空调前面板夹具及空调前面板智能安装装置

技术领域

本发明属于空调前面板安装相关领域，更具体地，涉及一种空调前面板夹具及空调前面板智能安装装置。

背景技术

面板类零件广泛应用于家电产品中，而在生产线上，面板类零件由于尺寸较大、安装量较大，现有的人工搬运安装方式需要耗费大量的时间，生产效率较低。面对产业变革升级的要求，空调外机生产线的自动化改造刻不容缓，因此对面板安装的效率提出了更高的要求，要求面板安装环节能够实现自动化的快速夹取安装，以适应快速生产的要求。目前工业生产中有比较成熟的针对汽车生产所涉及的面板类零件的自动化安装夹具，但是尚缺乏比较成熟的针对空调前面板安装的自动化安装夹具。

空调前面板尺寸相对于汽车面板尺寸较小，形状相对不规则，且安装精度要求较高，因而对安装夹具的要求较高。现有的空调前面板的安装还是需要人力辅助，且夹具柔性低，效率及精度较低，夹具夹取不牢固，导致空调前面板易被损坏，人工劳动强度较大，不能满足生产自动化的要求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了空调前面板夹具及具有所述空调前面板夹具的空调前面板智能安装装置，基于空调前面板安装过程中的特点，针对空调前面板夹具的结构及部件连接关系进行了设计。面板仿形卡件可拆卸的连接于下固定板，其可以根据空调面板的形状进行快速更换，且所述面板仿形卡件于所述下固定板的位置可调节，具有良好的换型适应能力，柔性较高，可适应不同型号面板的夹取安装；所述面板仿形卡件与待夹取的空调前面板的外形轮廓互相耦合，提高了夹取稳定性及定位精度；所述夹具通过快换组件与机器人末端轴相连接，可以快速更换夹具，提高了生产效率及柔性。所述夹具采用真空吸附组件夹取空调前面板，夹取速度快。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种空调前面板夹具，其包括上固定板、下固定板、快换组件、多个直线轴弹性组件、多个真空吸附组件及四个面板仿形卡件，其特征在于：

所述上固定板与所述下固定板间隔设置；

所述下固定板呈矩形，其开设有避让沉孔，所述避让沉孔开设在所述下固定板朝向所述面板仿形卡件的表面，其用于为空调前面板凸起的风叶排气区域提供空间；

所述快换组件安装在所述上固定板上，其用于与机器人末端轴相连接或者相分离，进而使所述夹具与所述机器人末端轴相连接或者相分离；

每个所述直线轴弹性组件的一端固定在所述下固定板上，另一端活动的连接在所述上固定板上，且所述直线轴弹性组件用于为所述上固定板的移动提供导向及限制所述上固定板的移动行程；

每个所述真空吸附组件的一端安装在所述上固定板上，另一端穿过所述下固定板且其与所述下固定板相分离；

所述面板仿形卡件可拆卸的连接于所述下固定板远离所述上固定板的表面，且其形状与所述空调前面板的外形相耦合、互补，四个所述面板仿形卡件分别位于同一矩形的四个角部。

进一步的，每个所述直线轴弹性组件包括直线轴限位片、法兰式直线轴承、直线轴及压缩弹簧，所述直线轴的一端与所述下固定板固定连接，另一端穿过所述法兰式直线轴承后连接于所述直线轴限位片；所述法兰式直线轴承固定在所述上固定板内；所述直线轴限位片自所述直线轴的径向穿设在所述直线轴上，且其两端均凸出于所述直线轴，以限制所述上固定板沿所述直线轴的移动行程；所述压缩弹簧套设在所述直线轴上，其两端分别连接所述下固定板及所述法兰式直线轴承。

进一步的，所述空调前面板夹具还包括固定在所述下固定板上的光电传感器，所述光电传感器发射光信号，并根据所述光信号产生的光反射信号判断所述空调前面板夹具前方是否有物料，进而所述空调前面板夹具根据判断结果进行相应动作。

进一步的，所述空调前面板夹具还包括测力传感器，所述测力传感器的一端固定在所述上固定板上，另一端固定在所述下固定板上；且所述测力传感器通过弹性变形进行力测量，根据测试结果判断所述上固定板及所述下固定板之间的距离，进而判断所述真空吸附组件是否已与待夹空调前面板充分接触。

进一步的，所述上固定板开设有多个第一通孔，以减小所述上固定板的质量；所述下固定板开设有多个第二通孔，以减小所述下固定板的质量。

进一步的，所述真空吸附组件包括“Z”型安装座及真空吸盘，所述安装座的一端固定在所述上固定板上，另一端连接于所述真空吸盘。

按照本发明的另一方面，提供了一种空调前面板智能安装装置，其包括机器人；所述空调前面板智能安装装置还包括如上所述的空调前面板夹具，所述空调前面板的快换组件连接于所述机器人的机器人末端轴上。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，采用本发明提供的空调前面板夹具及空调前面板智能安装装置，所述面板仿形卡件可拆卸的连接于下固定板，其可以根据空调前面板的形状进行快速更换，且所述面板仿形卡件于所述下固定板的位置可调节，具有良好的换型适应能力，柔性较高，可适应不同型号空调前面板的夹取安装；所述面板仿形卡件与待夹取的空调前面板的外形轮廓互相耦合，提高了夹取稳定性及定位精度；所述夹具通过快换组件与机器人末端轴相连接，可以快速更换夹具，提高了生产效率及柔性。所述夹具采用真空吸附组件夹取空调前面板，夹取速度快。

附图说明

图1是本发明较佳实施方式提供的空调前面板夹具的立体示意图。

图2是图1中的空调前面板夹具沿另一个角度的结构示意图。

图3A是图1中的空调前面板的上固定板的结构示意图。

图3B是图1中的空调前面板的下固定板的结构示意图。

图4是图1中的空调前面板夹具的剖视图。

图5是图1中的空调前面板夹具的快换组件的分解示意图。

图6是图1中的空调前面板夹具的真空吸附组件的结构示意图。

图7是图1中的空调前面板夹具的上下固定板及测力传感器的剖视图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：10-快换组件，11-机器人末端轴法兰，12-主盘法兰座，13-快换器，14-工具盘法兰座，20-上固定板，21-第一通孔，22-安装沉孔，30-下固定板，31-第二通孔，32-避让沉孔，40-导向限位件，50-直线轴弹性组件，51-直线轴限位片，52-法兰式直线轴承，53-直线轴，54-压缩弹簧，60-面板仿形卡件，70-真空吸附组件，71-安装座，72-真空吸盘，80-光电传感器，90-测力传感器，100-第一螺栓，110-第二螺栓。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

请参阅图1、图2及图7，本发明较佳实施方式提供的空调前面板夹具，其包括上固定板20、下固定板30、快换装置10、导向限位件40、直线轴弹性组件50、真空吸附组件70、面板仿形卡件60、测力传感器90及光电传感器80。

请参阅图3A及图3B，所述上固定板20与所述快换装置10相连接，其位于所述快换组件10及所述下固定板30之间。所述上固定板20呈矩形，其开设有多个第一通孔21，以减小所述上固定板20的质量。所述多个第一通孔21间隔设置。所述上固定板还开设有安装沉孔22，所述安装沉孔22用于收容所述快换组件10。本实施方式中，所述安装沉孔22设置在所述上固定板远离所述下固定板30的一表面。

所述上固定板20还开设有多个导向孔，所述多个导向孔贯穿所述上固定板20相背的两个表面。所述上固定板20通过所述导向孔20与所述导向限位组件40活动连接。所述上固定板20还开设有多个第一收容孔，所述第一收容孔用于收容所述直线轴弹性组件50的一端。本实施方式中，所述导向孔的数量为六个，所述第一收容孔的数量为五个，六个所述导向孔与五个所述第一收容孔间隔设置；可以理解，在其他实施方式中，所述导向孔的数量及所述第一收容孔的数量均可以根据实际需要增加或者减少，如2个、3个、4个、5个、6个等。

所述下固定板30连接所述上固定板20及所述面板仿形卡件60，其呈矩形。所述下固定板30开设有多个第二通孔31，以减小所述下固定板30的质量。所述多个第二通孔31间隔设置。所述下固定板30还开设有避让沉孔32，所述避让沉孔32用于为空调前面板凸起的风叶排气区域提供空间，防止所述空调前面板夹具夹取所述空调前面板时，所述空调前面板与所述下固定板30相撞。本实施方式中，所述避让沉孔32开设在所述下固定板朝向所述面板方形卡件的表面。

所述下固定板30还开设有多个第二收容孔及多个第三收容孔，所述第二收容孔及所述第三收容孔均贯穿所述下固定板30。所述第二收容孔用于收容所述导向限位组件40的一端。所述第三收容孔用于收容所述直线轴弹性组件50的另一端。本实施方式中，所述第二收容孔的数量为六个，所述第三收容孔的数量为五个，六个所述第二收容孔与五个所述第三收容孔间隔设置；可以理解，在其他实施方式中，所述第二收容孔的数量及所述第三收容孔的数量可以根据实际需要增加或者减少，如可以为2个、3个、4个、5个、6个等。

请参阅图4及图5，所述快换组件10设置在所述安装沉孔22中，所述夹具通过所述快换组件10连接于空调前面板智能安装装置的机器人末端轴上。所述快换组件10与所述机器人末端轴能够实现快速更换，提高了生产线快速换型能力，有效降低了停工时间，提高了生产效率。

所述快换组件10包括机器人末端轴法兰11、主盘法兰座12、快换器13及工具盘法兰座14，所述机器人末端轴法兰11、所述主盘法兰座12、所述快换器13及所述工具盘法兰座14依次相连接。工作时，所述机器人末端轴法兰11及所述主盘法所述兰座12安装在所述机器人末端轴上，所述快换器13及所述工具盘法兰座14安装在所述上固定板20上；安装在所述机器人末端轴法兰11上的所述主盘法兰座12在机器人的带动下朝向所述快换器13运动以与所述快换器13相配合，通过气动、液压、电磁等控制方式进行锁紧，实现所述夹具与所述机器人的快速连接。同理，当需要将所述夹具与所述机器人分离时，采用同样的控制方式控制所述主盘法兰座12与所述快换器13分离，实现所述夹具与所述机器人的分离。

所述导向限位件40连接所述上固定板20及所述下固定板30。所述导向限位件40为阶梯状的圆柱体，其收容在所述导向孔的一端的阶梯面的直径大于所述导向孔的直径，另一端穿过所述导向孔后收容在所述第二收容孔内，使所述导向限位件40与所述下固定板30固定连接。所述导向限位件40用于为所述上固定板20沿所述导向限位件40的轴向的移动提供导向，并限制所述上固定板20的移动行程。本实施方式中，所述导向限位件40的数量为六个，六个所述导向限位件40间隔设置；可以理解在其他实施方式中，所述导向限位件40的数量可以根据实际需要增加或者减少，如可以为2个、3个、4个、5个、7个、8个、9个、10个等。

所述直线轴弹性组件50的一端与所述下固定板30固定连接，另一端与所述上固定板20活动连接。所述直线轴弹性组件50包括直线轴限位片51、法兰式直线轴承52、直线轴53及压缩弹簧54。所述直线轴53的一端收容在所述第三收容孔内且其通过第二螺栓110与所述下固定板30固定连接；另一端穿过所述法兰式直线轴承52后连接于所述直线轴限位片51。所述法兰式直线轴承52通过螺栓固定在所述第二收容孔内。所述直线轴限位片51自所述直线轴53的径向穿设在所述直线轴53上，且其两端均凸出于所述直线轴53，以限制所述上固定板20沿所述直线轴53的移动行程。

所述压缩弹簧54套设在所述直线轴53上，其两端分别连接所述下固定板30及所述法兰式直线轴承52。所述压缩弹簧54用于分离所述上固定板20及所述下固定板30。所述上固定板20朝向所述下固定板30运动时，所述压缩弹簧54被压缩而发生弹性变形；所述上固定板20朝远离所述下固定板30的方向运动时，所述压缩弹簧54的弹性恢复力辅助所述上固定板20的移动。

本实施方式中，所述直线轴弹性组件50的数量为五个；可以理解，在其他实施方式中，所述直线轴弹性组件50的数量可以根据实际需要增加或者减少，如可以为2个、3个、4个、5个、7个等。

请参阅图6，所述真空吸附组件70固定在所述上固定板20上，其用于吸附空调前面板。所述真空吸附组件70包括安装座71及连接于所述安装座71的真空吸盘72。所述安装座71基本呈“Z”字型，其一端固定在所述上固定板20上，另一端连接所述真空吸盘72。所述真空吸盘72穿过所述下固定板30，且其与所述下固定板30相分离。

本实施方式中，所述真空吸附组件70的数量为六个；可以理解，在其他实施方式中，所述真空吸附组件70的数量可以根据实际需要增加或者减少，如可以为2个、3个、4个、5个、7个、8个、9个、10个等。

所述面板仿形卡件60可拆卸的连接于所述下固定板30上，其形状与所述空调前面板的外形相互耦合、互补，以使所述面板仿形卡件60与所述空调前面板无缝隙贴合。本实施方式中，所述面板仿形卡件60的数量为四个，四个所述面板仿形卡件60分别位于同一个矩形的四个角部，且同时夹取所述空调前面板；所述面板仿形卡件60相对于所述下固定板30的位置可调节，以适应所述空调前面板。

请参阅图7，所述测力传感器90的两端分别通过第一螺钉100固定在所述上固定板20及所述下固定板30上。所述测力传感器90可随所述上固定板20和所述下固定板30之间的距离变化而发生弹性变形，通过变形程度进行力测量，根据测试结果判断所述上固定板20与所述下固定板30的距离，间接判断固定在所述上固定板20的所述真空吸附组件70是否已与待夹空调前面板充分接触，并发出信号到所述机器人，所述机器人进而控制所述真空吸附组件70进行相应动作。

所述光电传感器80固定在所述下固定板30上，其发射光信号，并根据所述光信号产生的光反射信号判断所述夹具前方是否有物料，所述夹具根据判断结果进行相应动作，提高了夹取效率。

本发明还提供了具有如上所述的空调前面板夹具的空调前面板智能安装装置，其包括所述空调前面板夹具及机器人，所述空调前面板的快换组件10连接于所述机器人末端轴上。

采用本发明提供的空调前面板夹具及空调前面板智能安装装置，所述面板仿形卡件可拆卸的连接于下固定板，其可以根据空调前面板的形状进行快速更换，且所述面板仿形卡件于所述下固定板的位置可调节，具有良好的换型适应能力，柔性较高，可适应不同型号面板的夹取安装；所述面板仿形卡件与待夹取的空调前面板的外形轮廓互相耦合，提高了夹取稳定性及定位精度；所述夹具通过快换组件与机器人末端轴相连接，可以快速更换夹具，提高了生产效率及柔性。所述夹具采用真空吸附组件夹取空调前面板，夹取速度快。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。