CN110125651A - 一种基于汽车电子行业的半自动装配压合设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车电子行业装配设备技术领域，尤其涉及一种基于汽车电子行业的半自动装配压合设备，包括用于装载第一待压合组件的载料工装、用于抓取第二待压合组件的机械手组件、可下压的压合工装、以及驱动所述载料工装和/或所述机械手组件移动的多轴驱动模组。本发明的发明目的在于提供一种基于汽车电子行业的半自动装配压合设备，采用本发明提供的技术方案解决了现有全自动化装配设备无法对车载空调控制器产品实现全自动化装配的技术问题。

Description

一种基于汽车电子行业的半自动装配压合设备

技术领域

本发明涉及汽车电子行业装配设备技术领域，尤其涉及一种基于汽车电子行业的半自动装配压合设备。

背景技术

随着工业化的发展，人力成本的攀升，产线自动化成为了制造类企业的发展趋势。尤其产线全自动化装配设备，不但节省了人力成本，同时也提高生产效率，并且由于设备动作的一致性更高从而保证了产品质量。

但是全自动化装配设备并非只有利而没有弊。第一，全自动化装配设备的造价成本高，尤其是全自动化的非标设备，对于利润率不高的产品很难在投资回报率上达成目标；第二，全自动化装配设备兼容性差，转型困难，转型要更换的工装夹具数量多，对于订单少量多机种的产品并不适合于全自动化装配设备；第三，全自动化装配设备占地面积大，对于厂房面积资源紧张有限的企业并不适用；第四，全自动化装配由于结构复杂，设备维修、维护困难，并且维修成本高；第五，全自动化装配设备，尤其是全自动化的非标设备稳定性差，由于设备是由多个工序的单元设备组合在一起，控制逻辑和结构复杂，每一个工序都由执行机构和传感器配合完成，而执行机构和传感器比较多，任一发生了故障导致整个设备停机从而降低了设备的稳定性；第六，全自动化装配设备存在风险性大，设备一旦有故障只能停线，很难找到代替方案来保障生产；第七，全自动化装配设备不是任何零件的装配都能实现，有些装配难以用设备实现，如装导电胶、插排线等动作。

由于以上这几种因素的存在，很难将全自动化设备应用到产线上去，生产线为了提高生产效率、减少人力成本则难以靠全自动化装配设备实现。例如车载空调控制器产品包含了前面板、导电胶、PCBA、后盖，需要的工艺是装配导电胶、PCBA、后盖，并且需要一定的力压合后盖。

为此，由于全自动化装配设备存在成本高、兼容性差、占地面积大、某些动作不可实现；维护困难、稳定性差、风险性大等几种制约因素，使得车载空调控制器产品难以实现全自动化装配。

发明内容

本发明的发明目的在于提供一种基于汽车电子行业的半自动装配压合设备，采用本发明提供的技术方案解决了现有全自动化装配设备无法对车载空调控制器产品实现全自动化装配的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种半自动装配压合设备，包括用于装载第一待压合组件的载料工装、用于抓取第二待压合组件的机械手组件、可下压的压合工装、以及驱动所述载料工装和/或所述机械手组件移动的多轴驱动模组；

所述机械手组件抓取所述第二待压合组件置于所述第一待压合组件上，所述压合工装下压将所述第二待压合组件压紧扣合在所述第一待压合组件上。

优选的，所述多轴驱动模组包括X轴驱动滑轨、Y轴驱动滑轨和Z轴驱动滑轨；所述装载工装可滑动设置于所述Y轴驱动滑轨上，完成Y轴方向的移动；所述机械手组件通过所述X轴驱动滑轨和Z轴驱动滑轨联动连接，完成X轴方向和Z轴方向的移动。

优选的，所述压合工装可下压悬置于所述Y轴驱动滑轨上方。

优选的，所述机械手组件包括滑动设置于所述X轴驱动滑轨和Z轴驱动滑轨上的滑块、固定于所述滑块上的旋转驱动部件、以及设置于所述旋转驱动部件上的机械手。

优选的，在所述滑块上还固定设置有摄像机和传感器组件。

优选的，在所述载料工装上设置有用于吸附所述第一待压合组件的吸盘。

基于上述半自动装配压合设备，本发明另一方面还提供一种压合方法，包括以下步骤

S100、人工将第一待压合组件装配在载料工装上；

S200、人工按开始启动按键启动所述半自动装配压合设备，载料工装通过Y轴驱动滑轨运送到装配位置；

S300、机械手组件通过X轴驱动滑轨和Z轴驱动组件移动并抓取第二待压合组件，并放置在载料工装上的第一待压合组件上；

S400、载料工装通过Y轴驱动滑轨移动至压合工装下方；

S500、所述压合工装下压对第二待压合组件进行压合，使之与第一待压合组件压紧扣合。

在步骤S500中，压合工装下压对第二待压合组件进行压合；优选的，通过压力传感器对所述压合工装的下压力进行曲线实时监测和控制，直至所述下压力满足扣合所需的预设压力值。

由上可知，应用本发明提供的技术方案可以得到以下有益效果：通过人工对单个物料进行上下料，再结合设备装置自动装配及压合实现产品的装配流程，该装配流程实现了人机结合的灵活操作方式提高兼容性，同时又可节省了设备占地空间和硬件投入，而自动装配过程保证产品精度和质量，并进行了有效的防错，非常适合车载空调控制器装配的特点，实现了生产效率提高和减少人力成本的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例半自动装配压合设备正视图；

图2为本发明实施例半自动装配压合设备后视图；

图3为本发明实施例半自动装配压合设备系统图；

图4为本发明实施例半自动装配压合方法流程图；

图5为本发明实施例半自动装配压合方法步骤S110中压力传感器工作状态示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

由于全自动化装配设备存在成本高、兼容性差、占地面积大、某些动作不可实现；维护困难、稳定性差、风险性大等几种制约因素，使得汽车电子行业的产品难以实现全自动化装配。

为此，本实施例提供一种半自动装配压合设备，用于对汽车电子行业产品完成半自动压合，该半自动装配压合设备包括用于装载第一待压合组件的载料工装、用于抓取第二待压合组件的机械手组件、可下压的压合工装、以及驱动载料工装和/或机械手组件移动的多轴驱动模组。

为了便于对本方案的理解，本实施例以车载空调控制器为待压合产品为例做详细说明。其中第一待压合组件为面板，第二待压合组件为后盖，在面板与后盖之间，还装设有PCBA。具体方案如下所述：

请参见图1－3，本实施例基于车载空调控制器的半自动装配压合设备包括载料工装10、机械手组件20、压合工装30、以及多轴驱动模组。

其中，载料工装10和多轴驱动模组组成运动模块，用于完成产品的传送，且所有物料均由多轴驱动模组传递到对应的位置进行检测、装配和压合。

在运动模块中，多轴驱动模组包括X轴驱动滑轨41、Y轴驱动滑轨42和Z轴驱动滑轨43。载料工装10可滑动设置于Y轴驱动滑轨42上，完成Y轴方向的移动；机械手组件20通过X轴驱动滑轨41和Z轴驱动滑轨43联动连接，完成X轴方向和Z轴方向的移动。

机械手组件20，包括滑动设置于X轴驱动滑轨41和Z轴驱动滑轨43上的滑块、固定于滑块上的旋转驱动部件21、以及设置于旋转驱动部件21上的机械手22，用于对物料进行自动装配，机械手22在旋转驱动部件21的作用下可进行多个方向移动及转动，同时可以兼容多个物料的抓取，依次抓取各个物料进行堆叠式装配。

压合工装30可下压悬置于Y轴驱动滑轨42上方，与伺服压机31组成压机模块，用于对后盖进行压合，同时生成压力曲线对压合力实时监控，保证产品后盖和面板的卡扣扣合。压合过程的原理是通过下降压板工装，压板工装用自重压在产品上，有效的固定住了产品，之后再让伺服压机31下降进行进一步施加力让卡扣扣合。

为了实现物料的准确抓取和放置，本实施例还包括由滑块上的摄像机50组成的视觉模块，以及由传感器组件60组成的测距模块。

其中视觉模块用于对物料上的二维码进行识别、对物料进行定位及辨别物料特征是否异常，例如辨别面板和PCBA上的电位销柱和电位孔卡槽的方向是否一致；测距模块则用于检测产品是否上料到位、检测产品是否安装到位，检测原理是检测产品上的两个点高度是否在设定范围内，并得出两个点的高度差，通过高度差再次判断是否放置到位。

上述结构组成了半自动装配压合设备，为了实现上述结构的运作，本实施例还包括由上位机、运动控制卡、以太网等组成的主控模块，用于控制设备运动、数据通讯等；以及用于对上下工序进行互锁防错，上传物料信息及过程数据进行有效追溯的MES模块。

请参见图4，基于上述半自动装配压合设备，本实施例还提供一种压合方法，包括以下步骤

S10、人工将面板组件、PCBA、后盖对应放在载料工装10上，载料工装10下方的吸盘吸住面板组件进行固定。

在该步骤中，面板组件已人工安装好导电胶，载料工装10下方的传感器自动检测物料是否到位，如果到位对应物料的提示灯亮绿灯。

S20、人工双手按开始启动按键，载料工装10通过Y轴驱动滑轨42运送到装配位置。

S30、摄像机50通过X轴驱动滑轨41和Z轴驱动滑轨43移动到PCBA上方，对PCBA进行二维码识别并上传数据库，同时对PCBA进行定位，判断PCBA上电位器方向是否OK以及其他需要识别的特征。

S40、距离传感器通过X轴驱动滑轨41移动到面板组件上方，判断导电胶是否装配到位。

S50、摄像机50移动到面板组件上方，对面板组件定位及识别所需特征。

S60、机械手组件20通过X轴驱动滑轨41和Z轴驱动滑轨43移动，并吸取PCBA，移动装配到面板组件上。

S70、距离传感器移动到面板组件上方，判断PCBA装配是否到位，如果到位进入步骤S80。

S80、机械手组件20通过X轴驱动滑轨41和Z轴驱动滑轨43移动进行吸取后盖，并移动装配到面板组件上。

S90、距离传感器移动到面板组件上方，判断后盖装配是否到位，如果到位进入步骤S100。

S100、面板组件通过Y轴驱动滑轨42移动至压合位置。

S110、压合工装30下降压在后盖上，然后伺服压机31下降压并施加力压在压板工装上。

请参见图5，在该步骤中，伺服压机31通过压力传感器对压力进行曲线实时监测和控制，直至压合完成后伺服压机31复位和支撑气缸复位。

S120、载料工装10通过Y轴驱动滑轨42移动退出到装配位，距离传感器检测后盖是否压合到位，并上传相关数据。

综上，本实施例通过车载空调控制器半自动装配压合设备，通过人工对单个物料进行上下料，再结合设备自动装配及压合实现产品的装配流程，设备成本是全自动装配压合设备成本的25％，设备投资成本低；由于省去了自动上料机构，占地面积缩小；人工上下料实现了人机结合的灵活操作方式，设备兼容性高、转型简单，只需要更换两个一体工装就可以完成转型；设备结构简单，维护容易，稳定性高，对生产带来的风险较小；设备拥有物料到位检测、装配到位检测、压力监控等功能，防错防呆，保证了产品质量；减少人员，提高人均产值，人工上料后，设备自动进行装配压合，期间员工可以兼顾上下工位，减少上下工位人员配置。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种半自动装配压合设备，其特征在于：包括用于装载第一待压合组件的载料工装、用于抓取第二待压合组件的机械手组件、可下压的压合工装、以及驱动所述载料工装和/或所述机械手组件移动的多轴驱动模组；

所述机械手组件抓取所述第二待压合组件置于所述第一待压合组件上，所述压合工装下压将所述第二待压合组件压紧扣合在所述第一待压合组件上。

2.根据权利要求1所述的半自动装配压合设备，其特征在于：所述多轴驱动模组包括X轴驱动滑轨、Y轴驱动滑轨和Z轴驱动滑轨；所述装载工装可滑动设置于所述Y轴驱动滑轨上，完成Y轴方向的移动；所述机械手组件通过所述X轴驱动滑轨和Z轴驱动滑轨联动连接，完成X轴方向和Z轴方向的移动。

3.根据权利要求2所述的半自动装配压合设备，其特征在于：所述压合工装可下压悬置于所述Y轴驱动滑轨上方。

4.根据权利要求3所述的半自动装配压合设备，其特征在于：所述机械手组件包括滑动设置于所述X轴驱动滑轨和Z轴驱动滑轨上的滑块、固定于所述滑块上的旋转驱动部件、以及设置于所述旋转驱动部件上的机械手。

5.根据权利要求4所述的半自动装配压合设备，其特征在于：在所述滑块上还固定设置有摄像机和传感器组件。

6.根据权利要求5所述的半自动装配压合设备，其特征在于：在所述载料工装上设置有用于吸附所述第一待压合组件的吸盘。

7.一种基于权利要求6所述的半自动装配压合设备的压合方法，其特征在于：包括以下步骤

S100、人工将第一待压合组件装配在载料工装上；

S200、人工按开始启动按键启动所述半自动装配压合设备，载料工装通过Y轴驱动滑轨运送到装配位置；

S300、机械手组件通过X轴驱动滑轨和Z轴驱动组件移动并抓取第二待压合组件，并放置在载料工装上的第一待压合组件上；

S400、载料工装通过Y轴驱动滑轨移动至压合工装下方；

S500、所述压合工装下压对第二待压合组件进行压合，使之与第一待压合组件压紧扣合。

8.根据权利要求7所述的压合方法，在步骤S500中，压合工装下压对第二待压合组件进行压合；其特征在于：通过压力传感器对所述压合工装的下压力进行曲线实时监测和控制，直至所述下压力满足扣合所需的预设压力值。