自动对位设备的制作方法

本发明涉及一种组装设备，尤其涉及一种自动对位设备。

背景技术：

为了便于使用，手机、平板电脑、电子词典等电子产品常常会配备触控笔进行操控，触控笔一般是插接于手机等电子产品中，使用时抽拉出即可。触控笔一般包括笔筒及穿置于笔筒中的笔芯，其中决定触控笔是否触控灵敏的重要因素有：笔芯与笔筒中相关元件是否对位准确的接触；笔芯用于与屏幕相接触的触接部突出于笔筒的长度尺寸是否符合要求，其装配误差是否在限定的范围内。而随着电子产品越来越小巧轻薄、所留给触控笔的容置空间也越来越小，使得触控笔也随之变得精巧，从而加大了触控笔的制造难度。在既要保证整个触控笔可顺畅的插接于有限的容置空间内，又要保证触控的灵敏性，因而，对触控笔的笔筒与笔芯的装配精度的要求也越来越高。目前，对于笔筒与笔芯的组装，一般多是采用手工作业的方式进行装配，通过作业的熟练度与经验进行对位装配，效率低、且装配的精确度无法保证。

因此，亟需一种能够实现自动作业、结构简单、装配精确度高且效率高的自动对位设备来克服上述问题，以期在提高生产效率的同时，提高产品品质。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种结构简单、装配精确度高且效率高的自动对位设备。

为了实现上述目的，本发明公开了一种自动对位设备，适于对初对位的触控笔的笔芯与笔筒进行精确对位，所述笔芯包括前端的触接部及后端的定位部，所述自动对位设备包括设于工作平台上并与控制系统电性连接的传送装置、定位治具、对位装置及识别装置，所述触控笔安设于所述定位治具上并随着所述定位治具于所述传送装置上传送，所述对位装置设于所述传送装置的旁侧，所述识别装置设于所述对位装置处，所述识别装置对所述笔芯与所述笔筒之间的装配角度、所述笔芯突出于所述笔筒的触接部或/和定位部的长度坐标进行识别并将识别信息反馈给控制系统，所述对位装置与所述定位治具在控制系统的指示下相互配合，以转动及推送所述笔芯或所述笔筒，从而调整所述笔芯与所述笔筒间的装配角度及所述笔芯突出于所述笔筒的触接部的长度。

较佳地，所述定位治具包括底座、定位座及固定件，所述定位座可拆卸地安设于所述底座上，所述定位座上设有沿所述定位座的纵长方向布置的凹槽，穿接有笔芯的所述笔筒卡接于所述凹槽中，且所述笔筒或笔芯的前后两端平齐于或突出于所述凹槽，所述固定件枢接于所述底座或所述定位座上，所述固定件可转动至与所述笔筒的上端面相压接。

较佳地，所述定位治具还包括一保压件，所述保压件设于所述定位座的上方且可相对所述定位座上下直线运动，运动的所述保压件可抵压所述固定件而使得所述固定件恒压紧所述笔筒。

较佳地，所述识别装置包括第一识别机构与第二识别机构，所述第一识别机构设于所述传送装置的相对左侧并位于所述笔芯的定位部的上方，用于对所述笔芯与所述笔筒之间的装配角度进行识别及反馈，所述第二识别机构设于所述传送装置的相对右侧并位于所述笔芯的触接部的上方，用于对所述触接部突出于所述笔筒的长度坐标进行识别及反馈。

较佳地，所述第一识别机构包括激光传感器，所述激光传感器对所述定位部与所述笔筒间的水平度进行识别及反馈，以配合所述对位装置进行转动调整。

较佳地，所述对位装置包括呈平行且间隔布置的第一对位机构与第二对机构，所述第一对位机构可相对所述定位治具直线运动以抓取所述定位治具上的所述笔芯，所述第一对位机构还可驱使所述笔芯相对所述笔筒转动，所述第二对位机构可相对所述定位治具直线运动以抵推所述笔芯。

较佳地，所述第一对位机构包括转动件及分别与所述转动件相连接的旋转驱动器与第一直线驱动器，所述转动件上具有与所述定位部的端部相对应的定位槽，所述第一直线驱动器驱使所述转动件直线运动，使得所述定位部的端部卡接于所述定位槽中，所述转动驱动器驱使所述转动件旋转而带动所述定位部相对所述笔筒转动。

较佳地，所述转动件包括相两夹块，两所述夹块的相对壁上具有相应的缺口，两所述夹块中的至少一者可做靠近另一者的直线运动，而使得两所述缺口相靠近而形成所述定位槽。

较佳地，所述第二对位机构包括顶推件及与所述顶推件相连接的第二直线驱动器，所述第二直线驱动器驱使所述顶推件直线运动以顶推所述定位部，使得所述笔芯的触接部向着远离所述笔筒的方向移动。

较佳地，所述顶推件的端部呈圆柱状或铲状。

与现有技术相比，本发明的自动对位设备通过定位治具固定初步对位的触控笔，由于对位装置设于传送装置的旁侧，而识别装置又设于对位装置处，则当初步对位的触控笔在定位治具的带动下于传送装置上传送至对位装置处时，通过识别装置对笔芯与笔筒之间的装配角度、笔芯突出于笔筒的触接部或/和定位部的长度坐标进行识别并将识别信息反馈给控制系统，在控制系统的指示下，对位装置与定位治具相配合以转动及推送笔芯或笔筒，从而调整笔芯与笔筒间的装配角度、笔芯突出于笔筒的触接部的长度至所允许的数值范围内，从而实现对初对位的触控笔的笔芯与笔筒的精确对位。本发明的自动对位设备结构简单、布局合理，对位精度高、可实现自动化流水作业，在提高生产效率的同时，有效保证了产品品质。

附图说明

图1为本发明的触控笔的结构示意图。

图2为本发明的触控笔的侧视图。

图3为本发明的自动对位设备的立体结构示意图。

图4为本发明的自动对位设备隐藏了机壳的立体结构示意图。

图5为本发明的自动对位设备的平面结构示意图。

图6为本发明的定位治具于所述传送装置上传送的示意图。

图7为本发明的定位治具的立体结构示意图。

图8为本发明的定位治具的平面结构示意图。

图9为本发明的定位治具的侧视图。

图10为本发明的定位治具上设有保压件的立体结构示意图。

图11为本发明的第一识别机构的立体结构示意图。

图12为本发明的第二识别机构的立体结构示意图。

图13为本发明的对位装置的立体结构示意图。

图14为本发明的第一对位机构的立体结构示意图。

图15为本发明的第二对位机构的立体结构示意图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图1和图2，本发明涉及装配面为曲面的电子产品之组件间的装配，如手机、平板电脑及电子词典等电子产品所用到的触控笔200的装配，尤其涉及初对位的触控笔200的笔芯201与笔筒202间的精确对位。具体地，于本申请中，笔芯201包括前端的触接部2011及后端的定位部2012，触控笔200通过触接部2011与电子产品的屏幕相触接来进行操控。触控笔200的初对位指的是于另一设备中，笔芯201已初步对位的穿置于笔筒202中，二者之间通过胶水进行固定，二者间的相关元件已初步对接。因初对位的触控笔200流拉至本发明的自动对位设备100中时胶水还未固化，本设备就是要在胶水逐渐固化的时间内对笔芯201与笔筒202间的装配角度及笔芯201的触接部2011露出于笔筒202的长度尺寸进行对位调整，使其调整至允许的误差范围内。触接部2011突出于笔筒202的长度尺寸大致为5.4mm，误差为正负0.03mm。具体地，笔筒202整体呈管状，笔筒202与笔芯201间的装配面为曲面，为了便于定位，笔筒202的外壁上设有沿笔筒202的轴向布置的第一定位面2021，第一定位面2021为一平面，笔芯201的定位部2012上设有与第一定位面2021相对应的第二定位面2013，则以第一定位面2021与第二定位面2013为对位基准，即可便捷地实现笔筒202与笔芯201间的装配角度的对位调整。

请参阅图3至图5，本发明公开的自动对位设备100包括机架10、工作平台20、机壳30及控制系统40，机壳30安设于机架10上，工作平台20设于机架10上并位于机壳30内，控制系统40的控制键41与触控显示屏42设置于机壳30上，控制系统40的电气控制等元件位于机壳30内。本发明的自动对位设备100还包括设于工作平台20上并与控制系统40电性连接的传送装置50、定位治具60、识别装置70及对位装置80，由控制系统40控制传送装置50、定位治具60、识别装置70及对位装置80间的配合作业，从而有效提高自动对位设备100的自动化程度，其中，控制系统40为现有的控制系统，其结构及控制原理均为本领域的公知，故在此不再对其进行详细的描述。

其中,传送装置50沿工作平台20的纵向布置，初对位的触控笔200安设于定位治具60上并随着定位治具60于传送装置50上传送，对位装置80设于传送装置50的旁侧，识别装置70设于对位装置80处。识别装置70对笔芯201与笔筒20之间的装配角度、笔芯201突出于笔筒202的触接部2011或/和定位部2012的长度坐标进行识别并将识别信息反馈给控制系统40，在控制系统40的指示下，对位装置80与定位治具60相配合以转动及推送笔芯201或笔筒202，从而调整笔芯201与笔筒20之间的装配角度及笔芯201突出于笔筒202的触接部2011的长度。

具体地，在本实施例中，由于上一工序中，初对位的触控笔200的笔芯201相对笔筒202较多出现的是未推送到位的情况，因此，对位装置80可仅设于传送装置50的一侧，具体为相对左侧，而定位治具60可对笔芯201与笔筒202之一者进行限位固定，通过对位装置80从笔芯201与笔筒202之另一者的一端对其进行转动及推送调整，即可对笔芯201与笔筒202间的装配角度及触接部2011突出于笔筒202的长度进行调整。当然，对位装置80也可设置为推拉笔芯201或笔筒202，则还可解决触接部2011突出于笔筒202的长度稍长的问题。而在其他实施例中，对位装置80也可设置于传送装置50的相对两侧，从而可通过对位装置80对笔芯201或笔筒202的前后两端进行转动及推拉调整，也可实现对位调整的目的。

请参阅图6，传送装置50具体包括传送导轨51及传送驱动器52，定位治具60通过滑块滑设于传送导轨51上，传送导轨51的前端设有到位感应器53。其中，传送导轨51为直线导轨，传送驱动器52为直线驱动器。当到位感应器53感应定位治具60上的触控笔200到位后，发出信号给到控制系统40，在控制系统40的指示下，与滑块相连接的传送驱动器52驱使滑块于传送导轨51上滑动，从而带动定位治具60于传送导轨51上直线运动，进而实现将初对位的触控笔200传送至对位装置80处进行对位调整及对位完成的触控笔200的传送下料。

请参阅图7至图10，定位治具60包括底座61、定位座62及固定件63，定位座62可拆卸地安设于底座61上，定位座62上设有沿定位座62的纵长方向布置的凹槽62a，穿接有笔芯201的笔筒202卡接于凹槽62a中，且笔筒202或笔芯201的前后两端平齐于或突出于凹槽62a，固定件63枢接于底座61或定位座62上，固定件63可转动至与笔筒202的上端面相压接。则当笔筒202卡接于凹槽62a后，通过转动及推送笔芯201即可调整笔芯201与笔筒202间的装配角度及笔芯201突出于笔筒202的长度尺寸，结合固定件63可转动至与笔筒202的上端面相压接，从而从上方抵压笔筒202，加强对笔筒202的固定，防止其在推送及转动的对位调整过程中移位，从而提高后续对位调整的精确度。并且，定位座62可拆卸地安设于底座61上，则可根据触控笔200的具体型号选择对应尺寸的定位座62，从而可提高本治具的适应性。

具体地，在本实施例中，凹槽62a为u型槽或v型槽。笔筒202以第一定位面2021向上的方向卡接于凹槽62a中，则第一定位面2021为笔筒202的上端面，从而便于对第一定位面2021与第二定位面2013的水平度进行识别，以便转动对位。当然，在其他实施例中，笔筒202也可以第一定位面2021向下的方向卡接于凹槽62a中，此时，笔筒202的上端面为一曲面，通过对位于相对下端的两定位面的平行度进行比对仍可实现转动调节。另外，在其他实施例中，也可以是笔芯201固定而笔筒202相对转动和移动，并不以此为限。

请参阅图7和图8，定位治具60还包括一托架64，托架64可拆卸地安设于底座61上并与定位座62相对接，托架64上设有与笔芯201的触接部2011的形状相匹配的托槽64a，托槽64a与凹槽62a相连通。托架64不仅在将笔筒202卡接于凹槽62a时起到定位导向的作用，并且还可在后续的对位调整中起到调整限位的作用。当然，托架64与定位座62也可呈一体化的设置，从而便于装配。

请参阅图9，固定件63具有一枢接端631及一转动端632，固定件63整体呈l形，枢接端631枢接于底座61或定位座62的相对左侧，即枢接于底座61的左载块611上，转动端632可绕着枢接端631转动至底座61或定位座62的相对右侧，并位于与凹槽62a的槽口所在的端面相平行的位置，使得固定件63呈垂直地压接于笔筒202上，即固定件63可转动至与定位座62相平行的位置。

具体地，固定件63还包括与笔筒202相抵接的一抵接部633，抵接部633具有一抵接面，抵接面的形状与笔筒202的上端面的形状相对应，则根据笔筒202的放入方向，抵接面对应为一平面或一曲面。具体地，在本实施例中，固定件63与凹槽62a相对的位置处设有一安置槽63a，抵接部633安置于安置槽63a中，抵接部633的抵接面位于安置槽63a的槽口的外侧。当然，抵接部633也可由固定件63与凹槽62a相对的底壁处向着凹槽62a的方向凸伸而成。优选地，抵接部633为由peek材料制成的矩形块，不仅可起到绝缘作用，还可相对形变以防止损伤笔筒202。

进一步地，为了防止在转动及推送笔芯201的对位调整过程中，固定件63因移位而不能压紧笔筒202，定位治具60还包括锁扣件65，锁扣件65设于底座61或定位座62上，并可与固定件63的转动端632相扣接。其中，锁扣件65可滑动地或可转动地安设于底座61或定位座62的相对右侧。具体地，在本实施例中，锁扣件65可转动地安设于底座61的相对右侧，即枢接于底座11的右载块612上，且锁扣件65与底座61之间连接有一弹性件66。在将笔筒202卡接于凹槽62a中时，操作锁扣件65使其相对右载块612转动，则锁扣件65的卡接端651远离凹槽62a而向外翻转，弹性件66随之被压缩；然后，操作固定件63使其转动，其转动端632远离凹槽62a而向外翻转以让位，将笔筒202卡接于凹槽62a中后，操作固定件63使其反向转动，则转动端632靠近凹槽62a至抵接部633与笔筒202相抵接；最后，松开锁扣件65，在弹性件66恢复力的作用下锁扣件65向着靠近凹槽62a的方向转动，使得其卡接端651与固定件63的转动端632相扣接。当对位完成，需要卸载笔筒202及笔芯201时，其动作流程与上料流程大致相同，重复上述作业将笔筒202及笔芯201取出即可。

请参阅图10，由于锁扣件65通过弹性件66实现与固定件63扣接，为了有效保持固定件63对笔筒202的抵压力，进一步地，定位治具60还包括一保压件67，保压件67设于定位座62的上方且可相对定位座62上下直线运动，运动的保压件67可抵压固定件63而使得固定件63恒压紧笔筒202。当锁扣件65与固定件63扣接以抵压笔筒202时，保压件67下移并可提供一向下的抵压力，使得在对位调整过程中，固定件63始终保持在紧压笔筒202的状态，进一步保证对位调整的精确度。当对位完成，需要卸载笔筒202及笔芯201时，保压件67先反向移动，再打开锁扣件65与固定件63即可。具体地，保压件67安设于底座61上或底座61旁侧的支撑架68上，保压件67与设于底座61或支撑架68上的保压驱动器69的输出端相连，保压驱动器69驱使保压件67沿垂直于定位座62的方向上下直线运动。优选地，支撑架68可固设于工作平台20上并位于传送装置50的相对后端，只需可抵压固定件63即可，而无需于传送导轨51上传送。

请结合图4、图11和图12，识别装置70包括第一识别机构71与第二识别机构72，第一识别机构71设于传送装置50的相对左侧并位于笔芯201的定位部2012的上方，用于对笔芯201与笔筒202之间的装配角度进行识别及反馈，第二识别机构72设于传送装置50的相对右侧并位于笔芯201的触接部2011的上方，用于对触接部2011突出于笔筒202的长度坐标进行识别及反馈。

请参阅图11，第一识别机构71包括激光传感器711，激光传感器711对定位部2012与笔筒202间的水平度进行识别及反馈，以配合对位装置80进行转动调整。具体地，激光传感器711对定位部2012上的第二定位面2013与笔筒202上的第一定位面2021间的高度差进行识别，得出第二定位面2013与第一定位面2021间的倾斜夹角，并反馈信息给到控制系统40，通过与控制系统40中预存的装配角度进行比对，从而为后续对位装置80的转动调整提供依据。优选地，第一识别机构71还包括扫码器712，先通过扫码器712对设于定位部2012上的二维码2014进行识别，确定笔芯201与笔筒202间所需的装配角度并反馈信息给到控制系统40，再由激光传感器711对定位部2012与笔筒202间的水平度进行识别及反馈，控制系统40根据比对得出所需的调整角度，从而为后续对位装置80的转动调整提供依据。更具体地，激光传感器711与扫码器712呈间隔开地连接于移动模组713的输出端，由移动模组713驱使激光传感器711与扫码器712做直线运动以靠近笔筒202与笔芯201，从而完成相关数据的采集。

请参阅图12，第二识别机构72包括工业相机721，工业相机721通过支架722架设于正对笔芯201的触接部2011的位置处，从而对笔芯201突出于笔筒202的触接部2011的长度坐标进行识别及反馈。

请参阅图13至图15，对位装置80包括呈平行且间隔布置的第一对位机构81与第二对机构82，第一对位机构81可相对定位治具60直线运动以抓取定位治具60上的笔芯201，第一对位机构81还可驱使笔芯201相对笔筒202转动，第二对位机构82可相对定位治具60直线运动以抵推笔芯201。

请参阅图14，第一对位机构81包括转动件811及分别与转动件811相连接的旋转驱动器812与第一直线驱动器813，转动件811上具有与定位部2012的端部相对应的定位槽811a，第一直线驱动器813驱使转动件811直线运动，使得定位部2012的端部卡接于定位槽811a中，旋转驱动器812驱使转动件811旋转而带动定位部2012相对笔筒202转动，从而调整笔芯201与笔筒202间的装配角度。具体地，转动件811包括相两夹块8111，两夹块8111的相对壁上具有相应的缺口，两夹块8111中的至少一者在与之相连的夹紧驱动器8112的驱使下，可做靠近另一者的直线运动，而使得两缺口相靠近而形成夹紧定位部2012的定位槽811a。

请参阅图15，第二对位机构82包括顶推件821及与顶推件821相连接的第二直线驱动器822，第二直线驱动器822可驱使顶推件821直线运动以顶推定位部2012，使得笔芯201的触接部2011向着远离笔筒202的方向移动，从而调整触接部2011突出于笔筒202的长度尺寸至合理的数值范围内。优选地，顶推件821的端部呈圆柱状或铲状，从而便于抵推笔芯201。当然，顶推件821的端部也可具有一夹槽，或者，顶推件821直接为一夹爪，从而也可固定并推拉笔芯201。

请参阅图13，为了优化结构，第一对位机构81与第二对位机构82可先相对定位治具60同步移动以靠近笔芯201，然后二者再依次完成相应地调整作业。具体地，对位装置80还包括一连接板83，连接板83与第一直线驱动器813的输出端相连接，旋转驱动器812与第二直线驱动器822呈间隔开地安设于连接板83上，而使得转动件811与顶推件821于连接板83上呈间隔开地布置，且转动件811位于顶推件821的相对前侧。从而在第一直线驱动器813的驱使下，转动件811与顶推件821相对定位治具60同步移动，而转动件811在前可先夹紧笔芯201完成相应的转动调整，之后，第一直线驱动器813可带动转动件811与顶推件821相对后退，再由第二直线驱动器822驱使顶推件821前移以抵推笔芯201而完成相应的推送调整。优选地，对位装置80还包括一第三直线驱动器84，第一直线驱动器813与第三直线驱动器84的输出端连接，第三直线驱动器84可驱使第一直线驱动器813沿与传送装置50的传送方向相平行的方向直线移动，从而可省略转动调整后第一直线驱动器813的相对后退的动作，直接通过沿传送装置50的传送方向的移动以让位，方便地实现转动及抵推的调整作业。

结合附图1至附图15，对本发明的自动对位设备100的工作原理描述如下：

首先，于初始位，将初对位的触控笔200卡接于定位治具60的凹槽62a中，转动固定件63使其压接于笔筒202上，并通过锁扣件65扣紧；之后，启动设备，在控制系统40的指示下，传送装置40将定位治具60传送至对位装置80处，保压件67随之下移而抵压固定件63；接着，第一识别机构71对笔芯201与笔筒202之间的装配角度进行识别及反馈，在控制系统40的指示下，第一对位机构81直线移动以抓取定位治具60上的笔芯201并驱使笔芯201相对笔筒202转动，从而调整笔芯201与笔筒202间的装配角度；之后，第二识别机构72对触接部2011突出于笔筒202的长度尺寸进行识别，并将识别信息反馈给控制系统40；然后，在控制系统40的指示下，第二对位机构82直线移动以抵推笔芯201，从而调整触接部2011突出于笔筒202的长度；最后，对位完成后，传送装置40将定位治具60及其上的触控笔200传送至初始位以下料。

不断重复上述作业，即可实现对初对位的触控笔200的笔芯201与笔筒202进行精确对位的自动化流水作业。

与现有技术相比，本发明的自动对位设备100通过定位治具60固定初步对位的触控笔200，由于对位装置80设于传送装置50的旁侧，而识别装置70又设于对位装置80处，则当初步对位的触控笔200在定位治具60的带动下于传送装置50上传送至对位装置80处时，通过识别装置70对笔芯201与笔筒202之间的装配角度、笔芯201突出于笔筒202的触接部2011或/和定位部2012的长度坐标进行识别并将识别信息反馈给控制系统40，在控制系统40的指示下，对位装置80与定位治具60相配合以转动及推送笔芯201或笔筒202，从而调整笔芯201与笔筒202间的装配角度、笔芯201突出于笔筒202的触接部2011的长度至所允许的数值范围内，从而实现对初对位的触控笔200的笔芯201与笔筒202的精确对位。本发明的自动对位设备100结构简单、布局合理，对位精度高、可实现自动化流水作业，在提高生产效率的同时，有效保证了产品品质。

以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。