CN114420489A - 一种键盘按键的剪刀脚自动组装机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种键盘按键的剪刀脚自动组装机。采用的技术方案是：一种键盘按键的剪刀脚自动组装机，包括工作柜，在工作柜内部设有自动供料机构、视觉自动识别机构、旋转吸料机构、剪刀脚移载缓存机构、剪刀脚自动取料及组装机构、键盘治具组装载台、上输送机构和下输送机构。本发明的优点是：可同时组装四种结构相同或不同的剪刀脚，相比于原有的有多少种结构的剪刀脚就要配合多少种机台而言，本发明的组装机只需要1/4的机台数量，大大降低了机台成本；可以实现自动供料、取料、定位，设计的剪刀脚组装头可以模仿人的动作，实现了机械自动组装功能，不仅提高了工作效率和产品质量的稳定性，而且降低了生产成本，提高了企业的产能和经济效益。

Description

一种键盘按键的剪刀脚自动组装机

技术领域

本发明涉及一种自动组装设备，尤其涉及一种键盘按键的剪刀脚自动组装机。

背景技术

在键盘的组装过程中需要剪刀脚将铝板和键帽连接到一起，从而使得键帽和铝板形成一个整体。一个键盘一般有104键、107键、87键和61键，并且有多种不同的规格大小，而与键帽连接的剪刀脚就同样有多种规格，数量也差不多。在现有人工组装的生产过程中因为人员的差异，对组装影响会很大，即不能保证组装的一致性，也不能保证品质稳定性，且耗时长，效率低，影响正常生产。因此，应该提供一种新的技术方案解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术存在的问题，提供一种结构合理、使用效果好，能够提高工作效率，保证产品质量的键盘按键的剪刀脚自动组装机。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

一种键盘按键的剪刀脚自动组装机，包括工作柜，在所述工作柜内部设有自动供料机构、视觉自动识别机构、旋转吸料机构、剪刀脚移载缓存机构、剪刀脚自动取料及组装机构、键盘治具组装载台、上输送机构和下输送机构，

所述自动供料机构包括四组喂料组件和设置在所述喂料组件前方的两组柔性上料组件，在每组所述喂料组件的出料口处设有由电动机带动的滚动毛刷,每组所述柔性上料组件包括柔性振动盘以及设置在柔性振动盘下方的柔性振动机，每个所述柔性振动盘的内部中央设有一分隔条将柔性振动盘分隔成两个料槽；

所述视觉自动识别机构包括设置在所述柔性上料组件上方的两个CCD摄像机以及用于固定支撑所述CCD摄像机的立架；

所述旋转吸料机构设置在自动供料机构和剪刀脚移载缓存机构之间，其包括四组旋转吸料头以及用于驱动所述旋转吸料头运动的吸料头移载组件；

所述剪刀脚移载缓存机构为带有四个直线送料轨道的直线振动送料器，在所述直线送料轨道的末端设有夹紧限位组件，在每个直线送料轨道的前端和末端均安装有感应组件；

所述剪刀脚自动取料及组装机构包括固定安装在同一安装板上的四个剪刀脚组装头单元及驱动其运动的剪刀脚组装头单元的移载组件，每个所述剪刀脚组装头单元包括夹头、夹头气缸、角度调整气缸，所述夹头气缸固定安装在夹头的顶部，用于控制夹头以对剪刀脚进行夹取，所述角度调整气缸固定安装在支撑块上，并通过滑动旋转块和转轴控制夹头的角度以对剪刀脚进行组装；

所述键盘治具组装载台包括载台本体，其下方安装有顶升组件以对键盘载台本体进行顶升，在载台本体的前、后端分别安装有定位气缸和与定位气缸的气缸杆相连接的定位夹头对键盘治具进行夹紧定位；

所述上输送机构和下输送机构均为皮带输送式直线移载组件，在所述上输送机构和下输送机构中部的左右两侧分别设有支撑立板和定位组件，用于将键盘和键盘载具固定在在所述上、下输送机构上。

进一步的技术方案：

每组所述喂料组件包括料斗、缓冲仓、喂料振动机以及固定座，所述缓冲仓设置在料斗的下方，所述喂料振动机固定安装于缓冲仓的下方，且喂料振动机的底部固定安装在所述固定座上，滚动毛刷设置在缓冲仓的出料口，滚动毛刷与电动机的输出轴固定连接，所述电动机安装固定在缓冲仓的外侧壁上。

所述旋转吸料头为真空吸料头，用于驱动旋转吸料头运动的吸料头移载组件为XYZ轴伺服模组。

所述剪刀脚组装头单元的移载组件为XYZ轴伺服模组。

在四个剪刀脚组装头单元的顶部安装有旋转电机，所述旋转电机的电机轴通过连接法兰与用于安装所述剪刀脚组装头单元的安装板相连接。

更进一步的技术方案：

所述夹头包括配合使用的上夹爪和下夹爪，夹头气缸的气缸杆通过连接块与上夹爪的顶部相连接，角度调整气缸的气缸杆通过连接块与支撑块的顶部相连接，所述支撑块的下部与下夹爪相连接，所述下夹爪通过转轴、连杆与滑动旋转块的下部相连接。

本发明提供的键盘按键的剪刀脚自动组装机，同现有技术相比，具有以下技术效果：

1、本发明的键盘按键的剪刀脚自动组装机，可同时组装四种结构相同或不同的剪刀脚，相比于原有的有多少种结构的剪刀脚就要配合多少种机台而言，本发明的组装机只需要1/4的机台数量，大大降低了机台成本，又减少了现场布置的压力。

2、本发明的键盘按键的剪刀脚自动组装机，可以实现自动供料、自动取料、自动定位，而且设计的剪刀脚组装头可以模仿人的动作，实现了机械自动组装功能，不仅提高了工作效率和产品质量的稳定性，而且降低了生产成本，提高了企业的产能和经济效益。

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，下面将对实施例或现有技术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些实施例，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为本发明外部整体结构示意图；

图2为本发明内部整体结构示意图；

图3为图2的另一个方向结构示意图；

图4为本发明自动组装机的局部结构示意图；

图5为本发明自动供料机构的结构示意图；

图6为本发明剪刀脚移载缓存机构的结构示意图；

图7为本发明剪刀脚组装头单元的安装位置示意图；

图8为图7中的A处结构放大示意图；

图9为剪刀脚组装头的取料状态示意图；

图10为剪刀脚组装头的组装状态示意图；

图11为本发明的键盘治具组装载台及其顶升组件结构示意图。

其中，1、工作柜，2、自动供料机构，2-1、喂料组件，2-1-1、电动机，2-1-2、滚动毛刷，2-1-3、料斗，2-1-4、缓冲仓，2-1-5、喂料振动机，2-1-6、固定座，2-2、柔性上料组件，2-2-1、柔性振动盘，2-2-2、柔性振动机，2-2-3、料槽，3、视觉自动识别机构，4、旋转吸料机构，4-1、旋转吸料头，4-2、吸料头移载组件，5、剪刀脚移载缓存机构，5-1、夹紧限位组件，5-1-1、夹紧气缸，5-1-2、推头，5-2、红外感应头，6、剪刀脚自动取料及组装机构，6-1、剪刀脚组装头单元，6-1-1、夹头，6-1-2、夹头气缸，6-1-3、角度调整气缸，6-1-4、支撑块，6-1-5、滑动旋转块，6-1-6、转轴，6-1-7、连杆，6-2、剪刀脚组装头单元的移载组件，6-3、旋转电机，7、键盘治具组装载台，7-1、顶升组件，7-2、定位气缸，7-3、定位夹头，8、上输送机构，9、下输送机构。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“侧”等指示的方位或位置关系为基于附图1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设备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。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

作为本发明的第一个实施例，本发明提供的一种键盘按键的剪刀脚自动组装机，包括工作柜1，在所述工作柜1内部设有自动供料机构2、视觉自动识别机构3、旋转吸料机构4、剪刀脚移载缓存机构5、剪刀脚自动取料及组装机构6、键盘治具组装载台7、上输送机构8和下输送机构9，自动供料机构2包括四组喂料组件2-1和设置在所述喂料组件前方的两组柔性上料组件2-2，在每组所述喂料组件2-1的出料口处设有由电动机2-1-1带动的滚动毛刷2-1-2,每组所述柔性上料组件2-2包括柔性振动盘2-2-1以及设置在柔性振动盘2-2-1下方的柔性振动机2-2-2，每个所述柔性振动盘2-2-1的内部中央设有一分隔条将柔性振动盘分隔成两个料槽2-2-3。视觉自动识别机构3包括设置在所述柔性上料组件2-2上方的两个CCD摄像机以及用于固定支撑所述CCD摄像机的立架。旋转吸料机构4设置在自动供料机构2和剪刀脚移载缓存机构5之间，其包括四组旋转吸料头4-1以及用于驱动所述旋转吸料头4-1运动的吸料头移载组件4-2。剪刀脚移载缓存机构5为带有四个直线送料轨道的直线振动送料器，在所述直线送料轨道的末端设有夹紧限位组件5-1，在每个直线送料轨道的前端和末端均安装有感应组件5-2，在本实施例中，轨道末端(即靠近剪刀脚自动取料及组装机构的那端)的感应组件一是为了给自动取料及组装机构信号，二是给侧面的夹紧限位组件5-1信号；轨道前端的感应组件(即靠近旋转吸料机构4的那端)是判断轨道内料是否已经装满的，这也是判断旋转吸嘴是否吸料的信号。另外，在本实施例中，感应组件，可以选择使用感应光纤或者红外感应头；夹紧限位组件5-1主要包括夹紧气缸5-1-1、推头5-1-2，夹紧气缸5-1-1的气缸杆通过连接块与长条形的推头固定连接，直线振动送料器前端的若干个送料块卡设在长条形的推头5-1-2上，通过设置夹紧限位组件5-1，在工作时，夹紧气缸带动推头动作，推头带动其上方的送料块产生位移，将料夹紧，使得产品内外圈紧密相连，减少实际组装误差，增加组装良率。所述剪刀脚自动取料及组装机构6包括固定安装在同一安装板上的四个剪刀脚组装头单元6-1及驱动其运动的剪刀脚组装头单元的移载组件6-2，每个所述剪刀脚组装头单元包括夹头6-1-1、夹头气缸6-1-2、角度调整气缸6-1-3，夹头气缸6-1-2固定安装在夹头6-1-1的顶部，用于控制夹头6-1-1以对剪刀脚进行夹取，角度调整气缸6-1-3固定安装在支撑块6-1-4上，并通过滑动旋转块6-1-5和转轴6-1-6控制夹头6-1-1的角度以对剪刀脚进行组装。键盘治具组装载台7包括载台本体，其下方安装有顶升组件7-1以对键盘载台本体进行顶升，在本实施例中，顶升组件7-1主要包括顶升气缸、顶升板以及设置在顶升板四个角上的导向件，顶升气缸的气缸杆穿过顶升板并与键盘治具组装载台7的下表面连接，当然，也可以选择其他结构类型的顶升组件，只要能实现将键盘治具组装载台顶升即可，其具体结构不受限制。在载台本体的前、后端分别安装有定位气缸和与定位气缸的气缸杆相连接的定位夹头对键盘治具进行夹紧定位，在本实施例中，当感应组件检测到键盘治具到位后，顶升组件7-1上升，将治具顶起，顶起到位后，载台本体前、后端的定位气缸7-2和定位夹头7-3配合工作，将键盘治具左右夹紧，这样的定位方式更精准，从而增加了组装良率。上输送机构8和下输送机构9均为皮带输送式直线移载组件，在上输送机构8和下输送机构9中部的左右两侧分别设有支撑立板和定位组件，用于将键盘和键盘载具固定在在所述上、下输送机构上，其中下输送机构9安装在工作柜1内，其主要用于在工序完成后将载具回转到起始位置。当然，也可以采用其他结构形式的移载组件，只要能实现键盘治具的行程驱动即可。

优选地，作为本发明的第二个实施例，本实施例是对实施例一的进一步限定，在本实施例中，每组所述喂料组件2-1包括料斗2-1-3、缓冲仓2-1-4、喂料振动机2-1-5以及固定座2-1-6，所述缓冲仓2-1-4设置在料斗2-1-3的下方，所述喂料振动机2-1-5固定安装于缓冲仓2-1-4的下方，且喂料振动机2-1-5的底部固定安装在所述固定座2-1-6上，滚动毛刷2-1-2设置在缓冲仓2-1-4的出料口，滚动毛刷2-1-2与电动机2-1-1的输出轴固定连接，电动机2-1-1安装固定在缓冲仓2-1-4的外侧壁上。在使用时，料斗2-1-3中的料经过喂料振动机2-1-5振动到缓冲仓缓冲仓2-1-4处，电动机2-1-1控制滚动毛刷2-1-2按照设定的圈数进行旋转，将少量料加到柔性振动盘2-2-1中，柔性振动机2-2-2对柔性振动盘2-2-1中的料进行振动，再通过视觉自动识别机构3进行匹配筛选，将符合条件的料吸到指定位置，做好自动组装前准备工作。在本实施例中，喂料振动机2-1-5以及柔性振动机2-2-2属于现有设备，可直接选择使用，且其具体结构不是发明要求专利保护的范围，因此不对其具体结构做详细说明。

优选地，作为本发明的第三个实施例，本实施例是对实施例一的进一步限定，所述夹头6-1-1包括配合使用的上夹爪和下夹爪，夹头气缸6-1-2的气缸杆通过连接块与上夹爪的顶部相连接，角度调整气缸6-1-3的气缸杆通过连接块与支撑块6-1-4的顶部相连接，所述支撑块6-1-4的下部与下夹爪相连接，所述下夹爪通过转轴6-1-6、连杆6-1-7与滑动旋转块6-1-5的下部相连接。在本实施例中，剪刀脚组装头在取料时，通过夹头气缸6-1-2下压控制上夹爪在夹料位置夹住料(剪刀脚)，移动到设定的组装位置，角度调整气缸6-1-3发出下压动作，通过滑动旋转块6-1-5、转轴6-1-6、连杆6-1-7带着夹住料的上、下夹爪，形成设定的组装角度，继续控制下压行程，下压移动到设定的位置，夹头6-1-1将剪刀脚卡在卡钩内，再向组装方向移动，压到另外的组装位置时完成整个组装动作。为了便于上、下夹爪的位移，在上夹爪的背面设有第一滑块，下夹爪上对应第一滑块的位置设有第一滑轨，第一滑块滑动连接在第一滑轨上，滑动旋转块的背面设有第二滑块，支撑块上对应第二滑块的位置设有第二滑轨，第二滑块滑动连接在第二滑轨上。

优选地，作为本发明的第四个实施例，本实施例是对实施例一的进一步限定，所述旋转吸料头4-1为真空吸料头，其属于现有设备，可直接选择使用，且其具体结构不是发明要求专利保护的范围，因此不对其具体结构做详细说明。

用于驱动旋转吸料头4-1运动的吸料头移载组件为XYZ轴伺服模组。用于驱动剪刀脚组装头单元运动的移载组件也为XYZ轴伺服模组。在本实施例中，通过XYZ轴直线模组，驱动旋转吸料头4-1以及剪刀脚组装头单元到达取料及组装的正确位置，位置定位精准，重复动作精度高，结构紧凑。因为直线模组是现有设备，可直接选择使用，且其具体结构不是本发明要求专利保护的内容，所以不对其具体结构做详细说明，在此特别说明。另外，在本实施例中，也可以采用机械手代替直线模组实现旋转吸料头及剪刀脚组装头位置的移动。

优选地，作为本发明的第五个实施例，本实施例是对实施例三的进一步改进，所述上夹爪上通过弹性片连接有压块。通过设置压块，可以在对剪刀脚进行组装时，模仿人的动作，将剪刀脚压到位，完成组装。

优选地，作为本发明的第六个实施例，本实施例是对以上实施例的进一步改进，在四个剪刀脚组装头单元6-1的顶部安装有旋转电机6-3，所述旋转电机6-3的电机轴通过连接法兰与用于安装所述剪刀脚组装头单元的安装板相连接。通过设置旋转电机6-3，是为了键盘剪刀脚有90度的组装角度时也可以组装，同时也是方便安装剪刀脚组装头单元。断电时可以手动旋转该安装板，以实现剪刀脚组装单元的安装调试。

优选地，作为本发明的第七个实施例，本实施例是对以上实施例的进一步限定，本发明的键盘按键的剪刀脚自动组装机还包括人机显示界面HMI和多个PLC控制，其中人机显示界面HM I通过串口与PLC控制器连接。需要说明的是，所述人机显示界面HM I用于显示控制结果。该操作界面设置简单，便于操作人员可视化控制，更利于提升产品组装质量。

本发明的键盘按键的剪刀脚自动组装机的工作过程及原理如下：通过PLC控制器控制4个带有滚刷的上料器少量上料；两个柔性振动盘振动料，使得料分布在两个柔性盘中；2个CCD摄像机分别对两个柔性振动盘中的4种料进行拍照，并与标准库中的图进行匹配，在匹配成功后将坐标信息发送给PLC控制器；PLC控制器通过伺服控制电机从而控制上料XYZ轴伺服模组移动位置，并控制4个旋转吸料头将料吸至缓存区直线振动送料器的送料轨道上；料在缓存区直线振动送料器的4个导轨上移动至缓存定位处；缓存区直线振动送料器的送料轨道的末端设有限位组件，防止料掉落；缓存区直线振动送料器的送料轨道的末端还设有感应组件，判断料是否到位；料到位后，缓存区直线振动送料器的送料轨道末端的限位组件(限位气缸)将会将料推到初始位置，进行精确定位；料定位精确后，PLC控制器通过伺服控制电机从而控制组装XYZ轴伺服模组移动位置，控制4个剪刀脚组装头单元水平夹住导轨中的料；PLC通过伺服控制电机从而控制组装组装XYZ轴伺服模组移动到组装坐标；产品(键盘)安装到键盘治具组装载台固定好后，通过上传送带移至皮带中心，通过定位气缸和定位夹头对载具进行定位；控制角度调整气缸按照设定的角度调整夹头的角度，并根据设定坐标下压设定行程按序进行组装(可按规划和要求多次循环组装)；组装完成后，定位气缸和定位夹头解除，载具在上输送机构传送到下一工序；在工序完成后，取出产品，并将载具放到下输送机构回流至起始位置。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种键盘按键的剪刀脚自动组装机，其特征在于：包括工作柜(1)，在所述工作柜(1)内部设有自动供料机构(2)、视觉自动识别机构(3)、旋转吸料机构(4)、剪刀脚移载缓存机构(5)、剪刀脚自动取料及组装机构(6)、键盘治具组装载台(7)、上输送机构(8)和下输送机构(9)，

所述自动供料机构(2)包括四组喂料组件(2-1)和设置在所述喂料组件前方的两组柔性上料组件(2-2)，在每组所述喂料组件(2-1)的出料口处设有由电动机(2-1-1)带动的滚动毛刷(2-1-2),每组所述柔性上料组件(2-2)包括柔性振动盘(2-2-1)以及设置在柔性振动盘(2-2-1)下方的柔性振动机(2-2-2)，每个所述柔性振动盘(2-2-1)的内部中央设有一分隔条将柔性振动盘分隔成两个料槽(2-2-3)；

所述视觉自动识别机构(3)包括设置在所述柔性上料组件(2-2)上方的两个CCD摄像机以及用于固定支撑所述CCD摄像机的立架；

所述旋转吸料机构(4)设置在自动供料机构(2)和剪刀脚移载缓存机构(5)之间，其包括四组旋转吸料头(4-1)以及用于驱动所述旋转吸料头(4-1)运动的吸料头移载组件(4-2)；

所述剪刀脚移载缓存机构(5)为带有四个直线送料轨道的直线振动送料器，在所述直线送料轨道的末端设有夹紧限位组件(5-1)，在每个直线送料轨道的前端和末端均安装有感应组件(5-2)；

所述剪刀脚自动取料及组装机构(6)包括固定安装在同一安装板上的四个剪刀脚组装头单元(6-1)及驱动其运动的剪刀脚组装头单元的移载组件(6-2)，每个所述剪刀脚组装头单元包括夹头(6-1-1)、夹头气缸(6-1-2)、角度调整气缸(6-1-3)，所述夹头气缸(6-1-2)固定安装在夹头(6-1-1)的顶部，用于控制夹头(6-1-1)以对剪刀脚进行夹取，所述角度调整气缸(6-1-3)固定安装在支撑块(6-1-4)上，并通过滑动旋转块(6-1-5)和转轴(6-1-6)控制夹头(6-1-1)的角度以对剪刀脚进行组装；

所述键盘治具组装载台(7)包括载台本体，其下方安装有顶升组件(7-1)以对键盘载台本体进行顶升，在载台本体的前、后端分别安装有定位气缸和与定位气缸的气缸杆相连接的定位夹头对键盘治具进行夹紧定位；

所述上输送机构(8)和下输送机构(9)均为皮带输送式直线移载组件，在所述上输送机构(8)和下输送机构(9)中部的左右两侧分别设有支撑立板和定位组件，用于将键盘和键盘载具固定在在所述上、下输送机构上。

2.根据权利要求1所述的一种键盘按键的剪刀脚自动组装机，其特征在于：每组所述喂料组件(2-1)包括料斗(2-1-3)、缓冲仓(2-1-4)、喂料振动机(2-1-5)以及固定座(2-1-6)，所述缓冲仓(2-1-4)设置在料斗(2-1-3)的下方，所述喂料振动机(2-1-5)固定安装于缓冲仓(2-1-4)的下方，且喂料振动机(2-1-5)的底部固定安装在所述固定座(2-1-6)上，滚动毛刷(2-1-2)设置在缓冲仓(2-1-4)的出料口，滚动毛刷(2-1-2)与电动机(2-1-1)的输出轴固定连接，所述电动机(2-1-1)安装固定在缓冲仓(2-1-4)的外侧壁上。

3.根据权利要求1所述的一种键盘按键的剪刀脚自动组装机，其特征在于：所述旋转吸料头(4-1)为真空吸料头，用于驱动旋转吸料头(4-1)运动的吸料头移载组件为XYZ轴伺服模组。

4.根据权利要求1所述的一种键盘按键的剪刀脚自动组装机，其特征在于：所述剪刀脚组装头单元的移载组件(6-2)为XYZ轴伺服模组。

5.根据权利要求1或2所述的一种键盘按键的剪刀脚自动组装机，其特征在于：在四个剪刀脚组装头单元(6-1)的顶部安装有旋转电机(6-3)，所述旋转电机(6-3)的电机轴通过连接法兰与用于安装所述剪刀脚组装头单元的安装板相连接。

6.根据权利要求3所述的一种键盘按键的剪刀脚自动组装机，其特征在于：所述夹头(6-1-1)包括配合使用的上夹爪和下夹爪，夹头气缸(6-1-2)的气缸杆通过连接块与上夹爪的顶部相连接，角度调整气缸(6-1-3)的气缸杆通过连接块与支撑块(6-1-4)的顶部相连接，所述支撑块(6-1-4)的下部与下夹爪相连接，所述下夹爪通过转轴(6-1-6)、连杆(6-1-7)与滑动旋转块(6-1-5)的下部相连接。

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