一种双臂独立协作的自动化组装装置及其组装工艺制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种双臂独立协作的自动化组装装置及其组装工艺，包括飞达供料机构、产品传送机构、承载机构及组装机械手，飞达供料机构包括二套；产品传送机构沿纵向方向设置于两飞达供料机构之间；承载机构沿横向方向跨设在产品传送机构上方；组装机械手包括至少二个，两组装机械手分别独立地将两飞达供料机构导出的物料吸附或夹取后，组装至工作位处的产品上。本发明专利技术采用双供料及双套机械手结构，采用直线电机驱动，最大限度地提高了供料种类及取料速率，机械手同时具备吸附、夹紧、旋转及压力检测功能，可适应不同种类尺寸的物料搬运和组装，组装不良品率低，且通过单套动力结构实现吸附和夹紧同步联动，在简化结构的同时有效地保证了同步性。

An Automatic Assembly Device with Independent and Cooperative Two Arms and Its Assembly Technology

The invention discloses an automatic assembly device with independent cooperation of two arms and its assembly process, which comprises a Feida feeding mechanism, a product transmission mechanism, a bearing mechanism and an assembly manipulator. The Feida feeding mechanism comprises two sets; the product transmission mechanism is arranged between the two flying feeding mechanisms along the longitudinal direction; and the bearing mechanism is arranged between the two flying feeding mechanisms along the horizontal direction. The assembly manipulator consists of at least two assembling manipulators. The two assembling manipulators independently absorb or clamp the materials exported by the two feeding mechanisms and assemble them on the products at the working position. The invention adopts the structure of double feeding and double sets of manipulators, which are driven by linear motor, and maximizes the feeding types and the feeding rate. The manipulator has the functions of adsorption, clamping, rotation and pressure detection at the same time. It can be adapted to the handling and assembling of materials of different sizes, and has low rate of bad assemblies, and can be moved by a single set. The force structure realizes the synchronous linkage of adsorption and clamping, which can simplify the structure and ensure the synchronization effectively.

【技术实现步骤摘要】
一种双臂独立协作的自动化组装装置及其组装工艺
本专利技术涉及机械自动化领域，特别指一种双臂独立协作的自动化组装装置及其组装工艺。
技术介绍
近年来，随着国内人力成本的不断提升，企业技术改造升级实现机器替人是发展趋势；目前，手机、电脑等电子产品的生产组装厂商大部分在国内，在该行业内国内大部分企业还采用传统的人工组装生产模式，生产效率低下，生产成本高；手机、平板电脑等电子产品生产过程中，涉及的物料种类繁多，如振动马达、受话器、光小板、摄像头等，这些物料均需要组装至其PCB板上实现电路导通；采用传统的人工组装方式，一般通过组装拉线配备多个人工工位进行流水线式组装，占用空间大，人力成本高，且难以保证组装一致性及产能；物料的供料一般常用飞达供料机构完成，为实现手机、电脑等电子产品零配件（物料）的自动化组装，需要设计组装机械手及其承载机构，通过组装机械手将物料从飞达供料机构导出的物料取出，并组装至产品上；为了保证产品的自动化流水线组装，需要设计产品传送机构用于自动化传送产品，并实现产品组装时的定位及托举固定功能；同时，对于需要先撕开保护膜才能组装的物料，如振动马达等，还需要在飞达供料机构与产品传送机构之间设计撕膜组件，以便组装机械手将物料在撕膜组件处撕膜后再搬运至产品传送机构处进行组装；基于上述背景，以本领域现有技术为基础，在进行自动化设计过程中，还有如下技术问题需要解决：1、由于需组装的物料种类较多，因此需要设备能集成多个飞达供料机构，通用的单个飞达供料机构可提供三种左右的物料；同时，针对不同的飞达供料机构需要对应地设计组装机械手，以最大限度的组装物料种类数量；2、由于不同物料的形状尺寸不同，在搬运和组装物料过程中，对于块状的物料需要物理夹持，而对于片状的物料无法通过夹持固定，需要通过吸附固定，对于同时有块状部分及片状部分的物料，则需要机械手同时具备夹紧和吸附功能，现有的机械手无法同时满足上述要求；3、另外，现有机械手吸附与夹持物料分别通过两套不同的动力机构驱动，无法实现同步联动，结构设计复杂，且取料或组装时的吸附与夹持同步性差，无法保证精准的取料及组装动作；4、现有机械手一般采用气缸或电机（丝杆传动）的方式驱动在水平面内移动，无法保证取料速度，对于上述多物料组装要求，取料效率低，无法满足产能要求；5、现有机械手不具备压力实时监测功能，在物料下压组装过程中，易造成压坏物料或产品的问题，组装不良品率高；6、现有自动化组装设备结构尺寸大，空间占用量大，无法满足集成式自动化组装需求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种采用双供料及双套机械手结构，机械手采用直线电机驱动，最大限度地提高了供料种类及取料速率，机械手同时具备吸附、夹紧、旋转及压力检测功能，可适应不同种类尺寸的物料搬运和组装，组装不良品率低，且通过单套动力结构实现吸附和夹紧同步联动，在简化结构的同时有效地保证了同步性的双臂独立协作的自动化组装装置及其组装工艺。本专利技术采取的技术方案如下：一种双臂独立协作的自动化组装装置，包括飞达供料机构、产品传送机构、承载机构及组装机械手，其中，上述飞达供料机构包括二套，两套飞达供料机构分别沿横向方向间隔设置于机架的两侧，单套飞达供料机构包括至少二个料盘，以便供应至少二种物料；上述产品传送机构沿纵向方向设置于两飞达供料机构之间，产品传送机构的两端分别延伸至机架的外侧，其两端分别与外设的装置连接，形成整条产品自动传送线；上述产品传送机构包括平行间隔设置的固定支架及活动支架，两者之间形成产品直线传送空间，活动支架经宽度调节组件调整与固定支架之间的相对距离，以便传送不同尺寸的产品；上述承载机构沿横向方向跨设在产品传送机构上方，承载机构包括以直线电机为动力的横向驱动组件及纵向驱动组件，纵向驱动组件包括二套，分别连接于横向驱动组件的输出端；上述组装机械手包括至少二个，分别对应上述两飞达供料机构设置，两组装机械手分别连接于纵向驱动组件上，并经横向驱动组件及纵向驱动组件驱动而分别独立地将两飞达供料机构导出的物料吸附或夹取后，组装至工作位处的产品上，形成似人体双臂的自动组装方式；上述组装机械手的组装组件通过弹性卡珠可拆卸地卡接于组装机械手的旋转套内，并通过套设在旋转套外部的滑套的直线滑动压紧弹性卡珠实现卡紧连接，组装组件同时包括吸附及夹取功能，以适应不同类型的物料搬运及组装。优选地，所述的飞达供料机构与产品传送机构之间还设有撕膜机构，组装机械手将飞达供料机构上待撕膜后才能组装的物料搬运至撕膜机构处，撕下保护膜后再将其组装至产品上；上述撕膜机构包括支撑盒、撕膜升降气缸、撕膜支座、撕膜气缸、撕膜夹爪及撕膜支板，其中，上述支撑盒为盒装结构，其内部设有落膜腔，该落膜腔的顶部设有开口；上述撕膜支板水平设置于开口一侧，组装机械手搬运的物料放置于撕膜支板上；上述撕膜升降气缸竖直设置于支撑盒的一侧，且输出端朝上设置；上述撕膜支座连接于撕膜升降气缸的输出端上，撕膜支座上设置有撕膜气缸，撕膜气缸的输出端朝支撑盒开口方向设置，撕膜升降气缸驱动撕膜支座及撕膜气缸升降运动靠近支撑盒处；上述撕膜夹爪连接于撕膜气缸的输出端上，且伸入开口内，撕膜气缸驱动撕膜夹爪夹紧撕膜支板上物料的保护膜后，撕膜夹爪升降运动将物料上的保护膜撕下，撕膜后的物料经组装机械手搬运并组装至产品上。优选地，所述的产品传送机构包括固定支架、活动支架、支架、传送组件、宽度调节组件、托举组件、暂存位气缸及工作位气缸，其中，上述固定支架及活动支架沿纵向方向平行间隔地设置于机架上；上述传送组件设置于固定支架及活动支架上，待传送的产品放置于传送组件上，并经传送组件在固定支架与活动支架之间的间隙中循环直线传送；上述支架设置于活动支架的外侧，支架固定设置，活动支架通过宽度调节组件可直线滑动地与支架连接，并经宽度调节组件调整与固定支架之间的直线间距，以适应不同尺寸的产品传送；上述暂存位气缸及工作位气缸沿产品流动方向间隔设置于固定支架及活动支架上，沿产品流动方向暂存位气缸上游端部分形成暂存位，暂存位气缸与工作位气缸之间形成工作位，产品经传送组件传送时，被工作位气缸处的感应器感应后工控机控制工作位气缸阻挡产品；同时，暂存位气缸将后续的产品阻挡在暂存位处，待产品组装完成后工作位气缸及暂存位气缸放开产品，后续产品进入工作位处，以便进行下一次组装；上述托举组件设置于工作位下方，产品进入工作位处时，托举组件向上顶起产品，支撑并使产品向上脱离传送组件，以便产品组装时承载产品。优选地，所述的传送组件包括传送电机、传动带、传动轴、传动轮、支撑轮、传送带及组装支撑块，其中，上述传送电机设置于固定支架的侧壁上，且其输出轴穿过固定支架向外伸出，其输出轴的端部设有同步轮；上述传动轴分别可转动地插设在固定支架、活动支架及支架上，传动轴位于固定支架外侧壁处设有同步轮，该同步轮与传送电机输出轴端部的同步轮之间连接有传动带，传送电机通过传动带驱动传动轴旋转运动；上述传动轮包括二个，两传动轮设置于传动轴上，并分别位于固定支架及活动支架内侧壁处；上述支撑轮包括至少二个，支撑轮分别均匀间隔地沿纵向方向可转动地设置于固定支架及活动支架内侧壁上；上述传送带包括二条，两传送带分别套设于固定支架及活动支架的支撑轮及传动轮上，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双臂独立协作的自动化组装装置，其特征在于：包括飞达供料机构（2）、产品传送机构（4）、承载机构（5）及组装机械手（6），其中，上述飞达供料机构（2）包括二套，两套飞达供料机构（2）分别沿横向方向间隔设置于机架（1）的两侧，单套飞达供料机构（2）包括至少二个料盘，以便供应至少二种物料；上述产品传送机构（4）沿纵向方向设置于两飞达供料机构（2）之间，产品传送机构（4）的两端分别延伸至机架（1）的外侧，其两端分别与外设的装置连接，形成整条产品（0）自动传送线；上述产品传送机构（4）包括平行间隔设置的固定支架（41）及活动支架（42），两者之间形成产品（0）直线传送空间，该直线传送空间内设有暂存位和工作位，活动支架（42）经宽度调节组件调整与固定支架（41）之间的相对距离，以便传送不同尺寸的产品（0）；上述承载机构（5）沿横向方向跨设在产品传送机构（4）上方，承载机构（5）包括以直线电机为动力的横向驱动组件及纵向驱动组件，纵向驱动组件包括二套，分别连接于横向驱动组件的输出端；上述组装机械手（6）包括至少二个，分别对应上述两飞达供料机构（2）设置于纵向驱动组件上，并经横向驱动组件及纵向驱动组件驱动而分别独立地将两飞达供料机构（2）导出的物料吸附和/或夹取后，组装至工作位处的产品（0）上，形成似人体双臂的自动组装方式；上述组装机械手（6）的组装组件（618）通过弹性卡珠可拆卸地卡接于组装机械手（6）的旋转套（615）内，并通过套设在旋转套（615）外部的滑套（616）的直线滑动压紧弹性卡珠实现卡紧连接，组装组件（618）吸附物料顶面的同时从物料两侧同步协作地夹紧物料，以适应不同类型的物料搬运及组装。...

【技术特征摘要】
1.一种双臂独立协作的自动化组装装置，其特征在于：包括飞达供料机构（2）、产品传送机构（4）、承载机构（5）及组装机械手（6），其中，上述飞达供料机构（2）包括二套，两套飞达供料机构（2）分别沿横向方向间隔设置于机架（1）的两侧，单套飞达供料机构（2）包括至少二个料盘，以便供应至少二种物料；上述产品传送机构（4）沿纵向方向设置于两飞达供料机构（2）之间，产品传送机构（4）的两端分别延伸至机架（1）的外侧，其两端分别与外设的装置连接，形成整条产品（0）自动传送线；上述产品传送机构（4）包括平行间隔设置的固定支架（41）及活动支架（42），两者之间形成产品（0）直线传送空间，该直线传送空间内设有暂存位和工作位，活动支架（42）经宽度调节组件调整与固定支架（41）之间的相对距离，以便传送不同尺寸的产品（0）；上述承载机构（5）沿横向方向跨设在产品传送机构（4）上方，承载机构（5）包括以直线电机为动力的横向驱动组件及纵向驱动组件，纵向驱动组件包括二套，分别连接于横向驱动组件的输出端；上述组装机械手（6）包括至少二个，分别对应上述两飞达供料机构（2）设置于纵向驱动组件上，并经横向驱动组件及纵向驱动组件驱动而分别独立地将两飞达供料机构（2）导出的物料吸附和/或夹取后，组装至工作位处的产品（0）上，形成似人体双臂的自动组装方式；上述组装机械手（6）的组装组件（618）通过弹性卡珠可拆卸地卡接于组装机械手（6）的旋转套（615）内，并通过套设在旋转套（615）外部的滑套（616）的直线滑动压紧弹性卡珠实现卡紧连接，组装组件（618）吸附物料顶面的同时从物料两侧同步协作地夹紧物料，以适应不同类型的物料搬运及组装。2.根据权利要求1所述的一种双臂独立协作的自动化组装装置，其特征在于：所述的飞达供料机构（2）与产品传送机构（4）之间还设有撕膜机构（3），组装机械手（6）将飞达供料机构（2）上待撕膜后才能组装的物料搬运至撕膜机构（3）处，撕下保护膜后再将其组装至产品（0）上；上述撕膜机构（3）包括支撑盒（31）、撕膜升降气缸（32）、撕膜支座（33）、撕膜气缸（34）、撕膜夹爪（35）及撕膜支板（36），其中，上述支撑盒（31）为盒装结构，其内部设有落膜腔（37），该落膜腔（37）的顶部设有开口；上述撕膜支板（36）水平设置于开口一侧，组装机械手（6）搬运的物料放置于撕膜支板（36）上；上述撕膜升降气缸（32）竖直设置于支撑盒（31）的一侧，且输出端朝上设置；上述撕膜支座（33）连接于撕膜升降气缸（32）的输出端上，撕膜支座（33）上设置有撕膜气缸（34），撕膜气缸（34）的输出端朝支撑盒（31）开口方向设置，撕膜升降气缸（32）驱动撕膜支座（33）及撕膜气缸（34）升降运动靠近支撑盒（31）处；上述撕膜夹爪（35）连接于撕膜气缸（34）的输出端上，且伸入开口内，撕膜气缸（34）驱动撕膜夹爪（35）夹紧撕膜支板（36）上物料的保护膜后，撕膜夹爪（35）升降运动将物料上的保护膜撕下，撕膜后的物料经组装机械手（6）搬运并组装至产品（0）上。3.根据权利要求2所述的一种双臂独立协作的自动化组装装置，其特征在于：所述的产品传送机构（4）包括固定支架（41）、活动支架（42）、支架（415）、传送组件、宽度调节组件、托举组件（416）、暂存位气缸（410）及工作位气缸（411），其中，上述固定支架（41）及活动支架（42）沿纵向方向平行间隔地设置于机架（1）上；上述传送组件设置于固定支架（41）及活动支架（42）上，待传送的产品（0）放置于传送组件上，并经传送组件在固定支架（41）与活动支架（42）之间的间隙中循环直线传送；上述支架（415）设置于活动支架（42）的外侧，支架（415）固定设置，活动支架（42）通过宽度调节组件可直线滑动地与支架（415）连接，并经宽度调节组件调整与固定支架（41）之间的直线间距，以适应不同尺寸的产品（0）传送；上述暂存位气缸（410）及工作位气缸（411）沿产品（0）流动方向间隔设置于固定支架（41）及活动支架（42）上，沿产品（0）流动方向暂存位气缸（410）上游端部分形成暂存位，暂存位气缸（410）与工作位气缸（411）之间形成工作位，产品（0）经传送组件传送时，被工作位气缸（411）处的感应器感应后工控机控制工作位气缸（411）阻挡产品（0）；同时，暂存位气缸（410）将后续的产品（0）阻挡在暂存位处，待产品（0）组装完成后工作位气缸（411）及暂存位气缸（410）放开产品（0），后续产品（0）进入工作位处，以便进行下一次组装；上述托举组件（416）设置于工作位下方，产品（0）进入工作位处时，托举组件（416）向上顶起产品，支撑并使产品（0）向上脱离传送组件，以便组装时承载产品（0）。4.根据权利要求3所述的一种双臂独立协作的自动化组装装置，其特征在于：所述的传送组件包括传送电机（43）、传动带（44）、传动轴（45）、传动轮（46）、支撑轮（47）、传送带（48）及组装支撑块（49），其中，上述传送电机（43）设置于固定支架（41）的侧壁上，且其输出轴穿过固定支架（41）向外伸出，其输出轴的端部设有同步轮；上述传动轴（45）分别可转动地插设在固定支架（41）、活动支架（42）及支架（415）上，传动轴（45）位于固定支架（41）外侧壁处设有同步轮，该同步轮与传送电机（43）输出轴端部的同步轮之间连接有传动带（44），传送电机（43）通过传动带（44）驱动传动轴（45）旋转运动；上述传动轮（46）包括二个，两传动轮（46）设置于传动轴（45）上，并分别位于固定支架（41）及活动支架（42）内侧壁处；上述支撑轮（47）包括至少二个，支撑轮（47）分别均匀间隔地沿纵向方向可转动地设置于固定支架（41）及活动支架（42）内侧壁上；上述传送带（48）包括二条，两传送带（48）分别套设于固定支架（41）及活动支架（42）的支撑轮（47）及传动轮（46）上，并经设置于固定支架（41）及活动支架（42）内侧壁上的张紧轮张紧，使固定支架（41）及活动支架（42）内侧分别形成条状结构的支撑平面，产品（0）放置于两传送带（48）上，经传送带（48）支撑，并随传送带（48）向前运动；传送电机（43）驱动传动轴（45）旋转运动时，通过设置于传动轴（45）上的两传动轮（46）同步带动两传送带（48）直线运动，以便传送产品（0）；上述组装支撑块（49）包括二块，两组装支撑块（49）分别设置于工作位处的传送带（48）内，并分别与固定支架（41）及活动支架（42）内侧壁固定，以便在产品（0）进入工作位处时提供支撑力。5.根据权利要求4所述的一种双臂独立协作的自动化组装装置，其特征在于：所述的宽度调节组件包括调节手轮（412）、调节丝杆（413）及调节丝杆座（414），其中，上述调节丝杆（413）的两端分别可转动地连接于固定支架（41）及支架（415）上；上述调节丝杆座（414）固定设置于活动支架（42）下部，并套设在调节丝杆（413）上，且与调节丝杆（413）螺纹连接；上述调节手轮（412）连接于调节丝杆（413）的端部，旋转调节手轮（412）时，调节手轮（412）带动调节丝杆（413）旋转运动，调节丝杆座（414）带动活动支架（42）沿直线方向来回运动，以便调节活动支架（42）与固定支架（41）之间的间距；上述传动轴（45）为菱形柱体结构，传动轴（45）与传动轮（46）之间径向限位，轴向方向自由，传动轮（46）可沿传动轴（45）方向直线滑动，以便活动支架（42）调节间距时，传动轮（46）、张紧轮、支撑轮（48）及传送带（49）随活动支架（42）整体移动。6.根据权利要求5所述的一种双臂独立协作的自动化组装装置，其特征在于：所述的托举组件（416）包括托举支座（4161）、托举气缸（4162）、托举支板（4163）及托举吸嘴（4164），其中，上述托举支座（4161）设置于机架（1）上；上述托举气缸（4162）设置于托举支座（4161）上，且输出端朝设置；上述托举支板（4163）水平设置于托举气缸（4162）的输出端上，托举支板（4163）上设有至少二个托举吸嘴（4164），托举吸嘴（4164）与真空发生装置连接；产品（0）运送至工作位处后，托举气缸（4162）向上驱动托举支板（4163）顶起产品（0），使其脱离传送带（49），并通过托举吸嘴（4164）处产生的真空负压将产品（0）底面吸附固定，以便组装机械手（6）在产品（0）上组装物料。7.根据权利要求6所述的一种双臂独立协作的自动化组装装置，其特征在于：所述的承载机构（5）包括支柱（51）、横梁（52）、横向驱动组件、横向滑座（56）、纵向驱动组件及纵向滑座（511），其中，上述横梁（52）沿横向方向架设于传送机构（4）上方，且位于两飞达供料机构（2）之间；上述支柱（51）包括至少二根，支柱（51）竖直设置于机架（1）上，支柱（51）的顶部连接在横梁（52）上，以便支撑横梁（52）；上述横向驱动组件沿横向方向设置于横梁（52）上；上述横向滑座（56）包括二个，两横向滑座（56）分别连接于横向驱动组件的输出端上，并经横向驱动组件驱动而沿横向方向来回直线运动；上述纵向驱动组件包括二套，两纵向驱动组件分别连接于两横向滑座（56）上，并随横向滑座（56）横向移动；上述纵向滑座（511）包括二个，两纵向滑座（511）分别连接于两纵向驱动组件的输出端上，并分别经两纵向驱动组件驱动而沿纵向方向来回直线运动；纵向滑座（511）上固定有组装机械手（6），纵向滑座（511）带动组装机械手（6）横向及纵向移动，以便搬运物料；所述的横向驱动组件包括横向滑轨（53）、横向直线电机定子（54）及横向直线电机动子（55），其中，上述横向滑轨（53）沿横向方向设置于横梁（52）的侧壁上；上述横向直线电机定子（54）为条状结构，横向直线电机定子（54）...

【专利技术属性】
技术研发人员：章胜华，唐双林，
申请(专利权)人：深圳市兴禾自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44