汽车电子部件组装设备的制作方法

本发明涉及组装设备机械领域，尤其涉及一种汽车电子部件组装设备。

背景技术

请参阅图1，为现有的一种电子元件的组装示意图，其包括异形注塑件100以及安装于异形注塑件100上的a型微动开关200、b型微动开关300、c型微动开关400和z型端子500；异形注塑件100的形状比较复杂，且有一款镜像特征件，a型微动开关200、b型微动开关300、c型微动开关400和z型端子500的外形尺寸均比较小，五种元件需要配合紧密。目前这五种元件的装配一般是通过人工的方式进行，人工成本高，且组装效率低。

技术实现要素：

基于此，有必要针对现有通过人工的方式将异形注塑件、a型微动开关、b型微动开关、c型微动开关和z型端子组装成汽车电子部件，导致人工成本高，组装效率不高的问题，提供一种能自动组装异形注塑件、微动开关和z型金属端子的汽车电子部件组装设备。

一种汽车电子部件组装设备，用于将异形注塑件、a型微动开关、b型微动开关、c型微动开关和z型端子组装成汽车电子部件，该汽车电子部件组装设备包括底机座以及安装于所述底机座顶部的转盘装置、第一组装装置、第二组装装置、第三组装装置和第四组装装置；所述转盘装置包括转盘包括旋转驱动机构及连接所述旋转驱动机构的转盘；所述转盘上设有至少一工位；所述工位用于放置安装有异形注塑件的组装载具和安装有开关组件的中转治具，所述开关组件包括所述a型微动开关、所述b型微动开关和所述c型微动开关；所述第一组装装置、第二组装装置、第三组装装置和第四组装装置沿所述抓盘的转动方向依次设置；所述第一组装装置、第三组装装置和第四组装装置用于从中转治具上分别取a型微动开关、b型微动开关和c型微动开关，并安装于组装载具上的异形注塑件上；所述第二组装装置用于供应z型端子，并将z型端子安装于组装载具的异形注塑件上。

上述的汽车电子部件组装设备，实现了自动将异形注塑件、a型微动开关、z型端子、b型微动开关、c型微动开关组装成汽车电子部件，降低了人力成本，而且还大大提高了汽车电子部件的组装效率。

在其中一实施例中，所述第一组装装置包括第一机械手、安装于所述第一机械手的输出端上的第一连接组件、连接所述第一连接组件的第一拍摄检测组件、位于所述第一连接组件的下方的第一吸取组件以及连接所述第一连接组件和第一吸取组件的第一压力感应器。

在其中一实施例中，所述第二组装装置包括两端子供料机构以及一端子取插机构，所述端子取插机构对应两端子供料机构的出料端和转盘设置，用于将端子供料机构供应的z型端子插至所述组装载具上。

在其中一实施例中，所述端子供料机构包括端子供料架、位于所述端子供料架远离所述转盘的一侧的振动盘、连接所述振动盘的送料导轨、安装于所述端子供料架上的挡料组件、以及安装于所述端子供料架上的端子翻转组件；所述送料导轨的出料端延伸至所述挡料组件；所述端子翻转组件对应所述送料导轨的出料端设置，并设有与z型端子相匹配的放置槽。

在其中一实施例中，所述端子翻转组件包括固定于所述端子供料架上的第一旋转动力件、一端连接所述第一旋转动力件的输出轴的第一翻转板、连接所述第一翻转板的另一端的放置块、以及安装于所述放置块上的压料气缸；所述放置槽设于所述放置块上；所述压料气缸位于所述放置块远离所述第一翻转板的一侧；所述放置块上对应所述压料气缸的输出轴设有连通所述放置槽的导向槽。

在其中一实施例中，所述挡料组件包括挡料基座、第一竖板、与所述第一竖板相对设置的第二竖板、连接所述第一竖板和第二竖板的进料块、以及安装于所述第二竖板上的挡料气缸；所述第一竖板和第二竖板均固定于所述挡料基座上；所述进料块上形成有与所述送料导轨连通的进料槽；所述进料块上还对应所述挡料气缸的输出轴设有连通所述进料槽的穿孔，所述压料气缸的输出轴伸入至所述穿孔内。

在其中一实施例中，所述端子取插机构包括第二机械手、连接第二机械手的输出端的第二连接组件、连接所述第二连接组件的第二拍摄检测组件、连接所述第二连接组件的敲击组件、一端连接所述敲击组件的第二压力感应器、连接所述第二压力感应器的另一端的压块、连接所述第二连接组件的抓取组件；所述压块的一侧设有两呈l型的凸起；所述抓取组件包括夹爪驱动气缸及连接所述夹爪驱动气缸的输出轴的两夹爪，两所述夹爪位于所述凸起之间。

在其中一实施例中，所述第三组装装置包括载具翻转机构和对应载具翻转机构设置的开关取插机构，所述载具翻转机构用于抓取组装载具，并使组装载具翻转90°。

在其中一实施例中，所述载具翻转机构包括翻转固定架、安装于所述翻转固定架上的升降气缸、连接所述升降气缸的输出轴的升降板、以及至少一安装于所述升降板上的载具翻转组件；所述载具翻转组件包括翻转安装架、安装于所述翻转安装架上的第二旋转动力件、连接所述第二旋转动力件的输出轴的第二翻转板、以及安装于所述第二翻转板上的载具夹持模组。

在其中一实施例中，所述载具夹持模组包括固定于所述第二翻转板上的安装板、设于所述安装板上的压紧单元、两固定于所述安装板上的钩爪推动气缸、固定于所述安装板上的压紧单元、以及两分别连接两所述钩爪推动气缸的钩爪，所述安装板位于所述钩爪之间。

附图说明

图1为现有的汽车电子部件组装示意图；

图2为本发明一实施例所述的汽车电子部件组装设备的立体结构示意图；

图3为图2所示的汽车电子部件组装设备去除掉顶罩后的立体结构示意图；

图4为图3中的转盘装置的立体结构示意图；

图5为图4中的装有开关组件的中转治具的立体结构示意图；

图6为图3中的第一组装装置的立体结构示意图；

图7为图3中的端子供料机构的立体结构示意图；

图8为图7中的端子供料架、挡料组件和端子翻转组的组装立体结构示意图；

图9为图8中的端子供料架、挡料组件和端子翻转组件的组装结构的部分示意图；

图10为图7中的端子取插机构的立体结构示意图；

图11为端子取插机构的部分结构示意图；

图12为图3中的载具翻转机构的立体结构示意图；

图13为图12中的载具翻转组件的立体结构示意图；

图14为图3中的开关取插机构的立体结构示意图；

图15为图3中的第四组装装置的立体结构示意图。

附图标注说明：

100、异形注塑件；200、a型微动开关；300、b型微动开关；400、c型微动开关；500、z形端子；600、组装载具；700、中转治具；

11、底机座；12、顶罩；13、上料口；14、放物台；15、光栅产生件；16、急停按钮；

20、转盘装置；21、转盘；22、旋转驱动机构；

30、第一组装装置；31、第一机械手；32、第一拍摄检测组件；33、第一连接组件；34、第一压力感应器；341、相机固定板；342、相机；343、光源固定板；344、光源；36、第一吸取组件；

40、第二组装装置；52、端子供料机构；53、端子供料架；54、振动盘；55、送料导轨；56、端子翻转组件；561、第一旋转动力件；562、第一翻转板；563、放置块；564、放置槽；565、导向槽；566、压料气缸；567、产品感应光纤；57、挡料组件；571、挡料基座；572、第一竖板；573、第二竖板；574、进料块；575、进料槽；576、穿孔；577、挡料气缸；60、端子取插机构；61、第二机械手；62、第二拍摄检测组件；63、第二连接组件；64、敲击组件；641、敲击气缸；642、升降架；65、第二压力感应器；67、压块；671、凸起；68、抓取组件；681、夹爪驱动气缸；682、夹爪；

70、第三组装装置；71、载具翻转机构；72、翻转固定架；73、升降气缸；74、升降板；75、载具翻转组件；751、翻转安装架；752、第二旋转动力件；753、第二翻转板；754、载具夹持模组；755、安装板；756、钩爪推动气缸；757、钩爪；758、压紧单元；7581、导向销；7582、弹性压块；759、压架组件；7591、压架气缸；7592、压板；80、开关取插机构；81、第三机械手；82、第三拍摄检测组件；83、第三连接组件；84、第三压力感应器；85、第二吸取组件；

90、第四组装装置；91、第四机械手；92、第四拍摄检测组件；93、第四连接组件；94、第四压力感应器；95、第三吸取组件。

具体实施方式

请参阅图2至图15，为本发明一较佳实施例的一种汽车电子部件组装设备，用于将图1中所示的a型微动开关200、z型端子500、b型微动开关300、c型微动开关400安装于图1中的异形注塑件100上，从而组成汽车电子部件。

汽车电子部件组装设备包括底机座11、安装于底机座11顶部的顶罩12、以及安装于底机座11顶部且位于顶罩12内的转盘装置20、第一组装装置30、第二组装装置40、第三组装装置70和第四组装装置90。

如图2所示，顶罩12上沿转盘装置20的转动方向依次设有两上料口13，两上料口13位于第一组装装置30和第四组装装置90之间。其中，一上料口13用于给转盘装置20供应装有a型微动开关200、b型微动开关300和c型微动开关400的中转治具700，并将取完开关的中转治具700从转盘装置20上取走；另一上料口13用于给转盘装置20供应仅装有异形注塑件100的组装载具500，并将载有组装好汽车电子部件的组装载具500从转盘21上取走。在给转盘装置20供应组装载具600之前，通过人工的方式将异形注塑件100安装于组装载具600上；顶罩12上对应各上料口13分别设置有放物台14，用于在取放料时放置组装载具600或中转治具700。顶罩12上对应各上料口13均设有两光栅产生件15，两光栅产生件15分别位于上料口13的相对两侧，以使上料口13内形成光栅感应区，当取放料时工作人员的手一旦穿过感应区，转盘装置20就自动停止转动，以便于工作人员的取放料。各放物台14上设有急停按钮16，用于在发现汽车电子部件组装设备工作出现问题时按压，以使汽车电子部件组装设备及时停止工作。

如图4所示，转盘装置20包括安装于底机座11上的旋转驱动机构22及连接旋转驱动机构22的转盘21，转盘21上设有至少一工位，工位上用于放置安装有开关组件的中转治具700和两安装有异形注塑件100的组装载具600；在本实施例中，转盘上设有八个工位，各工位上放置一中转治具700和两组装载具600，中转治具700位于两组装载具600之间。如图5所示，中转治具700上放置有两开关组件，各开关组件包括一a型微动开关200、一b型微动开关300和两c型微动开关400；两开关组件分别位于中转治具700的两侧，用于分别为两组装载具600上的异形注塑件100提供组装用的a型微动开关200、b型微动开关300和c型微动开关400，以实现在一个工位对两个异形注塑件100上组装开关。通过在转盘21上设置八个用于放置中转治具700和组装载具600的工位，使得汽车电子部件的组装能持续进行，有利于提高汽车电子部件的组装效率。

第一组装装置30、第二组装装置40、第三组装装置70和第四组装装置90沿转盘21的转动方向依次设置；第一组装装置30、第三组装装置70和第四组装装置90用于从中转治具700上分别取a型微动开关200、b型微动开关300和c型微动开关400，并将a型微动开关200、b型微动开关300、c型微动开关400安装于组装载具600上的异形注塑件100上；第二组装装置40用于供应z型端子，并将z型端子500安装于组装载具600的异形注塑件100上。

如图6所示，第一组装装置30包括第一机械手31、安装于第一机械手31的输出端上的第一连接组件33、连接第一连接组件33的第一拍摄检测组件32、位于第一连接组件33的下方的第一吸取组件36以及连接第一连接组件33和第一吸取组件36的第一压力感应器34。工作时，第一拍摄检测组件32先对运动至第一组装装置30的中转治具700和组装载具600进行拍摄，确定a型微动开关200和异形注塑件100的a型开关卡槽的位置，并通过计算法进行相对位置的运动补偿，随后，第一拍摄检测组件32根据计算结果控制第一机械手31驱动第一吸取组件36从中转治具700上正确吸取a型微动开关200，并将a型微动开关200正确插入至异形注塑件100的a型开关卡槽内。在本实施例中，第一机械手31优选为四轴机械手；在组装过程中，第一压力感应器34检测和控制第一组装装置30将a型微动开关200插于组装载具600的a型微动开关200卡槽内的压力，避免a型微动开关200受到的压力过大而发生变形。

第一拍摄检测组件32包括连接第一机械手31的输出端的相机固定板341、安装于相机固定板341上的相机342、连接第一连接组件33的光源固定板343、以及安装于光源固定板343上的光源344，光源344位于相机342的下方，且对应相机342设置，用于为相机342补充光源。

请再次参阅图3，第一组装装置30包括两端子供料机构52以及一端子取插机构60；两端子供料机构52对称设置；端子取插机构60对应两端子供料机构52的出料端和转盘21设置，用于将端子供料机构52供应的z型端子插至组装载具600上。通过设置端子供料机构52的数量为两个，使得端子取插机构60能交替地从端子供料机构52上取端子，可以缩短端子供料机构52取相邻两个端子的间隔时间。

如图7和图8所示，端子供料机构52包括端子供料架53、位于端子供料架53远离转盘21的一侧的振动盘54、连接振动盘54的送料导轨55、安装于端子供料架53的挡料组件57、以及安装于端子供料架53上的端子翻转组件56；送料导轨55的出料端延伸至挡料组件57；端子翻转组件56对应送料导轨55的出料端设置，并设有与z型端子相匹配的放置槽564，端子翻转组件56用于在送料导轨55将端子送入至放置槽564内后驱动z型端子翻转90度，使z型端子由水平状态变为侧立状态，便于端子取插机构60从放置槽564内吸取z型端子；当上一个z型端子进入端子翻转组件56的放置槽564内后，挡料组件57将下一个z型端子阻挡于送料导轨55的出料端内，避免端子翻转组件56翻转时z型端子从送料导轨55的出料端跑出掉落至底机座11上。

如图9所示，端子翻转组件56包括固定于端子供料架53上的第一旋转动力件561、一端连接第一旋转动力件561的输出轴的第一翻转板562、连接第一翻转板562的另一端的放置块563、以及安装于放置块563上的压料气缸566；放置槽564设于放置块563上；压料气缸566位于放置块563远离第一翻转板562的一侧；放置块563上对应压料气缸566的输出轴设有连通放置槽564的导向槽565。挡料时，压料气缸566的输出轴穿过导向槽565压于已进入放置槽564内的z型端子，以使z型端子被紧固于放置块563上，避免z型端子在放置块563翻转时从放置槽564内跑出。进一步的，放置块563上还设有对射光电感应器567，用于感应放置槽564内是否有z型端子进入，一旦感应到，挡料气缸577和压料气缸566同时动作，实现送料阻挡和压紧放置槽564内的z形金属端子500，而后第一旋转动力件561动作，驱动第一翻转板562推动放置块563旋转，从而实现z型端子的换向，以便于端子取插机构60从放置槽564内吸取z型端子。

第一旋转动力件561可以为步进电机或旋转气缸，在本实施例中，第一旋转动力件561为步进电机。

挡料组件57包括挡料基座571、第一竖板572、与第一竖板572相对设置的第二竖板573、连接第一竖板572和第二竖板573的进料块574、以及安装于第二竖板573上的挡料气缸577；第一竖板572和第二竖板573均固定于挡料基座571上；进料块574上形成有与送料导轨55连通的进料槽575；进料块574上还对应挡料气缸577的输出轴设有连通进料槽575的穿孔576，挡料气缸577的输出轴伸入至穿孔576内。挡料组件57进料两个步骤的工作，第一个步骤是当上一个z型端子进入至端子翻转组件56的放置槽564内后，挡料气缸577的输出轴伸出将z型端子紧压于进料块574上，达到阻挡下一个z型端子的目的；第二个步骤是当端子取插机构60从端子翻转组件56上取走z型端子后，要向端子取插机构60供应下一个z型端子时，端子翻转组件56朝着进料块574的方向翻转90°，使端子翻转组件56的放置槽564对齐进料块574的进料槽575，随后，挡料气缸577的输出轴动作缩回穿孔576内，以使下一个z型端子能进入端子翻转组件56的放置槽564内。第一步骤和第二步骤重复进行，以而实现z型端子的持续供应。

如图10和图11所示，端子取插机构60包括第二机械手61、连接第二机械手61的输出端的第二连接组件63、连接第二连接组件63的第二拍摄检测组件62、连接第二连接组件63的敲击组件64、一端连接敲击组件64的第二压力感应器65、连接第二压力感应器65的另一端的压块67、连接第二连接组件63的抓取组件68。敲击组件64包括敲击气缸641及连接敲击气缸641的输出轴和第二压力感应器65的升降架642；压块67的一侧设有两呈l型的凸起671；抓取组件68包括夹爪驱动气缸681及连接夹爪驱动气缸681的输出轴的两夹爪682，两夹爪682位于凸块671之间。工作时，第二拍摄检测组件62先对端子翻转组件56和运动至端子取插机构60的组装载具600进行拍摄，确定z型端子和异形注塑件100的端子卡槽的位置，并通过计算进行相对位置的运动补偿，随后，第二拍摄检测组件62根据计算结果控制第二机械手61驱动端子抓取机构从端子翻转组件56的放置槽564内准确抓取z型端子，而后第二机械手61输出轴动作以将z型端子500调整为能正确插入至异形注塑件100的端子卡槽内的空间姿态，之后，第二机械手61将调整好空间姿态的z型端子500插入至异形注塑件100的端子卡槽内；在端子取插机构60将z型端子插于异形注塑件100的端子卡槽内时，端子取插机构60先将z型端子置于异形注塑件100的端子卡槽的正上方的设定高度，而后敲击气缸641动作两次，驱动压块67的凸起671敲击z型端子两端，将z型端子压入到异形注塑件100的端子卡槽内。第二压力感应器65的作用是检测敲击气缸641的敲击力度，人工根据检测结果设定好敲击气缸641的敲击力度。在本实施例中，第二机械手61优选为四轴机械手。

如图12所示，第三组装装置70包括载具翻转机构71和对应载具翻转机构71设置的开关取插机构80，载具翻转机构71沿转盘21的转动方向位于开关取插机构80的下游；载具翻转机构71用于抓取组装载具600，并使组装载具600翻转90°，以使异形注塑件100的b型开关卡槽朝上，便于开关取插机构80将b型微动开关300插于b型开关插槽内。

如图12所示，载具翻转机构71包括翻转固定架72、安装于翻转固定架72上的升降气缸73、位于翻转固定架72上方且连接升降气缸73的输出轴的升降板74、以及至少一安装于升降板74上的载具翻转组件75；载具翻转组件75包括翻转安装架751、安装于翻转安装架751上的第二旋转动力件752、连接第二旋转动力件752的输出轴的第二翻转板753、以及安装于第二翻转板753上的载具夹持模组754。第二旋转动力件752可以为步进电机或者旋转气缸，在本实施例中，第二旋转动力件752为步进电机。

载具夹持模组754包括固定于第二翻转板753上的安装板755、设于安装板755上的压紧单元758、两固定于安装板755上的钩爪推动气缸756、固定于安装板755上的压紧单元758、以及两分别连接两钩爪推动气缸756的钩爪757。安装板755位于钩爪757之间，钩爪推动气缸756用于推动钩爪757，实现对组装载具600的松开或夹持。压紧单元758用于在组装载具600被夹持后将异形注塑件100紧压于组装载具600上，使异形注塑件100在载具翻转机构754抓取和翻转组装载具600时不会跑位和掉落。压紧单元758包括若干导向销7581和若干弹性压块7582，导向销7581用于插设于组装载具600对应设置的销孔内，弹性压块7582用于弹性压于异形注塑件100上。

进一步的，载具翻转机构71还包括安装于翻转固定架72上的压架组件759，压架组件759包括位于第二翻转板753的上方的压架气缸7591、以及连接压架气缸7591的输出轴的压块67。

上述的第三组装装置70的具体工作原理如下：当一工位上的两个组装载具600和一中转治具700运动至载具翻转机构71所在的正下方位置时，升降气缸73下降到位，此时固定于安装板755上的两根导向销7581正好插入到位于转盘装置20上水平放置的组装载具600对应的销孔中，保证组装载具600在翻转时不掉落和移位；随后，两钩爪推动气缸756动作分别驱动两钩爪757插入组装治具600的避空槽内，实现对组装载具600的夹取；之后升降气缸73驱动两载具翻转机构71带着两组装载具上升远离转盘装置至指定的高度；上升至指定的高度后，各第二旋转动力件752驱动对应的第二翻转板753和安装板755带着组装载具600翻转90°，使组装载具600由水平状态变为侧立状态，此时异形注塑件100的b型开关卡槽朝上，之后压架气缸7591驱动压板7592压于第二翻转板753上，避免在插装b型微动开关300时第二翻转板753旋转，进而保证b型微动开关300能顺利地插座于组装载具500上。

如图14所示，开关取插机构80包括第三机械手81、安装于第三机械手81的输出端上的第三连接组件83、连接第三连接组件83的第三拍摄检测组件82、位于第三连接组件83的下方的第二吸取组件85、以及连接第二吸取组件85和第三连接组件83的第三压力感应器84。工作时，第三拍摄检测组件82先对载具翻转机构71夹取的组装载具600和运动至第三组装装置70下游工位的中转治具700进行拍摄，确定b型微动开关300和b型开关卡槽的位置，并通过计算法进行相对位置的运动补偿，随后，第三拍摄检测组件82根据计算结果控制第三机械手81驱动第二吸取机构从中转治具600上正确吸取b型微动开关300，并将b型微动开关300正确插入至异形注塑件100的b型开关卡槽内。在本实施例中，第三拍摄检测组件82与第一组装装置30的第一拍摄拍摄组件32的结构相同。第三机械手81优选为六轴机械手。

上述开关取插机构80完成b型微动开关300组装后，载具翻转机构71复位。载具翻转机构71复位的工作原理为：压架气缸7591输出轴缩回，松开对第二翻转版753的压紧，而后各第二旋转动力件752驱动对应的第二翻转版753和安装板755带着组装载具600反向翻转90°，使组装载具从竖直状态恢复到水平状态；之后升降气缸73再次下降，将两组组装载具600水平放置于转盘机构20上，接着两钩爪推动气缸756驱动两钩爪757远离组装载具600，以松开对组装载具600的夹持，最后升降气缸73驱动两载具翻转机构71上升至原默认的位置。

如图15所示，第四组装装置90包括第四机械手91、安装于第四机械手91的输出端上的第四连接组件93、连接第四连接组件93的第四拍摄检测组件92、位于第四连接组件93的下方的第三吸取组件95、连接连接第四连接组件93和第三吸取组件95的第四压力感应器94。工作时，第四拍摄检测组件92先对运动至第四组装装置90的组装载具600和中转治具700进行拍摄，确定c型微动开关400和c型微动卡槽的位置，并通过计算法进行相对位置的运动补偿，随后，第四拍摄检测组件92根据计算结果控制第四机械手91驱动第三吸取组件95从中转治具700上正确吸取c型微动开关400，并将c型微动开关400正确插入至异形注塑件100的c型开关卡槽内。在本实施例中，第四拍摄检测组件与第一组装装置30的第一拍摄检测组件的结构相同。第四机械手91优选为四轴机械手。

上述的汽车电子部件组装设备，实现了自动将异形注塑件100、a型微动开关200、z型端子、b型微动开关300、c型微动开关400组装成汽车电子部件，降低了人力成本，而且还大大提高了汽车电子部件的组装效率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。