上料组件34，

其中，左支架31与右支架32均跨设于周转式传送线1上，右支架32设于顶升解锁机构13的上方以使得物料上料组件34位于顶升解锁机构13的正上方。

进一步地，横梁33沿直线延伸，其上滑动配接有连接架332，连接架332的前后两端分别固接有顶部视觉成像组件35及吸取组件36，从而使得顶部视觉成像组件35与吸取组件36分别位于横梁33的前后两侧，弹夹式零件上料机构4与吸取组件36相对设置。

参照图3及图4，治具上料工位114、治具等待定位工位115及治具定位工位116处依次设有第一阻挡气缸117、第二阻挡气缸118及第三阻挡气缸119，组装线12上沿其传送方向依次设有转移工位121、组装工位122及翻转工位123，顶升解锁机构13设于治具定位工位116处。

参照图15～图20，弹夹式零件上料机构4包括：

固定底板41；以及

设于固定底板41上的弹夹式料箱42与料盘顶升定位组件43，

其中，料盘顶升定位组件43与弹夹式料箱42相对接，弹夹式料箱42的前端深入至左支架31与右支架32之间，弹夹式料箱42中层叠且间隔式地设有至少两片料盘45，弹夹式料箱42可在竖直平面内选择性升降。

进一步地，左支架31及右支架32的顶部分别设有左导轨311及右导轨321，横梁33的左右两端分别与左导轨311及右导轨321滑动配接，左支架31或右支架32上设有用于驱动横梁33沿左导轨311及右导轨321往复滑移的滑移驱动电机37，从而使得吸取组件36在滑移驱动电机37的驱动下能够周期往复地从料盘顶升定位组件43上的料盘45中吸取待安装零部件。

参照图7，在优选的实施方式中，左支架31与右支架32间设有位于横梁33下方的装配工位，所述装配工位的正下方设有底部视觉成像组件38，底部视觉成像组件38与料盘顶升定位组件43之间设有零部件视觉成像组件39。工作时，吸取组件36在滑移驱动电机37的驱动下能够周期往复地从料盘顶升定位组件43上的料盘45中吸取待安装零部件，然后将吸取后的零部件转移至所述装配工位进行安装，在吸取与安装的过程中，通过顶部视觉成像组件35、底部视觉成像组件38及零部件视觉成像组件39三者的协同配合来提高吸取及安装精度。

参照图15～图20，弹夹式料箱42包括：

料箱底壁428；

分别固接于料箱底壁428左右两侧的左料箱立板423与右料箱立板424；以及

设于料箱底壁428正下方的料箱升降电机427，

其中，左料箱立板423及右料箱立板424的外侧分别固接有沿竖直方向延伸的左升降支撑板421及右升降支撑板422，左升降支撑板421及右升降支撑板422均与固定底板41滑动配接。

参照图18及图20，左料箱立板423与右料箱立板424的内侧设有至少两对两两相对设置的第一传送带4241，每对第一传送带4241均承托有料盘45，第一传送带4241的对数与料盘45的数量相对应。

进一步地，料盘顶升定位组件43包括：

顶升底板433；

分别固接于顶升底板433左右两侧的左顶升立板431与右顶升立板432；以及

设于左顶升立板431与右顶升立板432之间的顶升板4361，

其中，左顶升立板431与右顶升立板432的内侧设有一对两两相对设置的第二传送带4321，弹夹式料箱42在升降过程中始终保持在某一单位时间段有一对第一传送带4241与第二传送带4321处于同一水平面且相对接。

参照图16及图17，顶升底板433的正下方设有顶升升降电机436，该顶升升降电机436的动力输出端穿过顶升底板433后与顶升板4361的下表面相抵。

进一步地，左顶升立板431及右顶升立板432的外侧分别设有至少两个水平度限位座435，每个水平度限位座435的顶端设有朝向料盘顶升定位组件43内侧延伸的水平度限位端，所有所述水平度限位端的下表面均位于同一水平面上。

参照图18～图20，弹夹式料箱42或料盘顶升定位组件43的旁侧设有传送驱动电机44，每对第一传送带4241间传动连接有第一传动辊426，每对第二传送带4321间传动连接有第二传动辊437，两两第一传动辊426间传动连接，传送驱动电机44的动力输出端与第二传送辊437及至少一根第一传动辊426传动连接。

进一步地，固定底板41上设有位于弹夹式料箱42旁侧的传感器安装板425，传感器安装板425上设有的至少两个沿高度方向布置的料箱高度传感器4251，弹夹式料箱42上固接有料箱传感器感应端4252。

进一步地，固定底板41上固接有至少三根支撑于料盘顶升定位组件43底部的支撑柱434。

进一步地，左升降支撑板421及右升降支撑板422上分别固接有沿竖直方向延伸的左竖直导轨4211及右竖直导轨4221，固定底板41上与左竖直导轨4211及右竖直导轨4221相对处均固定地设有与左竖直导轨4211及右竖直导轨4221滑动配接的配接滑块411。

参照图8～图10，物料上料组件34包括：

上料安装板341；

安装于上料安装板341上的上料升降气缸343；以及

与上料升降气缸343的动力输出端传动连接的上料夹爪344。

进一步地，右支架32的右侧设有上料平移导轨322，上料安装板341与上料平移导轨322滑动配接，右支架32上还设有用于驱动上料安装板(341)沿上料平移导轨322往复滑移的上料平移气缸342。

参照图13，吸取组件36包括：

吸取底座361；

与吸取底座361滑动连接的滑动底板3612；

安装于滑动底板3612上的吸取安装座365；以及

安装于吸取安装座365上的角度调整电机364，

其中，吸取底座361上安装有升降驱动电机362，滑动底板3612与升降驱动电机362的动力输出端传动连接，角度调整电机364的正下方设有吸取模组，所述吸取模组与角度调整电机364的动力输出端传动连接。

参照图14，所述吸取模组包括：

至少一根安装架367；以及

与安装架367滑动连接的吸嘴363，

其中，吸嘴363的内部设有从其顶部出发延伸至其底部的吸取气路，所述吸取气路连通有吸取气阀366。

在优选的实施方式中，安装架367相对且间隔地设有两根，吸嘴363滑动连接于两根安装架367之间。

进一步地，角度调整电机364的动力输出端上传动连接有调整盘组件，所述调整盘组件包括从上至下依次设置的第一调整盘3641及第二调整盘3642，其中，第一调整盘3641的上表面与角度调整电机364的动力输出端传动连接，第二调整盘3642与安装架367的顶部相固接，第一调整盘3641与第二调整盘3642相固接。

进一步地，吸取气阀366从上至下依次穿过第一调整盘3641与第二调整盘3642后连接至所述吸取气路的顶部。

再次参照图14，吸嘴363与第二调整盘3642之间设有至少一根复位弹簧3632。

进一步地，吸取安装座365的下表面设有角度传感器，第二调整盘3642设有角度感应端3643。角度感应端3643在随第二调整盘3642在水平面上转动的转动过程中，所述角度传感器持续感应角度感应端3643的转动角度，从而便于精确定位吸取后的零部件的水平安装角度。

进一步地，安装座361内部中空，安装座361的左右两侧开设有连通其内部滑槽3611，安装座361上滑动连接有贯穿其两侧滑槽3611的滑座3613，升降驱动电机362的动力输出端深入至安装座361的内部后与滑座3613传动连接，滑动底板3612与滑座3613相固接。

进一步地，安装座361的左侧或者右侧至少两个高度传感器3614。高度传感器3614可以感应滑座3613的升降高度。

参照图1、图2及图21～图24,翻转工位123处设有位于组装线12旁侧的翻转机构5，该翻转机构5包括：

固定架51；以及

与固定架51的顶面滑动配接的滑动板52，

其中，滑动板52的末端固接有安装立板53，安装立板53的所在平面与滑动板52的滑行方向相垂直，安装立板53的外侧固定安装有翻转电机55，翻转电机55的动力输出端上传动连接有翻转安装板552，翻转安装板552的端面上固接有至少一组翻转夹具。

进一步地，所述翻转电机55的动力输出端上传动连接有旋转盘551，翻转安装板552与旋转盘551相固接。

进一步地，旋转盘551的旋转平面与安装立板53的所在平面相平行。

进一步地，翻转电机55与安装立板53之间设有气路导通板531，气路导通板531的内部设有从其外部通往其内部并从气路导通板531的后侧导出的气路534，气路534的末端连通有导气管532，导气管532穿过翻转电机55后从旋转盘551中导出。

进一步地，翻转安装板552上设有气路转接阀533，气路转接阀533设有进气管与至少一个出气管，所述进气管与导气管532相连通，所述出气管与所述翻转夹具相连通，所述出气管与所述翻转夹具在数量上相对应。

进一步地，安装立板53的后侧固接有两片限位板56，两片限位板56平行且间隔设置，以形成位于两者之间的安装空间，翻转电机55设于所述安装空间中，限位板56的后侧形成有水平向后延伸至翻转安装板552正上方的限位端561，翻转安装板552的顶面或者底面固接有翻转限位块553，翻转安装板552在翻转电机55的驱动下周期往复地在竖直平面内作180°角的上下翻转，从而使得翻转限位块553在随翻转安装板552的翻转过程中，选择性地与两个限位端561相触碰，进而对翻转安装板552的翻转角度进行精确限位。

进一步地，所述翻转夹具包括：

与翻转安装板552的端面相固接的夹具气缸57；以及

由夹取气缸57所驱动的两片夹取片571，

其中，夹具气缸57与所述出气管相连通，两片夹取片571上下间隔且相对设置。

进一步地，夹取片571的延伸方向与滑动板52的滑行方向相平行，两片夹取片571的相对侧面上设有弹性缓冲垫572。

进一步地，固定架51上设有用于驱动滑动板52往复滑移的滑动驱动电机54，所述翻转夹具间隔且相对地设有两组。

参照图1进行工作原理的详细阐述，以便于本领域的专业技术人员的理解：

首先，将治具放置于定位线11上进行传送，治具依次经过上料工位114上料工位114、治具等待定位工位115后到达治具定位工位116；

其次，顶升解锁机构13开始对其上的治具进行顶升，以将治具解锁，从而使得料件转移装置2能够将物料转移至治具定位工位116上的治具中进行定位；

再次，物料定位完成后，物料上料组件34将治具定位工位116上的治具连同其中的物料一同转移至组装线12中的转移工位121处，组装线12随后将该治具连同其中的物料传送至组装工位122等待组装；

再次，弹夹式零件上料机构4完成供料作业，吸取组件36从弹夹式零件上料机构4吸取待安装的零部件并转移至组装工位122进行组装；

再次，完成组装作业后，组装完后的产品被组合线传送至翻转工位123，翻转机构5对组装好后的产品连同治具一同进行翻转，以便于取出治具中的产品；

最后，待治具中的产品被取出后，治具又被传送回定位线11中，等待下一次的定位及组装作业。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本实用新型的说明的。对本实用新型的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。