一种火工品玻璃封接体极针成组自动装配装置 |
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| 申请号 | CN202210772261.X | 申请日 | 2022-06-30 | 公开(公告)号 | CN115160094B | 公开(公告)日 | 2023-04-14 |
| 申请人 | 四川航天川南火工技术有限公司; | 发明人 | 刘东东; 何战宁; 南二刚; 李疆; 谢晋; 雷洪; 唐露霞; | ||||
| 摘要 | 一种火工品玻璃封接体极针成组自动装配装置，包括 工作台 、视觉识别检测器、极针振动上料及组装机构、伺服升降机构和直线模组；视觉识别检测器、极针振动上料及组装机构、伺服升降机构、直线模组安装在工作台上，极针振动上料及组装机构通过振动调整极针的排列状态，直线模组将待装配工装传送至视觉识别检测器下方，视觉识别检测器识别待装配工装的极针孔的方位，直线模组根据识别结果调整极针孔的方位与直线模组方向一致，伺服升降机构上下移动将极针压入极针孔，实现待装配工装的极针装配。提供一种无需重复 定位 、成组进行装配的火工品玻璃封接体极针自动装配装置及方法，满足尺寸小、长径比大、数量多、装配 精度 高的零件自动化装配需求。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种火工品玻璃封接体极针成组自动装配装置，其特征在于，包括：工作台(1)、视觉识别检测器(2)、极针振动上料及组装机构(3)、伺服升降机构(4)和直线模组(5)；视觉识别检测器(2)、极针振动上料及组装机构(3)、伺服升降机构(4)、直线模组(5)安装在工作台(1)上，所述极针振动上料及组装机构(3)通过振动调整位于极针振动上料及组装机构(3)上的极针的排列状态，直线模组(5)将待装配工装传送至视觉识别检测器(2)下方，所述视觉识别检测器(2)识别待装配工装的极针孔方位，直线模组(5)根据视觉识别检测器(2)的识别结果调整待装配工装极针孔的方位与直线模组(5)方向一致，伺服升降机构(4)将极针压入待装配工装的极针孔，实现待装配工装的极针装配； |
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| 说明书全文 | 一种火工品玻璃封接体极针成组自动装配装置技术领域[0001] 本发明涉及一种火工品玻璃封接体的极针自动化装配装置，属于自动装配领域。 背景技术[0002] 极针是火工品玻璃封接体的关键零组件，在高温烧结过程中，通过玻璃的固化作用将极针与壳体烧结成一个整体，极针与壳体之间因玻璃隔离而绝缘，极针一端与电连接器插头连接，另一端与敏感药剂接通，从而起到传输电流、引爆药剂，最终实现点火、起爆的作用。 [0003] 火工品玻璃封接体极针尺寸小、长径比大，一般情况下尺寸为φ(0.9～1.0)×((20)～30)；装配数量多，一件封接体需装配2根或者4根极针；装配精度要求高(公差±0.05mm)。关于类似尺寸小、长径比大、数量多、精度高的零件自动装配的相关专利文件、文献报告或应用案例很少，传统火工品玻璃封接体军工单位仍采用人工装配的方式，由操作者用镊子夹取极针并插装在下定位塞极针孔中，然后用压针工具压极针端面使其在下定位塞极针孔中装配到位，完成一件玻璃封接体极针的装配。此方式效率低、劳动强度高、不利于产品大批量生产。中国专利(20)(19)10998827.9号专利名称为一种小插针间距的针座连接器自动组装机，由外壳振动盘、插片机构、插针机构和检测机构组成，该装置主要用于对平面度有一定要求的插片、插针组装，由于火工品玻璃封接体极针孔位于壳体内孔中部，插针机械手无法伸入壳体内孔进行装配，上述专利在玻璃封接体极针装配中的应用局限很大，主要存在以下问题： [0004] (1)该装置主要针对应用于平板电脑、手机的针座连接器的组装。火工品玻璃封接体为军工领域电连接器，对其密封性和绝缘性均有很高的要求，需将极针、玻璃管装配于壳体封接孔内并用上、下定位塞固定以便烧结，上述装置无法满足多零件配合、内孔高精度装配的需求。 [0005] (2)该装置采用插针机械手进行插针装配，火工品玻璃封接体生产安排具有小批量、多批次、多品种的特点，而且每件玻璃封接体上需装2根或4根极针，因此，极针种类及装配数量多、精度要求高，采用机械手装配需重复定位，效率低，无法适应火工品生产需求。 发明内容[0006] 本发明的技术解决问题是：克服以上缺点，提供一种火工品玻璃封接体极针成组自动装配装置，无需重复定位、成组进行装配，满足尺寸小、长径比大、数量多、装配精度高的零件自动化装配需求。 [0007] 本发明进一步解决的技术问题是避免由极针装配精度不合格导致的封接体连接性能差的问题。 [0008] 本发明的技术解决方案是： [0009] 一种火工品玻璃封接体极针成组自动装配装置，包括：工作台、视觉识别检测器、极针振动上料及组装机构、伺服升降机构和直线模组；视觉识别检测器、极针振动上料及组装机构、伺服升降机构、直线模组安装在工作台上，所述极针振动上料及组装机构通过振动调整位于极针振动上料及组装机构上的极针的排列状态，直线模组将待装配工装传送至视觉识别检测器下方，所述视觉识别检测器识别待装配工装的极针孔方位，直线模组根据视觉识别检测器的识别结果调整待装配工装极针孔的方位与直线模组方向一致，伺服升降机构上下移动将极针压入待装配工装的极针孔，实现待装配工装的极针装配。 [0010] 在上述自动装配装置中，所述极针振动上料及组装机构包括振动盘、光电感应开关、极针缓存漏斗、送针通道、压头、送针总成、基座；所述振动盘包括圆盘和与圆盘直径相切连接的送料通道；所述送料通道的末端悬空置于极针缓存漏斗的上方，光电感应开关安装于振动盘的送料通道的上端；极针缓存漏斗和送针总成安装于基座上；所述送针通道和压头安装在送针总成上；所述极针缓存漏斗包括若干漏斗；所述振动盘进行振动，实现传送到送料通道上的极针水平排列；所述光电感应开关检测送料通道上的极针的排列状态，配合极针缓存漏斗的左右移动实现每个漏斗只进入一根极针。 [0011] 在上述自动装配装置中，所述视觉识别检测器包括工业相机和用于安装工业相机的支架，支架安装固定在直线模组的一侧，所述工业相机用于识别待装配工装的极针孔到达装配工位时的方位是否与直线模组方向一致。 [0012] 在上述自动装配装置中，所述直线模组包括伺服电机、直线导轨、滑轨、旋转底座、旋转电机、夹爪；所述伺服电机与直线导轨、滑轨连接，旋转电机和夹爪安装在旋转底座的中心位置，旋转底座和夹爪在旋转电机的驱动下进行360°旋转，旋转底座、旋转电机和夹爪在伺服电机的驱动下沿着滑轨移动，依次进入各个装配工位；所述夹爪为气动夹爪，通过外部程序控制气动开关，实现对待装配工装的夹取。 [0013] 在上述自动装配装置中，所述伺服升降机构包括：伺服升降基座、升降杆、固定件、伺服升降台、保护板；所述保护板通过固定件将升降杆安装在伺服升降台的侧面，所述升降杆的底端为水平压头，伺服升降台与伺服升降基座固定连接，伺服升降台内部安置第一驱动电机，驱动升降杆上下移动，实现升降杆的水平压头将极针压在工装内并装配到位，保证装配的正确性。 [0014] 在上述自动装配装置中，所述基座包括第一滑轨和第二滑轨，极针缓存漏斗沿第一滑轨左右移动，送针总成沿第二滑轨上下移动。 [0015] 在上述自动装配装置中，所述送针总成一端内部设有第二驱动电机，另一端内部设有极针孔，所述极针孔与送针通道相连通，极针孔孔心距的排列与待装配的工装的孔心距相匹配。 [0016] 在上述自动装配装置中，所述送针通道一端连接极针缓存漏斗，另一端垂直悬空套装于送针总成的极针孔内，置于极针孔外的一段送针通道倾斜，倾斜斜率根据极针长径比调整，保证极针不卡滞；极针孔内的一段送针通道竖直向下，极针在重力作用下自然下落。 [0017] 在上述自动装配装置中，所述压头在送针总成的第二驱动电机的驱动下对进入送针总成极针孔内的极针进行预压，实现极针成组进入待装配的工装。 [0018] 在上述自动装配装置中，所述旋转电机根据所述视觉识别检测器的工业相机对待装配工装的极针孔的视觉识别结果驱动旋转底座和夹爪带动待装配工装旋转，旋转到待装配工装极针孔的方位与直线模组方向一致后位置固定。 [0019] 在上述自动装配装置中，所述升降杆的水平压头为陶瓷材质；所述送针通道为塑料材质。 [0020] 本发明与现有技术的有益效果在于： [0021] (1)本发明采用送针总成及送针通道进行极针装配，送针通道输出端孔心距与定位塞极针孔孔心距相匹配，实现极针成组装配，避免了采用传统机械臂需重复夹取、旋转、定位、移动等环节，极大提高装配效率。 [0022] (2)本发明可根据极针尺寸规格、每组极针装配数量和极针装配孔心距更换送针通道、送针总成，更换操作过程简洁、方便，可满足不同种类玻璃封接体的装配，适合火工品玻璃封接体小批量、多批次、多种类生产特点。 [0023] (3)本发明通过高精度直线模组配合视觉识别进行定位，在视觉识别装配工位进行定位后，后续各装配工位不再需要二次定位，保证装配精度和效率。 [0025] 图1为本发明火工品玻璃封接体极针成组自动装配装置结构图； [0026] 图2为本发明极针振动上料及装配机构结构图； [0027] 图3为本发明直线模组机构结构图； [0028] 图4为本发明伺服升降机构结构图； [0029] 图5为本发明极针装配成品示意图。 具体实施方式[0030] 下面结合附图及具体实施方式对本发明专利做进一步详细说明。 [0031] 如图1所示为为本发明火工品玻璃封接体极针成组自动装配装置结构图，一种火工品玻璃封接体极针成组自动装配装置，包括：工作台1、视觉识别检测器2、极针振动上料及组装机构3、伺服升降机构4和直线模组5；视觉识别检测器2、极针振动上料及组装机构3、伺服升降机构4、直线模组5安装在工作台1上，极针振动上料及组装机构3通过振动调整位于极针振动上料及组装机构3上的极针的排列状态，直线模组5将待装配工装传送至视觉识别检测器2下方，视觉识别检测器2识别待装配工装的极针孔的方位，直线模组5根据视觉识别检测器2的识别结果调整待装配工装极针孔的方位与直线模组5方向一致，伺服升降机构4上下移动将极针压入待装配工装的极针孔，实现待装配工装的极针装配。 [0032] 如图1所示，视觉识别检测器2包括工业相机和用于安装工业相机的支架，支架安装固定在直线模组5的一侧，工业相机用于识别待装配工装的极针孔到达装配工位时的方位是否与直线模组5方向一致。视觉识别检测器2的工业相机对待装配工装的极针孔进行视觉识别后，旋转电机10根据视觉识别结果驱动旋转底座9和夹爪11旋转，旋转到待装配工装极针孔的方位与直线模组5方向一致后位置固定。 [0033] 如图2所示为本发明极针振动上料及装配机构结构图，极针振动上料及组装机构3包括振动盘12、光电感应开关13、极针缓存漏斗14、送针通道15、压头16、送针总成17、基座18；振动盘12包括圆盘121和与圆盘121直径相切连接的送料通道122；送料通道122的末端悬空置于极针缓存漏斗14的上方，光电感应开关13安装于振动盘12的送料通道122的上端； 极针缓存漏斗14和送针总成17安装于基座18上；送针通道15和压头16安装在送针总成17上；极针缓存漏斗14包括若干漏斗，本实施例中，优选4个漏斗，振动盘12进行振动，实现传送到送料通道122上的极针水平排列；光电感应开关13检测送料通道122上的极针的排列状态，配合极针缓存漏斗14的左右移动实现每个漏斗只进入一根极针。基座18包括第一滑轨和第二滑轨，极针缓存漏斗14沿第一滑轨左右移动，送针总成17沿第二滑轨上下移动。送针总成17一端内部设有第二驱动电机，另一端内部设有极针孔，极针孔与送针通道15相连通，极针孔孔心距的排列与待装配的工装25的孔心距相匹配。送针通道15一端连接极针缓存漏斗14，另一端垂直悬空套装于送针总成17的极针孔内，置于极针孔外的一段送针通道15倾斜，倾斜斜率根据极针长径比调整，保证极针不卡滞；极针孔内的一段送针通道15竖直向下，极针在重力作用下自然下落。压头16在送针总成17的第二驱动电机的驱动下对进入送针总成17极针孔内的极针24进行预压，实现极针24成组进入待装配的工装25。 [0034] 如图3所为本发明直线模组机构结构图，直线模组5包括伺服电机6、直线导轨7、滑轨8、旋转底座9、旋转电机10、夹爪11；伺服电机6与直线导轨7、滑轨8连接，旋转电机10和夹爪11安装在旋转底座9的中心位置，旋转底座9和夹爪11在旋转电机10的驱动下进行360°旋转，旋转底座9、旋转电机10和夹爪11在伺服电机6的驱动下沿着滑轨8移动，依次进入各个装配工位；夹爪11为气动夹爪，通过外部程序控制气动开关，实现对待装配工装的夹取。 [0035] 如图4所示为本发明伺服升降机构结构图，伺服升降机构4包括伺服升降基座19、升降杆20、固定件21、伺服升降台22、保护板23；保护板23通过固定件21将升降杆20安装在伺服升降台22的侧面，升降杆20的底端为水平压头，伺服升降台22与伺服升降基座19固定连接，伺服升降台22内部安置第一驱动电机，驱动升降杆20上下移动，移动的行程可通过程序设定，实现升降杆20的水平压头将极针压在工装内并装配到位，保证装配的正确性。 [0036] 进一步地，升降杆20的水平压头为陶瓷材质；送针通道15为塑料材质。送针通道15的通道数量、送针总成17内的极针孔数量及极针缓存漏斗14的数量可根据产品结构调整。 [0037] 极针自动装配的工作过程如下：为了实现极针成组自动装配并保证装配正确性，视觉识别检测器2采用成熟的工业相机对待装配工装进行拍照，识别极针孔位置关系，旋转电机10根据识别结果和接收到的信号带动旋转底座9和夹爪11旋转规定角度，使待装配工装的位置被完全确定，然后旋转底座9、旋转电机10和夹爪11在滑轨8上移动至极针装配工位，极针缓存漏斗14底部的感应开关打开，每个漏斗中的极针在重力作用下自然下落，通过孔心距相匹配的送针通道15装入待装配工装的极针孔内，旋转底座9、旋转电机10和夹爪11继续在滑轨8上移动至极针确认工位，升降杆20根据程序设定的行程下落对极针进行下压，使极针在工装内装配到位，完成玻璃封接体极针的装配，装配成品如图5所示。 |
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