CN104716548B - 自动化组装设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动化组装设备，用以将探针组装至塑胶本体上形成探针式连接器，其包括一工作平台、一控制组件、一转盘、送料装置、加压机构及收料机构，所述转盘将探针旋转至送料装置位置处供预组装，所述加压机构将探针进一步组装至最终位置形成探针式连接器，所述收料机构将组装完成后的探针式连接器收纳于包装箱内，本发明自动化组装设备各零件配合巧妙，合理简单，操作简便，自动化的组装效率高。

Description

自动化组装设备

技术领域

本发明涉及一种自动化组装设备，尤其涉及一种用来将探针组装至塑胶本体上的自动化组装设备。

背景技术

探针式连接器（Pogo Pin）是一种细小、微型、精密连接器，广泛应用于手机、平板电脑、智能手表等微型、小型电子产品中，解决无法用弹片或其他连接器难以完成的连接用途。探针式连接器在使用过程中性能稳定、接触性能高、连接用途广泛，是连接器首先产品之一。探针式连接器一般包含一塑胶本体及组装在塑胶本体内的数支探针，探针一般由针头、弹簧及针管组成，针头用以与对接连接器接触，弹簧收容于针管内并抵压在针头上，使针头在插接过程中可以弹性移动。由于探针式连接器的特殊结构及尺寸，使得探针式连接器批量加工组装的工艺较为复杂，在加工效率和加工成本之间往往难以两者兼得。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种自动化组装效率高的自动化组装设备。

为实现前述目的，本发明采用如下技术方案：一种自动化组装设备，用以将探针组装至塑胶本体上形成探针式连接器，其包括工作平台、控制组件、转盘、送料装置、加压机构及收料机构，所述控制组件设有操作面板及若干控制按钮，所述转盘上沿圆周方向按间隔距离设有四个定位夹具，用以定位塑胶本体，所述自动化组装设备还设有驱动转盘顺时针旋转的第一马达以及一第二马达，所述送料装置设有一第二气缸、位于第二气缸右端的一对夹持臂及驱动第二气缸与夹持臂左右移动的一第三气缸，所述第二气缸能够驱动夹持臂张开与合拢而夹住与松开探针，所述第三气缸能够驱动第二气缸与夹持臂向右移动而将探针预装于塑胶本体内，所述送料装置还包括一顶出机构及在第二马达驱动下能够上下移动的一送料机构，所述顶出机构包括直立柱及枢接在直立柱顶端的一扁平形推杆，所述送料机构包括堆叠在一起的上、下收容盘，所述上收容盘设有上下贯穿的一上收容孔，所述下收容盘设有与上收容孔贯通的下收容孔及自下收容孔向下贯穿的穿孔，所述上、下收容孔用以收容待组装的探针，所述推杆穿设于穿孔内而低于下收容孔，所述推杆在送料机构向下移动过程中逐渐将探针向上顶出送料机构以供夹持臂夹住，所述加压机构包括一第五气缸及设置在第五气缸前端的一加压杆，所述第五气缸能够驱动加压杆向前移动并抵压探针，促使探针组装至塑胶本体的最终位置，所述收料机构与送料装置位于转盘的左右两侧，所述收料机构设有前后间隔开的一对抓取臂、驱动抓取臂上下移动的第六气缸、驱动抓取臂张开与合拢的一第七气缸、驱动抓取臂、第六、第七气缸共同左右移动的一第八气缸及将探针式连接器滑入至包装箱的滑槽，所述滑槽位于抓取臂下方。

本发明自动化组装设备各各零件配合巧妙，合理简单，操作简便，自动化的组装效率高，另外，透过第一气缸驱动修正臂夹持探针，修正了探针在左右方向上的位置，CCD检测机构将探针实时位置反馈给控制组件，控制组件驱动第三马达进行探针的方向修正，保证各探针位置的精确性与一致性，最终提高探针式连接器的合格率，降低不良率，降低生产成本。

附图说明

图1为探针式连接器组装之前的示意图。

图2为本发明自动化组装设备的立体示意图。

图3为本发明自动化组装设备的立体示意图，未显示按压机构、加压机构及收料机构。

图4为图3另一角度的立体示意图。

图5为本发明自动化组装设备送料装置的送料机构的立体示意图。

图6为送料机构4的立体分解示意图。

图7为图6椭圆形线圈内的放大图。

图8为本发明自动化组装设备的下收容盘的立体图。

图9为本发明自动化组装设备按压机构、加压机构及转盘相配合的立体示意图。

具体实施方式

请参阅图1至图9所示，本发明自动化组装设备100用以将探针201逐一组装于塑胶本体202上，塑胶本体202上设有固定探针201的通孔203。自动化组装设备100包括一工作平台10、一控制组件20、转盘30、送料装置40、CCD检测机构50、按压机构60、加压机构70及收料机构80。

控制组件20内设有PLC控制系统，控制组件20设有操作面板21及若干控制按钮22，使用者可以透过操作面板21管理PLC控制系统，控制按钮22控制自动化组装设备100的运行。

转盘30上沿圆周方向按间隔距离设有四个定位夹具31，用以定位塑胶本体202，定位夹具31位于转盘30的外边缘。自动化组装设备100设有位于工作平台10下方的一第一马达32，用以驱动转盘30以一预定转速沿顺时针旋转。

送料装置40包括一支架41、一第二马达422、一第三马达423、一滑动板43、第一气缸441、第二气缸442、第三气缸443、顶出机构45及送料机构46。第一、第二气缸441、442分别为夹爪气缸。

支架41固定在工作平台10上，其具有固定在一起的一直立板411、一水平板412、一侧板413及一底板414，水平板412位于底板414上方，侧板413位于水平板412的左侧，底板414固定在工作平台10上，以将支架41固定在工作平台10。

第一气缸441固定在直立板411上，第一气缸441下方连接有左右对齐的一对修正臂4411，修正臂4411在第一气缸441的驱动下能够左右张开及合拢，用以递推探针201左右移动，修正探针201在左右方向上的精确位置，保证各探针201在左右方向上的位置一致性，沿左右方向观察，修正臂4411为L形，第二气缸442固定在一水平定位板4421上，该定位板4421与水平板412之间设有水平滑轨4422，使得第二气缸442能够相对水平板412左右移动，定位板4421左端固定有一L形连接板4423。第二气缸442右端连接有水平放置的一对夹持臂4424，该对夹持臂4424可以前后合拢以夹持探针201与张开以松开探针201。

第三气缸443固定在直立板411上并位于第二气缸442后方，第三气缸443设有与连接板4423相连的连接杆4431，在第三气缸443的驱动下，连接杆4431带动连接板4423左右移动。

滑动板43与直立板411之间设有上下移动的竖直滑轨415，使滑动板43在第二马达422的驱动下可以上下移动，第二马达422向下凸伸出工作平台10。

顶出机构45包括直立柱451及枢接在直立柱451顶端的一扁平形推杆452，直立柱451的底端与支架41的底板414固定在一起。推杆452具有向上凸出的顶出部453及位于顶出部453左右两侧并左右对称的缺口454。顶出部453在左右方向上的宽度小于探针201的长度。顶出部453顶面设有左右贯穿的一弧形凹槽455，用以收容探针201，在初始位置时，顶出部453位于穿孔4663的深度为探针201直径的1.5倍。

送料机构46包括一水平固定板461、一固定块462、左右间隔开的一对定滑轮463、一皮带464、一上收容盘465、一下收容盘466及一套环467。

固定块462包括位于固定板461下方的一底壁4621、前后相对的两侧壁4622及形成在底壁4621与两侧壁4622之间的一收容空间4623，底壁4621设有上下贯穿的圆孔4624。两侧壁4622的顶端固定在固定板461底面。

皮带464张紧在该对定滑轮463上，其中一定滑轮463收容于收容空间4623内，第三马达423与定滑轮463之间设有一旋转杆4231，使第三马达423透过旋转杆4231带动其中一定滑轮463旋转，再通过皮带464带动另一定滑轮463一起旋转，另一定滑轮463套设在下收容盘466上，使下收容盘466能够跟随定滑轮463共同旋转。

上收容盘465与下收容盘466堆叠在一起，上收容盘465为圆形，设有上下贯穿的一上收容孔4651，上收容孔4651为矩形。

下收容盘466为一钉子形，其包括一扩大部4661及自扩大部4661中央向下凸伸的一缩小部4662，扩大部4661与缩小部4662分别为圆柱形，固定板461设有供缩小部4662向下穿过的旋转孔4611，扩大部4661顶面设有与上收容孔4651贯通的下收容孔4660。

下收容孔4660包括自下收容盘466顶面向下延伸的一对第一倾斜面4664、自每一倾斜面4664向下延伸的一对竖直面4665及自顶面向下延伸的一对第二倾斜面4666，第一倾斜面4664、竖直面4665、第二倾斜面4666有经过镜面抛光，可以避免刮伤探针201。

第一、第二倾斜面4664、4666向下呈靠拢的趋势延伸而成，第一倾斜面4664左右间隔开并相互对称，第二倾斜面4666前后间隔开并相互对称，竖直面4665与第二倾斜面4666向下延伸至穿孔4663，穿孔4663介于竖直面与第二倾斜面4666之间，两竖直面4665的间距与探针201的长度基本相同，第二倾斜面4666连接在该第一倾斜面4664之间及该对竖直面4665之间。

穿孔4663上下贯穿缩小部4662，推杆452收容于穿孔4663并上下移动。穿孔4663在左右方向上的长度与竖直面的4665间距基本相同。

套环467套设在上收容盘465与下收容盘466外侧，三者固定在一起。

CCD检测机构50固定在支架41的直立板411上，还位于送料机构46的上方，用来对探针201进行拍照，将探针201的实时位置信息发送给控制组件20的PLC控制系统，PLC控制系统再驱动第三马达423旋转，修正探针201的方向，使得探针201与塑胶本体202上的通孔203精准对齐，进一步保证各探针201的位置精确性与统一性。

按压机构60设置在转盘30的上方，其设有一第四气缸61及设置在第四气缸61底端的按压杆62，按压杆62在第四气缸61的驱动下，能够向下移动而按压在塑胶本体202上。

加压机构70设置在转盘30的后方，其包括一第五气缸71及设置在第五气缸71前端的一加压杆72，加压杆72在第五气缸71的驱动下前后移动抵压探针201，促使探针201组装至塑胶本体202的最终位置，完成探针201的最终组装。

收料机构80与送料装置40左右相对设置，其设有前后间隔开的一对抓取臂81、驱动抓取臂81上下移动的第六气缸82、驱动抓取臂81张开与合拢的一第七气缸83、驱动抓取臂81、第六、第七气缸82、83左右移动的第八气缸84及将探针式连接器200滑入至包装箱（未图示）的滑槽75。

本发明自动化组装设备100运行时，按如下步骤循环进行：

(1). 将待组装的探针201放置于送料机构46的上、下收容孔4651、4660内。

(2). 将加工好的塑胶本体202放置于转盘30的其中一定位夹具31内进行定位。

(3). 转盘30转动，定位夹具31将塑胶本体202载至送料机构46位置处。

(4). 第二马达422驱动第三马达423、第二气缸442、第三气缸443及送料机构46等向下移动，由于顶出机构45静止不动，在送料机构46向下移动过程中，顶出机构45的推杆452逐渐将一探针201向上顶出上收容盘465。

(5). 第一气缸441驱动修正臂4411左右张开或合拢，若探针201在左右方向上偏移预定位置，则进行修正，以保证各探针201在左右方向上的精确位置。

(6). CCD检测机构50对探针201进行拍照，将探针201的实时位置信息发送给控制组件20的PLC控制系统，若探针201的位置有偏差，则PLC控制系统驱动第三马达423旋转，促使定滑轮463驱动下收容盘466旋转，推杆452跟随下收容盘466共同旋转，修正探针201的方向，使探针201与塑胶本体202的通孔203精确对齐，进一步保证各探针201的位置精确性与统一性。

(7). 第二气缸442驱动夹持臂4424前后合拢夹住探针201。

(8). 第三气缸443透过连接杆4431推动连接板4423、定位板4421、第二气缸442、夹持臂4424向前移动，将探针201预插入至塑胶本体202的通孔203内。

(9). 转盘30继续旋转至按压机构60位置处，第四气缸61驱动按压杆62向下移动而按压在塑胶本体202上。

(10). 加压机构70的第五气缸71驱动加压杆72向前移动，加压杆72抵压在探针201上，促使探针201组装至塑胶本体202的最终位置，完成探针201的最终组装，探针式连接器200组装完成。

(11). 转盘30继续旋转至收料机构80位置，第六气缸82驱动抓取臂81向下移动。

(12). 第七气缸83驱动抓取臂81合拢而将探针式连接器200夹住。

(13). 第八气缸84驱动抓取臂81、第六、第七气缸82、83向右移动，直至抓取臂81位于滑槽75上。

最后，第七气缸83驱动抓取臂81张开，探针式连接器200自动掉入滑槽75内，进而向下滑入包装箱内。

本发明自动化组装设备100各零件配合巧妙，合理简单，操作简便，自动化的组装效率高，透过第一气缸441驱动修正臂4411修正探针201在左右方向上的位置，CCD检测机构50将探针201实时位置反馈给控制组件20，控制组件20驱动第三马达423进行探针201的方向修正，进一步保证各探针201位置的精确性与一致性，最终提供探针式连接器200的合格率，降低不良率，降低生产成本。

尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施方式，但是本领域的普通技术人员将意识到，在不脱离由所附的权利要求书公开的本发明的范围和精神的情况下，各种改进、增加以及取代是可能的。

Claims (10)

1.一种自动化组装设备，用以将探针组装至塑胶本体上形成探针式连接器，其包括工作平台、控制组件、转盘、送料装置、加压机构及收料机构，所述控制组件设有操作面板及若干控制按钮，所述转盘上沿圆周方向按间隔距离设有四个定位夹具，用以定位塑胶本体，所述自动化组装设备还设有驱动转盘顺时针旋转的第一马达以及一第二马达，所述送料装置设有一第二气缸、位于第二气缸右端的一对夹持臂及驱动第二气缸与夹持臂左右移动的一第三气缸，所述第二气缸能够驱动夹持臂张开与合拢而夹住与松开探针，所述第三气缸能够驱动第二气缸与夹持臂向右移动而将探针预装于塑胶本体内，其特征在于：所述送料装置还包括一顶出机构及在第二马达驱动下能够上下移动的一送料机构，所述顶出机构包括直立柱及枢接在直立柱顶端的一扁平形推杆，所述送料机构包括堆叠在一起的上、下收容盘，所述上收容盘设有上下贯穿的一上收容孔，所述下收容盘设有与上收容孔贯通的下收容孔及自下收容孔向下贯穿的穿孔，所述上、下收容孔用以收容待组装的探针，所述推杆穿设于穿孔内而低于下收容孔，所述推杆在送料机构向下移动过程中逐渐将探针向上顶出送料机构以供夹持臂夹住，所述加压机构包括一第五气缸及设置在第五气缸前端的一加压杆，所述第五气缸能够驱动加压杆向前移动并抵压探针，促使探针组装至塑胶本体的最终位置，所述收料机构与送料装置位于转盘的左右两侧，所述收料机构设有前后间隔开的一对抓取臂、驱动抓取臂上下移动的第六气缸、驱动抓取臂张开与合拢的一第七气缸、驱动抓取臂、第六、第七气缸共同左右移动的一第八气缸及将探针式连接器滑入至包装箱的滑槽，所述滑槽位于抓取臂下方。

2.根据权利要求1所述的自动化组装设备，其特征在于：所述下收容孔包括自下收容盘顶面向下延伸的一对第一倾斜面、自每一倾斜面向下延伸的一对竖直面及自顶面向下延伸的一对第二倾斜面，所述第一倾斜面、竖直面、第二倾斜面分别有经过镜面抛光，第一倾斜面左右间隔开并相互对称，第二倾斜面前后间隔开并相互对称。

3.根据权利要求2所述的自动化组装设备，其特征在于：所述第一、第二倾斜面向下呈靠拢的趋势延伸而成，所述竖直面与第二倾斜面向下延伸至穿孔，所述穿孔介于竖直面与第二倾斜面之间，两竖直面的间距与探针的长度基本相同，第二倾斜面连接该对第一倾斜面及该对竖直面。

4.根据权利要求1所述的自动化组装设备，其特征在于：所述推杆的顶端在穿孔中的深度为探针直径的1.5倍，所述上收容孔为矩形。

5.根据权利要求1所述的自动化组装设备，其特征在于：所述推杆具有向上凸出的顶出部及位于顶出部左右两侧并左右对称的缺口，顶出部在左右方向上的宽度小于探针的长度，所述顶出部的顶面设有左右贯穿用以收容探针的一弧形凹槽。

6.根据权利要求1所述的自动化组装设备，其特征在于：所述送料装置还包括一第一气缸及连接在第一气缸底端的一对修正臂，所述修正臂在第一气缸的驱动下能够左右张开及合拢，用以递推探针左右移动以修正探针在左右方向上的位置，所述第一、第二气缸分别为夹爪气缸。

7.根据权利要求1所述的自动化组装设备，其特征在于：所述自动化组装设备还包括靠近于加压机构的一按压机构，所述按压机构设有一第四气缸及设置在第四气缸底端的按压杆，所述按压杆在第四气缸的驱动下能够向下移动而按压在塑胶本体上，用以避免加压机构在抵压探针时塑胶本体产生松动。

8.根据权利要求6所述的自动化组装设备，其特征在于：所述自动化组装设备还包括与控制组件电性连接的CCD检测机构，所述CCD检测机构位于推杆的上方，所述控制组件设有PLC控制系统，所述检测机构能够在所述修正臂修正探针位置后将探针的位置信息发送给PLC控制系统。

9.根据权利要求8所述的自动化组装设备，其特征在于：所述送料机构包括一水平固定板、一固定块、左右间隔开的一对定滑轮、张紧在该对定滑轮上的一皮带以及第三马达，所述PLC控制系统能够依据探针的位置信息控制第三马达旋转，促使定滑轮驱动下收容盘旋转，推杆跟随下收容盘共同旋转以修正探针的方向。

10.根据权利要求9所述的自动化组装设备，其特征在于：所述固定块包括位于固定板下方的一底壁、前后相对的两侧壁及形成在底壁与两侧壁之间的一收容空间，所述底壁设有上下贯穿的圆孔，两侧壁的顶端固定在固定板底面，其中一定滑轮收容于收容空间内，第三马达与该定滑轮之间设有一旋转杆，旋转杆向上穿过圆孔，另一定滑轮套设在下收容盘上，所述下收容盘包括扩大部及自扩大部向下凸伸的缩小部，所述下收容孔设于扩大部上，所述穿孔设于缩小部上，所述固定板设有供缩小部向下穿过的旋转孔。