CN106505399B - 装配系统和装配方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种装配系统，包括：并联机器人机构，具有一个支撑平台，壳体保持在支撑平台上；串联机器人机构，其上安装有一个末端执行器，该末端执行器连接至支撑平台；和端子插入机构，适于将端子插装到壳体中。在将端子插装到壳体之前，串联机器人机构驱动并联机器人机构移动，使得壳体上的端子插孔与待插装的端子对齐。在将端子插装到壳体的过程中，并联机器人机构的至少一部分关节被锁定，使得并联机器人机构不能移动，从而使得支撑平台保持不动。这样，插入力完全由刚性较大的并联机器人机构承受，而不会施加到刚性较小的串联机器人机构上，从而保证了壳体的位置精度，提高了端子的装配精度。

Description

装配系统和装配方法
技术领域
本发明涉及一种将端子插入壳体中的装配系统和装配方法，尤其涉及一种利用机器人机构将端子插入壳体中的、可编程控制的自动化装配系统和装配方法。
背景技术
因为机器人可以快速、高精度地实现微小的部件的装配，因此，在现有技术中，通常采用多个串联机器人协作完成一个产品的装配工作，例如，通过两个串联机器人协作将端子插入到壳体中。
在现有技术中，在将一个部件插装到另一个部件中时，一般是一个串联机器人直接抓住一个部件，另一个串联机器人直接抓住另一个部件，然后一个串联机器人相对于另一个串联机器人移动，从而将一个部件插入到另一个部件中。对于插装时所需的插入力较小的情况，这种方案没有什么问题。但是，如果插装时所需的插入力较大时，串联机器人的位置精度就难以控制，这会降低装配精度。例如，在将端子以过盈配合的方式插入壳体的过程中，就需要较大的插入力，此时，如果整个插入力直接施加在两个串联机器人的末端执行器上，两个串联机器人就无法可靠地保持端子和壳体之间的相对位置，这会降低端子的装配精度。
发明内容
本发明的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。
根据本发明的一个目的，旨在于提供一种装配系统和装配方法，其能够以高精度将端子插入到壳体中。
根据本发明的一个方面，提供一种装配系统，适于将端子插装到壳体中，所述装配系统包括：并联机器人机构，具有一个支撑平台，所述壳体保持在所述支撑平台上，以便随所述支撑平台一起移动；串联机器人机构，其上安装有一个末端执行器，所述末端执行器连接至所述支撑平台，以便驱动所述并联机器人机构移动；和端子插入机构，适于将端子插装到保持在所述支撑平台上的壳体中。在将端子插装到所述壳体之前，所述串联机器人机构驱动所述并联机器人机构移动，使得所述壳体上的端子插孔与待插装的端子对齐。在将端子插装到所述壳体的过程中，所述并联机器人机构的至少一部分关节被锁定，使得所述并联机器人机构不能移动，从而使得所述支撑平台保持不动。
根据本发明的一个实例性的实施例，所述并联机器人机构具有多个自由度。
根据本发明的另一个实例性的实施例，所述并联机器人机构被构造成能够沿相互垂直的第一方向、第二方向和第三方向中的至少一个方向平移。
根据本发明的另一个实例性的实施例，所述并联机器人机构被构造成能够绕所述第一方向、第二方向和第三方向中的至少一个方向旋转。
根据本发明的另一个实例性的实施例，所述串联机器人机构具有多个自由度。
根据本发明的另一个实例性的实施例，所述串联机器人机构为多轴机器人。
根据本发明的另一个实例性的实施例，所述装配系统还包括：传送机构，适于将端子料带传送至所述端子插入机构；和切割机构，适于切割传送至端子插入机构的端子料带，以便将待插装的端子从端子料带上切割下来。
根据本发明的另一个实例性的实施例，所述端子插入机构为机械手，所述机械手适于抓取从所述端子料带上切割下来的端子，并将抓取的端子插装到所述壳体的端子插孔中。
根据本发明的另一个实例性的实施例，所述端子插入机构包括：夹具，适于夹持住待插装的端子；和平移机构，适于将夹持住的端子插入到所述壳体的端子插孔中。
根据本发明的另一个实例性的实施例，所述端子插入机构包括喷射机构，所述喷射机构适于将所述端子喷射到所述壳体的端子插孔中。
根据本发明的另一个方面，提供一种装配方法，适于将端子插装到壳体中，所述方法包括以下步骤：
S100：提供前述装配系统；
S200：将壳体保持在并联机器人机构的支撑平台上；
S300：将待插装的端子保持在端子插入机构上；
S400：通过串联机器人机构驱动并联机器人机构移动，使得壳体上的端子插孔与待插装的端子对齐；
S500：锁定所述并联机器人机构的至少一部分关节，使得所述并联机器人机构不能移动，从而使得所述支撑平台保持不动；和
S600：通过所述端子插入机构将端子插入到所述壳体的端子插孔中。
根据本发明的一个实例性的实施例，需要在所述壳体中插装多个端子，并且前述方法还包括步骤：
S700：解锁所述并联机器人机构的所述至少一部分关节，使得所述并联机器人机构能够被移动；和
S800：重复执行步骤S300至S700，直至将待插装的多个端子都插装到所述壳体上。
在本发明的前述各个实施例中，在将端子插装到壳体的过程中，并联机器人机构的至少一部分关节被锁定，使得支撑平台保持不动。因此，在将端子插装到壳体的过程中，端子插入机构施加的插入力直接由并联机器人机构承受，而不会施加到串联机器人机构上，从而不会降低串联机器人机构的位置精度。由于并联机器人机构的刚性远大于串联机器人机构的刚性，因此，即使插入力较大，也不会影响并联机器人机构的位置精度，从而提高了端子的装配精度。
通过下文中参照附图对本发明所作的描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。
附图说明
图1显示根据本发明的一个实例性的实施例的装配系统的原理图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。
根据本发明的一个总体技术构思，提供一种装配系统，适于将端子插装到壳体中，所述装配系统包括：并联机器人机构，具有一个支撑平台，所述壳体保持在所述支撑平台上，以便随所述支撑平台一起移动；串联机器人机构，其上安装有一个末端执行器，所述末端执行器连接至所述支撑平台，以便驱动所述并联机器人机构移动；和端子插入机构，适于将端子插装到保持在所述支撑平台上的壳体中。在将端子插装到所述壳体之前，所述串联机器人机构驱动所述并联机器人机构移动，使得所述壳体上的端子插孔与待插装的端子对齐。在将端子插装到所述壳体的过程中，所述并联机器人机构的至少一部分关节被锁定，使得所述并联机器人机构不能移动，从而使得所述支撑平台保持不动。
图1显示根据本发明的一个实例性的实施例的装配系统的原理图。
根据本发明的一个实例性的实施例，公开了一种装配系统，其适于将端子20插装到壳体10中。例如，在组装连接器时，需要将导电端子插装到绝缘壳体中。
如图1所示，在图示的实施例中，装配系统主要包括并联机器人机构100、串联机器人机构200和端子插入机构300。
如图1所示，在图示的实施例中，并联机器人机构100具有一个支撑平台110，壳体10保持在支撑平台110上，以便随支撑平台110一起移动。在串联机器人机构200上安装有一个末端执行器210，该末端执行器210连接至支撑平台110，以便驱动并联机器人机构100移动。端子插入机构300适于将端子20插装到保持在支撑平台110上的壳体10中。
在本发明的一个实例性的实施例中，在将端子20插装到壳体10之前，串联机器人机构200驱动并联机器人机构100移动，使得保持在支撑平台110上的壳体10的端子插孔(未图示)与待插装的端子20对齐。在将端子20插装到壳体10的过程中，并联机器人机构100的至少一部分关节101被锁定，使得并联机器人机构100不能移动，从而使得支撑平台110保持不动。这样，在将端子20插装到壳体10的过程中，端子插入机构300施加的插入力完全由刚性较大的并联机器人机构100承受，而不会施加到刚性较小的串联机器人机构200上，从而保证了壳体的位置精度，提高了端子的装配精度。
在本发明的一个实例性的实施例中，并联机器人机构100可以具有多个自由度。
在本发明的一个实例性的实施例中，如图1所示，并联机器人机构100被构造成能够沿相互垂直的第一方向X、第二方向Y和第三方向Z中的至少一个方向平移。
在本发明的一个实例性的实施例中，如图1所示，并联机器人机构100被构造成能够绕第一方向X、第二方向Y和第三方向Z中的至少一个方向旋转。
在本发明的一个实例性的实施例中，串联机器人机构200可以具有多个自由度。
在本发明的一个实例性的实施例中，如图1所示，串联机器人机构200为多轴机器人。在图示的实施例中，串联机器人机构200为六轴机器人。但是，本发明不局限于图示的实施例，串联机器人机构也可以是四轴或五轴机器人。
在本发明的一个实例性的实施例中，如图1所示，装配系统还可以包括传送机构(未图示)和切割机构(未图示)。传送机构适于将端子料带21传送至端子插入机构300。切割机构适于切割传送至端子插入机构300的端子料带21，以便将待插装的端子20从端子料带21上切割下来。
在本发明的一个实例性的实施例中，端子插入机构300可以为机械手，该机械手适于抓取从端子料带21上切割下来的端子20，并将抓取的端子20插装到壳体10的端子插孔中。
在本发明的另一个实例性的实施例中，端子插入机构300可以包括夹具和平移机构。夹具适于夹持住待插装的端子20。平移机构适于将夹持住的端子20插入到壳体10的端子插孔中。
在本发明的另一个实例性的实施例中，端子插入机构300可以包括喷射机构，该喷射机构适于将端子20喷射到壳体10的端子插孔中。
尽管已经列举了几种不同的端子插入机构，但是，本发明不局限于图示的实施例，端子插入机构可以是适于将端子插入到壳体中的任一种现有的插入机构，例如，端子插入机构也可以多轴机器人。
下面将根据图1来详细说明根据本发明的一个实施例的、将端子20插装到壳体10中的过程。
首先，如图1所示，将壳体10保持在并联机器人机构100的支撑平台110上。在本发明的一个实施例中，可以将壳体10直接固定在支撑平台110上，或者在支撑平台110上安装一个夹具，壳体10被夹持在夹具上。
然后，如图1所示，传送机构(未图示)将端子料带21传送至端子插入机构300；
然后，如图1所示，切割机构(未图示)将待插装的端子20从端子料带21上切割下来；
然后，如图1所示，将切割下来的待插装的端子20保持在端子插入机构300上；
然后，通过串联机器人机构200驱动并联机器人机构100移动，使得保持在支撑平台110上的壳体10的端子插孔与待插装的端子20对齐；
然后，锁定并联机器人机构100的至少一部分关节(例如，所有的主动关节)101，使得并联机器人机构100不能移动，从而使得支撑平台110保持不动；
然后，通过端子插入机构300将端子20插入到壳体10的端子插孔中。
这样，就完成了将一个端子20插入到壳体10中的插入操作。
在一些实例性的实施例中，需要在壳体10中插装多个端子20，在该情况中，在完成第一个端子20的插入操作之后，需要解锁并联机器人机构100的至少一部分关节101，使得并联机器人机构100能够被移动，然后，重复执行前述过程，直至将多个端子20都插装到壳体10上。
虽然结合附图对本发明进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本发明优选实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本发明的一种限制。
虽然本总体发明构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。
应注意，措词“包括”不排除其它元件或步骤，措词“一”或“一个”不排除多个。另外，权利要求的任何元件标号不应理解为限制本发明的范围。

Claims (12)

1.一种装配系统，适于将端子(20)插装到壳体(10)中，其特征在于，所述装配系统包括：
并联机器人机构(100)，具有一个支撑平台(110)，所述壳体(10)保持在所述支撑平台(110)上，以便随所述支撑平台(110)一起移动；
串联机器人机构(200)，其上安装有一个末端执行器(210)，所述末端执行器(210)连接至所述支撑平台(110)，以便驱动所述并联机器人机构(100)移动；和
端子插入机构(300)，适于将端子(20)插装到保持在所述支撑平台(110)上的壳体(10)中，
其中，在将端子(20)插装到所述壳体(10)之前，所述串联机器人机构(200)驱动所述并联机器人机构(100)移动，使得所述壳体(10)上的端子插孔与待插装的端子(20)对齐，
其中，在将端子(20)插装到所述壳体(10)的过程中，所述并联机器人机构(100)的至少一部分关节(101)被锁定，使得所述并联机器人机构(100)不能移动，从而使得所述支撑平台(110)保持不动。
2.根据权利要求1所述的装配系统，其特征在于：所述并联机器人机构(100)具有多个自由度。
3.根据权利要求2所述的装配系统，其特征在于：
所述并联机器人机构(100)被构造成能够沿相互垂直的第一方向(X)、第二方向(Y)和第三方向(Z)中的至少一个方向平移。
4.根据权利要求3所述的装配系统，其特征在于：
所述并联机器人机构(100)被构造成能够绕所述第一方向(X)、第二方向(Y)和第三方向(Z)中的至少一个方向旋转。
5.根据权利要求4所述的装配系统，其特征在于：所述串联机器人机构(200)具有多个自由度。
6.根据权利要求5所述的装配系统，其特征在于：所述串联机器人机构(200)为多轴机器人。
7.根据权利要求1所述的装配系统，其特征在于，所述装配系统还包括：
传送机构，适于将端子料带(21)传送至所述端子插入机构(300)；和
切割机构，适于切割传送至端子插入机构(300)的端子料带(21)，以便将待插装的端子(20)从端子料带(21)上切割下来。
8.根据权利要求7所述的装配系统，其特征在于：
所述端子插入机构(300)为机械手，所述机械手适于抓取从所述端子料带(21)上切割下来的端子(20)，并将抓取的端子(20)插装到所述壳体(10)的端子插孔中。
9.根据权利要求7所述的装配系统，其特征在于，所述端子插入机构(300)包括：
夹具，适于夹持住待插装的端子(20)；和
平移机构，适于将夹持住的端子(20)插入到所述壳体(10)的端子插孔中。
10.根据权利要求7所述的装配系统，其特征在于，
所述端子插入机构(300)包括喷射机构，所述喷射机构适于将所述端子(20)喷射到所述壳体(10)的端子插孔中。
11.一种装配方法，适于将端子插装到壳体中，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S100：提供如权利要求1所述的装配系统；
S200：将壳体(10)保持在并联机器人机构(100)的支撑平台(110)上；
S300：将待插装的端子(20)保持在端子插入机构(300)上；
S400：通过串联机器人机构(200)驱动并联机器人机构(100)移动，使得壳体(10)上的端子插孔与待插装的端子(20)对齐；
S500：锁定所述并联机器人机构(100)的至少一部分关节(101)，使得所述并联机器人机构(100)不能移动，从而使得所述支撑平台(110)保持不动；和
S600：通过所述端子插入机构(300)将端子(20)插入到所述壳体(10)的端子插孔中。
12.根据权利要求11所述的装配方法，其特征在于，需要在所述壳体(10)中插装多个端子(20)，并且前述方法还包括步骤：
S700：解锁所述并联机器人机构(100)的所述至少一部分关节(101)，使得所述并联机器人机构(100)能够被移动；
S800：重复执行步骤S300至S700，直至将待插装的多个端子(20)都插装到所述壳体(10)上。
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