一种基于视觉定位的自动化垫片安装设备的制作方法

本技术涉及装配设备，尤其涉及一种基于视觉定位的自动化垫片安装设备。

背景技术：

1、在电子、汽车、新能源电池、家用电器等领域，垫片是保证产品密封性、绝缘性、热管理性能及装配精度的关键零件。传统垫片安装主要依赖人工或半自动作业，作业人员先借助治具或模板将垫片预定位，再使用工具垫片压装到工件指定位置。该方式存在一些问题，包括人工目测或机械模板定位受人为因素、治具磨损及零件个体差异影响大，垫片位置偏差度较高，难以满足产品对高精度的需求；以及不同操作者力度角度不一致，易出现垫片倾斜、褶皱、漏装或多装，成品良率波动大。

2、为克服上述缺陷，现有技术尝试引入自动化手段。部分方案采用机械手和简易传感器的组合，实现垫片的有序供料与抓取。然而，机械手只能按照固定轨迹动作，无法应对零件来料位置、姿态及尺寸的随机偏差，仍需人工二次校正，整体效益提升有限。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于视觉定位的自动化垫片安装设备，采用视觉定位技术与自动化机械相结合的方式，实现对齿轮箱前壳垫片的自动上料、识别、拾取以及定位安装等一系列操作，确保垫片能够准确无误地安装至预定位置，同时提高垫片安装的自动化水平，有效提升了生产效率。

2、为了解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案如下：

3、一种基于视觉定位的自动化垫片安装设备，包括机壳组装上料机构、垫片上料机构和组装机构，组装机构包括图像采集部、垫片安装机构和传送部，图像采集部位于传送部的上方，垫片上料机构包括第一上料机构和第二上料机构，第一上料机构、第二上料机构和垫片安装机构固定安装在传送部的一侧，机壳组装上料机构与传送部连通，垫片安装机构包括机械臂和两个水平设置的拾取装置，拾取装置包括拾取头和升降组件，升降组件安装在机械臂的前端，拾取头与升降组件固定连接。

4、该设备采用视觉定位技术与自动化机械相结合的方式，能够实现对齿轮箱前壳垫片的自动上料、识别、拾取以及定位安装等一系列操作。具体而言，图像采集部位于传送部上方，可实时捕捉机壳的精确定位信息。结合视觉定位算法，引导机械臂和拾取装置进行精确操作。这种方式能确保垫片被准确无误地安装到机壳的预定位置，极大减少了因定位偏差导致的安装错误、返工或产品不良率，显著提升产品质量和一致性。同时，该设备显著提高了垫片安装的自动化水平，整个过程无需人工干预即可自动完成，有效提升了生产效率，并减少了因人工操作可能引发的错误和安全隐患。此外，双上料机构与双拾取装置并行工作，可同步完成不同类型垫片的供料与安装，减少工序等待时间，进一步缩短生产周期。

5、进一步的，第一上料机构包括上料装置和第一传送带，上料装置包括推料装置和储料仓，储料仓下方开设有出料口，第一传送带设置在出料口的一侧，推料装置设置在出料口的另一侧。在该设计中，工人可将预先在储料仓中存放大量垫片，垫片在推料装置的作用下从出料口被推送至紧邻的第一传送带上，随后其余垫片在重力作用下自然下落至待推位置等待推出。这种自动化供料的方式仅需一次填满储料仓就可以为后续推料动作提供稳定、有序的物料来源，显著延长单次装料后的连续运行时间，减少人工干预和停机补料频率。而推料装置可以设计为气缸和推板的组合结构，利用气缸推动推板从而将垫片从出料口中推出，如此替代了人工拾取和摆放，确保了供料节奏与下游装配节拍匹配。

6、进一步的，第二上料机构包括振动盘和第二传送带，振动盘与第二传送带连通，第二传送带与第一传送带平行设置。振动盘可将杂乱倒入的垫片自动整理后输出，确保输送到第二传送带上的垫片都是“正确的面朝上”，从而配合视觉识别定位和机械臂的识别和拾取工作。同时，第一上料机构与第二上料机构的设计采用双通道独立供料的方式，可以并行供应两种不同规格、形状或材质的垫片，满足产品装配中可能需要安装多种垫片的需求。而同一机械臂上的双拾取装置可以方便地在两个水平相邻的传送带上交替或同时拾取两种垫片，无需大幅移动或等待切换料源，极大提升装配效率。

7、进一步的，机壳组装上料机构包括下冲击齿上料机构、下压装配机构和运输机构，运输机构包括电动转盘和抓取机构，电动转盘上均匀间隔设置有四个加工工位，下冲击齿上料机构、下压装配机构和抓取机构依次设置在相连三个加工工位的外侧。在本设计中，电动转盘设置四个等间距的加工工位，构成天然的环形流水线。四个工位依序开展放置待组装机壳、下冲击齿上料、下压装配以及机壳抓取移出这四个步骤，且各工位的工序同步推进，同时处于不同的工序阶段。如此一来，设备始终处于同时处理四个机壳的状态，每个机壳于不同工位完成不同工序。相较于单工位顺序作业，生产节拍得以缩短，产能实现提升。

8、进一步的，下冲击齿上料机构包括上料盘、推动件和下压件，推动件前端设置有送料槽，上料盘与送料槽连通，下压件安装在推动件前端的上方。推动件由推动气缸和推板组成。在物料上料阶段，下冲击齿会经由上料盘输送至推板前端的送料槽内。当推动件施加推力时，下冲击齿会被推送至下压件的正下方位置。此时，下压件、下冲击齿与机壳处于同一轴线上，在该下压件的作用下，下冲击齿从送料槽中下落至机壳之上。此方式达成了下冲击齿从散料存储状态至装配位置的迅速且连贯的转移目标，避免了人工干预情况的发生，确保下冲击齿以预设方向和姿态到达装配点，为后续下压装配奠定基础。

9、进一步的，下压装配机构包括下压气缸和下压头，下压头为圆柱形，下压头固定安装在下压气缸上。当电动转盘带动机壳到达下压装配机构的下方时，下压气缸控制下压头向下，从而将下冲击齿压入机壳的轴孔中，完成装配工作。这种装配方式可以匹配电动转盘的运动节拍，在工位停顿的间隙完成压装，单工序耗时极短，能支撑整机高产能输出。

10、进一步的，抓取机构包括移动机构和夹块，夹块有两个且对称设置在移动机构的前端，移动机构控制夹块水平开合运动及上下左右移动，夹块的内部设置有半圆腔，两个夹块上闭合状态下夹块上的半圆腔合并形成容纳腔。在该设计中，移动机构包括上下移动气缸、左右移动气缸和夹块开合控制装置共同组成，各部分协调配合，从而完成机壳的夹取以及转移工作。而夹块在移动过程中预先张开，抵达工位时瞬时闭合夹取机壳，两夹块对称闭合时自动形成容纳腔，无需额外定位装置即可精准夹取机壳。

11、综上所述，这种基于视觉定位的自动化垫片安装设备，用视觉定位技术与自动化机械相结合的方式，实现了对齿轮箱前壳垫片的自动上料、识别、拾取以及定位安装等一系列操作，确保垫片能够准确无误地安装至预定位置，同时提高了垫片安装的自动化水平，有效提升了生产效率。

1.一种基于视觉定位的自动化垫片安装设备，其特征在于：包括机壳组装上料机构、垫片上料机构和组装机构，所述组装机构包括图像采集部、垫片安装机构和传送部，所述图像采集部位于传送部的上方，所述垫片上料机构包括第一上料机构和第二上料机构，所述第一上料机构、第二上料机构和垫片安装机构固定安装在传送部的一侧，所述机壳组装上料机构与传送部连通，所述垫片安装机构包括机械臂和两个水平设置的拾取装置，所述拾取装置包括拾取头和升降组件，所述升降组件安装在机械臂的前端，所述拾取头与升降组件固定连接。

2.根据权利要求1所述的基于视觉定位的自动化垫片安装设备，其特征在于：所述第一上料机构包括上料装置和第一传送带，所述上料装置包括推料装置和储料仓，所述储料仓下方开设有出料口，所述第一传送带设置在出料口的一侧，所述推料装置设置在出料口的另一侧。

3.根据权利要求2所述的基于视觉定位的自动化垫片安装设备，其特征在于：所述第二上料机构包括振动盘和第二传送带，所述振动盘与第二传送带连通，所述第二传送带与第一传送带平行设置。

4.根据权利要求1所述的基于视觉定位的自动化垫片安装设备，其特征在于：所述机壳组装上料机构包括下冲击齿上料机构、下压装配机构和运输机构，所述运输机构包括电动转盘和抓取机构，所述电动转盘上均匀间隔设置有四个加工工位，所述下冲击齿上料机构、下压装配机构和抓取机构依次设置在相连三个加工工位的外侧。

5.根据权利要求4所述的基于视觉定位的自动化垫片安装设备，其特征在于：所述下冲击齿上料机构包括上料盘、推动件和下压件，所述推动件前端设置有送料槽，所述上料盘与送料槽连通，所述下压件安装在推动件前端的上方。

6.根据权利要求5所述的基于视觉定位的自动化垫片安装设备，其特征在于：所述下压装配机构包括下压气缸和下压头，所述下压头为圆柱形，所述下压头固定安装在下压气缸上。

7.根据权利要求6所述的基于视觉定位的自动化垫片安装设备，其特征在于：所述抓取机构包括移动机构和夹块，所述夹块有两个且对称设置在移动机构的前端，所述移动机构控制夹块水平开合运动及上下左右移动，所述夹块的内部设置有半圆腔，两个所述夹块闭合状态下夹块上的半圆腔合并形成容纳腔。