CN104959810A - 微小组件装配系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及组件装配技术领域，尤其是涉及一种微小组件装配系统，包括：控制器、传输机构和装配机构，以及用于安装控制器、传输机构和装配机构的机架；传输机构设置在装配机构的下方，用于运输目标工件；装配机构用于移动和组装目标工件；传输机构和装配机构均与控制器电连接，控制器用于控制传输机构和装配机构工作。本发明提供的微小组件装配系统，利用传输机构将目标工件传输至装配机构的下方，装配机构对目标工件进行组装。在组装完成后，再利用传输机构将装配后的组件传输至下一个流程。不需要人工来进行设备的上下料，提高了生产效率，节约了用人成本。

Description

微小组件装配系统

技术领域

[0001] 本发明涉及组件装配技术领域，尤其是涉及一种微小组件装配系统。

背景技术

[0002] 微小零件的装配和传统零件的装配有一定区别，一般存在装配精度高，零件易损等问题，特别是在微型相机组装领域，装配零件易损、易污染。而随着手持终端设备和各种视觉应用的发展，微型相机的需求量越来越大。但是，微型相机的生产大部分有人工来完成，效率较低，产品的一致性较差。故而，设计了微小组件装配机器人。

[0003] 现有技术中的微小组件装配机器人，包括上料夹具单元、组合式吸附夹钳单元和装配夹具单元；上料夹具单元用于摆放装配过程需要夹持和吸附的零件；装配夹具单元用于固定装配完成的组件；组合式吸附夹钳用于微小零件的吸附、搬运和装配。当工作人员利用微小组件装配机器人组装微小组件时，需要人工将目标组件固定在上料夹具单元上，然后才能进行零件的装配。在装配完成后，需要人工将装配好的组件取出。

[0004] 故而，现有技术中的微小组件装配机器人为离线式，单机生产的方式，需要人工来进行设备的上下料，降低了生产效率，增加了用人成本。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供微小组件装配系统，以解决现有技术中存在的需要人工来进行设备的上下料，降低了生产效率，增加了用人成本的技术问题。

[0006] 本发明提供的一种微小组件装配系统，包括:控制器、传输机构和装配机构，以及用于安装控制器、传输机构和装配机构的机架；传输机构设置在装配机构的下方，用于运输目标工件；装配机构用于移动和组装目标工件；传输机构和装配机构均与控制器电连接，控制器用于控制传输机构和装配机构工作。

[0007] 进一步地，微小组件装配系统还包括上料机构，上料结构设置在机架上，用于将另一种目标工件运输给装配机构；上料机构与控制器电连接。

[0008] 进一步地，上料机构包括第一电动滑轨、第二电动滑轨、盛装盘、顶出杆和底板；底板设置在机架上，第一电动滑轨设置在底板上，第二电动滑轨滑设在第一电动滑轨上，且第一电动滑轨的滑动方向与第二电动滑轨的滑动方向垂直；第一电动滑轨和第二电动滑轨均与控制器电连接；盛装盘滑设在第二电动滑轨上，盛装盘上设置有顶出孔，盛装盘用盛放另一种目标工件；顶出杆设置在底板上，用于将盛装盘内的目标工件顶出。

[0009] 进一步地，盛装盘包括固定环部、转盘以及动力源；固定环部滑设在第二电动滑轨上，转盘设置在固定环部内；动力源设置在固定环部上，并与转盘传动连接，以带动转盘相对于固定环部转动；动力源与控制器电连接。

[0010] 进一步地，传输机构为传输带，传输带上放置有托盘，托盘用于盛装目标工件；机架上，位于装配机构的下方，设置有夹持机构，夹持机构与控制器电连接，控制器用于控制夹持机构，以夹持托盘。

[0011] 进一步地，夹持机构上还设置有传感器；传感器与控制器电连接，传感器用于获取托盘的位置信息并传递给控制器，控制器将位置信息转化成电信号，并将电信号传递给夹持机构，夹持机构夹持托盘。

[0012] 进一步地，装配机构为直角坐标机器人、水平关节机器人、串联多自由度机器人或者delta机器人。

[0013] 进一步地，装配机构上还设置有视觉识别组件，视觉识别组件与控制器电连接，视觉识别组件用于识别目标工件的位置和姿态信息，并将位置和姿态信息传递给控制器，控制器将位置和姿态信息转化成电信号，以控制装配机构执行装配动作。

[0014] 进一步地，机架上设置有顶板、底板和多个侧壁板；顶板、底板和多个侧壁板围成用于安装装配机构和上料机构的空间；相对的两个侧壁板上设置有用于供传输机构通过的运输孔。

[0015] 进一步地，顶板上设置有透气口，透气口上设置有空气过滤组件，空气过滤组件用于净化空间内的空气。

[0016] 本发明提供的微小组件装配系统，利用传输机构将目标工件传输至装配机构的下方，装配机构对目标工件进行组装。在组装完成后，再利用传输机构将装配后的组件传输至下一个流程。不需要人工来进行设备的上下料，提高了生产效率，节约了用人成本。

附图说明

[0017] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0018]图1为本发明实施例提供的微小组件装配系统的结构示意图；

[0019]图2为本发明实施例提供的微小组件装配系统的装配机构和上料机构的结构示意图；

[0020]图3为本发明实施例提供的微小组件装配系统的装配机构的结构示意图；

[0021]图4为本发明实施例提供的微小组件装配系统的传输机构的结构示意图。

[0022] 附图标记:

[0023] 1-机架； 2-装配机构； 21-视觉识别组件；

[0024] 3-传输机构； 31-托盘； 32-夹持机构；

[0025] 33-皮带； 34-滚轮； 35-电机；

[0026] 36-传动杆； 321-传感器； 4_上料机构；

[0027] 41-第一电动滑轨；42第二电动滑轨；43-盛装盘；

[0028] 44-顶出杆； 5-空气过滤组件。

具体实施方式

[0029] 下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0030] 本实施例提供的一种微小组件装配系统，包括:控制器、传输机构3和装配机构2，以及用于安装控制器、传输机构3和装配机构2的机架I ;传输机构3设置在装配机构2的下方，用于运输目标工件；装配机构2用于移动和组装目标工件；传输机构3和装配机构2均与控制器电连接，控制器用于控制传输机构3和装配机构2工作。

[0031] 其中，传输机构3的结构形式可以为多种，例如:传输机构3包括电机35、同步带、两条皮带33和多个滚轮34 ;两个皮带33通过多个滚轮34相互平行的设置在机架I上，位于皮带33两端的相对的滚轮34之间设置有传动杆36，电机35的动力输出轴通过同步带与一个传动杆36传动连接，以带动两条皮带33同时转动，电机35与控制器电连接。

[0032] 又如:传输机构3包括电动滑轨和用于盛放目标组件的平台，平台滑设在电动滑轨上，电动滑轨与控制器电连接，利用电动滑轨将平台移动至装配机构2的下方，装配机构2组装目标组件。

[0033] 装配机构2的种类的可以为多种，例如:装配机构2为直角坐标机器人、水平关节机器人、串联多自由度机器人或者delta机器人。

[0034] 当然，装配机构2上可以设置有机械手用于夹持目标组件或者设置有用于吸附目标组件的吸附结构，还可以设置有用于将两个组件焊锡一起的焊锡组件等等。

[0035] 另外，装配机构2也可以一台或者多台机器人，只要能够满足组件的装配即可。

[0036] 本实施例提供的微小组件装配系统，利用传输机构3将目标工件传输至装配机构2的下方，装配机构2对目标工件进行组装。在组装完成后，再利用传输机构3将装配后的组件传输至下一个流程。不需要人工来进行设备的上下料，提高了生产效率，节约了用人成本。

[0037] 在上述实施例的基础上，进一步地，微小组件装配系统还包括上料机构4，上料结构设置在机架I上，用于将另一种目标工件运输给装配机构2 ;上料机构4与控制器电连接。

[0038] 其中，上料机构4的结构形式可以为多种，例如:上料机构4包括多个伸缩杆，以及位于多个伸缩杆上方的第一盛放平皿，第一盛放平皿的底面上设置有多个与伸缩杆一一对应的通孔，将目标组件放置在第一盛放平皿上，利用伸缩杆将第一盛放平皿中的目标组件顶出，装配机构2将该目标组件移至传输机构3处，与传输机构3上的目标组件进行组装。

[0039] 在本实施例中，利用传输机构3将一种目标工件传输至装配机构2的下方，利用上料机构4将另一种装配工件传输给装配机构2，装配机构2将两种目标工件装配在一起，提高了装配的效率。

[0040] 当然，在本实施例中，还可以设置有多个上料机构4，多个上料机构4可以盛放不同的目标工件，从而将完成多个目标工件的装配。

[0041] 在上述实施例的基础上，进一步地，上料机构4包括第一电动滑轨4、第二电动滑轨42、盛装盘43、顶出杆44和底板；底板设置在机架I上，第一电动滑轨4设置在底板上，第二电动滑轨42滑设在第一电动滑轨4上，且第一电动滑轨4的滑动方向与第二电动滑轨42的滑动方向垂直；第一电动滑轨4和第二电动滑轨42均与控制器电连接；盛装盘43滑设在第二电动滑轨42上，盛装盘43上设置有顶出孔，盛装盘43用盛放另一种目标工件；顶出杆44设置在底板上，用于将盛装盘43内的目标工件顶出。

[0042] 其中，盛装盘43内可以放置有一个或者多个目标工件。

[0043]当使用本实施例中的微小组件装配系统装配时，传输机构3将一种目标组件放置在传输机构3上，将另一种目标组件(例如:晶元)安装在盛装盘43中。传输机构3将一种目标组件运输至装配机构2的下方，同时，第一电动滑轨4和第二电动滑轨42运动，从而移动盛装盘43，使得顶出杆44位于某一个目标组件的下方，并将该目标组件顶出。装配机构2将该目标组件移至传输机构3处，并与传输机构3上的目标组件装配。当装配完成后，传输机构3将装配后的组件移至系统外，进入下一个流程。传输机构3将下一个目标组件运输至装配机构2下方，上料机构4按着上述的动作将目标组件顶出，装配机构2进行装配，如此往复，即可连续组装微小组件。

[0044] 在本实施例中，利用第一电动滑轨4和第二电动滑轨42移动盛装盘43，再利用顶出机构将目标组件顶出。这样，可以使得目标组件在同一位置被顶出，从而降低了对装配机构2的要求，不仅降低了微组件装配系统的制作成本，还能够根据装配的需要，选择盛装盘43内的目标组件。

[0045] 在上述实施例的基础上，进一步地，盛装盘43包括固定环部、转盘以及动力源；固定环部滑设在第二电动滑轨42上，转盘设置在固定环部内；动力源设置在固定环部上，并与转盘传动连接，以带动转盘相对于固定环部转动；动力源与控制器电连接。

[0046] 其中，转盘的形状也可以为多种，例如:圆形、方形或者圆环形等等。较佳地，转盘为圆环形，这样，即可将晶元安装在转盘上。

[0047] 在本实施例中，当利用第一电动滑轨4和第二电动滑轨42调整好，顶出杆44与盛装盘43上的目标组件之间的相对位置关系后，转盘相对于固定环部转动，从而调整目标组件与顶出杆44之间的角度，进而使得顶出杆44能够精准的将某一个目标组件顶出，同时，也便于装配机构2移动该目标组件以及后续的装配。

[0048] 在上述实施例的基础上，进一步地，传输机构3为传输带，传输带上放置有托盘31，托盘31用于盛装目标工件；机架I上，位于装配机构2的下方，设置有夹持机构32，夹持机构32与控制器电连接，控制器用于控制夹持机构32，以夹持托盘31。

[0049] 其中，夹持机构32的结构形式可以为多种，例如:夹持机构32包括第一夹板、第二夹板和连接板；连接板上设置有滑轨，第一夹板和第二夹板相对平行的滑设在滑轨上，在第一夹板和第二夹板之间设置有电缸、气缸或者液压缸，来调整第一夹板和第二夹板之间的距离，进而夹持托盘31。

[0050] 在本实施例中，利用夹持机构32将盛放有目标组件的托盘31固定，有利用装配机构2在托盘31内装配微小组件。另外，利用夹持机构32将托盘31固定，不仅可以组织后续的托盘31继续运动，还可以将盛放有已经装配完的组件的托盘31运输系统外，实现连续的运输，提高了工作效率。

[0051] 在上述实施例的基础上，进一步地，夹持机构32上还设置有传感器321 ;传感器321与控制器电连接，传感器321用于获取托盘31的位置信息并传递给控制器，控制器将位置信息转化成电信号，并将电信号传递给夹持机构32，夹持机构32夹持托盘31。

[0052] 其中，传感器321的种类可以为多种，例如:光电传感器、限位传感器、压力传感器或者图像传感器等等。

[0053] 在本实施例中，利用传感器321获取托盘31的位置，使得夹持机构32能够快速、准确的夹持托盘31，提高了工作效率。

[0054] 在上述实施例的基础上，进一步地，装配机构2上还设置有视觉识别组件21，视觉识别组件21与控制器电连接，视觉识别组件21用于识别目标工件的位置和姿态信息，并将位置和姿态信息传递给控制器，控制器将位置和姿态信息转化成电信号，以控制装配机构2执行装配动作。

[0055] 其中，视觉识别组件21包括光源、镜头、数字摄像机等等能够实现视觉识别的一切组成构件。

[0056] 在本实施例中，在装配机构2上设置有视觉识别组件21，从而识别托盘31中的目标工件的位置和姿态信息，从而便于操作装配机构2装配组件，提高装配的精准性，有效的降低了目标组件的损坏率。

[0057] 在上述实施例的基础上，进一步地，机架I上设置有顶板、底板和多个侧壁板；顶板、底板和多个侧壁板围成安装装配机构2和上料机构4的空间；相对的两个侧壁板上设置有用于供传输机构3通过的运输孔，。

[0058] 在本实施例中，利用顶板、底板和多个侧壁板将上料机构4和装配机构2围起来，从而避免了外部环境对上料机构4和装配机构2的污染，也避免了目标组件在装配的过程受到污染。

[0059] 在上述实施例的基础上，进一步地，顶板上设置有透气口，透气口上设置有空气过滤组件5，空气过滤组件5用于净化空间内的空气。

[0060] 在本实施例中，在顶板上设置有透气口，并在透气口上设置有空气过滤组件5，空气过滤组件5使得空间形成正压，从而使得外部空气从透气孔进入空间，再从运输孔流入，这样，空气在进入空间时，空气过滤组件5会过滤空气，防止外部微小污染物进入机器内，即可以实现空间的散热，也保证了空间内的空气洁净。

[0061] 最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种微小组件装配系统，其特征在于，包括:控制器、传输机构和装配机构，以及用于安装所述控制器、所述传输机构和所述装配机构的机架； 所述传输机构设置在所述装配机构的下方，用于运输目标工件；所述装配机构用于移动和组装所述目标工件；所述传输机构和所述装配机构均与所述控制器电连接，所述控制器用于控制所述传输机构和所述装配机构工作。

2.根据权利要求1所述的微小组件装配系统，其特征在于，还包括上料机构，所述上料结构设置在所述机架上，用于将另一种目标工件运输给所述装配机构；所述上料机构与所述控制器电连接。

3.根据权利要求2所述的微小组件装配系统，其特征在于，所述上料机构包括第一电动滑轨、第二电动滑轨、盛装盘、顶出杆和底板； 所述底板设置在所述机架上，所述第一电动滑轨设置在所述底板上，所述第二电动滑轨滑设在所述第一电动滑轨上，且所述第一电动滑轨的滑动方向与所述第二电动滑轨的滑动方向垂直；所述第一电动滑轨和所述第二电动滑轨均与所述控制器电连接； 所述盛装盘滑设在所述第二电动滑轨上，所述盛装盘上设置有顶出孔，所述盛装盘用盛放另一种目标工件；所述顶出杆设置在所述底板上，用于将所述盛装盘内的目标工件顶出。

4.根据权利要求3所述的微小组件装配系统，其特征在于，所述盛装盘包括固定环部、转盘以及动力源； 所述固定环部滑设在所述第二电动滑轨上，所述转盘设置在所述固定环部内；所述动力源设置在所述固定环部上，并与所述转盘传动连接，以带动所述转盘相对于所述固定环部转动；所述动力源与所述控制器电连接。

5.根据权利要求1-4任一项所述的微小组件装配系统，其特征在于，所述传输机构为传输带，所述传输带上放置有托盘，所述托盘用于盛装所述目标工件； 所述机架上，位于所述装配机构的下方，设置有夹持机构，所述夹持机构与所述控制器电连接，所述控制器用于控制所述夹持机构，以夹持所述托盘。

6.根据权利要求5所述的微小组件装配系统，其特征在于，所述夹持机构上还设置有传感器； 所述传感器与所述控制器电连接，所述传感器用于获取所述托盘的位置信息并传递给所述控制器，所述控制器将所述位置信息转化成电信号，并将所述电信号传递给所述夹持机构，所述夹持机构夹持所述托盘。

7.根据权利要求1-4任一项所述的微小组件装配系统，其特征在于，所述装配机构为直角坐标机器人、水平关节机器人、串联多自由度机器人或者delta机器人。

8.根据权利要求1-4任一项所述的微小组件装配系统，其特征在于，所述装配机构上还设置有视觉识别组件，所述视觉识别组件与所述控制器电连接，所述视觉识别组件用于识别所述目标工件的位置和姿态信息，并将所述位置和姿态信息传递给所述控制器，所述控制器将所述位置和姿态信息转化成电信号，以控制所述装配机构执行装配动作。

9.根据权利要求2-4任一项所述的微小组件装配系统，其特征在于，所述机架上设置有顶板、底板和多个侧壁板；所述顶板、所述底板和多个所述侧壁板围成用于安装所述装配机构和所述上料机构的空间；相对的两个侧壁板上设置有用于供所述传输机构通过的运输 孔。

10.根据权利要9所述的微小组件装配系统，其特征在于，所述顶板上设置有透气口，所述透气口上设置有空气过滤组件，所述空气过滤组件用于净化所述空间内的空气。