一种自动组装系统的制作方法

1.本实用新型涉及自动化设备技术领域，尤其涉及一种自动组装系统。


背景技术：

2.目前，在加工行业，通常通过自动化组装设备对零部件进行自动组装以达到节省人力提高效率的目的。为了保证自动组装设备的组装精度，如自动贴麦拉设备、自动锁螺丝设备等自动化组装设备中通常会导入视觉装置来自动校正位置。
3.但是，在组装过程中，若先后连续进行两次不同工序作业时，如先后进行组装和压合作业，往往会遇到以下问题：
4.1)、旋转中心与取像中心不完全同心的影响；
5.当组装产品涉及到角度旋转时，不完全同心会造成补偿的整体偏移，虽然机械手可以通过九点标定来进行手眼标定，但是只要视觉设备或者夹具有轻微碰撞，就需要重新进行标定，且标定的精度依赖于作业人员的熟练程度。
6.2)、移动轴的重复定位精度的影响；
7.需要先后通过夹具以及压合治具对产品进行加工，两个工序导致移动轴重复定位，在视觉取像后，进行移动补偿，而补偿的精度会受到移动轴的重复定位精度的影响。
8.3)、二次压合造成偏移的影响；
9.产品组装后，为了保证压合到位，在压合之后，通常在会移到下一工站进行二次压合，但两次压合对产品先后两次碰触，也会影响组装精度。


技术实现要素：

10.本实用新型的目的在于：提供一种自动组装系统，以解决相关技术中旋转中心与取像中心不完全同心导致的补偿的整体偏转问题。
11.本实用新型提供一种自动组装系统，该自动组装系统包括：
12.底座；
13.视觉装置，固定于所述底座，所述视觉装置具有取像中心轴线；
14.旋转驱动装置，固定于所述底座，所述旋转驱动装置具有旋转中心轴线；
15.治具装置，所述旋转驱动装置与所述治具装置传动连接，且所述旋转驱动装置能驱动所述治具装置绕所述旋转中心轴线转动，所述治具装置具有与工件配合的配合中心轴线，所述配合中心轴线、所述旋转中心轴线、所述取像中心轴线三者重合。
16.作为自动组装系统的优选技术方案，所述旋转驱动装置包括：
17.安装座，与所述底座固定连接；
18.驱动电机，固定于所述安装座；
19.旋转台，转动设置于所述安装座，所述驱动电机与所述旋转台传动连接，且所述驱动电机能驱动所述旋转台绕所述旋转中心轴线转动，所述治具装置固定于所述旋转台。
20.作为自动组装系统的优选技术方案，所述治具装置包括：
21.吸嘴治具，设置于所述旋转台，所述吸嘴治具用于吸取工件；
22.压合治具，设置于所述吸嘴治具，所述压合治具用于压合工件，所述配合中心轴线包括设置于所述吸嘴治具的吸取中心轴线和设置于所述压合治具的压合中心轴线，且所述吸取中心轴线与所述压合中心轴线重合。
23.作为自动组装系统的优选技术方案，所述吸嘴治具包括第一载座，连接所述第一载座和所述旋转台的连接组件，以及设置于所述第一载座的吸嘴组件；
24.所述压合治具包括与所述第一载座连接的第二载座，以及设置于所述第二载座的压头。
25.作为自动组装系统的优选技术方案，所述连接组件包括与所述第一载座连接的连接块、设置于所述旋转台的导柱，以及设置于所述连接块的导套，所述导套滑动套设于所述导柱；
26.所述连接组件还包括弹性件，所述弹性件分别与所述连接块和所述旋转台抵接，所述弹性件处于压缩状态，且能驱动所述连接块和所述旋转台相互远离。
27.作为自动组装系统的优选技术方案，所述第二载座设有腰型孔，所述第一载座设有螺纹孔，连接件穿过所述腰型孔并与所述螺纹孔螺纹连接，所述腰型孔的长度方向平行于所述压合治具压合工件的方向。
28.作为自动组装系统的优选技术方案，所述视觉装置、所述旋转驱动装置和所述治具装置沿竖直方向依次设置，所述旋转驱动装置具有贯穿所述安装座和所述旋转台的第一通孔，所述吸嘴治具具有贯穿所述第一载座的第二通孔，所述压合治具具有依次贯穿所述第二载座和所述压头的第三通孔，所述第一通孔、所述第二通孔和所述第三通孔依次连通，且所述视觉装置能依次透过所述第一通孔、所述第二通孔和所述第三通孔采像。
29.作为自动组装系统的优选技术方案，所述第一载座设有多个所述第二通孔，多个所述第二通孔绕所述吸取中心轴线均匀分布，所述吸嘴组件包括多个吸嘴，多个所述吸嘴绕所述吸取中心轴线均匀分布，且任意相邻两个所述第二通孔之间设置一个所述吸嘴。
30.作为自动组装系统的优选技术方案，还包括固定座和设置于所述固定座的往复驱动件，所述往复驱动件与所述底座传动连接，且所述往复驱动件能驱动所述底座沿竖直方向依次设置。
31.作为自动组装系统的优选技术方案，还包括滑动组件，所述滑动组件包括设置于所述固定座的滑轨，以及滑动设置于所述滑轨的滑台，所述滑台与所述底座固定连接。
32.本实用新型的有益效果为：
33.本实用新型提供一种自动组装系统，该自动组装系统包括底座、视觉装置、旋转驱动装置和治具装置。其中，视觉装置固定于底座，视觉装置具有取像中心轴线，旋转驱动装置固定于底座且旋转驱动装置与治具装置传动连接，旋转驱动装置具有旋转中心轴线，旋转驱动装置能驱动治具装置绕旋转中心轴线转动，治具装置具有与工件配合的配合中心轴线，配合中心轴线、旋转中心轴线、取像中心轴线三者重合。当该自动组装系统与工件配合时，通过视觉装置取像，以确定偏移量，并对偏移量进行补偿，以保证配合中心轴线与工件的中心重合，当工件需要角度旋转时，由于取像中心轴线、旋转中心轴线和配合中心轴线重合，从而不存在补偿的整体偏移，能够保证定位精度，并且当发生撞机异常时，不需要重新校正或是进行手眼标定。
附图说明
34.图1为本实用新型实施例中自动组装系统的结构示意图；
35.图2为本实用新型实施例中自动组装系统的分解视图；
36.图3为本实用新型实施例中视觉装置、治具装置和旋转驱动装置的结构示意图；
37.图4为本实用新型实施例中旋转台和治具装置的分解视图；
38.图5为本实用新型中治具装置的结构示意图。
39.图中：
40.1、底座；
41.2、视觉装置；
42.3、旋转驱动装置；31、安装座；32、驱动电机；33、旋转台；34、第一通孔；
43.4、治具装置；
44.41、吸嘴治具；411、第一载座；4111、第二通孔；4112、螺纹孔；412、连接组件；4121、连接块；4122、导柱；4123、导套；4124、弹性件；4125、台阶孔；413、吸嘴；
45.42、压合治具；421、第二载座；4211、腰型孔；422、压头；4221、第三通孔；
46.5、往复驱动件；
47.6、固定座；
48.7、滑动组件；71、滑轨；72、滑台。
具体实施方式
49.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
50.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置，而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
51.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
52.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参
考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
53.如图1
‑
3所示，本实施例提供一种自动组装系统，该自动组装系统包括底座1、视觉装置2、旋转驱动装置3和治具装置4。其中，视觉装置2固定于底座1，视觉装置2具有取像中心轴线，视觉装置2包括ccd、摄像头等，视觉装置2的取像中心轴线如图3中的l1所示，其为垂直于视觉装置2镜头的中心的直线。旋转驱动装置3固定于底座1且旋转驱动装置3与治具装置4传动连接，旋转驱动装置3具有旋转中心轴线，旋转中心轴线如图3中的l2所示，旋转驱动装置3能驱动治具装置4绕旋转中心轴线转动。治具装置4具有与工件配合的配合中心轴线，配合中心轴线如图3中的l3所示，配合中心轴线、旋转中心轴线、取像中心轴线三者重合。具体地，当该自动组装系统与工件配合时，通过视觉装置2取像，以确定偏移量，并对偏移量进行补偿，以保证配合中心轴线与工件的中心重合，当工件需要角度旋转时，由于取像中心轴线、旋转中心轴线和配合中心轴线重合，从而不存在补偿的整体偏移，能够保证定位精度，并且当发生撞机异常时，不需要重新校正或是进行手眼标定。视觉装置2取像后确定偏移量为现有技术，在此不在赘述。
54.如图2所示，旋转驱动装置3包括安装座31、驱动电机32和旋转台33。其中，安装座31与底座1固定连接；驱动电机32固定于安装座31；旋转台33转动设置于安装座31，驱动电机32与旋转台33传动连接，且驱动电机32能驱动旋转台33绕旋转中心轴线转动，治具装置4固定于旋转台33。具体地，驱动电机32的输出轴设有主动齿轮(附图中未示出)，旋转台33设有从动齿轮(附图中未示出)，主动齿轮和从动齿轮传动连接，驱动电机32带动主动齿轮转动时，主动齿轮带动从动齿轮同步转动。
55.治具装置4可以包括用于吸取工件的吸嘴治具41、用于定位工件的夹具、用于对工件进行压合的压合治具42、用于铣削工件的刀具、用于向工件喷涂的喷嘴、用于切割工件的激光头以及用于焊接工件的焊头等等需要与工件配合的工装中的一种或者有数几种的组合。具体地，如图4和图5所示，本实施例中示例性地给出了治具装置4包括吸嘴治具41和压合治具42的方案。其中，吸嘴治具41设置于旋转台33。压合治具42设置于吸嘴治具41。吸嘴治具41穿设于压合治具42从而可以保证吸取和压合互不影响。配合中心轴线包括吸嘴治具41的吸取中心轴线和设置于压合治具42的压合中心轴线，且吸取中心轴线与压合中心轴线重合。由于吸取中心轴线和压合中心轴线重合，从而当吸嘴治具41吸取工件并将工件组装至待组装工件后，可通过压合治具42对工件进行压合并对工件进行保压，以保证工件组装到位，可避免现有技术中需要分两步对工件进行压合的加工方式。
56.具体地，本实施例中，吸嘴治具41包括第一载座411，连接第一载座411和旋转台33的连接组件412，以及设置于第一载座411的吸嘴组件，可通过吸嘴组件吸取工件。压合治具42包括与第一载座411连接的第二载座421，以及设置于第二载座421的压头422，可通过压头422压合工件并对工件进行保压。
57.可选地，视觉装置2、旋转驱动装置3和治具装置4沿竖直方向依次设置，在其他实施例中，还可设置为水平等其他方向。旋转驱动装置3具有贯穿安装座31和旋转台33的第一通孔34，吸嘴治具41具有贯穿第一载座411的第二通孔4111，压合治具42具有依次贯穿第二载座421和压头422的第三通孔4221，第一通孔34、第二通孔4111和第三通孔4221依次连通，且视觉装置2能依次透过第一通孔34、第二通孔4111和第三通孔4221采像。其中，吸嘴组件
穿设于第三通孔4221并且向下伸出第三通孔4221，以避免吸嘴组件和压头422相互干涉。可选地，第一载座411设有多个第二通孔4111，多个第二通孔4111绕吸取中心轴线均匀分布，吸嘴组件包括多个吸嘴413，多个吸嘴413绕吸取中心轴线均匀分布，且任意相邻两个第二通孔4111之间设置一个吸嘴413。本实施例中示例性地给出了第二通孔4111和吸嘴413均为四个的方案，第二通孔4111呈长条形，第三通孔4221呈圆形，且多个第二通孔4111均和第三通孔4221联通。从而，视觉装置2可通过多个第二通孔4111以及第三通孔4221采集工件的图像。
58.可选地，如图4和图5所示，连接组件412包括与第一载座411连接的连接块4121、设置于旋转台33的连接块4121，以及设置于连接块4121的导套4123，导套4123滑动套设于导柱4122。连接组件412还包括弹性件4124，弹性件4124分别与连接块4121和旋转台33抵接，弹性件4124处于压缩状态，且能驱动连接块4121和旋转台33相互远离。通过设置导套4123和导柱4122能保证吸嘴治具41以及压合治具42相对选转台33的滑动方向稳定。通过设置弹性件4124可使吸嘴治具41和压合治具42能相对旋转台33相对浮动，在组装工件以及压合工件时，可避免与工件刚性接触，以对工件进行防护。具体地，本实施例中，导柱4122的一端固定于旋转台33，另一端穿过导套4123的同时还滑动穿设于第一载座411。第一载座411用于连接气管接头，气管接头可通过气管连接负压气源，第一载座411上还设有连接吸嘴组件和气管接头的气道。连接块4121设有台阶孔4125，弹性件4124为压簧，压簧的两端分别与旋转台33和台阶孔4125的台阶面抵接。在其他的实施例中，压簧亦可替代为拉簧或橡胶垫等。连接组件412的数量为两个，两个连接组件412间隔设置。优选地，连接组件412包括两个导柱4122和导套4123，如此可保证治具装置4相对旋转台33的滑动方向稳定。
59.可选地，第二载座421设有腰型孔4211，第一载座411设有螺纹孔4112，连接件穿过腰型孔4211并与螺纹孔4112螺纹连接，腰型孔4211的长度方向平行于压合治具42压合工件的方向。如此设置，对于不同的工件，可通过移动腰型孔4211调节第二载座421与第一载座411的相对位置，进而调节压头422的压合位置以及预压合位置。
60.可选地，如图2所示，自动组装系统还包括固定座6和设置于固定座6的往复驱动件5，往复驱动件5与底座1传动连接，且往复驱动件5能驱动底座1沿竖直方向往复运动。其中，往复驱动件5可为气缸、电缸等。固定座6可以安装在机械手臂上，通过机械手臂带动自动组装系统于空间内移动；亦可使固定座6的位置固定，以仅通过往复驱动件5带动吸嘴治具41和压合治具42升降。优选地，自动组装系统还包括滑动组件7，滑动组件7包括设置于固定座6的滑轨71，以及滑动设置于滑轨71的滑台72，滑台72与底座1固定连接。如此设置便于保证底座1的滑动方向稳定。优选地，滑动组件7设置有两个，且两个滑动组件7间隔设置。
61.本实施例提供的自动组装系统用于将玻璃组装至待组装工件的待组装位置，然后将其和待组装工件进行压合。吸嘴治具41的吸嘴413通过吸盘吸附玻璃，当吸嘴治具41吸附玻璃并和待组装工件的待组装位置对齐后，往复驱动件5驱动吸嘴治具41和压合治具42整体下降，以使玻璃和待组装工件组装在一起，由于吸盘具有一定的弹性变形量，然后往复驱动件5驱动吸嘴治具41和压合治具42继续下降，以使压头422和玻璃接触并对玻璃施压并持续预设时间，保证玻璃和待组装工件组装稳定，然后吸嘴组件的吸嘴413破真空，以放开玻璃，通过往复驱动件5驱动吸嘴治具41和压合治具42与玻璃分离，完成组装。在整个组装的过程中，通过视觉装置2保证在各个步骤中，自动组装系统的吸嘴组件与玻璃，玻璃与待组
装工件的待组装位置的相对位置稳定。具体地，操作过程如下。
62.s1：吸嘴治具41吸附玻璃，通过视觉装置2依次透过第一通孔34、第二通孔4111和第三通孔4221对玻璃进行取像，并取得玻璃在吸嘴治具41上的偏移量。
63.s2：使自动组装系统移动组装原点位置，此时玻璃位待组装工件的待组装位置的正上方，再次通过视觉装置2透过第一通孔34、第二通孔4111和第三通孔4221对玻璃进行取像，取得待组装位置与玻璃的旋转偏移量，对上述两个偏移量进行补偿。
64.需要注意的是，若玻璃和待组装工件的待组装位置需要角度调整，当自动组装系统移动组装原点位置时，通过旋转驱动装置3驱动吸嘴治具41和压合治具42并带动玻璃整体转动设定角度，以使玻璃位于待组装工件的正上方。
65.s3：补偿完偏移量后，再次通过视觉装置2透过第一通孔34、第二通孔4111和第三通孔4221对玻璃进行取像，取得玻璃与待组装位置的偏移量，确保在该偏移量在管控范围内后，然后往复驱动件5驱动底座1下降，以使压头422下降至预压合高度(在预压合高度，压头422和玻璃分离，且相距较近，本实施例中，两者间的间距为0.1mm)，此时，吸嘴治具41的吸嘴413弹性形变。视觉装置2再次采像补偿，能够保证偏移补偿的精度。
66.s4：再次通过视觉装置2透过第一通孔34、第二通孔4111和第三通孔4221对玻璃进行取像，取得玻璃与待组装位置的偏移量，确保在该偏移量在管控范围内。如此可进一步保证玻璃和待组装工件的待组装位置的相对位置稳定。
67.s5：往复驱动件5驱动底座1继续下降至压合高度下，压头422与玻璃接触并且两者间的作用力达到设定值，并持续设定时间，对玻璃进行保压。相比现有技术，在同一工站分别进行组装、压合和保压，相比于两次压合，能够保证组装精度。
68.s6：吸嘴组件破真空，往复驱动件5驱动底座1上行，自动组装系统回位至原点，循环结束。
69.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。