本發(fā)明涉及機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種組裝工件的機(jī)械對(duì)位組裝裝置及其對(duì)位組裝方法。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)代化社會(huì)的發(fā)展，自動(dòng)化設(shè)備正慢慢取代人工勞動(dòng)，已成為企業(yè)提高生產(chǎn)效率和節(jié)約生產(chǎn)成本的重要手段。

對(duì)于工藝精度要求高的自動(dòng)化產(chǎn)線，特別是精密組件的組裝，相關(guān)技術(shù)的機(jī)械對(duì)位組裝裝置通常采用圖像傳感器（Charged Coupled Device，CCD）對(duì)需要組裝的兩個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行定位，相關(guān)技術(shù)中雖然可達(dá)到高精度定位組裝的效果，但其采用的CCD圖像傳感器成本較高，使得該設(shè)備不能廣泛使用。

另外，所述CCD圖像傳感器通用性受限，對(duì)不同顏色和材質(zhì)的機(jī)構(gòu)不能通用，其對(duì)顏色色度的偏差會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)異常，無(wú)形中增加了使用者的成本。

因此，有必要提供一種新的機(jī)械對(duì)位組裝裝置及其對(duì)位組裝方法解決上述技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服上述技術(shù)問題，提供一種成本低且通用性強(qiáng)的機(jī)械對(duì)位組裝裝置及其對(duì)位組裝方法。

本發(fā)明提供一種機(jī)械對(duì)位組裝裝置，包括吸取并驅(qū)動(dòng)工件上下移動(dòng)的第一吸取機(jī)構(gòu)與第二吸取機(jī)構(gòu)、安裝板及對(duì)工件進(jìn)行位置校對(duì)的對(duì)位機(jī)構(gòu)，所述第一吸取機(jī)構(gòu)和所述第二吸取機(jī)構(gòu)均垂直于所述安裝板且分別安裝于所述安裝板的相對(duì)兩側(cè)，所述對(duì)位機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)且固定安裝于所述安裝板的同一側(cè)，兩個(gè)所述對(duì)位機(jī)構(gòu)相互垂直設(shè)置；所述對(duì)位機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、絲桿、壓力傳感器、滑塊、導(dǎo)軌、第一軸承、左右連桿和兩個(gè)推塊，所述絲桿一端與所述電機(jī)的輸出軸連接，另一端與所述滑塊連接，所述滑塊套設(shè)于所述導(dǎo)軌并沿導(dǎo)軌往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所述壓力傳感器夾設(shè)于所述滑塊與所述第一軸承之間，所述第一軸承插設(shè)于所述滑塊，所述左右連桿包括連接首端和由所述連接首端延伸的相互形成一定夾角的第一連桿和第二連桿，所述連接首端套設(shè)于所述第一軸承，所述第一連桿和所述第二連桿分別與一個(gè)所述推塊固定連接，同一所述對(duì)位機(jī)構(gòu)的所述兩個(gè)所述推塊連接形成的直線平于另一所述對(duì)位機(jī)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述安裝板包括主體部和貫穿其上的對(duì)位通孔，所述第一吸取機(jī)構(gòu)和所述第二吸取機(jī)構(gòu)分別設(shè)置于所述主體部的相對(duì)兩側(cè)且與所述對(duì)位通孔正對(duì)設(shè)置，兩個(gè)所述對(duì)位機(jī)構(gòu)分別固定安裝于所述主體部，且各自的所述推塊共同環(huán)繞所述對(duì)位通孔設(shè)置。

優(yōu)選的，所述對(duì)位機(jī)構(gòu)還包括用于感應(yīng)所述第一吸取機(jī)構(gòu)和所述第二吸取機(jī)構(gòu)吸取的所述工件移動(dòng)位置的高度檢測(cè)單元。

優(yōu)選的，所述高度檢測(cè)單元為高度檢測(cè)光纖。

本發(fā)明還提供一種對(duì)位組裝方法，該方法包括如下步驟：

提供本發(fā)明的所述的機(jī)械對(duì)位組裝裝置以及待組裝的第一工件和第二工件；

第一工件吸取，通過(guò)所述第一吸取機(jī)構(gòu)吸取所述第一工件并將其移送至預(yù)設(shè)對(duì)位中心點(diǎn)；利用所述高度檢測(cè)單元檢測(cè)所述第一工件是否位于預(yù)設(shè)對(duì)位中心點(diǎn)位置；

第一工件對(duì)位，當(dāng)所述第一工件到達(dá)預(yù)設(shè)對(duì)位中心點(diǎn)位置時(shí)，通過(guò)每個(gè)所述對(duì)位機(jī)構(gòu)的所述電機(jī)啟動(dòng)并帶動(dòng)所述絲桿做直線運(yùn)動(dòng)，所述絲桿驅(qū)動(dòng)所述滑塊沿所述導(dǎo)軌后退，所述滑塊驅(qū)動(dòng)所述第一連桿和所述第二連桿分別帶動(dòng)一個(gè)所述推塊向所述第一工件移動(dòng)并從相對(duì)兩側(cè)將所述第一工件夾緊；

第一工件移送至待組裝位置，通過(guò)兩個(gè)所述對(duì)位機(jī)構(gòu)各自的所述壓力傳感器檢測(cè)所述第一工件被各自的所述推塊夾緊后，所述對(duì)位機(jī)構(gòu)的電機(jī)反轉(zhuǎn)，使得所述推塊將所述第一工件松開，通過(guò)所述第一吸取機(jī)構(gòu)將所述第一工件移送至待組裝位置；

第二工件吸取，通過(guò)所述第二吸取機(jī)構(gòu)吸取所述第二工件并將其移送至預(yù)設(shè)對(duì)位中心點(diǎn)；利用所述高度檢測(cè)單元檢測(cè)所述第二工件是否位于預(yù)設(shè)對(duì)位中心點(diǎn)位置；

第二工件對(duì)位，當(dāng)所述第二工件到達(dá)預(yù)設(shè)對(duì)位中心點(diǎn)位置時(shí)，通過(guò)每個(gè)所述對(duì)位機(jī)構(gòu)的所述電機(jī)啟動(dòng)并帶動(dòng)所述絲桿做直線運(yùn)動(dòng)，所述絲桿驅(qū)動(dòng)所述滑塊沿所述導(dǎo)軌后退，所述滑塊驅(qū)動(dòng)所述第一連桿和所述第二連桿分別帶動(dòng)一個(gè)所述推塊向所述第二工件移動(dòng)并從相對(duì)兩側(cè)將所述第二工件夾緊；

第二工件移送至待組裝位置，通過(guò)兩個(gè)所述對(duì)位機(jī)構(gòu)各自的所述壓力傳感器檢測(cè)所述第二工件被各自的所述推塊夾緊后，所述對(duì)位機(jī)構(gòu)的電機(jī)反轉(zhuǎn)，使得所述推塊將所述第二工件松開；

第一工件與第二工件組裝，通過(guò)所述第一吸取機(jī)構(gòu)和所述第二吸取機(jī)構(gòu)相對(duì)移動(dòng)將所述第一工件與所述第二工件進(jìn)行對(duì)接組裝。

優(yōu)選的，所述預(yù)設(shè)對(duì)位中心點(diǎn)為所述對(duì)位通孔的幾何中心。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的機(jī)械對(duì)位組裝裝置及其對(duì)位組裝方法，所述對(duì)位機(jī)構(gòu)設(shè)置為兩個(gè)，每個(gè)所述對(duì)位機(jī)構(gòu)均包括所述相對(duì)設(shè)置的兩個(gè)所述推塊，通過(guò)上述結(jié)構(gòu)可使工件移動(dòng)至對(duì)位中心點(diǎn)，當(dāng)兩個(gè)需要組裝的工件均調(diào)節(jié)至對(duì)位中心點(diǎn)后，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)位后進(jìn)行組裝的目的，上述結(jié)構(gòu)對(duì)工件無(wú)特殊要求，通用性強(qiáng)；且所述機(jī)械對(duì)位組裝裝置巧妙的通過(guò)簡(jiǎn)單的兩個(gè)所述對(duì)位機(jī)構(gòu)即實(shí)現(xiàn)工件的對(duì)位，成本低。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明機(jī)械對(duì)位組裝裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖（已夾取工件）；

圖2為圖1中部分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明機(jī)械對(duì)位組裝裝置的對(duì)位機(jī)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明對(duì)位組裝方法的流程框圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明提供一種機(jī)械對(duì)位組裝裝置100，包括安裝板1、吸取并驅(qū)動(dòng)工件10上下移動(dòng)的第一吸取機(jī)構(gòu)2與第二吸取機(jī)構(gòu)3，對(duì)工件10進(jìn)行位置校對(duì)的對(duì)位機(jī)構(gòu)4和高度檢測(cè)單元5。

所述第一吸取機(jī)構(gòu)2和所述第二吸取機(jī)構(gòu)3均垂直于所述安裝板1且分別安裝于所述安裝板1的相對(duì)兩側(cè)。所述第一吸取機(jī)構(gòu)2用于吸取工件101并驅(qū)動(dòng)其上下移動(dòng)，所述第二吸取機(jī)構(gòu)3用于吸取工件102并驅(qū)動(dòng)其上下移動(dòng)。

所述對(duì)位機(jī)構(gòu)4包括兩個(gè)且固定安裝于所述安裝板1的同一側(cè)，兩個(gè)所述對(duì)位機(jī)構(gòu)4相互垂直設(shè)置。

所述安裝板1包括主體部11和貫穿其上的對(duì)位通孔12，所述第一吸取機(jī)構(gòu)2和所述第二吸取機(jī)構(gòu)3分別設(shè)置于所述主體部11的相對(duì)兩側(cè)且與所述對(duì)位通孔12正對(duì)設(shè)置，兩個(gè)所述對(duì)位機(jī)構(gòu)4分別固定安裝于所述主體部11。

請(qǐng)結(jié)合參閱圖2-3，所述對(duì)位機(jī)構(gòu)4包括兩個(gè)且結(jié)構(gòu)完全相同，每一個(gè)所述對(duì)位機(jī)構(gòu)4均包括電機(jī)41、絲桿42、壓力傳感器43、滑塊44、導(dǎo)軌45、第一軸承46、左右連桿47、兩個(gè)推塊48、第二軸承49。

兩個(gè)所述對(duì)位機(jī)構(gòu)4各自的兩個(gè)所述推塊48環(huán)繞所述對(duì)位通孔12呈等間距設(shè)置。從而使得所述對(duì)位機(jī)構(gòu)4可通過(guò)對(duì)工件10的四個(gè)方向的位置進(jìn)行調(diào)整定位，定準(zhǔn)簡(jiǎn)單且準(zhǔn)確度高。

本實(shí)施方式中，所述電機(jī)41為伺服電機(jī)，提高所述機(jī)械對(duì)位組裝裝置100的準(zhǔn)確度，當(dāng)然，電機(jī)41并非限于此。

所述絲桿42一端與所述電機(jī)41的輸出軸連接，另一端與所述滑塊44連接。

所述壓力傳感器43夾設(shè)于所述滑塊44與所述第一軸承46之間。當(dāng)然，也可設(shè)于所述推塊48靠近工件的一側(cè)，用于檢測(cè)推塊是否夾緊工件10，從而判斷是否將工件10實(shí)現(xiàn)對(duì)位。

所述滑塊44套設(shè)于所述導(dǎo)軌45并沿所述導(dǎo)軌45往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以便使所述推塊48相對(duì)靠近夾緊工件10或相對(duì)遠(yuǎn)離松開工件10。

所述第一軸承46插設(shè)于所述滑塊44。所述左右連桿47包括連接首端471和由所述連接首端471延伸的相互形成一定夾角的第一連桿472和第二連桿473，所述連接首端471套設(shè)于所述第一軸承46。所述第一連桿472和所述第二連桿473分別與所述兩個(gè)所述推塊48固定連接，同一所述對(duì)位機(jī)構(gòu)4的兩個(gè)所述推塊48連接形成的直線平行于另一所述對(duì)位機(jī)構(gòu)4。

具體的，所述第二軸承49包括兩個(gè)，所述第一連接桿472和所述第二連桿473均通過(guò)一個(gè)所述第二軸承49分別與一個(gè)所述推塊48固定連接。

所述高度檢測(cè)單元5用于感應(yīng)所述第一吸取機(jī)構(gòu)2和所述第二吸取機(jī)構(gòu)3吸取的工件10（第一工件101和第二工件102）的移動(dòng)位置，用于確定工件10是否到達(dá)對(duì)位位置，從而提高了對(duì)位組裝的精度。所述高度檢測(cè)單元5固定于所述安裝板。

本實(shí)施方式中，所述高度檢測(cè)單元5為高度檢測(cè)光纖。

當(dāng)所述高度檢測(cè)單元5感應(yīng)到工件10被吸取至所述對(duì)位機(jī)構(gòu)4時(shí)，通過(guò)檢測(cè)所述工件10的高度，并驅(qū)使所述工件10與所述對(duì)位機(jī)構(gòu)4平齊，該結(jié)構(gòu)可提高所述機(jī)械對(duì)位組裝裝置100的對(duì)位精度。

具體的，所述電機(jī)41、所述壓力傳感器43和所述高度檢測(cè)單元5分別與所述外部控制系統(tǒng)（圖未示）連接。所述電機(jī)41驅(qū)動(dòng)所述絲桿42，從而驅(qū)動(dòng)兩個(gè)所述推塊48相對(duì)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。所述壓力傳感器43用于檢測(cè)判斷所述對(duì)位機(jī)構(gòu)4是否將工件10移動(dòng)到指定位置并完成夾緊定位，最終將數(shù)據(jù)反饋至外部控制系統(tǒng)。

當(dāng)兩個(gè)工件需要對(duì)位組裝時(shí)，所述第一吸取機(jī)構(gòu)2與所述第二吸取機(jī)構(gòu)3分別吸取所述第一工件101和所述第二工件102，所述第一工件101通過(guò)所述第一吸取機(jī)構(gòu)2的驅(qū)動(dòng)上移至對(duì)位位置，所述高度檢測(cè)單元5感應(yīng)到所述第一工件101后，驅(qū)動(dòng)所述電機(jī)41調(diào)節(jié)使所述第一工件101與所述對(duì)位機(jī)構(gòu)4平齊，再通過(guò)兩個(gè)所述對(duì)位機(jī)構(gòu)4將所述第一工件101對(duì)位于預(yù)設(shè)的定位中心點(diǎn)。

同上理，所述第二工件102通過(guò)所述第二吸取機(jī)構(gòu)2驅(qū)動(dòng)至所述對(duì)位位置，通過(guò)兩個(gè)所述對(duì)位機(jī)構(gòu)4進(jìn)行對(duì)位至定位中心點(diǎn)。

所述第一工件101和所述第二工件102因都定位于定位中心點(diǎn)，即實(shí)現(xiàn)了所述第一工件101和所述第二工件102對(duì)位的目的，進(jìn)而可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)所述工件10的對(duì)位組裝。

請(qǐng)結(jié)合參閱圖4，本發(fā)明還提供一種對(duì)位組裝方法，本實(shí)施方式中，結(jié)合上述機(jī)械對(duì)位組裝裝置100為例進(jìn)行說(shuō)明，該方法包括如下步驟：

步驟S1、提供本發(fā)明的所述的機(jī)械對(duì)位組裝裝置100以及待組裝的第一工件101和第二工件102。

步驟S2、第一工件吸取

通過(guò)所述第一吸取機(jī)構(gòu)2吸取所述第一工件101上升，并將其移送至預(yù)設(shè)對(duì)位中心點(diǎn)；利用所述高度檢測(cè)單元5檢測(cè)所述第一工件101是否位于預(yù)設(shè)對(duì)位中心點(diǎn)位置。具體的，所述預(yù)設(shè)對(duì)位中心點(diǎn)為所述對(duì)位通孔12的幾何中心。

步驟S3、第一工件對(duì)位

當(dāng)所述第一工件101到達(dá)預(yù)設(shè)對(duì)位中心點(diǎn)位置時(shí)，通過(guò)每個(gè)所述對(duì)位機(jī)構(gòu)4的所述電機(jī)41啟動(dòng)并帶動(dòng)所述絲桿42做直線運(yùn)動(dòng)，所述絲桿42驅(qū)動(dòng)所述滑塊44沿所述導(dǎo)軌45后退，所述滑塊44驅(qū)動(dòng)所述第一連桿472和所述第二連桿473分別帶動(dòng)一個(gè)所述推塊48向所述第一工件101移動(dòng)并從相對(duì)兩側(cè)將所述第一工件101夾緊。也就是說(shuō)，兩個(gè)所述對(duì)位機(jī)構(gòu)4的四個(gè)所述推塊48分別從第一工件101的四個(gè)方向?qū)⑵鋳A緊，因所述推塊48的行程是固定的，因此，當(dāng)四個(gè)所述推塊48從所述第一工件101的四個(gè)方向均夾緊所述第一工件101時(shí)，即完成了對(duì)所述第一工件101的對(duì)位。該步驟中，通過(guò)所述壓力傳感器43檢測(cè)所述推塊48是否夾緊所述工件10。

步驟S4、第一工件移送至待組裝位置

通過(guò)兩個(gè)所述對(duì)位機(jī)構(gòu)4各自的所述壓力傳感器43檢測(cè)所述第一工件101被各自的所述推塊48夾緊后，所述對(duì)位機(jī)構(gòu)4的電機(jī)41反轉(zhuǎn)，使得所述推塊48將所述第一工件101松開，通過(guò)所述第一吸取機(jī)構(gòu)2將所述第一工件101下降移送至待組裝位置。

步驟S5、第二工件吸取

通過(guò)所述第二吸取機(jī)構(gòu)3吸取所述第二工件102并將其移送至預(yù)設(shè)對(duì)位中心點(diǎn)；利用所述高度檢測(cè)單元5檢測(cè)所述第二工件102是否位于預(yù)設(shè)對(duì)位中心點(diǎn)位置。

步驟S6、第二工件對(duì)位

當(dāng)所述第二工件102到達(dá)預(yù)設(shè)對(duì)位中心點(diǎn)位置時(shí)，通過(guò)每個(gè)所述對(duì)位機(jī)構(gòu)4的所述電機(jī)41啟動(dòng)并帶動(dòng)所述絲桿42做直線運(yùn)動(dòng)，所述絲桿42驅(qū)動(dòng)所述滑塊44沿所述導(dǎo)軌45后退，所述滑塊44驅(qū)動(dòng)所述第一連桿472和所述第二連桿473分別帶動(dòng)一個(gè)所述推塊48向所述第二工件102移動(dòng)并從相對(duì)兩側(cè)將所述第二工件102夾緊。同步驟S3原理，完成第二工件102的對(duì)位。

步驟S7、第二工件移送至待組裝位置

通過(guò)兩個(gè)所述對(duì)位機(jī)構(gòu)4各自的所述壓力傳感器43檢測(cè)所述第二工件102被各自的所述推塊48夾緊后，所述對(duì)位機(jī)構(gòu)4的電機(jī)41反轉(zhuǎn)，使得所述推塊48將所述第二工件102松開。

步驟S8、第一工件與第二工件組裝

通過(guò)所述第一吸取機(jī)構(gòu)2和所述第二吸取機(jī)構(gòu)3相對(duì)移動(dòng)將所述第一工件101與所述第二工件102進(jìn)行對(duì)接組裝。

本步驟中，所述第一吸取機(jī)構(gòu)2和所述第二吸取機(jī)構(gòu)3可以同時(shí)向?qū)Ψ降姆较蛞苿?dòng)，也可以是其中一個(gè)向另一個(gè)靠近移動(dòng)，以完成第一工件101和所述第二工件102的對(duì)接貼合，這都是可行的。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的機(jī)械對(duì)位組裝裝置及其對(duì)位組裝方法，所述對(duì)位機(jī)構(gòu)設(shè)置為兩個(gè)，每個(gè)所述對(duì)位機(jī)構(gòu)均包括所述相對(duì)設(shè)置的兩個(gè)所述推塊，通過(guò)上述結(jié)構(gòu)可使工件移動(dòng)至對(duì)位中心點(diǎn)，當(dāng)兩個(gè)需要組裝的工件均調(diào)節(jié)至對(duì)位中心點(diǎn)后，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)位后進(jìn)行組裝的目的，上述結(jié)構(gòu)對(duì)工件無(wú)特殊要求，通用性強(qiáng)；且所述機(jī)械對(duì)位組裝裝置巧妙的通過(guò)簡(jiǎn)單的兩個(gè)所述對(duì)位機(jī)構(gòu)即實(shí)現(xiàn)工件的對(duì)位，成本低。

以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其它相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。