CN104275600B - 鼠标的电路模组取放装置 - Google Patents

Abstract

一种鼠标的电路模组取放装置，用以从鼠标的电路模组供应装置拾取包含电路板和电线的一电路模组，以及将取得的电路模组组装于鼠标的内部，包括：一基板、一主驱动器、一塑形夹具、一电路板拾取器和一电线夹取器；塑形夹具、电路板拾取器和电线夹取器安装于基板，主驱动器和基板连接用以带动基板移动至一运送高度和一取放高度，在取放高度的塑形夹具、电路板拾取器和电线夹取器可以进行电路模组的拾取和组装的操作，其中的塑形夹具更可以将电线的一段内置电线塑形成和鼠标内部的布线路径一致的形状，以及将塑形完成的内置电线准确地组装于鼠标内部预定的布线路径。

Description

鼠标的电路模组取放装置

技术领域

本发明涉及一种自动化组装设备，特别是一种鼠标的电路模组取放装置，用以从鼠标的电路模组供应装置拾取包含一电路板和一电线的一电路模组，以及将取得的电路模组组装于鼠标的内部。

背景技术

已知的自动化组装设备，通常包含多个沿着产品组装动线配置的自动组装工作站，以及可以沿着产品组装动线移动用以承载产品的载具，利用这些自动组装工作站分别将不同的产品零部件依序地在经过的载具上进行产品的自动组装，为了具备弹性制造系统(Flexible Manufacturing System，FMS)的能力以适用于不同型式的产品的自动化组装，常见的一种方法是通过电脑化的工业控制系统以及机械手臂或自动组装机器人的组合，进而实现可以对不同型式的产品进行自动化组装，由于机械手臂或是自动组装机器人通常具备了多关节或是多自由度的活动能力(例如多轴机器人)，因此在更换产品型态时，不需要更换自动组装工作站，就能通过更新的控制程序控制机械手臂或自动组装机器人进行新产品的自动组装，但是这种自动组装设备的成本仍然偏高。

以个人电脑(PC)使用的鼠标为例，由于鼠标的品牌及型式众多，大部份的鼠标零部件也没有统一的规格及尺寸，各家厂商所设计的鼠标外形及各个鼠标零部件的组装方式或结构特征也不完全相同，所以在目前鼠标的生产过程中的最终零部件组装步骤，仍然以人工为主要的组装方式，人工组装的生产方式除了需要雇用大量的人工，产能亦受到人力数量的限制，增加人力虽能提高产能，相对的也会增加生产的成本，相对于其他高单价的电子产品而言，鼠标的单价相对甚低，对于生产成本不易降低而且产能难以提高的鼠标生产厂商而言，如何利用自动化组装设备自动地组装鼠标，进而降低生产成本以及提高产能一直是业界努力的目标之一。

实务上，在实现鼠标自动化组装时所要克服的技术问题之一，包括电路模组的自动组装，其中一项困难之处在于电路模组中的电线具有相当的长度而且没有固定的形状，内置电线(位在鼠标内部的一段电线称为内置电线)通常不是以最短的直线型式穿出鼠标外壳，内置电线通常以不规则的布线路径安装在鼠标内部，如何将内置电线准确地组装于鼠标内部的布线路径，并且能灵活地适用于不同型式的鼠标，乃是首要面对的问题之一；另一方面，外露在鼠标外部的电线(下文称为外置电线)因为具有相当的长度，特别是在鼠标的自动化组装的过程中，从鼠标的电路模组供应装置拾取电路模组，以及将取得的电路模组移动至鼠标的组装位置，都使得外置电线的整理、移动与固定问题显得较为困难；因此针对具有不同的布线路径的电路模组而言，如何使自动组装设备中的电路模组取放装置准确的拾取电路板及电线，进而将电路板和电线准确地组装于鼠标内部预定的位置，为实现鼠标自动化组装要克服的问题之一。

发明内容

本发明的目的之一在提出一种鼠标的电路模组取放装置，用以从鼠标的电路模组供应装置拾取包含一电路板和一电线的电路模组，以及将取得的电路模组组装于鼠标的内部。

为达上述目的，本发明的鼠标的电路模组取放装置，用以拾取一电路模组，以及将取得的该电路模组组装于鼠标的内部，该电路模组包含一电路板、一电线和电连接于该电线的一端的一电连接器，且该电连接器常态可被一活动夹头夹住，所述的鼠标的电路模组取放装置包括：

一塑形夹具，包含：一固定夹板、一活动夹板、一压线板、一第一驱动器和一第二驱动器，该固定夹板具有一第一塑形面、该活动夹板具有一第二塑形面和该第一塑形面匹配，该第一驱动器和该活动夹板连接用以带动该活动夹板移动至一塑形位置和一释放位置，在该塑形位置的该第一塑形面和该第二塑形面一起夹住该电线的一部份，用以将该电线塑形成和鼠标内部的一布线路径一致的形状，该第二驱动器和该压线板连接用以带动该压线板在该第一塑形面和该第二塑形面之间移动，用以将被夹在该第一塑形面和该第二塑形面之间的该电线推动至鼠标内部预定的该布线路径；

一电路板拾取器，包含：一第三驱动器和一负压吸取器，该负压吸取器具有一吸盘，该负压吸取器连接一负压产生器，该第三驱动器带动该负压吸取器移动至不与该电路板接触的一待命位置以及与该电路板接触的一吸取位置，利用该负压吸取器在该吸取位置拾取或释放电路板；以及

一电线夹取器，包括：一机架、一第四驱动器、一电线夹爪、一第五驱动器、一推顶器、一第六驱动器、一连接器夹头和一第七驱动器，该第四驱动器与该机架连接，该第四驱动器带动该机架移动至一常态位置和一工作位置，该第五驱动器安装于该机架，该电线夹爪与该第五驱动器连接，该第五驱动器带动该电线夹爪用于夹取或释放该电线的另一部份，该第六驱动器安装于该机架，该推顶器与该第六驱动器连接，该第六驱动器带动该推顶器移动至一作用位置和一不作用位置，该推顶器常态位于该不作用位置，该推顶器移至该作用位置连动该活动夹头释放该电连接器，该第七驱动器安装于该机架，该连接器夹头与该第七驱动器连接，该第七驱动器带动该连接器夹头动作用于夹取或释放该电连接器。

其中，包括一基板和一主驱动器，该塑形夹具、该电路板拾取器和该电线夹取器安装于该基板，该主驱动器和该基板连接用以带动该基板移动至一运送高度和一取放高度。

其中，包括一基座，该固定夹板可拆装地装设于该基座，该基座安装于该基板，活动夹板以可拆装的方式和该第一驱动器连接。

其中，该固定夹板可利用一螺栓装设于该基座，该活动夹板利用一螺栓和该第一驱动器连接。

其中，该负压吸取器具有采三角形分布的三个吸盘用于吸取和释放该电路板。

其中，该电线夹取器的该第四驱动器装设于该基板。

其中，该第一驱动器、该第二驱动器、该第三驱动器、该第四驱动器、该第五驱动器、该第六驱动器和该第七驱动器可以是双动气压缸和导螺杆机构其中的任一种。

本发明的有益效果在于，其可以从鼠标的电路模组供应装置拾取包含一电路板和一电线的电路模组，以及将取得的电路模组组装于鼠标的内部。

本发明鼠标的电路模组取放装置的一实施例构造包括：一塑形夹具、一电路板拾取器和一电线夹取器；塑形夹具可以将所述电线的一段内置电线塑形成和鼠标内部的布线路径一致的形状，以及将塑形完成的内置电线组装于鼠标内部预定的布线路径；电路板拾取器用于拾取电路模组的电路板以及将电路板组装于鼠标内部的预定位置；电线夹取器用于拾取电路模组的电线及其电连接器，以及将取得的电线及其电连接器置放于鼠标的组装位置处的预定位置。

在本发明的一方面，包括一基板和一主驱动器，塑形夹具、电路板拾取器和电线夹取器安装于基板，主驱动器和基板连接用以带动基板移动至一运送高度和一取放高度，以利本发明鼠标的电路模组取放装置能在电路模组供应装置和鼠标的组装位置之间往复移动，以及分别在电路模组供应装置和鼠标的组装位置进行电路模组的拾取和组装作业。

在本发明的一实施例，塑形夹具包含：一基座、一固定夹板、一活动夹板、一压线板、一第一驱动器和一第二驱动器；其中固定夹板具有一第一塑形面、活动夹板具有一第二塑形面和第一塑形面匹配，第一塑形面和第二塑形面可以一起夹住电线的一段内置电线，用以将内置电线塑形成和鼠标内部的布线路径一致的形状。

在本发明的一实施例，塑形夹具的固定夹板和活动夹板为可更换的设计，可以灵活地更换用于塑造不同形状的内置电线，以适用于不同型式的鼠标的自动组装作业。

有关本发明的具体实施方式及其技术特点和功效，下文将配合图式说明如下。

附图说明

图1，为本发明鼠标的电路模组取放装置的一实施例的构造分解图。

图2，为图1的实施例的另一视角构造图，显示电路板拾取器的构造。

图3，为图2的实施例构造的动作示意图，显示负压吸取器移动至吸取位置的情形。

图4，为图1的实施例的另一视角构造图，显示塑形夹具的构造分解图。

图5，为图4的实施例的构造组合图，显示塑形夹具的活动夹板在常态时的释放位置。

图6，为图4的实施例构造的动作示意图，显示塑形夹具的活动夹板移动至塑形位置的情形。

图7，为图4的实施例构造的动作示意图，显示塑形夹具夹住内置电线时，压线板移至压线位置的情形。

图8，为本发明的使用示意图之一，显示鼠标的电路模组供应装置以及公板治具的一种实施例构造。

图9A～图9D，为本发明的使用示意图之一，显示电线夹取器在鼠标的组装位置取放电线及其电连接器的动作。

图10A～图10C，为本发明的使用示意图之一，显示塑形夹具将内置电线塑形成和鼠标内部的布线路径一致的形状，以及将内置电线组装于布线路径的连续动作。

图11，为本发明的另一实施例构造图，其中包含一移动机构用以带动电路模组取放装置在电路模组供应装置和鼠标的组装位置之间往复移动。

具体实施方式

为了实现连续自动化组装的目的，待组装的电路模组预置于电路模组供应装置的一电路模组载具A(见图8)，电路模组包含一电路板C1、电线以及连接于电线一端的电连接器C4(例如USB连接器)，电路板C1、已整理好的电线及其电连接器C4皆被电路模组载具A固定在预定的位置，鼠标的组装位置通常设有一可移动的组装平台，组装平台可能设置有一公板治具B用以在自动组装过程中承载并固定鼠标零部件，组装平台能沿着一预定的移动路径移经数个自动组装工作站进行不同的鼠标零部件的组装，进而完成鼠标的自动化组装。图8绘示了电路模组载具A和公板治具B的一种可能的构造，惟此构造是用以辅助说明本发明的技术内容，并非用以限制本发明鼠标的电路模组取放装置的适用范围，针对其他可能不同的电路模组载具A和公板治具B，熟悉此技术领域者在了解本发明的技术内容及功能应能轻易的据以进行置换而实现相同的功效，惟此种置换仍应属于本发明的技术范畴。

电路模组载具A用于承载电路模组的电路板C1及电线(见图5)，电线包含预定组装于鼠标内部的一段内置电线C2(见图10C)，和外露在鼠标外部的一段外置电线C3，其中内置电线C2一端电连接于电路板C1，内置电线C2在鼠标的内部被安装于不规则形状的一布线路径L(在本发明的一实施例，电路板C1及内置电线C2被组装于鼠标底座90的内部)，电线穿出鼠标底座90的部份即为所述外置电线C3，外置电线C3的一端通常具有一电连接器C4(例如USB插头)；一般而言，电路模组载具A和公板治具B的构造类似，电路模组载具A和公板治具B皆具有一种活动夹头C5用以夹住电连接器，外置电线C3被置放于一种夹线座C6，其中位于电路模组载具A的内置电线C2及电路板C1被暂时固定在一预定的位置，等待由本发明鼠标的电路模组取放装置中的塑形夹具、电路板拾取器和电线夹取器拾取。

请结合参阅图1、图2及图4，为本发明鼠标的电路模组取放装置的一实施例的构造分解图，电路板拾取器的构造图以及塑形夹具的构造分解图；本发明鼠标的电路模组取放装置的一实施例构造包括：一塑形夹具、一电路板拾取器和一电线夹取器。在本发明的另一实施例还包括：一基板10和一主驱动器11(见图11)，塑形夹具、电路板拾取器和电线夹取器安装于基板10，主驱动器11和基板10连接用以带动基板10移动至一运送高度和一取放高度，如图11所示，在本发明的另一实施例还包括一移动机构，移动机构用以带动本发明鼠标的电路模组取放装置能在电路模组供应装置和鼠标的组装位置之间往复移动，以及分别在电路模组供应装置和鼠标的组装位置进行电路模组的拾取和组装作业。本发明鼠标的电路模组取放装置在电路模组供应装置和鼠标的组装位置之间往复移动的过程中，基板位于运送高度(见图9A)；另一方面，当本发明鼠标的电路模组取放装置移动至电路模组供应装置和鼠标的组装位置其中任一者处，进行电路模组的拾取和组装操作时，基板将会降低至取放高度时(见图9B)，进而利用塑形夹具、电路板拾取器和电线夹取器进行电路模组的拾取和组装的操作，在后续的说明中将会以本发明鼠标的电路模组取放装置移动至鼠标的组装位置进行组装作业的情形，详细说明其动作。

为了便于说明，图11的观测点位于移动机构及鼠标的电路模组取放机构的底部，在本发明的一实施例，移动机构为一种精密滑台，包括二互相平行的X轴滑台51a、51b和一滑车52，主驱动器11装设于滑车52，滑车52的两端跨设于平行的X轴滑台51a和X轴滑台51b，滑车52由X轴滑台51a和X轴滑台51b带动沿着X轴方向在电路模组供应装置和鼠标的组装位置之间往复移动，进而利用本发明鼠标的电路模组取放装置的塑形夹具、电路板拾取器和电线夹取器从电路模组供应装置拾取电路模组，再将电路模组移动至鼠标的组装位置进行组装。

塑形夹具用以将内置电线塑形成和鼠标内部的布线路径一致的形状(见图10C)，以及将塑形完成的内置电线组装于鼠标内部预定的布线路径；请结合参阅图4～图7，塑形夹具包含：一基座21、一固定夹板22、一活动夹板23、一压线板24、一第一驱动器25和一第二驱动器26，在本发明的一实施例，第一驱动器25和第二驱动器26可以是双动气压缸和导螺杆机构其中的任一种；固定夹板22装设于基座21，基座21安装于基板10，固定夹板22具有一第一塑形面221、活动夹板23具有一第二塑形面231和第一塑形面221匹配，第一驱动器25安装于基板10，第一驱动器25和活动夹板23连接用以带动活动夹板23移动至一塑形位置和一释放位置，在塑形位置的第一塑形面221和第二塑形面231一起夹住鼠标的内置电线C2(见图6及图10B)，用以将内置电线C2塑形成和鼠标内部的布线路径L一致的形状；其中一种实施方式固定夹板22以可拆装的方式装设于基座21(例如利用螺栓27或其他等效的元件将固定夹板22装设于基座21)，活动夹板23也以可拆装的方式和第一驱动器25连接，因此可以灵活地更换用于塑造不同形状的内置电线C2，以适用于不同型式的鼠标的自动组装作业。

第二驱动器26安装于基板10，第二驱动器26和压线板24连接用以带动压线板24在第一塑形面221和第二塑形面231之间移动，用以将被夹在第一塑形面221和第二塑形面231之间的内置电线C2推动至鼠标内部预定的布线路径L(见图7及图10C)，在本发明的一实施例，压线板24长态贴靠于固定夹板22的第一塑形面221并且位于一不作用位置(见图5)，塑形夹具移动至电路模组供应装置的电路模组载具A时，固定夹板22和活动夹板23分别位于待塑形的内置电线C2的两侧(见图10A)，接着活动夹板23朝向固定夹板22的方向移动至塑形位置并夹住内置电线C2，将内置电线C2塑形成和鼠标内部的布线路径L一致的形状(见图10B)，被塑形夹具夹住的内置电线C2随同塑形夹具及基板10上升至运送高度然后被移动至鼠标的组装位置，第二驱动器26即带动压线板24移动至一压线位置(见图7及图10C)，用以将被夹住并且塑形的内置电线C2推入鼠标内部预定的布线路径L，进而完成电路模组的内置电线C2的组装。

电路板拾取器，用以将电路模组的电路板C1组装于鼠标内部的预定位置(在本发明的一实施例，电路板C1被组装于鼠标底座90)(见图10C)；请结合参阅图2及图3，电路板拾取器的一种实施例构造包含：一第三驱动器31和一负压吸取器32，第三驱动器31用以带动负压吸取器32移动至不与电路板接触的一待命位置(见图2)以及可与电路板接触的一吸取位置(见图3)，在本发明的一实施例，第三驱动器31可以是双动气压缸和导螺杆机构其中的任一种，负压吸取器32可连接一负压产生器(例如利用压缩空气产生负压的装置)，通过控制负压的方式利用负压吸取器32在吸取位置拾取或释放电路板C1，在本发明的一实施例，负压吸取器32为一种真空吸爪，负压吸取器32具采三角形分布的三个吸盘33用于吸取和释放电路板C1，利用三点吸取电路板C1可以具有较稳定的效果。

电线夹取器用以取放电路模组的电线中的一段外置电线C3及其电连接器C4，如图1所示，电线夹取器的一种实施例构造包含：一机架41，一第四驱动器42、一电线夹爪43、一第五驱动器44、一推顶器45、一第六驱动器46、一连接器夹头47和一第七驱动器48；第四驱动器42装设于基板10，机架41与第四驱动器42连接，第四驱动器42带动机架41移动至一常态位置和一工作位置，当前述基板10移动至取放高度之初，机架41位于常态位置(见图9A)，第五驱动器44安装于机架41，电线夹爪43与第五驱动器44连接，第五驱动器44可以带动电线夹爪43动作用于夹取或释放外置电线C3；第六驱动器46安装于机架41，推顶器45与第六驱动器46连接，第六驱动器46可以带动推顶器45移动至一作用位置和一不作用位置，推顶器45常态位于不作用位置(见图9A)，第七驱动器48安装于机架41，连接器夹头47与第七驱动器48连接，第七驱动器48可以带动连接器夹头47动作用于夹取或释放电连接器C4，其中推顶器45和第六驱动器46的功能用以释放电连接器C4的活动夹头C5，以便连接器夹头47对电连接器C4进行取放的操作；在本发明的一实施例，其中的第四驱动器42、第五驱动器44、第六驱动器46和第七驱动器48可以是双动气压缸和导螺杆机构其中的任一种。

请结合参阅图9A～图9D，下文将以电线夹取器在公板治具B取放电线及其电连接器C4为例子说明电线夹取器的动作，在公板治具B进行电路模组的组装过程中，关于将电路板C1和内置电线C2装设于鼠标底座90的情形已于前文中说明，至于电路模组的外置电线C3和电连接器C4则会通过电线夹取器组装于公板治具B；图9A绘示电线夹取器在电路模组载具A拾取电路板C1、电线及其电连接器C4之后，基板10和电线夹取器首先会在运送高度移动至公板治具B，接着基板10和电线夹取器会下降至取放高度(见图9B)，令推顶器45与活动夹头C5接触，第六驱动器46带动推顶器45移动至作用位置(见图9C)同时将活动夹头C5推移至释放电连接器C4的位置，然后第四驱动器42带动机架41向下移动至工作位置(见图9D)，最后由第七驱动器48带动连接器夹头47将电连接器C4置入公板治具B的预定位置，在此同时第五驱动器44带动电线夹爪43将外置电线C3放置于夹线座C6；另一方面，当电线夹取器移动至电路模组载具A拾取电路模组之时，也是利用推顶器45推开电路模组载具A的活动夹头C5，进而在活动夹头C5释放电连接器C4之后才以连接器夹头47夹取电连接器C4，以及利用电线夹爪43夹取外置电线C3。

以上所述的实施例及/或实施方式，仅是用以说明实现本发明技术的较佳实施例及/或实施方式，并非对本发明技术的实施方式作任何形式上的限制，任何熟习相像技术，在不脱离本发明内容所揭露的技术手段的范围，当可作些许的更动或修饰为其他等效的实施例，但仍应视为与本发明实质相同的技术或实施例。

Claims (7)

1.一种鼠标的电路模组取放装置，用以拾取一电路模组，以及将取得的该电路模组组装于鼠标的内部，该电路模组包含一电路板、一电线和电连接于该电线的一端的一电连接器，且该电连接器常态可被一活动夹头夹住，其特征在于，包括：

一塑形夹具，包含：一固定夹板、一活动夹板、一压线板、一第一驱动器和一第二驱动器，该固定夹板具有一第一塑形面、该活动夹板具有一第二塑形面和该第一塑形面匹配，该第一驱动器和该活动夹板连接用以带动该活动夹板移动至一塑形位置和一释放位置，在该塑形位置的该第一塑形面和该第二塑形面一起夹住该电线的一部分，用以将该电线的一部分塑形成和鼠标内部的一布线路径一致的形状，该第二驱动器和该压线板连接用以带动该压线板在该第一塑形面和该第二塑形面之间移动，用以将被夹在该第一塑形面和该第二塑形面之间的该电线的一部分推动至鼠标内部预定的该布线路径；

一电路板拾取器，包含：一第三驱动器和一负压吸取器，该负压吸取器具有一吸盘，该负压吸取器连接一负压产生器，该第三驱动器带动该负压吸取器移动至不与该电路板接触的一待命位置以及与该电路板接触的一吸取位置，利用该负压吸取器在该吸取位置拾取或释放电路板；以及一电线夹取器，包括：一机架、一第四驱动器、一电线夹爪、一第五驱动器、一推顶器、一第六驱动器、一连接器夹头和一第七驱动器，该第四驱动器与该机架连接，该第四驱动器带动该机架移动至一常态位置和一工作位置，该第五驱动器安装于该机架，该电线夹爪与该第五驱动器连接，该第五驱动器带动该电线夹爪用于夹取或释放该电线的另一部份，该第六驱动器安装于该机架，该推顶器与该第六驱动器连接，该第六驱动器带动该推顶器移动至一作用位置和一不作用位置，该推顶器常态位于该不作用位置，该推顶器移至该作用位置连动该活动夹头释放该电连接器，该第七驱动器安装于该机架，该连接器夹头与该第七驱动器连接，该第七驱动器带动该连接器夹头动作用于夹取或释放该电连接器。

2.如权利要求1所述鼠标的电路模组取放装置，其特征在于，包括一基板和一主驱动器，该塑形夹具、该电路板拾取器和该电线夹取器安装于该基板，该主驱动器和该基板连接用以带动该基板移动至一运送高度和一取放高度。

3.如权利要求2所述鼠标的电路模组取放装置，其特征在于，包括一基座，该固定夹板可拆装地装设于该基座，该基座安装于该基板，活动夹板以可拆装的方式和该第一驱动器连接。

4.如权利要求3所述鼠标的电路模组取放装置，其特征在于，该固定夹板利用一螺栓装设于该基座，该活动夹板利用一螺栓和该第一驱动器连接。

5.如权利要求1所述鼠标的电路模组取放装置，其特征在于，该负压吸取器具有呈三角形分布的三个吸盘，三个吸盘用于吸取和释放该电路板。

6.如权利要求2所述鼠标的电路模组取放装置，其特征在于，该电线夹取器的该第四驱动器装设于该基板。

7.如权利要求1所述鼠标的电路模组取放装置，其特征在于，该第一驱动器、该第二驱动器、该第三驱动器、该第四驱动器、该第五驱动器、该第六驱动器和该第七驱动器是双动气压缸和导螺杆机构其中的任一种。