本發明涉及水壺制造技術領域，更具體地說，涉及一種水壺壺身與上連接器自動裝配機，該自動裝配機應用于水壺制造行業，解決水壺壺身與上連接器的裝配。

背景技術：

目前在水壺制造業領域，水壺產品需要不斷適應市場發展的需求，產品更新換代非常快。水壺產品的設計制作標準化才能更快適應市場的需求。但是目前水壺制造領域裝配技術大部分還停留在人工操作，自動化程度低，勞動強度大等問題。上連接器自動裝配機的發明彌補了水壺裝配制造業前工序自動裝配的空白。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提供一種水壺壺身與上連接器自動裝配機，該自動裝配機只需人工放入水壺壺身及上連接器，然后設備根據預先設置的程序自動進行一系列自動化、智能化的上連接器自動裝配動作。該水壺壺身與上連接器自動裝配機減少了操作人員、降低了生產成本，同時也提高了生產效率。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種水壺壺身與上連接器自動裝配機，包括用于將壺身旋轉至預定位置的壺身預定位機構、用于轉運已預定位的壺身至不同裝配線上的壺身轉運機構、用于將已預定位的壺身轉移至壺身轉運機構上的壺身上料機構、用于將導熱硅脂點至壺底上的壺底點膠機構、用于將上連接器搬送并定位在壺身上連接器裝配位置的上連接器搬送機構、用于將上連接器裝配固定在壺底上的鎖螺絲機構、用于檢測螺絲是否出現浮鎖現象的浮鎖檢測機構以及將裝配完成的合格品與不合格品搬離裝配線的下料搬送機構。

優選地，所述壺身預定位機構包括用于放置水壺壺身的壺身定位治具、用于固定安裝壺身定位治具的安裝板、用于夾緊壺身定位治具上的水壺壺身的夾緊組件、用于驅動夾緊組件夾緊或松開水壺壺身的夾緊氣缸、用于旋轉安裝板以轉動水壺壺身至預定位置的驅動電機以及用于檢測水壺壺身螺柱反光量以確定水壺壺身是否轉動至預定位置的激光定位傳感器；所述壺身定位治具固定安裝在安裝板上，所述驅動電機的輸出軸與安裝板傳動連接。

優選地，所述壺身轉運機構包括轉盤、設置在轉盤上的用于固定壺身的壺身壓緊機構、用于控制壓緊機構壓緊或松開壺身的手動閥、用于觸發手動閥運作的觸碰開關；轉盤上設有多個水壺放置治具板，每個水壺放置治具板上設一壺身壓緊機構。

優選地，所述壺身上料機構包括用于識別壺底上螺柱的螺柱校正夾、用于吸附壺身的海綿型真空吸盤組件、用于將校正好的壺身轉移至壺身轉運機構上的水壺放置治具板上的平移升降組件以及驅動平移升降組件運作的壺身上料氣缸。

優選地，所述壺底點膠機構包括用于將導熱硅脂點至壺底上的點膠閥、用于升降點膠閥的點膠升降組件以及用于給點膠閥提供動力的氣缸活塞式壓力桶。

優選地，所述上連接器搬送機構包括用于輸送上連接器的上連接器輸送機構、用于將上連接器從輸送機構轉移至中轉位置的上連接器下料機構、用于將上連接器從中轉位置搬送至夾料位置的上連接器轉接機構以及用于將上連接器轉移至壺身上連接器裝配位置的上連接器上料機構；

所述上連接器輸送機構包括上連接器定位治具、用于檢測上連接器定位治具上是否已放置上連接器的上連接器檢測傳感器、用于輸送上連接器的鏈條輸送機以及用于檢測上連接器是否已輸送至預定位置的上連接器定位傳感器；

所述上連接器下料機構包括用于夾緊或松開上連接器的下料機械手、用于水平方向輸送上連接器的第一水平定位機構以及用于垂直方向輸送上連接器的第一垂直定位機構；

所述上連接器轉接機構包括上連接器轉接治具、用于水平方向輸送上連接器的第二水平定位機構以及用于垂直方向輸送上連接器的第二垂直定位機構；

所述上連接器上料機構包括用于夾緊或松開上連接器的上料機械手、用于水平方向輸送上連接器的第三水平定位機構以及用于垂直方向輸送上連接器的第三垂直定位機構。

優選地，所述鎖螺絲機構包括用于擰緊和旋松螺釘用的電批組件、用于壓緊上連接器的連接器壓緊機構以及用于定位電批組件的夾頭定位組件。

優選地，所述浮鎖檢測機構包括用于檢測螺絲是否出現浮鎖現象的浮鎖位移傳感器和用于驅動浮鎖位移傳感器做升降運動的浮鎖升降機構。

優選地，該水壺壺身與上連接器自動裝配機還包括用于校正釬焊后水壺發熱盤螺柱的偏差是否達到裝配要求的壺身螺柱校正機構；該壺身螺柱校正機構包括螺柱校正套筒組件、用于升降螺柱校正套筒組件的螺柱校正升降機構以及用于校正釬焊后水壺發熱盤螺柱的偏差的壺底觸碰緩沖針。

優選地，該水壺壺身與上連接器自動裝配機還包括用于檢測導熱硅脂是否已點至壺底的點膠檢測機構。

實施本發明的水壺壺身與上連接器自動裝配機，具有以下有益效果：

(1)本發明的自動裝配機只需人工放入水壺壺身及上連接器，然后設備根據預先設置的程序自動進行一系列自動化、智能化的上連接器自動裝配動作；該自動裝配機整合各個生產工序、減少操作人員節約生產成本；整機采用自動化智能控制，操作簡單，生產效率及產品質量明顯提升；

(2)每一個機構都是模塊化設計，設備安裝及拆卸維護都非常方便。

(3)另外，壺身預定位機構采用激光采集壺身螺柱反光量確定壺身上料位置，放置水壺時只需大致將水壺壺身放置于某一角度即可，大大降低操作員的操作技能，同時也降低操作員的勞動疲勞。兩個夾緊氣缸固定安裝在安裝板的頂面，兩個夾緊氣缸分別通過兩個滑塊驅動左夾緊塊和右夾緊塊運動，該夾緊氣缸的安裝方式能夠最大限度的節約空間位置。左夾緊塊和右夾緊塊可以設置成可調節高度的左夾緊塊和右夾緊塊以適應不同壺身的高度也能實現夾緊動作。行星減速箱的應用使得整個機構旋轉定位速度更平穩，定位更精確。

(4)壺身上料機構的抓取機械手功能由設置有水壺螺柱校正夾及真空吸附裝置實現，設計這種結構的目的可以使壺身在搬送過程中定位位置準確且不擺動。

(5)鎖螺絲機構可以模擬人工打螺絲的速度控制，多次打螺絲動作等，打螺絲穩定性更高，質量更可靠。

(6)浮鎖檢測機構采用獨立檢測三顆螺絲檢測機構，采用高精密回彈式直流LVDT位移傳感器，重復精度高，檢測更穩定。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中：

圖1是本發明較佳實施例水壺壺身與上連接器自動裝配機的結構示意圖；

圖2是本發明較佳實施例水壺壺身與上連接器自動裝配機另一角度的結構示意圖；

圖3是圖1中壺身預定位機構的結構示意圖；

圖4是圖1中壺身上料機構的結構示意圖；

圖5是圖1中壺身轉運機構的結構示意圖；

圖6是圖1中轉盤升降機構的結構示意圖；

圖7是圖1中壺身螺柱校正機構的結構示意圖；

圖8是圖1中壺底點膠機構的結構示意圖；

圖9是圖1中點膠檢測機構的結構示意圖；

圖10是圖1中上連接器搬送機構的結構示意圖；

圖11是圖10中上連接器輸送機構的結構示意圖；

圖12是圖10中上連接器下料機構的結構示意圖；

圖13是圖10中上連接器轉接機構的結構示意圖；

圖14是圖10中上連接器上料機構的結構示意圖；

圖15是圖1中鎖螺絲機構的結構示意圖；

圖16是圖1中浮鎖檢測機構的結構示意圖；

圖17是圖1中下料搬送機構的結構示意圖；

其中，1、壺身預定位機構；101、壺身定位治具；102、安裝板；103、夾緊組件；104、夾緊氣缸；105、驅動電機；106、緩沖限位組件；107、激光定位傳感器；2、壺身上料機構；201、螺柱校正夾；202、海綿型真空吸盤組件；203、平移升降組件；3、壺身轉運機構；301、轉盤；302、壺身壓緊機構；303、手動閥；304、觸碰開關；305、水壺放置治具板；306、轉盤升降機構；3061、凸輪分割器；3062、固定板；3063、升降導向軸；3064、升降電機；4、壺身螺柱校正機構；401、螺柱校正套筒組件；402、螺柱校正升降機構；403、壺底觸碰緩沖針；5、壺底點膠機構；501、點膠閥；502、點膠升降組件；503、氣缸活塞式壓力桶；6、點膠檢測機構；601、色標傳感器；7、上連接器搬送機構；701、上連接器輸送機構；7011、上連接器定位治具；7012、上連接器檢測傳感器；7013、鏈條輸送機；7014、上連接器定位傳感器；702、上連接器下料機構；7021、下料機械手；7022、第一水平定位機構；7023、第一垂直定位機構；703、上連接器轉接機構；7031、上連接器轉接治具；7032、第二水平定位機構；7033、第二垂直定位機構；704、上連接器上料機構；7041、上料機械手；7042、第三水平定位機構；7043、第三垂直定位機構；8、鎖螺絲機構；801、電批組件；802、連接器壓緊機構；803、夾頭定位組件；9、浮鎖檢測機構；901、浮鎖位移傳感器；902、浮鎖升降機構；10、下料搬送機構；1001、下料夾緊機構；1002、下料升降機構；1003、下料水平輸送機構；A、水壺；B、上連接器。

具體實施方式

下面，結合附圖以及具體實施方式，對本發明做進一步描述：

如圖1-17所示，一種水壺壺身與上連接器自動裝配機，包括用于將壺身旋轉至預定位置的壺身預定位機構1、用于轉運已預定位的壺身至不同裝配線上的壺身轉運機構3、用于將已預定位的壺身轉移至壺身轉運機構上的壺身上料機構2、用于校正釬焊后水壺發熱盤螺柱的偏差是否達到裝配要求的壺身螺柱校正機構4、用于將導熱硅脂點至壺底上的壺底點膠機構5、用于檢測導熱硅脂是否已點至壺底的點膠檢測機構6、用于將上連接器搬送并定位在壺身上連接器裝配位置的上連接器上料機構7、用于將上連接器裝配固定在壺底上的鎖螺絲機構8、用于檢測螺絲是否出現浮鎖現象的浮鎖檢測機構9以及將裝配完成的合格品與不合格品搬離裝配線的下料搬送機構10。

如圖3所示，所述壺身預定位機構1包括用于放置水壺壺身A的壺身定位治具101、用于固定安裝壺身定位治具的安裝板102、用于夾緊壺身定位治具上的水壺壺身的夾緊組件103、用于驅動夾緊組件夾緊或松開水壺壺身的夾緊氣缸104、用于旋轉安裝板以轉動水壺壺身至預定位置的驅動電機105、用于限制左、右夾緊塊與水壺壺身之間松開距離的緩沖限位組件106、用于檢測水壺壺身是否已放置在壺身定位治具上的壺身位置傳感器(圖中未示)以及用于檢測水壺壺身螺柱反光量以確定水壺壺身是否轉動至預定位置的激光定位傳感器107(見圖4)。其中壺身定位治具通過兩個位于安裝板兩側的固定塊固定安裝在安裝板上，所述驅動電機的輸出軸與安裝板的底部傳動連接。

壺身位置傳感器購自松下公司，型號為CX-421的位置傳感器，激光定位傳感器購自基恩士公司，型號為LR-ZB100N的激光定位傳感器。壺身位置傳感器可根據實際生產線的需求安裝在可以感知水壺壺身是否已放置在定位治具上的任何地方；優選地，壺身位置傳感器安裝在壺身上料機構的支架上。激光定位傳感器可通過選取壺身某個角度的配件作為上料位置，如通過采集壺身螺柱反光量確定壺身上料位置，從而安裝在可以檢測到壺身配件的位置；優選地，激光定位傳感器安裝在壺身上料機構的海綿型真空吸盤附近。

具體地，所述夾緊組件包括“┕”型左夾緊塊和“┚”型右夾緊塊，左夾緊塊和右夾緊塊分別位于壺身的左右兩側，并分別由兩個夾緊氣缸控制其靠近或遠離水壺壺身。所述兩個夾緊氣缸固定安裝在安裝板的頂面，兩個夾緊氣缸分別通過兩個滑塊驅動左夾緊塊和右夾緊塊運動，“┕”型左夾緊塊和“┚”型右夾緊塊的底部固定在滑塊上。夾緊氣缸的安裝方式能夠最大限度的節約空間位置。

另外，左夾緊塊和右夾緊塊可以設置成可調節高度的左夾緊塊和右夾緊塊以適應不同壺身的高度也能實現夾緊動作。

具體地，所述緩沖限位組件包括直立安裝在安裝板兩端的安裝塊以及固定在安裝塊上的緩沖膠，緩沖膠的位置剛好對準左、右夾緊塊的轉角位。該緩沖膠有效防止夾緊塊松開壺身時移動太過。

驅動電機上設有行星減速箱。行星減速箱的應用使得整個機構旋轉定位速度更平穩，定位更精確。

如圖4所示，所述壺身上料機構2包括用于識別壺底上螺柱的螺柱校正夾201、用于吸附壺身的海綿型真空吸盤組件202、用于將校正好的壺身轉移至壺身轉運機構上的水壺放置治具板上的平移升降組件203以及驅動平移升降組件運作的壺身上料氣缸(圖中未標示)。壺身上料機構，它的主要目的將已經預定位完成的水壺搬送到轉盤壓緊機構。壺身上料機構抓取機械手功能由設置有水壺螺柱校正夾及真空吸附裝置實現，設計這種結構的目的可以使壺身在搬送過程中定位位置準確且不擺動。搬送機構采用電缸方式，壺身上料氣缸由兩個氣缸組成，一個用于驅動抓取機械手結構水平運動，另一個用于驅動抓取機械手結構上下垂直運動。

如圖5所示，所述壺身轉運機構3包括轉盤301、設置在轉盤上的用于固定壺身的壺身壓緊機構302、用于控制壓緊機構壓緊或松開壺身的手動閥303、用于觸發手動閥運作的觸碰開關304；轉盤上設有八個加工工位，每個加工工位上設一水壺放置治具板305，每個水壺放置治具板上設一壺身壓緊機構。觸碰開關304安裝在轉盤升降機構的固定板上，(見圖6)。本機構采用旋轉氣接頭布置于轉盤中心，八工位轉盤氣動壓緊采用手控閥控制，該手控閥的動作由觸碰開關通過自動化控制程序實現。

如圖6所示，其中轉盤由轉盤升降機構306驅動其做升降運動，轉盤升降機構包括用于驅動轉盤精準定位至每個工位的凸輪分割器3061、用于固定安裝凸輪分割器的固定板3062、用于調節凸輪分割器沿垂直方向升降的升降導向軸3063、用于驅動凸輪分割器升降高度的升降電機3064，升降電機采用步進電機，可任意精度調節升降高度。觸碰開關安裝在固定板上。固定板上設有分停止位感應器，該分停止位感應器用于檢測凸輪分割器的分割定位。分停止位感應器購自松下公司，型號為PM-L25的分停止位感應器。

如圖7所示，壺身螺柱校正機構4因為發熱盤釬焊后變形，螺柱位置與理論正確尺寸出現不一致，而且螺柱位置的偏差在一定范圍內是可以滿足上連接器打螺絲要求，所以它的主要目的是校正釬焊后水壺發熱盤螺柱的偏差是否達到裝配的要求。該壺身螺柱校正機構包括螺柱校正套筒組件401、用于升降螺柱校正套筒組件的螺柱校正升降機構402以及用于校正釬焊后水壺發熱盤螺柱的偏差的壺底觸碰緩沖針403。

如圖8所示，壺底點膠機構5包括用于將導熱硅脂點至壺底上的點膠閥501、用于升降點膠閥的點膠升降組件502以及用于給點膠閥提供動力的氣缸活塞式壓力桶503(見圖1-2)。壺底點膠機構的結構設計為雙點膠頭同時點膠，且點膠頭距離設計為可調寬度方式。因導熱硅脂的流動性較差，本設備采用氣缸活塞式壓力桶供料。

如圖9所示，點膠檢測機構6用于檢測導熱硅脂是否已點至壺底。點膠檢測機構安裝色標傳感器601，預先設置導熱硅脂反光量，當壺底點膠且達到反光量信號輸出時，判斷壺底已點膠，反之則無。色標傳感器購自德國西克(SICK)公司，型號為KT5W-2N1116的RGB色標傳感器。

如圖10所示，上連接器搬送機構7將人工放置的上連接器B搬送并定位在壺身上連接器裝配位置。該上連接器搬送機構包括用于輸送上連接器的上連接器輸送機構701、用于將上連接器從輸送機構轉移至中轉位置的上連接器下料機構702、用于將上連接器從中轉位置搬送至夾料位置的上連接器轉接機構703以及用于將上連接器轉移至壺身上連接器裝配位置的上連接器上料機構704；

如圖11所示，所述上連接器輸送機構701包括上連接器定位治具7011、用于檢測上連接器定位治具上是否已放置上連接器的上連接器檢測傳感器7012、用于輸送上連接器的鏈條輸送機7013以及用于檢測上連接器是否已輸送至預定位置的上連接器定位傳感器7014；上連接器檢測傳感器購自松下公司，型號為EE-11A檢測傳感器；上連接器定位傳感器購自松下公司，型號為EE-11A定位傳感器。

如圖12所示，所述上連接器下料機構702包括用于夾緊或松開上連接器的下料機械手7021、用于水平方向輸送上連接器的第一水平定位機構7022以及用于垂直方向輸送上連接器的第一垂直定位機構7023；這三個部件可以將上連接器從輸送機構搬送到上連接器轉接治具。

如圖13所示，所述上連接器轉接機構703包括上連接器轉接治具7031、用于水平方向輸送上連接器的第二水平定位機構7032以及用于垂直方向輸送上連接器的第二垂直定位機構7033；這三個部件可以將上連接器搬送到上連接器上料機構的夾料位置。

如圖14所示，所述上連接器上料機構704包括用于夾緊或松開上連接器的上料機械手7041、用于水平方向輸送上連接器的第三水平定位機構7042以及用于垂直方向輸送上連接器的第三垂直定位機構7043。這三個部件可以將上連接器從夾料位置搬送到需要打螺絲工位壺身上方，等待上連接器與壺身鎖螺絲裝配。

如圖15所示，鎖螺絲機構8主要目的是將壺身與上連接器裝配。鎖螺絲機構8包括用于擰緊和旋松螺釘用的電批組件801、用于壓緊上連接器的連接器壓緊機構802以及用于定位電批組件的夾頭定位組件803。鎖螺絲機構可以模擬人工打螺絲的速度控制，多次打螺絲動作等，打螺絲穩定性更高，質量更可靠。

如圖16所示，所述浮鎖檢測機構9包括用于檢測螺絲是否出現浮鎖現象的浮鎖位移傳感器901和用于驅動浮鎖位移傳感器做升降運動的浮鎖升降機構902。浮鎖檢測機構采用獨立檢測三顆螺絲檢測機構，采用高精密回彈式直流LVDT位移傳感器，重復精度高，檢測更穩定。

如圖17所示，下料搬送機構10主要目的是將合格裝配完成的合格品與不合格品由轉盤搬送到其他組裝生產線。下料搬送機構10包括用于夾緊裝配完成的合格品或不合格品的下料夾緊機構1001、用于驅動下料夾緊機構做升降轉運的下料升降機構1002以及用于驅動下料夾緊機構做水平轉運的下料水平輸送機構1003。

本發明的自動裝配機的工作過程如下：

(1)水壺壺身預定位：人工將水壺壺身A放置于定位治具上，放置水壺時只需大致將水壺壺身放置于某一角度即可，位置傳感器檢測水壺已放置到位，夾緊氣缸帶動左、右夾緊塊自動夾緊水壺壺身。然后驅動電機及行星齒輪減速箱驅動被夾緊完成的壺身旋轉至預定的位置，當激光定位傳感器檢測壺身到位，停止轉動，定位完成。

(2)水壺壺身轉運至轉盤上：壺身上料機構主要目的將已經預定位完成的水壺搬送到轉盤上的壺身壓緊機構。螺柱校正夾識別壺底上螺柱，海綿型真空吸盤組件吸附壺身，然后壺身上料氣缸搬送至轉盤上的水壺放置治具板上，此時，固定板上的觸碰開關通過自動化控制程序觸發手控閥運作，驅使壺身壓緊機構下降壓緊壺身。由轉盤旋轉至每個裝配線上的工位上。

(3)壺身螺柱校正：水壺壺身壓緊后，由轉盤旋轉到螺柱校正機構工位，螺柱校正升降機構下降到位，同時螺柱校正套筒組件套進螺柱；壺底觸碰緩沖針觸碰到壺底，如果沒有出現報警，則螺柱偏差合格，可進行后續工序操作。

(4)壺底點膠：水壺由轉盤旋轉到壺底點膠機構的工位上，氣缸活塞式壓力桶與點膠閥時刻處于待吐膠狀態，點膠升降組件下降到位點膠閥依照程序設定定量吐膠，吐膠完成后，點膠升降機構上升到位，等待進行后續工序操作。

(5)檢測壺底點膠有無：水壺由轉盤旋轉到點膠檢測機構的工位上，色標傳感器檢測預先設置導熱硅脂反光量，當壺底點膠且達到反光量信號輸出時，判斷壺底已點膠，反之則無。

(6)搬送上連接器至壺身上連接器裝配位置：人工將上連接器放置到上連接器定位治具內，上連接器檢測傳感器感應到已放置上連接器，上連接器輸送機構驅動電機啟動，帶動鏈條轉動將產品輸送到上連接器定位傳感器定位位置，輸送機構停止運作。上連接器下料機構、上連接器轉接機構、上連接器搬送機構三個機構共同將上連接器從輸送機構搬送到上連接器轉接治具。

(7)打螺絲：水壺由轉盤旋轉到鎖螺絲機構的工位上，上連接器上料機構將上連接器放置到壺身上連接器裝配位置，鎖螺絲機構將壺身與上連接器通過打螺絲固定裝配。

(8)檢測浮鎖現象：完成初步裝配的水壺由轉盤旋轉到浮鎖檢測機構的工位上，由浮鎖位移傳感器檢測螺絲是否出現浮鎖現象。

(9)搬離裝配線：下料搬送機構將裝配完成的合格品與不合格品搬離裝配線。

對本領域的技術人員來說，可根據以上描述的技術方案以及構思，做出其它各種相應的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應該屬于本發明權利要求的保護范圍之內。