CN108817937A - 自动对位设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动对位设备，适于对初对位的触控笔的笔芯与笔筒进行精确对位，自动对位设备包括设于工作平台上并与控制系统电性连接的传送装置、定位治具、对位装置及识别装置，传送装置沿工作平台的纵向布置，触控笔安设于定位治具上并随着定位治具于传送装置上传送，对位装置设于传送装置的至少一侧，识别装置设于对位装置处，识别装置对笔芯突出于笔筒的触接部或/和定位部的长度坐标进行识别并将识别信息反馈给控制系统，对位装置与定位治具相配合以推送所笔芯或笔筒，从而调整笔芯突出于笔筒的触接部的长度。本发明的自动对位设备结构简单、布局合理，对位精度高、可实现自动化流水作业，在提高生产效率的同时，有效保证了产品品质。

Description

自动对位设备

技术领域

本发明涉及一种组装设备，尤其涉及一种自动对位设备。

背景技术

为了便于使用，手机、平板电脑、电子词典等电子产品常常会使用触控笔进行操控，触控笔一般是插接于手机等电子产品中，使用时抽拉出即可，而随着电子产品越来越小巧轻薄、所留给触控笔的容置空间也越来越小，使得触控笔也随之变得精巧，从而加大了触控笔的制造难度。触控笔一般包括笔筒及穿置于笔筒中的笔芯，其中决定触控笔是否触控灵敏的一个重要因素就是笔芯的用于与屏幕相接触的触接部突出于笔筒的长度尺寸是否符合要求，其装配误差是否在限定的范围内。在既要保证整个触控笔可顺畅的插接于有限的容置空间内，又要保证触控的灵敏性，因而，对触控笔的笔筒与笔芯的装配精度的要求也越来越高。目前，对于笔筒与笔芯的组装，一般是采用手工作业的方式进行装配，通过作业的熟练度与经验进行对位装配，效率低、且装配的精确度无法保证。

因此，亟需一种能够实现自动作业、结构简单、装配精确度高且效率高的自动对位设备来克服上述问题，以期在提高生产效率的同时，提高贴合品质。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、装配精确度高且效率高的自动对位设备。

为了实现上述目的，本发明公开了一种自动对位设备，适于对初对位的触控笔的笔芯与笔筒进行精确对位，所述笔芯包括前端的触接部及后端的定位部，所述自动对位设备包括设于工作平台上并与控制系统电性连接的传送装置、定位治具、对位装置及识别装置，所述传送装置沿所述工作平台的纵向布置，所述触控笔安设于所述定位治具上并随着所述定位治具于所述传送装置上传送，所述对位装置设于所述传送装置的至少一侧，所述识别装置设于所述对位装置处，所述识别装置对所述笔芯突出于所述笔筒的触接部或/和定位部的长度坐标进行识别并将识别信息反馈给控制系统，所述对位装置与所述定位治具在控制系统的指示下相互配合以推送所述笔芯或所述笔筒，从而调整所述笔芯突出于所述笔筒的触接部的长度。

较佳地，所述传送装置包括相互配合以传送所述定位治具的两传送带，两所述传送带呈平行且间隔地设置且每一传送带包括顺次对接的第一传送带、第二传送带及第三传送带。

较佳地，所述定位治具包括底板、载板及定位座，所述载板固设于所述底板上，至少两个所述定位座呈间隔开地安设于所述载板上，所述笔筒卡接于至少两所述定位座上。

较佳地，所述定位治具还包括卡紧件，所述定位座上设有与所述笔筒的形状相对应的卡槽，所述卡紧件设于所述卡槽的边缘处且可相对所述卡槽转动或移动，转动或移动的所述卡紧件的卡接端与所述卡槽中的所述笔筒相抵接。

较佳地，所述定位治具还包括一托架，所述托架设于所述载板或所述底板的前侧端，所述托架上设有与所述触接部的形状相匹配的托槽。

较佳地，所述对位装置包括呈相向地布置的第一对位机构与第二对机构，所述第一对位机构可相对所述定位治具直线运动而抵推所述定位治具上的所述笔芯的定位部，所述第二对位机构可相对所述定位治具直线运动而抵推所述定位治具上的所述笔芯的触接部。

较佳地，所述第一对位机构包括第一顶推件及第一顶推驱动器，所述第一顶推驱动器驱使所述第一顶推件沿垂直于所述传送装置的传送方向直线运动，运动的所述第一顶推件顶推所述定位部而使得所述笔芯的触接部向着远离所述笔筒的方向移动。

较佳地，所述第一对位机构还包括设于所述定位治具上的滑块、枢接块及对位件，所述滑块滑设于所述底板上并位于靠近所述载板的后侧端的位置处，所述枢接块枢接于所述滑块的后侧端，所述对位件固设于所述枢接块上且位于面向所述定位座的一侧。

较佳地，所述第一对位机构还包括一挡块，所述挡块沿阻碍所述枢接块转动的方向设于所述枢接块的旁侧，且所述挡块与所述枢接块至少一者上设有磁铁以将二者固定于相贴合的位置处。

较佳地，所述对位装置还包括锁定机构，所述锁定机构包括气动滑锁及通气件，所述气动滑锁设于所述定位治具的底板上并呈阻碍所述滑块滑动的布置，所述通气件与外置气源相连并可相对所述气动滑锁直线运动，运动的所述通气件可与所述气动滑锁的通气孔相连通或断开连通。

与现有技术相比，本发明的自动对位设备包括设于工作平台上并与控制系统电性连接的传送装置、定位治具、对位装置及识别装置，通过定位治具固定初步对位的触控笔，由于对位装置设于传送装置的至少一侧，而识别装置又设于对位装置处，则当初步对位的触控笔在定位治具的带动下于传送装置上传送至对位装置处时，藉由识别装置对触控笔的笔芯突出于笔筒的触接部或/和定位部的长度坐标进行识别并将识别信息反馈给控制系统，在控制系统的指示下，对位装置与定位治具相配合以推送笔芯或笔筒，从而调整笔芯突出于笔筒的触接部的长度至所允许的数值范围内，从而实现对初对位的触控笔的笔芯与笔筒的精确对位。本发明的自动对位设备结构简单、布局合理，对位精度高、可实现自动化流水作业，在提高生产效率的同时，有效保证了产品品质。

附图说明

图1为本发明的自动对位设备的立体结构示意图。

图2为本发明的自动对位设备隐藏了机壳的立体结构示意图。

图3为本发明的自动对位设备的平面结构示意图。

图4为本发明的传送装置的立体结构示意图。

图5为本发明的定位治具的一个角度的立体结构示意图。

图6为本发明的定位治具的另一角度的立体结构示意图。

图7为本发明的对位装置的立体结构示意图。

图8为本发明的对位装置的侧视图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图1至图8，本发明公开了一种自动对位设备100，适于对初对位的触控笔200的笔芯210与笔筒220进行精确对位，笔芯210包括前端的触接部211及后端的定位部212。本发明的触控笔200用于手机、平板电脑及电子词典等电子产品的操控，触控笔200具体藉由触接部211与电子产品的屏幕相触接。触控笔200的初对位指的是于另一设备中，笔芯210已初步对位的穿置于笔筒220中，且二者之间还通过胶水进行固定。因初对位的触控笔200流拉至本自动对位设备100中时胶水还未固化，本发明的自动对位设备100就是要在胶水逐渐固化的时间内对笔芯210的触接部211露出于笔筒220的长度尺寸进行精确调整，从而使其调整至允许的误差范围内。在本申请中，笔芯210的触接部211突出于笔筒220的长度尺寸大致为5.4mm，误差为正负0.03mm。

请参阅图1和图2，本发明的自动对位设备100包括机架10、工作平台20、机壳30及控制系统40，机壳30安设于机架10上，工作平台20设于机架10上并位于机壳30内，控制系统40的控制键41与触控显示屏42设置于机壳30上，控制系统40的电气控制等元件位于机壳30内。本发明的自动对位设备100还包括设于工作平台20上并与控制系统40电性连接的传送装置50、定位治具60、对位装置70及识别装置80，由控制系统40控制传送装置50、定位治具60、对位装置70及识别装置80间的配合作业，从而有效提高自动对位设备100的自动化程度，其中，控制系统40为现有的控制系统，其结构及控制原理均为本领域的公知，故在此不再对其进行详细的描述。

请参阅图2，传送装置50沿工作平台20的纵向布置，初对位的触控笔200安设于定位治具60上并随着定位治具60于传送装置50上传送，对位装置70设于传送装置50的至少一侧，识别装置80设于对位装置70处。识别装置80对笔芯210突出于笔筒220的触接部211或/和定位部212的长度坐标进行识别并将识别信息反馈给控制系统40，在控制系统40的指示下，对位装置70与定位治具60相配合以推送笔芯210或笔筒220，从而调整笔芯210突出于笔筒220的触接部212的长度。

请参阅图3，传送装置50上沿传送方向顺次设有进料位50a、对齐位50b及出料位50c，对位装置70设于对齐位50b，识别装置80设于对齐位50b的上方。则当定位治具60对笔芯210进行限位固定后，对位装置70可仅设于传送装置50的一侧，通过对位装置70对笔筒220进行推送即可对笔芯210的触接部212与笔筒220间的相对位置进行调整。在本申请的优选实施例中，定位治具60对笔筒220进行限位固定，而对位装置70可设置于传送装置50的两相对侧，从而可通过对位装置70对笔芯210的前后两端进行推送，即可对笔芯210的触接部212与笔筒220间的相对位置进行调整；当然，对位装置70也可设置于传送装置50的一侧，则对位装置70仅从笔芯210的一端对笔芯210前后推拉，也可实现对位调整的目的。

请参阅图4，传送装置50具体包括相互配合以传送定位治具60的两传送带51，两传送带51呈平行且间隔的设置，则两传送带51同步作业即可传送定位治具60。为了更精确有效地传送定位治具60，传送带51呈分段式设置，每一传送带51具体包括可顺次对接的第一传送带511、第二传送带512及第三传送带513，第一传送带511、第二传送带512及第三传送带513在与之对应连接的传送带驱动器514的驱使下循环作业，从而将定位治具60依次传送。

具体地，传送装置50还包括位于两传送带51之间的止位件52，止位件52具体设于第一传送带511与第二传送带512之间以及第二传送带512与第三传送带513之间。止位件52在与之相连的止位驱动器53的驱使下上下移动，从而阻止两第一传送带511上的定位治具60向着两第二传送带512处传送，以及阻止两第二传送带512上的定位治具60向着两第三传送带513处传送。当然，本发明的传送装置还包括顶推机构54，顶推机构54设于对齐位50b处并位于两第二传送带512之间，顶推机构54包括吸盘(图中未示出)，当位于对齐位50b处的感应器感应定位治具60到位后，发出信号给到控制系统40，在控制系统40的指示下，顶推机构54驱使吸盘上下移动以从定位治具60的下方吸附固定该定位治具60，移动的吸盘还将定位治具60向上顶起而脱离两第二传送带512，从而便于对初定位的触控笔200进行对位调整。

请参阅图5和图6，定位治具60包括底板61、载板62及定位座63，载板62固设于底板61上，至少两个定位座63呈间隔开地安设于载板62上，笔筒220卡接于至少两定位座63上。具体地，定位座63上设有与笔筒220的形状相对应的卡槽631，笔筒220卡接于卡槽631中。进一步地，定位座63上还设有一卡紧件632，卡紧件632设于卡槽631的边缘处且可相对卡槽631转动或移动，转动或移动的卡紧件632的卡接端6321可与卡槽631中的笔筒220相抵接，从而有效防止笔筒220在对位调整过程中发生移位的问题。在本实施例中，卡槽631大致呈U形，卡紧件632的卡接端6321位于卡槽631内，卡紧件632设于卡槽631的至少一侧壁处并可相对卡槽631移动以进出卡槽631，从而可夹紧卡槽631中的笔筒220。

优选地，定位治具60还包括一弹性件(图中未示出)，弹性件的一端藉由连接板633与载板62或定位座63相连，弹性件的另一端与卡紧件632相连，从而在将笔筒220卡接于卡槽631中时，操作卡紧件632使其做远离卡槽631的直线运动，弹簧随之被压缩，从而将笔筒220卡接于卡槽631中，然后松开卡紧件632，在弹簧恢复力的作用下卡紧件632向着靠近卡槽631的直线移动，从而使得卡紧件632的卡接端6321与卡槽631中的笔筒220相抵接。当然，卡紧件632也可为设于卡槽631的边缘处的一扣压块，则操作扣压块使其相对卡槽631转动也可完成相应的抵压作业。

具体地，定位治具60还包括一托架64，托架64设于载板62或底板61的前侧端，托架64上设有与笔芯210的触接部211的形状相匹配的托槽641。托架64不仅在将笔筒220卡接于卡槽631中时起到定位的作用，并且还可在后续的对位调整中起到调整限位的作用。

请参阅图7和图8，在本实施例中，对位装置70包括于对齐位50b呈相向布置的第一对位机构71与第二对位机构72，第一对位机构71与第二对位机构72分别对位于定位治具60上的笔芯210的前后两端处，第一对位机构71可相对定位治具60直线运动而抵推定位治具60上的笔芯210的定位部212，第二对位机构62可相对定位治具60直线运动而抵推定位治具60上的笔芯210的触接部211。具体地，第一对位机构71包括第一顶推件711及第一顶推驱动器712，第一顶推驱动器712驱使第一顶推件711沿垂直于传送装置30的传送方向直线运动，运动的第一顶推件711顶推定位部212而使得触接部211向着远离笔筒220的方向移动，则触接部211超出笔筒220的长度变长。相应地，第二对位机构72包括第二顶推件721及第二顶推件驱动器722，设于支撑架723上的第二顶推件驱动器722驱使第二顶推件721沿垂直于传送装置30的传送方向直线运动，运动的第二顶推件721顶推触接部211而使得触接部211向着靠近笔筒220的方向移动，则触接部211超出笔筒220的长度变短。为了简化结构，在本实施例中，识别装置80仅设于第二对位机构72处，则只需对笔芯210突出于笔筒220的触接部211的长度坐标进行识别即可。识别装置80具体包括设于支撑架81上的CCD相机82及连接于CCD相机82下端的光源83。

结合图5和图6，为了便于精确对位，第一对位机构71还包括设于定位治具60上的滑块713、枢接块714及对位件715，滑块713滑设于底板61上并位于靠近载板62的后侧端的位置处，枢接块714枢接于滑块713的后侧端上，对位件715固设于枢接块714上且位于面向定位座63的一侧，对位件715可藉由枢接块714相对载板62转动，从而转动至正对位于定位座63的笔芯210的定位部212的位置处，对位件715还可藉由滑块713于底板61上滑动，从而移动至与笔芯210的定位部212相抵接。对位件715具体为一圆柱杆，圆柱杆的直径尺寸可略小于笔筒220的后端口的直径尺寸，则当笔芯210的定位部212设置为位于笔筒220内而未突出于笔筒220时，圆柱杆可伸入到笔筒220内以抵推定位部212。

具体地，为了预防枢接块714转动过度，第一对位机构71还包括一挡块716，挡块716沿阻挡枢接块714转动的方向设于枢接块714的旁侧，从而限制枢接块714的转动。进一步地，为了使枢接块714保持在所需的转动位置处，挡块716与枢接块714至少一者上设有磁铁以将二者固定于相贴合的位置处，其中，挡块716与枢接块714为可与磁铁相贴合的金属件。枢接块714相对定位座63旋转90°。

具体地，第一对位机构71还包括驱使枢接块714转动的推送件717，推送件717与推送驱动器7171的输出端相连，推送驱动器7171驱使推送件717上下移动而使得枢接块714绕着滑块713的后侧端7131转动，从而与挡块716相贴合。

对位装置70还包括锁定机构73，锁定机构73用于限定第一对位机构71对定位部212的顶推作业。锁定机构73包括气动滑锁731，气动滑锁731设于定位治具60的底板61上并呈阻碍滑块713滑动的布置。则当通气时，气动滑锁731解锁，滑块713才能于底板711上滑动，从而才能顶推定位部212，而未通气或通气结束时，气动滑锁731限制滑块713滑动。具体地，锁定机构73还包括设于第一对位机构71上的通气件732，通气件732与外置气源相连并与通气驱动器733相连，通气驱动器733驱使通气件732前后移动，移动地通气件732可与气动滑锁731的通气孔7311相连通或断开连通，从而可为气动滑锁731供气或停止供气。

优选地，为了简化结构，通气件732可与第一对位机构71整合在一起。具体地，通气驱动器733设于支架734上，通气驱动器733的输出端藉由连接板735与通气件732及第一顶推驱动器712相连，而第一顶推件711藉由连接板718与设于连接板735上的第一顶推驱动器712的输出端相连。其中，通气件732位于第一顶推件711的前侧。从而，在通气驱动器733的驱使下，通气件732与第一顶推件711均向着定位治具60的方向移动，至通气件732与通气孔7311相连通后，通气即可解锁，第一顶推驱动器712再驱使第一顶推件711继续向着定位治具60的方向移动，至第一顶推件711顶推滑块713，使得对位件715在滑块713的带动下于底板61上滑动，从而移动至与笔芯210的定位部212相抵接，继续推送即可顶推定位部212以实现调整的目的。为了进一步简化结构及提高自动化，滑块713可自动复位，则滑块713与底板711或载板712之间还连接有一弹簧719，从而在弹簧719的恢复力的作用下滑块713可自动复位，从而带动对位件715解除对定位部212的抵压。

结合附图1至附图8，对本发明的自动对位设备100的工作原理描述如下：

首先，于进料位50a处，将初对位的触控笔200卡接于定位治具60的卡槽631中，并通过卡紧件632卡紧；之后，启动设备，在控制系统40的指示下，两第一传送带511相配合而将定位治具60传送至两第二传送带512，而在后续的流水作业中，当两第二传送带512上还传送有定位治具60的情况下，设于第一传送带511与第二传送带512之间的止位件52阻止第一传送带511传送定位治具60至第二传送带512；之后，两第二传送带512相配合将定位治具60向着两第三传送带513的方向传送，当设于两第二传送带512的对齐位50b处的感应器感应到定位治具60到位后，发出信号给到控制系统40，则位于此处的止位件52上移以阻止定位治具60的传送，而顶推机构54则驱使吸盘上移而从定位治具60的下方吸附固定该定位治具60，进而将定位治具60向上顶起而脱离两第二传送带512；

接着，位于定位治具60上方的识别装置80对笔芯210的触接部211突出于笔筒220的长度尺寸进行识别，并将识别信息反馈给控制系统40，在控制系统40的指示下，当触接部211突出于笔筒220的长度大于预设值，则由第二顶推件驱动器722驱使第二顶推件721沿垂直于传送装置30的传送方向直线运动以顶推触接部211，使得触接部211向着靠近笔筒220的方向移动，则触接部211超出笔筒220的长度变短；

而当触接部211突出于笔筒220的长度小于预设值，则先由推送驱动器7171驱使推送件717上移以抵推枢接块714而使得枢接块714转动至与挡块716相贴合，从而使得对位件715位于正对笔芯210的定位部212的位置处；之后，通气驱动器733驱使通气件732与第一顶推件711向着定位治具60的方向移动，至通气件732与通气孔7311相连通以通气解锁后，第一顶推驱动器712再驱使第一顶推件711移动以顶推滑块713，对位件715随之移动至与笔芯210的定位部212相抵接；第一顶推件711继续顶推定位部212而使得触接部211向着远离笔筒220的方向移动，则触接部211突出于笔筒220的长度变长；

最后，对位完成后，对位装置70、止位件52及顶推机构54复位，精对位的触控笔200由第二传送带512传送至第三传送带513的出料位50c以下料。

不断重复上述作业，即可实现对初对位的触控笔200的笔芯210与笔筒220进行精确对位的自动化流水作业。

与现有技术相比，本发明的自动对位设备100包括设于工作平台20上并与控制系统40电性连接的传送装置50、定位治具60、对位装置70及识别装置80，通过定位治具60固定初步对位的触控笔200，由于对位装置70设于传送装置50的至少一侧，而识别装置80又设于对位装置70处，则当初步对位的触控笔200在定位治具60的带动下于传送装置50上传送至对位装置70处时，藉由识别装置80对触控笔200的笔芯210突出于笔筒220的触接部211或/和定位部212的长度坐标进行识别并将识别信息反馈给控制系统40，在控制系统40的指示下，对位装置70与定位治具60相配合以推送笔芯210或笔筒220，从而调整笔芯210突出于笔筒220的触接部211的长度至所允许的数值范围内，从而实现对初对位的触控笔200的笔芯210与笔筒220的精确对位。本发明的自动对位设备100结构简单、布局合理，对位精度高、可实现自动化流水作业，在提高生产效率的同时，有效保证了产品品质。

以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种自动对位设备，适于对初对位的触控笔的笔芯与笔筒进行精确对位，所述笔芯包括前端的触接部及后端的定位部，其特征在于，所述自动对位设备包括设于工作平台上并与控制系统电性连接的传送装置、定位治具、对位装置及识别装置，所述传送装置沿所述工作平台的纵向布置，所述触控笔安设于所述定位治具上并随着所述定位治具于所述传送装置上传送，所述对位装置设于所述传送装置的至少一侧，所述识别装置设于所述对位装置处，所述识别装置对所述笔芯突出于所述笔筒的触接部或/和定位部的长度坐标进行识别并将识别信息反馈给控制系统，所述对位装置与所述定位治具在控制系统的指示下相互配合以推送所述笔芯或所述笔筒，从而调整所述笔芯突出于所述笔筒的触接部的长度。

2.如权利要求1所述的自动对位设备，其特征在于，所述传送装置包括相互配合以传送所述定位治具的两传送带，两所述传送带呈平行且间隔地设置且每一传送带包括顺次对接的第一传送带、第二传送带及第三传送带。

3.如权利要求1所述的自动对位设备，其特征在于，所述定位治具包括底板、载板及定位座，所述载板固设于所述底板上，至少两个所述定位座呈间隔开地安设于所述载板上，所述笔筒卡接于至少两所述定位座上。

4.如权利要求3所述的自动对位设备，其特征在于，所述定位治具还包括卡紧件，所述定位座上设有与所述笔筒的形状相对应的卡槽，所述卡紧件设于所述卡槽的边缘处且可相对所述卡槽转动或移动，转动或移动的所述卡紧件的卡接端与所述卡槽中的所述笔筒相抵接。

5.如权利要求3所述的自动对位设备，其特征在于，所述定位治具还包括一托架，所述托架设于所述载板或所述底板的前侧端，所述托架上设有与所述触接部的形状相匹配的托槽。

6.如权利要求3所述的自动对位设备，其特征在于，所述对位装置包括呈相向布置的第一对位机构与第二对机构，所述第一对位机构可相对所述定位治具直线运动而抵推所述定位治具上的所述笔芯的定位部，所述第二对位机构可相对所述定位治具直线运动而抵推所述定位治具上的所述笔芯的触接部。

7.如权利要求6所述的自动对位设备，其特征在于，所述第一对位机构包括第一顶推件及第一顶推驱动器，所述第一顶推驱动器驱使所述第一顶推件沿垂直于所述传送装置的传送方向直线运动，运动的所述第一顶推件顶推所述定位部而使得所述笔芯的触接部向着远离所述笔筒的方向移动。

8.如权利要求7所述的自动对位设备，其特征在于，所述第一对位机构还包括设于所述定位治具上的滑块、枢接块及对位件，所述滑块滑设于所述底板上并位于靠近所述载板的后侧端的位置处，所述枢接块枢接于所述滑块的后侧端，所述对位件固设于所述枢接块上且位于面向所述定位座的一侧。

9.如权利要求8所述的自动对位设备，其特征在于，所述第一对位机构还包括一挡块，所述挡块沿阻碍所述枢接块转动的方向设于所述枢接块的旁侧，且所述挡块与所述枢接块至少一者上设有磁铁以将二者固定于相贴合的位置处。

10.如权利要求8所述的自动对位设备，其特征在于，所述对位装置还包括锁定机构，所述锁定机构包括气动滑锁及通气件，所述气动滑锁设于所述定位治具的底板上并呈阻碍所述滑块滑动的布置，所述通气件与外置气源相连并可相对所述气动滑锁直线运动，运动的所述通气件可与所述气动滑锁的通气孔相连通或断开连通。