专利名称：自动定位机构及其方法
技术领域：
本发明涉及一种自动定位机构及其方法，特别涉及一种可以将螺母自动定位于一 工件的自动定位机构及其方法。
背景技术：
在电子产品(如笔记本电脑)的组装过程中，一般需要在电子产品的承载板上固 定若干铜螺母，需要固定在承载板上的部分零件被锁固于铜螺母通常，先人工将所述铜螺 母放置于承载板的预定位置，然后再加热所述铜螺母使其热熔于承载板。然而，人工放置铜 螺母需要耗费很多的人力资源，并且还极易出现漏装螺母或者装错螺母；并且，所述螺母很 小，不易拿取，极易使操作工人产生疲劳，从而影响安装精度和效率。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种高精度、高效率的自动定位机构及其方法。一种自动定位机构，其用来将套设于一固定杆上的若干螺母分别安置于一工件， 所述自动定位机构包括一用来放置所述工件的工作台及一正对所述工件的安装组合单元， 所述安装组合单元包括一第一气爪、一第二气爪及一第三气爪，所述第一、第二及第三气爪 分别包括若干可相向或背向滑动的夹爪，且所述第二气爪的夹爪与所述第三气爪的夹爪之 间的距离等于一个螺母的高度，所述第一气爪的夹爪夹持于所述固定杆的上部，所述第二 气爪的夹爪夹持于所述固定杆下部最外侧的一螺母；所述第三气爪的夹爪夹持于所述固定 杆的末端；使用时，所述第二气爪的夹爪先张开而释放所述最外侧的螺母，之后所述第二气 爪的夹爪再次靠近而夹持于所述固定杆下部的其他螺母；所述第三气爪的夹爪张开使所述 最外侧的螺母滑落至所述工件需要安装螺母的部位。一种自动定位的方法，用来将套设于一固定杆上的若干螺母分别安置于一工件， 所述自动定位方法包括以下步骤提供一可转动的机械手臂及一固定于所述机械手臂的安 装组合单元，所述安装组合单元包括一第一气爪、一第二气爪及一第三气爪，所述第一、第 二及第三气爪分别包括若干可相向或背向滑动的夹爪；将套设有若干螺母的固定杆安装与 所述安装组合单元，且所述第一气爪的夹爪夹持于所述固定杆的上部，所述第二气爪的夹 爪夹持于所述固定杆下部最外侧的一螺母；所述第三气爪的夹爪夹持于所述固定杆的末 端；转动所述机械手臂，带动所述安装组合单元运动至正对所述工件需要安装螺母的部位； 所述第二气爪的夹爪张开，使固定杆下部的最外侧的螺母滑动至抵靠第三气爪的夹爪，之 后，所述第二气爪的夹爪再次相互靠近而夹持于固定杆下部的其他螺母；所述第三气爪的 夹爪张开，所述最外侧的螺母滑落至所述工件需要安装螺母的部位，之后，所述第三气爪的 夹爪再次相互靠近而夹持于所述固定杆的末端。相较现有技术，本发明自动定位机构及其方法通过先后操作所述第二及第三气 爪，控制所述第二及第三气爪的夹爪分别背向滑动而松释对所述螺母的夹持，以使所述最 外侧的螺母滑落至所述工件，从而将所述最外侧的螺母放置于所述工件，减少了人为误差，
4提高了定位的精度和速度。
下面参照附图结合具体实施方式
对本发明作进一步的描述。图1是本发明自动定位机构较佳实施方式与一工件的立体示意图，所述自动定位 机构包含一机械手臂、一连接件及一安装组合单元。图2是图1中II部分的放大图。图3是图1中的机械手臂及安装组合单元的立体分解图。图4是图3中安装组合单元的立体分解图。图5是图4的另一视角方向的立体分解图。图6至图8是图3中安装组合单元的使用状态图。
具体实施例方式请参照图1至图3，本发明自动定位机构的较佳实施方式用来将多个螺母10安装 于一工件12。所述自动定位机构包括一工作台30、一固定于工作台30的机械手臂50、安装 于机械手臂50的安装组合单元70。工作台30包括一较高的固定部32及一较低的邻接于所述固定部32的支撑部34。 四支撑板340垂直固定于支撑部34的顶面的四角处。两导轨342分别横向连接于位于支撑 部34的同一侧边的两定位柱340的顶部。该工件12固定置于两导轨342之间。当需要在 该工件12的多个不同位置分别设置螺母10时，控制所述机械手臂50转动至该工件12需 安装螺母10的位置的上方，并控制所述安装组合单元70而将螺母10安置于对应的位置。若干固定杆20垂直间隔地固定于工作台30的固定部32的顶面。每一固定杆20 上套设有若干螺母10，该固定杆20的一端设有一尺寸较大的头部22，以防止螺母10自固 定杆20脱落。机械手臂50包括一连接部52、一固定于连接部52的固定座54、一第一横转臂56 及一第二横转臂58。在本实施方式中，可利用一气缸或者伺服电机(图未示)等驱动件来 驱使该第一及第二横转臂56、58转动。连接部52的上下端分别包括一固定板522。固定座54的顶部设有一枢转孔542。第一横转臂56的两相对端分别垂直背向延伸一枢转轴562、563。第二横转臂58包括一枢转部582及一自枢转部582的一侧延伸的固定部584。枢 转部582底部设有一与枢转轴563相对应的轴孔(图未示)。固定部584内设置一驱动安 装组合单元70的气缸(图未示)，该气缸设有一可伸缩的连接杆80。组装该机械手臂50时，固定座54的底部固定于连接部52的顶部的固定板522。 第一横转臂56的两枢转轴562、563分别可枢转的安装于固定座54的枢转孔542及第二横 转臂58的轴孔。此时，第一横转臂56可绕着枢转轴562转动，第二横转臂58可绕着枢转 轴563转动。请参照图4和图5，该安装组合单元70包括一第一气爪73、一第一固定架74、一第 二气爪76、一第二固定架78及一第三气爪79。在本实施方式中，该安装组合单元70连接于连接杆80，并被所述气缸驱使而上下运动。第一气爪73包括一圆柱状的第一固定件71、若干连接件72及若干夹爪75。在本 实施方式中，该第一气爪73可以通过一气缸驱动，从而使夹爪75沿着第一固定件71的径 向相互靠近或远离。为了具有更好的夹持效果，所述夹爪75包括一楔形的夹头(未标号)。 在其他实施方式中，所述夹爪75的夹头也可以设置有和固定杆20的表面相对应的弧形结 构。第一固定件71包括一第一端面710及一与第一端面710相对应的第二端面712。 第一固定件71的中部设有一用来固定连接杆80的固定孔711。第一固定件71的边缘处开 设若干贯穿该第一及第二端面710、712的固定孔713。所述第二端面712的中部凸设一开 设有收容孔(未标号)的凸柱717。所述连接件72等弧度的径向滑动安装于所述第一固定 件71的第二端面712。所述夹爪75固定于对应的连接件72，且每一夹爪75面向所述凸柱 717的自由端。第一固定架74包括一呈圆盘状的本体742及若干自本体742的边缘处垂直延伸 的固定柱744。本体742的中部开设有一通孔745。本体742环绕通孔745的周围开设若 干固定孔746，且固定孔746到通孔745的距离小于固定柱744到通孔745的距离。每一固 定柱744靠近本体742的部分的尺寸较大，从而于每一固定柱744的中间部形成有一止挡 面 747。第二气爪76与所述第一气爪73相似。类似的，该第二气爪76包括一圆柱状的第 二固定件77、若干滑动安装于第二固定件77的连接件761及若干固定于对应连接件761的 夹爪766。在本实施方式中，该第二气爪76可以通过一气缸驱动，从而使夹爪766沿着该第 二固定件77的径向滑动地相互靠近或远离。第二固定架78与第一固定架74相似。类似的，第二固定架78包括一呈圆盘状的 本体782及若干自本体782的边缘处垂直延伸的固定柱784 ；且每一固定柱784包括一位 于相应固定柱784的中部的止挡面786。本体782的中部设有一圆形的通孔787，且该若干 固定柱784位于所述通孔787的边缘。本体782于其中两固定柱784之间开设有两固定孔 788。第三气爪79包括一第三固定件792及两滑动安装于第三固定件792的一侧端的 夹爪798。在本实施方式中，该第三气爪79可以通过一气缸驱动，从而使夹爪798沿着该第 三固定件792的侧端滑动地相互靠近或远离。组装该安装组合单元70时，第一固定架74的固定柱744分别穿过且固定于第一 气爪73的第一固定件71的固定孔713。该固定柱744的末端也可以螺锁一螺帽或将该固 定柱744的末端铆接于第一固定件71的第一端面710，以防止第一气爪73自所述固定柱 744滑落。从而第一气爪73固定于第一固定架74。并且，第一固定件71的第二端面712 抵顶于固定柱744的止挡面747，夹爪75面向第一固定架74的本体742。第二固定架78的固定柱784穿过第二气爪76的第二固定件77的安装孔772，并 固定于第一固定架74的固定孔746。同样，该固定柱784的末端可以螺锁一螺帽或将该固 定柱784的末端铆接于第一固定架74的本体742。从而第二气爪76及第二固定架78均固 定于第一固定架74。此时，第二固定件77的两相对端面分别抵顶于第一固定架74的本体 742及固定柱784的止挡面786。夹爪766面向第二固定架78的本体782。
利用两固定件(图未示，如螺钉)，分别穿过第二固定架78的两固定孔788，并旋 入第三气爪79的第三固定件792，从而将第三固定件792固定于第二固定架78。此时，第 三气爪79的两夹爪798位于第二固定件78的通孔787的下方，并且两夹爪798与第二气 爪76的夹爪766对齐。夹爪798与夹爪766之间的距离等于一个螺母10的高度。请再次参照图1，组装该自动定位机构时，机械手臂50的连接部52的底部的固定 板522固定于工作台30的固定部32的顶面的中部。装设有螺母10的若干固定杆20固定 于固定部32，并位于所述机械手臂50的两侧。机械手臂50的连接杆80固定于安装组合单 元70的第一气爪73的第一固定件71的固定孔711，从而安装组合单元70被固定于机械手 臂50。请结合参照图6至图8，使用时，工件12固定放置于工作台30的两导轨342之间， 并且使工件12需要安装螺母10的一面朝向所述安装组合单元70。气缸分别驱动对应的第一、第二及第三气爪73、76、79，从而使第一气爪73的夹爪 75、第二气爪76的夹爪766及第三气爪79的夹爪798分别滑动地背向运动而张开。机械 手臂50带动安装组合单元70转向于固定于工作台30的固定部32的固定杆20，并对准固 定杆20的头部22。气缸驱动连接杆80及安装组合单元70向固定部32靠近，使固定杆20 的头部22连同套设于固定杆20的螺母10均依次穿过第二固定架78的通孔787、第二固定 件77的通孔770及第一固定架74的通孔745，并收容于第一固定件71的凸柱717的收容 孔。此时，驱动第一、第二及第三气爪73、76、79的夹爪75、766、798分别相向运动而靠近， 从而夹爪75夹持固定杆20的靠近头部22的螺母10 ；夹爪766夹持固定杆20的下端的螺 母10。因此，固定杆20上的螺母10被夹置于夹爪75、766之间。连接杆80带动安装组合 单元70向上运动而远离固定部32，从将固定杆20自固定部32拔出。此时，驱动夹爪798 夹持于固定杆20的末端。机械手臂50带动安装组合单元70转向工件12，并对准工件12需要安装螺母10 的部位。驱动第二气爪76的夹爪766沿着第二气爪76的第二固定件77的径向背向运动而 张开，从而固定杆20上的螺母10沿着固定杆20下滑，且固定杆20的最下端的螺母10下 滑至抵靠第三气爪79的夹爪798。此时，驱动第二气爪76的夹爪766沿着第二固定件77 的径向相向运动而夹持固定杆20上的倒数第二个螺母10。之后，驱动第三气爪79的两夹 爪798相互背向运动远离，从而抵靠于夹爪798的螺母10下滑至工件12需要安装螺母10 的部位。当需要在该工件12的其他部位安装螺母10时，通过所述机械手臂50调整所述安 装组合单元70的位置，使其对准工件12需要安装螺母10的其他部位，然后按照上述的方 式操作所述安装组合单元70，即可实现将螺母10的自动放置于工件12需要安装螺母10的 任意部位。最后，将该安装好螺母10的工件12利用热熔的方式将螺母10熔接到工件12。
权利要求
一种自动定位机构，其用来将套设于一固定杆上的若干螺母分别安置于一工件，所述自动定位机构包括一用来放置所述工件的工作台及一正对所述工件的安装组合单元，所述安装组合单元包括一第一气爪、一第二气爪及一第三气爪，所述第一、第二及第三气爪分别包括若干可相向或背向滑动的夹爪，且所述第二气爪的夹爪与所述第三气爪的夹爪之间的距离等于一个螺母的高度，所述第一气爪的夹爪夹持于所述固定杆的上部，所述第二气爪的夹爪夹持于所述固定杆下部最外侧的一螺母；所述第三气爪的夹爪夹持于所述固定杆的末端；使用时，所述第二气爪的夹爪先张开而释放所述最外侧的螺母，之后所述第二气爪的夹爪再次靠近而夹持于所述固定杆下部的其他螺母；所述第三气爪的夹爪张开使所述最外侧的螺母滑落至所述工件需要安装螺母的部位。
2.如权利要求1所述的自动定位机构，其特征在于所述第一气爪包括一第一固定件， 所述工作台上固定设有一用来带动所述安装组合单元转动的机械手臂，所述机械手臂包括 一驱动所述安装组合单元运动的气缸，所述气缸包括一可伸缩的连接杆，所述连接杆固定 于所述第一固定件。
3.如权利要求2所述的自动定位机构，其特征在于所述第一固定件固定于一第一固 定架，所述第一固定件包括一第一端面及与所述第一端面相对的第二端面，所述第一固定 件开设若干贯穿所述第一及第二端面的固定孔，所述第一固定架包括若干固定于所述固定 孔的固定柱。
4.如权利要求3所述的自动定位机构，其特征在于所述第一气爪的每一夹爪固定于 一连接件，所述连接件等角度的径向滑动安装于所述第二端面。
5.如权利要求2所述的自动定位机构，其特征在于所述第二气爪包括一固定于一第 二固定架的第二固定件，所述第二固定件设有若干安装孔，所述第一固定架设有若干与所 述安装孔对应的固定孔，所述第二固定架凸设若干固定柱，所述固定柱分别穿过对应的安 装孔，并固定于第一固定架的对应的固定孔。
6.如权利要求5所述的自动定位机构，其特征在于所述第二气爪的每一夹爪固定于 一连接件，所述连接件等角度的径向滑动安装于所述第二固定件，且面向所述第二固定架。
7.如权利要求5所述的自动定位机构，其特征在于所述第三气爪包括一第三固定件， 所述第二固定架上设有用来固定所述第三固定件的两固定孔。
8.一种自动定位的方法，用来将套设于一固定杆上的若干螺母分别安置于一工件，所 述自动定位方法包括以下步骤提供一可转动的机械手臂及一固定于所述机械手臂的安装组合单元，所述安装组合单 元包括一第一气爪、一第二气爪及一第三气爪，所述第一、第二及第三气爪分别包括若干可 相向或背向滑动的夹爪；将套设有若干螺母的固定杆安装与所述安装组合单元，且所述第一气爪的夹爪夹持于 所述固定杆的上部，所述第二气爪的夹爪夹持于所述固定杆下部最外侧的一螺母；所述第 三气爪的夹爪夹持于所述固定杆的末端；转动所述机械手臂，带动所述安装组合单元运动至正对所述工件需要安装螺母的部位；所述第二气爪的夹爪张开，使固定杆下部的最外侧的螺母滑动至抵靠第三气爪的夹 爪，之后，所述第二气爪的夹爪再次相互靠近而夹持于固定杆下部的其他螺母；所述第三气爪的夹爪张开，所述最外侧的螺母滑落至所述工件需要安装螺母的部位， 之后，所述第三气爪的夹爪再次相互靠近而夹持于所述固定杆的末端。
9.如权利要求8所述的自动定位的方法，其特征在于所述第二气爪的夹爪与所述第 三气爪的夹爪之间的距离等于一个螺母的高度。
10.如权利要求8所述的自动定位的方法，其特征在于所述第一气爪固定于一第一固 定架，所述第二气爪固定于一第二固定架，所述第二固定架固定于所述第一固定架，且所述 第三气爪固定于所述第二固定架。
全文摘要
一种自动定位机构及其方法，其用来将套设于一固定杆上的若干螺母分别安置于一工件，该自动定位机构包括一用来放置该工件的工作台及一正对该工件的安装组合单元，该安装组合单元包括一第一气爪、一第二气爪及一第三气爪，该第一、第二及第三气爪分别包括若干可相向或背向滑动的夹爪，该第一气爪的夹爪夹持于该固定杆的上部，该第二气爪的夹爪夹持于该固定杆下部最外侧的一螺母；该第三气爪的夹爪夹持于该固定杆的末端；使用时，该第二气爪的夹爪先张开而释放该最外侧的螺母，之后该第二气爪的夹爪再次靠近而夹持于该固定杆下部的其他螺母；该第三气爪的夹爪张开使该最外侧的螺母滑落至该工件需要安装螺母的部位，以实现该螺母的自动安装。
文档编号B25J3/00GK101961868SQ20091030465
公开日2011年2月2日 申请日期2009年7月22日 优先权日2009年7月22日
发明者何昌平, 张振洲, 张轩, 王建富, 王春喜, 缪聪聪, 谢政宪, 赵刚, 陈志贤 申请人:康准电子科技(昆山)有限公司;鸿海精密工业股份有限公司