CN111906538A - 长转轴自动组装设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及加工装置的技术领域，具体为一种长转轴自动组装设备，包括压合装置、上料装置和运输装置，压合装置包括加工台，加工台上设有压合治具，压合治具的顶面开设有条形加工槽和外壳加工槽，条形加工槽的一侧与外壳加工槽连通，压合装置还包括的压配板和压合组件，压配板与压合组件固定连接；上料装置包括主机架，主机架的上部设有取放装置，取放装置包括吸附组件，吸附组件包括吸盘，取放装置还包括移动组件；运输装置包括机械手；压合治具的顶面设有定位检测模块，压合组件用于根据定位检测模块的信号升降压配板。采用本方案能够解决现有技术中笔记本生产过程中效率较低、人工成本较大、质量不稳定的技术问题。

Description

长转轴自动组装设备

技术领域

本发明涉及加工装置的技术领域，具体为一种长转轴自动组装设备。

背景技术

在笔记本的生产过程中涉及众多工序，例如物料、元件的采购、运输等，电子器件的印刷、点胶、连接等，零部件的制造、加工、组装等，成品的测试、包装等。对机械及电子产品的组装，传统采用方式都是人工进行流水线式的组装，例如在对长转轴、笔记本外壳等组装时，需要人工依次将笔记本外壳和长转轴放置到压合机的加工治具上，通过压合机对笔记本外壳和转轴盖进行压合，待压合完成后，由人工从压合机上取下组装后的长转轴和笔记本外壳，从而实现长转轴与笔记本外壳的组装。

但是随着人们对笔记本的需求不断提升，由于传统人工流水线组装的效率较低，其所需人力成本较大，且人为因素影响过大导致成品质量不稳定，难以保证成品的一致性，使得传统的人工流水线组装已经不能满足社会的发展需求。

发明内容

本发明意在提供一种长转轴自动组装设备，以解决现有技术中笔记本生产过程中效率较低、人工成本较大、质量不稳定的技术问题。

本发明提供基础方案是：长转轴自动组装设备，包括压合装置、上料装置和运输装置，压合装置包括加工台，加工台上设有压合治具，压合治具的顶面开设有用于放置长转轴的条形加工槽和用于放置笔记本外壳的外壳加工槽，条形加工槽的一侧与外壳加工槽连通，压合装置还包括用于对长转轴和笔记本外壳进行压合的压配板和用于移动压配板进行压合的压合组件，压配板与压合组件固定连接；

上料装置包括主机架，主机架的上部设有取放装置，取放装置包括吸附组件，吸附组件包括用于对长转轴进行吸取的吸盘，取放装置还包括用于移动吸附组件将长转轴从上料治具移动至条形加工槽的移动组件；运输装置包括用于抓取笔记本外壳至外壳加工槽的机械手；

压合治具的顶面设有用于检测条形加工槽与外壳加工槽连通处笔记本外壳的定位检测模块，压合组件用于根据定位检测模块的信号升降压配板。

基础方案的有益效果：装配长转轴和笔记本外壳时，吸附组件对长转轴进行吸取，移动组件对吸附组件进行移动，移动组件带动长转轴移动，使得长转轴从上料治具移动至条形加工槽上，实现长转轴的自动上料。机械手对笔记本外壳进行抓取，使得笔记本外壳移动至外壳加工槽，此时定位检测模块检测到笔记本外壳，说明长转轴和笔记本外壳均已放置在压合治具上，压合组件使压配板下降，压配板对转轴和笔记本外壳进行压合。

吸附组件和移动组件的设置，使得上料治具中的长转轴移动至条形加工槽，实现长转轴的自动上料，通过机械手抓取笔记本外壳至外壳加工槽，实现笔记本外壳的自动上料，与现有技术中的人工上料相比，工件一次性准确上料，上料效率高，人工成本低。压合装置和定位检测模块的设置，自动启动对笔记本外壳和长转轴的压合，无需人工控制，加工效率高。采用自动化的上料和加工，使得每次加工工序保持一致性，从而提高成品的一致性。

进一步，压合治具的顶面还设有若干导向块，导向块朝向笔记本外壳的一侧均设有斜面，斜面远离笔记本外壳的一侧高于相对的另一侧。有益效果：斜面的设置，在笔记本外壳放置到外壳加工槽的过程中起导向作用，便于笔记本外壳准确的放置到外壳加工槽。

进一步，机械手为ABB机械手。有益效果：ABB机械手技术成熟，控制精准，便于使用。

进一步，主机架的下部设有用于叠放上料治具的上料平台和用于控制上料平台升降的升降组件，升降组件的上部设有用于检测上料平台上上料治具的治具检测模块，升降组件用于根据治具检测模块的信号开始或停止上移上料平台。有益效果：上料时，一次性将多个叠放的上料治具放置在上料平台上，通过升降组件上移上料平台，使得叠放的上料治具不断上移，上移过程中治具检测模块处于检测状态，当治具检测模块检测到上料治具时，说明叠放在最上层的上料治具已经到达指定位置，升降组件停止上移上料平台，此时，吸附组件可对长转轴进行吸取。升降组件和治具检测模块的设置，使得上料治具自动移动到指定位置，减少取放上料治具花费的人力资源，同时便于后续长转轴的自动上料，提升生产效率。

进一步，上料治具的顶面开设有若干用于放置长转轴的放置槽。有益效果：放置槽的设置，对长转轴进行限位，便于对长转轴进行定位，从而便于吸取组件对长转轴进行吸取。

进一步，主机架的下部还设有下料平台，取放装置还包括用于对上料治具进行夹取的夹取组件，移动组件还用于移动夹取组件将上料治具从上料平台移动至下料平台。有益效果：当上料治具内的长转轴吸取完时，无需人工取下最上层的上料治具，此时由夹取组件对最上层的上料治具进行夹取，移动组件对夹取组件进行移动，移动组件带动最上层的上料治具移动，使得上料治具移动至下料平台上，通过下料平台对空上料治具进行收集和叠放，与人工取下空上料治具相比，自动实现对上料治具的收集，有效节省人工成本，能够一次性从下料平台上取下多个空上料治具，下料效率高。

进一步，上料治具相对侧面的底部开设有缺口。有益效果：缺口的设置，便于搬运上料治具时抓握叠放的上料治具，使得上料治具使用便捷。

进一步，升降组件包括丝杠、限位杆和升降板，丝杠与主机架转动连接，限位杆与主机架固定连接，升降板套接在丝杠和限位杆上，丝杠与升降板螺纹连接且限位杆与升降板滑动连接，上料平台与升降板固定连接。有益效果：当上料平台需要移动时，旋转丝杠，丝杠的旋转带动升降板旋转，但是由于限位杆的限位，使得升降板无法旋转，此时升降板沿着丝杠向上或向下移动，升降板的移动带动上料平台的移动，从而将上料治具移动到指定位置。

进一步，上料平台的底部与升降板之间固定连接有加强筋。有益效果：加强筋的设置，使得上料平台与升降板之间的连接更加稳定，避免上料平台移动过程中因连接不稳定造成的晃动。

进一步，移动组件包括供吸盘在上料治具上方与条形加工槽上方往复移动以及供夹取组件在上料治具上方和下料平台上方往复移动的横向滑轨、与横向滑轨滑动连接的第一机架、用于移动吸盘或夹取组件将长转轴从上料治具移动至上料治具上方的竖向滑轨，以及与竖向滑轨滑动连接的第二机架，竖向滑轨设置在第一机架上，吸附组件和夹取组件设置在第二机架上。有益效果：横向滑轨的设置，实现第一机架的横向移动，竖向滑轨的设置，实现第二机架的竖向移动，由此实现吸附组件和夹取组件在竖向和横向两个方向上的移动，从而实现长转轴的自动上料和空上料治具的自动下料，降低人工成本，有效提高加工效率。

附图说明

图1为本发明长转轴自动组装设备实施例的主视图；

图2为本发明图1B-B处的俯视图；

图3为本发明长转轴自动组装设备实施例上料治具的结构示意图；

图4为本发明图1A-A处的局部俯视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：底板101、支撑板102、顶板103、上料平台201、丝杠202、升降板203、下料平台301、上料治具4、放置槽401、连通槽402、凸起403、缺口404、治具检测模块5、横向滑轨601、第一机架602、竖向滑轨603、吸盘701、吸盘固定架702、夹爪801、电动伸缩架802、加工台901、安装板902、压合治具903、定位检测模块904、导向块905、压配板906、机械手907。

实施例

长转轴自动组装设备，如附图1所示，包括压合装置、上料装置、运输装置和控制模块，控制模块可采用单片机、PLC等，在本实施例中，控制模块为PLC。

压合装置包括加工台901，加工台901的四端均焊接有竖向的竖向支架，竖向支架的顶端通过螺钉固定连接有安装板902。加工台901上通过螺钉固定连接有压合治具903，压合治具903的顶面开设有用于放置长转轴的条形加工槽和用于放置笔记本外壳的外壳加工槽，条形加工槽的左侧与外壳加工槽的右侧连通。压合治具903的顶面设有用于检测条形加工槽与外壳加工槽连通处笔记本外壳的定位检测模块904，在本实施例中，定位检测模块904采用对射式红外传感器，具体的，红外传感器的发射端和接收端通过螺钉安装在压合治具903纵向的两侧，发射端发出的红外线位于条形加工槽与外壳加工槽连通处的上方。压合治具903的顶面还设有若干导向块905，在本实施例中，导向块905的数量为六个，均匀分布在压合治具903顶面的前侧、后侧、左侧。导向块905朝向笔记本外壳的一侧均设有斜面，斜面远离笔记本外壳的一侧高于相对的另一侧。

压合装置还包括用于对长转轴和笔记本外壳进行压合的压配板906和用于移动压配板906进行压合的压合组件，压配板906与压合组件固定连接，压合组件可采用丝杠副和步进电机对压配板906进行升降，也可采用气缸、油缸等对压配板906进行升降，还可采用电动伸缩杆对压配板906进行升降，在本实施例中，采用电动气缸对压配板906进行升降，电动气缸通过螺钉与安装板902的底面固定连接，电动气缸活塞杆的自由端与压配板906的顶面固定连接，电动气缸电连接有用于驱动电动气缸的气缸驱动模块。

控制模块分别与定位检测模块904、气缸驱动模块电连接，控制模块用于根据定位检测模块904的信号控制气缸驱动模块以控制电动气缸，从而控制压配板906的升降。初始状态下，定位检测模块904输出低电平信号，此时控制模块根据定位检测模块904的信号保持压配板906的位置，当定位检测模块904检测到笔记本外壳放置在外壳加工槽时，定位检测模块904输出高电平信号，此时控制模块根据定位检测模块904的信号控制压配板906下降对笔记本外壳和长转轴进行压合，并在压合结束后控制压配板906上升，便于取下压合后的笔记本外壳和长转轴。

运输装置包括用于抓取笔记本外壳至外壳加工槽的机械手907，在本实施例中，机械手907为ABB机械手907。控制模块与机械手907电连接，笔记本外壳的运输采用传送带进行运输，控制模块用于控制机械手907从传送带上抓取笔记本外壳移动至外壳加工槽，并根据气缸驱动模块完成压合后产生的信号控制机械手907抓取压合后的笔记本外壳和长转轴从加工治具移动至传送带上。

上料装置包括主机架，主机架包括底板101、支撑板102、支撑杆和顶板103，支撑杆的底部与底板101焊接，支撑杆的顶部与顶板103焊接，支撑板102的底部与底板101焊接。

如附图2所示，主机架的下部设有用于叠放上料治具4的上料平台201和下料平台301，以及用于控制上料平台201和下料平台301升降的升降组件，在本实施例中，升降组件包括两组，一组用于控制上料平台201的升降，另一组用于控制下料平台301的升降。

支撑板102的两侧分别通过螺钉固定连接有第一定位块和若干第二定位块，在本实施例中，支撑板102每侧第二定位块的数量为两个。每组升降组件包括电机、丝杠202、限位杆和升降板203，在本实施例中，限位杆的数量为两个。第一定位块的底面开设有转动凹槽，转动凹槽与丝杠202的顶部转动连接，丝杠202的底部与电机的输出轴键连接，在其他实施例中，电机的输出轴键连接齿轮，并通过齿轮与丝杠202的底部传动连接。限位杆的顶部与第二定位块通过螺钉固定连接，限位杆的底部与底板101焊接。升降板203套接在丝杠202和限位杆上，丝杠202与升降板203螺纹连接且限位杆与升降板203滑动连接。升降板203远离支撑板102的侧面通过螺钉与上料平台201固定连接，升降板203远离支撑板102的侧面与上料平台201的底面固定连接有加强筋，加强筋的两端分别与升降板203远离支撑板102的侧面、上料平台201的底面通过螺钉固定连接，上料平台201的顶面开设有若干通孔。

上料平台201上叠放有若干上料治具4，在附图1中，上料平台201上叠放的上料治具4数量为十一个。在本实施例中，以压合笔记本外壳和长转轴为例，长转轴为长条状工件，如附图3所示，上料治具4的顶面开设有若干用于放置长转轴的放置槽401和若干用于连通相邻放置槽401的连通槽402，在本实施例中，放置槽401的数量为七个且等距设置，连通槽402的数量为三个且等距设置。上料治具4的顶面设有若干凸起403，在本实施例中，凸起403的数量为四个，分布在上料治具4顶面的四周，上料治具4的前侧和后侧的底部均开设有缺口404。

升降组件的上部设有用于检测上料平台201上上料治具4的治具检测模块5，在本实施例中，治具检测模块5采用反射型红外传感器，治具检测模块5通过螺钉安装在支撑板102上。控制模块分别与电机、治具检测模块5电连接，控制模块用于根据治具检测模块5的信号控制电机的启停和正反转以控制上料平台201或下料平台301的升降。初始状态下，治具检测模块5输出低电平信号，此时控制模块根据治具检测模块5的信号启动电机以开始上移上料平台201，当治具检测模块5检测到叠放最上层的上料治具4时，治具检测模块5输出高电平信号，此时控制模块根据治具检测模块5的信号停止电机以停止上移上料平台201。

如附图4所示，主机架的上部设有取放装置，取放装置包括用于对长转轴进行吸取的吸附组件、用于对上料治具4进行夹取的夹取组件、用于移动吸附组件将长转轴从上料治具4移动至条形加工槽以及移动夹取组件将上料治具4从上料平台201移动至下料平台301的移动组件。

移动组件包括供吸盘701在上料治具4上方与条形加工槽上方往复移动以及供夹取组件在上料治具4上方和下料平台301上方往复移动的横向滑轨601、与横向滑轨601滑动连接的第一机架602、用于移动吸盘701或夹取组件将长转轴从上料治具4移动至上料治具4上方的竖向滑轨603，以及与竖向滑轨603滑动连接的第二机架，横向滑轨601通过螺钉与顶板103的底面固定连接，竖向滑轨603设置在第一机架602上，在本实施例中，竖向滑轨603的数量为两个，竖向滑轨603分别设置在第一机架602的左侧和右侧，对应的第二机架的数量为两个，第二机架分别与两竖向滑轨603滑动连接，吸取组件设置在左侧的第二机架上，夹取组件设置在右侧的第二机架上。

第一机架602和第二机架的移动可采用丝杠副和步进电机进行驱动，也可采用气缸、油缸等进行驱动，还可采用电动伸缩杆进行移动，在本实施例中，通过丝杠副和步进电机对第一机架602、第二机架进行驱动，控制模块与步进电机电连接，控制模块用于根据脉冲数量控制步进电机的启动，从而控制丝杠副的转动，进而控制第一机架602在横向滑轨601上的移动，以及控制第二机架在竖向滑轨603上的移动。

在其他实施例中，移动组件还包括纵向滑轨，以及与纵向滑轨滑动连接的纵向机架，纵向滑轨设置在第一机架602上，竖向滑轨603不再设置第一机架602上，而是设置在纵向机架上。通过丝杠副和步进电机对纵向机架进行驱动，控制模块与步进电机电连接，控制模块用于根据脉冲数量控制步进电机的启动，从而控制丝杠副的转动，进而控制纵向机架在横向滑轨601上的移动，以及控制第二机架在纵向滑轨上的移动。通过增加纵向方向上的移动，实现对吸附组件和夹取组件在纵向上的移动，使用更加智能、便捷。

吸附组件包括用于对长转轴进行吸取的吸盘701和用于固定吸盘701的吸盘固定架702，吸盘701的数量为多个，在本实施例中，吸盘701的数量为两个。第二机架为U型，第二机架的自由端与左侧的竖向滑轨603滑动连接，第二机架的另一端通过螺栓、螺帽与吸盘固定架702连接。具体的，通过螺栓穿过第二机架和吸盘固定架702，螺栓的两端设有螺帽，拧紧两端的螺帽实现第二机架和吸盘固定架702的连接。吸盘固定架702为环型，由于吸盘701自带有安装螺栓，因此吸盘固定架702的两端分别通过螺帽与两吸盘701连接，使得吸盘701可拆卸连接在吸盘固定架702上，吸盘701朝向长转轴。

吸盘701还包括用于供气的气门，气门连接有软管，软管与吸气装置连接，通过吸气装置的启动和停止，控制吸盘701吸取动作的执行。控制模块与吸气装置电连接，控制模块用于根据伺服电机的启动和停止控制吸气装置的启动和停止，从而控制吸盘701对长转轴的吸取。

夹取组件包括夹爪801和用于纵向伸缩夹爪801的电动伸缩架802，夹爪801的数量为两个。电动伸缩架802与右侧的第二机架的自由端通过螺钉连接，电动伸缩架802的两端可纵向相对收缩和伸展，两夹爪801分别焊接在电动伸缩架802的两端，当电动伸缩架802的两端纵向相对收缩，两夹爪801之间的距离缩短，反之当电动伸缩架802的两端可纵向相对伸展时，两夹爪801之间的距离伸长。吸盘701还包括用于供气的气门，气门连接有软管，软管与吸气装置连接，通过吸气装置的启动和停止，控制吸盘701吸取动作的执行。控制模块与电动伸缩架802电连接，控制模块用于根据伺服电机的启动和停止控制电动伸缩架802的启动和停止，从而控制夹爪801对上料治具4的夹取。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.长转轴自动组装设备，其特征在于：包括压合装置、上料装置和运输装置，压合装置包括加工台，加工台上设有压合治具，压合治具的顶面开设有用于放置长转轴的条形加工槽和用于放置笔记本外壳的外壳加工槽，条形加工槽的一侧与外壳加工槽连通，压合装置还包括用于对长转轴和笔记本外壳进行压合的压配板和用于移动压配板进行压合的压合组件，压配板与压合组件固定连接；

上料装置包括主机架，主机架的上部设有取放装置，取放装置包括吸附组件，吸附组件包括用于对长转轴进行吸取的吸盘，取放装置还包括用于移动吸附组件将长转轴从上料治具移动至条形加工槽的移动组件；运输装置包括用于抓取笔记本外壳至外壳加工槽的机械手；

压合治具的顶面设有用于检测条形加工槽与外壳加工槽连通处笔记本外壳的定位检测模块，压合组件用于根据定位检测模块的信号升降压配板。

2.根据权利要求1所述的长转轴自动组装设备，其特征在于：压合治具的顶面还设有若干导向块，导向块朝向笔记本外壳的一侧均设有斜面，斜面远离笔记本外壳的一侧高于相对的另一侧。

3.根据权利要求1所述的长转轴自动组装设备，其特征在于：机械手为ABB机械手。

4.根据权利要求1所述的长转轴自动组装设备，其特征在于：主机架的下部设有用于叠放上料治具的上料平台和用于控制上料平台升降的升降组件，升降组件的上部设有用于检测上料平台上上料治具的治具检测模块，升降组件用于根据治具检测模块的信号开始或停止上移上料平台。

5.根据权利要求1所述的长转轴自动组装设备，其特征在于：上料治具的顶面开设有若干用于放置长转轴的放置槽。

6.根据权利要求1所述的长转轴自动组装设备，其特征在于：主机架的下部还设有下料平台，取放装置还包括用于对上料治具进行夹取的夹取组件，移动组件还用于移动夹取组件将上料治具从上料平台移动至下料平台。

7.根据权利要求6所述的长转轴自动组装设备，其特征在于：上料治具相对侧面的底部开设有缺口。

8.根据权利要求4所述的长转轴自动组装设备，其特征在于：升降组件包括丝杠、限位杆和升降板，丝杠与主机架转动连接，限位杆与主机架固定连接，升降板套接在丝杠和限位杆上，丝杠与升降板螺纹连接且限位杆与升降板滑动连接，上料平台与升降板固定连接。

9.根据权利要求8所述的长转轴自动组装设备，其特征在于：上料平台的底部与升降板之间固定连接有加强筋。

10.根据权利要求6所述的长转轴自动组装设备，其特征在于：移动组件包括供吸盘在上料治具上方与条形加工槽上方往复移动以及供夹取组件在上料治具上方和下料平台上方往复移动的横向滑轨、与横向滑轨滑动连接的第一机架、用于移动吸盘或夹取组件将长转轴从上料治具移动至上料治具上方的竖向滑轨，以及与竖向滑轨滑动连接的第二机架，竖向滑轨设置在第一机架上，吸附组件和夹取组件设置在第二机架上。

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