销轴装配装置及其装配方法与流程

本发明涉及车载电源的销轴装配技术。

背景技术：

目前，在车载电源销轴的装配阶段通常不对销轴长度尺寸进行检测。然而，在实践中，有时会出现销轴供应商供应的销轴中有少量销轴的长度不符合规定的公差范围的情况，此时会导致车载电源产品整体不合格，增加了返工率和人力成本。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种销轴装配装置，其能在销轴装配之前自动检测销轴的长度是否合格，并自动剔除不合格的销轴，只将合格的销轴装配到装配目标物上。

本发明实施例提供一种销轴装配装置，包括：销轴送料机构，用于将待装配的销轴输送至预定的取料位置；转运机构，用于取出到达取料位置的销轴，并将取出的销轴依次输送到预定的测量位置和分拣位置；销轴长度检测机构，用于检测处于测量位置的销轴的一端与预定的基准位置之间的直线距离，处于所述测量位置的销轴的另一端与预定的基准位置之间的直线距离为确定值；合格品接纳机构，用于接纳长度合格的销轴；分拣机构，用于将处于分拣位置、且长度不合格的销轴分拣至不合格品存放部件，将处于分拣位置、且长度合格的销轴分拣至合格品接纳机构；销轴安装机构，用于将放置于合格品接纳机构的销轴安装到装配目标物中；控制装置，控制装置的信号输入端与销轴长度检测机构的信号输出端电连接，控制装置用于根据销轴长度检测机构的检测结果判断销轴的长度是否合格，并控制转运机构、销轴长度检测机构、合格品接纳机构、分拣机构和销轴安装机构的动作。

根据本发明的另一方面的销轴装配装置的装配方法，包括以下步骤：

销轴送料机构将待装配的销轴输送至预定的取料位置；

转运机构取出到达取料位置的销轴，并将取出的销轴输送到预定的测量位置；

销轴长度检测机构检测处于测量位置的销轴的一端与预定的基准位置之间的直线距离；

转运机构将处于测量位置的销轴输送到分拣位置；

控制装置根据销轴长度检测机构的检测结果判断销轴的长度是否合格，如果销轴的长度不合格，则控制分拣机构将处于分拣位置的销轴分拣至不合格品存放部件，如果销轴的长度合格，则控制分拣机构将处于分拣位置的销轴分拣至合格品接纳机构，并控制销轴安装机构将放置于合格品接纳机构的销轴安装到装配目标物中。

本发明至少达到以下的有益效果之一：

1、本发明实施例的销轴装配装置能够在将销轴装配到装配目标物之前自动检测销轴的长度是否合格，并自动剔除不合格的销轴，而只将合格的销轴装配到装配目标物上，从而杜绝了将长度不合格的销轴也装配到车载电源半成品上造成产品整体质量不合格的情况；

2、本发明的销轴长度检测以及装配阶段均为自动化操作，降低了制造成本，提高了制造效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1和图2分别从不同角度示出了本发明销轴装配装置的一个实施例的整体示意图。

图3示出了根据本发明一实施例的销轴在送料和取料时的示意图。

图4示出了根据本发明一实施例的销轴位置检测传感器的工作原理示意图。

图5示出了根据本发明一实施例的抓放料子机构处于抓料状态时的示意图。

图6示出了根据本发明一实施例的销轴长度检测机构检测处于测量状态时的示意图。

图7示出了根据本发明一实施例的平移子机构的工作状态示意图。

图8示出了根据本发明一实施例的抓放料子机构将销轴放入分拣位置时的示意图。

图9示出了根据本发明一实施例的遮挡部件的结构示意图。

图10示出了根据本发明一实施例的第一推料子机构将不合格的销轴推入不合格品存放部件的示意图。

图11示出了根据本发明一实施例的第一推料子机构将合格的销轴推入合格品存放部件的示意图。

图12示出了根据本发明一实施例的第二推料子机构将放料通孔内的销轴推入车载电源半成品以实现销轴装配的示意图。

图13示出了根据本发明一实施例的销轴装配装置的电气控制原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做出进一步说明。

根据本发明一实施例的一种销轴装配装置包括销轴送料机构、销轴位置检测传感器、转运机构、销轴长度检测机构、合格品接纳机构、分拣机构、销轴安装机构和控制装置。控制装置的信号输入端分别与销轴位置检测传感器的信号输出端和销轴长度检测机构的信号输出端电连接，控制装置用于根据销轴长度检测机构的检测结果判断销轴的长度是否合格，并控制转运机构、销轴长度检测机构、合格品接纳机构、分拣机构和销轴安装机构的动作。

请参考图1至图3。销轴送料机构用于将待装配的销轴91输送至预定的取料位置。销轴送料机构包括振动盘、振动送料槽12以及第一放料座13。

振动送料槽12的入口与振动盘的出料口相对接。振动送料槽12具有从一端延伸到另一端的槽结构，销轴91可以从槽中穿过。

第一放料座13设有第一导料孔道131，第一导料孔道131的一端为入料口，入料口接通于振动送料槽12的出料口，第一导料孔道131的另一端封闭，前述的取料位置为销轴91抵接第一导料孔道131的封闭端时的位置，也即第一导料孔道131紧邻其封闭端的位置。第一放料座13的顶面在与该取料位置相对应的位置开设有取料口133，取料口133的大小设置为使得单个销轴可以被取出。可选地，第一放料座13的顶面设有与第一导料孔道131垂直相交的第一凹槽135，第一凹槽135可供下文中所述的气爪在其中可以运动并抓取销轴91。

进一步地，销轴送料机构还包括吹气装置14，吹气装置14的出气口位于振动送料槽12的上方，用于输出将振动送料槽12内的销轴推向第一导料孔道131的入料口的气流，从而使销轴更快速地进入第一导料孔道131。

在送料时，销轴91由振动盘持续平振送出，销轴91一一进入并穿过振动送料槽12，随后进入第一放料座13的第一导料孔道131中，并在振动盘11以及吹气装置14的持续推动下抵接第一导料孔道131的封闭端，当销轴91抵接第一导料孔道131的封闭端时即处于取料位置，可以通过取料口133被取出。

销轴位置检测传感器2用于检测取料位置是否有销轴91。在本实施例中，如图4所示，销轴位置检测传感器2为光电传感器。第一放料座13在第一导料孔道131的封闭端的侧面设有光线通道137，光电传感器2发出光线，检测销轴91的末端，检测光点直径大约为0.1mm，用于判断销轴91是否到达待取料位置，以避免销轴未到位就取料的情况。

转运机构用于取出到达取料位置的销轴，并将取出的销轴依次输送到预定的测量位置和分拣位置，下文会对测量位置和分拣位置做进一步描述。转运机构包括抓放料子机构、升降子机构和平移子机构。抓放料子机构用于抓取到达取料位置的销轴以及将抓取的销轴放置到分拣位置。升降子机构与抓放料子机构相连，用于带动抓放料子机构上下移动。平移子机构与升降子机构相连，用于带动升降子机构在水平方向来回移动，本实施例中为与销轴送料方向正交的方向来回移动。

请结合图7和图8所示。在本实施例中，抓放料子机构由气爪构成，该气爪包括抓手310和第一气缸311，抓手310与第一气缸311相连，抓手310在第一气缸311的驱动下可以打开或闭合，从而从取料位置抓取销轴以进行销轴长度测量或在长度测量后将销轴放到分拣位置，图5示出了抓手310处于抓料状态时的示意图。升降子机构包括第二气缸322，第一气缸311安装在第二气缸322上，第二气缸322可带动抓手310和第一气缸311一起上下运动。平移子机构包括第三气缸333，第二气缸322安装在第三气缸333上，第三气缸333可带动抓手310、第一气缸311和第二气缸322一起在水平方向运动。

销轴长度检测机构用于检测处于测量位置的销轴91的一端与预定的基准位置之间的直线距离。

请参考图6，在本实施例中，销轴长度检测机构包括第四气缸44以及能够跟随第四气缸44一起移动的位移传感器43，位移传感器43的测量头431正对处于测量位置的销轴的一端，测量位置位于取料位置的正上方。第四气缸44用于驱动位移传感器43由初始位置移动至测量位置，位移传感器43在测量位置时，位移传感器43的测量头431顶端抵接销轴91的一端；前述预定的基准位置为所述位移传感器的测量头顶端的初始位置。

当抓手310抓起销轴并移动到测量位置的时候，控制装置控制第四气缸44启动，带动位移传感器43向着抓手中的销轴运动，当位移传感器43的测量头431顶端抵接销轴的一端时，位移传感器43无法再继续前进。此时，位移传感器43测量出测量头431顶端的初始位置到销轴91一端之间的距离。由于销轴91在第一导料孔道131内的时候抵接第一导料孔道131的封闭端，且随后销轴在第四气缸44的运动方向上不会产生位移，因此位移传感器43的测量头431顶端的初始位置至处于测量位置的销轴另一端的距离是固定和已知的，两距离之差即为销轴91的长度。位移传感器43将测量结果发送给控制装置后，控制装置根据测量结果可计算出销轴91的长度，并将该销轴的长度与预先存储的标准销轴长度进行比较，判断销轴的长度是否合格。

优选地，测量头431为弹性测量头，其内部设置有弹簧，当抵接销轴时，测量头431会受力收缩，由于气缸抓取销轴的力远远大于弹簧的弹力，因此避免了销轴被测量头431推动而导致滑移的情况。

分拣机构用于将处于分拣位置、且长度不合格的销轴分拣至不合格品存放部件，将处于分拣位置、且长度合格的销轴分拣至合格品接纳机构。

请结合图8至图11所示。分拣机构包括第二放料座51、第一推料子机构和遮挡部件53。

第二放料座51设有第二导料孔道512，第二导料孔道512贯通于第二放料座的彼此相对的外侧面和内侧面。第二放料座51的顶面设有用于放入单个销轴的放料口513，放料口513贯通于第二导料孔道512，前述的分拣位置为第二导料孔道内与放料口513相对应的位置。可选地，第二放料座51的顶面设有与第二导料孔道512垂直相交的第二凹槽515，第二凹槽515可供抓手310在其中运动并抓取销轴91。

第一推料子机构用于自第二导料孔道512的内侧端伸入第二导料孔道512，以将处于分拣位置、且长度不合格的销轴91从第二导料孔道512的外侧端推出。在本实施例中，第一推料子机构包括顶针523和第五气缸525。顶针523与第五气缸525的推杆顶端相连，顶针523对准第二导料孔道512的内侧端。

遮挡部件53枢接于第二放料座51的外侧。合格品接纳机构用于接纳长度合格的销轴。合格品接纳机构包括合格品存放部件541和存放部件驱动机构。合格品存放部件541具有放料通孔5410，存放部件驱动机构用于驱动合格品存放部件541在安装位置与收料位置之间移动，在合格品存放部件541从安装位置移动至收料位置的过程中，合格品存放部件541带动遮挡部件53转动，在合格品存放部件541处于收料位置时，遮挡部件53遮挡放料通孔5410的外侧端，放料通孔5410的内侧端正对第二导料孔道512的外侧端。

在本实施例中，遮挡部件53为u形块，合格品存放部件541为滑块，存放部件驱动机构包括第八气缸548。请结合图2所示，第二放料座51靠近合格品存放部件541的那一端具有供合格品存放部件的顶部伸入的凹口516，凹口516贯通第二放料座51的外侧面、顶面和底面。第二导料孔道512的外侧端开设于凹口516的侧面5161。u形块53包括第一分叉臂531、第二分叉臂532以及连接于第一分叉臂531与第二分叉臂532之间的基体部533，第一分叉臂531具有向厚度方向一侧凸出的作用部5311，基体部533设有枢轴孔5330，通过穿过枢轴孔5330的枢轴枢接于第二放料座51的外侧面，第一分叉臂531位于第二分叉臂532的上方，第一分叉臂531的作用部5311部分地伸入凹口516内，且第一分叉臂的作用部5311抵靠凹口516的底面与第二放料座的顶面之间的交接边，从而使该u形块53保持在初始位置。

抓手310将销轴由第二放料座51的放料口513放入第二导料孔道512中后，若销轴长度合格，则销轴停留在分拣位置等待取用。若销轴长度不合格，则控制装置控制第五气缸525推动顶针523，顶针523自第二导料孔道512的内侧端伸入第二导料孔道512，推动第二导料孔道512中的销轴，从第二导料孔道512的外侧端掉入下方的作为不合格品存放部件的不良品盒8。由于u形块53在初始位置时自然地倾斜下垂，因此当不合格销轴从第二导料孔道512内被推出时，u形块53不妨碍不合格销轴被推出。

当销轴合格时，控制装置控制第八气缸548驱动合格品存放部件541从安装位置移动到收料位置，在合格品存放部件541处于收料位置时，放料通孔5410的内侧端正好与第二导料孔道512的外侧端对齐。在合格品存放部件541从安装位置移动至收料位置的过程中，合格品存放部件541的顶部顶推作用部5311的一端，使u形块53向上转动，在合格品存放部件541处于收料位置时，u形块53变为水平，u形块的第二分叉臂532遮挡住放料通孔5410的外侧端，让销轴顶进来的时候不至于穿过合格品存放部件541掉到外部。控制装置控制第五气缸525推动顶针523，顶针523自第二导料孔道512的内侧端伸入第二导料孔道512，将第二导料孔道512中的销轴推入合格品存放部件541的放料通孔5410中。随后，合格品存放部件541在第八气缸548的作用下复位。

销轴安装机构用于将放置于合格品存放部件541的销轴安装到装配目标物中。销轴安装机构包括第二推料子机构以及位移驱动子机构。位移驱动子机构用于带动合格品接纳机构和第二推料子机构在起始位置与预定的装配位置之间移动；第二推料子机构用于自放料通孔的内侧端伸入处于安装位置的合格品存放部件的放料通孔，以将处于放料通孔内的销轴从放料通孔的外侧端推出。

本实施例中，第二推料子机构包括顶针613和第六气缸616，顶针613与第六气缸616的推杆相连。位移驱动子机构包括导轨621、移动台623以及第七气缸627。移动台623安装在导轨621上，第七气缸627可推动移动台623在导轨621上移动，合格品接纳机构和第二推料子机构均设置于移动台623上。可选地，位移驱动子机构还包括限位装置，限位装置用于确保移动台623移动时不会碰撞到装配目标物，装配目标物为车载电源半成品。

进一步地，销轴安装机构包括分度盘上料机构，分度盘上料机构用于将要装配销轴的装配目标物输送至预定的装配位置。

请结合图12所示。移动台623开始时处于起始位置。在移动台623处于起始位置时，合格品存放部件541移动并收取销轴。当合格品存放部件541复位到安装位置时，顶针613正好对准合格品存放部件541的放料通孔5410的内侧端。随后，控制装置控制第七气缸627推动移动台623在导轨621上移动，移动台623由起始位置（此时合格品存放部件541远离分度盘上的车载电源半成品92）移动到装配位置。当移动台623到达装配位置时，待安装销轴的车载电源半成品92也由分度盘上料机构移动到装配位置，此时车载电源半成品92上的销轴安装孔正好对准合格品存放部件541的放料通孔5410的外侧端。随后，控制装置控制第六气缸616推动顶针613，顶针613将销轴从放料通孔5410中推入到车载电源半成品92的销轴安装孔中。销轴被装入车载电源半成品92后，控制装置控制第七气缸627缩回，移动台623由装配位置复位到起始位置。之后，分度盘转动，进行下一次的送料。

请参考图13。在本实施例中，控制装置包括plc控制器71，plc控制器71的信号输入端分别与销轴位置检测传感器2的信号输出端和销轴长度检测机构的位移传感器43的信号输出端电连接，plc控制器71的输出端分别与第一气缸311、第二气缸322、第三气缸333、第四气缸44、第五气缸525、第六气缸616、第七气缸627和第八气缸548的控制输入端连接。plc控制器71用于根据销轴长度检测机构的检测结果及处于测量位置的销轴的另一端与预定的基准位置之间的直线距离计算出销轴的长度，并将计算得到的销轴长度与预先存储的销轴标准长度进行比较，判断待装配销轴的长度是否合格，并控制转运机构、销轴长度检测机构、合格品接纳机构、分拣机构和销轴安装机构的动作。

本发明实施例的销轴装配装置能够在将销轴装配到装配目标物之前自动检测销轴的长度是否合格，并自动剔除不合格的销轴，而只将合格的销轴装配到装配目标物上，从而杜绝了将长度不合格的销轴也装配到车载电源半成品上造成产品整体质量不合格的情况。

根据本发明的另一方面的销轴装配装置的装配方法，包括以下步骤：

销轴送料机构将待装配的销轴输送至预定的取料位置；

销轴位置检测传感器检测所述取料位置是否有销轴，如果有销轴，则向控制装置发送销轴到位信号；

控制装置接收到销轴到位信号后，控制转运机构取出到达取料位置的销轴，并将取出的销轴输送到预定的测量位置；

销轴长度检测机构检测处于测量位置的销轴的一端与预定的基准位置之间的直线距离；

转运机构将处于测量位置的销轴输送到分拣位置；

控制装置根据销轴长度检测机构的检测结果判断销轴的长度是否合格，如果销轴的长度不合格，则控制分拣机构将处于分拣位置的销轴分拣至不合格品存放部件，如果销轴的长度合格，则控制分拣机构将处于分拣位置的销轴分拣至合格品接纳机构，并控制销轴安装机构将放置于合格品接纳机构的销轴安装到装配目标物中。

在一种具体的实施方式中，该销轴装配装置的装配方法的过程如下。振动盘运行送料，销轴91经过振动送料槽12进入第一导料孔道131。光电传感器2感应到销轴到达取料位置时，向plc控制器71发送销轴到位信号。plc控制器71接收到销轴到位信号时控制第三气缸333向右运行，使抓手310移动到取料位置的正上方。第一气缸311控制抓手310张开，第二气缸322向下伸出，到位后，第一气缸311控制抓手310闭合，抓取取料位置的销轴91。随后，第二气缸322向上回缩，直至销轴91达到测量位置。plc控制器71控制第四气缸44伸出，使位移传感器43的测量头431顶端抵接处于测量位置的销轴的一端，实现测量。之后，plc控制器71控制第三气缸333向左运行，使抓手310移动到分拣位置的正上方，第二气缸322向下伸出，到位后，第一气缸311控制抓手310张开，将销轴91放置于分拣位置。plc控制器71根据位移传感器的检测结果判断处于分拣位置的销轴的长度是否合格，如果销轴的长度不合格，则仅启动第五气缸525，由顶针523将长度不合格的销轴顶进不良品盒8；若判定合格，plc控制器71控制第八气缸548启动推动合格品存放部件541至收料位置，然后第五气缸525推动顶针523，将销轴推入合格品存放部件541的放料通孔5410中。第五气缸525、第八气缸548复位到位后，plc控制器71控制第七气缸627推动移动台623移动到装配位置。移动台623移动到装配位置后，第六气缸616推动顶针613，顶针613将销轴从放料通孔5410推入到车载电源半成品92的销轴安装孔中，完成装配，第六气缸616、第七气缸627复位。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。