一种天线单元自动螺接装配系统技术方案

本发明专利技术公开了一种天线单元自动螺接装配系统，涉及一种智能制造技术领域，包括机架、人机交互模块、安全光栅、伺服运动模组、产品定位机构、视觉模块、螺钉锁附装置、螺钉供料器和控制系统，所述机架包括底座和机罩，其中机罩扣合安装在底座的顶部，同时产品定位机构设置在底座的顶壁上，并且伺服运动模组通过T型支撑块固定于机架底座上，其中伺服运动模组位于产品定位机构的上方，同时螺钉锁附装置和视觉模块通过竖直安装板固定在伺服运动模组上，并且机架底座内部设置有螺钉供料器和控制系统，同时机罩上设置有人机交互模块和安全光栅,采用双轴电批同时作业、吹钉与吸钉相结合的螺钉供料方式，实现螺钉全自动装配，大大降低了劳动强度。强度。强度。

【技术实现步骤摘要】
一种天线单元自动螺接装配系统


[0001]本专利技术涉及智能制造
，具体是一种天线单元自动螺接装配系统。

技术介绍

[0002]目前，在航天、船舶、军工电子等领域，复杂电子装备的部件模块通过人工装配的模式已经难以适应装备的快速迭代升级，装配效率、装配精度、装配质量亟需提高。在某系列雷达产品生产过程中，天线单元螺钉装配依靠人工通过普通螺丝刀或电动螺丝刀来完成，工人需要通过取螺钉、放螺钉、螺丝刀对准、拧紧等系列过程才能完成单颗螺钉的锁附。由于天线单元的拧紧螺钉数量多、密度高、可操作空间小，单个螺钉的不干涉操作空间在直径5.7mm以内，在安装板800
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400mm的作业范围内要完成2000多个螺钉的锁附，工人重复性劳动多、操作效率低、质量一致性差，并且很难对螺钉装配过程中的拧紧力矩、浮高控制等质量数据进行有效追溯。随着智能制造的不断发展，亟需面向天线单元螺钉装配的柔性自动化设备来解决人工装配的弊端，同时满足产品快速换型的柔性化装配需求，实现天线单元螺钉装配过程的高效率、高质量、可视化和数据可追溯。
[0003]目前，市面上常见的螺钉锁附设备的螺钉供料方式一般有吹钉和吸钉两种，吹钉方式是通过螺钉供料器经过管路直接将螺钉吹到末端可打开的夹嘴中，该供料方式节拍较快，但由于夹嘴张开占用空间大，无法满足直径5.7mm的螺钉安装不干涉操作空间；吸钉方式是通过末端执行机构的真空导杆吸嘴吸取螺钉，占用操作空间小，但需每次移动到供料器位置吸取螺钉，效率较低。同时对于单个安装板上需要高密度、大批量螺钉锁附的需求，传统单轴电批锁附难以满足装配速度的要求。因此需要设计一种满足狭小安装空间和高效率的自动化螺接装配系统。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种天线单元自动螺接装配系统，采用双轴电批同时作业、吹钉与吸钉相结合的螺钉供料方式，解决了现有技术中螺钉排布密集导致大批量锁附时装配效率较低、螺钉装配可操作空间狭小导致装配困难等问题，改变传统人工装配模式，实现螺钉全自动装配、装配结果可视化显示、质量自动检测反馈、关键数据可追溯，大大降低了劳动强度，提高了生产效率。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：包括机架、人机交互模块、安全光栅、伺服运动模组、产品定位机构、视觉模块、螺钉锁附装置、螺钉供料器和控制系统，所述机架包括底座和机罩，其中机罩扣合安装在底座的顶部，同时产品定位机构设置在底座的顶壁上，并且伺服运动模组通过T型支撑块固定于机架底座上，其中伺服运动模组位于产品定位机构的上方，同时螺钉锁附装置和视觉模块通过竖直安装板固定在伺服运动模组上，并且机架底座内部设置有螺钉供料器和控制系统，同时机罩上设置有人机交互模块和安全光栅。
[0006]作为本专利技术进一步的方案：所述伺服运动模组包含第一X轴双丝杆模组、第二X轴
双丝杆模组、第一Y轴单丝杆模组和第二Y轴单丝杆模组，其中第一X轴双丝杆模组和第二X轴双丝杆模组分别通过四个T型支撑块设置于机架底座上，并且第一Y轴单丝杆模组和第二Y轴单丝杆模组分别通过转接安装板横跨设置在第一X轴双丝杆模组和第二X轴双丝杆模组的滑块上，形成“口”字型结构，同时第一X轴双丝杆模组和第二X轴双丝杆模组的两侧各设置两个伺服电机，上方设置两个滑块，每个伺服电机对应驱动单个丝杆旋转，带动对应的滑块沿X轴做直线运动，两个滑块独立运动，并且第一Y轴单丝杆模组和第二Y轴单丝杆模组的一侧壁上同样设置有伺服电机，侧面同样滑动设置单个滑块，从而通过丝杆旋转带动滑块沿Y轴做直线运动。
[0007]作为本专利技术进一步的方案：所述第一X轴双丝杆模组、第二X轴双丝杆模组、第一Y轴单丝杆模组和第二Y轴单丝杆模组的侧边均设置拖链，同时第一Y轴单丝杆模组和第二Y轴单丝杆模组独立运动，实现双轴同时工作，并且通过控制系统设置第一Y轴单丝杆模组和第二Y轴单丝杆模组的运动范围，其中第一Y轴单丝杆模组和第二Y轴单丝杆模组上设置距离传感器。
[0008]作为本专利技术进一步的方案：所述产品定位机构包含工装板、支撑块和燕尾式滑槽，其中工装板的顶壁上设置八个支撑块，对角的两个支撑块上设置有定位销孔，其中支撑块材料优选为POM，并且工装板左右两侧和前侧设置把手，同时工装板的底壁滑动安装在两组燕尾式滑槽的顶壁上，其中燕尾式滑槽安装在底座的顶壁上，并且两组燕尾式滑槽之间设置有第一定位挡块和第二定位挡块，第一定位挡块和第二定位挡块安装在机架底座上，同时第一定位挡块和第二定位挡块交错设置，并且工装板的底部对称安装有一对限位挡块，其中第一定位挡块限制工装板的拉出极限位置，第二定位挡块限制工装板推入极限位置。
[0009]作为本专利技术进一步的方案：所述第一定位挡块和第二定位挡块上设置有检测传感器，并且两组燕尾式滑槽之间设置有第一锁定气缸和第二锁定气缸，其中工装板的底部对称开设有销孔。
[0010]作为本专利技术进一步的方案：所述螺钉锁附装置包括竖直安装板、竖直移栽气缸和真空导杆吸嘴，其中竖直安装板固定于第一Y轴单丝杆模组和第二Y轴单丝杆模组的滑块上，同时垂直安装板的正面侧壁上安装有直线导轨，直线导轨的正面滑动安装有电批，其中电批的顶端和竖直移栽气缸连接在一起，垂直移栽气缸安装在垂直安装板的正面侧壁上，并且电批下方通过批杆连接有真空导杆吸嘴，其中真空导杆吸嘴和真空发生器连通在一起，真空发生器安装在垂直安装板的背面侧壁上，同时垂直安装板的正面底部安装有竖直送料气缸，竖直送料气缸的输出端安装有水平送料气缸，并且水平送料气缸和螺钉接料托板连接在一起，同时真空导杆吸嘴做切边处理，窄边宽度5.5.mm。
[0011]作为本专利技术进一步的方案：所述视觉模块设置在所述螺钉锁附装置的竖直安装板上，并且视觉模块包括CCD相机和环形光源，其中CCD相机安装在竖直送料气缸的正面侧壁上，并且CCD相机的底部连接有环形光源。
[0012]作为本专利技术进一步的方案：所述人机交互模块设置于所述机罩的前侧面上，并且人机交互模块包含参数配置、系统状态显示、故障提示、螺钉拧紧力矩数据记录及显示功能，同时安全光栅设置在机罩前开门的两侧，并且控制系统包括工控机、PLC、继电器、I/O通讯模块。
[0013]作为本专利技术进一步的方案：所述工装板的顶壁上对称开设有多组多组滑槽，其中
支撑块滑动安装在滑槽的顶壁上，同时两组支撑块相互靠近的侧壁上开设有安装槽，并且安装槽的底壁上开设有凹槽，其中凹槽的顶端设置有支撑辊，同时支撑辊转动安装在伸缩杆的顶壁上，伸缩杆安装在凹槽的底壁上，并且支撑辊的驱动轴外壁上转动安装有一对侧杆，侧杆的另一端转动安装在安装块的顶壁上，同时凹槽的内部水平安装有滑杆，其中安装块滑动安装在滑杆的外壁上，并且安装块远离伸缩杆的侧壁上安装有支撑弹簧，支撑弹簧的另一端安装在凹槽的侧壁上，其中支撑弹簧缠绕在滑杆的外壁上，同时安装槽的侧壁顶端开设有侧槽，其中侧槽的内部通过连接弹簧连接有凸块，凸块滑动安装在侧槽内，并且凸块的端部在连接弹簧的弹力作用下从侧槽的端部伸出，同时凸块的端部设置为四分之一圆弧，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种天线单元自动螺接装配系统，包括机架(1)、人机交互模块(4)、安全光栅(5)、伺服运动模组(6)、产品定位机构(7)、视觉模块(8)、螺钉锁附装置(9)、螺钉供料器(10)和控制系统(11)，其特征在于：所述机架(1)包括底座(3)和机罩(2)，其中机罩(2)扣合安装在底座(3)的顶部，同时产品定位机构(7)设置在底座(3)的顶壁上，并且伺服运动模组(6)通过T型支撑块(12)固定于机架底座(3)上，其中伺服运动模组(6)位于产品定位机构(7)的上方，同时螺钉锁附装置(9)和视觉模块(8)通过竖直安装板(30)固定在伺服运动模组(6)上，并且机架底座(3)内部设置有螺钉供料器(10)和控制系统(11)，同时机罩(2)上设置有人机交互模块(4)和安全光栅(5)。2.根据权利要求1所述的一种天线单元自动螺接装配系统，其特征在于：所述伺服运动模组(6)包含第一X轴双丝杆模组(24)、第二X轴双丝杆模组(27)、第一Y轴单丝杆模组(23)和第二Y轴单丝杆模组(25)，其中第一X轴双丝杆模组(24)和第二X轴双丝杆模组(27)分别通过四个T型支撑块(12)设置于机架底座(3)上，并且第一Y轴单丝杆模组(23)和第二Y轴单丝杆模组(25)分别通过转接安装板(29)横跨设置在第一X轴双丝杆模组(24)和第二X轴双丝杆模组(27)的滑块(28)上，形成“口”字型结构，同时第一X轴双丝杆模组(24)和第二X轴双丝杆模组(27)的两侧各设置两个伺服电机(26)，上方设置两个滑块(28)，每个伺服电机(26)对应驱动单个丝杆旋转，带动对应的滑块(28)沿X轴做直线运动，两个滑块(28)独立运动，并且第一Y轴单丝杆模组(23)和第二Y轴单丝杆模组(25)的一侧壁上同样设置有伺服电机(26)，侧面同样滑动设置单个滑块(28)，从而通过丝杆旋转带动滑块(28)沿Y轴做直线运动。3.根据权利要求2所述的一种天线单元自动螺接装配系统，其特征在于：所述第一X轴双丝杆模组(24)、第二X轴双丝杆模组(27)、第一Y轴单丝杆模组(23)和第二Y轴单丝杆模组(25)的侧边均设置拖链(22)，同时第一Y轴单丝杆模组(23)和第二Y轴单丝杆模组(25)独立运动，实现双轴同时工作，并且通过控制系统(11)设置第一Y轴单丝杆模组(23)和第二Y轴单丝杆模组(25)的运动范围，其中第一Y轴单丝杆模组(23)和第二Y轴单丝杆模组(25)上设置距离传感器。4.根据权利要求1所述的一种天线单元自动螺接装配系统，其特征在于：所述产品定位机构(7)包含工装板(14)、支撑块(15)和燕尾式滑槽(17)，其中工装板(14)的顶壁上设置八个支撑块(15)，对角的两个支撑块(15)上设置有定位销孔(13)，其中支撑块(15)材料优选为POM，并且工装板左右两侧和前侧设置把手(16)，同时工装板(14)的底壁滑动安装在两组燕尾式滑槽(17)的顶壁上，其中燕尾式滑槽(17)安装在底座(3)的顶壁上，并且两组燕尾式滑槽(17)之间设置有第一定位挡块(21)和第二定位挡块(19)，第一定位挡块(21)和第二定位挡块(19)安装在机架底座(3)上，同时第一定位挡块(21)和第二定位挡块(19)交错设置，并且工装板(14)的底部对称安装有一对限位挡块，其中第一定位挡块(21)限制工装板(14)的拉出极限位置，第二定位挡块(19)限制工装板推入极限位置。5.根据权利要求4所述的一种天线单元自动螺接装配系统，其特征在于：所述第一定位挡块(21)和第二定位挡块(19)上设置有检测传感器，并且两组燕尾式滑槽(17)之间设置有第一锁定气缸(18)和第二锁定气缸(20)，其中工装板(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡长明，从梦磊，娄华威，冯展鹰，王虎，李喆，刘军，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十四研究所，
类型：发明
国别省市：