手表柄轴装配系统的制作方法

本实用新型涉及手表制作设备技术领域，特别是涉及一种手表柄轴装配系统。

背景技术：

在钟表行业，柄轴为外露于手表的用来调整时间和日期的圆柱体部件。柄轴需要与把心装配，把心为细长的针状产品，把心的一端与柄轴装配，另一端用于伸入手表机芯内。

目前柄轴与把心的装配是人工进行，存在效率低下，装配精度不高的缺陷。

技术实现要素：

基于此，有必要针对目前柄轴与把心的装配效率低下，精度不高等问题，提供一种手表柄轴装配系统。

一种手表柄轴装配系统，包括：

工作台；

测量机构，设置在工作台上，用于测量待装配至柄轴的把心的长度；

切削机构，设置在工作台上，用于切割把心，以使把心的长度为预设值；

装配机构，设置在工作台上且位于切削机构的下游，用于将切割后的把心的端部装配至柄轴的装配孔中，测量机构还用于测量装配后把心相对于柄轴露出的长度，以及装配后把心与柄轴的垂直度；以及

焊接机构，设置在工作台上，用于将装配后的把心和柄轴焊接成一体。

在其中一个实施例中，装配机构包括：

装配台，设置在工作台上，用于固定柄轴；以及

第一机械手，设置在工作台上靠近装配台的位置，用于抓取切割后的把心，并带动切割后的把心运动，以使切割后的把心能够与固定于装配台的柄轴装配。

在其中一个实施例中，装配台包括：

底座，设置在工作台上；以及

固定夹具，设置在底座上，固定夹具设有用于固定柄轴的固定孔，柄轴固定于固定孔内时，装配孔与固定孔同轴。

在其中一个实施例中，固定夹具可相对于底座绕固定孔的中心轴转动，以带动装配后的把心和柄轴转动，焊接机构包括激光焊接头，激光焊接头设置于装配台的一侧，用于产生射向装配后的把心和柄轴的连接处的激光束。

在其中一个实施例中，固定孔的轴线与工作台之间具有夹角，夹角的角度范围为30°-60°。

在其中一个实施例中，手表柄轴装配系统还包括物料盘，设置于工作台上并靠近第一机械手，物料盘用于装载柄轴，第一机械手还用于从物料盘抓取柄轴并将柄轴放置于装配台。

在其中一个实施例中，测量机构包括：

第一测量器，设置在工作台上且位于切削机构的上游，用于测量待装配至柄轴的把心的长度；以及

第二测量器，设置在工作台上且靠近装配机构，用于测量装配后的把心相对于柄轴露出的长度，以及装配后把心与柄轴的垂直度。

在其中一个实施例中，手表柄轴装配系统还包括：

上料机，设置于工作台且位于测量机构的上游，用于提供待装配至柄轴的把心；

传送带，设置在工作台上，传动带的上料端与上料机的出料口连接，传送带依次经过切削机构和装配机构；以及

第二机械手，设置在工作台上且位于切削机构的上游，用于抓取传动带上待装配至柄轴的把心，并传递给切削机构。

在其中一个实施例中，手表柄轴装配系统还包括除尘机构，设置于工作台上且靠近切削机构，用于除去切削机构在切割把心的过程中产生的杂质。

在其中一个实施例中，手表柄轴装配系统还包括控制器，与测量机构、切削机构、装配机构和焊接机构均电连接。

本实用新型的有益效果包括：

通过测量机构测量待装配至柄轴的把心的长度，并与把心装配所需的长度相比可获知把心待切割的长度，之后使用切削机构将把心切割至预设的长度，从而实现定长切割，提高了装配尺寸的准确度。再利用装配机构将把心与柄轴进行装配，装配完成后可利用焊接机构将两者焊接为一体，保证把心和柄轴的连接稳定性，提高产品质量。而在焊接之前，测量机构可对装配后的把心和柄轴进行测量，如果尺寸等符合标准才可进行焊接，否则重新装配。从而可提高焊接后的产品的合格率，减少材料的浪费。

附图说明

图1为本实用新型一实施例提供的手表柄轴装配系统的轴测图；

图2为图1所示结构的另一视角的轴测图；

图3为本实用新型一实施例提供的手表柄轴装配系统所装配的把心和柄轴的连接示意图。

附图标记说明：

10-工作台；

20-测量机构；

21-第一测量器；22-第二测量器；

30-切削机构；

40-装配机构；

41-装配台；411-底座；412-固定夹具；

42-第一机械手；

50-焊接机构；

60-物料盘；

70-上料机；

80-传送带；

90-第二机械手；

100-除尘机构；

200-控制器；

300-柄轴；

400-把心。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本实用新型的手表柄轴装配系统进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

请参见图1和图2所示，本实用新型一实施例提供的手表柄轴装配系统，包括工作台10、测量机构20、切削机构30、装配机构40和焊接机构50。测量机构20设置在工作台10上，用于测量待装配至柄轴300的把心400的长度。切削机构30设置在工作台10上，用于切割把心400，以使把心400的长度为预设值。装配机构40设置在工作台10上且位于切削机构30的下游，用于将切割后的把心400的端部装配至柄轴300的装配孔中。测量机构20还用于测量装配后把心400相对于柄轴300露出的长度，以及装配后把心400与柄轴300的垂直度。焊接机构50设置在工作台10上，用于将装配后的把心400和柄轴300焊接成一体。

本实施例的装配系统包括测量机构20、切削机构30、装配机构40和焊接机构50，通过测量机构20测量待装配至柄轴300的把心400的长度，并与把心400装配所需的长度相比可获知把心400待切割的长度，之后使用切削机构30将把心400切割至预设的长度，从而实现定长切割，提高了装配尺寸的准确度。再利用装配机构40将把心400与柄轴300进行装配，装配完成后可利用焊接机构50将两者焊接为一体，保证把心400和柄轴300的连接稳定性，提高产品质量。而在焊接之前，测量机构20可对装配后的把心400和柄轴300进行测量，如果尺寸等符合标准才可进行焊接，否则重新装配。从而可提高焊接后的产品的合格率，减少材料的浪费。可以理解，在把心400和柄轴300焊接完毕后，可通过测量机构20对把心400和柄轴300进行测量，以检测焊接后的产品是否为符合要求的合格品，从而保证后续产品的使用稳定性。

测量机构20对装配后(或焊接后)的把心400和柄轴300的测量，一般包括测量把心400相对于柄轴300露出的长度，以及把心400与柄轴300的垂直度。其中，测量把心400与柄轴300的垂直度指的是测量把心400轴线与柄轴300的径向端面之间的夹角大小是否趋近于90°。如图3所示，图3示出了把心400和柄轴300装配后(或焊接后)的状态。测量机构20可测量把心400相对于柄轴300露出的长度L1，以及把心400轴线与柄轴300的径向端面之间的夹角α。对于装配后的把心400和柄轴300，如果测量得到的L1和α均符合产品要求，即可进行焊接操作。否则，重新装配直至符合要求。对于焊接后的把心400和柄轴300，如果测量得到的L1和α均符合产品要求，即说明产品合格。否则，该产品报废。由于在装配之后会对把心400和柄轴300的L1和α进行测量，并根据结果进行调整。因此可以提高焊接后的产品的合格率，减少材料的浪费。

测量机构20的类型可以为多种。在一个实施例中，测量机构20为CCD视觉检测设备。CCD视觉检测设备测量方式比较智能，检测结果较为准确。或者，测量机构20也可以为传统的接触式测量设备。

参见图1，作为一种可实施的方式，测量机构20包括第一测量器21和第二测量器22。第一测量器21设置在工作台10上且位于切削机构30的上游，用于测量待装配至柄轴300的把心400的长度。第二测量器22设置在工作台10上且靠近装配机构40，用于测量装配后的把心400相对于柄轴300露出的长度，以及装配后把心400与柄轴300的垂直度。第一测量器21和第二测量器22可均采用CCD视觉检测设备来进行测量。通过将测量机构20设置为第一测量器21和第二测量器22，可分别独立对测量对象进行测量，避免来回移动，提高生产效率。

可以理解，切削机构30可以为多种结构形式。例如，切削机构30包括切削砂轮片。切削砂轮片既可以实现切割，还可以用于倒角打磨。

可以理解，装配机构40的结构形式可以为多种，只要能实现将把心400的端部装配入柄轴300的装配孔的目的即可。参见图1，作为一种可实施的方式，装配机构40包括装配台41和第一机械手42。装配台41设置在工作台10上，用于固定柄轴300。第一机械手42设置在工作台10上靠近装配台41的位置。第一机械手42用于抓取切割后的把心400，并带动切割后的把心400运动，以使切割后的把心400能够与固定于装配台41的柄轴300装配。通过装配台41将柄轴300固定，并利用机械手带动把心400向柄轴300靠近以形成装配，操作简单，装配效率高。

具体地，把心400与柄轴300的装配指的是把心400的端部装配入柄轴300的装配孔中。把心400的端部与柄轴300的装配孔之间可以是通过螺纹配合进行装配连接。在一个实施例中，把心400的外侧壁设有外螺纹，装配孔的内侧壁设置有与该外螺纹配合的内螺纹。第一机械手42抓取切割后的把心400，并带动把心400自转，以使把心400的端部能够旋入装配孔中，实现把心400与柄轴300的装配。通过螺纹连接的方式，便于操作，且连接可靠，有效保证把心400与柄轴300的装配稳定性，保证焊接时两者位置不发生变化，提高焊接后产品的合格率。

在其他实施例中，可在装配孔的内侧壁设置若干轴向的筋条，在把心400的端部插入装配孔中时，筋条与把心400的外侧壁紧密接触，实现把心400与柄轴300的稳定装配。此时，第一机械手42抓取切割后的把心400，并带动把心400沿装配孔的轴向移动，以使把心400的端部插入装配孔即可。

装配台41固定柄轴300的方式可以为多种。参见图1，在一个实施例中，装配台41包括底座411和固定夹具412。底座411设置在工作台10上。固定夹具412设置在底座411上，固定夹具412设有用于固定柄轴300的固定孔。柄轴300固定于固定孔内时，装配孔与固定孔同轴。通过固定夹具412能够可靠固定柄轴300，便于实现把心400与柄轴300的装配。

固定夹具412可以是固定地安装在底座411上。固定夹具412也可相对于底座411能够运动。作为一种可实施的方式，固定夹具412可相对于底座411绕固定孔的中心轴转动，以带动装配后的把心400和柄轴300转动。焊接机构50包括激光焊接头，激光焊接头设置于装配台41的一侧，用于产生射向装配后的把心400和柄轴300的连接处的激光束。通过固定夹具412能够转动，在焊接装配后的把心400和柄轴300时，使固定夹具412转动即可实现激光束对把心400和柄轴300的连续处的连续一圈的焊接，有效提高焊接的效率。具体地，可在固定夹具412和底座411之间增加一个旋转电机。旋转电机安装于底座411，旋转电机的电机轴与固定夹具412连接，旋转电机运转时通过电机轴带动固定夹具412绕固定孔的中心轴转动。

在一个实施例中，固定孔的轴线与工作台10之间具有夹角，夹角的角度范围为30°-60°。由于激光焊接头射向把心400和柄轴300的连接处的激光束会存在发散角，通过将固定孔的轴线与工作台10之间设计一定角度的夹角，有利于提高焊接的效果。

参见图1，作为一种可实施的方式，手表柄轴装配系统还包括上料机70、传动带和第二机械手90。上料机70设置于工作台10且位于测量机构20的上游，用于提供待装配至柄轴300的把心400。传送带80设置在工作台10上，传动带的上料端与上料机70的出料口连接，传送带80依次经过切削机构30和装配机构40。第二机械手90设置在工作台10上且位于切削机构30的上游，用于抓取传动带上待装配至柄轴300的把心400，并传递给切削机构30。本实施例中，把心400通过上料机70进行上料，并利用传送带80向下游传送。在需要切削时，第二机械手90从传送带80上抓取把心400并传递给切削机构30进行切割。切割完成后第二机械手90将把心400放回传送带80上，传送带80可将切割后的把心400输送到装配机构40所在位置处，从而可进行切割后的把心400与柄轴300的装配工序。这样，大大地提高了手表柄轴装配系统的整体操作的连续性和自动化。

参见图1，在一个实施例中，手表柄轴装配系统还包括物料盘60。物料盘60设置于工作台10上并靠近第一机械手42。物料盘60用于装载柄轴300，第一机械手42还用于从物料盘60抓取柄轴300并将柄轴300放置于装配台41。通过设置用于装载柄轴300的物料盘60，并通过第一机械手42可方便地抓取柄轴300并将其放置与装配台41，无需人工进行柄轴300的取放，利于提高手表柄轴装配系统的整体操作的连续性和自动化。

参见图1，作为一种可实施的方式，手表柄轴装配系统还包括除尘机构100，设置于工作台10上且靠近切削机构30。除尘机构100用于除去切削机构30在切割把心400的过程中产生的杂质。除尘机构100可以是包括吸尘器，通过抽吸的方式将杂质吸收到装灰的容器中。除尘机构100也可以包括风机，通过风机产生吹向切削机构30的风，以达到出去杂质的效果。通过设置除尘机构100，可除去切割过程中产生的杂质，如灰尘、碎屑等，提高把心400的洁净度，从而利于提高把心400与柄轴300的装配及焊接的可靠性。

参见图1，作为一种可实施的方式，手表柄轴装配系统还包括控制器200，与测量机构20、切削机构30、装配机构40和焊接机构50均电连接。可以理解，上述的第一机械手42、上料机70、传送带80、第二机械手90、旋转电机、除尘机构100等也可均与控制器200连接。通过控制器200来控制各个机构、部件的动作，提高手表柄轴装配系统的操作自动化，精准化。控制器200可包括控制部分和显示部分，控制部分主要用于控制上述各个机构、部件的动作。显示部分主要用于人机交互，通过显示部分可输入一些参数设定，便于达到不同类型产品的要求。显示部分还可用于显示一些数据结果，例如测量机构20测得的数据等。

本实用新型的手表柄轴装配系统的工作过程如下：

在控制器200中输入产品型号，例如5551柄轴。控制器200自动调取5551柄轴数据，L1＝16.90mm，L2＝2.30mm，α＝90°±1°(如图3所示)。

参见图1和图2，控制器200控制上料机70的出料口输出把心400，把心400由传送带80传输到切削机构30所在位置。与此同时第一测量器21测出把心400的长度尺寸为19mm，并将数据反馈给控制器200。假设控制器200的程序中设定第一机械手42带动把心400旋进柄轴300的装配孔的圈数为4圈，而4圈相当于把心400旋入柄轴300的长度为1mm。由此，控制器200经过分析计算得到把心400需要切割的长度为1.1mm。

然后控制器200控制第二机械手90抓取传送带80上的把心400，并控制第二机械手90移动把心400，使把心400的待切割端与砂轮片平齐。之后控制器200再控制第二机械手90继续移动把心400，以使把心400的待切割端超出砂轮片一侧1.1mm，接着控制器200控制砂轮片转动以将把心400的该端切断，同时砂轮片可对把心400的端部进行倒角打磨。与此同时控制器200控制除尘机构100运行以除去切割把心400过程中的杂质。

接着，控制器200控制第二机械手90将切割后的把心400放回到传送带80上，传送带80将切割后的把心400传送到装配台41所在位置。此前控制器200已控制第一机械手42从物料盘60上抓取柄轴300并将柄轴300放置于固定夹具412的固定孔中。待切割后的把心400传送到装配台41附近时，控制器200控制第一机械手42抓取切割后的把心400，并带动切割后的把心400移动到柄轴300的装配孔处，控制把心400旋入装配孔的圈数为4圈完成把心400与柄轴300的装配。此时，第二测量器22对旋入把心400的柄轴300进行测量，测得L1＝16.9mm，α＝90.5°。将该结果反馈给控制器200，控制器200则控制激光焊接头发射激光，同时控制器200控制旋转电机运转，从而激光焊接头实现对把心400与柄轴300的接触部位连续一圈的焊接。焊接完毕后，第二测量器22还可对焊接后的把心400和柄轴300进行测量，若测得L1＝16.9mm，α＝90.5°，表明产品合格，则控制器200控制第一机械手42将焊接后的产品放回传送带80上或放置于合格产品箱。

本实用新型实施例的手表柄轴装配系统，至少实现了如下技术效果：

1、整个操作过程不需要人工参与，不存在人工操作的失误，不仅节省了人力成本，而且提高了最终产品的合格率，保证了产品的质量。

2、自动化程度高，效率高。

3、通过CDD视觉测量定长的方式，提高了最终产品的尺寸准确度。

4、激光焊接的连接方式，柄轴和把心的牢度高，不会产生老化脱落现象，质量稳定。

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实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。