CN117162115B - 硅胶条组装压合机械手 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械手技术领域，具体涉及一种硅胶条组装压合机械手，包括连接架、第一Z向驱动副、夹取组件和压合组件，第一Z向驱动副的移动部固定连接有安装板，夹取组件包括双向驱动副和两个夹爪，两个夹爪分别固定连接在双向驱动副的两个驱动部上且分别适于夹紧硅胶条的两侧，压合组件包括X向驱动副、第二Z向驱动副和压头，压头固定连接在第二Z向驱动副的移动部下端，压头适于移动至两个夹爪的间隙正上方并下压硅胶条。通过本机械手能够代替人工对体型较小的硅胶条进行组装压合，不但能够满足精度要求，而且工作效率也大幅提高，从而能够满足生产要求。

Description

硅胶条组装压合机械手

技术领域

本发明涉及机械手技术领域，尤其涉及一种硅胶条组装压合机械手。

背景技术

硅胶条是显示器内部不可或缺的一种缓冲材料，用以背光模组内多种元器件的减震缓冲。硅胶条在使用时需首先克服粘力从离型纸上剥离，然后再粘贴在产品上。

由于硅胶条本身易变形且带胶，存在送料无法剥离、变形无法吸取等因素，所以现有一般采用人工方式进行组装。

但随着显示器愈来愈薄、边框越来越窄，背光模组内部所使用的硅胶条也变得更薄更窄，体积更小精度更高，人工组装难度越来越大，同时效率也越来越低，难以满足生产要求，所以亟需一种效率更快、精度更高的机械手来实现硅胶条的组装压合。

发明内容

为克服现有背光模组用硅胶条人工组装方式存在的难度大以及效率低的技术缺陷，本发明提供了一种硅胶条组装压合机械手。

本发明提供的硅胶条组装压合机械手，包括：

连接架；

第一Z向驱动副，其固定部固定连接在所述连接架上，所述第一Z向驱动副的移动部固定连接有安装板；

夹取组件，其包括双向驱动副和两个夹爪，所述双向驱动副的固定部固定连接在所述安装板上，所述双向驱动副设有两个X向相向或X向背向运动的驱动部，两个夹爪分别固定连接在所述双向驱动副的两个驱动部上且分别适于夹紧硅胶条的两侧；

压合组件，其包括X向驱动副、第二Z向驱动副和压头，所述X向驱动副的固定部固定连接在所述安装板上且位于所述双向驱动副的固定部上方，所述第二Z向驱动副的固定部固定连接在所述X向驱动副的移动部上，所述压头固定连接在所述第二Z向驱动副的移动部下端，所述压头适于移动至两个夹爪的间隙正上方并下压硅胶条。

工作前，将连接架与机械臂连接，将硅胶条与离型纸脱离并放置在待夹取平台上；工作时，机械臂带动整个机械手移动至待夹取平台，第一Z向驱动副动作使夹取组件和压合组件下降，直至两个夹爪分别位于待夹取硅胶条的两侧，双向驱动副动作使两个夹爪相互靠近将硅胶条的两侧夹紧；第一Z向驱动副动作使夹取组件和压合组件上升，并在机械臂的作用下将硅胶条转移至被贴附产品位置处；第一Z向驱动副动作使夹取组件和压合组件下降直至硅胶条贴附在被贴附产品顶面；X向驱动副动作使压头移动至两个夹爪的间隙正上方；第二Z向驱动副动作使压头下降直至将硅胶条压紧在被贴附产品上；贴附完成后，第二Z向驱动副恢复原位，双向驱动副动作使两个夹爪松开硅胶条，第一Z向驱动副动作使夹取组件和压合组件上升，重复上述操作夹取并组装压合另一个硅胶条。

可选的，所述夹爪包括夹爪本体和夹指，所述夹爪本体与所述双向驱动副的驱动部固定连接，所述夹指固定于所述夹爪本体的下方且沿X向间隔均布有多个，两个夹爪的夹爪本体在Y向上错位布置，两个夹爪的夹指在X向上交替分布以形成配合动作的若干夹指对，所述压头适于移动至所述夹指对的间隙正上方并下压硅胶条。

可选的，所述夹取组件还包括两个X向导向副，两个X向导向副的导轨皆固定在所述安装板上且分别位于所述双向驱动副X向两侧，所述夹爪本体通过连接组件与所述双向驱动副的驱动部固定连接，所述连接组件包括连接板和连接块，所述连接板固定连接在所述X向导向副的滑块和所述双向驱动副的驱动部上，所述连接块固定连接在所述连接板上且与所述夹爪本体固定连接。

可选的，其中一个连接板上设有微分头，另一个连接板对应所述微分头设有限位台，所述微分头与限位台配合控制夹指对的间隙最小值。

可选的，每组夹指对的相对面的上边缘皆设有倒角。

可选的，所述夹爪设有六个夹指。

可选的，所述X向驱动副的移动部上设有三个第二Z向驱动副，三个第二Z向驱动副沿X向分布，所述压头包括压头本体和压指，中间压头本体的宽度小于对应所述第二Z向驱动副的宽度且对应压指固定于压头本体的正下方，两侧压头本体设有向中间压头本体延伸的安装部且对应压指固定在安装部的自由端下方。

可选的，所述压头本体与所述第二Z向驱动副的移动部可拆卸固定连接。

可选的，所述连接架上设有沿X向间隔分布的两个第一Z向驱动副，所述连接架上还设有视觉组件，两个第一Z向驱动副关于所述视觉组件对称分布，每个第一Z向驱动副上皆设有夹取组件和压合组件。

可选的，所述第一Z向驱动副、第二Z向驱动副和X向驱动副皆为气缸，所述双向驱动副为夹爪气缸。

本发明提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本发明提供的硅胶条组装压合机械手，在连接架上设有夹取组件和压合组件，通过夹取组件的两个夹爪夹紧硅胶条的两侧并配合第一Z向驱动副动作能够实现硅胶条的夹取，通过压合组件的压头能够将硅胶条压紧在被贴附产品以实现硅胶条的压合。通过本机械手能够代替人工对体型较小的硅胶条进行组装压合，不但能够满足精度要求，而且工作效率也大幅提高，从而能够满足生产要求。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

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，对于本领域普通技术人员而言，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表示本发明实施例中硅胶条组装压合机械手的结构示意图；

图2表示本发明实施例中连接架、第一Z向驱动副的装配示意图；

图3表示本发明实施例中安装板及夹取组件、压合组件的装配示意图；

图4表示本发明实施例中安装板及夹取组件的装配结构爆炸图；

图5表示本发明实施例中安装板及压合组件的装配示意图。

图中：

1、连接架；2、第一Z向驱动副；21、安装板；3、夹取组件；31、双向驱动副；32、夹爪；321、夹爪本体；322、夹指；323、倒角；33、X向导向副；34、连接组件；341、连接板；342、连接块；35、微分头；36、限位台；4、压合组件；41、X向驱动副；42、第二Z向驱动副；43、压头；431、压头本体；432、压指；433、安装部；5、视觉组件；100、硅胶条。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面将对本发明的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在描述中，需要说明的是，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。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；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。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的具体含义。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。

参照图1至图5，本实施例提供一种硅胶条组装压合机械手，包括连接架1、第一Z向驱动副2、夹取组件3和压合组件4；第一Z向驱动副2的固定部固定连接在连接架1上，第一Z向驱动副2的移动部固定连接有安装板21；夹取组件3包括双向驱动副31和两个夹爪32，双向驱动副31的固定部固定连接在安装板21上，双向驱动副31设有两个X向相向或X向背向运动的驱动部，两个夹爪32分别固定连接在双向驱动副31的两个驱动部上且分别适于夹紧硅胶条100的两侧；压合组件4包括X向驱动副41、第二Z向驱动副42和压头43，X向驱动副41的固定部固定连接在安装板21上且位于双向驱动副31的固定部上方，第二Z向驱动副42的固定部固定连接在X向驱动副41的移动部上，压头43固定连接在第二Z向驱动副42的移动部下端，压头43适于移动至两个夹爪32的间隙正上方并下压硅胶条100。

需要说明的是，连接架1的主要作用是在使用时与外界机械臂连接，从而通过机械臂动作带动整个机械手移动。

如图2所示，本实施例中第一Z向驱动副2为气缸，第一Z向驱动副2的固定部为气缸的缸体，第一Z向驱动副2的移动部为气缸的伸缩杆。其他实施例中，第一Z向驱动副2也可为液压缸或直线电机或其他常用直线动力件。

如图3和图4所示，本实施例中双向驱动副31为夹爪气缸。其他实施例中，双向驱动副31也可为双向丝杠副。

如图3和图4所示，本实施例中夹爪32的结构具体为：夹爪32包括夹爪本体321和夹指322，夹爪本体321与双向驱动副31的驱动部固定连接，夹指322固定于夹爪本体321的下方且沿X向间隔均布有多个，两个夹爪32的夹爪本体321在Y向上错位布置，两个夹爪32的夹指322在X向上交替分布以形成配合动作的若干夹指对，压头43适于移动至夹指对的间隙正上方并下压硅胶条100。动作时，双向驱动副31的两个驱动部动作带动两个夹爪本体321相互靠近，从而带动多组夹指对相互靠近，以能够同时夹取多个硅胶条100。

具体的，图4中所示的夹指对共有六组，能够同时夹取六个硅胶条100。作为可替换的实施方式，每个夹爪本体321上也可设为三个或五个或更多夹指322。

具体的，如图4所示，夹爪本体321与双向驱动副31的驱动部的连接结构具体为：夹取组件3还包括两个X向导向副33，两个X向导向副33的导轨皆固定在安装板21上且分别位于双向驱动副31X向两侧，夹爪本体321通过连接组件34与双向驱动副31的驱动部固定连接，连接组件34包括连接板341和连接块342，连接板341固定连接在X向导向副33的滑块和双向驱动副31的驱动部上，连接块342固定连接在连接板341上且与夹爪本体321固定连接。当夹指322设有多个时，如果将夹爪本体321与双向驱动副31的驱动部直接连接，用于安装夹爪32的空间较小，结构空间布置较为困难；本实施例通过增设X向导轨副和连接组件34，增大了用于安装夹爪32的空间，使得结构空间布置更为合理，夹爪32的安装也更加容易，同时夹爪本体321通过连接组件34固定在连接板341上，而连接板341又同时固定在X向导向副33的滑块和双向驱动副31的驱动部上，相对于直接将夹爪本体321连接在双向驱动副31的驱动部上而言，夹爪32的装配结构更加稳固，夹爪32运动更为平稳。

进一步的，如图4所示，其中一个连接板341上设有微分头35，另一个连接板341对应微分头35设有限位台36，微分头35与限位台36配合控制夹指对的间隙最小值。由于气缸的运动只有两个极限位置，不能精确地移动至某一中间位置，所以本实施例通过增设微分头35与限位台36来调节气缸的极限位置，即：在夹爪气缸的两个夹爪32相互靠近的过程中，当微分头35与限位台36抵接时，两个夹爪32之间的距离达到最小值。利用此原理，可通过调节微分头35来控制两个夹爪32之间的最小距离，从而使得夹爪气缸能够适配于各种不同宽度的硅胶条100夹取。

进一步的，如图4所示，每组夹指对的相对面的上边缘皆增设有倒角323。两个相对面的两个倒角323能够在两夹爪32间隙的顶部形成导向部，更利于压头43的伸入。

如图3和图5所示，本实施例中X向驱动副41的移动部上设有三个第二Z向驱动副42，三个第二Z向驱动副42沿X向分布，压头43包括压头本体431和压指432，中间压头本体431的宽度小于对应第二Z向驱动副42的宽度且对应压指432固定于压头本体431的正下方，两侧压头本体431设有向中间压头本体431延伸的安装部433且对应压指432固定在安装部433的自由端下方。由于硅胶条100尺寸较小，夹取硅胶条100时相邻硅胶条100的间距也较小，当设置多个第二Z向驱动副42时，如果每个压头43的结构皆相同且皆位于对应第二Z向驱动副42的正下方，那压头43的间距远大于相邻硅胶条100的间距，难以实现相邻硅胶条100的同时压合；本实施例中首先将第二Z向驱动副42的数量设为三个，然后将两侧压头本体431的结构进行改进同时更改对应压指432的安装位置，从而减小了相邻压指432的间距，进而能够实现三个相邻硅胶条100的同时压合。

需要说明的是，本实施例中每个夹爪本体321上设有六个夹指322以能够形成六组夹指对，第二Z向驱动副42设有三个以具有三个压指432；工作时，三个压指432同时对三个相邻的硅胶条100进行压合，压合完毕后，第二Z向驱动副42上升，X向驱动副41动作使第二Z向驱动副42X向移动，直至三个压指432分别运动至另外三个相邻硅胶条100的正上方，然后再进行压合，通过前后两次压合正好能够将所有硅胶条100压合完毕。

具体的，如图5所示，压头本体431与第二Z向驱动副42的移动部可拆卸固定连接，例如螺栓连接、卡扣连接或磁吸连接等。当压头43损坏时，可将压头43从第二Z向驱动副42的移动部上拆卸取下更换新的压头43；或者当需要压合不同宽度的硅胶条100时，可将压头43从第二Z向驱动副42的移动部上拆卸取下更换合适的压头43以使压指432间距与硅胶条100间距适配。

具体的，如图5所示，X向驱动副41和第二Z向驱动副42皆为气缸，X向驱动副41的固定部和第二Z向驱动副42的固定部皆为气缸的缸体，X向驱动副41的移动部和第二Z向驱动副42的移动部皆为气缸的伸缩杆。其他实施例中，X向驱动副41和第二Z向驱动副42也可为液压缸或直线电机或其他常用直线动力件。

如图1所示，本实施例中连接架1上设有沿X向间隔分布的两个第一Z向驱动副2，连接架1上还设有视觉组件5，两个第一Z向驱动副2关于视觉组件5对称分布，每个第一Z向驱动副2上皆设有夹取组件3和压合组件4。第一Z向驱动副2以及对应的夹取组件3和压合组件4组成一套作业机构，连接架1上设有两套作业机构同时进行作业，能够有效提高作业效率；视觉组件5用以检测定位整个机械手的位置，机械臂通过视觉组件5的定位作用保证机械手的位置精度；同时，两套作业机构对称分布于视觉机构的两侧，能够使得整个机械手重量均衡，避免局部倾斜影响作业精度。

本实施例中硅胶条组装压合机械手的工作原理如下：

S1.机械臂通过视觉组件5控制机械手移动至待组装硅胶条100的正上方；

S2.第一Z向驱动副2动作使夹取组件3和压合组件4下降，直至六组夹指对分别位于六个待组装硅胶条100的两侧，双向驱动副31动作使夹指对的两个夹指322相互靠近将硅胶条100的两侧夹紧；

S3.第一Z向驱动副2动作使夹取组件3和压合组件4上升，然后在机械臂的作用下将硅胶条100转移至被贴附产品位置处；

S4.第一Z向驱动副2动作使夹取组件3和压合组件4下降直至硅胶条100贴附在被贴附产品顶面；

S5.X向驱动副41动作使三个压指432移动至两个相邻硅胶条100的正上方，然后第二Z向驱动副42动作使压指432下降直至将硅胶条100压紧在被贴附产品上；

S6.贴附完成后，第二Z向驱动副42恢复原位，X向驱动副41动作使三个压指432移动至另外三个相邻硅胶条100的正上方，然后第二Z向驱动副42动作使压指432下降直至将硅胶条100压紧在被贴附产品上；

S7.压合完毕后，双向驱动副31动作使两个夹爪32松开硅胶条100，第一Z向驱动副2动作使夹取组件3和压合组件4上升，重复上述操作夹取并压合其他硅胶条100。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。尽管参照前述各实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离各实施例技术方案的范围，其均应涵盖权利要求书的保护范围中。

Claims (9)

1.一种硅胶条组装压合机械手，其特征在于，包括：

连接架（1）；

第一Z向驱动副（2），其固定部固定连接在所述连接架（1）上，所述第一Z向驱动副（2）的移动部固定连接有安装板（21）；

夹取组件（3），其包括双向驱动副（31）和两个夹爪（32），所述双向驱动副（31）的固定部固定连接在所述安装板（21）上，所述双向驱动副（31）设有两个X向相向或X向背向运动的驱动部，两个夹爪（32）分别固定连接在所述双向驱动副（31）的两个驱动部上且分别适于夹紧硅胶条（100）的两侧，所述夹爪（32）包括夹爪本体（321）和夹指（322），所述夹爪本体（321）与所述双向驱动副（31）的驱动部固定连接，所述夹指（322）固定于所述夹爪本体（321）的下方且沿X向间隔均布有多个，两个夹爪（32）的夹爪本体（321）在Y向上错位布置，两个夹爪（32）的夹指（322）在X向上交替分布以形成配合动作的若干夹指对；

压合组件（4），其包括X向驱动副（41）、第二Z向驱动副（42）和压头（43），所述X向驱动副（41）的固定部固定连接在所述安装板（21）上且位于所述双向驱动副（31）的固定部上方，所述第二Z向驱动副（42）的固定部固定连接在所述X向驱动副（41）的移动部上，所述压头（43）固定连接在所述第二Z向驱动副（42）的移动部下端，所述压头（43）适于移动至所述夹指对的间隙正上方并下压硅胶条（100）。

2.根据权利要求1所述的硅胶条组装压合机械手，其特征在于，所述夹取组件（3）还包括两个X向导向副（33），两个X向导向副（33）的导轨皆固定在所述安装板（21）上且分别位于所述双向驱动副（31）X向两侧，所述夹爪本体（321）通过连接组件（34）与所述双向驱动副（31）的驱动部固定连接，所述连接组件（34）包括连接板（341）和连接块（342），所述连接板（341）固定连接在所述X向导向副（33）的滑块和所述双向驱动副（31）的驱动部上，所述连接块（342）固定连接在所述连接板（341）上且与所述夹爪本体（321）固定连接。

3.根据权利要求2所述的硅胶条组装压合机械手，其特征在于，其中一个连接板（341）上设有微分头（35），另一个连接板（341）对应所述微分头（35）设有限位台（36），所述微分头（35）与限位台（36）配合控制夹指对的间隙最小值。

4.根据权利要求1所述的硅胶条组装压合机械手，其特征在于，每组夹指对的相对面的上边缘皆设有倒角（323）。

5.根据权利要求1所述的硅胶条组装压合机械手，其特征在于，所述夹爪（32）设有六个夹指（322）。

6.根据权利要求1所述的硅胶条组装压合机械手，其特征在于，所述X向驱动副（41）的移动部上设有三个第二Z向驱动副（42），三个第二Z向驱动副（42）沿X向分布，所述压头（43）包括压头本体（431）和压指（432），中间压头本体（431）的宽度小于对应所述第二Z向驱动副（42）的宽度且对应压指（432）固定于压头本体（431）的正下方，两侧压头本体（431）设有向中间压头本体（431）延伸的安装部（433）且对应压指（432）固定在安装部（433）的自由端下方。

7.根据权利要求6所述的硅胶条组装压合机械手，其特征在于，所述压头本体（431）与所述第二Z向驱动副（42）的移动部可拆卸固定连接。

8.根据权利要求1至7任一项所述的硅胶条组装压合机械手，其特征在于，所述连接架（1）上设有沿X向间隔分布的两个第一Z向驱动副（2），所述连接架（1）上还设有视觉组件（5），两个第一Z向驱动副（2）关于所述视觉组件（5）对称分布，每个第一Z向驱动副（2）上皆设有夹取组件（3）和压合组件（4）。

9.根据权利要求8所述的硅胶条组装压合机械手，其特征在于，所述第一Z向驱动副（2）、第二Z向驱动副（42）和X向驱动副（41）皆为气缸，所述双向驱动副（31）为夹爪气缸。