一种桁架式柔性自动化装配系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及自动化装配技术领域，具体为一种桁架式柔性自动化装配系统，实现不经改造，便可完成不同产品装配，并实现不同装配作业形式的柔性自动化装配系统，属于机械装配技术领域。
【背景技术】
[0002]一般来讲，装配时间大致占据总生产时间的53%左右，如果所有的装配都要通过人工来完成，则生产效率指数可能降低到40%左右，而随着装配自动化水平的提高，生产效率可上升到90%左右。但目前产品装配的平均自动化水平仅占20%左右，因而装配直接影响到了产品的生产成本，已成为昂贵的生产过程。同时，装配是一项复杂的生产过程，人工作为一个装配环节中的生产元素，已经不能与当前的社会经济条件相适应。因为人工装配既不能保证工作的一致性和稳定性，又不具备判断准确、灵巧和输出较大作用力这些特性。另外，从市场经济的现实角度出发，人工操作与价格合理、产品功能可靠、质量一致性好的要求也极不相适应。
[0003]然而，目前自动化装配系统通常属于固定自动化的范畴，因为大多数自动装配系统通常设计成针对某一具体产品进行的一系列固定顺序的装配动作。自动装配系统需要较大的资金投入，而且一旦装配系统建好了，一般很难改变其工艺操作和顺序，这种特点决定了只有在以下条件成立时，才可以考虑使用自动装配技术:
[0004]1)产品需求量大。产品以百万件(或接近这个量级)生产时，应该考虑自动装配系统。
[0005]2)稳定的产品设计。一般而言，任何的产品设计变更意味着工位的改变或者装配工艺顺序发生变化，这类改变成本很大。
[0006]由于市场对产品的需求存在着不稳定性，许多类型的产品往往难以投入持续的大规模生产。除此之外，日益更新的产品技术和市场竞争也在不断加快产品设计的更新周期。如此一来自动化装配的应用就受到了极大的限制。
[0007]基于以上技术问题，本发明提供了一种桁架式柔性自动化装配系统，其可以针对装配对象的改变，灵活调整执行器种类和位置，并适应不同生产节拍和装配方式的桁架式柔性自动化装配系统，导轨长度根据用户具体需要确定。由于采用滚轮和齿轮导轨联合传动，导轨可以具有较大的负载能力和行程范围，足以覆盖单个典型的机械装配车间并适用于大部分中、小型机械如汽车汽油发动机和空压机等的装配。该装配系统针对工件装配需要，可在执行器盛放架上，通过执行器自动更换机构自动完成执行器更换。系统采用自动化导引小车输送工件，可以配合大行程导轨在车间内展开灵活作业，不仅可以沿一定的方向输送工件流水作业；也可以在小批量生产时，在一个车间内作为固定工作平台，待工件完成装配后将工件送往其他车间继续作业。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是提供一种结构和使用简单、合理，艺简单，性能稳定、使用寿命长的一种桁架式柔性自动化装配系统。
[0009]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:一种桁架式柔性自动化装配系统，其包括纵轴导轨、纵轴大车、横轴导轨、横轴小车、单缸插销式伸缩臂、执行器自动更换机构、执行器、执行器盛放架和自动导引小车，其特征在于，所述的纵轴大车可移动的设置在所述纵轴导轨上，所述横轴导轨固定设置在所述纵轴大车上，由所述纵轴大车带动沿着所述纵轴导轨移动，所述横轴导轨上可移动的设置有横轴小车，所述横轴小车上固定连接有单缸插销式伸缩臂，所述执行器自动更换机构连接所述执行器与单缸插销式伸缩臂，所述自动导弓I小车用于移动待装配工件以及移动所述执行器盛放架。
[0010]进一步，作为优选，所述纵轴大车包括圆滚轮、圆滚轮轴、伺服电机、伞齿轮轴、水平齿轮、W型导向轮、导向轮导轨和齿条导轨一，其中，所述圆滚轮设置在所述圆滚轮轴上，且所述圆滚轮在所述圆滚轮轴驱动下沿着所述纵轴导轨的上表面滚动，所述圆滚轮轴的一端设置有伺服电机，所述圆滚轮轴的另一端设置有伞齿轮一，所述伞齿轮轴与所述圆滚轮轴垂直的设置，且所述伞齿轮轴的一端设置有伞齿轮二，所述伞齿轮一与所述伞齿轮二啮合传动，所述伞齿轮轴的另一端上设置有水平齿轮和W型导向轮，所述纵轴导轨的外侧面上安装有导向轮导轨与齿条导轨一，所述水平齿轮与所述齿轮导轨啮合传动，所述W型导向轮与所述导向轮导轨配合导向。
[0011]进一步，作为优选，所述横轴导轨的底部设置有齿条导轨二，所述横轴导轨的上侧面上滚动设置有负重轮和驱动轮，所述负重轮和驱动轮设置在主动轴上，所述主动轴上连接有驱动电机，所述主动轴上还设置有主动齿轮，所述主动轴支撑设置在横轴小车的支架上，横轴小车的支架上还支撑设置有从动轴，所述从动轴上设置有从动齿轮，所述主动齿轮与所述从动齿轮啮合传动，所述从动轴上还设置有与所述齿条导轨二啮合传动的齿条啮合齿轮。
[0012]进一步，作为优选，所述横向小车左右对称的设置在所述横轴导轨的两侧。
[0013]进一步，作为优选，所述执行器自动更换机构采用四组对称布置的控制油缸和夹紧滑块组成，其中，伸缩臂端安装于上述单缸插销式伸缩臂的底部，控制油缸推杆固定于伸缩臂端上，控制油缸缸桶与夹紧滑块通过磁铁片连接，夹紧滑块可在伸缩臂端的滑槽内沿径向滑动，工具端下端连接执行器，工具端的上端与伸缩臂端的接触面均为圆锥面，当需要夹紧时，控制油缸缸筒推动夹紧滑块夹紧到工具端上，当释放时，油缸带动夹紧滑块沿径向向外侧移动释放工具端。
[0014]进一步，作为优选，其中，其包括多台横轴导轨，且各台横轴导轨通过所述执行器自动更换机构在所述执行器盛放架上与不同的执行器连接，所述执行器盛放架由自动导引小车装载移动。
[0015]本发明的有益效果在于:
[0016]本发明提供的一种桁架式柔性自动化装配系统，其可以针对装配对象的改变，灵活调整执行器种类和位置，并适应不同生产节拍和装配方式的桁架式柔性自动化装配系统，导轨长度根据用户具体需要确定。由于采用滚轮和齿轮导轨联合传动，导轨可以具有较大的负载能力和行程范围，足以覆盖单个典型的机械装配车间并适用于大部分中、小型机械如汽车汽油发动机和空压机等的装配。该装配系统针对工件装配需要，可在执行器盛放架上，通过执行器自动更换机构自动完成执行器更换。系统采用自动化导引小车输送工件，可以配合大行程导轨在车间内展开灵活作业，不仅可以沿一定的方向输送工件流水作业；也可以在小批量生产时，在一个车间内作为固定工作平台，待工件完成装配后将工件送往其他车间继续作业。
【附图说明】
[0017]图1本发明导轨装配及其他组成部分立体示意图；
[0018]图2本发明纵轴小车及导轨正视图；
[0019]图3本发明横轴小车及导轨斜侧立体图；
[0020]图4本发明执行器自动更换机构对称面剖面图；
[0021]图5本发明典型工况立体示意图；
[0022]其中，1、纵轴大车，2、横轴导轨，3、横轴小车，4、单缸插销式伸缩臂，5、执行器自动更换机构，6、执行器，7、纵轴导轨，8、执行器盛放架，9、自动导引小车，10、圆滚轮，11、圆滚轮轴，12、伺服电机，13、伞齿轮轴，14、水平齿轮，15、W型导向轮，16、导向轮导轨，17齿条导轨一，18、齿条导轨二，19、负重轮，20、驱动轮，21、主动轴，22、驱动电机，23、主动齿轮，24、支架，25、从动轴，26、从动齿轮，27、齿条啮合齿轮，28、油缸缸桶，29、油缸推杆，30、伸缩臂端，31、夹紧滑块、32、磁铁片，33、工具端。
【具体实施方式】
[0023]以下结合附图来对本发明进行详细的描绘。然而应当理解，附图的提供仅为了更好地理解本发明，它们不应该理解成对本发明的限制。
[0024]如图1-5所示，本发明提供一种桁架式柔性自动化装配系统，其包括纵轴导轨7、纵轴大车1、横轴导轨2、横轴小车3、单缸插销式伸缩臂4、执行器自动更换机构5、执行器
6、执行器盛放架8和自动导引小车9，所述的纵轴大车1可移动的设置在所述纵轴导轨7上，所述横轴导轨2固定设置在所述纵轴大车1上，由所述纵轴大车1带动沿着所述纵轴导轨7移动，所述横轴导轨2上可移动的设置有横轴小车1，所述横轴小车1上固定连接有单缸插销式伸缩臂4，所述执行器自动更换机构5连接所述执行器6与单缸插销式伸缩臂4，所述自动导引小车9用于移动待装配工件以及移动所