CN101847817A - 一种电连接器自动装配方法及电连接器自动装配机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电连接器自动装配方法和电连接器自动装配机,该装配机在分度转盘的圆周方向至少布设有上料工位和下料工位,在下料工位之前设有插装工位,分度转盘上相应各工位对应设有对带孔零件进行夹持的夹具,在上料、插装和下料工位对应设有上料机械手、定位爪三轴插装机构和下料机械手;在插装工位或者插装工位之前的一个工位上设有影像检测系统的取像装置;取像装置获取被夹持带孔零件上的需要装配的插孔的图像信息后传送给影像检测系统的计算机处理系统,经处理得到的插孔孔位坐标数据传送给定位爪三轴插装机构。本发明实现了产品装配的柔性化生产,对具有多种孔位、不同孔位排列、不同外形的零件孔位自动识别并装配,自动化程度高。

Description

一种电连接器自动装配方法及电连接器自动装配机
技术领域
[0001] 本发明涉及一种自动装配方法和实施该方法的自动装配机,尤其是将一种零件装 入具有一个或者多个插孔的另一种零件的电连接器自动装配方法和实施该方法的电连接 器自动装配机。
背景技术
[0002] 电连接器是一种在具有一个或者多个插孔的绝缘体上装配有插针的组件,目前, 电连接器中插针的装配是由人工配合装配机完成的,在装配机工作前,需要将绝缘体上插 孔的孔位坐标由人工输入装配机,装配时再由人工将待装电连接器的绝缘体放在特定的夹 具上,对绝缘体插孔进行特定方向的定位,然后由装配机上的插装机构按照人工输入的坐 标移动完成取料和插装。这类装配机在使用时,只能按照机器内已经输入的坐标位置进行 装配,如果夹具上因更换不同的零件或者零件夹持方位改变等因素导致绝缘体插孔孔位发 生变化,则机器不能够自动进行相应的调整,从而无法完成装配,所以若要对插孔孔位不同 的电连接器进行装配,就必须要重新输入对应的孔位坐标。由此可见,现有的这类装配机的 自动化程度偏低,在使用时不灵活方便,生产效率偏低、生产成本偏高。
发明内容
[0003] 本发明的目的是提供一种电连接器自动装配方法,该方法能够自动完成对具有不 同位置插孔的组件的装配。本发明同时提供实施该方法的电连接器自动装配机。
[0004] 为实现上述目的,本发明的电连接器自动装配方法采用如下技术方案:一种电连 接器自动装配方法,该方法包括以下顺序的步骤:
1)、水平设置一分度转盘,沿分度转盘的圆周方向至少布设有上料工位和下料工位,在 下料工位之前设置有插装工位,分度转盘上相应各工位对应设有对带孔零件进行夹持的夹 具,在插装工位或者插装工位之前的一个工位上设有影像检测系统的取像装置;
(2)、在上料工位,由对应设置的上料机械手抓取带孔零件并移至分度转盘上的处于该 工位的夹具中,由夹具对带孔零件进行夹持;
(3)、由所述的取像装置对被夹持带孔零件的需要装配的插孔的图像信息进行采集,经 影像检测系统的计算机处理系统处理得到插孔的孔位坐标数据;
(4)、在插装工位,步骤(3)中的孔位坐标数据被对应设置的定位爪三轴插装机构接收 后,定位爪三轴插装机构取得待插零件,并根据坐标数据将待插零件插入由分度转盘转至 该工位的带孔零件的对应插孔中,得到组件;
(5)、步骤(4)中的组件随分度转盘转至下料工位,由对应设置的下料机械手将组件从 分度转盘上卸下。
[0005] 作为进一步的改进,在上料工位,采用上料输送带给上料机械手送料;在下料工 位,采用卸料输送带将下料机械手卸下的组件输送走。
[0006] 在插装工位,采用步进送料装置给定位爪三轴插装机构供待插零件。[0007] 在上料工位,采用光电检测装置检测上料输送带上有无带孔零件,控制上料机械 手执行上料或者等待。
[0008] 作为更进一步的改进,上料工位与插装工位之间具有影像检测工位,所述影像检 测系统的取像装置设置于影像检测工位,上料、影像检测、插装和下料工位沿分度转盘圆周 方向依次均勻布设。
[0009] 本发明的电连接器自动装配机采用如下技术方案:一种电连接器自动装配机,包 括水平设置的分度转盘,沿分度转盘的圆周方向至少布设有上料工位和下料工位,在下料 工位之前设置有插装工位,分度转盘上相应各工位对应设有对带孔零件进行夹持的夹具, 在上料、插装和下料工位对应设有上料机械手、将待插零件插入被夹持带孔零件插孔中的 定位爪三轴插装机构和下料机械手;在插装工位或者插装工位之前的一个工位上设有影像 检测系统的取像装置;取像装置获取被夹持带孔零件上的需要装配的插孔的图像信息后传 送给影像检测系统的计算机处理系统,经处理得到的插孔孔位坐标数据传送给定位爪三轴 插装机构。
[0010] 作为进一步的改进,上料工位与插装工位之间具有影像检测工位,所述影像检测 系统的取像装置设置于影像检测工位上,上料、影像检测、插装和下料工位沿分度转盘圆周 方向依次均勻布设。
[0011] 所述上、下料机械手的抓手沿分度转盘的径向方向伸缩上、下料;对应上料工位设 有上料输送带,上料输送带沿分度转盘上料工位的切向延伸布设;对应下料工位设有卸料 输送带,卸料输送带沿分度转盘下料工位的径向延伸布设。
[0012] 对应插装工位设有给定位爪三轴插装机构供待插零件的步进送料装置。
[0013] 对应上料工位还设有检测上料输送带上有无带孔零件的光电检测装置。
[0014] 本发明采用上、下料机械手自动上、下料,同时采用影像检测系统的取像装置对夹 持在分度转盘夹具上的带孔零件进行拍照,在获取插孔图像信息后由影像检测系统中的计 算机处理系统进行计算处理,筛选出需要装配的孔位,并最终将图像信息转换为二维坐标 数据、自动传送到定位爪三轴插装机构的三轴伺服系统,由三轴伺服系统完成自动取料、自 动将待插零件装入带孔零件的待装孔位,完成装配。由于采用影像检测系统自动识别孔位, 所以带孔零件在上料时在其圆周方向上不仅可以随机放置,而且不需要采用专用夹具按照 一定孔位对应关系对零件进行特定方向的定位,因而对于一定外形尺寸范围内不同孔位的 零件,不再需要一一制作特定的定位夹具,或者对于相同的零件在上料时也可以不认方向 随机放置,另外,也不再需要人工输入孔位坐标,在完成一次装配后,本次装配零件的孔位 坐标会自动清除,下一个零件的孔位坐标又会自动重新识别,如此这些对于提高生产率、降 低加工成本和增大设备的适用性都有积极的意义。
[0015] 本发明实现了产品装配的柔性化生产,可以对具有多种孔位、不同孔位排列、不同 外形的零件孔位进行自动识别、自动装配,自动化程度高,生产使用十分灵活方便。本发明 设置上、下料输送带和步进送料装置后,自动化程度进一步提高,在生产使用时,可以进一 步提高生产效率,降低生产成本。附图说明
[0016] 图1是本发明电连接器自动装配机的结构示意图; 图2是图1中分度转盘和夹具的结构示意图;
图3是图1中上料机械手的结构示意图; 图4是图1中取像装置的结构示意图; 图5是图1中定位爪三轴插装机构的结构示意图; 图6是图1中步进送料装置的结构示意图。
具体实施方式
[0017] 本发明提供的电连接器自动装配方法的优选实施例如下: 一种电连接器自动装配方法,包括以下顺序的步骤:
(1)、水平设置一分度转盘,沿分度转盘的圆周方向依次均布有上料工位、影像检测工 位、插装工位和下料工位,分度转盘上对应各工位依次设有对带孔零件进行夹持的夹具,在 影像检测工位上对应设有影像检测系统的取像装置;
(2)、上料:在上料工位,由对应设置的上料机械手抓取带孔零件并移至分度转盘上处 于该工位的夹具中,由夹具对带孔零件进行夹持;
(3)、采集图像信息获取孔位坐标数据:由所述的取像装置对随分度转盘旋转至该工位 的被夹持带孔零件的需要装配的插孔的图像信息进行采集,经影像检测系统的计算机处理 系统处理得到插孔的孔位坐标数据;
(4)、插装:在插装工位,步骤(3)中的孔位坐标数据被对应设置的定位爪三轴插装机 构接收后,定位爪三轴插装机构自动取得待插零件,并根据坐标数据将待插零件插入由分 度转盘转至该工位的带孔零件的对应插孔中,得到组件;
(5)、下料:步骤(4)中的组件随分度转盘转至下料工位,由对应设置的下料机械手将 组件从分度转盘上卸下。
[0018] 随分度转盘的旋转,转盘上的各夹具都重复上述步骤(2)- (5)的内容。
[0019] 为了进一步提高自动化程度,在上料工位,采用上料输送带给上料机械手送料,并 采用光电检测装置检测上料输送带上有无带孔零件,检测到有零件,则由上料机械手将零 件移送到分度转盘的夹具内,检测到没有零件,上料机械手就等待;在插装工位,采用步进 送料装置给定位爪三轴插装机构供待插零件;在下料工位,采用卸料输送带将下料机械手 卸下的组件输送走。
[0020] 本实施例中,由于置放在输送带上的带孔零件的插孔朝上,并且带孔零件也是以 插孔向上的方式被夹持在夹具上的,所以取像装置和定位爪三轴插装机构均设置在分度转 盘对应工位的上方位置。
[0021] 图1-图6所示为本发明的电连接器自动装配机,该装配机包括转动设置在基板2 上的分度转盘10 (见图2),该分度转盘由蜗杆凸轮分割器和刹车电机驱动装置进行定位, 沿分度转盘的圆周方向依次均布有上料工位、影像检测工位、插装工位和下料工位,分度转 盘10上对应各工位依次设有对带孔零件进行夹持的夹具3 ;相应上料、影像检测、插装和下 料工位设有上料机械手1、影像检测系统的取像装置9、将待插零件插入带孔零件插孔中的 定位爪三轴插装机构7和下料机械手4,所述取像装置9和定位爪三轴插装机构7分别位于对应工位上带孔零件插孔的延伸线上,本实施例中由于带孔零件是以插孔朝上的方式被夹 持在夹具中,所以上述的取像装置和定位爪三轴插装机构均设置在分度转盘的对应工位的 上方。取像装置在获取带孔零件上的需要装配的插孔的图像信息后传送给影像检测系统的 计算机处理系统,经处理得到的插孔孔位坐标数据传送给定位爪三轴插装机构。
[0022] 本实施例中,对应上料工位还设有上料输送带5和检测上料输送带上有无带孔零 件的光电检测装置,上料输送带5沿分度转盘上料工位的切向延伸布设;对应插装工位设 有给定位爪三轴插装机构供待插零件的步进送料装置11 ;对应下料工位设有卸料输送带 6,卸料输送带沿分度转盘下料工位的径向延伸布设。
[0023] 上述上料机械手1 (见图3)包括用于固定在基板2上的底座和设置在底座上可以 上下移动、水平伸缩的抓手,抓手沿分度转盘的径向方向伸缩移料。下料机械手4的结构与 上料机械手相同,其抓手同样沿分度转盘的径向方向伸缩移料。取像装置9 (见图4)包括 用于固定在基板2上的支架和设置在支架上的视觉系统、顶光源和调整部件。定位爪三轴 插装机构7 (见图5)包括三轴伺服系统和安装于该三轴伺服系统输出端的抓取部件。步进 送料装置11的结构见图6所示。
[0024] 下面结合附图描述本装配机在装配电连接器时的工作过程:
A、分度转盘0度工位:电连接器绝缘体20上料。人工将电连接器绝缘体以待装孔朝上 的方式放在上料输送带5上,传送电连接器绝缘体到上料机械手位,光电检测装置检测到 有零件,则由上料机械手将零件移送到分度转盘的夹具内,检测到没有零件,上料机械手就 等待。
[0025] B、分度转盘90度工位:影像检测。用来记忆电连接器绝缘体上孔的大小及相对夹 具的坐标位置,影像检测系统检测插孔位相对于机架的坐标,得出的坐标数据转换后传给 下一工位的定位爪三轴插装机构进行插装过程;
C、分度转盘180度工位:在电连接器绝缘体上装插针。由定位爪三轴插装机构中的三 轴伺服系统和抓取部件把插针从步进送料装置上取到后插入电连接器绝缘体。
[0026] D、分度转盘270度工位:下料。插装完成后的组件在该工位由下料机械手卸料到 卸料输送带上,由卸料输送带送出,再由人工取走。
[0027] 本实施例的装配机在工作过程中,其分度转盘每次旋转90°,由于转盘上安装了 四个夹具,所以,四个工位可同步执行相应的工序内容,通过分度转盘的连续旋转可以很方 便地实现连续的自动化生产。
[0028] 本实施例中,上料工位、影像检测工位、插装工位和下料工位是沿分度转盘的圆周 方向均布的,在实施时,还可以根据系统的时序相应设计各工位在圆周方向的位置;影像检 测工位还可以采用与上料工位或者插装工位复合的方式设置,即影像检测系统的取像装置 可以设置在上料工位,在上料完成后,直接拍照获取图像信息,然后分度转盘再旋转至插装 工位;或者取像装置设置在插装工位,当上料完成后,分度转盘转至插装工位后,先拍照获 取图像信息,经处理后得到坐标数据,本工位的定位爪三轴插装机构收到坐标数据后,再自 动抓取待插零件插入带孔零件的插孔中,完成装配。

Claims (10)

  1. 一种电连接器自动装配方法,其特征在于,该方法包括以下顺序的步骤:(1)、水平设置一分度转盘,沿分度转盘的圆周方向至少布设有上料工位和下料工位,在下料工位之前设置有插装工位,分度转盘上相应各工位对应设有对带孔零件进行夹持的夹具,在插装工位或者插装工位之前的一个工位上设有影像检测系统的取像装置;(2)、在上料工位,由对应设置的上料机械手抓取带孔零件并移至分度转盘上的处于该工位的夹具中,由夹具对带孔零件进行夹持;(3)、由所述的取像装置对被夹持带孔零件的需要装配的插孔的图像信息进行采集,经影像检测系统的计算机处理系统处理得到插孔的孔位坐标数据;(4)、在插装工位,步骤(3)中的孔位坐标数据被对应设置的定位爪三轴插装机构接收后,定位爪三轴插装机构取得待插零件,并根据坐标数据将待插零件插入由分度转盘转至该工位的带孔零件的对应插孔中,得到组件; (5)、步骤(4)中的组件随分度转盘转至下料工位,由对应设置的下料机械手将组件从分度转盘上卸下。
  2. 2.根据权利要求1所述的电连接器自动装配方法,其特征在于,在上料工位,采用上料 输送带给上料机械手送料;在下料工位,采用卸料输送带将下料机械手卸下的组件输送走。
  3. 3.根据权利要求2所述的电连接器自动装配方法,其特征在于,在插装工位,采用步进 送料装置给定位爪三轴插装机构供待插零件。
  4. 4.根据权利要求2或3所述的电连接器自动装配方法,其特征在于,在上料工位,采用 光电检测装置检测上料输送带上有无带孔零件,控制上料机械手执行上料或者等待。
  5. 5.根据权利要求1或2或3所述的电连接器自动装配方法,其特征在于,上料工位与插 装工位之间具有影像检测工位,所述影像检测系统的取像装置设置于影像检测工位,上料、 影像检测、插装和下料工位沿分度转盘圆周方向依次均勻布设。
  6. 6. 一种电连接器自动装配机,包括水平设置的分度转盘,其特征在于,沿分度转盘的圆 周方向至少布设有上料工位和下料工位,在下料工位之前设置有插装工位,分度转盘上相 应各工位对应设有对带孔零件进行夹持的夹具,在上料、插装和下料工位对应设有上料机 械手、将待插零件插入被夹持带孔零件插孔中的定位爪三轴插装机构和下料机械手;在插 装工位或者插装工位之前的一个工位上设有影像检测系统的取像装置;取像装置获取被夹 持带孔零件上的需要装配的插孔的图像信息后传送给影像检测系统的计算机处理系统,经 处理得到的插孔孔位坐标数据传送给定位爪三轴插装机构。
  7. 7.根据权利要求6所述的电连接器自动装配机,其特征在于,上料工位与插装工位之 间具有影像检测工位,所述影像检测系统的取像装置设置于影像检测工位上,上料、影像检 测、插装和下料工位沿分度转盘圆周方向依次均勻布设。
  8. 8.根据权利要求6或7所述的电连接器自动装配机,其特征在于,所述上、下料机械手 的抓手沿分度转盘的径向方向伸缩上、下料;对应上料工位设有上料输送带,上料输送带沿 分度转盘上料工位的切向延伸布设;对应下料工位设有卸料输送带,卸料输送带沿分度转 盘下料工位的径向延伸布设。
  9. 9.根据权利要求8所述的电连接器自动装配机,其特征在于,对应插装工位设有给定 位爪三轴插装机构供待插零件的步进送料装置。
  10. 10.根据权利要求8所述的电连接器自动装配机,其特征在于,对应上料工位还设有检测上料输送带上有无带孔零件的光电检测装置。
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