一种基于视觉智能对位的全自动装配机的制作方法

1.本实用新型涉及自动化技术领域，尤其涉及一种基于视觉智能对位的全自动装配机。


背景技术：

2.在自动化电子产品零件组装技术领域中，经常需要将一些零件翻转后，再放置于对应的组装壳内，如带有针脚的pcb板在组装时，需要将pcb板翻转，使带有针脚的一面朝上，然后再放置于组装壳内，而现有的对其组装依然采用人工上下料、手动翻转的组装方式，人工上下料、翻转组装效率低，且需占用较大的人力资源，组装成本高，经济效益低。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种基于视觉智能对位的全自动装配机，以解决现有的零件人工组装方式存在的工作效率低、组装成本高等问题。
4.为实现上述目的，采用以下技术方案：
5.一种基于视觉智能对位的全自动装配机，包括零件供料装置、布置于零件供料装置一侧的夹取移载装置、布置于夹取移载装置一端下方的零件翻转装置、布置于零件翻转装置一侧的供板装置、布置于零件翻转装置与供板装置之间的载料板传送装置，以及靠近载料板传送装置布置的视觉定位装置；所述载料板传送装置的上方还设有零件移载装置，且载料板传送装置的一端还设有收板下料装置。
6.进一步地，所述零件供料装置包括两平行间隔布置的料盒上料机构，且每一料盒上料机构的一端还均布置一料盒移载机构；两所述料盒移载机构之间还设有两料盒传送机构，且每一料盒传送机构对应一料盒移载机构布置；两所述料盒移载机构用于循环交替的将料盒上料机构上的料盒移载至与其对应的料盒传送机构上，料盒传送机构用于将料盒传送至夹取移载装置的下方。
7.进一步地，所述夹取移载装置包括布置于零件供料装置一侧的夹取平移机构、与夹取平移机构滑动连接的夹取升降机构、与夹取升降机构滑动连接的夹取升降座、垂直夹取升降机构布置于夹取升降座上的夹取调节机构，以及与夹取调节机构驱动连接的活动夹；所述夹取升降座上与活动夹对应处还安装有固定夹，夹取调节机构用于驱动活动夹靠近或远离固定夹以调节两者之间的间距。
8.进一步地，所述零件翻转装置包括零件旋转机构、布置于零件旋转机构上的y轴夹紧定位机构、位于零件旋转机构一侧的零件升降机构、与零件升降机构连接的间距调整机构，以及安装于间距调整机构上的x轴夹紧定位机构和真空平台；所述间距调整机构用于调节真空平台与零件旋转机构之间的间距，以便夹取移载装置将夹取的零件放置于真空平台上；所述x轴夹紧定位机构用于与y轴夹紧定位机构相互配合以将零件夹紧限位于零件旋转机构上，零件旋转机构用于驱动零件和y轴夹紧定位机构做同步翻转运动。
9.进一步地，所述零件移载装置包括x轴平移机构、与x轴平移机构连接的y轴平移机
构、与y轴平移机构连接的z轴升降机构，以及与z轴升降机构连接的r轴旋转机构；所述r轴旋转机构还驱动连接一夹爪模组；所述夹爪模组包括夹爪气缸，以及与夹爪气缸连接的两夹紧片；所述夹爪气缸用于驱动两夹紧片相互靠近或远离，以夹取或释放零件。
10.进一步地，所述供板装置包括料板升降机构、安装于料板升降机构上的料板仓，以及布置于料板仓一端的推板机构；所述料板仓内高度方向上设有若干料板滑槽，料板滑槽内还设有载料板，载料板用于承载外部放在其上的若干组装盒；所述料板升降机构用于驱动料板仓升降，以使料板仓内的载料板依次与推板机构持平；所述推板机构用于将料板仓内的载料板逐一推至载料板传送装置上。
11.进一步地，所述载料板传送装置包括传送轨道机构、布置于传送轨道机构一端的接料轨道机构，以及安装于接料轨道机构下方的传送顶升机构；所述收板下料装置布置于传送轨道机构的另一端。
12.进一步地，所述收板下料装置包括两平行间隔布置的储存仓，以及位于两储存仓之间下方的收板顶升机构；每一储存仓内还层叠设有若干垫块，且每一储存仓的下方外侧还设有一垫块推动机构；两所述储存仓的内侧还设有若干弹性承载部，收板顶升机构用于将载料板传送装置传送的载料板逐一顶升至弹性承载部上；所述垫块推动机构用于在收板顶升机构将载料板顶升至弹性承载部上时，将垫块推至相邻的两载料板之间。
13.进一步地，所述视觉定位装置包括布置于零件翻转装置下方的第一定位相机、布置于载料板传送装置下方的第二定位相机，以及布置于载料板传送装置上方的背光源。
14.进一步地，所述基于视觉智能对位的全自动装配机还包括安装机架。
15.采用上述方案，本实用新型的有益效果是：
16.1)设计合理、使用方便、自动化程度高，无需人工参与，可降低成本，装配效率高、装配精度高、实用性强；
17.2)通过两个料盒移载机构的相互配合，可将料盒循环交替的移载至对应的料盒传送机构上，保证上料的连续性，进而可提高上料效率；
18.3)通过零件翻转装置可实现零件的自动化翻转，翻转效率高，且真空平台与两夹紧板之间的间距可调，进而可方便于将零件放置于真空平台上；
19.4)通过收板下料装置可实现载料板的自动化层叠收板工作，自动化程度高，工作效率高，且通过垫块推动机构，在每相邻的两个载料板之间放置了若干垫块，可起到隔离的作用，进而可避免压坏载料板上的零件，安全性高；
20.5)通过视觉定位装置可分别对零件、组装盒进行定位，进而经零件移载装置将零件自动移载放置于对应的组装盒内，进而实现零件的自动化组装，提高组装精度。
附图说明
21.图1为本实用新型的立体图；
22.图2为本实用新型的零件供料装置的立体图；
23.图3为本实用新型的夹取移载装置的立体图；
24.图4为图3的a处局部放大示意图；
25.图5为本实用新型的零件翻转装置的立体图；
26.图6为图5省却零件旋转机构的立体图；
27.图7为本实用新型的零件移载装置和视觉定位装置的立体图；
28.图8为图7省却视觉定位装置的立体图；
29.图9为图8的b处局部放大示意图；
30.图10为本实用新型的供板装置的立体图；
31.图11为本实用新型的载料板传送装置的立体图；
32.图12为本实用新型的收板下料装置的立体图；
33.其中，附图标识说明：
34.1—零件供料装置；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
2—夹取移载装置；
35.3—零件翻转装置；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
4—供板装置；
36.5—载料板传送装置；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
6—视觉定位装置；
37.7—零件移载装置；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
8—收板下料装置；
38.11—料盒上料机构；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
12—料盒移载机构；
39.13—料盒传送机构；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
21—夹取升降机构；
40.22—夹取升降座；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
23—夹取调节机构；
41.24—活动夹；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
25—固定夹；
42.26—导向缺口；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
31—零件旋转机构；
43.32—y轴夹紧定位机构；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
33—零件升降机构；
44.34—间距调整机构；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
35—x轴夹紧定位机构；
45.36—真空平台；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
41—料板升降机构；
46.42—料板仓；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
43—推板机构；
47.51—传送轨道机构；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
52—接料轨道机构；
48.53—传送顶升机构；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
61—第一定位相机；
49.62—第二定位相机；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
63—背光源；
50.71—x轴平移机构；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
72—y轴平移机构；
51.73—z轴升降机构；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
74—r轴旋转机构；
52.75—夹爪模组；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
81—储存仓；
53.82—收板顶升机构；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
83—垫块；
54.84—垫块推动机构；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
85—弹性承载部。
具体实施方式
55.以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明。
56.参照图1至12所示，本实用新型提供一种基于视觉智能对位的全自动装配机，包括零件供料装置1、布置于零件供料装置1一侧的夹取移载装置2、布置于夹取移载装置2一端下方的零件翻转装置3、布置于零件翻转装置3一侧的供板装置4、布置于零件翻转装置3与供板装置4之间的载料板传送装置5，以及靠近载料板传送装置5布置的视觉定位装置6；所述载料板传送装置5的上方还设有零件移载装置7，且载料板传送装置5的一端还设有收板下料装置8。
57.其中，所述零件供料装置1包括两平行间隔布置的料盒上料机构11，且每一料盒上料机构11的一端还均布置一料盒移载机构12；两所述料盒移载机构12之间还设有两料盒传
送机构13，且每一料盒传送机构13对应一料盒移载机构12布置；两所述料盒移载机构12用于循环交替的将料盒上料机构11上的料盒移载至与其对应的料盒传送机构13上，料盒传送机构13用于将料盒传送至夹取移载装置2的下方；所述夹取移载装置2包括布置于零件供料装置1一侧的夹取平移机构、与夹取平移机构滑动连接的夹取升降机构21、与夹取升降机构21滑动连接的夹取升降座22、垂直夹取升降机构21布置于夹取升降座22上的夹取调节机构23，以及与夹取调节机构23驱动连接的活动夹24；所述夹取升降座22上与活动夹24对应处还安装有固定夹25，夹取调节机构23用于驱动活动夹24靠近或远离固定夹25以调节两者之间的间距。
58.所述零件翻转装置3包括零件旋转机构31、布置于零件旋转机构31上的y轴夹紧定位机构32、位于零件旋转机构31一侧的零件升降机构33、与零件升降机构33连接的间距调整机构34，以及安装于间距调整机构34上的x轴夹紧定位机构35和真空平台36；所述间距调整机构34用于调节真空平台36与零件旋转机构31之间的间距，以便夹取移载装置2将夹取的零件放置于真空平台36上；所述x轴夹紧定位机构35用于与y轴夹紧定位机构32相互配合以将零件夹紧限位于零件旋转机构31上，零件旋转机构31用于驱动零件和y轴夹紧定位机构32做同步翻转运动；所述零件移载装置7包括x轴平移机构71、与x轴平移机构71连接的y轴平移机构72、与y轴平移机构72连接的z轴升降机构73，以及与z轴升降机构73连接的r轴旋转机构74；所述r轴旋转机构74还驱动连接一夹爪模组75；所述夹爪模组75包括夹爪气缸，以及与夹爪气缸连接的两夹紧片；所述夹爪气缸用于驱动两夹紧片相互靠近或远离，以夹取或释放零件；所述供板装置4包括料板升降机构41、安装于料板升降机构41上的料板仓42，以及布置于料板仓42一端的推板机构43；所述料板仓42内高度方向上设有若干料板滑槽，料板滑槽内还设有载料板，载料板用于承载外部放在其上的若干组装盒；所述料板升降机构41用于驱动料板仓42升降，以使料板仓42内的载料板依次与推板机构43持平；所述推板机构43用于将料板仓42内的载料板逐一推至载料板传送装置5上。
59.所述载料板传送装置5包括传送轨道机构51、布置于传送轨道机构51一端的接料轨道机构52，以及安装于接料轨道机构52下方的传送顶升机构53；所述收板下料装置8布置于传送轨道机构51的另一端；所述收板下料装置8包括两平行间隔布置的储存仓81，以及位于两储存仓81之间下方的收板顶升机构82；每一储存仓81内还层叠设有若干垫块83，且每一储存仓81的下方外侧还设有一垫块推动机构84；两所述储存仓81的内侧还设有若干弹性承载部85，收板顶升机构82用于将载料板传送装置5传送的载料板逐一顶升至弹性承载部85上；所述垫块推动机构84用于在收板顶升机构82将载料板顶升至弹性承载部85上时，将垫块83推至相邻的两载料板之间；所述视觉定位装置6包括布置于零件翻转装置3下方的第一定位相机61、布置于载料板传送装置5下方的第二定位相机62，以及布置于载料板传送装置5上方的背光源63；所述基于视觉智能对位的全自动装配机还包括安装机架。
60.本实用新型工作原理：
61.继续参照图1至12所示，本实施例中，该装配机还包括安装机架，零件供料装置1、夹取移载装置2、零件翻转装置3、供板装置4、零件移载装置7、收板下料装置8、载料板传送装置5和视觉定位装置6均安装于安装机架上；该实施例中，用于对带有针脚pcb板进行组装，即将pcb板翻转(使带有针脚的一面朝上)安装于对应的组装盒内，但不限制于对该pcb板进行组装，也可适用于其他需要组装零件的领域中；工作时，首先，零件供料装置1将载有
零件(带针脚的pcb板)的料盒移载至零件上料工位(夹取移载装置2的一端下方)，随后，夹取移载装置2将料盒内的零件夹取移载至零件翻转装置3上，零件翻转装置3将零件翻转，使pcb板带有针脚的一面朝上；随后，零件移载装置7将翻转后的零件移载至组装工位的上方(载料板传送装置5的上方)，此时，载料板传送装置5将供板装置4上供的载料板(载料板上放有组装盒)传送至组装工位，基于视觉定位装置6对组装盒及零件的定位信息，零件移载装置7将零件安装于组装盒内；最后，待位于组装工位上的载料板上的组装盒全部组装完毕后，载料板传送装置5将其传送至收板下料装置8下料，整个过程无需人工参与，自动化程度高、工作效率高，具体地：
62.零件供料装置1：零件供料装置1的料盒上料机构11包括第一升降机构，以及与第一升降机构驱动连接的存料仓；存料仓内高度方向上设有若干水平的存料滑槽，存料滑槽用于放置载有零件的料盒；存料滑槽的高度大于料盒的高度，且存料滑槽的两侧内壁沿其长度方向还均设有一导向滑条；每一导向滑条远离料盒移载机构12的一端还设有一限位凸起部，限位凸起部用于在料盒移载机构12移载料盒时，对料盒进行限位以避免其向后滑动；料盒移载机构12包括第一平移机构、与第一平移机构驱动连接的第一滑动块，以及安装于第一滑动块上的磁吸模组；每一料盒的两端还均设有若干磁性件，第一平移机构用于驱动磁吸模组经磁性件将料盒吸附并移载至料盒传送机构13上；通过两个料盒移载机构12的相互配合，可将料盒循环交替的移载至对应的料盒传送机构13上，保证上料的连续性，进而可提高上料效率。
63.夹取移载装置2：用于将料盒内的零件夹取移载至零件翻转装置3上，通过夹取调节机构23驱动活动夹24靠近或远离固定夹25，以调整两者之间的间距，进而可夹取不同类型、尺寸的零件，以满足不同的使用需求；同时，在活动夹24与固定夹25的相对一侧的下部还均水平开设有一限位导向缺口26，当夹取倾斜放置的零件时，可将其扶正，并可保证零件夹紧的稳定性，避免在移载零件的过程中，零件随意掉落。
64.零件翻转装置3：零件翻转装置3的真空平台36上还安装有真空吸附机构(包括真空吸附孔、真空泵)，在将零件放置于真空平台36上时，可将其初步吸附固定，保证其放置的平稳性；零件旋转机构31包括安装立板、安装于安装立板上的第一旋转电机，以及与第一旋转电机驱动连接的旋转板；y轴夹紧定位机构32布置于旋转板上；旋转板呈l型构造，且旋转板的l型横端内侧和l型竖端内侧上还均安装有一夹紧板；夹紧板一侧还开设有v型限位槽，x轴夹紧定位机构35用于与y轴夹紧定位机构32相互配合以将零件的相邻两侧推至v型限位槽内，以对其夹紧定位；工作时，首先间距调整机构34调整真空平台36与两夹紧板之间的间距，以便夹取移载装置2将零件移载至真空平台36上；随后，零件升降机构33驱动真空平台36上升，使零件与v型限位槽持平；随后，x轴夹紧定位机构35和y轴夹紧定位机构32相互配合，将零件的相邻两侧推至夹紧板的v型限位槽内，夹紧固定；随后，x轴夹紧定位机构35复位，y轴夹紧定位机构32继续保持夹紧动作，第一旋转电机驱动旋转板带动零件、y轴夹紧定位机构32旋转180
°
，实现零件的翻转。
65.零件移载装置7：零件移载装置7支持四轴运动，即x轴、y轴、z轴平移运动以及r轴旋转运动，进而可对零件的放置角度、放置位置等信息进行自适应调节，将便将其放置于对应的组装盒内，简单高效；零件翻转装置3的下方设有第一定位相机61，用于对翻转后的零件进行定位，以便零件移载装置7将其移载至组装盒内。
66.供板装置4：载料板上预先放置有若干组装盒，且载料板采用透明材质制成，以便视觉定位装置6对组装盒进行定位；工作时，可首先将料板仓42放置于料板升降机构41上，随后，料板升降机构41与推板机构43相互配合，将料板仓42内的载料板逐一推至载料板传送装置5上，简单方便。
67.载料板传送装置5：载料板传送装置5用于将载料板传送至组装工位(位于载料板传送装置5的中段)，第二定位相机62位于组装工位的下方，用于对组装盒进行定位，以便零件移载机构将零件移载安装至对应的组装盒内；传送顶升机构53用于接收供板装置4传送的载料板，并将其放置于接料轨道机构52上，以便其将载料板传送至传送轨道机构51上。
68.收板下料装置8：用于对载料板进行下料，工作时，料板传送机构将载料板传送至收板顶升机构82上方，收板顶升机构82驱动载料板上升，将载料板顶升至弹性承载部85上(弹性卡扣)；随后，收板顶升机构82复位，传送轨道机构51将下一载料板传送至其上时，垫块推动机构84将垫块83推至该载料板上，然后，收板顶升机构82将该载料板继续顶升至弹性承载部85上，以此类推，完成载料板的层叠收料工作，由于在相邻的两个载料板之间设有垫块83，可避免上层的载料板压坏下层载料板上的零件，提高收板的安全性。
69.以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，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的保护范围之内。