CN214274168U - 自动组装夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种自动组装夹具，用于将第一工件压合于第二工件上，包括工作台、翻转吸附组件、位置调节组件及仿形承载组件；翻转吸附组件用于将第一工件吸附固定并翻转至预定位置，并可带动第一工件运动；仿形承载组件用于固定第二工件；位置调节组件用于根据仿形承载组件与所述第一工件的相对位置对仿形承载组件的水平位置进行调节，从而使得翻转吸附组件能够将第一工件压合于第二工件的预定位置上。本实用新型属于桌上型小型夹具，结构简单从而便于安装操作，体积较小从而节省空间，组装效率较高且成本低。

Description

自动组装夹具

【技术领域】

本实用新型涉及自动化装配技术领域，尤其涉及一种自动组装夹具。

【背景技术】

在现在的自动化装配过程中，很多时候都需要利用夹具来将两个工件贴合组装。举例来说，在手机制造组装工序中，其中有个步骤就是要将点胶后的前摄模组组装到手机的前壳上，完成后固化以便下站工序的顺利进行。一般工厂都采用的是全自动设备或者是使用人工，利用设备将点胶后的前摄模组组装到手机中。然而现有的全自动设备结构复杂、体积庞大、成本高、组装效率较低。而如果使用人工组装，则又会导致产生组装精度差、产品合格率低的问题。

鉴于此，实有必要提供一种自动组装夹具以克服上述缺陷。

【实用新型内容】

本实用新型的目的是提供一种自动组装夹具，旨在改善现有的全自动设备结构复杂、体积庞大、成本高、组装效率较低的问题，使得两个甚至多个工件的组装效率更高，同时成本更低。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种自动组装夹具，用于将第一工件压合于第二工件上，包括工作台、均设于所述工作台上的翻转吸附组件与位置调节组件以及设于所述位置调节组件靠近所述翻转吸附组件一侧的仿形承载组件；

所述翻转吸附组件用于将所述第一工件吸附固定并翻转至最靠近所述仿形承载组件的预定位置，并可带动所述第一工件沿靠近所述仿形承载组件方向运动；所述仿形承载组件用于固定所述第二工件；

所述位置调节组件用于根据所述仿形承载组件与所述第一工件的相对位置对所述仿形承载组件的水平位置进行调节，从而使得所述翻转吸附组件能够将所述第一工件压合于所述第二工件的预定位置上。

在一个优选实施方式中，所述工作台开设有贯穿所述位置调节组件及所述仿形承载组件的观察孔，从而使得固定于所述工作台背离所述位置调节组件的一侧的摄像头能够透过所述观察孔拍摄、定位所述第一工件及所述第二工件的位置；所述位置调节组件用于根据所述摄像头拍摄的定位数据对所述仿形承载组件的水平位置进行调节。

在一个优选实施方式中，所述翻转吸附组件包括垂直设于所述工作台上的固定支架及设于所述固定支架远离所述工作台一端的旋转气缸；所述旋转气缸的活动端设有升降气缸，所述升降气缸的活动端设有仿形压板；所述仿形压板远离所述升降气缸的固定端的一侧设有若干个吸附头；所述吸附头用于通过产生负压来吸取所述第一工件。

在一个优选实施方式中，所述升降气缸设有限位器；所述限位器用于对所述升降气缸的活动端所能运动的最大距离进行限定。

在一个优选实施方式中，所述仿形承载组件包括固定于所述位置调节组件上的固定板及设于所述固定板背离所述位置调节组件一侧的承载载具；所述承载载具开设有用于容置所述第二工件的容置槽；所述固定板开设有第一通孔，所述承载载具开设有第二通孔；所述观察孔、所述第一通孔及所述第二通孔的中轴线相重合。

在一个优选实施方式中，所述承载载具设有至少两个定位销，所述固定板设有与所述定位销一一对应的至少两个定位孔；所述定位销用于与对应的定位孔相配合，从而将所述承载载具固定在所述固定板的预定位置。

在一个优选实施方式中，所述位置调节组件背离所述工作台的一侧固定有水平设置的底板，所述底板上背离所述位置调节组件的一侧设有一对平行的滑轨，一对滑轨上设有承载连接板；所述承载连接板远离所述底板的一侧用于连接固定所述仿形承载组件；所述底板还设有笔形气缸，所述笔形气缸的活动端与所述承载连接板连接；所述笔形气缸用于带动所述承载连接板沿着所述一对滑轨运行，从而可将所述仿形承载组件推离所述翻转吸附组件的正下方。

在一个优选实施方式中，所述底板开设有第三通孔，所述承载连接板开设有第四通孔；当所述笔形气缸带动所述仿形承载组件运动到所述翻转吸附组件正下方时，所述第三通孔、所述第四通孔及所述观察孔的中轴线相重合。

在一个优选实施方式中，所述底板在所述一对滑轨一端之间还设有缓冲器；当所述笔形气缸带动所述仿形承载组件运动到所述翻转吸附组件正下方时，所述承载连接板与所述缓冲器相抵接。

在一个优选实施方式中，所述位置调节组件包括设于所述工作台上的XYR滑台及设于所述XYR滑台背离所述工作台一侧的旋转平台；所述底板设于所述旋转平台背离所述XYR滑台的一侧；所述XYR滑台包括用于调节所述旋转平台的水平面X轴距离的X向移动电机、用于调节所述旋转平台的水平面Y轴距离的Y向移动电机以及用于调节所述旋转平台的水平面旋转角度的R向移动电机。

本实用新型提供的自动组装夹具，通过翻转吸附组件将第一工件从一个位置吸附并移动到预定位置，然后通过仿形承载组件将第二工件固定，位置调节组件根据仿形承载组件与第一工件的相对位置带动仿形承载组件移动到与第一工件相对应的位置，进而翻转吸附组件将第一工件压合于第二工件的预定位置，实现精准贴合的效果。本实用新型属于桌上型小型夹具，结构简单从而便于安装操作，体积较小从而节省空间，组装效率较高且成本低。

【附图说明】

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型提供的自动组装夹具的立体图；

图2为图1所示自动组装夹具中翻转吸附组件的立体图；

图3为图1所示自动组装夹具中仿形承载组件的立体图；

图4为图1所示自动组装夹具中滑轨的立体图；

图5为图1所示自动组装夹具中位置调节组件的立体图；

图6为图1所示自动组装夹具中另一角度且隐去部分遮挡的立体图。

图中标号：100、自动组装夹具；200、第一工件；10、工作台；11、观察孔；12、摄像头；20、翻转吸附组件；21、固定支架；22、旋转气缸；23、升降气缸；24、第一锁附板；25、第二锁附板；26、仿形压板；27、吸附头；28、限位器；30、位置调节组件；31、XYR滑台；32、旋转平台；311、X向移动电机；312、Y向移动电机；313、R向移动电机；33、底板；34、滑轨；35、承载连接板；351、第四通孔；36、笔形气缸；37、缓冲器；40、仿形承载组件；41、固定板；42、承载载具；411、第一通孔；412、定位孔；421、容置槽；422、第二通孔；423、定位销；424、取放槽。

【具体实施方式】

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本实用新型，并不是为了限定本实用新型。

还应当理解，在此本实用新型说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本实用新型。如在本实用新型说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本实用新型说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

在本实用新型的实施例中，提供一种自动组装夹具100，用于将第一工件200从一个位置(如料带或料盘上)移动到预定的位置，从而压合于第二工件(图中未示出)的预设位置上，实现自动化贴合，提高组装效率以及精准度。其中，在本实施例所举的例子中，第一工件200为手机前摄模组，第二工件为手机前壳。能够理解的是，上述所举例子仅是为了便于理解本方案，并不作为对本实用新型的限定。

如图1与图6所示，自动组装夹具100包括工作台10、均设于工作台10上的翻转吸附组件20与位置调节组件30以及设于位置调节组件30靠近翻转吸附组件20一侧的仿形承载组件40。

其中，工作台10可为中空的箱体结构，其上设有多个用于控制自动组装夹具100运行的按钮，例如，急停按钮与启动按钮等。翻转吸附组件20用于从料带或料盘(图中未示出)中将第一工件200吸附固定并翻转至最靠近仿形承载组件40的预定位置，并可带动第一工件200沿靠近仿形承载组件40方向运动。需要说明的是，翻转吸附组件20沿靠近仿形承载组件40的行程通常是固定的，产生的偏差范围较小。仿形承载组件40用于固定第二工件。其中，可通过人工或机械臂夹取的方式将第二工件放到仿形承载组件40的预定位置，并且仿形承载组件40远离翻转吸附组件20的一侧设有用于供拍摄定位的标识物，例如多个定位点或者其他能够被图像识别从而确定位置的定位件。仿形承载组件40设于位置调节组件30上方，可被位置调节组件30带动实现位置的微调，从而将第二工件的预设位置对准第一工件200的运行方向。

由于第二工件被仿形承载组件40所固定，而翻转吸附组件20吸附第一工件200时可能造成一定的偏差。因此，位置调节组件30根据仿形承载组件40与第一工件200的相对位置来对仿形承载组件40的位置进行调节，从而使第一工件200对准第二工件的预定位置。在本实施例中，工作台10开设有贯穿位置调节组件30及仿形承载组件40的观察孔11，从而使得固定于工作台10背离位置调节组件30的一侧的摄像头12能够透过观察孔11拍摄、定位第一工件200及第二工件的位置。这其中，摄像头12固定在观察孔11的一侧，且第一工件200被吸附时可被摄像头12直接拍摄识别，并获取定位数据。当第一工件200被识别后，第二工件被放置于仿形承载组件40上，此时，第一工件200被第二工件遮挡或者部分遮挡，摄像头12通过识别仿形承载组件40的标识物来确定仿形承载组件40的位置，进而确定第二工件的位置并获得位置信息，或者直接通过第二工件进行拍照识别，获得第二工件的位置信息。通过对第二工件与第一工件200的位置信息的比对，从而判断第二工件的位置与第一工件200的位置的偏差，进而计算出第二工件各方向所要调整的幅度大小。需要说明的是，关于摄像头12对第一工件200与第二工件的识别与定位可参考现有技术，本实用新型在此不做限定。位置调节组件30根据所要调整的幅度大小进行微调，从而对仿形承载组件40的水平位置进行调节，进而使得翻转吸附组件20能够将第一工件200压合于第二工件的预定位置上。因此，实现了两个工件的自动对准、自动压合的效果，精确度高，且结构较为简单，操作简便，成本较低。

具体的，在一个实施例中，如图1与图2所示，翻转吸附组件20包括垂直设于工作台10上的固定支架21及设于固定支架21远离工作台10一端的旋转气缸22。旋转气缸22的活动端转动时形成的平面垂直于工作台10的台面，呈竖直设置。旋转气缸22的活动端设有升降气缸23。当旋转气缸22的活动端带动升降气缸23转到最靠近仿形承载组件40的最低点时，升降气缸23的活动端沿竖直方向上下运动。其中，旋转气缸22的固定端与固定支架21通过第一锁附板24固定连接，旋转气缸22的活动端与升降气缸23的固定端通过第二锁附板25固定连接。第一锁附板24与第二锁附板25均为高强度金属材料制作，从而提升固定的稳固性。

升降气缸23的活动端设有平行于第二工件的仿形压板26。仿形压板26的形状根据具体所要吸附压合的第一工件200的形状来仿形设计。仿形压板26远离升降气缸23的固定端的一侧设有若干个吸附头27。在本实施例中，吸附头27为圆孔，用于通过产生负压来吸取第一工件200并且在后续的步骤中将吸附住的第一工件200垂直压合于第二工件上。进一步的，升降气缸23设有限位器28。限位器28用于对升降气缸23的活动端所能运动的最大距离进行限定，从而避免升降气缸23的行程过大压坏第二工件。需要说明的是，限位器28可以是固定在特定位置的限位块结构，也可以是现有市面中用于气缸控制的限位器设备。对于限位器设备的具体结构与实施原理，本实用新型在此不做限定。

进一步的，在一个实施例中，如图1与图5所示，位置调节组件30包括设于工作台上的XYR滑台31及设于XYR滑台31背离工作台10一侧的旋转平台32。旋转平台32可绕着自身的中心轴旋转。XYR滑台31包括用于调节旋转平台32的水平面X轴距离的X向移动电机311、用于调节旋转平台32的水平面Y轴距离的Y向移动电机312以及用于调节旋转平台32的水平面旋转角度的R向移动电机313。从而实现了对旋转平台32在XY水平面上的位置以及角度的调节，进而将第二工件调整至特定位置。在本实施例中，X向移动电机311与Y向移动电机312均为步进电机，且与精密丝杆相配合，重复定位进度为2μm，行程30mm；R向移动电机313为步进电机且与精密丝杆相配合，角度调整范围为±10°。其中，XYR滑台31的具体调节原理可参照现有技术，本实用新型在此不做赘述。需要说明的是，观察孔11将XYR滑台31与旋转平台32贯穿形成通孔，避免对摄像头12的拍照造成遮挡。

更进一步的，在一个实施例中，如图1与图4所示，位置调节组件30还包括固定在背离工作台10的一侧的水平设置的底板33。具体的，底板33设于旋转平台32背离XYR滑台31的一侧。底板33上背离旋转平台32的一侧设有一对平行间隔设置的滑轨34，一对滑轨34上设有承载连接板35，承载连接板35可沿着一对滑轨34往复运动。承载连接板35远离底板33的一侧用于连接固定仿形承载组件40，并可带动仿形承载组件40运动。底板33在一个滑轨34的一侧还设有笔形气缸36，笔形气缸36的活动端与承载连接板35连接，且笔形气缸36的活动端的运动方向与滑轨34平行。在具体的操作过程中，笔形气缸36用于带动承载连接板35沿着一对滑轨34运行，从而可将仿形承载组件40推离翻转吸附组件20的正下方。需要说明的是，当笔形气缸36将承载连接板35推离仿形压板26正下方时，摄像头12透过观察孔11识别并定位第一工件200的位置，并且便于人工或者机械臂将第二工件放置于仿形承载组件40上，从而避免仿形压板26造成干扰；然后笔形气缸36再将承载连接板35推动至仿形压板26下方，从而便于组装。

其中，底板33开设有第三通孔(图中未示出)，承载连接板35开设有第四通孔351。当笔形气缸36带动仿形承载组件40运动到翻转吸附组件20正下方(具体为仿形压板26的正下方)时，第三通孔、第四通孔351及观察孔11的中轴线相重合，从而使得摄像头12识别第二工件或者仿形承载组件40时不会被底板33与承载连接板35遮挡。更进一步的，底板33在一对滑轨34一端之间还设有缓冲器37。当笔形气缸36带动仿形承载组件40运动到翻转吸附组件20正下方(具体为仿形压板26的正下方)时，承载连接板35与缓冲器37相抵接，缓冲器37将撞击应力进行缓冲，同时缓冲器37还能对笔形气缸36的运动进行限位；避免造成部件损坏。

进一步的，在一个实施例中，如图1与图3所示，仿形承载组件40包括固定于位置调节组件30上的固定板41及设于固定板41背离位置调节组件30一侧的承载载具42。在本实施例中，固定板41固定在承载连接板35上。承载载具42开设有用于容置第二工件的容置槽421。其中，容置槽421的形状与第二工件的形状相适配，避免第二工件在容置槽421内造成晃动。承载载具42与固定板41为可拆卸连接，便于生产其他类产品时对不同承载载具42的快速更换。固定板41开设有第一通孔411，承载载具42开设有第二通孔422；观察孔11、第一通孔411及第二通孔422的中轴线相重合，从而避免固定板41及承载载具42对摄像头12的遮挡。

更进一步的，承载载具42设有至少两个定位销423，固定板41设有与定位销423一一对应的至少两个定位孔412。定位销423用于与对应的定位孔412相配合，从而将承载载具42固定在固定板41的预定位置，在保证锁附的前提下确保固定板41与承载载具42组装时的精度。其中，承载载具42开设有至少一个两侧开口贯穿容置槽421的侧壁的取放槽424。即，容置槽421在承载载具42的侧壁被取放槽424贯穿，形成一个避位结构，便于人为或者机械臂取放第二工件，且将承载载具42轻量化。

本实用新型在组装过程中的实现原理为：

(1)旋转气缸22运动先运动到料带或料盘位置，将需要组装的第一工件200放入到仿形压板26，感应到第一工件200后吸附头27通气产生负压将第一工件200吸附；此时，笔形气缸36将底板33推离翻转吸附组件20的正下方；

(2)旋转气缸22旋转将吸附头27置于最低点，摄像头12透过观察孔11对第一工件200拍照0.5S，自动计算第一工件200所处坐标；

(3)将第二工件放入承载载具42内，笔形气缸36推动第二工件置于吸附头27正下方；摄像头12透过观察孔11对第二工件进行拍照，自动计算第二工件所处的坐标，并计算获得第二工件与第一工件200在坐标上的偏差；

(4)XYR滑台31与旋转平台32根据坐标偏差进行偏差补偿，达到组装精度后进行提示；

(5)升降气缸23带动仿形压板26下压，从而将第一工件200组装到第二工件的预定位置上，完成组装；

(6)组装完成后升降气缸23自动抬起，笔形气缸36带动承载载具42离开仿形压板26正下方，并重复上述步骤。

综上所述，本实用新型提供的自动组装夹具100，通过翻转吸附组件20将第一工件200从一个位置吸附并移动到预定位置，此时摄像头12透过观察孔11拍摄定位第一工件200的位置；然后通过仿形承载组件40将第二工件固定，此时摄像头12拍摄定位第二工件的位置；最后通过第一工件200位置与第二工件的位置数据，来确定位置调节组件30的移动幅度从而带动仿形承载组件40移动到与第一工件200相对应的位置，进而翻转吸附组件20将第一工件200压合于第二工件的预定位置，实现精准贴合的效果。本实用新型属于桌上型小型夹具，结构简单从而便于安装操作，体积较小从而节省空间，组装效率较高且成本低。

本实用新型并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本实用新型并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。

Claims (10)

1.一种自动组装夹具，用于将第一工件压合于第二工件上，其特征在于，包括工作台、均设于所述工作台上的翻转吸附组件与位置调节组件以及设于所述位置调节组件靠近所述翻转吸附组件一侧的仿形承载组件；

所述翻转吸附组件用于将所述第一工件吸附固定并翻转至最靠近所述仿形承载组件的预定位置，并可带动所述第一工件沿靠近所述仿形承载组件方向运动；所述仿形承载组件用于固定所述第二工件；

所述位置调节组件用于根据所述仿形承载组件与所述第一工件的相对位置对所述仿形承载组件的水平位置进行调节，从而使得所述翻转吸附组件能够将所述第一工件压合于所述第二工件的预定位置上。

2.如权利要求1所述的自动组装夹具，其特征在于，所述工作台开设有贯穿所述位置调节组件及所述仿形承载组件的观察孔，从而使得固定于所述工作台背离所述位置调节组件的一侧的摄像头能够透过所述观察孔拍摄、定位所述第一工件及所述第二工件的位置；所述位置调节组件用于根据所述摄像头拍摄的定位数据对所述仿形承载组件的水平位置进行调节。

3.如权利要求1所述的自动组装夹具，其特征在于，所述翻转吸附组件包括垂直设于所述工作台上的固定支架及设于所述固定支架远离所述工作台一端的旋转气缸；所述旋转气缸的活动端设有升降气缸，所述升降气缸的活动端设有仿形压板；所述仿形压板远离所述升降气缸的固定端的一侧设有若干个吸附头；所述吸附头用于通过产生负压来吸取所述第一工件。

4.如权利要求3所述的自动组装夹具，其特征在于，所述升降气缸设有限位器；所述限位器用于对所述升降气缸的活动端所能运动的最大距离进行限定。

5.如权利要求2所述的自动组装夹具，其特征在于，所述仿形承载组件包括固定于所述位置调节组件上的固定板及设于所述固定板背离所述位置调节组件一侧的承载载具；所述承载载具开设有用于容置所述第二工件的容置槽；所述固定板开设有第一通孔，所述承载载具开设有第二通孔；所述观察孔、所述第一通孔及所述第二通孔的中轴线相重合。

6.如权利要求5所述的自动组装夹具，其特征在于，所述承载载具设有至少两个定位销，所述固定板设有与所述定位销一一对应的至少两个定位孔；所述定位销用于与对应的定位孔相配合，从而将所述承载载具固定在所述固定板的预定位置。

7.如权利要求2所述的自动组装夹具，其特征在于，所述位置调节组件背离所述工作台的一侧固定有水平设置的底板，所述底板上背离所述位置调节组件的一侧设有一对平行的滑轨，一对滑轨上设有承载连接板；所述承载连接板远离所述底板的一侧用于连接固定所述仿形承载组件；所述底板还设有笔形气缸，所述笔形气缸的活动端与所述承载连接板连接；所述笔形气缸用于带动所述承载连接板沿着所述一对滑轨运行，从而可将所述仿形承载组件推离所述翻转吸附组件的正下方。

8.如权利要求7所述的自动组装夹具，其特征在于，所述底板开设有第三通孔，所述承载连接板开设有第四通孔；当所述笔形气缸带动所述仿形承载组件运动到所述翻转吸附组件正下方时，所述第三通孔、所述第四通孔及所述观察孔的中轴线相重合。

9.如权利要求8所述的自动组装夹具，其特征在于，所述底板在所述一对滑轨一端之间还设有缓冲器；当所述笔形气缸带动所述仿形承载组件运动到所述翻转吸附组件正下方时，所述承载连接板与所述缓冲器相抵接。

10.如权利要求7所述的自动组装夹具，其特征在于，所述位置调节组件包括设于所述工作台上的XYR滑台及设于所述XYR滑台背离所述工作台一侧的旋转平台；所述底板设于所述旋转平台背离所述XYR滑台的一侧；所述XYR滑台包括用于调节所述旋转平台的水平面X轴距离的X向移动电机、用于调节所述旋转平台的水平面Y轴距离的Y向移动电机以及用于调节所述旋转平台的水平面旋转角度的R向移动电机。

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