CN105817881B - 一种手机组装机 - Google Patents

Abstract

一种手机组装机，机体支架上分别安装有上下料组件、进料组件、FPC组件、组装组件、视觉检测装置、拉膜组件和保压组件。上下料组件分别抓取手机屏与手机壳先后放入进料组件的定位治具中定位与固定，经FPC组件对手机屏电路板小膜进行折弯后送至组装处，通过组装组件、视觉检测装置、拉膜组件的组合作用将手机屏与手机壳组装贴合，进入保压组件进行保压稳固，再由上下料组件实现下料。该组装机主要结构简单而自动化程度高，既可完成手机屏和手机壳的组装工作，又可以极大地提高工作效率。

Description

一种手机组装机

技术领域

本发明涉及手机自动组装设备，特别是涉及一种将手机屏和壳体进行组装的机器。

背景技术

手机是目前最常见的电子设备，其功能多样，在日常生活中起到越来越重要的作用。手机在生产过程中需要对多个零部件进行加工组装，其中手机触摸屏与手机壳的组装是手机组装环节中必不可少的一部分。

手机屏与手机壳的组装要求有着十分高的装配精度，组装过程中还需要对组装贴合效果进行精度检测。例如手机组装生产时，要求将手机屏导电膜与手机壳进行特定的配合组装，如图1所示，手机屏101的背面为电路板，电路板的侧边处设有两块导电膜，其中一块为长度较大的电路板长膜102，另一块为体积较小的电路板小膜103，在自由状态时，电路板长膜与手机屏平面成钝角，电路板小膜贴在电路板长膜上。在现有的手机组装设备中，因电路板小膜的面积和厚度均极小，自动化设备难以实现准确工作，而必须由人工完成或者由人工辅助的半自动设备完成，这导致生产效率极为低下。

发明内容

本发明旨在提供一种用于将手机屏和壳体进行组装的机器，该组装机结构简单，可使手机屏和壳体准确贴合，且有利于提高工作效率。

本发明所述的手机组装机，包括机体支架，支架上分别安装有用于抓取物料至安装工位或从安装工位将物料取走的上下料组件，对物料进行定位并送至不同加工工位的进料组件，对手机屏导电膜进行加工的FPC组件，将手机屏及手机壳组装为一体的组装组件，和对手机进行保压稳固的保压组件。

本发明所述的手机组装机，FPC（Flexible Printed Circuit board）组件和组装组件可对手机屏和手机壳进行不同的加工操作，工作时，上下料组件将手机屏和手机壳抓取并放置在进料组件上，进料组件可以对物料进行定位或预加工，然后进料组件将运行至FPC组件处，由FPC组件对手机屏的导电膜进行处理，待FPC组件完成工作后，进料组件再将手机屏和手机壳送至组装组件处，组装组件将手机屏和手机壳组装为一体，组装完毕后由保压组件进行稳固保压，再由上下料组件将组装完成的物料取出或送至下一工序。该组装机主要包括几个相互协作的组件，其结构简单而自动化程度高，既可完成手机屏和手机壳的组装工作，又可以极大地提高工作效率。

附图说明

图1是手机屏电路板导电膜的结构示意图。

图2是本发明所述的手机组装机的结构示意图。

图3是图2所示手机组装机的上下料组件的结构示意图。

图4是图3所示上下料组件的局部放大图。

图5是图2所示手机组装机的进料组件的结构示意图。

图6是图5所示进料组件的局部放大图。

图7是图2所示手机组装机的FPC组件的结构示意图。

图8是图2所示手机组装机的组装组件的结构示意图。

图9是图2所示手机组装机的视觉检测装置的结构示意图。

图10是图2所示手机组装机的拉膜组件的结构示意图。

图11是图2所示手机组装机的保压组件的结构示意图。

具体实施方式

如图2所示，一种手机组装机，包括机体支架1，支架上分别安装有用于抓取物料至安装工位或从安装工位将物料取走的上下料组件2，对物料进行定位并送至不同加工工位的进料组件3，对手机屏导电膜进行加工的FPC组件4，和将手机屏及手机壳组装为一体的组装组件5，和对手机进行保压稳固的保压组件8。

如图3、4所示，上下料组件2包括固定安装在机体支架1上的底座21，可移动的机械手23，机械手上装有抓取物料的抓手和驱动抓手运动的抓手驱动器；底座21的下方设有固定安装于支架1上的废品回收输送带22；机械手23上设有可伸缩的伸缩端，伸缩端上固定装有安装板24，抓手安装在安装板上；抓手包括从两侧抓取物料的夹爪和利用吸力吸取物料的吸爪；所述的夹爪包括两块相对移动的夹紧块215，抓手驱动器则包括驱动夹紧块移动的伸缩驱动器；伸缩驱动器为驱动气缸；吸爪包括固定的连接板28，连接板上装有可径向移动的导杆29，导杆的末端装有可吸附物品的上下料吸盘213；导杆29和连接板之间的导杆杆身上套有压缩弹簧214；所述的连接板28、导杆29和上下料吸盘213均设置于两夹紧块215之间，且夹紧块的夹持端高度低于上下料吸盘的高度；有检测物品抓取情况的视觉检测装置6，视觉检测装置安装于机械手23上并随其运动。

上下料组件的底座固定安装在机体机架1上，机械手移动至物料入口处，机械手的伸缩端伸出并带动抓手下降至待抓取物料处，抓手工作，此时，夹爪的两个夹紧块打开，而吸爪中的导杆带动吸盘至物料表面然后将物料吸附于其上，吸附完成后再收缩至夹爪的两个夹紧块之间，其中的弹簧则可以起到缓冲作用，避免物料受损，接着，伸缩驱动器带动两夹紧块相对运动，将物料的两侧固定，如此可以从多个方向上对物料进行固定，其抓取效果稳固，物料的表面由吸盘进行吸附，一方面不会对物料造成损伤，另一方面则有助于片状的手机屏或手机壳的提起，而后续再用夹紧块加固，是因为其固定效果明显，可有效避免物料掉落；若物料组装不达标形成废品，则机械手将其送至废品回收输送带进行回收。在上述过程中，视觉检测装置可以对系统设定的工作过程进行检测与定位，也可以对整个工作过程进行检测与定位，通过该装置的作用，可以清晰了解物料的抓取过程，有效地进行控制，使得抓取更加准确。

如图5、6所示，进料组件3包括限制具体移动线路的行进轨道31，安装在行进轨道上并沿行进轨道移动的治具座38，治具座上分别设有放置手机壳和手机屏的壳治具36和屏治具37；治具座38上装有对壳治具36内的手机壳进行定位的定位驱动器32，定位驱动器的末端通过导向杆34连接有推动手机壳定位的定位块35，导向杆上套有弹簧33，弹簧的两端分别抵紧于定位驱动器和定位块上；治具座38上分别装有两个所述的定位驱动器32和定位块35，且分别设置于手机壳的两相邻侧边的外侧；治具座38上装有对壳治具36内的手机壳进行定位的旋转夹紧驱动器310，旋转夹紧驱动器上装有压紧块311，且旋转夹紧驱动器带动压紧块压紧于手机壳的表面；所述定位驱动器32为驱动气缸，旋转夹紧驱动器310为可旋转的旋转驱动气缸；壳治具36上装有检测电路板长膜是否穿入手机壳体孔位内的接近开关312；屏治具37上装有辅助折弯电路板小膜的剥膜凸块39；剥膜凸块39上设有倾斜面，剥膜凸块的底面朝向电路板小膜且其倾斜面设置于靠近剥离板的侧面。

上下料组件分别将手机屏和手机壳放入屏治具和壳治具，其中，壳治具由定位驱动器和旋转夹紧驱动器共同进行定位，定位驱动器从两个不同的侧方向上定位，而旋转夹紧驱动器则从垂直方向上进行定位，通过多个方向的定位方式，使得定位更加准确；而接近开关的设置则可以在组装过程中更加准确的确定电路板长膜是否已经顺利地穿入手机壳体孔位内，使得工作更加准确和可控；剥膜凸块的设置则可配合FPC组件更加准确地对电路板小膜进行剥离和折弯。

如图7所示，FPC组件4包括固定安装在支架1上的横移驱动器41，有指向导电膜运动的横移板47，横移驱动器带动横移板向导电膜运动，横移板上装有旋转驱动器45，旋转驱动器的转轴上固定安装有旋转板46，旋转板的转动平面平行于手机屏所在的平面；有从侧面将电路板小膜从电路板上剥离的剥离板411，剥离板与电路板小膜接触的末端为山状尖端，剥离板通过剥离支架安装在旋转板上，还有带倾斜面的挡膜板413，旋转驱动器带动剥离板转动时可将电路板小膜剥离并抵紧于挡膜板的倾斜面上。剥离支架包括安装在旋转板46上的驱动剥离板从侧面向电路板小膜方向移动的剥膜驱动器44，和驱动剥离板411垂直顶压电路板导电膜上的顶膜驱动器49，顶膜驱动器与剥膜驱动器通过FPC支架48相连；有对电路板长膜进行导向的导膜片410，导膜片设置于固定安装在横移板47上的竖支架43和支架板412之间；支架板412上装有驱动挡膜板413运动的挡膜驱动器414；有对手机屏进行压紧定位的手机屏压紧块416，和驱动手机屏压紧块运动的旋转压紧驱动器415，旋转压紧驱动器安装于支架板412上，并可旋转地带动手机屏压紧块压向手机屏。

待加工开始后，横移驱动器带动横移板及其上的零部件指向导电膜运动，接着，挡膜板压紧电路板导电膜，使电路板导电膜外内侧紧贴挡膜板与剥膜凸块之间固定，然后剥离板垂直压紧电路板导电膜外侧，刚好正对着紧贴导电膜内侧的剥膜凸块的细小倾斜面，使得电路板导电小膜端部脱开导电膜细小距离，此后，剥离板的尖状末端从侧面将电路板小膜剥离，再通过旋转驱动器驱动旋转板及其以上的剥离板旋转，带动已紧贴于剥离板倾斜面上的电路板小膜压紧在挡膜板的倾斜面上，完成小膜折弯工作。该折弯机构通过不同自由度的驱动器带动不同的零件运动，从而利用刚性零件间的压力将电路板导电膜进行折弯，其结构简单且易于实现，能够自动化地完成折弯工作，极大地提高工作效率；另外，挡膜板的倾斜角度和旋转驱动器的旋转角度可视实际的工作情况进行调节，一方面可以满足不同产品的加工需要，扩大其产品其适用性，另一方面使得手机屏与壳体组装时，电路板小膜能够穿入壳体孔位后与壳体更好地贴合。在旋转驱动器工作的过程中，通过剥膜驱动器和顶膜驱动器的不同驱动方向，使得剥离板对电路板小膜的剥离工作可以更加精确，同时也可以满足不同形状尺寸产品的工作需要，有效增加其适用性。通过导膜片的作用，在折弯电路板小膜时先将电路板长膜进行导向和定位，使之不会影响电路板小膜的折弯工作。通过旋转压紧驱动器和压紧块的设置，在折弯工作前首先将手机屏进行压紧固定，这有利于折弯工作的顺利进行，也可以提高折弯准确度和折弯效果。

如图8所示，组装组件5包括以空间直角坐标系设置的X轴驱动器51、Y轴驱动器52和Z轴驱动器53，有将电路板长膜导直的导膜杆511和驱动导膜杆运动的导膜驱动器510，有可调整产品角度的DD（Direct Driver）马达55，Z轴驱动器上装有沿Z轴方向移动的滑块底座54，导膜驱动器和DD马达分别安装在滑块底座上，可吸附物品的组装吸盘59通过内口相通的分气座57连接DD马达，分气座上连接有平移驱动器517，有用于夹持电路板长膜末端的长膜夹紧块519，和驱动长膜夹紧块运动的夹指驱动器518，夹指驱动器通过带动其向下移动的下移驱动机构连接于平移驱动器上；所述的下移驱动机构包括连接于平移驱动器上的第一连接板513，第一连接板上装有第一下移驱动器512，第一下移驱动器通过第二连接板514连接第二下移驱动器515，第二下移驱动器则通过第三连接板516与夹指驱动器518连接；有检测物品抓取情况的视觉检测装置6，视觉检测装置安装于滑块底座54上；有两套所述的视觉检测装置6，安装于滑块底座54的顶面上方，且两套视觉检测装置按对角相对设置。

如图9所示，所述的视觉检测装置6包括可移动的视觉调节架61，还有发光的光源66、用于拍摄的相机63，相机和光源分别可移动地固定于视觉调节架上；有可移动地固定于视觉调节架61上的光源安装板65，光源固定安装于光源安装板上，光源安装板上开有通孔，相机63的镜头64正对通孔并可穿过通孔取得组装组件5的工作情况。通过两套视觉检测装置分别照射手机屏的对角，有效进行控制与定位，使得手机屏与手机壳组装贴合更精准，更可靠。

如图10所示，所述的手机组装机，有夹持并拉动电路板导电膜的拉膜组件7，拉膜组件包括固定安装在支架1上的拉膜支座71，拉膜支座上装有可相对拉膜支座移动的滑动座73，滑动座上则装有可相对滑动座移动的滑台75，滑台上装有可开合并用于夹持导电膜的夹膜块77；滑动座73的移动方向为垂直于手机屏所在的平面，滑台75的移动方向则平行于手机屏所在的平面；滑台和夹膜块分别通过滑台驱动器74和夹膜驱动器76驱动而移动。

组装组件、视觉检测装置和拉膜组件的工作过程如下：产品移动到组装处，Z轴驱动器下移，带动DD马达下端连接的组装吸盘吸住手机屏后上移，X轴驱动器、Y轴驱动器，带动手机屏移动到手机壳正上方位置，此时导膜驱动器动作，导膜杆推动处于悬挂状态下的电路板长膜上端，导直电路板长膜；再通过平移驱动器、第一下移驱动器、第二下移驱动器和夹指驱动器的组合作用，夹住电路板长膜的头端一直导直移动到留出一小尾端预定位置停止；在组装Z轴驱动器驱动下电路板长膜尾端穿过前壳的穿膜口露出一小距离后，拉膜组件中的夹膜驱动器开始夹住露出一小段的导电膜尾端共同与组装组件一起引导电路板长膜下移，同时夹指驱动器及其连接的组合驱动器复位；下移到预定位置，夹膜驱动器松开复位，Z轴驱动器继续下移，利用两套视觉检测装置的镜头对产品的两个对角多次拍照采集，将信息传送给控制系统中，控制X轴驱动器、Y轴驱动器、Z轴驱动器进行移动调节，控制DD马达带动组装吸盘下的手机屏进行角度调节，使得手机屏与手机壳进行高精度、无误差、高准确性的贴合在一起。旋转夹紧驱动器动作带动压紧块旋转压紧手机屏，组装吸盘释放手机屏，X轴驱动器、Y轴驱动器、Z轴驱动器复位，完成一个产品组装过程。视觉检测装置还对手机贴合效果进行复检，判断是否合格，符合要求的进入下一个保压组件进行保压，不合格则直接到下料处由上下料组件抓取通过废品回收输送带回收。

如图11所示，所述的手机组装机，保压组件8包括固定安装在支架1上的保压底座81，安装在保压底座上的固定板82，有接触并压紧物料的保压块87和驱动保压块运动的保压驱动器83，保压驱动器安装于固定板上；固定板82位置可调地安装于保压底座81上；保压块87上与物料接触的表面，其表面中间开有向内凹陷的凹槽；还有可调节加压力度的压力开关88，压力开关将所需的加压设定信息反馈至控制系统，由控制系统控制保压驱动器83和保压块87对物料施加的压力。

保压组件对物料进行保压，其中，固定板可调，从而可以调节保压块和物料平面压紧的平整度，保压块的中间凹槽可使其只对物料的四周边缘进行压合，起到平整作用，而压力开关的设置则可使保压力更加可控，还能方便读取压力数据，其简单有效，调节方便。

所述的手机组装机，机体支架上同时安装有两套所述的进料组件、FPC组件、组装组件和保压组件，它们并列地设置于支架上，且由同一个上下料组件进行上料和下料工作。通过设置除上下料组件外的两套设备，形成双工位的工作方式，这是因为相对于其他组件，上下料组件有着更多的空闲待机时间，这既可以提高设备的利用率，也可以同时提高工作效率，并减少所需的场地面积。

Claims (10)

1.一种手机组装机，包括机体支架（1），其特征在于：支架上分别安装有用于抓取物料至安装工位或从安装工位将物料取走的上下料组件（2），对物料进行定位并送至不同加工工位的进料组件（3），对手机屏导电膜进行加工的FPC组件（4），将手机屏及手机壳组装为一体的组装组件（5），和对手机进行保压稳固的保压组件（8）。

2.根据权利要求1所述的手机组装机，其特征在于：上下料组件（2）包括固定安装在机体支架（1）上的底座（21），可移动的机械手（23），机械手上装有抓取物料的抓手和驱动抓手运动的抓手驱动器，机械手（23）上设有可伸缩的伸缩端，伸缩端上固定装有安装板（24），从两侧抓取物料的夹爪和利用吸力吸取物料的吸爪均安装在安装板上。

3.根据权利要求2所述的手机组装机，其特征在于：吸爪包括固定的连接板（28），连接板上装有可径向移动的导杆（29），导杆的末端装有可吸附物品的上下料吸盘（213）；导杆（29）和连接板之间的导杆杆身上套有压缩弹簧（214）；所述的连接板（28）、导杆（29）和上下料吸盘（213）均设置于两夹紧块（215）之间，且夹紧块的夹持端高度低于上下料吸盘的高度。

4.根据权利要求1所述的手机组装机，其特征在于：进料组件（3）包括限制具体移动线路的行进轨道（31），安装在行进轨道上并沿行进轨道移动的治具座（38），治具座上分别设有放置手机壳和手机屏的壳治具（36）和屏治具（37）；治具座（38）上装有对壳治具（36）内的手机壳进行定位的定位驱动器（32），定位驱动器的末端通过导向杆（34）连接有推动手机壳定位的定位块（35），导向杆上套有弹簧（33），弹簧的两端分别抵紧于定位驱动器和定位块上；治具座（38）上装有对壳治具（36）内的手机壳进行定位的旋转夹紧驱动器（310），旋转夹紧驱动器上装有压紧块（311），且旋转夹紧驱动器带动压紧块压紧于手机壳的表面。

5.根据权利要求1所述的手机组装机，其特征在于：FPC组件（4）包括固定安装在支架（1）上的横移驱动器（41），有指向导电膜运动的横移板（47），横移驱动器带动横移板向导电膜运动，横移板上装有旋转驱动器（45），旋转驱动器的转轴上固定安装有旋转板（46），旋转板的转动平面平行于手机屏所在的平面；有从侧面将电路板小膜从电路板上剥离的剥离板（411），剥离板与电路板小膜接触的末端为山状尖端，剥离板通过剥离支架安装在旋转板上，还有带倾斜面的挡膜板，旋转驱动器带动剥离板转动时可将电路板小膜剥离并抵紧于挡膜板的倾斜面上。

6.根据权利要求1所述的手机组装机，其特征在于：组装组件（5）包括以空间直角坐标系设置的X轴驱动器（51）、Y轴驱动器（52）和Z轴驱动器（53），有将电路板长膜导直的导膜杆（511）和驱动导膜杆运动的导膜驱动器（510），有可调整产品角度的DD马达（55），Z轴驱动器上装有沿Z轴方向移动的滑块底座（54），导膜驱动器和DD马达分别安装在滑块底座上，可吸附物品的组装吸盘（59）通过内口相通的分气座（57）连接DD马达，分气座上连接有平移驱动器（517），有用于夹持电路板长膜末端的长膜夹紧块（519），和驱动长膜夹紧块运动的夹指驱动器（518），夹指驱动器通过带动其向下移动的下移驱动机构连接于平移驱动器上。

7.根据权利要求6所述的手机组装机，其特征在于：下移驱动机构包括连接于平移驱动器上的第一连接板（513），第一连接板上装有第一下移驱动器（512），第一下移驱动器通过第二连接板（514）连接第二下移驱动器（515），第二下移驱动器则通过第三连接板（516）与夹指驱动器（518）连接。

8.根据权利要求1所述的手机组装机，其特征在于：有夹持并拉动电路板导电膜的拉膜组件（7），拉膜组件包括固定安装在支架（1）上的拉膜支座（71），拉膜支座上装有可相对拉膜支座移动的滑动座（73），滑动座上则装有可相对滑动座移动的滑台（75），滑台上装有可开合并用于夹持导电膜的夹膜块（77），滑动座（73）的移动方向为垂直于手机屏所在的平面，滑台（75）的移动方向则平行于手机屏所在的平面。

9.根据权利要求1所述的手机组装机，其特征在于：保压组件（8）包括固定安装在支架（1）上的保压底座（81），安装在保压底座上的固定板（82），有接触并压紧物料的保压块（87）和驱动保压块运动的保压驱动器（83），保压驱动器安装于固定板上，固定板（82）位置可调地安装于保压底座（81）上，保压块（87）上与物料接触的表面，其表面中间开有向内凹陷的凹槽。

10.根据权利要求9所述的手机组装机，其特征在于：有可调节加压力度的压力开关（88），压力开关将所需的加压设定信息反馈至控制系统，由控制系统控制保压驱动器（83）和保压块（87）对物料施加的压力。