室内灯按键开关自动装配装置及其装配方法与流程

本发明涉及一种室内灯按键开关自动装配装置及其装配方法，属于车用室内灯装配技术领域。

背景技术：

车用室内灯上设有多个按键开关，装配时，需要将各按键和挡片作为一个按键整体而压入室内灯壳体对应功能的按键孔内，由于每个室内灯对应有至少两种不同的按键，甚至一些室内灯采用四个按键开关或更多的按键开关。而室内灯按键装配时，是采用人工把按键和挡片放置在按键孔并施力下按，而实现装配。但每个开关需要人工预先放置一个小挡片，且由于不停的重复动作，很容易发生漏装。其次，由于每一个室内灯有多个按键，需要人工依次将按键用手指按入工件壳体对应的按键孔内，拿取的顺序如果发生错误，使按键与按键孔不匹配，造成按键的损伤。再则由于纯粹靠人力完成，员工的体力负担较大，并且组装时装配间隙不均匀，装配时也易造成按键的破损，而影响组装质量。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种结构合理，操作方便，能有序自动取料和放料，并将压配件运输至压配位置后再上移装配位置，能一次性将多个按键压配在工件壳体上，能大幅度提高装配质量和装配效率的室内灯按键开关自动装配装置及其装配方法。

本发明为达到上述目的的技术方案是：一种室内灯按键开关自动装配装置，其特征在于：包括安装在工作台上的送料机构、取料机构和压料机构；

所述的送料机构包括崔盘机构和用于输送档片的振动盘，所述的崔盘机构包括崔盘定位平台、夹紧气缸和用于放置多个按键的崔盘，崔盘定位平台安装在工作台上，至少两个崔盘安装在崔盘定位平台上，且崔盘定位平台的周边设有多个用于夹紧崔盘的夹紧气缸，安装在工作台上的振动盘其出料口与挡片料板相接，且挡片料板一端位于崔盘定位平台一侧；

所述的取料机构包括四轴机械手和连接在四轴机械手上的夹具，所述夹具底部的一侧具有用于夹持按键并能自动调心的气动夹爪，夹具底部的另一侧具有用于吸附挡片的吸块；

所述的压装机构包括用于对工件壳体进行定位和夹紧的工件夹紧定位机构、用于把压装件从装料位置送至装配位置的移动平台机构以及用于对移动平台机构整体升降的固定平台机构；

所述的工件夹紧定位机构包括支架、工件安装座和夹紧机构，支架安装在工作台上，工件安装座安装在支架上，且工件安装座上设有用于放置工件壳体的形腔，所述的夹紧机构包括安装在支架上并设置在工件安装座一侧的第一夹座和相对另一侧的第二夹座，第一夹座包括用于控制第一夹头伸出和收回的推进气缸和连接在推进气缸上的第一夹头，第二夹座包括用于控制第二夹头伸出和收回的推进气缸和连接在推进气缸上的第二夹头；

所述的移动平台机构位于工件安装座的下部，移动平台机构包括升降平台、滑台气缸以及滑块和压装件限位座，升降平台上设有导轨，滑台气缸安装在升降平台上，且滑台气缸的活动侧与滑块连接，具有压装件限位座的滑块与导轨相配，且压装件限位座上设有至少两个用于放置压配件的放件孔，滑台气缸带动滑块移动到放料位置和压装位置；

所述的固定平台机构包括底座、顶升气缸和按键压装机构，底座安装在工作台上，底座上安装有至少两个顶升气缸，且各顶升气缸的活动侧与升降平台连接，按键压装组件包括按键压装气缸和连接在按键压装气缸活动侧上部的压装平台，按键压装气缸安装在底座或工作台上，且压装平台穿过升降平台上的槽孔、并位于压装位置时压装件限位座的下部，压装平台上的各压头与压装件限位座上各自的放件孔对应，按键压装气缸上升使压装平台上的各压头将压装件限位座内的压装件压装在工件壳体的按键装配孔内。

其中：所述升降平台上设有至少两个导轨，滑台气缸的活动侧与滑板连接，滑板下部的两个滑块与各自的导轨相配，压装件限位座安装在滑板上，且压装件限位座上的放件孔为呈台阶状。

所述工作台上安装有两个崔盘定位平台，每个崔盘定位平台上具用放置两个崔盘的限位槽，且崔盘定位平台的两侧设有夹紧气缸，四轴机械手支座设置在两崔盘定位平台的中部，四轴机械手安装在四轴机械手支座上。

所述第一夹头的内侧下端面具有压紧工件壳体的限位面，且第二夹头的内侧下部也具有压紧工件壳体的限位面。

本发明采用室内灯按键开关自动装配装置的装配方法，其特征在于：包括以下步骤，

⑴、将盛有不同按键的各崔盘按照对应位置放置在崔盘定位平台上，启动夹紧气缸将各崔盘固定，把挡片定期加入振动盘内，挡片经振动盘的出口和挡片料板被送到崔盘定位平台一侧；

⑵、启动四轴机械手带动下部的气动夹爪依次将各崔盘内的按键夹取、在自动对中心后放入位于放料位置的压装件限位座各对应的放件孔内，四轴机械手再通过下部的吸块(4-2)将挡片吸附并放置在各自按键的卡孔内；

⑶、在取料的同时，将工件壳体具有按键孔一侧朝下放入工件安装座的形腔内，启动推进气缸带动第一夹头和第二夹头将工件壳体夹紧定位；

⑷、按键及挡片摆放到位后，启动滑台气缸，将装有压装件的压装件限位座移动到压装位置，使各压装件与上部的工件壳体上的按键孔对应；

⑸、启动顶升气缸将移动平台机构整体上移，使各压配件位于工件壳体各对应的按键孔处、并具有相同装配间隙的装配位置，再启动按键压装气缸使压头伸入放件孔把放置在压装件限位座上的压装件压入工件壳体对应的按键孔内；

⑹、按键压装气缸带动压头下降复位，顶升气缸带动移动平台机构整体下降复位，同时推进气缸带动第一夹头和第二夹头复位，滑台气缸带动压装件限位座移到装料位置，取出装配后的工件壳体，进入下一循环的压配安装。

本发明采用了送料机构、取料机构和压料机构，通过送料机构将装有不同按键的崔盘通过夹紧气缸固定在崔盘定位平台上，方便四轴机械手拾取，同时通过振动盘将挡片自动 送至崔盘定位平台的一侧，四轴机械手下部的夹具能有序完成压配件的搬运和转移，确保装配压配件与室内灯壳体的按键孔对应，解决了发生漏装现象。本发明的压装机构采用了能对工件壳体进行定位和夹紧的工件夹紧定位机构，通过工件夹紧定位机构把工件壳体进行定位和夹紧，而移动平台机构上设有压装件限位座，通过移动平台机构上的滑台气缸将压装件限位座移动到装料位置和压装位置，既方便四轴机械手把对应需装配按键和挡片放置在压装件限位座对应的放件孔内，又能将压装件限座件移到压装位置，使各按键和挡片的压装件与上部的工件壳体的按键孔对应。本发明采用了能对移动平台机构整体升降的固定平台机构，通过移动平台机构上移，使各压配件能接近工件壳体的按键孔并位按键孔的下部，确保压配时各压配件与工件壳体的按键孔装配间隙的一致性，解决了装配时按键破损的问题，提高装配质量。本发明通过固定平台机构上的按键压装气缸带动压装平台上移，能一次性将多个按键压配在工件壳体的对应的按键孔上，完成按键的自动压装。本发明的自动装配装置结构合理，装配工序合量，能极大地降低作业难度，减小操作人员劳动强度，能大幅度提高装配质量和装配效率。

附图说明

下面结合附图对本发明的实施例作进一步的详细描述。

图1是本发明室内灯按键开关自动装配装置的结构示意图。

图2是本发明崔盘机构的结构示意图。

图3是本发明四轴机械手和夹具的结构示意图。

图4是本发明压装机构的结构示意图。

图5是本发明压装机构的爆炸结构示意图。

其中：1—工件夹紧定位机构，1-1—推进气缸，1-2—第一夹头，1-3—工件安装座，1-4—第二夹头，1-5—支架，2—移动平台机构，2-1—滑台气缸，2-2—滑板，2-3—导轨，2-4—升降平台，2-41—槽孔，2-5—压装件限位座，2-51—放件孔，2-6—滑块，3—固定平台机构，3-1—按键压装气缸，3-2—底座，3-3—顶升气缸，3-4—压装平台，3-41—压头，3-5—气缸座，4—夹具，4-1—气动夹爪，4-2—吸块，5—四轴机械手，6—崔盘机构，6-1—崔盘，6-11—限位孔，6-2—崔盘定位平台，6-3—夹紧气缸，7—振动盘，7-1—挡片料板，8—工作台，9—四轴机械手支座，10—工件壳体。

具体实施方式

见图1～5所示，本发明的室内灯按键开关自动装配装置，包括安装在工作台8上的送料机构、取料机构和压料机构。本发明的工作台8采用流水线的工作台8，也可单独设置，工作台8可采用整体结构或分体结构。

见图1、2所示，本发明送料机构包括崔盘机构6和用于输送档片的振动盘7，崔盘机构6包括崔盘定位平台6-2、夹紧气缸6-3和用于放置多个按键的崔盘6-1，崔盘定位平台6-2安装在工作台8上，至少两个崔盘6-1安装在崔盘定位平台6-2上，各崔盘6-1均设有多个用于放置按键的限位孔6-11，各崔盘6-1上放置不同功能的按键，崔盘6-1上的限位孔6-11按照按键形状进行防形设计，能精确定位，并能防止错放，即一个崔盘6-1具有放置一种形状的限位孔6-11，崔盘定位平台6-2的周边设有多个用于夹紧崔盘6-1的夹紧气缸6-3，安装在工作台8上的振动盘7其出料口与挡片料板7-1相接，且挡片料板7-1一端位于崔盘定位平台6-2一侧，因此只需人工更换崔盘6-1，而将需装配的按键放置在工作台8上，并将挡片放置在振动盘7内，通过振动盘7自动持续将挡片送到挡片料板7-1上，供四轴机械手5取料。本发明的崔盘6-1数量可根据室内灯安装的按键数量设定。见图1、2、5所示，当室内灯需要安装四个按键时，本发明工作台8上安装有两个崔盘定位平台6-2，每个崔盘定位平台6-2上具用放置两个崔盘6-1的限位槽，两个崔盘6-1放置在一个崔盘定位平台6-2上，各崔盘定位平台6-2的两侧设有夹紧气缸6-3，可将四种不同的按键放置在对应的崔盘6-1上，而四轴机械手支座9设置在两崔盘定位平台6-2的中部，使四轴机械手5按序取料并按序放料。

见图1、3所示，本发明的取料机构包括四轴机械手5和连接在四轴机械手5上的夹具4，可采用四轴SCARA机械手，通过四轴机械手5能平稳搬运压配件。见图3所示，本发明夹具4底部的一侧具有用于夹持按键并能自动调心的气动夹爪4-1，通过气动夹爪4-1将崔盘6-1内的按键抓取并能自动调节中心后，能准确放置在压装件限位座2-5的放件孔2-51内，本发明夹具4底部的另一侧具有用于吸附挡片的吸块4-2，可通过负压空气或采用通断电而产生的磁力来吸附挡片，将各挡片搬运到各按键卡孔内。

见图1、4、5所示，本发明的压装机构包括用于对工件壳体10进行定位和夹紧的工件夹紧定位机构1、用于把压装件从装料位置送至装配位置的移动平台机构2以及用于对移动平台机构2整体升降的固定平台机构3。

见图1、4、5所示，本发明的工件夹紧定位机构1包括支架1-5、工件安装座1-3和夹紧机构，支架1-5安装在工作台8上，该支架1-5可采用多个支架组装而成，工件安装座1-3安装在支架1-5上，且工件安装座1-3上设有用于放置工件壳体10的形腔，保证放置在工件安装座1-3上的工件壳体10至设定位置。见图4-5所示，本发明的夹紧机构包括安装在支架1-5上并设置在工件安装座1-3一侧的第一夹座和第二夹座，第一夹座包括用于控制第一夹头1-2伸出和收回的推进气缸1-1和连接在推进气缸1-1上的第一夹头1-2，第二夹座包括用于控制第二夹头1-4伸出和收回的推进气缸1-1和连接在推进气缸1-1上的第二夹头1-4，本发明可通过夹紧机构对放置在工件安装座1-3内的工件壳体10进行固定，本发明可采用两侧夹紧。也可见图4、5所示，第一夹头1-2的内侧下端面具有压紧工件壳体10的限位面，且第二夹头1-4内侧下部也具有压紧工件壳体10的限位面，能方便将工件壳体10压在工件安装座1-3上使其固定限位。

见图1、4、5所示，本发明的移动平台机构2位于工件安装座1-3的下部，该移动平台机构2包括升降平台2-4、滑台气缸2-1以及滑块2-6和压装件限位座2-5，升降平台2-4上设有导轨2-3，滑台气缸2-1安装在升降平台2-4上，且滑台气缸2-1的活动侧与滑块2-6连接，具有压装件限位座2-5的滑块2-6与导轨2-3相配，压装件限位座2-5上设有至少两个用于放置压配件的放件孔2-51，将崔盘6-1上的按键放置在对应的放件3-51孔内，并将挡片放置在各按键的卡孔内，滑台气缸2-1带动滑块2-6沿导轨2-3移动到放料位置和压装位置，将压装件限位座2-5移出到放料位置而进行放料，或从放料位置移到工件安装座1-3下部的压装位置。

见图1、4、5所示，本发明的固定平台机构3包括底座3-2、顶升气缸3-3和按键压装机构，底座3-2安装在工作台8上，该底座3-2可采用分体的底座，底座3-2上安装有至少两个顶升气缸3-3，且各顶升气缸3-3的活动侧与升降平台2-4连接，通过顶升气缸3-3带动升降平台2-4整体向上移动，将压装件限位座2-5移至各压配件接近工件壳体10上的各按键孔，并位于各按键孔具有相同的装配间隙的装配位置，解决了装配时按键破损的问题，能大幅度提高装配质量。见图4、5所示，本发明的按键压装组件包括按键压装气缸3-1和连接在按键压装气缸3-1活动侧上部的压装平台3-4，按键压装气缸3-1安装在底座3-2或工作台8上，可将按键压装气缸3-1通过气缸座3-5安装在底座3-2或工作台8上，且压装平台3-4穿过升降平台2-4上的槽孔2-41、并位于压装位置时压装件限位座2-5的下部，压装平台3-4上各压头3-41分别与压装件限位座2-5上各自的放件孔2-51对应，按键压装气缸3-1上升，使压装平台3-4上各压头3-41将压装件限位座2-5上放件孔2-51内对应的压装件压入工件壳体10的按键孔内而实现安装。

本发明为便于加工、制作和安装，并具有更好的工作稳定性，升降平台2-4上设有至少两个导轨2-3，滑台气缸2-1的活动侧与滑板2-2连接，滑板2-2下部的两个滑块2-6与各自的导轨2-3相配，压装件限位座2-5安装在滑板2-2上，且压装件限位座2-5上的放件孔2-51为呈台阶状，既能方便放置装配件，又能上移后使各压头3-41位于放件孔2-51内的下部，保证各按键需装配间隙的一致性，使多个按键一次性压装在工件壳体10的按键孔内。

见图1～5所示，采用本发明室内灯按键开关自动装配装置的装配方法，包括以下步骤。

⑴、将盛有不同按键的各崔盘6-1按照对应位置放置在崔盘定位平台6-2上，见图1，当采用四个不同的按键时，将各按键放置不同的崔盘6-1上，在各崔盘6-1放置好后，启动夹紧气缸6-3将各崔盘6-1固定，把挡片定期加入振动盘7内，振动盘7自动将挡片持续供料，挡片经振动盘7的出口和挡片料板7-1被送到崔盘定位平台6-2一侧。当各崔盘上的按键装配完后，可启动夹紧气缸6-3将各崔盘6-1松开后，更换装有按键的崔盘6-1并复新夹紧固定。

⑵、启动四轴机械手5带动下部的气动夹爪4-1依次将各崔盘6-1内的按键夹取、在自动对中心后放入位于放料位置的压装件限位座2-5对应的各放件孔2-51内，四轴机械手5再通过下部的吸块4-2将挡片吸附并放置在各自按键的卡孔内。

⑶、在取料的同时，将工件壳体10具有按键孔一侧朝下放入工件安装座1-3的形腔内，使工件壳体10的按键孔与下部的压装件对应，启动推进气缸1-1带动第一夹头1-2和第二夹头1-4伸出将工件壳体10夹紧定位。直到压配完毕后，推进气缸1-1才能能带动第一夹头1-2和第二夹头1-4复位。

⑷、按键及挡片摆放到位后，启动滑台气缸2-1将装有压装件的压装件限位座2-5移动到压装位置，使各压装件与上部的工件壳体10上的按键孔对应。滑台气缸2-1把压装件限位座2-5送至压装位置或装料位置后，都按设定装配工序进行停留。

⑸、启动顶升气缸3-3将移动平台机构2整体上移，各压配件位于工件壳体10对应 各按键孔处、并具有相同装配间隙的装配位置，再启动按键压装气缸3-1，使压头3-41伸入放件孔2-51把放置在压装件限位座2-5上的各压装件压入工件壳体10对应的按键孔内。在压配时，顶升气缸3-3保持不动，直到压配完毕。

⑹、按键压装气缸3-1带动压头3-41下降复位，顶升气缸3-3带动移动平台机构2整体下降复位，同时推进气缸1-1带动第一夹头1-2和第二夹头1-4复位，滑台气缸2-1带动压装件限位座2-5移到装料位置，取出装配后的工件壳体10，进入下一循环的压配安装。