CN113894417A - 手机壳按键焊接夹具以及焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手机壳按键焊接夹具以及焊接装置，所述焊接夹具包括用于夹持固定手机壳壳体的外侧夹具和内侧夹具，外侧夹具侧面设有用于固定手机壳外侧按键的外侧固定工装，内侧夹具设有用于固定手机壳内侧金属片的内侧固定工装；所述焊接装置还包括操作台和焊接设备，所述焊接夹具和焊接设备安装在操作台上。所述操作台上还设有上料工装，所述上料工装包括四轴平移旋转机构和L形调整件，所述四轴平移旋转机构用于驱动L形调整件调整按键在壳体外侧的位置。本发明通过设置外侧夹具来固定手机壳外侧的按键，设置内侧夹具来固定手机壳内侧的金属片，同时通过上料平台进行按键的上料，非常适用于手机壳按键的激光焊接，提高了焊接效率。

Description

手机壳按键焊接夹具以及焊接装置

技术领域

本发明属于焊接加工技术领域，具体涉及一种手机壳按键焊接夹具以及焊接装置。

背景技术

近年来手机市场的持续火爆，手机壳作为重要的手机配件，需求量与日俱增，种类也是层出不穷。手机壳对手机起到保护作用，传统的手机壳都是在壳体侧面预留按键孔位，便于使用，但是这种手机壳无法对手机的按键进行保护，一方面容易损坏手机按键，另一方面预留孔容易进灰，长期使用会影响手机的光泽度。

因此，现在一般都是在手机壳外侧焊接一金属按键来对手机按键起到保护作用，夹具作为焊接工艺中的关键治具，必须要定制开发，但是目前手机壳按键的焊接没有专用的治具，现有的普通焊接治具主要存在以下几个缺陷，从而导致手机壳按键的焊接效率低、良品率低：

1)装配难：外侧按键和内侧铁片体积小，无定位特征，人工装配难；

2)定位难：按键和手机壳上的压痕有很高的定位精度要求，人工很难定位准确；

3)外侧按键和内侧铁片存在缝隙，且中间皮革厚度一致性差，很难保证压稳定性。

公开号为CN208680851U的中国专利公开了一种用于手机壳自动焊接机的角度调整装置，所述上下移动结构上设置有上下移动板，所述上下移动板上设置有左右移动结构，所述左右移动板上设置有前后移动结构，所述前后移动板上设置有左右翻转结构，所述左右翻转支撑板上设置有前后翻转结构，所述前后翻转结构上设置有手机壳吸附结构。该专利通过手机壳吸附结构将手机壳吸附住，然后通过上下移动结构、左右移动结构、前后移动结构、左右翻转结构和前后翻转结构实现手机壳的上下移动、左右移动、前后移动、左右翻转和前后翻转，从而实现了手机壳的多角度调整，从而减少了夹具的使用，提高了焊接的效率。

该专利虽然可以用于夹持手机壳进行焊接，但仍然无法同时固定手机壳的内、外侧壁，以实现对手机壳内侧金属片与外侧按键的固定，因此不适用于手机壳按键的焊接。故亟需开发一种手机壳按键焊接装置，以达到3C消费行业效率高，良率高，操作简单的要求。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种手机壳按键焊接夹具以及焊接装置。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种手机壳按键焊接夹具，包括用于夹持固定手机壳壳体的外侧夹具和内侧夹具，所述壳体夹持在内侧夹具与外侧夹具之间；所述外侧夹具侧面设有用于固定手机壳外侧按键的外侧固定工装，所述内侧夹具设有用于固定手机壳内侧金属片的内侧固定工装；所述内侧夹具包括基板，所述基板的外部轮廓与壳体的内部轮廓相配；所述外侧夹具包括底板，所述底板中部开设有用于嵌设壳体的凹部，所述凹部的内部轮廓与壳体的外部轮廓相配；所述外侧固定工装安装在底板的两侧。

具体地，所述内侧固定工装包括设在基板中部的滑槽、滑动嵌设在所述滑槽内的推拉板以及设在所述滑槽两端的限位压块，所述推拉板位于限位压块底面与滑槽底面之间；所述内侧固定工装还包括设在基板两侧的卡紧件以及设在基板上位于卡紧件内侧的固定座，所述卡紧件的外侧用于安装金属片，所述固定座内部活动嵌设有顶杆，所述顶杆的两端分别与卡紧件内侧及推拉板外侧抵接；所述推拉板的外侧设有缺口，当拉动推拉板使所述顶杆的一端嵌入缺口时，所述卡紧件处于初始位置，此时所述卡紧件的外侧与壳体内侧有间隙；当拉动推拉板使所述顶杆的一端滑出缺口时，所述卡紧件处于卡紧位置，此时所述卡紧件的外侧与壳体内侧抵接。

进一步地，所述卡紧件的两端通过复位弹簧与基板连接，通过设置复位弹簧，当拉动推拉板使得顶杆的一端嵌入缺口时，所述基板两侧的卡紧件自动收回，使用更方便。

进一步地，所述卡紧件的中部设有第一仿形槽，用于嵌入金属片，防止在焊接过程中金属片的位置发生改变；且所述第一仿形槽内部设有激光入射避让孔，用于激光焊接；所述第一仿形槽的内部轮廓与金属片的外部轮廓相配。

进一步地，所述卡紧件上设有磁铁，用于吸附固定金属片，防止金属片从第一仿形槽内脱落。

具体地，所述外侧固定工装包括限位柱、基座、压头和卡扣，所述限位柱安装在底板外侧壁上，所述基座通过通孔活动套设在限位柱外部，所述压头安装在基座内侧，且压头的底部与按键抵接；所述卡扣设有两个，分别安装在基座两端，用于对基座进行卡紧。通过压头、卡扣来固定按键的位置，防止焊接过程中按键的位置发生改变，提高了焊接的稳定性。

与上述焊接夹具相适应的，本发明还公开了一种手机壳按键焊接装置，包括操作台以及安装在所述操作台上的焊接夹具和焊接设备，所述焊接设备用于将手机壳外侧的按键与手机壳内侧的金属片焊接固定。

具体地，所述操作台上还设有上料平台，所述上料平台包括安装座，所述夹具侧立式安装在安装座上；所述安装座上还设有上料工装，所述上料工装包括四轴平移旋转机构和L形调整件，所述四轴平移旋转机构用于驱动L形调整件在三维空间中平移以及在水平面上旋转；所述L形调整件用于调整按键在壳体外侧的位置。通过四轴平移旋转机构调整L形调整件的空间位置，从而实现按键的自动上料和对准，提高了上料效率。

进一步地，所述L形调整件上设有第二仿形槽，所述第二仿形槽的内部轮廓与按键的外部轮廓相配，且所述第二仿形槽的内部轮廓尺寸大于按键的外部轮廓尺寸。所述按键嵌设在第二仿形槽内，通过四轴平移旋转机构来改变L形调整件的位置，调整按键在手机壳外侧的位置，使按键的位置与手机壳外侧上的预设压印重合，从而提高了按键的定位精度。

进一步地，所述安装座上还设有夹紧气缸，所述夹紧气缸设有两个，分别对应设在底板背面的对角处，用于固定夹具，防止焊接过程中夹具晃动。

具体地，所述操作台上还设有视觉检测工装，所述视觉检测工装包括支架以及安装在所述支架上的CCD相机和显示屏。所述CCD相机用于实时监测操作台上的焊接画面，操作人员可以通过显示屏看到按键实时位置并进行调整，从而达到更高的精度要求。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)本发明通过设置外侧夹具来固定手机壳外侧的按键，通过设置内侧夹具来固定手机壳内侧的金属片，同时通过上料平台进行按键的上料，非常适用于手机壳按键的激光焊接，提高了焊接效率；(2)本发明通过设置视觉检测工装，一方面可以实时监测操作台上的焊接画面，操作人员可以通过显示屏看到按键实时位置并进行调整，从而达到更高的精度要求。

附图说明

图1为本发明实施例1中夹具夹持固定手机壳的结构示意图。

图2为本发明实施例1中内侧夹具的结构示意图。

图3为本发明实施例1中卡紧件的结构示意图。

图4为本发明实施例2一种手机壳按键焊接装置的整体结构示意图。

图5为本发明实施例2中上料平台的结构示意图。

图6为本发明实施例3中将金属片安装到卡紧件上的状态示意图。

图7为本发明实施例3中将内侧夹具嵌入手机壳内的状态示意图。

图8为本发明实施例3中将内侧夹具连同手机壳嵌入外侧夹具内的状态示意图。

图9为本发明实施例3中将L形调整件移动到手机壳外侧压印位置的状态示意图。

图10为本发明实施例3中将按键嵌入L形调整件的第二仿形槽内的状态示意图。

图11为本发明实施例3中安装压头的状态示意图。

图12为本发明实施例3中压头固定按键的状态示意图。

图中：1、操作台；2、壳体；3、外侧夹具；4、内侧夹具；5、按键；6、金属片；7、基板；8、滑槽；9、推拉板；10、限位压块；11、卡紧件；12、固定座；13、缺口；14、滚珠；15、复位弹簧；16、第一仿形槽；17、激光入射避让孔；18、磁铁；19、底板；20、限位柱；21、基座；22、压头；23、卡扣；24、通孔；25、缓冲弹簧；26、安装座；27、L形调整件；28、X轴驱动组件；29、Y轴驱动组件；30、Z轴驱动组件；31、R轴驱动组件；32、第二仿形槽；33、夹紧气缸；34、支架；35、CCD相机；36、显示屏；40、压印；41、槽孔。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明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做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1

如图1所示，本实施例提供了一种手机壳按键焊接夹具，包括用于夹持固定手机壳壳体2的外侧夹具3和内侧夹具4，所述壳体2夹持在内侧夹具4与外侧夹具3之间；所述外侧夹具3侧面设有用于固定手机壳外侧按键5的外侧固定工装，所述内侧夹具4设有用于固定手机壳内侧金属片6的内侧固定工装；所述内侧夹具4包括基板7，所述基板7的外部轮廓与壳体2的内部轮廓相配；所述外侧夹具3包括底板19，所述底板19中部开设有用于嵌设壳体2的凹部，所述凹部的内部轮廓与壳体2的外部轮廓相配；所述外侧固定工装安装在底板19的两侧。

具体地，如图2所示，所述内侧固定工装包括设在基板7中部的滑槽8、滑动嵌设在所述滑槽8内的推拉板9以及设在所述滑槽8两端的限位压块10，所述推拉板9位于限位压块10底面与滑槽8底面之间；所述内侧固定工装还包括设在基板7两侧的卡紧件11以及设在基板7上位于卡紧件11内侧的固定座12，所述卡紧件11的外侧用于安装金属片6，所述固定座12内部活动嵌设有顶杆(图中未示出)，所述顶杆的两端分别与卡紧件11内侧及推拉板9外侧抵接；所述推拉板9的外侧设有缺口13，当拉动推拉板9使所述顶杆的一端嵌入缺口13时，所述卡紧件11处于初始位置，此时所述卡紧件11的外侧与壳体2内侧有间隙；当拉动推拉板9使所述顶杆的一端滑出缺口13时，所述卡紧件11处于卡紧位置，此时所述卡紧件11的外侧与壳体2内侧抵接。

本实施例中，所述固定座12设有两组，每组设有两个，每组的两个固定座12分别对应设在卡紧件11的内侧首位两端；所述推拉板9的两侧分别设有两组缺口13，分别对应两组固定座12内顶杆的位置。所述顶杆与推拉板9外侧抵接的一端设有滚珠14，可以减少顶杆与推拉板9之间的磨损，延长使用寿命。

进一步地，所述卡紧件11的两端通过复位弹簧15与基板7连接，通过设置复位弹簧15，当拉动推拉板9使得顶杆的一端嵌入缺口13时，所述基板7两侧的卡紧件11自动收回，使用更方便。

进一步地，如图3所示，所述卡紧件11的中部设有第一仿形槽16，用于嵌入金属片6，防止在焊接过程中金属片6的位置发生改变，所述第一仿形槽16的内部轮廓与金属片6的外部轮廓相配。

进一步地，所述第一仿形槽16内设有两个激光入射避让孔17，便于激光从背面通过进行焊接。

本实施例中，所述按键5的背面设有两个凸台(图中未示出)，所述两个凸台的位置与两个激光入射避让孔17的位置对应，且两个凸台与金属片6抵接；焊接时，激光从手机壳内侧照射，穿过激光入射避让孔17后射入金属片，调节激光加工焦点位于金属片6与凸台的接触面上，实现按键5与金属片6的焊接固定。所述手机壳对应安装按键的位置设有压印40，且压印40上设有便于凸台穿过的两个槽孔41。

进一步地，所述卡紧件11上设有磁铁18，用于吸附固定金属片6，防止金属片6从第一仿形槽16内脱落。

具体地，所述外侧固定工装包括限位柱20、基座21、压头22和卡扣23，所述限位柱20安装在底板19外侧壁上，所述基座21通过通孔24活动套设在限位柱20外部，所述压头22安装在基座21内侧，且压头22的底部与按键5抵接；所述卡扣23设有两个，分别安装在基座21两端，用于对基座21进行卡紧。通过压头22、卡扣23来固定按键5的位置，防止焊接过程中按键5的位置发生改变，提高了焊接的稳定性。

进一步地，本实施例中，所述压头22中部设有缓冲弹簧25，避免压头22下压时冲量过大损伤按键5，起到缓冲的作用。

实施例2

如图4所示，本实施例提供了一种手机壳按键焊接装置，包括操作台1以及安装在所述操作台1上的焊接夹具和焊接设备(本实施例采用激光焊接设备)，所述焊接设备用于将手机壳外侧的按键5与手机壳内侧的金属片6焊接固定。

具体地，如图5所示，所述操作台1上还设有上料平台，所述上料平台包括安装座26，所述夹具侧立式安装在安装座26上；所述安装座26上还设有上料工装，所述上料工装包括四轴平移旋转机构和L形调整件27，所述四轴平移旋转机构用于驱动L形调整件27在三维空间中平移以及在水平面上旋转；所述L形调整件27用于调整按键5在壳体2外侧的位置。通过四轴平移旋转机构调整L形调整件27的空间位置，从而实现按键5的自动上料和对准，提高了上料效率。

本实施例中，所述四轴平移旋转机构包括X轴驱动组件28、Y轴驱动组件29、Z轴驱动组件30和R轴驱动组件31，其中X轴、Y轴、Z轴为平移驱动组件，R轴为旋转驱动组件，且R轴绕Z轴旋转，四轴驱动组件均可采用气缸驱动。

进一步地，所述L形调整件27上设有第二仿形槽32，所述第二仿形槽32的内部轮廓与按键5的外部轮廓相配，且所述第二仿形槽32的内部轮廓尺寸大于按键5的外部轮廓尺寸。所述按键5嵌设在第二仿形槽32内，通过四轴平移旋转机构来改变L形调整件27的位置，调整按键5在手机壳外侧的位置，使按键5的位置与手机壳外侧上的预设压印40重合，从而提高了按键5的定位精度。

进一步地，所述安装座26上还设有夹紧气缸33，所述夹紧气缸33设有两个，分别对应设在底板19背面的对角处，用于固定夹具，防止焊接过程中夹具晃动(夹紧气缸33通过驱动限位杆转到底板19外侧，从而实现对夹具的固定)。

具体地，所述操作台1上还设有视觉检测工装，所述视觉检测工装包括支架34以及安装在所述支架34上的CCD相机35和显示屏36。所述CCD相机35用于实时监测操作台1上的焊接画面，操作人员可以通过显示屏36看到按键5实时位置并进行调整，从而达到更高的精度要求。

进一步地，本实施例中所述CCD相机35可采用彩色CCD相机，以便对多种不同颜色的产品和按键5进行防呆，防止人工误操作产生不良率。彩色CCD相机35可以识别不同手机壳和按键5的颜色，手机壳和按键5的颜色需要保持一致(如黑色的手机壳需要配置黑色的按键)；当彩色CCD相机35识别到手机壳的颜色与按键5的颜色不一致时，会响应声光报警提示(具体实施过程中，需要用到工控机和声光报警器，以及配套的图像识别软件)，从而防止将不同颜色的按键5与手机壳焊接到一起。

本实施例中，所述手机壳为皮革材质(具体制作时，不限于手机壳的材质)。

实施例3

本实施例提供了一种手机壳按键焊接方法，与上述焊接装置对应，具体包括如下步骤：

第一步，如图6所示，将手机壳内侧的金属片6(不锈钢铁皮)放在基板7两侧卡紧件11的第一仿形槽16内；

第二步，如图7所示，将内侧夹具4嵌入手机壳内部，推动推拉板9，使顶杆一端的滚珠14从缺口13中滑出，顶杆另一侧的端部将卡紧件11向外顶出，使得第一仿形槽16内的金属片6紧贴手机壳内侧壁；

第三步，如图8所示，将内侧夹具4连同手机壳一起嵌入外侧夹具3的凹部；

第四步，将外侧夹具3、内侧夹具4连同手机壳一起放在安装座26上(底板19背面朝外)，并通过夹紧气缸33固定好夹具；

第五步，如图9所示，通过四轴平移旋转机构驱动L形调整件27移动到手机壳外侧对应按键5的皮革压印40位置处，同时通过显示屏36实时查看L形调整件27上第二仿形槽32的轮廓是否与手机壳上皮革压印40的轮廓相对应；然后将按键5放入对应的第二仿形槽32内(如图10所示)；

第六步，如图11、12所示，安装压头22，并将卡扣23压紧，实现对按键5的固定；

第七步，通过四轴平移旋转机构驱动L形调整件27抽回；

第八步，采用激光焊接设备将按键5与金属片6焊接固定。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种手机壳按键焊接夹具，其特征在于，包括用于夹持固定手机壳壳体的外侧夹具和内侧夹具，所述壳体夹持在内侧夹具与外侧夹具之间；所述外侧夹具侧面设有用于固定手机壳外侧按键的外侧固定工装，所述内侧夹具设有用于固定手机壳内侧金属片的内侧固定工装；所述内侧夹具包括基板，所述基板的外部轮廓与壳体的内部轮廓相配；所述外侧夹具包括底板，所述底板中部开设有用于嵌设壳体的凹部，所述凹部的内部轮廓与壳体的外部轮廓相配；所述外侧固定工装安装在底板的两侧。

2.根据权利要求1所述的一种手机壳按键焊接夹具，其特征在于，所述内侧固定工装包括设在基板中部的滑槽、滑动嵌设在所述滑槽内的推拉板以及设在所述滑槽两端的限位压块，所述推拉板位于限位压块底面与滑槽底面之间；所述内侧固定工装还包括设在基板两侧的卡紧件以及设在基板上位于卡紧件内侧的固定座，所述卡紧件的外侧用于安装金属片，所述固定座内部活动嵌设有顶杆，所述顶杆的两端分别与卡紧件内侧及推拉板外侧抵接；所述推拉板的外侧设有缺口，当拉动推拉板使所述顶杆的一端嵌入缺口时，所述卡紧件处于初始位置，此时所述卡紧件的外侧与壳体内侧有间隙；当拉动推拉板使所述顶杆的一端滑出缺口时，所述卡紧件处于卡紧位置，此时所述卡紧件的外侧与壳体内侧抵接。

3.根据权利要求2所述的一种手机壳按键焊接夹具，其特征在于，所述卡紧件的两端通过复位弹簧与基板连接。

4.根据权利要求2所述的一种手机壳按键焊接夹具，其特征在于，所述卡紧件的中部设有第一仿形槽，用于嵌入金属片；且所述第一仿形槽内部设有激光入射避让孔；所述第一仿形槽的内部轮廓与金属片的外部轮廓相配。

5.根据权利要求4所述的一种手机壳按键焊接夹具，其特征在于，所述卡紧件上设有磁铁，用于吸附固定金属片。

6.根据权利要求1所述的一种手机壳按键焊接夹具，其特征在于，所述外侧固定工装包括限位柱、基座、压头和卡扣，所述限位柱安装在底板外侧壁上，所述基座通过通孔活动套设在限位柱外部，所述压头安装在基座内侧，且压头的底部与按键抵接；所述卡扣设有两个，分别安装在基座两端，用于对基座进行卡紧。

7.一种手机壳按键焊接装置，其特征在于，包括权利要求1至6任一项所述的焊接夹具，所述焊接装置还包括操作台和焊接设备，所述焊接夹具和焊接设备安装在操作台上。

8.根据权利要求7所述的一种手机壳按键焊接装置，其特征在于，所述操作台上还设有上料平台，所述上料平台包括安装座，所述夹具侧立式安装在安装座上；所述安装座上还设有上料工装，所述上料工装包括四轴平移旋转机构和L形调整件，所述四轴平移旋转机构用于驱动L形调整件在三维空间中平移以及在水平面上旋转；所述L形调整件用于调整按键在壳体外侧的位置。

9.根据权利要求8所述的一种手机壳按键焊接装置，其特征在于，所述L形调整件上设有第二仿形槽，所述第二仿形槽的内部轮廓与按键的外部轮廓相配，且所述第二仿形槽的内部轮廓尺寸大于按键的外部轮廓尺寸。

10.根据权利要求7所述的一种手机壳按键焊接装置，其特征在于，所述操作台上还设有视觉检测工装，所述视觉检测工装包括支架以及安装在所述支架上的CCD相机和显示屏。

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