CN112846690B - 一种适用于5g通信的插座自动装配机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于5G通信的插座自动装配机构，包括机架，设置在机架上的主环形传输机和控制盒，以及环绕于主环形传输机旁侧并沿着主环形传输机的传输方向顺序排列的外壳上料模块、弹簧上料模块、塑料片上料装配模块、压片上料模块、第一上螺丝模块、第二上螺丝模块、检测模块以及成品下料模块，其中，外壳上料模块、弹簧上料模块、塑料片上料装配模块、压片上料模块、第一上螺丝模块、第二上螺丝模块用于安装插座的不同部分，检测模块用于检测产品是否合格并通过成品下料模块进行分类下料。本发明实现了插座的自动化组装、检测和分类下料，同时，提高了插座各零件的装配效率，适用同类其他产品的自动化装配。

Description

一种适用于5G通信的插座自动装配机构

技术领域

本发明属于自动化领域，具体涉及一种适用于5G通信的插座自动装配机构。

背景技术

随着网络通信的不断发展，5G移动通信技术成为该行业未来发展的必然趋势，因而处于该技术中的零部件迎来了很大的市场需求，本发明中的装配对象，一种可应用于5G通信的插座，便是其中之一，进一步地，上述插座为市场上通用的基于5G基站的光模块中的壳体模块；上述光模块包括：壳体模块、PCB板、光调制器、光和电连接器以及光纤等；在光模块装配之前，壳体模块已经被装配完成，并成为光模块装配所需要的一种物料。

目前上述插座的装配工序主要还是人工装配，不仅投入人力多,劳动强度较大，而且总产能也比较低，现产量逐年增长的情况下，人工操作，人员需求量随产量增加而递增，人员招聘、管理难度大，市场竞争压力大。现有技术中，可应用于5G通信的插座中的零件形状复杂，并且比家用插座的体积小，对自动装配机构要求非常高，导致装配难度较大，装配效率较低，设备维护成本较高。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于提供一种能够实现5G通信中插座的自动化组装、检测和分拣下料的适用于5G通信的插座自动装配机构。

技术方案：本发明包括机架、设置在机架上的主环形传输机和控制盒，以及环绕于主环形传输机旁侧并沿着主环形传输机的传输方向顺序排列的外壳上料模块、弹簧上料模块、塑料片上料装配模块、压片上料模块、第一上螺丝模块、第二上螺丝模块、检测模块以及成品下料模块，其中，外壳上料模块、弹簧上料模块、塑料片上料装配模块、压片上料模块、第一上螺丝模块、第二上螺丝模块用于安装插座的不同部分，检测模块用于检测产品是否合格并通过成品下料模块进行分类下料。

所述外壳上料模块包括外壳来料水平输送模块，外壳来料水平输送模块位于机架中工作台桌面下方；所述外壳上料模块还包括与所述外壳来料水平输送模块垂直对接的外壳来料顶升输送模块，在外壳来料顶升输送模块正上方安装有第一外壳上料模块，第一外壳上料模块的作业范围覆盖外壳料盘回收箱和插座工装。

所述插座工装包括工装底壳，工装底壳上方通过支撑板与压板中部铰接连接，工装底壳前端安装有圆形磁铁；所述压板一端用于抵压插座的塑料片，压板另一端与移动轴上部铰接连接，移动轴与工装底壳之间形成移动副；所述移动轴下部套设返回弹簧，移动轴末端侧面设有随动器。

所述弹簧上料模块、塑料片上料装配模块、压片上料模块、第一上螺丝模块、第二上螺丝模块均设有振动上料器、分料器，且振动上料器的出料端与分料器的入料端连通。

所述塑料片上料装配模块包括第一滑台气缸和第二滑台气缸，第一滑台气缸安装有旋转气缸模块，第二滑台气缸安装有向下运动的真空吸盘模块。

所述塑料片上料装配模块还包括副环形传输机，副环形传输机为四等分分割器，在副环形传输机的D1点位置固定安装塑料片工装，塑料片工装正下方安装有向上运动的一号垂直气缸，塑料片工装用于安装插座上的塑料片，副环形传输机带动塑料片工装顺时针旋转；当塑料片工装转动至副环形传输机的D3点位置时，安装于塑料片工装上的塑料片的窄端正上方为带弹簧的垂直压紧机构，垂直压紧机构上方安装二号垂直气缸；D3点位置的所述塑料片工装正下方为三号垂直气缸，此位置的塑料片窄端正下方为插座工装，插座工装正下方安装有四号垂直气缸；所述副环形传输机右侧安装有环形轨道；所述副环形传输机上方横跨固定支架，固定支架固连于机架的工作台桌面上；所述固定支架顶部横杆的中间位置安装有第三滑台气缸和五号垂直气缸；所述第三滑台气缸的输出端面安装有第四滑台气缸；当塑料片工装转动至副环形传输机的D4点位置时，塑料片工装正下方为六号垂直气缸。

所述塑料片工装包括工装底座，与工装底座形成移动副的定位块和夹紧轴，固连于工装底座的定位销；所述塑料片工装左侧安装有垂直于定位块的弹簧定位珠，夹紧轴底部套设有夹紧弹簧。

所述检测模块包括水平气缸和气缸夹爪，水平气缸推动气缸夹爪左右运动，检测模块下方安装有光纤传感器。

所述成品下料模块包括成品移栽机构和支撑座，与支撑座固定连接的气缸和成品二通道，以及与支撑座通过转动铰链连接的成品一通道，气缸的活塞杆末端连接有随动器；当气缸作用活塞杆伸出时，随动器支撑在成品一通道底面，成品一通道保持位姿不变；此时，成品一通道与成品二通道平行；所述成品一通道下方放置不合格成品箱，成品二通道出口处设有传感器和合格成品箱。

所述外壳上料模块采用码盘和弹夹方式上料，弹簧上料模块、塑料片上料装配模块、压片上料模块、第一上螺丝模块、第二上螺丝模块均采用振动和分料上料方式进行上料。

有益效果：本发明与现有技术相比，其有益效果在于：能够实现可应用于5G通信的插座的自动化组装、检测和分类下料，降低人的劳动强度和人力成本；基于紧凑型设计和精巧工装发明，解决了插座中的小而形状复杂零件的低成本、高效率装配问题，适用同类其他产品的自动化装配。

附图说明

图1为本发明的平面示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为图1中外壳上料模块的结构示意图；

图4为图3中插座工装的结构示意图；

图5为图1中弹簧上料模块和第三塑料片上料装配模块的连接示意图；

图6为图1中塑料片上料装配模块的结构示意图；

图7为图6中塑料片工装的结构示意图；

图8为图1中压片上料模块、第一上螺丝模块、第二上螺丝模块以及检测模块的结构示意图；

图9为图1中成品下料模块的结构示意图；

图10为本发明所适用的装配对象插座的部件分解图；

图11为本发明所适用的装配对象插座的剖视图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式和说明书附图对本发明做进一步详细描述。

如图10和图11所示，本发明用于自动组装应用于5G通信的插座，插座为市场上通用的基于5G基站的光模块中的壳体模块。光模块包括：壳体模块、PCB板、光调制器、光和电连接器以及光纤等；在光模块装配之前，壳体模块已经被装配完成，并成为光模块装配所需要的一种物料；插座包括外壳121、弹簧122、塑料片123、压片124、螺丝125，外壳121材料为铝并且将图10中外壳121右端作为插座前端，弹簧122材料为钢，塑料片123根据轮廓形状分为宽端和窄端，图10中压片124的正下方为塑料片123的窄端，塑料片123装配时，需要三个动作，第一是压住塑料片123窄端，第二是拉塑料片123宽端，上述两个动作完成，弹簧122能够如图11所示套在塑料片123的凸出轴上，第三是压住塑料片123保持到压片124和螺丝125装配完毕后再松开，螺丝125共有两个，大小为M1.4，间距10.5mm，插座装配完毕后应保证外壳121和塑料片123之间因有弹簧122作用拉伸后能缩回。

如图1和图2所示，本发明包括机架9以及设置在机架9上的主环形传输机10和控制盒11，以及环绕于主环形传输机10旁侧并沿着主环形传输机10的传输方向顺序排列的外壳上料模块1、弹簧上料模块2、塑料片上料装配模块3、压片上料模块4、第一上螺丝模块5、第二上螺丝模块8、检测模块6以及成品下料模块7。其中，主环形传输机10为八等分分割器，分别对应上述八个模块所在工位，其传输方向为逆时针。

如图3所示，外壳上料模块1包括外壳来料水平输送模块101，外壳来料水平输送模块101位于机架9中工作台桌面91下方。外壳上料模块1还包括与外壳来料水平输送模块101垂直对接的外壳来料顶升输送模块103，在外壳来料顶升输送模块103正上方安装有第一外壳上料模块104，第一外壳上料模块104的作业范围覆盖外壳料盘回收箱102和插座工装105。

如图4所示，插座工装105包括工装底壳1051，工装底壳1051上方通过转动铰链1055连接支撑板1056末端，支撑板1056顶端通过转动铰链1055与压板1057中部铰接连接。压板1057一端用于抵压插座12的塑料片123，压板1057另一端通过转动铰链1055与移动轴1052上部铰接连接，移动轴1052与工装底壳1051之间形成移动副，移动轴1052下部套设返回弹簧1053，移动轴1052末端侧面设有随动器1054。工装底壳1051前端安装有圆形磁铁1058。

外壳121通过人工码盘后组成单层料盘1211，并由单层料盘1211上下堆叠成弹夹式样，将上述弹夹一并放在工作台桌面91下方的外壳来料水平输送模块101入料口的初始位置，弹夹被传送至外壳来料水平输送模块101的末端位置，外壳来料顶升输送模块103将弹夹顶升到要求高度后停止，再经第一外壳上料模块104将外壳121放至插座工装105的具有仿形形状的工装底壳1051内，第一外壳上料模块104为互为垂直的双轴直线模组并配有两套气缸及气缸末端的吸盘模块，待最上层的单层料盘1211空料，第一外壳上料模块104将空的单层料盘放至外壳料盘回收箱102，同时外壳来料顶升输送模块103顶升弹夹上升一个单层料盘厚度，继续通过第一外壳上料模块104将外壳121放至插座工装105。

如图4和图5所示，弹簧上料模块2、塑料片上料装配模块3、压片上料模块4、第一上螺丝模块5、第二上螺丝模块8均设有振动上料器、分料器，且振动上料器的出料端与分料器的入料端连通。分料器的出料端依次对应上述模块分别配有弹簧122移栽机构、塑料片123移栽机构、压片124移栽机构、第一螺丝拧紧机构、第二螺丝拧紧机构。弹簧上料模块2中弹簧122通过第一振动上料器201、第一分料器202上料，通过弹簧移栽机构203将弹簧122放至外壳121中，此时由于工装底壳1051前端安装有圆形磁铁1058吸引，弹簧122始终在外壳121前端并且不会跑出来。

如图6所示，塑料片上料装配模块3中的塑料片移栽机构包括第一滑台气缸304和第二滑台气缸306，第一滑台气缸304安装有旋转气缸模块303，第一滑台气缸304的运动方向与第二分料器302内塑料片运动方向平行。第二滑台气缸306安装有能够向下运动的真空吸盘模块305，第二滑台气缸306的运动方向与第二分料器302内塑料片运动方向垂直。塑料片通过真空吸盘模块305吸取并经第二滑台气缸306移动后停止。塑料片上料装配模块3还包括副环形传输机308，副环形传输机308为四等分分割器，在副环形传输机308的D1点位置的塑料片宽端正下方安装固连于副环形传输机308的塑料片工装307，塑料片工装307正下方安装有向上运动的一号垂直气缸314。塑料片工装307用于安装插座12上的塑料片123，副环形传输机308带动塑料片工装307顺时针旋转。

当带有塑料片123的塑料片工装307经副环形传输机308顺时针转动两次后位于D3点位置时，在此位置的塑料片123的窄端正下方，是已装有外壳121和弹簧122的插座工装105；此时，塑料片123窄端正上方为带弹簧的可上下运动的垂直压紧机构313，垂直压紧机构313上方安装有向下运动的二号垂直气缸312；D3点位置的塑料片工装307正下方安装有向上运动的三号垂直气缸316，已装有外壳121和弹簧122插座工装105正下方安装有向上运动四号垂直气缸317；在副环形传输机308右侧，以上述四号垂直气缸317开始逆时针环绕于主环形传输机10旁侧安装有环形轨道318。

副环形传输机308上方横跨固定支架319，固定支架319固连于机架9的工作台桌面91上。固定支架319顶部横杆的中间位置安装有能够垂直向下运动的第三滑台气缸309和五号垂直气缸311。第三滑台气缸309的输出端面安装有与第二滑台气缸306运动方向相同的第四滑台气缸310。

当塑料片工装307转动至副环形传输机308的D4点位置时，塑料片工装307正下方安装有向上运动的六号垂直气缸315，六号垂直气缸315与五号垂直气缸311顺时针转动90度后同轴。

如图7所示，塑料片工装307包括工装底座3071，与工装底座3071形成移动副的定位块3072和夹紧轴3073，固连于工装底座3071的定位销3074。塑料片工装307左侧安装有垂直于定位块3072的弹簧定位珠3076，夹紧轴3073底部套设有夹紧弹簧3075。

第三塑料片上料装配模块3的工作过程如下：第三塑料片上料装配模块3通过第二振动上料器301、第二分料器302上料，因塑料片123重心与形状影响，第二分料器302传输过来的塑料片123与主环形传输机10输送平面不平行，因此，需要旋转气缸模块303将塑料片123校平；然后，由第一滑台气缸304沿着分料器第二302内塑料片123的运动方向移动以避让第二分料器302，能够向下运动的真空吸盘模块305吸起塑料片123；距离真空吸盘模块305最近的固连在副环形传输机308上的塑料片工装307位置记为D1点，副环形传输机308为四等分分割器，其传输方向为顺时针，后面塑料片工装位置依次记为D2点、D3点和D4点，在D1点塑料片工装307中的定位块3072顶面与定位销3074顶面处于共面状态；一号垂直气缸314顶升推动塑料片工装307中的夹紧轴3073上移至顶面超过定位销3074顶面至少三倍塑料片123厚度距离后，在第二滑台气缸306沿着第二分料器302内塑料片123运动垂直方向移动，停止时塑料片123宽端处于D1点的塑料片工装307上方，真空吸盘模块305松开塑料片123，塑料片123在定位块3072与定位销3074的定位下，精准的落入工装底座3071上，一号垂直气缸314落下，在夹紧弹簧3075反弹下，夹紧轴3073将塑料片123固定。

带有塑料片123的塑料片工装307由D1点位置被传输到D3点位置，此时，塑料片123窄端停止在已装有外壳121和弹簧122的插座工装105上方，下面进行塑料片A3装配时要求的三个动作，首先，二号垂直气缸312伸出下压垂直压紧机构313，导致垂直压紧机构313压住塑料片123窄端；然后，第四滑台气缸310同第二滑台气缸306运动一致方向伸出，第三滑台气缸309垂直向下伸出，第四滑台气缸310末端的塑料棒勾住塑料片123宽端，第四滑台气缸310收回完成拉塑料片123宽端动作；最后，四号垂直气缸317伸出至顶部平面与环形轨道318上平面共面，环形轨道318上平面与主环形传输机B2输送平面平行，推动随动器1054进而导致移动轴1052上移，在转动铰链1055和支撑板1056杠杆作用下，压板1057压紧塑料片123，塑料片装配完毕；二号垂直气缸312缩回，垂直压紧机构313在弹簧反弹下不再压住塑料片123窄端，同时四号垂直气缸317伸出下压方形定位块3072下移至没入工装底座3071上面不露出，并由弹簧定位珠3076保持方形定位块3072此时状态，四号垂直气缸317缩回，同时三号垂直气缸316伸出顶升推动塑料片工装307中的夹紧轴3073上移不再夹紧塑料片123；然后，主环形传输机10顺时针转动，塑料片123脱离D3点位置处的塑料片工装307，同时随动器1054在环形轨道318上平面滚动，压板1057保持压紧塑料片A3状态；三号垂直气缸316缩回，被塑料片123脱离后的塑料片工装307被副环形传输机308传输到D4点位置，同时已装有外壳121、弹簧122和塑料片123的插座工装105被主环形传输机B2传输到下一个压片上料模块4工位；塑料片工装307在D4点位置，六号垂直气缸317伸出顶升推动定位块3072上移至顶面与定位销3074顶面共面，并由弹簧定位珠3076保持定位块3072此时状态，六号垂直气缸317缩回。本实施例中，定位块3072采用方形定位块。

如图8所示，压片上料模块4中压片124通过第三振动上料器401、第三分料器402上料，塑料片移栽机构403将压片124放至外壳121中；第一上螺丝模块5中一个螺丝通过振动第一上料分料器512上料，第一螺丝拧紧机构511将螺丝拧入到外壳121上；第二上螺丝模块8中一个螺丝通过振动第二上料分料器522上料，第一螺丝拧紧机构521将螺丝拧入到外壳121上；以上工位作业完成，环形轨道318截止，压板1057不再压紧塑料片123，此时可应用于5G通信的插座自动装配完成；

检测模块6包括水平气缸601和气缸夹爪602，水平气缸601推动气缸夹爪602左右运动，检测模块6下方安装有光纤传感器603。检测模块6对产品进行检查，气缸夹爪602抓住塑料片123后通过水平气缸601拉动微小距离，气缸夹爪602松开塑料片123，由塑料片123正下方的光纤传感器603检测塑料片123在弹簧122回弹后是否返回到位，判断产品是否合格。

如图9所示，成品下料模块7包括成品移栽机构701和支撑座703，与支撑座703固定连接的气缸704和成品二通道708，以及与支撑座703通过转动铰链702连接的成品一通道706，气缸704的活塞杆末端连接有随动器705；当气缸704作用活塞杆伸出时，随动器705支撑在成品一通道706底面，成品一通道706保持位姿不变；此时，成品一通道706与成品二通道708平行；所述成品一通道706下方放置不合格成品箱707，成品二通道708出口处设有传感器709和合格成品箱710。

产品检测完成后被传输至成品下料模块7，成品移栽机构701将产品吸起放至成品一通道706中，如果检测模块6对产品进行检查合格，气缸704作用伸出，成品一通道706与成品二2通道708连通，成品经过成品一通道706与成品二通道708，并由传感器709计数后流入到合格成品箱710；检测模块6对产品进行检查不合格，气缸704作用缩回时，成品一通道706与成品二通道708断开，成品经过成品一通道706后流入到不合格成品箱707，传感器709未计数；假如在成品全部合格情况下，传感器709计数结果为节拍×时间，那么合格率＝成品计数结果÷(节拍×时间)，如果合格率＜客户要求的合格率时，设备报警，并将结果显示在控制盒11面板上。

Claims (5)

1.一种适用于5G通信的插座自动装配机构，其特征在于：包括机架（9），设置在机架（9）上的主环形传输机（10）和控制盒（11），以及环绕于主环形传输机（10）旁侧并沿着主环形传输机（10）的传输方向顺序排列的外壳上料模块（1）、弹簧上料模块（2）、塑料片上料装配模块（3）、压片上料模块（4）、第一上螺丝模块（5）、第二上螺丝模块（8）、检测模块（6）以及成品下料模块（7），其中，外壳上料模块（1）、弹簧上料模块（2）、塑料片上料装配模块（3）、压片上料模块（4）、第一上螺丝模块（5）、第二上螺丝模块（8）用于安装插座的不同部分，检测模块（6）用于检测产品是否合格并通过成品下料模块（7）进行分类下料；

所述外壳上料模块（1）包括外壳来料水平输送模块（101），外壳来料水平输送模块（101）位于机架（9）中工作台桌面（91）下方；所述外壳上料模块（1）还包括与所述外壳来料水平输送模块（101）垂直对接的外壳来料顶升输送模块（103），在外壳来料顶升输送模块（103）正上方安装有第一外壳上料模块（104），第一外壳上料模块（104）的作业范围覆盖外壳料盘回收箱（102）和插座工装（105）；

所述插座工装（105）包括工装底壳（1051），工装底壳（1051）上方通过支撑板（1056）与压板（1057）中部铰接连接，工装底壳（1051）前端安装有圆形磁铁（1058）；所述压板（1057）一端用于抵压插座（12）的塑料片（123），压板（1057）另一端与移动轴（1052）上部铰接连接，移动轴（1052）与工装底壳（1051）之间形成移动副；所述移动轴（1052）下部套设返回弹簧（1053），移动轴（1052）末端侧面设有随动器（1054）；

所述弹簧上料模块（2）、塑料片上料装配模块（3）、压片上料模块（4）、第一上螺丝模块（5）、第二上螺丝模块（8）均设有振动上料器、分料器，且振动上料器的出料端与分料器的入料端连通；

所述塑料片上料装配模块（3）包括第一滑台气缸（304）和第二滑台气缸（306），第一滑台气缸（304）安装有旋转气缸模块（303），第二滑台气缸（306）安装有向下运动的真空吸盘模块（305）；

所述塑料片上料装配模块（3）包括塑料片工装（307），塑料片工装（307）包括工装底座（3071），与工装底座（3071）形成移动副的定位块（3072）和夹紧轴（3073），固连于工装底座（3071）的定位销（3074）；所述塑料片工装（307）左侧安装有垂直于定位块（3072）的弹簧定位珠（3076），夹紧轴（3073）底部套设有夹紧弹簧（3075）。

2.根据权利要求1所述适用于5G通信的插座自动装配机构，其特征在于：所述塑料片上料装配模块（3）还包括副环形传输机（308），副环形传输机（308）为四等分分割器，在副环形传输机（308）的D1点位置固定安装塑料片工装（307），塑料片工装（307）正下方安装有向上运动的一号垂直气缸（314），塑料片工装（307）用于安装插座（12）上的塑料片（123），副环形传输机（308）带动塑料片工装（307）顺时针旋转；

当塑料片工装（307）转动至副环形传输机（308）的D3点位置时，安装于塑料片工装（307）上的塑料片（123）的窄端正上方为带弹簧的垂直压紧机构（313），垂直压紧机构（313）上方安装二号垂直气缸（312）；D3点位置的所述塑料片工装（307）正下方为三号垂直气缸（316），此位置的塑料片（123）窄端正下方为插座工装（105），插座工装（105）正下方安装有四号垂直气缸（317）；所述副环形传输机（308）右侧安装有环形轨道（318）；

所述副环形传输机（308）上方横跨固定支架（319），固定支架（319）固连于机架（9）的工作台桌面（91）上；所述固定支架（319）顶部横杆的中间位置安装有第三滑台气缸（309）和五号垂直气缸（311）；所述第三滑台气缸（309）的输出端面安装有第四滑台气缸（310）；

当塑料片工装（307）转动至副环形传输机（308）的D4点位置时，塑料片工装（307）正下方为六号垂直气缸（315）。

3.根据权利要求1所述适用于5G通信的插座自动装配机构，其特征在于：所述检测模块（6）包括水平气缸（601）和气缸夹爪（602），水平气缸（601）推动气缸夹爪（602）左右运动，检测模块（6）下方安装有光纤传感器（603）。

4.根据权利要求1所述适用于5G通信的插座自动装配机构，其特征在于：所述成品下料模块（7）包括成品移栽机构（701）和支撑座（703），与支撑座（703）固定连接的气缸（704）和成品二通道（708），以及与支撑座（703）通过转动铰链（702）连接的成品一通道（706），气缸（704）的活塞杆末端连接有随动器（705）；

当气缸（704）作用活塞杆伸出时，随动器（705）支撑在成品一通道（706）底面，成品一通道（706）保持位姿不变；此时，成品一通道（706）与成品二通道（708）平行；所述成品一通道（706）下方放置不合格成品箱（707），成品二通道（708）出口处设有传感器（709）和合格成品箱（710）。

5.根据权利要求1至4任一项所述适用于5G通信的插座自动装配机构，其特征在于：所述外壳上料模块（1）采用码盘和弹夹方式上料，弹簧上料模块（2）、塑料片上料装配模块（3）、压片上料模块（4）、第一上螺丝模块（5）、第二上螺丝模块（8）均采用振动和分料上料方式进行上料。

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