一种阻尼环自动压塞装置和方法与流程

1.本发明涉及一种阻尼环自动压塞装置和方法，用于将阻尼环柱塞高精度自动压入柱塞孔技术，属于高精度自动配合自动控制技术领域。


背景技术：

2.压塞的方式大同小异，一种是装柱塞的工装不动，工件向装柱塞的工装下压进行压塞；另一种是工件不动，装柱塞的工装移动；第三种是工件和柱塞工装同时反向运动。
3.阻尼环自动压塞目前难度更大，如图1和图2所示，首先用于压塞的柱塞是一种直径及长度都约为1mm的柱形塑胶制工件，非常不便于抓取；此外，阻尼环是一种塑胶制成的白色半透明状工件且尺寸较小，一种常用型号的阻尼环外直径为24mm，内径为18mm，厚度为3mm，内部设有中空的环形腔，压塞入口位于环体内侧，压塞入口与柱塞的尺寸相当，直径仅约1mm，因此，上述阻尼环及柱塞工件尺寸小，且极易受损，压塞入口位于环体内侧导致加工位置受限等因素，导致阻尼环的压塞的难度大大增加。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种阻尼环自动压塞装置，包括机械臂，夹爪组件，光源，相机，压塞平台，顶出机构和柱塞工装；夹爪组件固定于机械臂末端；压塞平台用于支撑柱塞工装，柱塞放置于柱塞工装中；光源和相机对准柱塞工装且分别位于柱塞工装两侧；本发明还提供一种基于自动压塞装置的自动压塞方法，首先夹爪组件夹取阻尼环，使阻尼环注射孔位于柱塞工装上方，相机在光源的光照下检测阻尼环注射孔与柱塞的相对位置，机械臂根据所述相对位置带动夹爪组件，使阻尼环注射孔与柱塞沿竖直方向对正，顶出机构将柱塞工装中的柱塞压入阻尼环注射孔。本发明基于柱塞和阻尼环注射孔的自动对位，实现了自动压塞，有效降低了压塞工作的成本消耗，提高了压塞效率和产品质量。
5.为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种阻尼环自动压塞装置，包括机械臂，夹爪组件，光源，相机，压塞平台，顶出机构和柱塞工装；
7.夹爪组件固定于机械臂末端，机械臂带动夹爪组件夹取阻尼环使阻尼环注射孔位于柱塞工装上方，并根据阻尼环注射孔与柱塞的相对位置调整阻尼环至阻尼环注射孔与柱塞沿竖直方向对正；
8.压塞平台用于支撑柱塞工装，柱塞放置于柱塞工装中；
9.光源和相机对准柱塞工装且分别位于柱塞工装两侧，相机在光源的光照下检测阻尼环注射孔与柱塞的相对位置；
10.顶出机构将柱塞工装中的柱塞压入阻尼环注射孔。
11.进一步的，上述自动压塞装置中，柱塞工装包括尾塞、预压压头和柱塞保持套；
12.压塞平台上表面设有凹槽，所述尾塞固定安装于所述凹槽中，凹槽底部设有第一
通孔，尾塞设有第二通孔，柱塞保持套螺纹连接于尾塞上方，柱塞保持套内部设有预压压头运动腔，预压压头位于预压压头运动腔中，柱塞保持套顶端设有柱塞孔，柱塞设于柱塞孔中；
13.顶出机构位于压塞平台下方，包括用于驱动压塞杆运动的电缸和压塞杆，压塞杆依次穿过压塞平台所设第一通孔和尾塞所设第二通孔向上顶起预压压头，进而将柱塞从柱塞孔中顶出，压入阻尼环注射孔。
14.进一步的，上述自动压塞装置中，光源为面光源；所述机械臂为六轴机械臂；所述相机的分辨率≥500万像素。
15.进一步的，上述自动压塞装置中，机械臂，光源，相机，压塞平台和顶出机构各自独立的固定于基准平面上。
16.进一步的，夹爪组件包括电爪和夹爪，所述电爪安装于机械臂末端，夹爪安装于电爪下方，电爪用于在预设行程和夹爪力指令的控制下，带动夹爪夹取阻尼环，夹爪与阻尼环的接触面为与阻尼环外表面匹配的弧面。
17.一种阻尼环自动压塞方法，利用上述一种阻尼环自动压塞装置实现，包括如下步骤：
18.s1将柱塞工装安装于压塞平台上，柱塞放置于柱塞工装中；
19.s2机械臂带动夹爪组件夹取阻尼环，使阻尼环注射孔位于柱塞工装上方；
20.s3相机在光源的光照下检测阻尼环注射孔与柱塞的相对位置；
21.s4机械臂根据所述相对位置带动夹爪组件，使阻尼环注射孔与柱塞沿竖直方向对正；
22.s5顶出机构将柱塞工装中的柱塞压入阻尼环注射孔。
23.进一步的，上述自动压塞方法的步骤s2和s4中，夹爪组件夹取阻尼环的过程中，阻尼环的环形端面为竖直方向。
24.进一步的，上述自动压塞方法的步骤s3中，相机在光源的光照下检测阻尼环注射孔与柱塞的相对位置的具体方法为，相机在光源的光照下获取阻尼环注射孔与柱塞工装顶端的相对位置图像，根据所述图像计算阻尼环注射孔与柱塞工装顶端的相对偏差，所述相对偏差包括水平偏移值x和竖直偏移值y。
25.进一步的，上述自动压塞方法还包括步骤s6：相机在光源的光照下获取阻尼环注射孔处的图像，根据阻尼环注射孔处图像判断柱塞压入状态；
26.根据柱塞压入状态控制顶出机构对柱塞工装中柱塞的动作。
27.进一步的，上述自动压塞方法的步骤s6中，阻尼环注射孔处图像中注射孔为透明状态，判断为柱塞未压入注射孔，阻尼环注射孔处图像中注射孔为黑色状态，判断为柱塞压入注射孔。
28.本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
29.(1)本发明一种阻尼环自动压塞装置，通过机械臂、光源和相机的配合实现阻尼环注射孔与柱塞的精准对位，实现了自动压塞，有效降低了压塞工作的成本消耗，提高了压塞效率和产品质量；
30.(2)本发明设计了柱塞工装和顶出机构的具体结构，使柱塞顶出压入阻尼环注射孔的方式可靠稳定，柱塞工装和顶出机构无需采用复杂结构，自动化程度高；
31.(3)本发明可针对不同待压零件调整柱塞工装的尺寸，实现对多种零件的压塞，适用性强；
32.(4)本发明利用相机和光源实现了压塞之后实时检测，根据实时检测结果可控制压塞动作，进一步提高了自动化程度。
附图说明
33.图1为现有柱塞尺寸图；
34.图2为现有阻尼环示意图；
35.图3为本发明阻尼环自动压塞装置整体示意图；
36.图4为本发明阻尼环自动压塞装置光源，相机，压塞平台，顶出机构和柱塞工装示意图；
37.图5为本发明柱塞工装示意图；
38.图6为本发明检测阻尼环注射孔与柱塞的相对位置的示意图；
39.图7为本发明阻尼环调整对准柱塞后的示意图；
40.图8为本发明压塞平台示意图；
41.其中，1-机械臂，2-电爪，3-夹爪，4-光源，5-相机，6-电缸，7-压塞杆，8-柱塞工装，9-压塞平台，8-1尾塞，8-2预压压头，8-3柱塞保持套，100-柱塞，101-阻尼环。
具体实施方式
42.下面通过对本发明进行详细说明，本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。
43.在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
44.本发明一种阻尼环自动压塞装置，包括机械臂1，夹爪组件，光源4，相机5，压塞平台9，顶出机构和柱塞工装8；通过光源4、相机5实现影像判断，控制机械臂1完成阻尼环注射孔与柱塞的对准引导，通过机械臂1将阻尼环移动到柱塞工装8上方，电缸6将柱塞工装8中的柱塞塞入阻尼环。
45.在一种优选的实施方式中，通过光源4、相机5实现影像判断，判断压塞是否成功。
46.在一种优选的实施方式中，柱塞工装8包括尾塞8-1、预压压头8-2、柱塞保持套8-3，柱塞100放置在柱塞工装8柱塞保持套8-3顶端凹孔，即柱塞孔处。尾塞8-1与柱塞保持套8-3通过螺纹连接组合在一起，尾塞8-1中心有用于压塞杆7通过的圆形通孔，柱塞保持套8-3内部设有用于预压压头8-2上下运动的预压压头运动腔，柱塞工装8下方被压塞杆7顶入时，预压压头8-2随之上升，将柱塞100塞入到阻尼环101中。
47.实施例1：
48.本发明一种阻尼环自动压塞装置如图3和图4，包括机械臂1，夹爪组件，光源4，相机5，压塞平台9，顶出机构和柱塞工装8；夹爪组件包括电爪2和夹爪3；
49.顶出机构包括电缸6和压塞杆7，柱塞工装8包括尾塞8-1、预压压头8-2和柱塞保持套8-3。
50.机械臂1、光源4、相机5、压塞杆7、压塞平台9安装在基准平面上，压塞平台9用于支撑柱塞工装8；光源4和相机5对准柱塞工装8且分别位于柱塞工装8两侧，压塞平台9位于机械臂1行程范围内，电爪2和夹爪3安装在机械臂1上。
51.如图5所示，柱塞工装8中，柱塞100放置在柱塞工装8顶部的凹孔，即柱塞孔处，尾塞8-1与柱塞保持套8-3通过螺纹连接组合在一起，尾塞8-1中心有用于压塞杆7通过的圆形通孔，柱塞保持套8-3内部设有用于预压压头8-2上下运动的预压压头运动腔，柱塞工装8下方被压塞杆7顶入时，预压压头8-2随之上升，将柱塞100塞入到阻尼环101中。
52.利用上述阻尼环自动压塞装置进行自动压塞的方法如下：
53.如图8，首先将柱塞工装8放置在压塞平台9的圆台形凹槽内，等待压塞；机械臂1带动电爪2上的夹爪3将阻尼环夹取到柱塞工装8上方，且使阻尼环注射孔位于柱塞工装8上方，如图4，通过相机5检测阻尼环注射孔与柱塞工装8顶端的水平偏移值x、竖直偏移值y(如图6所示)，将水平偏移值x和竖直偏移值y发给机械臂1进行调整，使阻尼环注射孔在柱塞100的正上方(如图7所示)；然后电缸6带动压塞杆7上升，将放置在压塞平台9上柱塞工装8中的柱塞100压入到阻尼环注射孔，电缸上升时的移动量达到预定移动量时表明电缸压塞到位，然后相机检测柱塞100压入状态，判断柱塞100是否压入成功，由光源4影响，未塞入柱塞时，注射孔在相机图片中呈半透明效果，塞入柱塞后，注射孔呈现灰黑色状态。
54.本发明通过机械臂抓取压塞工装，放置到压塞工位上，进而代替人工抓取柱塞；另外，通过机械臂将阻尼环移动到柱塞的直线上方位置，通过相机影像系统判断阻尼环位置，将阻尼环移动到柱塞上方，之后进行压塞动作，代替人工完成阻尼环压塞动作。
55.以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。
56.本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。