CN108022778A - 一种按键平衡杆和键帽自动组装设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种按键平衡杆和键帽自动组装设备，其包括相互平行设置的键盘板工装循环输送线和键帽工装循环输送线、沿所述键盘板工装循环输送线设置的平衡杆供料插入机构、异形键帽上料机构、常规键帽上料机构以及键帽按压机构。本发明实现键帽的自动上料和自动安装，平衡杆的自动上料、自动安装，大大提高了键盘的组装效率；能够满足各种不同规格、不同摆放方向和不同安装方式的平衡杆的安装，其通用性高。
Description
【技术领域】
本发明涉及自动化设备，特别是涉及一种按键平衡杆和键帽自动组装设备。
【背景技术】
就目前个人电脑的使用习惯而言，键盘为不可或缺的输入设备之一，用以输入文字、符号或数字。不仅如此，举凡日常生活所接触的消费性电子产品或是工业界使用的大型加工设备，皆需设有按键结构作为输入装置，以操作上述电子产品与加工设备。
一般来说，键盘装置上的按键大部分为方形键帽的按键，少部分的按键如空白键(SPACE)、输入键(Enter)、大字键(Caps Lock)、移位键(Shift)等，其键帽的长度大于宽度，该类按键称之为倍数键。因倍数键的键面较长，使用者在敲键盘的时候，手指不能保证每次都敲在键帽的中间位置，敲在边侧的话，则需要对键帽施加较大的压力才能触发按键效果，于是需要加设一个平衡杆，使键帽不会因为受力点差异而产生倾斜升降，键帽的两端达到平衡效果，使用者敲击键帽任何一个位置都能达到触发按键的效果。
现有键盘内的平衡杆是由一根横截面为圆形的直杆弯折而成，中间直杆部分是平衡部，平衡部的两侧是折弯的侧端，两侧端均设有弯勾部；平衡杆的平衡部安装在盖帽上，底板/铝板设有孔槽用于安插平衡杆的弯勾部。
现有技术中专利号为201610936017.7公开了一种键盘的按键平衡杆组装机、按键平衡杆和键帽组装一体机，其采用刻度盘和机械手实现平衡杆和键帽的自动组装，但是在组装过程中，键帽需要人工上料和人工下料，且键帽的组装时间较长，一个键盘的整体组装节拍较长，存在一定的效率提升空间。
因此，有必要提供一种新的按键平衡杆和键帽自动组装设备来解决上述问题。
【发明内容】
本发明的主要目的在于提供一种按键平衡杆和键帽自动组装设备，能够实现键盘按键的自动上料、自动下料和自动安装，平衡杆的自动上料、自动安装，大大提高了键盘的组装效率。
本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种按键平衡杆和键帽自动组装设备，其包括相互平行设置的键盘板工装循环输送线和键帽工装循环输送线、沿所述键盘板工装循环输送线设置的平衡杆供料插入机构、异形键帽上料机构、常规键帽上料机构以及键帽按压机构。
进一步的，所述键盘板工装循环输送线包括用于键盘板上料的第一输送线、位于所述第一输送线上方的第二输送线、设置在所述第一输送线两端的第一升降装置、以及在所述平衡杆供料插入机构范围内左右移动的键盘工装移载装置，所述键盘工装移载装置通过左右移动一端与所述第一升降装置对接且另一端与所述第二输送线的首端对接。
进一步的，所述键盘工装移载装置包括第二驱动件、受所述第二驱动件驱动进行左右运动的第二连接板、固定在所述第二连接板上的第三驱动件、受所述第三驱动件驱动进行前后运动的第三连接板、固定在所述第三连接板上的支撑架、固定在所述支撑架上的第四驱动件和第二气缸、受所述第四驱动件驱动进行循环传送的第二输送带、受所述第二气缸驱动进行上下运动高出或低于所述第二输送带上表面的支撑板。
进一步的，所述键帽工装循环输送线包括用于键帽上料的第三输送线、位于所述第三输送线上方的第四输送线以及设置在所述第三输送线两端的第二升降装置。
进一步的，所述平衡杆供料插入机构包括沿左右方向设置的若干组平衡杆供料插入机构和前后方向设置的平衡杆供料插入机构。
进一步的，所述平衡杆供料插入机构包括第四气缸、受所述第四气缸驱动进行上下移动的连接块、倾斜固定在所述连接块上的第五连接板、固定在所述第五连接板上的第五气缸、受所述第五气缸驱动平行于所述第五连接板运动的第六连接板、固定在所述第六连接板上的第六气缸、垂直固定在所述第六连接板上的平衡杆储料板、受所述第六气缸驱动进行将所述平衡杆储料板中的平衡杆逐个推出的推料板。
进一步的，所述第六连接板位于所述平衡杆储料板的一侧设置有平衡杆导向板，所述第五连接板上固定设置有位于所述平衡杆导向板上方的且将平衡杆两端弯折部卡入键盘板内的卡撑爪、进行上下运动挡住平衡杆一侧的挡块。
进一步的，所述异形键帽上料机构包括SCARA机器人、位于所述SCARA机器人活动端的键帽吸附组件，所述键帽吸附组件包括固定连接在所述SCARA机器人活动端的第七连接板、固定在所述第七连接板上的若干第七气缸、受所述第七气缸驱动进行上下运动的吸盘。
进一步的，所述常规键帽上料机构包括第五驱动件、受所述第五驱动件驱动在所述键盘板工装循环输送线和所述键帽工装循环输送线之间运动的第八连接板、固定在所述第八连接板上的第六驱动件、受所述第六驱动件驱动进行左右移动的第九连接板、固定在所述第九连接板上的第八气缸、受所述第八气缸驱动进行上下移动的第十连接板以及固定在所述第十连接板上的若干吸嘴。
进一步的，所述键帽按压机构设置在所述常规键帽上料机构的上方，且包括第七驱动件、受所述第七驱动件驱动进行上下运动的若干将键帽压在键盘板上的按压头。
与现有技术相比，本发明一种按键平衡杆和键帽自动组装设备的有益效果在于：实现键帽的自动上料和自动安装，平衡杆的自动上料、自动安装，大大提高了键盘的组装效率；能够满足各种不同规格、不同摆放方向和不同安装方式的平衡杆的安装，其通用性高。
【附图说明】
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例中键盘板工装循环输送线和键帽工装循环输送线的结构示意图；
图3为本发明实施例中第一升降装置和第二升降装置的结构示意图；
图4为本发明实施例中平衡杆供料插入机构和键盘工装移载装置的结构示意图；
图5为本发明实施例中键盘工装移载装置的结构示意图；
图6为本发明实施例中平衡杆供料插入机构的结构示意图；
图7为本发明实施例中平衡杆供料插入机构的局部放大结构示意图；
图8为本发明实施例中平衡杆供料插入机构中的卡撑爪的结构示意图之一；
图9为本发明实施例中平衡杆供料插入机构中的卡撑爪的结构示意图之二；
图10为本发明实施例中异形键帽上料机构的结构示意图；
图11为本发明实施例中键帽吸附组件的结构示意图；
图12为本发明实施例中常规键帽上料机构和键帽按压机构的结构示意图；
图13为本发明实施例中常规键帽上料机构的结构示意图；
图14为本发明实施例中异形键帽上料机构位置上的第一顶升支撑机构的结构示意图；
图15为本发明实施例中常规键帽上料机构位置上的第一顶升支撑机构的结构示意图；
图16为本发明实施例中异形键帽上料机构位置上的第二顶升支撑机构的结构示意图；
图中数字表示：
100按键平衡杆和键帽自动组装设备；101键盘板工装；102平衡杆；103键帽工装；
1键盘板工装循环输送线，11第一输送线，12第二输送线，13第一升降装置，131第一气缸，132第一连接板，133第一驱动件，134第一输送带，14键盘工装移载装置，141第二驱动件，142第二连接板，143第三驱动件，144第三连接板，145支撑架，146第四驱动件，147第二气缸，148第二输送带，149支撑板，1410阻挡装置；
2键帽工装循环输送线，21第三输送线，22第四输送线，23第二升降装置；
3平衡杆供料插入机构，31第四气缸，32连接块，33第五连接板，34第五气缸，35第六连接板，36第六气缸，37平衡杆储料板，38推料板，39平衡杆导向板，310卡撑爪，3101卡槽，3102斜面，311挡块；
4异形键帽上料机构，41SCARA机器人，42键帽吸附组件，421第七连接板，422第七气缸，423吸盘；
5常规键帽上料机构，51第五驱动件，52第八连接板，53第六驱动件，54第九连接板，55第八气缸，56第十连接板；
6键帽按压机构，61第七驱动件；7第一顶升支撑机构，71第十一连接板，72第九气缸，73第十气缸，74顶升柱，75第一底托板；8第二顶升支撑机构，81第十一气缸，82第二底托板。
【具体实施方式】
实施例：
请参照图1-图16，本实施例为按键平衡杆和键帽自动组装设备100，其包括相互平行设置的键盘板工装循环输送线1和键帽工装循环输送线2、沿键盘板工装循环输送线1设置的若干平衡杆供料插入机构3、异形键帽上料机构4、常规键帽上料机构5以及键帽按压机构6。
键盘板工装循环输送线1包括用于键盘板上料的第一输送线11、位于第一输送线11上方的第二输送线12、设置在第一输送线11两端的第一升降装置13、以及在平衡杆供料插入机构3范围内左右移动的键盘工装移载装置14，键盘工装移载装置14通过左右移动一端与第一升降装置13对接且另一端与第二输送线12的首端对接。
键帽工装循环输送线2包括用于键帽上料的第三输送线21、位于第三输送线21上方的第四输送线22以及设置在第三输送线21两端的第二升降装置23。
第一升降装置13与第二升降装置23结构相同且均包括第一气缸131、受第一气缸131驱动进行上下运动的第一连接板132、固定在第一连接板132上的第一驱动件133、受第一驱动件133驱动进行循环传输的第一输送带134。键盘板工装101或键帽工装103在第一输送带134进行上升、下降运动，并被送入或送出。
键盘工装移载装置14包括第二驱动件141、受第二驱动件141驱动进行左右运动的第二连接板142、固定在第二连接板142上的第三驱动件143、受第三驱动件143驱动进行前后运动的第三连接板144、固定在第三连接板144上的支撑架145、固定在支撑架145上的第四驱动件146和第二气缸147、受第四驱动件146驱动进行循环传送的第二输送带148、受第二气缸147驱动进行上下运动高出或低于第二输送带148上表面的支撑板149。通过第二驱动件141，带动第二输送带148以及位于上面的键盘板工装101一起左右移动，通过第三驱动件143，带动键盘板工装101前后移动，并通过第四驱动件146，实现键盘板工装101的自动输入与自动输出。键盘工装移载装置14还包括固定在支撑架145上阻挡键盘板工装101继续向前的阻挡装置1410，阻挡装置1410包括第三气缸(图中未标识)、受所述第三气缸驱动进行上下运动的阻挡块(图中未标识)。
由于键盘种类的不同，键盘中平衡杆的长度规格和摆放方向也不同。为了实现各个长度和不同摆放方向的平衡杆的自动插入，本实施例中，平衡杆供料插入机构3包括沿左右方向设置的若干组平衡杆供料插入机构和前后方向设置的平衡杆供料插入机构。左右方向和前后方向设置的机构，实现了不同摆放方向平衡杆的插入；左右方向设置的若干组平衡杆供料插入机构3实现了不同长度规格的平衡杆插入。且通过键盘工装移载装置14中的第二驱动件141和第三驱动件143，实现了键盘板工装101在各个平衡杆供料插入机构3之间的移动，且在将平衡杆插入键盘板中时，通过所述支撑机构，为键盘板底部提供了充足的支撑力，防止在平衡杆插入中将键盘板压裂或压断的现象发生。
每个平衡杆供料插入机构3包括第四气缸31、受第四气缸31驱动进行上下移动的连接块32、倾斜固定在连接块32上的第五连接板33、固定在第五连接板33上的第五气缸34、受第五气缸34驱动平行于第五连接板33运动的第六连接板35、固定在第六连接板35上的第六气缸36、垂直固定在第六连接板35上的平衡杆储料板37、受第六气缸36驱动进行将平衡杆储料板37中的平衡杆102逐个推出的推料板38，第六连接板35位于平衡杆储料板37的一侧设置有平衡杆导向板39，第五连接板33上固定设置有位于平衡杆导向板39上方的且将平衡杆102两端弯折部卡入键盘板内的卡撑爪310、进行上下运动挡住平衡杆102一侧的挡块311，一方面可以防止平衡杆在下压时向外弹出，另外还可以防止平衡杆沿平衡杆导向板39滑落。平衡杆储料板37内设置有贯通的平衡杆收纳槽(图中未标识)，所述平衡杆收纳槽的下部通过推料板38的伸缩实现与平衡杆导向板39对接或阻断。
平衡杆除了在长度规格和安装方向上存在差异，其两端的弯折部结构也存在差异，此差异是由于不同按键的平衡杆的连接方式不一样。有的平衡杆的两端弯折部设置有弯钩，此类平衡杆则需要将两端弯折部撑开将弯钩卡入键盘板的卡扣座内；有的平衡杆的两端弯折部没有弯钩，此类平衡杆则需要将将弯折部插入到键盘板的支撑座孔内。因此，为了满足不同安装方式的平衡杆的安装，本实施例设计了两款卡撑爪310。
一实施例中，卡撑爪310上设置有将平衡杆102两端弯折部卡住定位的卡槽3101，在安装过程中，卡撑爪310随着第五连接板33向下运动，卡槽3101下降到与键盘板中支撑座孔对接的位置，然后固定在第六连接板35上平衡杆导向板39端部靠向卡槽3101，推料板38将平衡杆102推出穿过卡槽3101插入键盘板中支撑座孔内，从而完成安装。
另一实施例中，卡撑爪310的两个侧面为斜面3102，在安装过程中，卡撑爪310随着第五连接板33向下运动，斜面3102的末端与键盘板中卡扣座对接，随着推料板38将平衡杆102向外推出时，平衡杆102的两端弯折部被斜面3102所撑开，并顺着斜面3102滑入到键盘板中的卡扣座内，从而完成安装。
键盘工装移载装置14和平衡杆供料插入机构3的工作原理为：第二驱动件141驱动键盘板工装101在左右方向上的各个平衡杆供料插入机构3之间移动，并完成不同长度规格的平衡杆插入；然后第三驱动件143驱动键盘板工装101到前后方向上的平衡杆供料插入机构3位置，完成不同分布方向的平衡杆插入；每个平衡杆供料插入机构3的工作原理为：第四气缸31驱动整体下降，使得卡撑爪310与键盘板的相关连接件位置对接；第五气缸34驱动平衡杆导向板39移动至与卡撑爪310对接位置；第六气缸36驱动推料板38顺着平衡杆导向板39移动，同时从平衡杆储料板37中的推出一个平衡杆102，直至将平衡杆102推入至键盘板的安装座内。
异形键帽上料机构4包括SCARA机器人41、位于SCARA机器人活动端的键帽吸附组件42，键帽吸附组件42包括固定连接在SCARA机器人41活动端的第七连接板421、固定在第七连接板421上的若干第七气缸422、受第七气缸422驱动进行上下运动的吸盘423。第七气缸422的数量与键盘中倍数键个数相同，如Shift、Ctrl、Enter、Backspace、Caps Lock以及空格键等。异形键帽上料机构4还包括设置在键盘板工装循环输送线1上用于定位各个倍数键放入位置的第一定位板43，第一定位板43上设置有若干贯通的且与倍数键位置对应形状相同的通口(图中未标识)。
异形键帽上料机构4主要实现将倍数键的键帽从键帽工装循环输送线2上的键帽工装103中上抓取到键盘板工装循环输送线1上的键盘板工装101中的键盘板上。
常规键帽上料机构5包括第五驱动件51、受第五驱动件51驱动在键盘板工装循环输送线1和键帽工装循环输送线2之间运动的第八连接板52、固定在第八连接板52上的第六驱动件53、受第六驱动件53驱动进行左右移动的第九连接板54、固定在第九连接板54上的第八气缸55、受第八气缸55驱动进行上下移动的第十连接板56以及固定在第十连接板56上的若干吸嘴(图中未标识)。所述吸嘴的数量与分布位置与键盘中常规按键的数量与分布位置相同。
本实施例设置异形键帽上料机构4和常规键帽上料机构5两种键帽上料机构，一方面提高了键帽抓取上料的效率；另一方面防止了倍数键与常规键在同时吸取中产生的位置干涉问题，提高了键帽抓取精度和抓取质量，为键帽的安装提供了有利的保障。
键帽按压机构6设置在常规键帽上料机构5的上方，且包括第七驱动件61、受第七驱动件61驱动进行上下运动的若干将键帽压在键盘板上的按压头(图中未标识)。
键帽工装循环输送线2在异形键帽上料机构4位置和常规键帽上料机构5位置均设置有将键帽顶起的第一顶升支撑机构7。第一顶升支撑机构7包括第十一连接板71、固定在第十一连接板上的第九气缸72和第十气缸73、受第九气缸72驱动进行上下运动的且用于将键帽顶起的顶升柱74、受第十气缸73驱动进行上下运动的且用于将键帽工装103向上顶起的第一底托板75，顶升柱74穿过第一底托板75，异形键帽上料机构4中的第一定位板43位于第一底托板75的上方。键帽按压机构6对应位置的第一顶升支撑机构7还包括设置在第一底托板75上的第二定位板76。
键盘板工装循环输送线1上在异形键帽上料机构4以及键帽按压机构6的下方设置有第二顶升支撑机构8。第二顶升支撑机构8包括第十一气缸81、受第十一气缸81驱动进行上下运动的且将键盘板顶起的第二底托板82。
本实施例按键平衡杆和键帽自动组装设备100工作原理为：操作人员在整个设备的收料端(即最右端)，在键盘板工装101上放置键盘板，并将其一起放置在收料端的第一升降装置13上，经过第一输送线11、最左端的第一升降装置13运输至键盘工装移载装置14上；操作人员将键帽工装103放置在键帽工装循环输送线2最右端的第二升降装置23上，经过第三输送线21、靠左端的第二升降装置23输送至第四输送线22上；键盘工装移载装置14带着键盘板工装101在平衡杆供料插入机构3范围内移动，通过平衡杆供料插入机构3在键盘板上安装若干个不同规格和不同安装方向的平衡杆；键盘工装移载装置14将键盘板工装101输送至第二输送线12上，SCARA机器人41将键帽工装103中的倍数键键帽抓取到键盘板工装101中的键盘板上；第二输送线12输送键盘板工装101到键帽按压机构6下方位置，同时，第四输送线22输送键帽工装103至对应的位置；常规键帽上料机构5将键帽工装103上的常规键键帽抓取到键盘板工装101中的键盘板上；键帽按压机构6下压将键帽按压到键盘板上；安装完毕的键盘板被第二输送线12输送至最右端，操作人员将其取走，同时，放置一个新的键盘板到键盘板工装101上；同时空的键帽工装103也被第四输送线22输送至最右端，操作人员放置一个新的装满键帽的键帽工装103放置在第二升降装置23上。
本实施例按键平衡杆和键帽自动组装设备100的有益效果在于：实现键帽的自动上料和自动安装，平衡杆的自动上料、自动安装，大大提高了键盘的组装效率；能够满足各种不同规格、不同摆放方向和不同安装方式的平衡杆的安装，其通用性高。
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)
1.一种按键平衡杆和键帽自动组装设备，其特征在于：其包括相互平行设置的键盘板工装循环输送线和键帽工装循环输送线、沿所述键盘板工装循环输送线设置的平衡杆供料插入机构、异形键帽上料机构、常规键帽上料机构以及键帽按压机构。
2.如权利要求1所述的按键平衡杆和键帽自动组装设备，其特征在于：所述键盘板工装循环输送线包括用于键盘板上料的第一输送线、位于所述第一输送线上方的第二输送线、设置在所述第一输送线两端的第一升降装置、以及在所述平衡杆供料插入机构范围内左右移动的键盘工装移载装置，所述键盘工装移载装置通过左右移动一端与所述第一升降装置对接且另一端与所述第二输送线的首端对接。
3.如权利要求2所述的按键平衡杆和键帽自动组装设备，其特征在于：所述键盘工装移载装置包括第二驱动件、受所述第二驱动件驱动进行左右运动的第二连接板、固定在所述第二连接板上的第三驱动件、受所述第三驱动件驱动进行前后运动的第三连接板、固定在所述第三连接板上的支撑架、固定在所述支撑架上的第四驱动件和第二气缸、受所述第四驱动件驱动进行循环传送的第二输送带、受所述第二气缸驱动进行上下运动高出或低于所述第二输送带上表面的支撑板。
4.如权利要求1所述的按键平衡杆和键帽自动组装设备，其特征在于：所述键帽工装循环输送线包括用于键帽上料的第三输送线、位于所述第三输送线上方的第四输送线以及设置在所述第三输送线两端的第二升降装置。
5.如权利要求1所述的按键平衡杆和键帽自动组装设备，其特征在于：所述平衡杆供料插入机构包括沿左右方向设置的若干组平衡杆供料插入机构和前后方向设置的平衡杆供料插入机构。
6.如权利要求1所述的按键平衡杆和键帽自动组装设备，其特征在于：所述平衡杆供料插入机构包括第四气缸、受所述第四气缸驱动进行上下移动的连接块、倾斜固定在所述连接块上的第五连接板、固定在所述第五连接板上的第五气缸、受所述第五气缸驱动平行于所述第五连接板运动的第六连接板、固定在所述第六连接板上的第六气缸、垂直固定在所述第六连接板上的平衡杆储料板、受所述第六气缸驱动进行将所述平衡杆储料板中的平衡杆逐个推出的推料板。
7.如权利要求1所述的按键平衡杆和键帽自动组装设备，其特征在于：所述第六连接板位于所述平衡杆储料板的一侧设置有平衡杆导向板，所述第五连接板上固定设置有位于所述平衡杆导向板上方的且将平衡杆两端弯折部卡入键盘板内的卡撑爪、进行上下运动挡住平衡杆一侧的挡块。
8.如权利要求1所述的按键平衡杆和键帽自动组装设备，其特征在于：所述异形键帽上料机构包括SCARA机器人、位于所述SCARA机器人活动端的键帽吸附组件，所述键帽吸附组件包括固定连接在所述SCARA机器人活动端的第七连接板、固定在所述第七连接板上的若干第七气缸、受所述第七气缸驱动进行上下运动的吸盘。
9.如权利要求1所述的按键平衡杆和键帽自动组装设备，其特征在于：所述常规键帽上料机构包括第五驱动件、受所述第五驱动件驱动在所述键盘板工装循环输送线和所述键帽工装循环输送线之间运动的第八连接板、固定在所述第八连接板上的第六驱动件、受所述第六驱动件驱动进行左右移动的第九连接板、固定在所述第九连接板上的第八气缸、受所述第八气缸驱动进行上下移动的第十连接板以及固定在所述第十连接板上的若干吸嘴。
10.如权利要求1所述的按键平衡杆和键帽自动组装设备，其特征在于：所述键帽按压机构设置在所述常规键帽上料机构的上方，且包括第七驱动件、受所述第七驱动件驱动进行上下运动的若干将键帽压在键盘板上的按压头。
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