阅读说明：本技术 全自动活塞环柔性装配检测设备及其装配检测方法 (Full-automatic piston ring flexible assembly detection equipment and assembly detection method thereof ) 是由 宋文平 朱英辉 李明记 刘玉启 安静 陈瀚 赵子宇 霸志昊 于 2019-11-08 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种全自动活塞环柔性装配检测设备及其装配检测方法,其中,设备包括：自动上料装置；环形上料料道,与自动上料装置相连；活塞环自动装配检测装置,与环形上料料道相连,活塞环自动装配检测装置包括依次设置的衬环装配工位机构、刮片装配工位机构、气环装配工位机构、气环检测工位机构、活塞环全检工位机构,活塞环自动装配检测装置还包括周转机械手往复运动机构和多个机械手,用于活塞环自动装配检测过程中活塞的移送；进给料道,与活塞环自动装配检测装置相连；自动分组下料装置,与进给料道相连。通过本发明的技术方案,大幅度提升了活塞环装配自动化水平,保证了活塞装环质量,大大提升了装配效率。(The invention provides full-automatic piston ring flexible assembly detection equipment and an assembly detection method thereof, wherein the equipment comprises: an automatic feeding device; the annular feeding channel is connected with the automatic feeding device; the automatic piston ring assembly detection device is connected with the annular feeding channel and comprises a lining ring assembly station mechanism, a doctor blade assembly station mechanism, an air ring detection station mechanism and a piston ring full-detection station mechanism which are sequentially arranged, and the automatic piston ring assembly detection device also comprises a turnover manipulator reciprocating mechanism and a plurality of manipulators which are used for transferring pistons in the automatic piston ring assembly detection process; the feeding channel is connected with the automatic piston ring assembly detection device; and the automatic grouping blanking device is connected with the feeding channel. According to the technical scheme, the automatic level of the assembly of the piston ring is greatly improved, the ring mounting quality of the piston is ensured, and the assembly efficiency is greatly improved.)

全自动活塞环柔性装配检测设备及其装配检测方法

技术领域

本发明涉及自动化装配检测技术领域，具体而言，涉及一种全自动活塞环柔性装配检测设备和一种全自动活塞环柔性装配检测方法。

背景技术

目前国内发动机活塞环的装配主要是采用手工装配和半自动装环设备装配，很少采用自动化活塞环装配设备，并且现有自动化活塞环装配设备功能单一，只是活塞环装配部分自动化，存在以下技术缺陷：

(1)在活塞上下料方面还是依靠人工来完成，效率大打折扣。

(2)没有活塞环装配检测工位，活塞装环结束后依靠人工来检测活塞环的装配状态是否合格，缺少实时监控，这样会出现前道环没有装配到位还继续装下道环造成不必要的时间浪费，降低装配效率，难以适应目前日益增长的市场需要。

随着国内内燃发动机产量的不断增加，越来越多的发动机生产厂家都希望活塞环自动化装配，从而节省人力物力，降低生产成本。因此，如何实现活塞环的自动化装配检测成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提供一种全自动活塞环柔性装配检测设备和一种全自动活塞环柔性装配检测方法，来实现活塞自动上料，活塞环自动化装配、检测，装环活塞的自动化分组等，在前道环装配不到位时下道环直接不装转到下个工位，这样很大程度节省装配时间，大大提升装配效率。本申请提出的全自动活塞环柔性装配检测设备和全自动活塞环柔性装配检测方法适用于汽油机活塞环全自动装配，在活塞环的装配过程中能有效保证活塞环的装配质量，提高生产效率，节省人力物力等。

为了实现上述目的，本发明的技术方案提供了一种全自动活塞环柔性装配检测设备，包括：自动上料装置，用于自动上料；环形上料料道，与自动上料装置相连，用于定位和存储活塞；活塞环自动装配检测装置，与环形上料料道相连，活塞环自动装配检测装置包括依次设置的衬环装配工位机构、刮片装配工位机构、气环装配工位机构、气环检测工位机构、活塞环全检工位机构，活塞环自动装配检测装置还包括周转机械手往复运动机构和多个机械手，分别记作第一机械手、第二机械手、第三机械手、第四机械手、第五机械手，第六机械手、第七机械手、第八机械手、第九机械手，用于活塞环自动装配检测过程中活塞的移送；进给料道，与活塞环自动装配检测装置相连，用于将装环后的活塞推送至传送带；自动分组下料装置，与进给料道相连，用于将传送带上的活塞分组下料。

本方案中，通过自动上料装置实现了活塞的自动上料功能，通过环形上料料道实现了活塞的定位和存储，通过活塞环自动装配检测装置实现了活塞环的自动装配和检测，通过进给料道保障了活塞环自动装配检测装置和自动分组下料装置之间的衔接，有利于实现活塞二维码等信息识别功能，通过自动分组下料装置实现了根据活塞环装配状态和活塞二维码等信息进行分组下料，整体上实现了活塞自动上料、活塞环自动化装配检测，装环活塞的自动化分组下料等，大幅度提升了活塞环装配自动化水平，自动上料装置节省了人工上料环节，装环检测工位的实时监控保证了活塞装环质量，自动化分组下料实现活塞信息的一致性，整个全自动活塞环柔性装配检测设备实现了活塞环装配的无人化操作，节省了人力物力，大大提升了装配效率。

需要说明的是，这里的自动上料装置可以是多功能自动上料垛机，多功能自动上料垛机部分执行单独的控制系统，其控制系统采用西门子PLC控制。

具体地，自动上料装置将待装配活塞移送至环形上料料道，环形上料料道进行活塞的定位和存储，活塞环自动装配检测装置抓取活塞依次进行衬环装配、下刮片装配、上刮片装配、二道气环装配、二道气环检测、一道气环装配、一道气环检测以及整套活塞环检测，之后进入进给料道，进给料道将装环后的活塞推送至传送带经自动分组下料装置根据活塞环装配状态和活塞二维码等信息分组下料。

在上述技术方案中，优选地，自动分组下料装置包括：信息采集模块，设置于传送带的上方，信息采集模块与工控机相连，用于采集识别传送带上的活塞顶部的二维码信息并回传至工控机，以供工控机根据活塞环装配状态和二维码信息确定传送带上的活塞的分组料道；多个分组料道，与传送带相连；移送机构，设置于传送带与分组料道的连接处，用于将传送带上的活塞移送至对应的分组料道。

本方案中，通过与工控机相连的信息采集模块进行活塞顶部的二维码信息采集，有利于实现工控机根据活塞环装配状态和二维码信息确定传送带上的活塞的分组料道，通过设置多个分组料道和移送机构，实现了装环后的活塞的分组传送，大大提升了装配效率，节省了人力物力，实现了活塞信息的一致性。

具体地，装环活塞传送到信息采集模块时，信息采集模块将活塞顶部二维码信息回传至工控机，工控机对活塞环装配状态和活塞信息进行分组处理，通过移送机构将不同信息的活塞送至对应的分组料道，进行分组下料。

在上述任一项技术方案中，优选地，衬环装配工位机构包括：第一支撑架；衬环导引机构，设置于第一支撑架上，衬环导引机构在衬环装配工位内上下运动；配合相连设置的衬环排列机构和衬环排列气缸，设置于第一支撑架上；衬环推出机构，设置于第一支撑架上，衬环推出机构与衬环排列机构的一端相连设置；衬环撑开机构，设置于第一支撑架上，衬环撑开机构与衬环排列机构的另一端相连设置；第一活塞定位盘，设置于第一支撑架上，第一活塞定位盘位于衬环撑开机构的上方，第一活塞下压机构，与第一活塞定位盘配合设置，用于将放置在第一活塞定位盘上的活塞下压至限位点。

本方案中，通过第一支撑架，实现衬环装配工位机构的支撑固定，通过衬环导引机构在衬环装配工位内上下运动实现衬环的导引，通过配合相连设置的衬环排列机构和衬环排列气缸，能够将衬环进行排列，有利于衬环被推出进行装配，通过衬环推出机构能够实现衬环的自动推出，通过衬环撑开机构能够将衬环撑开，从而装配到活塞上，通过第一活塞定位盘和第一活塞下压机构，能够将活塞固定到合适位置，有利于衬环的撸入，从而实现衬环的自动化装配。

需要说明的是，衬环撑开机构可以是多爪撑环机构。

衬环装配工位机构的工作过程如下：第一机械手自环形上料料道中抓取活塞，周转机械手往复运动机构在驱动气缸的带动下将第一机械手移送至衬环装配工位上方，衬环导引机构上升，衬环推出机构将衬环从衬环排列机构中推出至衬环撑开机构上方，衬环导引机构下降，衬环落入衬环撑开机构中，衬环撑开机构在气缸的带动下将衬环撑开，第一机械手在上下运动气缸的带动下，将活塞放置于第一活塞定位盘上，第一活塞下压机构在气缸推动下沿凸轮槽作旋转压紧运动将活塞下压到限位点，衬环导引机构上升将衬环撸入相应的活塞环槽内，活塞固定打开，第一活塞下压机构复位，装衬环后的活塞被第一活塞定位盘弹起，周转机械手往复运动机构在驱动气缸的带动下将第二机械手移送至衬环装配工位机构上方，第二机械手在上下运动气缸的带动下将活塞抓起，衬环撑开机构闭合，活塞固定闭合。

在上述任一项技术方案中，优选地，刮片装配工位机构包括上刮片装配工位机构和下刮片装配工位机构，上刮片装配工位机构和下刮片装配工位机构均包括：第二支撑架；刮片导引机构，设置于第二支撑架上，刮片导引机构在刮片装配工位内上下运动；刮片排列机构，设置于第二支撑架上；刮片推出机构，设置于第二支撑架上，刮片推出机构与刮片排列机构的一端相连设置；刮片撑开机构，设置于第二支撑架上，刮片撑开机构与刮片排列机构的另一端相连设置；第二活塞定位盘，设置于第二支撑架上，第二活塞定位盘位于刮片撑开机构的上方，第二活塞下压机构，与第二活塞定位盘配合设置，用于将放置在第二活塞定位盘上的活塞下压至限位点。

本方案中，通过第二支撑架，实现刮片装配工位机构的支撑固定，通过刮片导引机构在刮片装配工位内上下运动实现刮片的导引，通过刮片排列机构，能够将刮片进行排列，有利于刮片被推出进行装配，通过刮片推出机构能够实现刮片的自动推出，通过刮片撑开机构能够将刮片撑开，从而装配到活塞上，通过第二活塞定位盘和第二活塞下压机构，能够将活塞固定到合适位置，有利于刮片的撸入，从而实现刮片的自动化装配。

需要说明的是，刮片撑开机构可以是多爪撑环机构。

下刮片装配工位机构的工作过程如下：周转机械手往复运动机构在驱动气缸的带动下将第二机械手移送到下刮片装配工位上方，下刮片装配工位的刮片导引机构上升，下刮片装配工位的刮片推出机构将下刮片从刮片排列机构推出，将下刮片推到刮片撑开机构上方，下刮片装配工位的刮片导引机构下降，下刮片落入刮片撑开机构中，刮片撑开机构在气缸的带动下将下刮片撑开，第二机械手在上下运动气缸的带动下将活塞放在下刮片装配工位的第二活塞定位盘上，第二活塞下压机构在气缸推动下沿凸轮槽作旋转压紧运动将活塞下压至限位点，下刮片装配工位中的刮片导引机构上升将下刮片撸入活塞环槽内，活塞固定打开，第二活塞下压机构复位，装环后的活塞被第二活塞定位盘弹起，周转机械手往复运动机构在驱动气缸的带动下将第三机械手移送到下刮片装配工位上方，第三机械手在上下运动气缸的带动下将活塞抓起，刮片撑开机构闭合，活塞固定闭合。

上刮片装配工位机构的工作过程如下：周转机械手往复运动机构在驱动气缸的带动下将第三机械手移送到上刮片装配工位上方，上刮片装配工位的刮片导引机构上升，上刮片装配工位的刮片推出机构将上刮片从刮片排列机构推出，将上刮片推到刮片撑开机构上方，上刮片装配工位的刮片导引机构下降，上刮片落入刮片撑开机构中，刮片撑开机构在气缸的带动下将上刮片撑开，第三机械手在上下运动气缸的带动下将活塞放在上刮片装配工位的第二活塞定位盘上，第二活塞下压机构在气缸推动下沿凸轮槽作旋转压紧运动将活塞下压至限位点，上刮片装配工位中的刮片导引机构上升将上刮片撸入活塞环槽内，活塞固定打开，第二活塞下压机构复位，装环后的活塞被第二活塞定位盘弹起，周转机械手往复运动机构在驱动气缸的带动下将第四机械手移送到上刮片装配工位上方，第四机械手在上下运动气缸的带动下将活塞抓起，刮片撑开机构闭合，活塞固定闭合。

在上述任一项技术方案中，优选地，气环装配工位机构包括二道气环装配工位机构和一道气环装配工位机构，二道气环装配工位机构和一道气环装配工位机构均包括：第三支撑架；气环导引机构，设置于第三支撑架上，气环导引机构在气环装配工位内上下运动；气环排列机构，设置于第三支撑架上；气环推出机构，设置于第三支撑架上，气环推出机构与气环排列机构的一端相连设置；气环撑开机构，设置于第三支撑架上，气环撑开机构与气环排列机构的另一端相连设置；第三活塞定位盘，设置于第三支撑架上，第三活塞定位盘位于气环撑开机构的上方，第三活塞下压机构，与第三活塞定位盘配合设置，用于将放置在第三活塞定位盘上的活塞下压至限位点。

本方案中，通过第三支撑架，实现气环装配工位机构的支撑固定，通过气环导引机构在气环装配工位内上下运动实现气环的导引，通过气环排列机构，能够将气环进行排列，有利于气环被推出进行装配，通过气环推出机构能够实现气环的自动推出，通过气环撑开机构能够将气环撑开，从而装配到活塞上，通过第三活塞定位盘和第三活塞下压机构，能够将活塞固定到合适位置，有利于气环的撸入，从而实现气环的自动化装配。

需要说明的是，气环撑开机构可以是两爪撑环机构。

二道气环装配工位机构的工作过程如下：周转机械手往复运动机构在驱动气缸的带动下将第四机械手移送到二道气环装配工位上方，二道气环装配工位中的气环导引机构上升，二道气环装配工位中的气环推出机构将二道气环从气环排列机构推出，将二道气环推到气环撑开机构上方，二道气环装配工位中的气环导引机构下降，二道气环落入气环撑开机构中，气环撑开机构在气缸的带动下将二道气环撑开，第四机械手在上下运动气缸的带动下将活塞放于二道气环装配工位的第三活塞定位盘上，第三活塞下压机构在气缸推动下沿凸轮槽作旋转压紧运动将活塞下压至限位点，二道气环装配工位中的气环撑开机构闭合将二道气环装入活塞环槽内，活塞固定打开，第三活塞下压机构复位，装环后的活塞被第三活塞定位盘弹起，周转机械手往复运动机构在驱动气缸的带动下将第五机械手移送到二道气环装配工位上方，第五机械手在上下运动气缸的带动下将活塞抓起，活塞固定闭合。

一道气环装配工位机构的工作过程同理，在此不再赘述。

在上述任一项技术方案中，优选地，气环检测工位机构包括二道气环检测工位机构和一道气环检测工位机构，二道气环检测工位机构设于二道气环装配工位机构和一道气环装配工位机构之间，一道气环检测工位机构位于一道气环装配工位机构和活塞环全检工位机构之间，二道气环检测工位机构和一道气环检测工位机构均包括：第四支撑架；环检测窗口，设置于第四支撑架上，用于容置待检测活塞；环推出气缸，与环检测窗口相邻配合设置，用于将待检测活塞的气环推入相应的活塞环槽底，使气环开口部位露出；环检测相机，连接于环检测窗口的底部，用于拍摄放置于环检测窗口内的待检测活塞，以通过视觉检测系统检测气环的装配反正和断裂信息。

本方案中，通过第四支撑架，实现气环检测工位机构的支撑固定，通过环检测窗口来容置待检测活塞，有利于活塞环的检测，通过环推出气缸将待检测活塞的气环推入相应的活塞环槽底，使气环开口部位露出，便于对气环进行拍摄检测，通过连接于环检测窗口的底部的环检测相机能够拍摄放置于环检测窗口内的待检测活塞，有利于实现视觉检测系统检测气环的装配反正和断裂信息，在装配的过程中，加入气环检测，进行实时监控，进一步保障了活塞装环质量，有利于在前道环装配不到位时下道环直接不装转到下个工位，这样很大程度节省装配时间，大大提升装配效率。

二道气环检测工位机构的工作过程如下：周转机械手往复运动机构在驱动气缸的带动下将第五机械手移送到二道气环检测工位上方，第五机械手在上下运动气缸的带动下将活塞放在二道气环检测工位的环检测窗口，环推出气缸将二道气环单侧推出环槽底，露出二道气环开口部位，采用视觉检测系统检测二道气环的装配反正和断裂等情况，周转机械手往复运动机构在驱动气缸下带动下将第六机械手移送到二道气环检测工位上方，第六机械手在上下运动气缸的带动下将活塞抓起。

一道气环检测工位机构的工作过程同理，在此不再赘述。

在上述任一项技术方案中，优选地，活塞环全检工位机构包括：第五支撑架；活塞环全检定位盘，设置于第五支撑架上，用于容置待检测活塞；伺服电机，与活塞环全检定位盘相连，用于带动活塞环全检定位盘旋转；视觉检测相机，与活塞环全检定位盘配合设置，用于对活塞环全检定位盘上的活塞上的活塞环进行周向检测。

本方案中，通过第五支撑架，实现活塞环全检工位机构的支撑固定，活塞环全检定位盘，能够容置待检测活塞，通过与活塞环全检定位盘相连的伺服电机能够带动活塞环全检定位盘旋转，有利于实现待检测活塞的旋转，有利于实现对活塞环的一周进行检测，通过与活塞环全检定位盘配合设置的视觉检测相机能够对活塞环全检定位盘上的活塞上的活塞环进行周向检测，检测是否存在重叠、断裂、错装等情况，装环检测工位的实时监控，进一步保障了活塞装环质量，实现了活塞环装配的自动检测，这样很大程度节省装配时间，大大提升装配效率，节约了人力物力。

活塞环全检工位机构的工作过程如下：

周转机械手往复运动机构在驱动气缸的带动下将第八机械手移送至活塞环全检工位上方，第八机械手在上下运动气缸的带动下将活塞放在活塞环全检定位盘上，伺服电机带动活塞环全检定位盘旋转一周，通过视觉检测相机对活塞环的一周进行检测，检测是否存在重叠、断裂、错装等情况，周转机械手往复运动机构在驱动气缸的带动下将第九机械手移送至活塞环全检工位上方，第九机械手在上下运动气缸的带动下将活塞抓起，周转机械手往复运动机构在驱动气缸的带动下将第九机械手移送到进给料道的下料顶升机构上方，第九机械手在上下运动气缸的带动下将活塞放在下料顶升机构托盘上。

在上述任一项技术方案中，优选地，自动上料装置包括：地轨；上料小车，设置于地轨上，上料小车沿地轨前后移动；上料托盘，设置于上料小车上，上料托盘上设置有多个活塞容置盘；取托盘和推送料车机构，与上料小车相连；水平移栽机构，横跨地轨设置；竖直移栽机构，连接于水平移栽机构上，竖直移栽机构沿着水平移栽机构水平移动；移栽机械手，连接于竖直移栽机构上，水平移栽机构和竖直移栽机构配合带动移栽机构进行水平和竖直移动，以移送活塞容置盘内的活塞至环形上料料道。

本方案中，通过上料小车带动上料托盘沿着地轨前后移动，有利于实现自动上料，通过水平移栽机构、竖直移栽机构以及移栽机械手的配合，能够将上料托盘中的活塞抓取移送到环形上料料道，从而实现活塞自动上料，节省了人工上料缓解，进一步节省了人力物力，大大提升了装配效率。

具体地，上料小车在取托盘和推送料车机构的带动下沿地轨运动至取料位，移栽机械手在水平移栽机构和竖直移栽机构的带动下运动至上料托盘的活塞容置盘上方，移栽机械手将活塞抓起在水平移栽机构和竖直移栽机构的带动下运动至环形上料料道的定位站，由环形输送线将活塞送到活塞环自动装配检测装置上料位等待第一机械手抓取。

本发明的技术方案还提供了一种全自动活塞环柔性装配检测方法，包括：将待装配活塞运送至取料位；移栽机械手移送待装配活塞至环形上料料道；衬环装配工位机构装配衬环至活塞上；刮片装配工位机构装配刮片至活塞上；气环装配工位机构装配气环至活塞上；气环检测工位机构检测气环；活塞环全检工位机构检测整套活塞环；进给料道将装环后的活塞推送至传送带经自动分组下料装置分组下料。

本方案中，通过将待装配活塞运送至取料位，之后移栽机械手移送待装配活塞至环形上料料道，衬环装配工位机构装配衬环至活塞上，刮片装配工位机构装配刮片至活塞上，气环装配工位机构装配气环至活塞上，气环检测工位机构检测气环，之后活塞环全检工位机构检测整套活塞环，通过进给料道将装环后的活塞推送至传送带经自动分组下料装置分组下料，整体上实现了活塞自动上料、活塞环自动化装配检测，装环活塞的自动化分组下料等，大幅度提升了活塞环装配自动化水平，实时监控保证了活塞装环质量，自动化分组下料实现活塞信息的一致性，节省了人力物力，大大提升了装配效率。

具体地，将待装配活塞移送至环形上料料道，环形上料料道进行活塞的定位和存储，之后抓取活塞依次进行衬环装配、下刮片装配、上刮片装配、二道气环装配、二道气环检测、一道气环装配、一道气环检测以及整套活塞环检测，之后进入进给料道，进给料道将装环后的活塞推送至传送带经自动分组下料装置根据活塞环装配状态和活塞二维码等信息分组下料。

通过以上技术方案，实现了活塞自动上料，活塞环自动化装配检测，装环活塞的自动化分组下料等，大幅度提升了活塞环装配自动化水平，自动上料装置节省了人工上料环节，装环检测工位的实时监控保证了活塞装环质量，自动化分组下料实现活塞信息的一致性，整个全自动活塞环柔性装配检测设备实现了活塞环装配的无人化操作，节省了人力物力，大大提升了装配效率。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了根据本发明的一个实施例的全自动活塞环柔性装配检测设备的结构示意图；

图2示出了图1中自动分组下料装置的结构示意图；

图3示出了图1中活塞环自动装配检测装置主视示意图；

图4示出了图3中衬环装配工位机构的俯视示意图；

图5示出了图3中刮片装配工位机构的侧视示意图；

图6示出了图3中气环装配工位机构的俯视示意图；

图7示出了图3中气环检测工位机构的俯视示意图；

图8示出了图3中气环检测工位机构的主视示意图；

图9示出了图3中活塞环全检工位机构的主视示意图；

图10示出了图1中自动上料装置的结构示意图；

图11示出了全自动活塞环柔性装配检测设备的工作流程示意图，

其中，图1至图11中附图标记与部件之间的对应关系为：

10自动上料装置，101地轨，102上料小车，103取托盘和推送料车机构，104水平移栽机构，105竖直移栽机构，106移栽机械手，107上料托盘，20环形上料料道，30活塞环自动装配检测装置，302衬环装配工位机构，3021第一支撑架，3023衬环排列机构，3024衬环排列气缸，3025衬环推出机构，3026衬环撑开机构，3027第一活塞定位盘，3028第一活塞下压机构，304下刮片装配工位机构，305上刮片装配工位机构，3041第二支撑架，3043刮片排列机构，3044刮片推出机构，3045刮片撑开机构，3046第二活塞定位盘，3047第二活塞下压机构，306二道气环装配工位机构，307一道气环装配工位机构，3061第三支撑架，3063气环排列机构，3064气环推出机构，3065气环撑开机构，3066第三活塞定位盘，3067第三活塞下压机构，308二道气环检测工位机构，309一道气环检测工位机构，3081第四支撑架，3082环检测窗口，3083环推出气缸，3084环检测相机，310活塞环全检工位机构，3101第五支撑架，3102活塞环全检定位盘，3103伺服电机，312周转机械手往复运动机构，314第一机械手，315第二机械手，316第三机械手，317第四机械手，318第五机械手，319第六机械手，320第七机械手，321第八机械手，322第九机械手，40进给料道，50自动分组下料装置，502信息采集模块，504分组料道，506移送机构。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1至图10所示，根据本发明的实施例的全自动活塞环柔性装配检测设备，包括：自动上料装置10，用于自动上料；环形上料料道20，与自动上料装置10相连，用于定位和存储活塞；活塞环自动装配检测装置30，与环形上料料道20相连，活塞环自动装配检测装置30包括依次设置的衬环装配工位机构302、刮片装配工位机构、气环装配工位机构、气环检测工位机构、活塞环全检工位机构310，活塞环自动装配检测装置30还包括周转机械手往复运动机构312和多个机械手，分别记作第一机械手314、第二机械手315、第三机械手316、第四机械手317、第五机械手318，第六机械手319、第七机械手320、第八机械手321、第九机械手322，用于活塞环自动装配检测过程中活塞的移送；进给料道40，与活塞环自动装配检测装置30相连，用于将装环后的活塞推送至传送带；自动分组下料装置50，与进给料道40相连，用于将传送带上的活塞分组下料。

本实施例中，通过自动上料装置10实现了活塞的自动上料功能，通过环形上料料道20实现了活塞的定位和存储，通过活塞环自动装配检测装置30实现了活塞环的自动装配和检测，通过进给料道40保障了活塞环自动装配检测装置30和自动分组下料装置50之间的衔接，有利于实现活塞二维码等信息识别功能，通过自动分组下料装置50实现了根据活塞环装配状态和活塞二维码等信息进行分组下料，整体上实现了活塞自动上料、活塞环自动化装配检测，装环活塞的自动化分组下料等，大幅度提升了活塞环装配自动化水平，自动上料装置10节省了人工上料环节，装环检测工位的实时监控保证了活塞装环质量，自动化分组下料实现活塞信息的一致性，整个全自动活塞环柔性装配检测设备实现了活塞环装配的无人化操作，节省了人力物力，大大提升了装配效率。

如图2所示，自动分组下料装置50包括：信息采集模块502，设置于传送带的上方，信息采集模块502与工控机相连，用于采集识别传送带上的活塞顶部的二维码信息并回传至工控机，以供工控机根据活塞环装配状态和二维码信息确定传送带上的活塞的分组料道504；多个分组料道504，与传送带相连；移送机构506，设置于传送带与分组料道504的连接处，用于将传送带上的活塞移送至对应的分组料道504。

本实施例中，通过与工控机相连的信息采集模块502进行活塞顶部的二维码信息采集，有利于实现工控机根据活塞环装配状态和二维码信息确定传送带上的活塞的分组料道504，通过设置多个分组料道504和移送机构506，实现了装环后的活塞的分组传送，大大提升了装配效率，节省了人力物力，实现了活塞信息的一致性。

如图3和图4所示，衬环装配工位机构302包括：第一支撑架3021；衬环导引机构，设置于第一支撑架3021上，衬环导引机构在衬环装配工位内上下运动；配合相连设置的衬环排列机构3023和衬环排列气缸3024，设置于第一支撑架3021上；衬环推出机构3025，设置于第一支撑架3021上，衬环推出机构3025与衬环排列机构3023的一端相连设置；衬环撑开机构3026，设置于第一支撑架3021上，衬环撑开机构3026与衬环排列机构3023的另一端相连设置；第一活塞定位盘3027，设置于第一支撑架3021上，第一活塞定位盘3027位于衬环撑开机构3026的上方，第一活塞下压机构3028，与第一活塞定位盘3027配合设置，用于将放置在第一活塞定位盘3027上的活塞下压至限位点。

本实施例中，通过第一支撑架3021，实现衬环装配工位机构302的支撑固定，通过衬环导引机构在衬环装配工位内上下运动实现衬环的导引，通过配合相连设置的衬环排列机构3023和衬环排列气缸3024，能够将衬环进行排列，有利于衬环被推出进行装配，通过衬环推出机构3025能够实现衬环的自动推出，通过衬环撑开机构3026能够将衬环撑开，从而装配到活塞上，通过第一活塞定位盘3027和第一活塞下压机构3028，能够将活塞固定到合适位置，有利于衬环的撸入，从而实现衬环的自动化装配。

如图3和图5所示，刮片装配工位机构包括上刮片装配工位机构305和下刮片装配工位机构304，上刮片装配工位机构305和下刮片装配工位机构304均包括：第二支撑架3041；刮片导引机构，设置于第二支撑架3041上，刮片导引机构在刮片装配工位内上下运动；刮片排列机构3043，设置于第二支撑架3041上；刮片推出机构3044，设置于第二支撑架3041上，刮片推出机构3044与刮片排列机构3043的一端相连设置；刮片撑开机构3045，设置于第二支撑架3041上，刮片撑开机构3045与刮片排列机构3043的另一端相连设置；第二活塞定位盘3046，设置于第二支撑架3041上，第二活塞定位盘3046位于刮片撑开机构3045的上方，第二活塞下压机构3047，与第二活塞定位盘3046配合设置，用于将放置在第二活塞定位盘3046上的活塞下压至限位点。

本实施例中，通过第二支撑架3041，实现刮片装配工位机构的支撑固定，通过刮片导引机构在刮片装配工位内上下运动实现刮片的导引，通过刮片排列机构3043，能够将刮片进行排列，有利于刮片被推出进行装配，通过刮片推出机构3044能够实现刮片的自动推出，通过刮片撑开机构3045能够将刮片撑开，从而装配到活塞上，通过第二活塞定位盘3046和第二活塞下压机构3047，能够将活塞固定到合适位置，有利于刮片的撸入，从而实现刮片的自动化装配。

如图3和图6所示，气环装配工位机构包括二道气环装配工位机构306和一道气环装配工位机构307，二道气环装配工位机构306和一道气环装配工位机构307均包括：第三支撑架3061；气环导引机构，设置于第三支撑架3061上，气环导引机构在气环装配工位内上下运动；气环排列机构3063，设置于第三支撑架3061上；气环推出机构3064，设置于第三支撑架3061上，气环推出机构3064与气环排列机构3063的一端相连设置；气环撑开机构3065，设置于第三支撑架3061上，气环撑开机构3065与气环排列机构3063的另一端相连设置；第三活塞定位盘3066，设置于第三支撑架3061上，第三活塞定位盘3066位于气环撑开机构3065的上方，第三活塞下压机构3067，与第三活塞定位盘3066配合设置，用于将放置在第三活塞定位盘3066上的活塞下压至限位点。

本实施例中，通过第三支撑架3061，实现气环装配工位机构的支撑固定，通过气环导引机构在气环装配工位内上下运动实现气环的导引，通过气环排列机构3063，能够将气环进行排列，有利于气环被推出进行装配，通过气环推出机构3064能够实现气环的自动推出，通过气环撑开机构3065能够将气环撑开，从而装配到活塞上，通过第三活塞定位盘3066和第三活塞下压机构3067，能够将活塞固定到合适位置，有利于气环的撸入，从而实现气环的自动化装配。

如图3、图7和图8所示，气环检测工位机构包括二道气环检测工位机构308和一道气环检测工位机构309，二道气环检测工位机构308设于二道气环装配工位机构306和一道气环装配工位机构307之间，一道气环检测工位机构309位于一道气环装配工位机构307和活塞环全检工位机构310之间，二道气环检测工位机构308和一道气环检测工位机构309均包括：第四支撑架3081；环检测窗口3082，设置于第四支撑架3081上，用于容置待检测活塞；环推出气缸3083，与环检测窗口3082相邻配合设置，用于将待检测活塞的气环推入相应的活塞环槽底，使气环开口部位露出；环检测相机3084，连接于环检测窗口3082的底部，用于拍摄放置于环检测窗口3082内的待检测活塞，以通过视觉检测系统检测气环的装配反正和断裂信息。

本实施例中，通过第四支撑架3081，实现气环检测工位机构的支撑固定，通过环检测窗口3082来容置待检测活塞，有利于活塞环的检测，通过环推出气缸3083将待检测活塞的气环推入相应的活塞环槽底，使气环开口部位露出，便于对气环进行拍摄检测，通过连接于环检测窗口3082的底部的环检测相机3084能够拍摄放置于环检测窗口3082内的待检测活塞，有利于实现视觉检测系统检测气环的装配反正和断裂信息，在装配的过程中，加入气环检测，进行实时监控，进一步保障了活塞装环质量，有利于在前道环装配不到位时下道环直接不装转到下个工位，这样很大程度节省装配时间，大大提升装配效率。

如图3和图9所示，活塞环全检工位机构310包括：第五支撑架3101；活塞环全检定位盘3102，设置于第五支撑架3101上，用于容置待检测活塞；伺服电机3103，与活塞环全检定位盘3102相连，用于带动活塞环全检定位盘3102旋转；视觉检测相机，与活塞环全检定位盘3102配合设置，用于对活塞环全检定位盘3102上的活塞上的活塞环进行周向检测。

本实施例中，通过第五支撑架3101，实现活塞环全检工位机构310的支撑固定，活塞环全检定位盘3102，能够容置待检测活塞，通过与活塞环全检定位盘3102相连的伺服电机3103能够带动活塞环全检定位盘3102旋转，有利于实现待检测活塞的旋转，有利于实现对活塞环的一周进行检测，通过与活塞环全检定位盘3102配合设置的视觉检测相机能够对活塞环全检定位盘3102上的活塞上的活塞环进行周向检测，检测是否存在重叠、断裂、错装等情况，装环检测工位的实时监控，进一步保障了活塞装环质量，实现了活塞环装配的自动检测，这样很大程度节省装配时间，大大提升装配效率，节约了人力物力。

如图10所示，自动上料装置10包括：地轨101；上料小车102，设置于地轨101上，上料小车102沿地轨101前后移动；上料托盘107，设置于上料小车102上，上料托盘107上设置有多个活塞容置盘；取托盘和推送料车机构103，与上料小车102相连；水平移栽机构104，横跨地轨101设置；竖直移栽机构105，连接于水平移栽机构104上，竖直移栽机构105沿着水平移栽机构104水平移动；移栽机械手106，连接于竖直移栽机构105上，水平移栽机构104和竖直移栽机构105配合带动移栽机构进行水平和竖直移动，以移送活塞容置盘内的活塞至环形上料料道20。

本实施例中，通过上料小车102带动上料托盘107沿着地轨101前后移动，有利于实现自动上料，通过水平移栽机构104、竖直移栽机构105以及移栽机械手106的配合，能够将上料托盘107中的活塞抓取移送到环形上料料道20，从而实现活塞自动上料，节省了人工上料缓解，进一步节省了人力物力，大大提升了装配效率。

本发明的实施例还提供了一种全自动活塞环柔性装配检测方法，包括：将待装配活塞运送至取料位；移栽机械手移送待装配活塞至环形上料料道；衬环装配工位机构装配衬环至活塞上；刮片装配工位机构装配刮片至活塞上；气环装配工位机构装配气环至活塞上；气环检测工位机构检测气环；活塞环全检工位机构检测整套活塞环；进给料道将装环后的活塞推送至传送带经自动分组下料装置分组下料。

本实施例中，通过将待装配活塞运送至取料位，之后移栽机械手移送待装配活塞至环形上料料道，衬环装配工位机构装配衬环至活塞上，刮片装配工位机构装配刮片至活塞上，气环装配工位机构装配气环至活塞上，气环检测工位机构检测气环，之后活塞环全检工位机构检测整套活塞环，通过进给料道将装环后的活塞推送至传送带经自动分组下料装置分组下料，整体上实现了活塞自动上料、活塞环自动化装配检测，装环活塞的自动化分组下料等，大幅度提升了活塞环装配自动化水平，实时监控保证了活塞装环质量，自动化分组下料实现活塞信息的一致性，节省了人力物力，大大提升了装配效率。

如图11所示，全自动活塞环柔性装配检测设备的工作过程为：

操作者将活塞放在上料托盘上，自动上料装置进行搬运，上料小车在取托盘和推送料车机构的带动下沿地轨运动至取料位，移栽机械手在水平移栽机构和竖直移栽机构的带动下运动至上料托盘的活塞容置盘上方，移栽机械手将活塞抓起在水平移栽机构和竖直移栽机构的带动下运动至环形上料料道的定位站，由环形输送线将活塞送到活塞环自动装配检测装置上料位等待第一机械手抓取。

第一机械手自环形上料料道中抓取活塞，周转机械手往复运动机构在驱动气缸的带动下将第一机械手移送至衬环装配工位上方，衬环导引机构上升，衬环推出机构将衬环从衬环排列机构中推出至衬环撑开机构上方，衬环导引机构下降，衬环落入衬环撑开机构中，衬环撑开机构在气缸的带动下将衬环撑开，第一机械手在上下运动气缸的带动下，将活塞放置于第一活塞定位盘上，第一活塞下压机构在气缸推动下沿凸轮槽作旋转压紧运动将活塞下压到限位点，衬环导引机构上升将衬环撸入相应的活塞环槽内，活塞固定打开，第一活塞下压机构复位，装衬环后的活塞被第一活塞定位盘弹起，周转机械手往复运动机构在驱动气缸的带动下将第二机械手移送至衬环装配工位机构上方，第二机械手在上下运动气缸的带动下将活塞抓起，衬环撑开机构闭合，活塞固定闭合。

周转机械手往复运动机构在驱动气缸的带动下将第二机械手移送到下刮片装配工位上方，下刮片装配工位的刮片导引机构上升，下刮片装配工位的刮片推出机构将下刮片从刮片排列机构推出，将下刮片推到刮片撑开机构上方，下刮片装配工位的刮片导引机构下降，下刮片落入刮片撑开机构中，刮片撑开机构在气缸的带动下将下刮片撑开，第二机械手在上下运动气缸的带动下将活塞放在下刮片装配工位的第二活塞定位盘上，第二活塞下压机构在气缸推动下沿凸轮槽作旋转压紧运动将活塞下压至限位点，下刮片装配工位中的刮片导引机构上升将下刮片撸入活塞环槽内，活塞固定打开，第二活塞下压机构复位，装环后的活塞被第二活塞定位盘弹起，周转机械手往复运动机构在驱动气缸的带动下将第三机械手移送到下刮片装配工位上方，第三机械手在上下运动气缸的带动下将活塞抓起，刮片撑开机构闭合，活塞固定闭合。

周转机械手往复运动机构在驱动气缸的带动下将第三机械手移送到上刮片装配工位上方，上刮片装配工位的刮片导引机构上升，上刮片装配工位的刮片推出机构将上刮片从刮片排列机构推出，将上刮片推到刮片撑开机构上方，上刮片装配工位的刮片导引机构下降，上刮片落入刮片撑开机构中，刮片撑开机构在气缸的带动下将上刮片撑开，第三机械手在上下运动气缸的带动下将活塞放在上刮片装配工位的第二活塞定位盘上，第二活塞下压机构在气缸推动下沿凸轮槽作旋转压紧运动将活塞下压至限位点，上刮片装配工位中的刮片导引机构上升将上刮片撸入活塞环槽内，活塞固定打开，第二活塞下压机构复位，装环后的活塞被第二活塞定位盘弹起，周转机械手往复运动机构在驱动气缸的带动下将第四机械手移送到上刮片装配工位上方，第四机械手在上下运动气缸的带动下将活塞抓起，刮片撑开机构闭合，活塞固定闭合。

周转机械手往复运动机构在驱动气缸的带动下将第四机械手移送到二道气环装配工位上方，二道气环装配工位中的气环导引机构上升，二道气环装配工位中的气环推出机构将二道气环从气环排列机构推出，将二道气环推到气环撑开机构上方，二道气环装配工位中的气环导引机构下降，二道气环落入气环撑开机构中，气环撑开机构在气缸的带动下将二道气环撑开，第四机械手在上下运动气缸的带动下将活塞放于二道气环装配工位的第三活塞定位盘上，第三活塞下压机构在气缸推动下沿凸轮槽作旋转压紧运动将活塞下压至限位点，二道气环装配工位中的气环撑开机构闭合将二道气环装入活塞环槽内，活塞固定打开，第三活塞下压机构复位，装环后的活塞被第三活塞定位盘弹起，周转机械手往复运动机构在驱动气缸的带动下将第五机械手移送到二道气环装配工位上方，第五机械手在上下运动气缸的带动下将活塞抓起，活塞固定闭合。

周转机械手往复运动机构在驱动气缸的带动下将第五机械手移送到二道气环检测工位上方，第五机械手在上下运动气缸的带动下将活塞放在二道气环检测工位的环检测窗口，环推出气缸将二道气环单侧推出环槽底，露出二道气环开口部位，采用视觉检测系统检测二道气环的装配反正和断裂等情况，周转机械手往复运动机构在驱动气缸下带动下将第六机械手移送到二道气环检测工位上方，第六机械手在上下运动气缸的带动下将活塞抓起。

周转机械手往复运动机构在驱动气缸的带动下将第六机械手移送到一道气环装配工位上方，一道气环装配工位中的气环导引机构上升，一道气环装配工位中的气环推出机构将一道气环从气环排列机构推出，将一道气环推到气环撑开机构上方，一道气环装配工位中的气环导引机构下降，一道气环落入气环撑开机构中，气环撑开机构在气缸的带动下将一道气环撑开，第六机械手在上下运动气缸的带动下将活塞放于一道气环装配工位的第三活塞定位盘上，第三活塞下压机构在气缸推动下沿凸轮槽作旋转压紧运动将活塞下压至限位点，一道气环装配工位中的气环撑开机构闭合将一道气环装入活塞环槽内，活塞固定打开，第三活塞下压机构复位，装环后的活塞被第三活塞定位盘弹起，周转机械手往复运动机构在驱动气缸的带动下将第七机械手移送到一道气环装配工位上方，第七机械手在上下运动气缸的带动下将活塞抓起，活塞固定闭合。

转机械手往复运动机构在驱动气缸的带动下将第七机械手移送到一道气环检测工位上方，第七机械手在上下运动气缸的带动下将活塞放在一道气环检测工位的环检测窗口，环推出气缸将一道气环单侧推出环槽底，露出一道气环开口部位，采用视觉检测系统检测一道气环的装配反正和断裂等情况，周转机械手往复运动机构在驱动气缸下带动下将第八机械手移送到一道气环检测工位上方，第八机械手在上下运动气缸的带动下将活塞抓起。

周转机械手往复运动机构在驱动气缸的带动下将第八机械手移送至活塞环全检工位上方，第八机械手在上下运动气缸的带动下将活塞放在活塞环全检定位盘上，伺服电机带动活塞环全检定位盘旋转一周，通过视觉检测相机对活塞环的一周进行检测，检测是否存在重叠、断裂、错装等情况，周转机械手往复运动机构在驱动气缸的带动下将第九机械手移送至活塞环全检工位上方，第九机械手在上下运动气缸的带动下将活塞抓起，周转机械手往复运动机构在驱动气缸的带动下将第九机械手移送到进给料道的下料顶升机构上方，第九机械手在上下运动气缸的带动下将活塞放在下料顶升机构托盘上，进给料道经传送带传送活塞，装环活塞传送到信息采集模块时，信息采集模块将活塞顶部二维码信息回传至工控机，工控机对活塞环装配状态和活塞信息进行分组处理，通过移送机构将不同信息的活塞送至对应的分组料道，进行分组下料。

以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，本发明提出了一种全自动活塞环柔性装配检测设备和一种全自动活塞环柔性装配检测方法，通过自动上料装置、环形上料料道、衬环装配工位机构、刮片装配工位机构、气环装配工位机构、气环检测工位机构、活塞环全检工位机构、进给料道、自动分组下料装置等的设置，实现了活塞自动上料，活塞环自动化装配检测，装环活塞的自动化分组下料等，大幅度提升了活塞环装配自动化水平，自动上料装置节省了人工上料环节，装环检测工位的实时监控保证了活塞装环质量，自动化分组下料实现活塞信息的一致性，整个全自动活塞环柔性装配检测设备实现了活塞环装配的无人化操作，节省了人力物力，大大提升装配效率。

在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。