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CN109676037B - 一种全自动组装汽车保险带收缩装置的设备及其组装方法 - Google Patents

一种全自动组装汽车保险带收缩装置的设备及其组装方法 Download PDF

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CN109676037B CN201910091320.5A CN201910091320A CN109676037B CN 109676037 B CN109676037 B CN 109676037B CN 201910091320 A CN201910091320 A CN 201910091320A CN 109676037 B CN109676037 B CN 109676037B
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Abstract

本发明提供一种全自动组装汽车保险带收缩装置的设备，将现有的直线型流水线作业方式，整合成用多工位分割器双转盘，由一个凸轮分割器携带一个大转盘，上面设有若干工装板，工装板随旋转盘进行转动，在每个工装板对应的位置上，设有不同的组装或者检测工位，该工装板具有产品定位和快换工装，固定盘上安装其他的工装治具和执行机构，减小设备空间占用，止动片安装工位的上料振动盘集成安装于设备内部，机械盖板安装工位的上料振动盘独立于设备安装，仅在其中的2个工位上安装有上料振动盘，确保一个工人可以顾及所有振动盘上料情况，同时多工位分割器，循环工作周期时间短，提高生产效率。

Description

一种全自动组装汽车保险带收缩装置的设备及其组装方法
技术领域
本发明提供一种汽车保险带收缩装置的组装设备，具体涉及一种汽车保险带收缩装置的全自动组装设备，用于组装汽车保险带收缩装置。
背景技术
车用保险带的收缩装置，由铆压卷簧板，装芯轴，绕簧、装止动片，装机械板组件，装带敏组件，芯轴铆压，装机械盖板，机械盖板铆压这些工艺组装完成，还需要对应多道机械结构单元以及运动控制单元共同协作来完成。
在现有保险带装配产线中，装配线从第一个工位到最后工位直线布局，致使设备占用空间大，工位间信息交互不及时。
在现有保险带装配产线中，大部分都是采用人工装配方式，装配过程繁琐，装配效率低。
在现有保险带装配产线中，部分也使用自动化设备进行保险带的半自动装配，所谓半自动装配指，零部件由人工上下料到指定的工装治具中，经过单机装配，装配完成后再由人工取出，传递至下一个装配工位上。虽然装配零件采用机器人治具自动装配，但上下料仍然是由人工操作完成。在生产效率上的提高不明显，同时每个工位的人工仍然不能减少，既没有提高生产效率，也没有节省生产成本。
在现有保险带装配产线中，半自动化设备所采用的运动结构中，多数是搭建的气动多轴模组或4轴机器人。气动多轴模组，由于行程的确定性，不具柔性化，导致满足不了装配精度要求较高的装配要求，从而导致部分零件装配失败或者不稳定。4轴机器人，可以适用于简单动作的装配需求，对于复杂动作的装配无法满足要求，从而降低装配的稳定性，保证不了产品的质量。
在现有保险带装配产线中，对于每个工位装配好的产品，检测是否合格，依然靠人工观察检测方式，人工检测效率低，出错率高。
在现有保险带装配产线中，对于装配过程中，或者测试中发现的不良(NG)产品，依然是靠人工将良(OK)产品和NG产品进行区分放置，该过程中，人容易混淆放置，导致OK产品中出现NG产品的概率变大，影响产品在市场上的销售，出现返工检查，浪费大量人力时间。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种汽车保险带收缩装置的全自动组装设备，在结构和功能整合上作了系统性的创新设计，以满足整机设计整体尺寸占用空间最小，操作简单，维护方便的要求，采用4轴和6轴机器人装配作业，由原来8人以上的操作流水缩减到仅2人操作的全自动化组装设备。大幅减少人工，极大的提高生产效率，保证了产品质量合格要求。
本发明的技术方案是：一种汽车保险带收缩装置的全自动组装设备，包括紧凑型机身；所述紧凑型机身包括多工位分割器双转盘，所述多工位分割器双转盘分别为下方的固定盘和上方的由凸轮分割器携带的旋转盘；所述旋转盘沿圆周方向均匀布置有多个工装板，所述工装板上方设置有芯轴定位模具、带敏组件定位模具、框架和卷簧组件组合定位模具以及机械板组件定位模具，所述工装板底部设置有多个固定轴，所述固定轴插入旋转盘上对应开设的固定孔内，使得工装板径向固定于旋转盘上并随旋转盘转动；
每个工装板对应的位置上，设有不同的组装或者检测工位，所述组装或者检测工位按照汽车保险带收缩装置的装配顺序排列，分别为：第一工位，第二工位，第三工位，第四工位，第五工位，第六工位，第七工位，第八工位，第九工位，第十工位，第十一工位；
所述第一工位为上料工位，用于将芯轴、带敏组件、框架和卷簧组件组合以及机械板组件定位在工装板上相对应的模具中；
所述第二工位为检测工位，用于检测第一工位安装的框架和卷簧组件组合安装是否合格；
所述第三工位为卷簧组件和框架铆压工位，所述卷簧组件和框架铆压工位对应的固定盘上设置有能够将卷簧组件和框架完全紧固装配的第一铆压装置，用于对卷簧组件和框架进行铆压固定；
所述第四工位为芯轴装配工位，所述芯轴装配工位对应的固定盘上安装有6轴机器人，所述6轴机器人末端设置有第一视觉相机和用于夹紧芯轴的三爪夹紧气缸，所述芯轴装配工位对应的设备机台上设置有固定式的第二视觉相机；用于将芯轴安装进框架内，芯轴的一端插在卷簧组件的中心孔六角槽内；
所述第五工位为绕簧及止动片安装工位，所述绕簧及止动片安装工位对应的固定盘上设置有止动片振动盘以及第一4轴机器人，所述第一4轴机器人末端设置有第三视觉相机和止动片抓取治具，且所述绕簧及止动片安装工位处设置有能够移动至芯轴上方的伺服绕簧机构；利用伺服绕簧机构对芯轴进行旋转，使卷簧组件内的卷簧预紧，然后止动片振动盘输入止动片，第一4轴机器人动作将止动片卡入；
所述第六工位为机械板组件装配工位，所述机械板组件装配工位对应的固定盘上设置有第二4轴机器人，所述第二4轴机器人末端设置有第四视觉相机和机械板组件取料治具，所述机械板组件装配工位对应的设备机台上设置有第五视觉相机；用于将机械板组件安装到框架上；
所述第七工位为带敏组件装配工位，所述带敏组件装配工位对应的固定盘上设置有第三4轴机器人以及能够将框架压紧的框架夹紧机构，所述第三4轴机器人末端设置有第六视觉相机和带敏组件取料治具，用于将带敏组件安装到机械板组件上，且芯轴的轴穿在带敏组件的孔内；
所述第八工位为芯轴铆压工位，所述芯轴铆压工位对应的固定盘上设置有能够将芯轴铆压使之与带敏组件固定的第二铆压装置；
所述第九工位为机械盖板安装工位，所述机械盖板安装工位对应的固定盘上设置有第四4轴机器人，所述第四4轴机器人末端设置有第八视觉相机和机械盖板取料治具，所述机械盖板安装工位对应的设备机台上设置有第七视觉相机；用于将机械盖板安装到机械板组件上；
所述第十工位为机械盖板铆压工位，所述机械盖板铆压工位对应的固定盘上设置有能够将机械盖板铆压固定在框架上的第三铆压装置；
所述第十一工位为出料工位，所述出料工位对应的固定盘上设置有第五4轴机器人，并配备有OK产品输送线。
进一步的，所述检测工位对应的固定盘上安装有能够前后左右移动的第一气缸三轴机构，所述第一气缸三轴机构的末端能够随第一气缸三轴机构运动至检测工位的框架的上方，且第一气缸三轴机构的末端设置有激光测距仪，用于检测第一工位安装的框架和卷簧组件组合安装是否合格。
进一步的，所述第一铆压装置包括能够将工装板顶起的楔形块顶起机构，所述楔形块顶起机构包括水平推力气缸以及能够沿导向轴上下运动的顶板，所述顶板位于工装板下方，所述水平推力气缸末端设置有第一楔形块，所述顶板下方设置有与第一楔形块贴合的第二楔形块，水平推力气缸运动带动第一楔形块对第二楔形块施加向上的力，从而带动顶板向上运动将工装板顶起；
所述第一铆压装置包括能够上下移动的框架夹紧气缸，所述框架夹紧气缸固定于框架上方；
所述第一铆压装置包括能够上下移动的第一Z轴铆压气缸，所述第一Z轴铆压气缸固定于第一X轴气缸上，所述第一Z轴铆压气缸末端设置有第一铆压头，所述第一铆压头能够随第一X轴气缸和第一Z轴铆压气缸运动至框架内，对卷簧板突出框架的凸点进行铆压。
进一步的，所述框架夹紧机构包括夹紧杠杆，所述夹紧杠杆第一端设置有能够夹紧框架的夹头，第二端可旋转式连接至第一夹紧气缸的活动端头使得第二端能够随第一夹紧气缸上下运动；所述夹紧杠杆中心可旋转式连接于支架上，所述支架固定于能够沿旋转盘径向前后移动的第二X轴气缸上；使得夹头能够在第二X轴气缸和第一夹紧气缸的配合运动下移动至框架处并夹紧框架。
进一步的，所述第二铆压装置包括位于工装板下方能够将工装板顶起的第一工装板顶起机构；第二铆压装置包括位于芯轴上方的能够上下移动的第二Z轴铆压气缸，所述第二Z轴铆压气缸末端设置有第二铆压头；第二铆压装置还固定于第三X轴气缸上能够夹紧芯轴的第一芯轴径向夹紧治具。工作时，第一工装板顶起机构顶起使得工装板底面脱离旋转盘，且第一工装板顶起机构顶住工装板，然后第一芯轴径向夹紧治具随第三X轴气缸运动伸出夹紧芯轴；机构夹住芯轴的圆杯(圆环)，铆压头下落，进行铆压，第1级卡住带敏，第2级继续下压，压住芯轴，使铝材膨胀从而使芯轴与带敏组件固定。
进一步的，包括独立于汽车保险带收缩装置的全自动组装设备的设备机台外侧的机械盖板振动盘，所述机械盖板振动盘出口处设置有机械盖板定位治具。用于给机械盖板安装工位上料，且独立于设备安装从而避免机械盖板振动盘的高振动频率对设备产生影响，延长装置的使用寿命。
进一步的，所述第三铆压装置包括位于工装板下方能够将工装板顶起的第二工装板顶起机构；第三铆压装置包括位于机械盖板上方的能够上下移动的第三Z轴铆压气缸，所述第三Z轴铆压气缸末端设置有第三铆压头；第三铆压装置还固定于第四X轴气缸上能够夹紧芯轴的第二芯轴径向夹紧治具。工作时，第二工装板顶起机构顶起使得工装板底面脱离旋转盘，且第二工装板顶起机构顶住工装板，然后第二芯轴径向夹紧治具随第四X轴气缸运动伸出夹紧芯轴；机构夹住芯轴的圆杯(圆环)，铆压头下落，进行铆压，将机械盖板铆压固定在框架。
本发明还提供一种汽车保险带收缩装置的全自动组装设备的组装方法，具体如下：
第一工位：由人工将芯轴、带敏组件以及机械板组件对应定位在旋转盘上空位工装板上的芯轴定位模具、带敏组件定位模具以及机械板组件定位模具中，并将卷簧组件和框架初步装配好定位在框架和卷簧组件组合定位模具中；人工启动按钮，旋转盘旋转，将上料完毕后的工装板旋转至第二工位，旋转盘又会将一空的工装板旋转到第一工位，人工继续上料；
第二工位：用来检测人工初步安装好的卷簧组件和框架状态，主要为通过第一气缸三轴机构上的激光测距仪，对框架上平面外缘相间隔的两个点高度进行检测，用来判断框架是否平整，经检测合格，即两个点高度在误差范围内，即可判断框架质量合格，后面继续对框架进行组装操作；如果检测不合格，则为NG，后道所有工序均不进行，该带有零部件的工装板只是随旋转盘进行旋转，直至最终旋转返回至第一工位由人工重新更换初步装配好的卷簧组件和框架；
第三工位：将卷簧组件(塑料部件)铆紧固定在框架(金属部件)上；由于卷簧组件和框架还只是定位装配，并没有完全紧固装配，需要对卷簧板上突出框架底板的2个凸点进行铆压，采用下压气缸携带冲压治具完成铆压。首先由于铆压力较大，需要采用底部受力治具，将旋转盘上的工装板(卷簧组件和框架)顶起，与转盘脱离；且考虑到铆压力的作用，此处采用楔形块顶起机构将旋转盘上的工装板顶起，而非气缸、或油缸直接作用顶起；然后框架夹紧气缸作用，向下运动，从顶部压铸框架，对卷簧组件和框架进行固定，并通过压力，将卷簧组件和框架压平，使卷簧板上突出框架底板的凸点在一定范围内变形胀紧卷簧板和框架；之后第一铆压头随第一X轴气缸和第一Z轴铆压气缸运动至框架内，并伸入到凸点上，卷簧组件和框架在工装板上的摆放角度与压头的运动方向的相对巧妙，能够使2个凸点充分展示在压头伸出方向的垂直面上；第一铆压头下压，将凸点压平，使卷簧组件完全固定在框架上；压头为特殊的网格矩形凸起物，提供更好的下压力及铆压强度；完成压凸点后，设备依次退回，使完成凸点压平后的卷簧组件和框架落回到工装板上的原位置；旋转盘继续旋转，带动工装板至下一工位；
第四工位：由于芯轴上待装配底部轴端部为六角形，而待装配到的卷簧组件内有相应的六角槽，需要将齿轮完全装配到齿槽内，才能达成装配；首先6轴机器人上的第一视觉相机先拍摄卷簧组件中六角槽的状态，再由6轴机器人上的三爪夹紧气缸夹紧芯轴顶部轴端，将其移到第二视觉相机上，第二视觉相机拍摄方向由下往上拍摄，将芯轴底部轴端六角形状态拍摄出；计算出芯轴与卷簧组件的相对夹角，并将数据反馈给6轴机器人进行修正，然后将芯轴放置到框架内，并使芯轴的六角头插入卷簧组件的六角槽内，完成芯轴装配；旋转盘继续旋转，带动工装板至下一工位；
第五工位：先通过伺服绕簧装置对芯轴绕簧，绕簧完成后，再通过第一4轴机器人携带止动片抓取治具抓取止动片，在装止动片前，通过安装在第一4轴机器人上的第三视觉相机检测芯轴上的定位孔，计算该定位孔当前相对于预设位置的偏差，反馈给第一4轴机器人修正当前止动片的装入位置，然后将止动片装入，完成止动片装配；旋转盘继续旋转，带动工装板至下一工位；
第六工位：通过第二4轴机器人将人工放置在工装模板上的机械板组件抓取，由于该装配是孔定位型装配，首先机器人抓取后，第五视觉相机拍摄机械板组件下面的定位销的位置，然后再由第四视觉相机拍摄框架上定位孔的位置，计算出定位销与定位孔的相对夹角，并将数据反馈给第二4轴机器人进行修正，然后将机械板组件安装到框架上；旋转盘继续旋转，带动工装板至下一工位；
第七工位：通过框架夹紧机构对框架进行夹紧、定位，然后由第六视觉相机拍摄芯轴突出轴的位置以及带敏组件孔的位置，之后由第三4轴机器人抓取人工放置在工装模具上的带敏组件，修正位置后将带敏组件安装到机械板组件上，且芯轴的轴穿在带敏组件的孔内；旋转盘继续旋转，带动工装板至下一工位；
第八工位：采用第二铆压装置将芯轴铆压使之与带敏组件固定；转盘继续旋转，带动工装板至下一工位；
第九工位：先通过第四4轴机器人将机械盖板振动盘上列好的机械盖板抓取，移动到第七视觉相机正上方，第七视觉相机拍下机械盖板下面两个定位销柱的位置，然后再由第八视觉相机拍机械板组件上面的两个销孔的位置，第四4轴机器人修正位置后将机械盖板安装到机械板组件上；转盘继续旋转，带动工装板至下一工位；
第十工位：采用第三铆压装置将机械盖板铆压固定在框架上；转盘继续旋转，带动工装板至下一工位；
第十一工位：铆压完成后，如为OK产品，则由第五4轴机器人搬运到OK产品输送线上。
本发明的有益效果是：
本发明将现有的直线型流水线作业方式，整合成用多工位分割器双转盘，由一个凸轮分割器携带一个大转盘，上面设有若干工装板，工装板随旋转盘进行转动，在每个工装板对应的位置上，设有不同的组装或者检测工位，该工装板具有产品定位和快换工装(工装板的作用是定位若干个零部件，具有不同的定位和快换工装)，固定盘上安装其他的工装治具和执行机构，减小设备空间占用，止动片安装工位的上料振动盘集成安装于设备内部，机械盖板安装工位的上料振动盘独立于设备安装(由于该振动盘振动频率高)。仅在其中的2个工位上安装有上料振动盘，确保一个工人可以顾及所有振动盘上料情况。同时多工位分割器，循环工作周期时间短，提高生产效率。
本发明振动盘上料，指用振动盘(振动盘，又名震动盘，“能把各种产品有序地排列出来，配合自动组装设备将产品各个部位组装起来成为完整的一个产品，或者配合自动加工机械完成对工件的加工”)取代原有半自动装配线人工上料，确保上料的一致性，连续性。此处可在每个工位减少一个上料作业员，连续性的上料提高生产效率，取代人工上料的振动盘，大幅节约人工成本。
附图说明
图1为汽车保险带收缩装置的全自动组装设备的整体结构示意图；
图2为汽车保险带收缩装置的全自动组装设备的整体结构示意图；
图3为卷簧组件的结构示意图；
图4为框架的结构示意图；
图5为芯轴的结构示意图；
图6为止动片的结构示意图；
图7为机械板组件的结构示意图；
图8为带敏组件的结构示意图；
图9为机械盖板的结构示意图；
图10为完全装配好的保险带收缩装置的结构示意图；
图11为第一工位人工上料工位结构示意图；
图12为第二工位检测工位的检测示意图；
图13为卷簧组件和框架组装后的结构示意图；
图14为第三工位卷簧组件和框架铆压结构示意图；
图15为第三工位卷簧组件和框架铆压结构示意图；
图16为第三工位卷簧组件和框架铆压前状态；
图17为第三工位卷簧组件和框架铆压状态；
图18为芯轴抓取治具结构示意图；
图19为第四工位芯轴装配站结构示意图；
图20为第五工位绕簧及止动片安装工位的结构示意图；
图21为止动片抓取治具结构示意图；
图22为绕簧治具结构示意图；
图23为第六工位机械板组件工位的结构示意图；
图24为机械板组件取料治具的结构示意图；
图25为第七工位带敏组件装配工位的结构示意图；
图26为带敏组件取料治具和第六视觉相机的结构示意图；
图27为带敏组件取料治具的结构示意图；
图28为框架夹紧机构的结构示意图；
图29为第八工位芯轴铆压工位的结构示意图；
图30为第九工位机械盖板安装工位的结构示意图；
图31为第十工位机械盖板铆压工位的结构示意图。
图中：1为第一工位，2为第二工位，3为第三工位，4为第四工位，5为第五工位，6为第六工位，7为第七工位，8为第八工位，9为第九工位，10为第十工位，11为第十一工位，12为工装板，13为卷簧组件，14为框架，15为芯轴，16为止动片，17为机械板组件，18为带敏组件，19为机械盖板，20为完全装配好的保险带收缩装置，21为人工预装好的框架和卷簧组件组合，22为芯轴定位模具，23为带敏组件定位模具，24为框架和卷簧组件组合定位模具，25为机械板组件定位模具，26为第一气缸三轴机构，27为激光测距仪，28为卷簧板，29为凸点，30为框架夹紧气缸，31为第一铆压头，32为第一Z轴铆压气缸，33为第一X轴气缸，34为水平推力气缸，35为楔形块顶起机构，36为导向轴，37为三抓夹紧气缸，38为第一视觉相机，39为6轴机器人，40为第二视觉相机，41为止动片振动盘，42为第一4轴机器人，43为第三视觉相机，44为伺服绕簧机构，45为止动片抓取治具，46为第二4轴机器人，47为机械板组件取料治具，48为第四视觉相机，49为第三4轴机器人，50为带敏组件取料治具，51为框架夹紧机构，52为第六视觉相机，53为第一工装板顶起机构，54为第二铆压头，55为第二Z轴铆压气缸，56为第三X轴气缸，57为第一芯轴径向夹紧治具，58为机械盖板振动盘，59为第四4轴机器人，60为第七视觉相机，61为机械盖板取料治具，62为机械盖板定位治具，63为第二工装板顶起机构，64为第三铆压头，65为第三Z轴铆压气缸，66为第四X轴气缸，67为第二芯轴径向夹紧治具，511为第一夹紧气缸，512为第二X轴气缸，513为夹紧杠杆。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
如图1-10所示，一种汽车保险带收缩装置的全自动组装设备，包括紧凑型机身。所述紧凑型机身包括多工位分割器双转盘，所述多工位分割器双转盘分别为下方的固定盘和上方的由凸轮分割器携带的旋转盘。所述旋转盘沿圆周方向均匀布置有多个工装板12，所述工装板12上方设置有芯轴定位模具22、带敏组件定位模具23、框架和卷簧组件组合定位模具24以及机械板组件定位模具25，所述工装板12底部设置有多个固定轴，所述固定轴插入旋转盘上对应开设的固定孔内，使得工装板12径向固定于旋转盘上并随旋转盘转动。
每个工装板12对应的位置上，设有不同的组装或者检测工位，所述组装或者检测工位按照汽车保险带收缩装置的装配顺序排列，分别为：第一工位1，第二工位2，第三工位3，第四工位4，第五工位5，第六工位6，第七工位7，第八工位8，第九工位9，第十工位10，第十一工位11。
如图11所示，所述第一工位1为上料工位，用于将芯轴、带敏组件、框架和卷簧组件组合以及机械板组件定位在工装板12上相对应的模具中。
如图12所示，所述第二工位2为检测工位，用于检测第一工位1安装的框架和卷簧组件组合安装是否合格。
所述检测工位对应的固定盘上安装有能够前后左右移动的第一气缸三轴机构26，所述第一气缸三轴机构26的末端能够随第一气缸三轴机构运动至检测工位的框架的上方，且第一气缸三轴机构26的末端设置有激光测距仪27，用于检测第一工位1安装的框架和卷簧组件组合安装是否合格。
如图13-17所示，所述第三工位3为卷簧组件和框架铆压工位，所述卷簧组件和框架铆压工位对应的固定盘上设置有能够将卷簧组件和框架完全紧固装配的第一铆压装置，用于对卷簧组件和框架进行铆压固定。
所述第一铆压装置包括能够将工装板12顶起的楔形块顶起机构35，所述楔形块顶起机构35包括水平推力气缸34以及能够沿导向轴36上下运动的顶板，所述顶板位于工装板12下方，所述水平推力气缸34末端设置有第一楔形块，所述顶板下方设置有与第一楔形块贴合的第二楔形块，水平推力气缸运动带动第一楔形块对第二楔形块施加向上的力，从而带动顶板向上运动将工装板12顶起。
所述第一铆压装置包括能够上下移动的框架夹紧气缸30，所述框架夹紧气缸30固定于框架上方。
所述第一铆压装置包括能够上下移动的第一Z轴铆压气缸32，所述第一Z轴铆压气缸32固定于第一X轴气缸33上，所述第一Z轴铆压气缸32末端设置有第一铆压头31，所述第一铆压头31能够随第一X轴气缸33和第一Z轴铆压气缸32运动至框架14内，对卷簧板29突出框架14的凸点29进行铆压。
如图18、19所示，所述第四工位4为芯轴装配工位，所述芯轴装配工位对应的固定盘上安装有6轴机器人39，所述6轴机器人39末端设置有第一视觉相机38和用于夹紧芯轴的三爪夹紧气缸37，所述芯轴装配工位对应的设备机台上设置有固定式的第二视觉相机40。用于将芯轴安装进框架14内，芯轴15的一端插在卷簧组件13的中心孔六角槽内。
如图20-22所示，所述第五工位5为绕簧及止动片安装工位，所述绕簧及止动片安装工位对应的固定盘上设置有止动片振动盘41以及第一4轴机器人42，所述第一4轴机器人42末端设置有第三视觉相机43和止动片抓取治具45，且所述绕簧及止动片安装工位处设置有能够移动至芯轴上方的伺服绕簧机构44。利用伺服绕簧机构44对芯轴进行旋转，使卷簧组件内的卷簧预紧，然后止动片振动盘41输入止动片，第一4轴机器人42动作将止动片卡入。
如图23-24所示，所述第六工位6为机械板组件装配工位，所述机械板组件装配工位对应的固定盘上设置有第二4轴机器人46，所述第二4轴机器人46末端设置有第四视觉相机48和机械板组件取料治具47，所述机械板组件装配工位对应的设备机台上设置有第五视觉相机。用于将机械板组件17安装到框架14上。
如图25-28所示，所述第七工位7为带敏组件装配工位，所述带敏组件装配工位对应的固定盘上设置有第三4轴机器人49以及能够将框架14压紧的框架夹紧机构51，所述第三4轴机器人49末端设置有第六视觉相机52和带敏组件取料治具50，用于将带敏组件18安装到机械板组件17上，且芯轴15的轴穿在带敏组件18的孔内。
所述框架夹紧机构51包括夹紧杠杆513，所述夹紧杠杆513第一端设置有能够夹紧框架的夹头，第二端可旋转式连接至第一夹紧气缸511的活动端头使得第二端能够随第一夹紧气缸511上下运动。所述夹紧杠杆513中心可旋转式连接于支架上，所述支架固定于能够沿旋转盘径向前后移动的第二X轴气缸512上。使得夹头能够在第二X轴气缸512和第一夹紧气缸511的配合运动下移动至框架处并夹紧框架。
如图29所示，所述第八工位8为芯轴铆压工位，所述芯轴铆压工位对应的固定盘上设置有能够将芯轴铆压使之与带敏组件18固定的第二铆压装置。所述第二铆压装置包括位于工装板12下方能够将工装板12顶起的第一工装板顶起机构53。第二铆压装置包括位于芯轴上方的能够上下移动的第二Z轴铆压气缸55，所述第二Z轴铆压气缸55末端设置有第二铆压头54。第二铆压装置还固定于第三X轴气缸56上能够夹紧芯轴的第一芯轴径向夹紧治具57。工作时，第一工装板顶起机构顶起使得工装板底面脱离旋转盘，且第一工装板顶起机构顶住工装板，然后第一芯轴径向夹紧治具随第三X轴气缸运动伸出夹紧芯轴。机构夹住芯轴的圆杯圆环，铆压头下落，进行铆压，第1级卡住带敏，第2级继续下压，压住芯轴，使铝材膨胀从而使芯轴与带敏组件固定。
如图30所示，所述第九工位9为机械盖板安装工位，所述机械盖板安装工位对应的固定盘上设置有第四4轴机器人59，所述第四4轴机器人59末端设置有第八视觉相机和机械盖板取料治具61，所述机械盖板安装工位对应的设备机台上设置有第七视觉相机60。用于将机械盖板19安装到机械板组件17上。
如图31所示，所述第十工位10为机械盖板铆压工位，所述机械盖板铆压工位对应的固定盘上设置有能够将机械盖板铆压固定在框架上的第三铆压装置。
所述第三铆压装置包括位于工装板12下方能够将工装板12顶起的第二工装板顶起机构63。第三铆压装置包括位于机械盖板上方的能够上下移动的第三Z轴铆压气缸65，所述第三Z轴铆压气缸65末端设置有第三铆压头64。第三铆压装置还固定于第四X轴气缸66上能够夹紧芯轴的第二芯轴径向夹紧治具67。工作时，第二工装板顶起机构顶起使得工装板底面脱离旋转盘，且第二工装板顶起机构顶住工装板，然后第二芯轴径向夹紧治具随第四X轴气缸运动伸出夹紧芯轴。机构夹住芯轴的圆杯圆环，铆压头下落，进行铆压，将机械盖板铆压固定在框架。
包括独立于汽车保险带收缩装置的全自动组装设备的设备机台外侧的机械盖板振动盘58，所述机械盖板振动盘58出口处设置有机械盖板定位治具62。用于给机械盖板安装工位上料，且独立于设备安装从而避免机械盖板振动盘的高振动频率对设备产生影响，延长装置的使用寿命。
所述第十一工位11为出料工位，所述出料工位对应的固定盘上设置有第五4轴机器人，并配备有OK产品输送线。
一种汽车保险带收缩装置的全自动组装设备的组装方法其特征在于：具体如下：
第一工位：由人工将芯轴、带敏组件以及机械板组件对应定位在旋转盘上空位工装板上的芯轴定位模具、带敏组件定位模具以及机械板组件定位模具中，并将卷簧组件和框架初步装配好定位在框架和卷簧组件组合定位模具中。人工启动按钮，旋转盘旋转，将上料完毕后的工装板旋转至第二工位，旋转盘又会将一空的工装板旋转到第一工位，人工继续上料。
第二工位：用来检测人工初步安装好的卷簧组件和框架状态，主要为通过第一气缸三轴机构上的激光测距仪，对框架上平面外缘相间隔的两个点高度进行检测，用来判断框架是否平整，经检测合格，即两个点高度在误差范围内，即可判断框架质量合格，后面继续对框架进行组装操作。如果检测不合格，则为NG，后道所有工序均不进行，该带有零部件的工装板只是随旋转盘进行旋转，直至最终旋转返回至第一工位由人工重新更换初步装配好的卷簧组件和框架。
第三工位：将卷簧组件塑料部件铆紧固定在框架金属部件上。由于卷簧组件和框架还只是定位装配，并没有完全紧固装配，需要对卷簧板上突出框架底板的2个凸点进行铆压，采用下压气缸携带冲压治具完成铆压。首先由于铆压力较大，需要采用底部受力治具，将旋转盘上的工装板卷簧组件和框架顶起，与转盘脱离。且考虑到铆压力的作用，此处采用楔形块顶起机构将旋转盘上的工装板顶起，而非气缸、或油缸直接作用顶起。然后框架夹紧气缸作用，向下运动，从顶部压铸框架，对卷簧组件和框架进行固定，并通过压力，将卷簧组件和框架压平，使卷簧板上突出框架底板的凸点在一定范围内变形胀紧卷簧板和框架。之后第一铆压头随第一X轴气缸和第一Z轴铆压气缸运动至框架内，并伸入到凸点上，卷簧组件和框架在工装板上的摆放角度与压头的运动方向的相对巧妙，能够使2个凸点充分展示在压头伸出方向的垂直面上。第一铆压头下压，将凸点压平，使卷簧组件完全固定在框架上。压头为特殊的网格矩形凸起物，提供更好的下压力及铆压强度。完成压凸点后，设备依次退回，使完成凸点压平后的卷簧组件和框架落回到工装板上的原位置。旋转盘继续旋转，带动工装板至下一工位。
第四工位：由于芯轴上待装配底部轴端部为六角形，而待装配到的卷簧组件内有相应的六角槽，需要将齿轮完全装配到齿槽内，才能达成装配。首先6轴机器人上的第一视觉相机先拍摄卷簧组件中六角槽的状态，再由6轴机器人上的三爪夹紧气缸夹紧芯轴顶部轴端，将其移到第二视觉相机上，第二视觉相机拍摄方向由下往上拍摄，将芯轴底部轴端六角形状态拍摄出。计算出芯轴与卷簧组件的相对夹角，并将数据反馈给6轴机器人进行修正，然后将芯轴放置到框架内，并使芯轴的六角头插入卷簧组件的六角槽内，完成芯轴装配。旋转盘继续旋转，带动工装板至下一工位。
第五工位：先通过伺服绕簧装置对芯轴绕簧，绕簧完成后，再通过第一4轴机器人携带止动片抓取治具抓取止动片，在装止动片前，通过安装在第一4轴机器人上的第三视觉相机检测芯轴上的定位孔，计算该定位孔当前相对于预设位置的偏差，反馈给第一4轴机器人修正当前止动片的装入位置，然后将止动片装入，完成止动片装配。旋转盘继续旋转，带动工装板至下一工位。
第六工位：通过第二4轴机器人将人工放置在工装模板上的机械板组件抓取，由于该装配是孔定位型装配，首先机器人抓取后，第五视觉相机拍摄机械板组件下面的定位销的位置，然后再由第四视觉相机拍摄框架上定位孔的位置，计算出定位销与定位孔的相对夹角，并将数据反馈给第二4轴机器人进行修正，然后将机械板组件安装到框架上。旋转盘继续旋转，带动工装板至下一工位。
第七工位：通过框架夹紧机构对框架进行夹紧、定位，然后由第六视觉相机拍摄芯轴突出轴的位置以及带敏组件孔的位置，之后由第三4轴机器人抓取人工放置在工装模具上的带敏组件，修正位置后将带敏组件安装到机械板组件上，且芯轴的轴穿在带敏组件的孔内。旋转盘继续旋转，带动工装板至下一工位。
第八工位：采用第二铆压装置将芯轴铆压使之与带敏组件固定。转盘继续旋转，带动工装板至下一工位。
第九工位：先通过第四4轴机器人将机械盖板振动盘上列好的机械盖板抓取，移动到第七视觉相机正上方，第七视觉相机拍下机械盖板下面两个定位销柱的位置，然后再由第八视觉相机拍机械板组件上面的两个销孔的位置，第四4轴机器人修正位置后将机械盖板安装到机械板组件上。转盘继续旋转，带动工装板至下一工位。
第十工位：采用第三铆压装置将机械盖板铆压固定在框架上。转盘继续旋转，带动工装板至下一工位。
第十一工位：铆压完成后，如为OK产品，则由第五4轴机器人搬运到OK产品输送线上。
本发明将现有的直线型流水线作业方式，整合成用多工位分割器双转盘，由一个凸轮分割器携带一个大转盘，上面设有若干工装板，工装板随旋转盘进行转动，在每个工装板对应的位置上，设有不同的组装或者检测工位，该工装板具有产品定位和快换工装(工装板的作用是定位若干个零部件，具有不同的定位和快换工装)，固定盘上安装其他的工装治具和执行机构，减小设备空间占用，止动片安装工位的上料振动盘集成安装于设备内部，机械盖板安装工位的上料振动盘独立于设备安装(由于该振动盘振动频率高)。仅在其中的2个工位上安装有上料振动盘，确保一个工人可以顾及所有振动盘上料情况。同时多工位分割器，循环工作周期时间短，提高生产效率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种全自动组装汽车保险带收缩装置的设备，其特征在于：包括紧凑型机身；所述紧凑型机身包括多工位分割器双转盘，所述多工位分割器双转盘分别为下方的固定盘和上方的由凸轮分割器携带的旋转盘；所述旋转盘沿圆周方向均匀布置有多个工装板(12)，所述工装板(12)上方设置有芯轴定位模具(22)、带敏组件定位模具(23)、框架和卷簧组件组合定位模具(24)以及机械板组件定位模具(25)，所述工装板(12)底部设置有多个固定轴，所述固定轴插入旋转盘上对应开设的固定孔内，使得工装板(12)径向固定于旋转盘上并随旋转盘转动；
每个工装板(12)对应的位置上，设有不同的组装或者检测工位，所述组装或者检测工位按照汽车保险带收缩装置的装配顺序排列，分别为：第一工位(1)，第二工位(2)，第三工位(3)，第四工位(4)，第五工位(5)，第六工位(6)，第七工位(7)，第八工位(8)，第九工位(9)，第十工位(10)，第十一工位(11)；
所述第一工位(1)为上料工位，用于将芯轴、带敏组件、框架和卷簧组件组合以及机械板组件定位在工装板(12)上相对应的模具中；
所述第二工位(2)为检测工位，用于检测第一工位(1)安装的框架和卷簧组件组合安装是否合格；
所述第三工位(3)为卷簧组件和框架铆压工位，所述卷簧组件和框架铆压工位对应的固定盘上设置有能够将卷簧组件和框架完全紧固装配的第一铆压装置，用于对卷簧组件和框架进行铆压固定；
所述第四工位(4)为芯轴装配工位，所述芯轴装配工位对应的固定盘上安装有6轴机器人(39)，所述6轴机器人(39)末端设置有第一视觉相机(38)和用于夹紧芯轴的三爪夹紧气缸(37)，所述芯轴装配工位对应的设备机台上设置有固定式的第二视觉相机(40)；用于将芯轴安装进框架(14)内，芯轴(15)的一端插在卷簧组件(13)的中心孔六角槽内；
所述第五工位(5)为绕簧及止动片安装工位，所述绕簧及止动片安装工位对应的固定盘上设置有止动片振动盘(41)以及第一4轴机器人(42)，所述第一4轴机器人(42)末端设置有第三视觉相机(43)和止动片抓取治具(45)，且所述绕簧及止动片安装工位处设置有能够移动至芯轴上方的伺服绕簧机构(44)；利用伺服绕簧机构(44)对芯轴进行旋转，使卷簧组件内的卷簧预紧，然后止动片振动盘(41)输入止动片，第一4轴机器人(42)动作将止动片卡入；
所述第六工位(6)为机械板组件装配工位，所述机械板组件装配工位对应的固定盘上设置有第二4轴机器人(46)，所述第二4轴机器人(46)末端设置有第四视觉相机(48)和机械板组件取料治具(47)，所述机械板组件装配工位对应的设备机台上设置有第五视觉相机；用于将机械板组件(17)安装到框架(14)上；
所述第七工位(7)为带敏组件装配工位，所述带敏组件装配工位对应的固定盘上设置有第三4轴机器人(49)以及能够将框架(14)压紧的框架夹紧机构(51)，所述第三4轴机器人(49)末端设置有第六视觉相机(52)和带敏组件取料治具(50)，用于将带敏组件(18)安装到机械板组件(17)上，且芯轴(15)的轴穿在带敏组件(18)的孔内；
所述第八工位(8)为芯轴铆压工位，所述芯轴铆压工位对应的固定盘上设置有能够将芯轴铆压使之与带敏组件(18)固定的第二铆压装置；
所述第九工位(9)为机械盖板安装工位，所述机械盖板安装工位对应的固定盘上设置有第四4轴机器人(59)，所述第四4轴机器人(59)末端设置有第八视觉相机和机械盖板取料治具(61)，所述机械盖板安装工位对应的设备机台上设置有第七视觉相机(60)；用于将机械盖板(19)安装到机械板组件(17)上；
所述第十工位(10)为机械盖板铆压工位，所述机械盖板铆压工位对应的固定盘上设置有能够将机械盖板铆压固定在框架上的第三铆压装置；
所述第十一工位(11)为出料工位，所述出料工位对应的固定盘上设置有第五4轴机器人，并配备有OK产品输送线；
所述检测工位对应的固定盘上安装有能够前后左右移动的第一气缸三轴机构(26)，所述第一气缸三轴机构(26)的末端能够随第一气缸三轴机构运动至检测工位的框架的上方，且第一气缸三轴机构(26)的末端设置有激光测距仪(27)，用于检测第一工位(1)安装的框架和卷簧组件组合安装是否合格；
所述第一铆压装置包括能够将工装板(12)顶起的楔形块顶起机构(35)，所述楔形块顶起机构(35)包括水平推力气缸(34)以及能够沿导向轴(36)上下运动的顶板，所述顶板位于工装板(12)下方，所述水平推力气缸(34)末端设置有第一楔形块，所述顶板下方设置有与第一楔形块贴合的第二楔形块，水平推力气缸运动带动第一楔形块对第二楔形块施加向上的力，从而带动顶板向上运动将工装板(12)顶起；
所述第一铆压装置包括能够上下移动的框架夹紧气缸(30)，所述框架夹紧气缸(30)固定于框架上方；
所述第一铆压装置包括能够上下移动的第一Z轴铆压气缸(32)，所述第一Z轴铆压气缸(32)固定于第一X轴气缸(33)上，所述第一Z轴铆压气缸(32)末端设置有第一铆压头(31)，所述第一铆压头(31)能够随第一X轴气缸(33)和第一Z轴铆压气缸(32)运动至框架(14)内，对卷簧板(28)突出框架(14)的凸点(29)进行铆压。
2.根据权利要求1所述的一种全自动组装汽车保险带收缩装置的设备，其特征在于：所述框架夹紧机构(51)包括夹紧杠杆(513)，所述夹紧杠杆(513)第一端设置有能够夹紧框架的夹头，第二端可旋转式连接至第一夹紧气缸(511)的活动端头使得第二端能够随第一夹紧气缸(511)上下运动；所述夹紧杠杆(513)中心可旋转式连接于支架上，所述支架固定于能够沿旋转盘径向前后移动的第二X轴气缸(512)上；使得夹头能够在第二X轴气缸(512)和第一夹紧气缸(511)的配合运动下移动至框架处并夹紧框架。
3.根据权利要求1所述的一种全自动组装汽车保险带收缩装置的设备，其特征在于：所述第二铆压装置包括位于工装板(12)下方能够将工装板(12)顶起的第一工装板顶起机构(53)；第二铆压装置包括位于芯轴上方的能够上下移动的第二Z轴铆压气缸(55)，所述第二Z轴铆压气缸(55)末端设置有第二铆压头(54)；第二铆压装置还包括固定于第三X轴气缸(56)上能够夹紧芯轴的第一芯轴径向夹紧治具(57)。
4.根据权利要求1所述的一种全自动组装汽车保险带收缩装置的设备，其特征在于：包括独立于汽车保险带收缩装置的全自动组装设备的设备机台外侧的机械盖板振动盘(58)，所述机械盖板振动盘(58)出口处设置有机械盖板定位治具(62)。
5.根据权利要求1所述的一种全自动组装汽车保险带收缩装置的设备，其特征在于：所述第三铆压装置包括位于工装板(12)下方能够将工装板(12)顶起的第二工装板顶起机构(63)；第三铆压装置包括位于机械盖板上方的能够上下移动的第三Z轴铆压气缸(65)，所述第三Z轴铆压气缸(65)末端设置有第三铆压头(64)；第三铆压装置还包括固定于第四X轴气缸(66)上能够夹紧芯轴的第二芯轴径向夹紧治具(67)。
6.一种全自动组装汽车保险带收缩装置的设备的组装方法，其特征在于：具体如下：
第一工位：由人工将芯轴、带敏组件以及机械板组件对应定位在旋转盘上空位工装板上的芯轴定位模具、带敏组件定位模具以及机械板组件定位模具中，并将卷簧组件和框架初步装配好定位在框架和卷簧组件组合定位模具中；人工启动按钮，旋转盘旋转，将上料完毕后的工装板旋转至第二工位，旋转盘又会将一空的工装板旋转到第一工位，人工继续上料；
第二工位：通过第一气缸三轴机构上的激光测距仪，对框架上平面外缘相间隔的两个点高度进行检测，用来判断框架是否平整，经检测合格，即两个点高度在误差范围内，即可判断框架质量合格，后面继续对框架进行组装操作；如果检测不合格，则为NG，后道所有工序均不进行，带有零部件的工装板只是随旋转盘进行旋转，直至最终旋转返回至第一工位由人工重新更换初步装配好的卷簧组件和框架；
第三工位：首先采用楔形块顶起机构将旋转盘上的工装板顶起；然后框架夹紧气缸作用，向下运动，从顶部压铸框架，对卷簧组件和框架进行固定，并通过压力，将卷簧组件和框架压平，使卷簧板上突出框架底板的凸点在变形胀紧卷簧板和框架；之后第一铆压头随第一X轴气缸和第一Z轴铆压气缸运动至框架内，并伸入到凸点上，第一铆压头下压，将凸点压平，使卷簧组件完全固定在框架上；完成压凸点后，设备依次退回，使完成凸点压平后的卷簧组件和框架落回到工装板上的原位置；旋转盘继续旋转，带动工装板至下一工位；
第四工位：首先6轴机器人上的第一视觉相机先拍摄卷簧组件中六角槽的状态，再由6轴机器人上的三爪夹紧气缸夹紧芯轴顶部轴端，将其移到第二视觉相机上，将芯轴底部轴端六角形状态拍摄出；计算出芯轴与卷簧组件的相对夹角，并将数据反馈给6轴机器人进行修正，然后将芯轴放置到框架内，并使芯轴的六角头插入卷簧组件的六角槽内，完成芯轴装配；旋转盘继续旋转，带动工装板至下一工位；
第五工位：先通过伺服绕簧机构对芯轴绕簧，绕簧完成后，再通过第一4轴机器人携带止动片抓取治具抓取止动片，在装止动片前，通过安装在第一4轴机器人上的第三视觉相机检测芯轴上的定位孔，计算该定位孔当前相对于预设位置的偏差，反馈给第一4轴机器人修正当前止动片的装入位置，然后将止动片装入，完成止动片装配；旋转盘继续旋转，带动工装板至下一工位；
第六工位：通过第二4轴机器人将机械板组件抓取，第五视觉相机拍摄机械板组件下面的定位销的位置，再由第四视觉相机拍摄框架上定位孔的位置，计算出定位销与定位孔的相对夹角，并将数据反馈给第二4轴机器人进行修正，然后将机械板组件安装到框架上；旋转盘继续旋转，带动工装板至下一工位；
第七工位：通过框架夹紧机构对框架进行夹紧、定位，然后由第六视觉相机拍摄芯轴突出轴的位置以及带敏组件孔的位置，之后由第三4轴机器人抓取带敏组件，修正位置后将带敏组件安装到机械板组件上，且芯轴的轴穿在带敏组件的孔内；旋转盘继续旋转，带动工装板至下一工位；
第八工位：采用第二铆压装置将芯轴铆压使之与带敏组件固定；转盘继续旋转，带动工装板至下一工位；
第九工位：先通过第四4轴机器人将机械盖板振动盘上列好的机械盖板抓取，移动到第七视觉相机正上方，第七视觉相机拍下机械盖板下面两个定位销柱的位置，然后再由第八视觉相机拍机械板组件上面的两个销孔的位置，第四4轴机器人修正位置后将机械盖板安装到机械板组件上；转盘继续旋转，带动工装板至下一工位；
第十工位：采用第三铆压装置将机械盖板铆压固定在框架上；转盘继续旋转，带动工装板至下一工位；
第十一工位：铆压完成后，如为OK产品，则由第五4轴机器人搬运到OK产品输送线上。
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