CN116833707A - 组装设备和组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种组装设备和组装方法，所述组装设备包括机座、上料装置、位置测定装置、定位机构、拾取机构和控制装置，上料装置包括储料部，位置测定装置用于测定储料部上的多个物料的姿态；定位机构用于调整处于定位工位的物料的姿态；拾取机构包括用于拾取物料的拾取部；控制装置与位置测定装置和拾取机构电性连接，通过位置测定装置来测定储料部上的多个物料的姿态，并确定其中符合预设姿态的物料，控制装置根据位置测定装置来控制拾取部拾取符合姿态要求的物料，并将其运送至定位机构进行姿态调整达到组装要求的姿态，拾取部将物料组装至处于组装工位处的产品上，以提供一种能够高效、精准的将扭簧与产品进行组装的自动化程度高的组装设备。

Description

组装设备和组装方法

技术领域

本发明涉及电子产品组装技术领域，尤其涉及组装设备和组装方法。

背景技术

在电子产品常用的扭簧生产过程中，扭簧需要从散料中挑选出来，为后续的扭簧组装做准备。扭簧组装需要区分正反、位置准确的组装在产品支架中。目前，行业内对该工艺的解决方式通常依靠人工完成，首先将扭簧从散料中挑选出来，区分弹簧PIN针方向，组装在产品支架上。该过程存在效率低，组装容易装反，人工长时间区分方向并组装易精神疲劳等问题。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种组装设备和组装方法，旨在提供一种能够高效、精准的将扭簧与产品支架进行组装的自动化程度高的组装设备。

为实现上述目的，本发明提出的一种组装设备，其中所述组装设备包括：

机座，其上设有多个工位，所述多个工位包括上料工位、定位工位和组装工位；

上料装置，包括对应所述上料工位设置的储料部，所述储料部用于承载多个物料；

位置测定装置，用于测定所述储料部上的多个物料的姿态；

定位机构，用于调整处于所述定位工位的物料的姿态；

拾取机构，包括用于拾取物料的拾取部，所述拾取部可活动地设置，在其活动行程上可到达所述多个工位，所述拾取部用于将所述上料工位的物料运送至所述定位工位，并将经所述定位机构调整姿态后的物料与所述组装工位处的产品组装；以及，

控制装置，与所述位置测定装置和所述拾取机构电性连接，用于根据所述位置测定装置控制所述拾取机构工作。

可选地，所述储料部包括用于承载多个物料的震动平台，所述震动平台可震动设置。

可选地，所述位置测定装置包括图像采集部，所述图像采集部用于采集所述储料部上多个物料的图像。

可选地，所述定位机构包括：

定位板，沿水平向延伸设置；

定位销，设于所述定位板的顶部，所述定位销沿上下向延伸，用于供物料的通孔穿设；以及，

推板，位于所述定位销的一侧，在靠近和远离所述定位销的侧向上可活动地设置，在所述推板在靠近所述定位销时，以使得物料的通孔的内壁抵靠于所述定位销。

可选地，所述定位销设置有多个，多个所述定位销沿纵向间隔布设；

所述推板沿纵向延伸，且与多个所述定位销在横向上间隔设置，所述推板沿横向可活动设置。

可选地，所述推板靠近所述定位销的侧部凹设有限位槽，所述限位槽与所述定位销对应设置，所述限位槽用于与物料相适配。

可选地，所述拾取机构包括四轴机构，所述四轴机构具有沿上下向延伸的输出轴，所述输出轴与所述拾取部固定连接，所述四轴机构具有在横向、纵向、上下的自由度，以带动所述拾取部可沿横向、纵向、上下向活动。

本发明还提供一种组装方法，所述组装方法包括以下步骤：

通过位置测定装置测定储料部上的多个物料的姿态，确定待拾取的物料；

控制拾取部拾取待拾取的物料，并将拾取的物料运送至定位机构进行姿态调整；

控制所述拾取部拾取调整姿态后的物料，并将拾取的物料与组装工位处的产品组装。

可选地，所述控制拾取部拾取待拾取的物料，并将拾取的物料运送至定位机构进行姿态调整的步骤包括：

将拾取的物料的通孔穿设于定位销；

控制推板靠近所述定位销，以使得物料的通孔的内壁抵靠于所述定位销。

可选地，所述通过位置测定装置测定储料部上的多个物料的姿态，确定待拾取的物料的步骤之前包括：

控制震动平台震动，以调整承载于所述震动平台上的多个物料的姿态。

本发明提供的技术方案中，将物料放置于所述储料部上，通过所述位置测定装置来测定所述储料部上的多个物料的姿态，并确定其中符合预设姿态的物料，所述控制装置根据所述位置测定装置来控制所述拾取部拾取符合姿态要求的物料，并将其运送至所述定位机构进行姿态调整，并达到符合组装要求的姿态，所述拾取部再次拾取物料，将物料组装至处于所述组装工位处的产品上，以提供一种能够高效、精准的将扭簧与产品支架进行组装的自动化程度高的组装设备。

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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明提供的组装设备一实施例的立体示意图；

图2为图1中的上料装置和位置测定装置的立体示意图；

图3为图1中的拾取机构的立体示意图；

图4为图3中的拾取部的立体示意图；

图5为图1中的定位机构的立体示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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作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。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

在电子产品常用的扭簧生产过程中，扭簧需要从散料中挑选出来，为后续的扭簧组装做准备。扭簧组装需要区分正反、位置准确的组装在产品支架中。目前，行业内对该工艺的解决方式通常依靠人工完成，首先将扭簧从散料中挑选出来，区分弹簧PIN针方向，组装在产品支架上。该过程存在效率低，组装容易装反，人工长时间区分方向并组装易精神疲劳等问题。

为了解决上述问题，本发明提供一种组装设备，图1为本发明提供的组装设备一实施例的立体示意图；图2为图1中的上料装置和位置测定装置的立体示意图；图3为图1中的拾取机构的立体示意图；图4为图3中的拾取部的立体示意图；图5为图1中的定位机构的立体示意图。

所述组装设备100可以针对一些需要进行姿态调整至合适的异形物料，特别是针对扭簧，为了后续的描述方便，下文以物料为扭簧为例进行说明。

请参阅图1，所述组装设备100包括机座1、上料装置2、位置测定装置5、定位机构3、拾取机构4和控制装置，所述机座1上设有多个工位，所述多个工位包括上料工位、定位工位和组装工位；所述上料装置2包括对应所述上料工位设置的储料部，所述储料部用于承载多个物料；所述位置测定装置5用于测定所述储料部上的多个物料的姿态；所述定位机构3用于调整处于所述定位工位的物料的姿态；所述拾取机构4包括用于拾取物料的拾取部41，所述拾取部41可活动地设置，在其活动行程上可到达所述多个工位，所述拾取部41用于将所述上料工位的物料运送至所述定位工位，并将经所述定位机构3调整姿态后的物料与所述组装工位处的产品组装；所述控制装置与所述位置测定装置5和所述拾取机构4电性连接，用于根据所述位置测定装置5控制所述拾取机构4工作。

本发明提供的技术方案中，将物料放置于所述储料部上，通过所述位置测定装置5来测定所述储料部上的多个物料的姿态，并确定其中符合预设姿态的物料，所述控制装置根据所述位置测定装置5来控制所述拾取部41拾取符合姿态要求的物料，并将其运送至所述定位机构3进行姿态调整，并达到符合组装要求的姿态，所述拾取部41再次拾取物料，将物料组装至处于所述组装工位处的产品上，以提供一种能够高效、精准的将扭簧与产品支架进行组装的自动化程度高的组装设备100。

具体地，在本实施例中，所述储料部可以设置为上料振动盘，所述储料部包括用于承载多个物料的震动平台21，所述震动平台21可震动设置。因扭簧的质量较小，来料时容易堆积，并且姿态不一，如此，通过所述震动平台21将聚拢的扭簧逐渐打散，平铺开来，便于后续所述位置测定装置5能够精准的识别并测定每个扭簧的位置、角度和方向。利用柔性震动平台21，减少卡料，提高抓取速度，提升了设备良率。

需要说明的是，在每一次的震动后，所述拾取部41挑选完适合角度和位置的扭簧后，可以再次震动所述震动平台21，再次调整承载的多个扭簧的姿态，从而再次筛选符合要求的扭簧。

具体地，请参阅图2，在本实施例中，所述位置测定装置5包括图像采集部，所述图像采集部用于采集所述储料部上多个物料的图像。如此，通过所述图像采集部拍照，并记录扭簧方向、位置，与预存的扭簧的图片进行比对，最终确认选取符合要求的扭簧，可以满足扭簧组装过程中的精度要求、方向要求。当然所述位置测定装置5还可以是通过传感器等方式进行测定。如此通过所述震动平台21筛选物料，视觉引导抓取识别可用物料，通过二次定位后进行自动化组装，可满足无序抓取上料，实现上料、定位、组装的自动化。

具体地，因依靠所述震动平台21的震动来调节扭簧的姿态，存在一定的偶然性和误差，所述拾取部41拾取后的扭簧只是符合初步的姿态，而为了将物料最终精准的与产品组装，需要进一步的精细调整扭簧的姿态，请参阅图5，在本实施例中，所述定位机构3包括定位板31、定位销32和推板33，所述定位板31沿水平向延伸设置；所述定位销32设于所述定位板31的顶部，所述定位销32沿上下向延伸，在所述拾取部41从所述震动平台21上拾取扭簧物料后，将扭簧物料的弹簧圈通孔穿设至所述定位销32上，使得扭簧物料支承于所述定位板31上，可以理解的是，所述定位销32的直径需设置得小于扭簧弹簧圈的内径，使得扭簧和所述定位销32之间形成间隙配合，从而便于扭簧后续调节角度。

所述推板33位于所述定位销32的一侧，在靠近和远离所述定位销32的侧向上可活动地设置，在所述推板33在靠近所述定位销32时，将套设于所述定位销32上的扭簧推动，因所述推板33在水平向上活动，以使得扭簧物料的弹簧圈通孔的内壁最终抵靠于所述定位销32。因扭簧的形状为异形，逐个的精细调节会需要设置更为复杂的位置识别系统、调节系统以及自动控制系统，如此通过机械的方式，无需设置更为复杂的结构，就能轻松调节。

进一步地，为了提升姿态调整以及组装效率，在本实施例中，所述定位销32设置有多个，多个所述定位销32沿纵向间隔布设；所述推板33沿纵向延伸，且与多个所述定位销32在横向上间隔设置，所述推板33沿横向可活动设置。如此，可以通过所述推板33推动一次，就能将穿设于多个所述定位销32上的扭簧推动，直至各个扭簧的弹簧圈的内壁贴靠至对应的所述定位销32的侧壁上，定位效率高，结构也简单，避免需要设置多个所述推板33，简化了结构，降低了成本。

进一步地，因扭簧的中部设置有弹簧圈，弹簧圈与所述定位销32之间存在间隙，为了避免所述推板33在推动扭簧时，扭簧会左右摆动，影响其周向上的角度，在本实施例中，所述推板33靠近所述定位销32的侧部凹设有限位槽33a，所述限位槽33a与所述定位销32对应设置，所述限位槽33a用于与物料相适配，如此，在所述推板33靠近扭簧时，所述限位槽33a将扭簧的弹簧圈的周侧进行限位，扭簧伸出的pin针抵靠在所述限位槽33a的槽口周缘处，在所述推板33的活动行程中，除了在横向上调整扭簧的位置，避免扭簧在纵向和周向上的转动。

因各个扭簧的侧端被所述推板33限位，其横向上的位置能够精准被固定，弹簧圈的外周壁也被所述限位槽33a的内周壁限位，扭簧pin针被槽口周缘限位，多方的限位使得扭簧在横向和纵向上都能够被定位，所述限位槽33a可以根据需要进行适配设置，使得所述组装设备100的上料的通用性，可适应不同形状的扭簧等物料，适用范围广。所述定位机构3兼容定位及定向的功能，大大降低了设备的组装复杂程度，提高了设备的效率，保证产品品质。

具体地，请参阅图2，在本实施例中，所述拾取机构4包括所述拾取机构4包括四轴机构42(即四轴机器人)，所述四轴机构42具有沿上下向延伸的输出轴，所述输出轴与所述拾取部41固定连接，所述四轴机构42具有在横向、纵向、上下的自由度，以带动所述拾取部41可沿横向、纵向、上下向活动。如此，设置四轴机构42，使得所述拾取部41能够具有横向、纵向、上下向以及旋转的四个调节维度。采用四轴机器人设计，在有限空间内实现两种功能，大大提高四轴机器人的利用率。

当然，所述拾取机构4还可以是包括第一驱动装置、第二驱动装置、第三驱动装置和第四驱动装置，所述第一驱动装置安装于所述机座1，具有沿横向可活动设置的第一驱动部；所述第二驱动装置固定连接于所述第一驱动部，所述第二驱动装置具有沿纵向可活动设置的第二驱动部；所述第三驱动装置固定连接于所述第二驱动部，所述第三驱动装置具有沿上下向可活动设置的第三驱动部；所述第四驱动装置，固定连接于所述第三驱动部，所述第四驱动装置具有沿上下向延伸的输出轴，所述输出轴与所述拾取部41固定连接，以带动所述拾取部41活动，可以理解的是，所述第一驱动装置和所述第二驱动装置可以设置为直线电机，所述第三驱动装置可以设置为气缸，所述第四驱动装置可以设置为电机，当然所述第一驱动装置、所述第二驱动装置、所述第三驱动装置和所述第四驱动装置还可以设置为同样能实现直线驱动、或是转动驱动的其它种形式的连杆结构等驱动装置。

进一步地，请参阅图3至图4，在本实施例中，所述第四驱动装置设置有多个，多个所述第四驱动装置均固定连接于所述第三驱动部；所述拾取部41设置有多个，各所述拾取部41与对应的一所述输出轴固定。如此，设置多个所述拾取部41，能够同时进行取料和组装，提升了组装的效率。

本发明还提供一种组装方法，基于所述组装设备100来实现，所述组装方法包括以下步骤：

步骤S10、通过位置测定装置5测定储料部上的多个物料的姿态，确定待拾取的物料。

因扭簧的质量较小，来料时姿态不一，通过所述图像采集部拍照，并记录扭簧方向、位置，与预存的扭簧的图片进行比对，最终确认选取符合要求的扭簧，可以满足扭簧组装过程中的精度要求、方向要求。

步骤S20、控制拾取部41拾取待拾取的物料，并将拾取的物料运送至定位机构3进行姿态调整。

因依初步选取的物料的姿态，存在一定的偶然性和误差，所述拾取部41拾取后的扭簧只是符合初步的姿态，而为了将物料最终精准的与产品组装，需要进一步的通过所述定位机构3进行精细调整扭簧的姿态。

步骤S30、控制所述拾取部41拾取调整姿态后的物料，并将拾取的物料与组装工位处的产品组装。

本发明提供的技术方案中，通过位置测定装置5能够自动测定并确认处于所述上料工位的待拾取的物料，通过所述控制装置自动控制所述拾取部41拾取物料，并通过所述定位机构3自动调整物料姿态，最终控制所述拾取部41将物料自动组装于产品上，所述拾取部41可以实现取料状态的夹取，又可以实现定位后组装状态的夹取功能，提高设备组装精度和通用性。

具体地，在另一实施例中，步骤S20：控制拾取部41拾取待拾取的物料，并将拾取的物料运送至定位机构3进行姿态调整的步骤包括：

步骤S201、将拾取的物料的通孔穿设于定位销32。

可以理解的是，所述定位销32的直径需设置得小于扭簧弹簧圈的内径，在所述拾取部41拾取扭簧后，将扭簧的弹簧圈套设于所述定位销32上，并松开扭簧，使得扭簧物料支承于所述定位板31上。

步骤S202、控制推板33靠近所述定位销32，以使得物料的通孔的内壁抵靠于所述定位销32。

在所述推板33在靠近所述定位销32时，将套设于所述定位销32上的扭簧推动，因所述推板33在水平向上活动，以使得扭簧物料的弹簧圈通孔的内壁最终抵靠于所述定位销32，因扭簧的形状为异形，逐个的精细调节会需要设置更为复杂的位置识别系统、调节系统以及自动控制系统，如此通过机械的方式，无需设置更为复杂的结构，就能轻松调节。

具体地，在另一实施例中，步骤S10：所述通过位置测定装置5测定储料部上的多个物料的姿态，确定待拾取的物料的步骤之前包括：

步骤S1：控制震动平台21震动，以调整承载于所述震动平台21上的多个物料的姿态。

本发明提供的技术方案中，在所述储料部上符合姿态需求的物料被取料后符合姿态要求的物料越来越少，为了能够及时提供姿态符合标准的物料，通过设置所述震动平台21，在每一次的震动后，扭簧再次随着所述震动平台21震动调整姿态，能够使得其中的部分物料又能够符合取料时的姿态要求。

所述组装设备100的组装过程为：首先将多个扭簧置于所述震动平台21上，控制所述震动平台21震动，以调整多个扭簧的姿态，使得多个中的部分扭簧能够调整至符合所述拾取部41取料时的姿态，控制各所述拾取部41拾取符合姿态要求的待拾取的扭簧，在多个所述拾取部41依次取料后，将多个扭簧送至所述定位工位，将扭簧套设于所述定位销32上，各扭簧支承于所述定位板31的顶部，随后控制所述推板33沿横向活动，使得扭簧的弹簧圈被限位于所述限位槽33a内，最后直至扭簧的弹簧圈的内壁与所述定位销32的侧壁抵靠，从而将扭簧精准限位，最后多个所述拾取部41拾取套设于所述定位销32周侧的多个扭簧，并将多个扭簧安装于所述组装工位的产品上，从而完成组装。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种组装设备，其特征在于，包括：

机座，其上设有多个工位，所述多个工位包括上料工位、定位工位和组装工位；

上料装置，包括对应所述上料工位设置的储料部，所述储料部用于承载多个物料；

位置测定装置，用于测定所述储料部上的多个物料的姿态；

定位机构，用于调整处于所述定位工位的物料的姿态；

拾取机构，包括用于拾取物料的拾取部，所述拾取部可活动地设置，在其活动行程上可到达所述多个工位，所述拾取部用于将所述上料工位的物料运送至所述定位工位，并将经所述定位机构调整姿态后的物料与所述组装工位处的产品组装；以及，

控制装置，与所述位置测定装置和所述拾取机构电性连接，用于根据所述位置测定装置控制所述拾取机构工作。

2.如权利要求1所述的组装设备，其特征在于，所述储料部包括用于承载多个物料的震动平台，所述震动平台可震动设置。

3.如权利要求1所述的组装设备，其特征在于，所述位置测定装置包括图像采集部，所述图像采集部用于采集所述储料部上多个物料的图像。

4.如权利要求1所述的组装设备，其特征在于，所述定位机构包括：

定位板，沿水平向延伸设置；

定位销，设于所述定位板的顶部，所述定位销沿上下向延伸，用于供物料的通孔穿设；以及，

推板，位于所述定位销的一侧，在靠近和远离所述定位销的侧向上可活动地设置，在所述推板在靠近所述定位销时，以使得物料的通孔的内壁抵靠于所述定位销。

5.如权利要求4所述的组装设备，其特征在于，所述定位销设置有多个，多个所述定位销沿纵向间隔布设；

所述推板沿纵向延伸，且与多个所述定位销在横向上间隔设置，所述推板沿横向可活动设置。

6.如权利要求4所述的组装设备，其特征在于，所述推板靠近所述定位销的侧部凹设有限位槽，所述限位槽与所述定位销对应设置，所述限位槽用于与物料相适配。

7.如权利要求1所述的组装设备，其特征在于，所述拾取机构包括四轴机构，所述四轴机构具有沿上下向延伸的输出轴，所述输出轴与所述拾取部固定连接，所述四轴机构具有在横向、纵向、上下的自由度，以带动所述拾取部可沿横向、纵向、上下向活动。

8.一种组装方法，基于如权利要求1至7任意一项所述的组装设备实现，其特征在于，所述组装方法包括以下步骤：

通过位置测定装置测定储料部上的多个物料的姿态，确定待拾取的物料；

控制拾取部拾取待拾取的物料，并将拾取的物料运送至定位机构进行姿态调整；

控制所述拾取部拾取调整姿态后的物料，并将拾取的物料与组装工位处的产品组装。

9.如权利要求8所述的组装方法，基于如权利要求4所述的组装设备实现，其特征在于，所述控制拾取部拾取待拾取的物料，并将拾取的物料运送至定位机构进行姿态调整的步骤包括：

将拾取的物料的通孔穿设于定位销；

控制推板靠近所述定位销，以使得物料的通孔的内壁抵靠于所述定位销。

10.如权利要求8所述的组装方法，基于如权利要求2所述的组装设备实现，其特征在于，所述通过位置测定装置测定储料部上的多个物料的姿态，确定待拾取的物料的步骤之前包括：

控制震动平台震动，以调整承载于所述震动平台上的多个物料的姿态。