一种汽车仪表自动压针系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及仪表装配设备，特别是涉及一种汽车仪表指针的自动装配设备。
【背景技术】
[0002]目前在汽车和摩托车等仪表制造企业，仪表里面的指针压制大都采用机械气动方式或机械手动人工方式压制。人工压制劳动强度大，生产效率低，而气动压制由于气体的特性，在启动后下压速度较快，而且中间段无法停止，所以在指针与步进电机位置不对称或者指针没放好的时候也会压下去，这样造成步进电机损坏，生产返工等现象。指针孔和电机轴的参数一致性存在差异，而且各仪表电机在指针压制时所处的初始角度也不完全一致，采用人工或直接气动压制均难以保证压制的指针角度和深度完全一致。另外，采用人工或直接气动压制均不支持按操作员、日期段查询合格率、错误内容等，造成智能管理系统数据的空白且后期更无法追溯。
[0003]公告号为CN203178837U的中国实用新型专利公开了一种自动压针系统，包括自动压针机和控制主机，所述主控机包括微处理器、驱动控制模块、压力控制模块、位置控制模块、内存模块和触摸显示器，所述微处理器与所述驱动控制模块、所述压力控制模块、所述位置控制模块、所述内存模块和所述触摸显示器均电性连接。该实用新型能精确控制力度和深度保证指针压制到最佳位置，提高装配的精密度，并能自动报错，能记录各项数据，提供溯源凭证。该技术方案虽然有位置控制模块来进行位置控制，但该技术方案的位置仅能控制Z轴方向，即压针深度，其缺少在XY轴方向的控制难以保证指针与仪表电机轴位置对准。另外，该技术方案也无法控制指针的角度使各指针在仪表上具有统一初始角度。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种汽车仪表自动压针系统，其通过一视觉分析定位系统对供料装置中的仪表指针进行探测，自动搜索合格指针进行拾取并校正仪表针轴位置个体差异；通过该视觉分析定位系统对压针状态进行监视，快速标定针轴位置；通过该视觉定位分析系统校正零刻度个体差异位置，设置压针角度使每块表指针指向一致。通过该自动压针系统有效提高压针精度和生产效率。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:一种汽车仪表自动压针系统，包括主控系统、由主控系统控制的压针装置和用于夹持仪表盘的夹持装置；所述主控系统包括主控机、控制模块、人机界面和视觉分析定位系统；所述压针装置包括设置在一台架上的运动平台、设置在运动平台上的压针机头和供料装置；所述运动平台为一三轴伺服平台；所述控制模块根据视觉分析定位系统所获取的供料装置中的仪表指针位置及状态数据控制所述压针装置中的拾压机构取针，根据视觉分析定位系统所获取的待压针仪表盘电机轴坐标位置和从人机界面输入的指针所需放置的角度位置数据控制所述压针装置的压针角度和压针深度。通过该视觉分析定位系统校正零刻度个体差异位置，保持每块表指向一致。通过该自动压针系统大大提高了压针精度和生产效率。
[0006]具体地，所述控制模块包括对所述运动平台进行控制的伺服控制器和对压针装置进行控制的压针控制器。
[0007]作为优选的技术方案，所述视觉分析定位系统包括一设置在压针装置上的主摄像头、设置在待压针仪表盘上方的辅助摄像头和视觉分析模块。通过分别设置的两个摄像头可有效获取不同位置上的压针工作信息，并通过视觉分析模块进行综合分析，有效获取供料装置中的指针及待压针仪表盘上针轴的位置状态信息，提高压针精度。以该工业摄像头作为视频分析源的视觉分析定位系统，使每像素分辨率小于0.05mm，系统误报率低于1%。
[0008]具体地，所述视觉分析模块包括自动搜索合格指针的视觉寻针模块和校正仪表针轴位置个体差异的针轴校正模块。支持视觉自动搜索合格指针进行拾取和支持视觉校正仪表针轴位置个体差异并压针。进一步地，为了支持视觉校正零刻度个体差异位置，保持每块表指向一致，所述视觉分析模块还包括校正零刻度个体差异位置，保持每个仪表指向一致的零位校正模块。
[0009]为了支持压针过程最大压力反馈检测和判别，所述拾压机构中设有一对压针压力进行反馈的压力传感器。
[0010]为了支持针帽实际压针深度反馈检测和判别，在所述压针装置上还设有一对压针后进行压针深度校验的测距机构。
[0011]本发明汽车仪表自动压针系统为一套集三轴伺服运动平台、指针拾取的机械拾压机构、视觉分析定位系统为一体的高精度压针系统，具备仪表数据初始化、自动搜寻指针、自动锁定针轴、指针角度和深度任意标定、实际压针高度精确测量、压针流程自定义、双头指针拾取、双指针料盒、双工位工装平台等先进功能。
[0012]系统以三轴伺服运动平台作为基座，采用工业摄像机精确捕捉针轴及指针，并控制机械手将指针按工艺要求的角度和高度压入针轴，支持对组合仪表上任意数量的指针进行压针，具备双头指针分析拾取能力，可一次完成两种以上规格的指针拾取与压针。系统同时融合了仪表控制及初始化模块，使电机走在同一相对角度后进行压针，确保经过大正汽车仪表压针设备的仪表具有一致的指针角度。
【附图说明】
[0013]图1为本发明的结构示意图。
[0014]图2为本发明的结构示意图，图中移除了上罩以显示内部结构。
[0015]图3为本发明中主控系统和视觉分析定位系统的模块图。
[0016]图4为本发明中压针装置的结构示意图。
[0017]图5为图4中A处的放大图。
[0018]图6为本发明中压针装置的结构示意图。
[0019]图7为图6中B处的放大图。
[0020]图8为本发明中夹持装置的结构示意图。
[0021]图9为本发明中夹持装置的结构示意图。
[0022]图10为本发明中夹持块机构的结构示意图。
[0023]图11为本发明中供料装置的结构示意图。
[0024]其中:台架1、主控系统2、主控机21、控制模块22、伺服控制器221、压针控制器222、人机交互界面23、显示器231、输入键盘232、运动平台3、X轴伺服滑台机构31、Y轴伺服滑台机构32、Z轴伺服滑台机构33、Z向高度校准机构34、压针装置4、负载板41、压针机头42、机头支架421、机头本体422、同步带轮组423、机头步进电机425、角度跟踪器426、拾压机构427、负压吸盘轴4271、负压气缸4272、固定架4273、连接架4274、压力传感器4275、手爪机构428、手爪气缸4281、手爪推板4282、竖向滑轨4283、手爪连杆4284、手爪滑块4285、横向滑轨4286、手爪4287、手爪槽4288、测距机构429、机头气缸43、缓冲器44、挡块45、供料装置5、供料气缸51、导板52、供料平台53、滚轮54、视觉分析定位系统6、主摄像头61、辅助摄像头62、视觉分析模块63、视觉寻针模块631、针轴校正模块632、零位校正模块633、夹持装置7、回转台71、装配工位711、装夹工位712、回转定位机构713、支撑块机构72、支撑气缸721、楔块722、支撑块723、夹持块机构73、夹持支架731、夹持气缸732、连杆733、夹持爪734、回转驱动装置74、上罩8、待压针仪表盘9。
【具体实施方式】
[0025]下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述: 参见图1、图2和图3，一种汽车仪表自动压针系统，包括主控系统2、由主控系统2控制的压针装置4和运动平台3、供料装置5和用于夹持待压针仪表盘9的夹持装置7。该主控系统2包括设置在一台架I上的主控机21、设置在主控机21中的控制模块22，和视觉分析定位系统6。该主控机21包括设置在台架I上包括显示器231和输入键盘232的人机交互界面23。该控制模块22包括对运动平台3进行控制的伺服控制器221和对压针装置4进行控制的压针控制器222。该运动平台3为一三轴伺服平台，其包括X轴伺服滑台机构31、Y轴伺服滑台机构32、Z轴伺服滑台机构33和Z向高度校准机构34。
[0026]参见图4?图7，该压针装置4通过一负载板41固定在该运动平台3上，通过伺服控制器221对运动平台XYZ轴的伺服电机进行控制实现压针装置4在XYZ轴上的精确位置移动。该压针装置4包括滑动连接在负载板41上两个压针机头42和设置在两个压针机头42中间的测距机构429。该压针机头42包括机头机架421、设置在机头支架421 —贯通轴孔中的机头本体422、设置在该机头支架421上用于驱动该机头本体422转动的角度调整机构、设置在该机头本体422下端用于对仪表指针进行拾取和压针的拾压机构427、以及定位于该拾压机构427下方的手爪机构428。该角度调整机构包括设置在机头机架421上的机头步进电机425和同步带轮组423以及设置在机头支架421上通过同步轮组连接到机头本体422上端的角度跟综器426。该角度跟综器426用于反馈机头本体422的转动角度信息。该拾压机构427包括通过一固定架4273固定在机头本体422下端上的负压气缸4272、设置在该负压气缸4272活塞杆端的负压吸盘轴4271和通过一连接架4274设置在该