CN105289013A - 积木块磁铁装配设备及其装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种积木块磁铁装配设备及其装配方法，包括用于定位积木块壳体的固定装置、用于储存和分发磁铁的分发装置、用于将磁铁装配至积木块壳体内的执行装置以及用于将分发装置分发的磁铁推入执行装置工作区的顶推装置，执行装置位于固定装置的上方，执行装置设有顶针，顶针的顶出位排布方式与积木块壳体待装配位排布相对应，顶推装置设有顶推板，顶推板上设有与顶针的顶出位相对应的固定部，分发装置设有出料口，出料口的排布位置与固定部的排布位置相对应。采用此种机械自动化的设备，可以大幅提升积木块的装配效率，节省人工成本，降低了积木块装配的次品率。

Description

积木块磁铁装配设备及其装配方法

技术领域

本发明涉及一种积木块磁铁装配设备及其装配方法。

背景技术

积木通常是长方形、三角形或圆锥形塑料壳体玩具，将积木进行不同的排可以拼出可拼成房子，各种动物等，可开发儿童智力。单个积木块的壳体内会在特定的区间内设置磁铁等零部件来增强积木块之间的连接强度。在对单个积木块进行装配时，需要将块状磁铁逐一放入到积木块壳体内，假如采用人工进行装配，存在以下几个问题：首先，采用人工放置磁铁块会制约积木块的装配效率，而且会增加装配成本；其次，积木块壳体的磁铁装配位结构繁杂，需要工人在较高的集中度下进行装配，容易导致工人过于疲劳，并且会出现磁铁装配不对位的情况，增加了积木块装配的次品率。

发明内容

本发明提供了一种积木块磁铁装配设备，以解决上述问题的至少一个。

根据本发明的一个方面，提供了一种积木块磁铁装配设备，包括用于定位积木块壳体的固定装置、用于储存和分发磁铁的分发装置、用于将磁铁装配至积木块壳体内的执行装置以及用于将分发装置分发的磁铁推入执行装置工作区的顶推装置，执行装置位于固定装置的上方，执行装置设有顶针，顶针的顶出位排布方式与积木块壳体待装配位排布相对应，顶推装置设有顶推板，顶推板上设有与顶针的顶出位排布相对应的固定部，分发装置设有出料口，出料口的排布位置与固定部的排布位置相对应。

本发明的固定装置首先将壳体进行定位，分发装置中存储的磁铁首先分发到顶推板的固定部中，固定部可以限制磁铁的位置，使磁铁能够精确地与积木块壳体的磁铁放置区相对应，顶推板再推入执行装置的工作区，执行装置的顶针可以将磁铁压入壳体中，采用此种机械自动化的设备，可以大幅提升积木块的装配效率，节省人工成本，降低了积木块装配的次品率。

在一些实施方式中，执行装置设有第一气缸，顶针的一端与所述第一气缸固定连接，另一端为自由端，第一气缸驱动顶针上下运动。由此，顶针通过第一气缸的驱动实现下压、复位功能。

在一些实施方式中，顶推装置设有第二气缸，顶推板的一侧与第二气缸固定连接，第二气缸驱动顶推板前后运动。顶推板在第二气缸的驱动下，可以实现将分发装置分发的磁铁重复地放入执行装置的顶针的顶出位的功能。

在一些实施方式中，固定装置包括定位底板及定位治具，定位治具设有第一固定位，定位底板设有第二固定位，定位治具可拆卸的设在第二固定位上。由此，定位治具可以实现将积木块壳体实现精确定位，定位底板的第二固定位可以限制定位治具在下压的过程中移动，提高定位治具的定位精度。

在一些实施方式中，还包括限位装置，限位装置设有限位导杆、第一限位板及第二限位板，限位导杆穿过第一限位板及第二限位板，第一限位板与第二限位板相向的面上设有外顶推板限定位，顶推板置于外顶推板限定位中，第一限位板设有第一顶针通孔，第二限位板上相对应的位置上设有第二顶针通孔，顶针穿过第一顶针通孔及第二顶针通孔。由此，第一限位板与第二限位板相对的面贴合，使外顶推限定位与第二限位板形成一个容纳腔来限定顶推板向外推出的距离，从而提高顶推板的固定部的走位精度。

在一些实施方式中，顶推板上设有导向定位部，固定部设在导向定位内，外顶推板限定位内设有内顶推板限定位，内顶推板限定位配合在导向定位部内。由此，当顶针下压时，内推板限定位配合在导向定位部内，起到限位和对中的作用，防止顶针下压过程中，顶针与固定部位置发生偏移使得顶针或固定部受损。

在一些实施方式中，第二顶针通孔的下端面设有产品限位部，产品限位部与积木块壳体的内壁贴合。由此产品限位部可以进一步限定积木块壳体的装配位置，提高定位精度，同时，产品限位部对顶针下压时起导向作用，利于顶针将磁铁压入积木块壳体中。

在一些实施方式中，还括第三气缸，定位底板与第三气缸固定连接，第三气缸驱动定位板上下运动。由此，第三气缸驱动定位底板向下运动后可以腾出空间来利于限位治具从定位底板的第二固定位中取出或放入。

本发明还提供了一种积木块磁铁装配方法，包括以下步骤：

S01、将积木块壳体定位到固定装置中，使积木块壳体位于执行装置的下方；

S02、将顶推装置的顶推板复位至分发装置的出料口的下方，将分发装置中的磁铁分发至顶推板的固定部中；

S03、将顶推板推至执行装置下方，使执行装置的顶针的顶出位与固定部位置相对应；

S04、驱动顶针下压将固定部中磁铁压入积木块壳体中；

S05、将顶针及顶推板回位，重复S01至S04步骤。

本发明方法可以大幅提升积木块的装配效率，节省人工成本，降低了积木块装配的次品率。

在一些实施方式中，还包括步骤S01之后将积木块壳体上推的步骤。

附图说明

图1为本发明一实施方式的积木块磁铁装配设备的结构示意图；

图2为图1所示设备的顶推装置的顶推板结构示意图；

图3为图1所示设备的限位装置的第一限位板的结构示意图；

图4为图1所示设备的限位装置的第二限位板的结构示意图；

图5为图1所示设备的固定装置的定位治具结构示意图；

图6为图1所示设备的固定装置的定位底板的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

图1至图6示意性地显示了本发明的一种实施方式的积木块磁铁装配设备。

如图1所示，积木块磁铁装配设备，包括执行装置1、分发装置2、顶推装置3、固定装置4及限位装置5。

结合图1及图2所示，固定装置4设有定位治具41，积木块壳体100定位在定位治具41中，顶推装置3设有顶推板31，顶推板31上设有用于容纳磁铁的固定部311，分发装置2内储存有磁铁，分发装置2的出料口与顶推板31的固定部311的位置相对应，使得分发装置2通过出料口分发的磁铁正好落入到顶推板31的固定部311中，执行装置1顶针11，顶推板31的固定部311中分发好磁铁后，将顶推板31推送至执行装置1的工作区中，执行装置1的顶针11的顶出位与顶推板31的固定部311的位置相对应，使得执行装置1的顶针11向外顶出时，能够将固定部311中的磁铁压入到定位治具41的积木块壳体100的装配位中。

如图1所示，上顶板6与下底板7分别固定左侧板101和右侧板(未图示)上，上顶板6、下底板7、左侧板101及右侧板围成了设备的内部容置空间，执行装置1、分发装置2、顶推装置3、固定装置4及限位装置5设在该容置空间内。

执行装置1设有第一气缸12，顶针11的一端被固定在推板14和顶针固定板13之间，顶针11固定板13与推板14通过螺栓紧固连接，第一气缸12的缸体固定在上顶板6上，第一气缸12的活塞杆固定在推板14上，当第一气缸12的活塞杆向外推出时，将带动推板14向下运动，从而推板14将顶针11整体推出向下运动，而第一气缸12的活塞杆收回时，将带动推板14向上运动，从而推板14将顶针11针体向上收回，从而实现执行装置1的顶针11的顶出和退回动作。

可以在推板14上固定多根顶针11，实现推板14一次下压，顶针11将多个磁铁同时压入多个积木块壳体100中，或者同时将磁铁压入一个积木块壳体100中的不同装配位置，这样可以进一步提高积木块壳体100磁铁的装配效率。

如图1所示，分发装置2为多根中空的管体，管体竖直放置，管体下端开口为出料口，管体的排布方式与顶针11在推板14上的排布方式相同，管体内部储存有磁铁，通过重力将管体内部的磁铁分发至顶推板31的固定部311中，可以将管体内腔的截面设置成与磁铁外轮廓相对应的形状，有利于磁铁在管体中的有序排布，避免磁铁在出料口出堆积阻塞，同时也可以防止磁铁排序错误，导致装配错误。

结合图1及图2所示，顶推装置3设有第二气缸32，第二气缸32的活塞杆与顶推板31的连接位313固定连接，顶推板31上的固定部311的排布方式与顶针11在推板14上的排布方式相同，第二气缸32的活塞杆向外推出时，将推动顶推板31向外运动，将固定部311中的磁铁送至顶针11的顶出位上，当第二气缸32的活塞杆退回时，将带动顶推板31退回，使固定部311回推至分发装置2的出料口上，从而实现顶推板31的进给送料及回退装料的功能。

如图1所示，可以在执行装置1及固定装置4之间设置限位装置5，以提高定位精度及设备结构的稳定性。限位装置5包括第一限位板51、第二限位板52及限位导杆53，第一限位板51及第二限位板52相对的面贴合，第一限位板51及第二限位板52的两端分别固定在左侧板101及右侧板(未图示)上，限位导杆53分别穿过第一限位板51及第二限位板52，限位导杆53的一端固定在上顶板6上，另一端固定在下底板7上。

结合图1至图3所示，可以在第一限位板51的内表面上设置外顶推板限定位511，外顶推板限定位511形状与顶推板31的外轮廓相匹配，当顶推板31在外顶推板限定位511中运动时，外顶推板限定位511可以有效限定顶推板31的顶出距离及侧面滑移，提高顶推板31的进给精度；此外，还可以在外顶推板限定位511内设置内顶推板限定位512，此时，可以在顶推板31上设置导向定位部312，内顶推板限定位512的轮廓与导向定位部312的轮廓相匹配，固定部311设置在导向定位部312中，内顶推板限定位512上设有第一顶针通孔513及分发装置2的管体穿出通孔514，当顶针11下压时，内顶推板限定位512将配合在顶推板31的导向定位部312中，从而可以进一步提高顶推板31固定部311的进给精度，避免在顶针11下压过程中，顶推板31与第一限位板51之间发生滑移。

结合图1及图4所示，第二限位板52设有第二顶针通孔521，顶针11下压时将穿过第二顶针通孔521，可以在第二顶针通孔521的下表面设置产品限位部522，产品限位部522由第二限位板52的下表面向外延伸，产品限位部522的内部形状与第二顶针通孔521形状一致，外部轮廓与积木块壳体100的装配位内表面轮廓相匹配，产品限位部522伸入到积木块壳体100中，顶针11下压时将穿过第二顶针通孔521及产品限位部522，此时，产品限位部522的内轮廓对顶针11起导向作用，产品限位部522的外轮廓则可以限制积木块壳体100在装配过程中发生移动。

可以在第一限位板51及第二限位板52相对应的位置上设置套管102，套管102的排列位置与分发装置2的排列位置相对应，分发装置2的管体套接在套管102内，可以将分发装置2的管体从套管102中取出或放入，便于在分发装置2中添加磁铁。

结合图1、图5及图6所示，固定装置4包括定位治具41及定位底板42，定位治具41中设有第一固定位411，积木块壳体100设在第一固定位411中，定位治具41的下表面与定位底板42的上表面贴合，可以在定位底板42的上表面设置第二固定位421，定位治具41的外轮廓配合在第二固定位421中，第二固定位421可以对定位治具41实现定位功能，可以限制顶针11下压过程中定位治具41受外界干扰而发生滑移；此外可以在定位治具41上设置把手412，便于定位治具41的取放。

固定装置4还可以包括第三气缸8，第三气缸8的缸体固定在下底板7上，第三气缸8的活塞杆与定位底板42固定连接，第三气缸8可以带动定位底板42运动，从而可以带动定位治具41上下运动，以此，可以腾出空间来取放定位治具41，方便操作。

如图结合图1至图6所示，采用本发明的装配设备装配积木块磁铁方法如下：

S01、将积木块壳体100定位到固定装置4中，使积木块壳体100位于执行装置1的下方；

S02、驱动定位治具41上行，使积木块壳体100靠近执行装置1；

S03、将顶推装置3的顶推板31复位至分发装置2的出料口的下方，将分发装置2中的磁铁分发至顶推板31的固定部311中；

S04、将顶推板31推至执行装置1下方，使执行装置1的顶针11的顶出位与固定部311位置相对应；

S05、驱动顶针11下压将固定部311中磁铁压入积木块壳体100中；

S06、将顶针11及顶推板31回位，重复S01至S05的步骤。

依照上述步骤，在步骤S01中，将固定装置4的定位治具41从定位底板42上去下，把积木块壳体100定位至第一固定位411中，然后，再把定位治具41放回至定位底板42的第二固定位421中。

在步骤S02中，驱动第三气缸8，使第三气缸8的活塞杆向外推出，使定位底板7推动定位治具41将积木块壳体100向上运动靠近固定装置1的顶针11。

在步骤S03中，驱动第二气缸31，使第二气缸31的活塞杆退回，从而带动顶推板31复位，使顶推板31的固定部311正好对应在分发装置2的出料口的下方，此时分发装置2中的磁铁将从出料口中落入至顶推板31的固定部311中。

在步骤S04中，再次驱动第二气缸31，使第二气缸31的活塞杆向外推出，从而带动顶推板31推出，使顶推板31的固定部311正好对应在执行装置1的顶针11的顶出位下方，保持顶推板31位置不变。

在步骤S05中，驱动第一气缸12，使第一气缸12的活塞杆向外推出，从而带动顶针11整体下压，将顶推板31的固定部311中的磁铁压入积木块壳体100中。

在步骤S06中，驱动第一气缸12，使第一气缸12的活塞杆收回，从而带动顶针11向上运动，使顶针11从积木块壳体100及顶推板31的固定部311中退回，然后，驱动第二气缸31，使第二气缸31的活塞杆收回，从而带动顶推板31复位，同时，驱动第三气缸8，使第三气缸8的活塞杆收回，从而带动定位底板42向下运动，给定位治具21从定位底板42上取出和放入腾出空间。

本发明的设备和方法可以适用于需要在壳体中装配零部件的场合，例如壳体可以是积木块，零部件可以是磁铁，需要注意的是鉴于磁铁具有磁性，磁铁容易吸附在设备基体(例如顶针11)上，顶针11退回又会将磁铁从壳体中带出，或者不同装配上的磁铁相互吸附，因此，可以在定位治具41的第一固定位411的侧面设置磁铁固定部413，在磁铁固定部413中预放置(固定放置)磁块，当顶针11把待装配磁铁装配至壳体中后，磁铁固定部413中固定的磁块将会把顶针11装配到位的磁铁吸附住，对壳体中的装配到位的磁铁起固定作用。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.积木块磁铁装配设备，其特征在于，包括：用于定位积木块壳体(100)的固定装置(4)、用于储存和分发磁铁的分发装置(2)、用于将磁铁装配至积木块壳体(100)内的执行装置(1)以及用于将所述分发装置(2)分发的磁铁推入所述执行装置(1)工作区的顶推装置(3)，所述执行装置(1)位于所述固定装置(4)的上方，所述执行装置(1)设有顶针(11)，所述顶针(11)的顶出位排布方式与积木块壳体(100)待装配位的排布相对应，所述顶推装置(3)设有顶推板(31)，所述顶推板(31)上设有与顶针(11)的顶出位排布相对应的固定部(311)，所述分发装置(2)设有出料口，所述出料口的排布位置与所述固定部(311)的排布位置相对应。

2.根据权利要求1所述的积木块磁铁装配设备，其特征在于，所述执行装置(1)设有第一气缸(12)，所述顶针(11)的一端与所述第一气缸(12)固定连接，另一端为自由端，所述第一气缸(12)驱动顶针(11)上下运动。

3.根据权利要求2所述的积木块磁铁装配设备，其特征在于，所述顶推装置(3)设有第二气缸(32)，所述顶推板(31)的一侧与所述第二气缸(32)固定连接，所述第二气缸(32)驱动所述顶推板(31)前后运动。

4.根据权利要求3所述的积木块磁铁装配设备，其特征在于，所述固定装置(4)包括定位底板(42)及定位治具(41)，所述定位治具(41)设有第一固定位(411)，所述定位底板(42)设有第二固定位(421)，所述定位治具(411)可拆卸的设在所述第二固定位(421)上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的积木块磁铁装配设备，其特征在于，还包括限位装置(5)，所述限位装置(5)设有限位导杆(53)、第一限位板(51)及第二限位板(52)，所述限位导杆(53)穿过所述第一限位板(51)及第二限位板(52)，所述第一限位板(51)在与第二限位板(52)相向的面上设有外顶推板限定位(511)，所述顶推板(31)置于所述外顶推板限定位(511)中，所述第一限位板(51)设有第一顶针通孔(513)，第二限位板(52)上相对应的位置上设有第二顶针通孔(521)，所述顶针(11)穿过所述第一顶针通孔(513)及第二顶针通孔(521)。

6.根据权利要求5所述的积木块磁铁装配设备，其特征在于，所述顶推板(31)上设有导向定位部(312)，所述固定部(311)设在所述导向定位(312)内，所述外顶推板限定位(511)内设有内顶推板限定位(512)，所述内顶推板限定位(512)配合在所述导向定位部(312)内。

7.根据权利要求6所述的积木块磁铁装配设备，其特征在于，所述第二顶针通孔(521)的下端面设有产品限位部(522)，所述产品限位部(522)与所述积木块壳体(100)的内壁贴合。

8.根据权利要求7所述的积木块磁铁装配设备，其特征在于，还包括第三气缸(8)，所述定位底板(42)与所述第三气缸(8)固定连接，所述第三气缸(8)驱动所述定位底板(42)上下运动。

9.积木块磁铁装配方法，其特征在于，包括以下步骤：

S01、将积木块壳体(100)定位到固定装置(4)中，使积木块壳体(100)位于执行装置(1)的下方；

S02、将顶推装置(3)的顶推板(31)复位至分发装置(2)的出料口的下方，将分发装置(2)中的磁铁分发至顶推板(31)的固定部(311)中；

S03、将顶推板(31)推至执行装置(1)下方，使执行装置(1)的顶针(11)的顶出位与固定部(311)位置相对应；

S04、驱动顶针(11)下压将固定部(311)中磁铁压入积木块壳体(100)中；

S05、将顶针(11)及顶推板(31)回位，重复S01至S04步骤。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括步骤S01之后将积木块壳体(100)上推的步骤。