CN112658672A - 零件自动组装设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种零件自动组装设备，包括：机械手、料组件、移载组件、零件组装工位和定位模块。所述取料组件与所述机械手连接，所述移载组件用于搬运所述取料组件获取的零件至所述零件组装工位。所述定位模块包括定位板和定位件，所述定位件用于固定所述取料组件获取的零件，所述零件组装工位与所述定位模块并列设置，所述移载组件包括下压气缸和导轨，所述下压气缸移动安装于所述导轨，所述导轨架设于所述定位模块和所述零件组装工位上方，所述下压气缸用于吸取所述定位件上的零件并沿所述导轨移动到所述零件组装工位并将零件装设于所述产品。本发明提供的零件自动组装设备使零件组装过程全部改为机械自动完成，提高生产效率。

Description

零件自动组装设备

技术领域

本发明涉及一种零件自动组装设备。

背景技术

随着科技日新月异的发展，人们生活水平的提高，电子产品的外观质量越来越被重视，因而越来越多的电子产品采用金属外壳以提升其产品外观品质。但金属外壳长时间直接接触桌面等，容易在外壳表面出现划痕磨损等，另外，光滑金属表面与桌面的摩擦力较小，易造成从倾斜桌面滑落而损坏。基于以上因素，设计电子产品外壳时会在外壳上设置橡胶脚垫，以防止在外壳表面产生划痕及增大摩擦力。现已普遍采用脚垫组装技术为人工组装脚垫，但由于脚垫数量较多，种类繁杂，组装时需消耗较多人力，且容易出错，生产效率低下。

发明内容

鉴于上述状况，有必要提供一种零件自动组装设备。

一种零件自动组装设备，包括：机械手；取料组件，用于获取零件，所述取料组件与所述机械手连接，所述机械手用于移动所述取料组件；移载组件，用于搬运所述取料组件获取的零件；和零件组装工位，需要组装零件的产品固定于所述零件组装工位。所述零件自动组装设备还包括定位模块，所述定位模块包括定位板和至少一个定位件，所述定位件用于固定所述取料组件获取的零件，所述零件组装工位与所述定位模块并列设置，所述移载组件包括下压气缸和导轨，所述下压气缸移动安装于所述导轨，所述导轨架设于所述定位模块和所述零件组装工位上方，所述下压气缸用于吸取所述定位件上的零件并沿所述导轨移动到所述零件组装工位并将零件装设于所述产品。

可选地，所述取料组件包括安装架、第一检测器、取料头，所述安装架与所述机械手连接，所述第一检测器和所述取料头设置于所述安装架底部，所述第一检测器用于检测取料头与料盘之间的距离，所述机械手根据所述第一检测器的检测结果移动安装架至预设位置。

可选地，所述零件上设有至少一个凸起，所述定位件上开设对应所述凸起的凹槽，所述取料组件包括旋转机构，所述取料头与所述旋转机构传动连接，所述旋转机构包括旋转驱动件、传动带、旋转轴和第二检测器，所述旋转驱动件通过所述传动带驱动所述旋转轴转动，所述取料头与所述旋转轴连接，所述取料组件将所述零件放置于所述定位件时，所述旋转轴带动所述取料头转动以使所述凸起收容于所述凹槽，所述第二检测器用于检测所述凸起是否收容于所述凹槽。

可选地，所述取料组件还包括弹性元件，所述弹性元件连接于所述旋转轴和所述取料头之间，所述凸起收容至所述凹槽时，所述取料头通过弹力作用发生位移，所述第二检测器通过检测所述取料头的位置判断所述凸起是否收容于所述凹槽。

可选地，所述零件自动组装设备包括用于控制所述机械手的控制箱，所述控制箱通过记录所述机械手的取料位点或取料次数并与预存数据比对，判断料盘是否为空盘，所述取料组件包括夹盘机构，所述夹盘机构用于根据所述控制箱的判断结果夹取空的料盘。

可选地，所述零件自动组装设备包括料盘定位架，多个料盘层叠设置于所述料盘定位架，所述夹盘机构包括夹持气缸、升降气缸和夹持件，所述夹持气缸和所述升降气缸于所述控制箱电连接，所述夹持气缸用于驱动所述夹持件夹取空的料盘，所述升降气缸用于提升所述夹持件以提取空的料盘。

可选地，所述零件自动组装设备包括产品输送机构，所述导轨的数量为两组并且所述导轨位于所述产品输送机构上方，所述产品输送机构的传输方向与所述导轨的轨道方向垂直，所述零件组装工位设于所述产品输送机构上并位于两个所述导轨之间。

可选地，所述移载组件包括驱动器、滑动板和吸头，所述滑动板的两端分别移动设置于两个所述导轨，所述下压气缸固定安装于所述滑动板，所述吸头位于所述滑动板底部并与所述下压气缸传动连接，所述驱动器设置于所述导轨，用于驱动所述滑动板沿所述导轨在所述定位模块和所述零件组装工位之间往复移动。

可选地，所述零件组装工位内设置定位治具和升降定位件，所述定位治具底面设置至少一个吸盘，所述升降定位件用于阻挡产品在所述产品输送机构中的传输，使所述产品停留在所述定位治具内，所述吸盘用于吸附所述产品，通过负压将所述产品固定在所述定位治具内。

可选地，所述产品输送机构包括两个导向板、传送带和驱动轮，所述传送带设于所述两个导向板之间，所述驱动轮与所述传动带传动连接，所述定位治具和所述升降定位件安装于所述两个导向板之间，所述传送带用于运送所述产品至所述定位治具，并在零件组装完成后带走所述产品。

本发明提供的零件自动组装设备利用机械手和取料组件自动获取零件，再通过移载组件将零件搬运至零件组装工位，零件组装过程全部由机械自动完成，替代传统的手工组装方式，提高生产效率。

附图说明

图1为零件自动组装设备在一实施例中的立体结构示意图。

图2为图1零件自动组装设备去除保护罩的立体结构示意图。

图3为图2零件自动组装设备中定位模块和移载组件的立体结构示意图。

图4为图3的局部放大图。

图5为图2零件自动组装设备中取料组件的立体结构示意图。

主要元件符号说明：

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做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。

请参阅图1和图2，零件自动组装设备100包括机械手1、取料组件2、移载组件4和零件组装工位6。所述机械手1、取料组件2、移载组件4和零件组装工位6均设置于所述零件自动组装设备100的工作平台9上。所述取料组件2用于获取零件，该零件可以是橡胶脚垫等，所述取料组件2与所述机械手1连接，所述机械手1用于移动所述取料组件2。所述移载组件4用于搬运所述取料组件2获取的零件。需要组装零件的产品固定在所述零件组装工位6。请继续参阅图3，所述零件自动组装设备100还包括定位模块3，所述定位模块3包括定位板31和至少一个定位件32。所述定位件32用于固定所述取料组件2获取的零件。所述零件组装工位6与所述定位模块3并列设置，所述移载组件4包括下压气缸45和导轨41，所述下压气缸45移动安装于所述导轨41，所述导轨41架设于所述定位模块3和所述零件组装工位6上方。所述下压气缸45用于吸取所述定位件32上的零件并沿所述导轨41移动到所述零件组装工位6，并将零件装设于所述产品。

请参阅图5，所述取料组件2包括安装架22、第一检测器23和取料头25。所述安装架22与所述机械手1连接，所述机械手1可以带动所述安装架22旋转和移动，所述安装架22上设置有连接所述机械手1的连接部，大致位于所述安装架22上表面的中部，所述机械手1通过紧固件与所述连接部连接。所述第一检测器23和所述取料头25设置于所述安装架22底部，所述第一检测器23用于检测所述取料头25与料盘之间的距离，所述机械手1根据所述第一检测器23的检测结果移动安装架22至预设位置。在本实施例中，所述安装架22两端均设有所述取料头25和所述第一检测器23，使所述取料组件2可以一次吸取两个零件。所述取料头25为中空结构并连通抽气管，通过取料头25内的气压变化吸取或释放零件。

请参阅图3和图5，所述零件上设有至少一个凸起，所述定位件32上开设对应所述凸起的凹槽。所述取料组件2包括旋转机构24，所述取料头25与所述旋转机构24传动连接。所述旋转机构24包括旋转驱动件241、传动带242、旋转轴243和第二检测器244。所述旋转驱动件241通过所述传动带242驱动所述旋转轴243转动，所述取料头25与所述旋转轴243连接，所述旋转驱动件241可以是电机或气动轴。所述取料组件2将所述零件放置于所述定位件32时，所述旋转驱动件241转动，使所述旋转轴243带动所述取料头25转动以使所述凸起收容于所述凹槽，所述第二检测器244用于检测所述凸起是否收容于所述凹槽。

所述取料组件2还包括弹性元件26，所述弹性元件26连接于所述旋转轴243和所述取料头25之间。所述凸起收容至所述凹槽时，所述取料头25通过所述弹性元件26弹力作用发生位移，所述第二检测器244通过检测所述取料头25的位置判断所述凸起是否收容于所述凹槽。具体地，所述凸起未收容至所述凹槽时，所述弹性元件26处于压缩状态，所述旋转机构24带动所述取料头25旋转的过程中，所述凸起转动到凹槽所在位置时，所述凸起下落收容至所述凹槽中，从而使所述弹性元件26收到的压力减小，所述取料头25收弹力作用下移一段距离。

在本实施例中，所述取料头25由金属材料制成，所述零件由塑胶材料制成，所述第二检测器244为金属感应器。所述凸起未收容至所述凹槽时，所述弹性元件26处于压缩状态，所述取料头25相对于定位件32的高度高于所述第二检测器244相对于定位件32的高度，所述第二检测器244不能检测到所述取料头25。所述凸起收容至所述凹槽时，所述取料头25能够下移至所述第二检测器244所在高度从而被所述第二检测器244检测到，所述第二检测器244以此判断所述取料头25在旋转轴243的轴向方向上发生位移，所述零件正确放置在所述定位件32上，此时所述旋转驱动件241根据所述第二检测器244的检测结果停止转动，所述取料头25内的气压由负压状态恢复到常压状态，所述机械手1带动取料组件2移开以进行下一次的取料过程。

请再次参阅图2，所述零件自动组装设备100包括用于控制所述机械手1的控制箱8，工作人员可以通过所述控制箱8上的操作按钮手动控制所述机械手1的运动，也可以通过在所述控制箱8上预设程序，使所述机械手1自动运作。所述控制箱8可以通过记录所述机械手1的取料位点或取料次数并将记录的数据与预存数据比对，判断料盘是否为空盘。所述取料组件2还包括夹盘机构21，所述夹盘机构21用于根据所述控制箱8的判断结果夹取空的料盘。

所述零件自动组装设备100包括料盘定位架91和回收箱92，所述料盘定位架91和所述回收箱92设置于所述工作平台9的侧边并靠近所述机械手1，多个料盘层叠设置于所述料盘定位架91。所述夹盘机构21包括两个夹持气缸211、两个升降气缸212和两个夹持件213，所述两个夹持气缸211、两个升降气缸212和两个夹持件213对称设置在所述安装架22两相对侧边。所述夹持气缸211和所述升降气缸212与所述控制箱8电连接，当所述控制箱8判断最上一层的料盘为空盘时，所述两个夹持气缸211用于驱动所述两个夹持件213作相对运动以夹取空的料盘，所述两个升降气缸212用于提升所述两个夹持件213以提取空的料盘，使空的料盘从所述料盘定位架91分离，随后所述机械手1带动所述安装架22移动至所述回收箱92上方，所述两个夹持气缸211驱动所述两个夹持件213相互远离移动，从而使空的料盘掉落至所述回收箱92。

请参阅图3和图4，所述零件自动组装设备100包括产品输送机构7，所述移载组件4中所述导轨41的数量为两组并且所述导轨41位于所述产品输送机构7的上方，所述产品输送机构7的传输方向与所述导轨41的轨道方向垂直。所述零件组装工位6设于所述产品输送机构7上并位于两个所述导轨41之间。所述移载组件4还包括驱动器43、滑动板44和吸头47，所述滑动板44的两端分别移动设置在两个所述导轨41上，所述下压气缸45固定安装于所述滑动板44，所述吸头47位于所述滑动板44底部并与所述下压气缸45传动连接，所述驱动器43设置在所述导轨41的端部，用于驱动所述滑动板44沿所述导轨41在所述定位模块3和所述零件组装工位6之间往复移动。所述吸头47与所述下压气缸45通过传动杆46连接，两个所述传动杆46对称分布在所述吸头47两侧，用于保证所述吸头47能够稳定地上下移动。

在本申请的实施例中，所述下压气缸45与所述定位件32一一对应，所述移载组件4可以一次性取走所述定位模块3上的全部零件。多个所述定位件32的分布位置与产品上需要安装零件的孔位匹配，保证下压气缸45取走零件并沿导轨41运动到零件组装工位6上方时，只需进行下压操作即可完成零件的组装，减少在零件组装时的定位步骤，提高生产效率。所述驱动器43通过传动组件42与所述滑动板44连接以驱动所述滑动板44。所述传动组件42优选为丝杆，所述驱动器43优选为步进电机，通过步进电机与丝杆的配合，提高所述滑动板44的移动精度。

所述零件组装工位6内设置定位治具61和升降定位件63，所述定位治具61底面设置至少一个吸盘62。所述升降定位件63用于阻挡产品在所述产品输送机构7中的传输，使所述产品停留在所述定位治具61内。所述吸盘62用于吸附所述产品，通过负压将所述产品固定在所述定位治具61内。具体地，所述产品输送机构7包括两个导向板71、传送带72和驱动轮73，所述传送带72设于所述两个导向板71之间，所述驱动轮73与所述传送带72传动连接。所述定位治具61和所述升降定位件63安装于所述两个导向板71之间，所述传送带72用于运送所述产品至所述定位治具61，并在零件组装完成后带走所述产品。所述升降定位件63升起时，所述传送带72上的产品被阻挡并停留在所述定位治具61内，所述吸盘62吸附所述产品使其固定在所述定位治具61内，随后所述移载组件4搬运零件至所述零件上方，所述下压气缸45下压，将零件组装至所述产品中，接着所述升降定位件63下降，所述吸盘62释放所述产品，所述传送带72将完成组装的产品移走。

进一步地，请再次参阅图1，所述零件自动组装设备100还包括保护罩5，所述保护罩5罩设在所述零件自动组装设备100外部以保护设备和工作人员。所述保护罩5的外侧还设置人机面板51，工作人员可以通过所述人机面板51调整所述零件自动组装设备100的预设程序或工作状态。当所述零件自动组装设备100出现故障或零件组装过程出现错误时，所述人机面板51还可以发出警报信息以提醒工作人员及时维修设备或处理程序故障。

本发明提供的零件自动组装设备利用机械手和取料组件自动获取零件，再通过移载组件将零件搬运至零件组装工位，零件组装过程全部由机械自动完成，替代传统的手工组装方式，提高生产效率。

以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种零件自动组装设备，包括：

机械手；

取料组件，用于获取零件，所述取料组件与所述机械手连接，所述机械手用于移动所述取料组件；

移载组件，用于搬运所述取料组件获取的零件；和

零件组装工位，需要组装零件的产品固定于所述零件组装工位；

其特征在于，所述零件自动组装设备还包括定位模块，所述定位模块包括定位板和至少一个定位件，所述定位件用于固定所述取料组件获取的零件，所述零件组装工位与所述定位模块并列设置，所述移载组件包括下压气缸和导轨，所述下压气缸移动安装于所述导轨，所述导轨架设于所述定位模块和所述零件组装工位上方，所述下压气缸用于吸取所述定位件上的零件并沿所述导轨移动到所述零件组装工位并将零件装设于所述产品。

2.如权利要求1所述的零件自动组装设备，其特征在于，所述取料组件包括安装架、第一检测器、取料头，所述安装架与所述机械手连接，所述第一检测器和所述取料头设置于所述安装架底部，所述第一检测器用于检测取料头与料盘之间的距离，所述机械手根据所述第一检测器的检测结果移动安装架至预设位置。

3.如权利要求2所述的零件自动组装设备，其特征在于，所述零件上设有至少一个凸起，所述定位件上开设对应所述凸起的凹槽，所述取料组件包括旋转机构，所述取料头与所述旋转机构传动连接，所述旋转机构包括旋转驱动件、传动带、旋转轴和第二检测器，所述旋转驱动件通过所述传动带驱动所述旋转轴转动，所述取料头与所述旋转轴连接，所述取料组件将所述零件放置于所述定位件时，所述旋转轴带动所述取料头转动以使所述凸起收容于所述凹槽，所述第二检测器用于检测所述凸起是否收容于所述凹槽。

4.如权利要求3所述的零件自动组装设备，其特征在于，所述取料组件还包括弹性元件，所述弹性元件连接于所述旋转轴和所述取料头之间，所述凸起收容至所述凹槽时，所述取料头通过弹力作用发生位移，所述第二检测器通过检测所述取料头的位置判断所述凸起是否收容于所述凹槽。

5.如权利要求2所述的零件自动组装设备，其特征在于，所述零件自动组装设备包括用于控制所述机械手的控制箱，所述控制箱通过记录所述机械手的取料位点或取料次数并与预存数据比对，判断料盘是否为空盘，所述取料组件包括夹盘机构，所述夹盘机构用于根据所述控制箱的判断结果夹取空的料盘。

6.如权利要求5所述的零件自动组装设备，其特征在于，所述零件自动组装设备包括料盘定位架，多个料盘层叠设置于所述料盘定位架，所述夹盘机构包括夹持气缸、升降气缸和夹持件，所述夹持气缸和所述升降气缸于所述控制箱电连接，所述夹持气缸用于驱动所述夹持件夹取空的料盘，所述升降气缸用于提升所述夹持件以提取空的料盘。

7.如权利要求1所述的零件自动组装设备，其特征在于，所述零件自动组装设备包括产品输送机构，所述导轨的数量为两组并且所述导轨位于所述产品输送机构上方，所述产品输送机构的传输方向与所述导轨的轨道方向垂直，所述零件组装工位设于所述产品输送机构上并位于两个所述导轨之间。

8.如权利要求7所述的零件自动组装设备，其特征在于，所述移载组件包括驱动器、滑动板和吸头，所述滑动板的两端分别移动设置于两个所述导轨，所述下压气缸固定安装于所述滑动板，所述吸头位于所述滑动板底部并与所述下压气缸传动连接，所述驱动器设置于所述导轨，用于驱动所述滑动板沿所述导轨在所述定位模块和所述零件组装工位之间往复移动。

9.如权利要求7所述的零件自动组装设备，其特征在于，所述零件组装工位内设置定位治具和升降定位件，所述定位治具底面设置至少一个吸盘，所述升降定位件用于阻挡产品在所述产品输送机构中的传输，使所述产品停留在所述定位治具内，所述吸盘用于吸附所述产品，通过负压将所述产品固定在所述定位治具内。

10.如权利要求9所述的零件自动组装设备，其特征在于，所述产品输送机构包括两个导向板、传送带和驱动轮，所述传送带设于所述两个导向板之间，所述驱动轮与所述传动带传动连接，所述定位治具和所述升降定位件安装于所述两个导向板之间，所述传送带用于运送所述产品至所述定位治具，并在零件组装完成后带走所述产品。

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