本帖最后由 每次一例 于 2020-4-8 10:55 編輯
哈嘍，大家好，我是老張，因為前段時間出差了，所以中間就鴿了一期，希望大家見諒哈
（一定要看到最后哦，圖紙放在最后了）
其實在沒有發文章的這段時間，也一直在想，這一期是分析幾個機構，還是分析一個什么設備呢？在網上找了一段時間后，就發現了這么一個非標組裝設備，里面值得學習的機構不少，所以就決定分析它了！
而關于這個組裝設備，它組裝的產品是什么呢？看下圖：
這個東西其實是USB接頭的組成部分，知道組裝的是什么產品后，下面再來看一下整個設備的拆解和工作原理視頻。
（假裝有視頻）其實是有視頻的，但是因為知乎不支持騰訊視頻的格式，所以沒法上傳，有想看的可以到公眾號里。
看完視頻，我想大家應該對這個設備已經有了個大概的印象，下面就開始分析它的機構和原理，按照慣例，還是把整個設備分成幾個工序：
左邊三個工序都是相互獨立的，只是最后每個工序對應的產品進入到組裝工序，進行組裝。
先看一下整體工作順序：
1、下蓋、PCB焊接板＆卡扣和殼體端蓋，分別通過各自的上料工序，進入到轉盤組裝工序 2、轉盤組裝工序，通過間歇旋轉的方式，對產品進行依次組裝、測試； 3、最后，OK品，排出線外；NG品，進行回收處理。
再來看一下軸測圖：
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接下來，就按照下面的順序，依次分析：
1、下蓋上料工序； 2、PCB焊接板＆卡扣上下料工序； 3、殼體端蓋上料工序； 4、轉盤組裝工序。
1 下蓋上料工序
還是先來看一下這個工序的具體步驟：
1、人工把下蓋放到裝料管中，將裝料管裝滿后，放到裝料管支架上； 2、由于重力作用，下蓋沿著裝料管向下； 3、下料機構將下蓋按照指定狀態放到輸送帶上，然后到輸送帶末端； 4、下蓋機械手從輸送帶末端取料，放到轉盤組裝工序上。
一、裝料管、裝料管支架、下料機構
先來看一下這個部分的工作原理：
從上圖中可以看到，裝料管固定在支架上，和阻料機構一起安裝在滑動平臺上，然后整個滑動平臺在推送氣缸的作用下沿著滑軌運動。
至于它為什么要設計成這樣呢？接下來咱們繼續分析，后面就會說到了。
1、裝料管、裝料管支架
再看一下裝料管和裝料管支架分離后：
裝料管中的下蓋，通過重力降到下面，當傳感器檢測到裝料管中沒有料時，提示工人將裝料管取走、裝料，再重新放入支架。
可以看到，裝料管固定的順序：
1）將底部插入限位槽機構，同時將底部兩側的半圓銷孔，對準放到限位槽機構的兩側銷柱上； 2）然后通過上部支架兩側旋鈕柱塞，將裝料管固定住。
注：旋鈕柱塞的工作原理是往外拔黑色的旋鈕，前部凸出的銷柱就會縮回去。
有人可能會有疑問，裝料管裝滿料后，放入支架時，下蓋不會掉出來嗎？其實還有一個機構，就是用來防止這種情況出現的：
工人將裝料管裝滿后，把擋料棒插入到裝料管的底部，這時擋料棒上的銷柱就可以把裝料管中的料擋住，防止掉落；等裝料管固定好后，拿出擋料棒，就可以了。
2、阻料機構，以及為什么要用推送氣缸推動整個機構滑動
可以看到，裝料管中的下蓋狀態是立著的，而到輸送帶上是需要躺著的，這時候就需要用到整個機構滑動了，下面來看一下阻料機構和整個機構滑動的工作原理：
1）下蓋從裝料管落到底部時，阻料氣缸推動緩沖器將倒數第二排下蓋頂住； 2）這時，整個機構向后移動，最下排的下蓋就會被帶著躺在輸送帶上了； 3）重復以上過程，就可以實現自動上料了。
二、下蓋輸送帶
輸送帶分成了兩段，是為了在上料的時候不影響后段產品的輸送；由于下蓋比較小，所以在兩個輸送帶中間要使用過渡板；壓板的作用是防止下蓋在輸送過程中產生堆疊現象。
再來看一下輸送帶的張緊方式：通過將兩側張緊輪向中間調節，來實現張緊輸送帶的目的。
三、下蓋機械手
這個機械手整體采用滾珠絲桿+導軌的傳遞方式，由驅動電機通過同步帶輪，將動力傳遞給絲桿，從而使滑動機構和上面的組件沿著橫向導軌做往復直線運動；升降氣缸推動夾爪氣缸沿著縱向導軌做上下運動。
簡單介紹了一下各部件的運動關系，再來看一下機械手的工作順序：
1、下蓋到達輸送帶末端，傳感器檢測到有料；
2、機械手移動到位置1，升降氣缸推送夾爪氣缸向下，夾住下蓋后升起； 3、機械手移動到位置2，將下蓋放到轉盤組裝工序。
2PCB焊接板＆卡扣上下料工序
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從圖中可以看到，兩條輸送帶中，靠上的是上料輸送帶，用來將裝滿PCB焊接板＆卡扣的治具盤，輸送到固定位置進行上料；靠下的是下料輸送帶，用來將空的治具盤回收。
這個工序的工作步驟如下：
1、人工將裝滿料的治具盤放到上料輸送帶上，治具盤跟隨輸送帶到達定位機構處；
2、機械手-1從治具盤上取料，放到暫存位； 3、機械手-2再從暫存位取料，放到轉盤組裝工序中；
4、當治具盤中的料被取完后，定位機構在移動下一個治具盤的同時，將空料治具盤推到推盤氣缸-1處； 4、推盤氣缸-1再將空料治具盤推到推盤氣缸-2處，最后由推盤氣缸-2將治具盤推到下料輸送帶上，輸送到線外。
放上這段動作的GIF圖，可以看的更清楚一點：
繼續來分析一下工序中的治具盤定位機構、機械手-1和機械手-2。
一、治具盤定位機構
其實通過上面的GIF動圖，相信大家對這個機構的動作已經有了大概的了解，下面再來詳細說一下它的動作順序：
1、載料治具盤跟隨上料輸送帶向前運動，進入滾輪輥道，此時定位柱處于前伸狀態，當U型定位槽到達定位柱時，治具盤停止前進；
2、這時，機械手-1取走治具盤上第一個料； 3、取完料后，位移氣缸推動滑動塊和升降氣缸向前，到位后，升降氣缸推送導柱向下，插入導柱孔中； 4、此時，定位氣缸帶動定位柱縮回，然后位移氣缸縮回，將治具盤往后拉動一段距離（距離等于導柱孔的間距 ）； 5、到位后，定位氣缸帶動定位柱向前，插入定位孔中；
6、循環以上動作。
二、機械手-1、暫存位
先來了解一下各個部件：
左限位、右限位：由于旋轉擺缸在帶動支架和末端機構轉動時慣性較大，因此兩側加了帶有油壓緩沖器的限位。（老張也建議大家在使用旋轉擺缸這種部件，且慣性較大時，可以在兩側加上外部的緩存限位，這樣可以讓整個機構更加穩定）
放料座：大家可以看到，在放料座上面有一個孔，在側面有一個氣管接頭，它們的作用是為了吸住PCB焊接板。
下面再來說一下工作順序：
1、治具盤到達定位機構處，吸盤氣缸向下，用吸盤吸住PCB焊接板＆卡扣； 2、吸盤氣缸提起，旋轉擺缸旋轉到右限位處，將PCB焊接板＆卡扣放在放料座上； 3、對中氣缸夾一下，然后放料座吸住PCB焊接板，對中氣缸松開，等待機械手-2來吸取工件。
三、機械手-2
其實這個機械手和上面說到的下蓋機械手的傳遞方式和動作原理是一樣的，不同的是這個機械手的末端是采用吸取的方式，在吸取座的上面有一個孔，側面有一個氣管接頭，它們的作用是用來吸取PCB焊接板。
所以這個機構的工作順序是這樣的：
1、滑動塊處于位置1時，升降氣缸向下，吸取座吸住PCB焊接板，然后暫存位上面的 放料座停止吸取PCB焊接板；
2、升降氣缸提起，然后滾珠絲桿驅動滑動塊以及上面的機構移動到位置2，將PCB焊接板＆卡扣放到轉盤組裝工序。 以上部分，就是PCB焊接板＆卡扣上料工序的機構和原理分析，是不是看的有點累，再加加油，就快結束了。
3殼體端蓋上料工序
其實這個工序的機構和下蓋上料工序的機構基本上是一樣的，所以咱們就直接來說說它們之間不同的地方：
一、推送氣缸推動整個機構滑動的作用不同
還記得前面說：在下蓋上料工序中，這個部分的作用是為了讓下蓋躺下；但是殼體端蓋上料工序中，料在裝料管和在輸送帶上的狀態是一樣的，具體看下圖：
那么這個機構在工序中的作用是什么呢？咱們都知道，這些料都是靠重力落下來，所以上面的料都是壓在最后一個料上的，因此這個機構的作用其實是為了將上面的料都移開，方便輸送帶將最下面的一排料輸送走。
二、上料機械手的取料方式不同
在下蓋上料工序中，機械手的取料方式是用的夾爪氣缸；而在這個工序中，取料用的是吸取方式，具體看下圖：
4轉盤組裝工序
再來看一張軸測圖：
轉盤工序采用的是凸輪分割器轉動的方式，而關于凸輪分割器，其實之前在其他文章里簡單提過，這里我就說的稍微詳細點，先來看一下其中一種凸輪分割器的內部結構：
然后說一下凸輪分割器涉及的相關參數（以下內容來自百度百科）：
1、工位數：出力軸每旋轉一圈的停動數； 2、驅動角（凸輪分度角）：入力軸旋轉角要求執行一次分度運動，角度越大，運動越平穩； 3、停止角：當出力軸固定時，入力軸旋轉的角度。這角度和驅動角的總和為360度； 4、旋轉轉矩：在固定位置下最大轉矩可施加到出力軸上。如果施加的轉矩大于這個值，則會損壞分割器； 5、動態轉矩：在分度期間，作用在出力軸上的最大轉矩。
感興趣的同學可以到網上找一些更詳細的資料了解一下。
而在這個工序中，一共有8個工位數（上圖中做了標注），從1-8，分別代表組裝產品的次序，下面就來介紹一下每個工位是干嘛的。
工位1：將下蓋裝在治具盤上； 工位2：對下蓋進行定位； 工位3：將PCB焊接板＆卡扣，安裝在下蓋上； 工位4：沒有作用，湊數的； 工位5：安裝殼體端蓋； 工位6：檢測殼體端蓋有沒有安裝到位；工位7：OK品，輸出到線外；工位8：NG品，回收。
在開始分析每個工位之前，咱們先來分析一下轉盤上的治具盤：
首先要知道的是：產品座是固定在底座上的；滑動塊可以在產品座上左右滑動，同時和它固定在一起的導柱可以在滑動座上的導柱槽內滑動；滑動座可以在產品座和底座之間前后滑動。
知道了以上關系，咱們來看一下這個治具盤的工作原理：推動滑動座往前運動 → 從而帶著導柱和滑動塊向產品座的兩側運動 ；
去掉推動滑動座的動力 → 由于彈簧的作用，滑動座向后運動 → 從而帶著導柱和滑動塊向內側運動。
兩側的滑動塊在縮到內側時，是可以壓住下蓋的，所以這樣設計的原因是為了在取放下蓋或整個產品時，將滑動塊讓開；而在其他時候為了防止下蓋或整個產品改變位置，用滑動塊將它壓住。
分析完了治具盤的工作原理，咱們就來看一下每個工位上的機構：
一、工位1
下蓋上料機械手在將下蓋放到治具盤之前，氣缸先將治具盤上的滑動座往前頂，從而使兩側的滑動塊向外，為放入下蓋讓出位置，等下蓋放到位后，氣缸縮回，治具盤上兩側的滑動塊壓住下蓋。
二、工位2
這個工位的作用是將下蓋頂到硬限位處進行定位，以便于后面安裝PCB焊接板＆卡扣。 推送氣缸往前推，首先頂板先接觸治具盤上的滑動座，將兩側的滑動塊松開，然后頂料柱再將下蓋頂在硬限位上；推送氣缸退回時，是相反的動作。
三、工位3、工位4
關于工位3，其實就是上料機械手把PCB焊接板＆卡扣直接安裝在下蓋上，動作原理都比較簡單，所以這里就不詳細說了；而關于工位4，前面也說了，沒啥作用，就是湊數的。
四、工位5
大家可以看到，這個工位中，也有一個推送氣缸機構，其實它的作用和工位二是一樣，就是在安裝殼體端蓋之前，對下蓋進行再一次的定位，原理和工位二也是一樣的。（注：前面的視頻中，在這個位置有點錯誤，大家注意一下）
五、工位6
前面提到了，這個工位的作用是用來判斷殼體端蓋有沒有安裝到位的，先來說一下測試組件中，各個零件的連接關系：編碼器通過聯軸器和連接套固定在一起；連接套可以軸承中轉動；測試柱在導向套內上下滑動，但無法旋轉；測試柱穿在連接套內，通過彈簧柱塞頂住斜面部分。
基于以上的連接關系，當測試柱上下運動時，會帶動彈簧柱塞和連接套轉動，而編碼器通過轉動的角度來判斷測試柱移動的距離，所以測試組件判斷殼體端蓋是否安裝到位的方式為：安裝到位的殼體端蓋和沒有安裝到位的殼體端蓋，讓編碼器轉動的角度不同。
六、工位7
通過工位6判斷產品是否合格，合格的話，就在這個工位將產品取下，具體的工作順序如下：
1、治具盤到達工位7后，推送氣缸推動治具盤上的滑動座，打開兩側的滑動塊； 2、機械手處于位置1，升降氣缸下降，用手爪-1夾起治具盤上的產品，然后提起來； 3、機械手移動到位置2，手爪-1將產品放在變位機構上，由變位機構將產品立起來； 4、機械手繼續移動到位置1，這時手爪-1取治具盤上的產品，而手爪-2取變位機構上立起來的產品； 5、最后機械手移動到位置2，手爪-1將產品放到變位機構；手爪-2將產品放到線外。
再來看一下變位機構的工作原理：
左側為手爪-1將產品放在變位機構上的狀態，右側為將產品立起后的狀態。
當手爪將產品放在旋轉座上后，檢測開關檢測到產品 → 真空發生器通過氣管接頭為旋轉座提供負壓，吸住產品 → 筆形氣缸縮回，將產品立起來，等待手爪-2抓取。
七、工位8
前面工位7是合格品的下料，那么自然也要有不合格品的下料，這個工位就是用來將不合格的產品取下來的，上圖中的機構在前面其實都已經說過了，所以在這里就不再啰嗦了。
呼~到這里，整個設備就算是分析完了，不過老張要說一下的是：這個圖紙出來的時間比較久了，可能很多朋友早都已經拿到過了，而且我咨詢了幾個人，都說這個機構在實際生產中不好調試，所以就說明它還是有缺陷的，不過圖紙中還是有很多值得我們學習借鑒的機構，記下這些機構，以便我們在需要的時候能隨時用上，這樣才能讓我們在設計時更加輕松。
OK，按照慣例，還是把圖紙放在公眾號，關注后回復：組裝機，就可以拿到下載鏈接了。
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發表于 2020-4-8 10:49:39
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