一种自动组装设备的制作方法

本发明涉及组装设备领域，特别是涉及一种自动组装设备。

背景技术：

现有产品hull在进行pin、导光板和电源键的组装和加工工作多为人工操作，这样不仅会造成速度慢、效率低的情况，而且人工组装加工的组装质量不稳定，危险系数也比较高，所以需要更加满足要求的组装设备。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种自动组装设备，具有可靠性能高、定位精确、结构紧凑、工作效率高等优点，同时在组装设备的应用及普及上有着广泛的市场前景。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：

提供一种自动组装设备，其包括：第一供料单元、第二供料单元、第一组装单元、第三供料单元、第四供料单元、第二组装单元，

所述第一供料单元：对产品托盘进行上下料，并将待加工产品送至第一组装单元；所述第三供料单元、所述第四供料单元用于对待组装零部件进行上下料；所述第一组装单元：固定待加工产品，并将待加工产品与待加工零部件进行组装；所述第二组装单元：获取在第一组装单元中组装后的产品，并将产品与所述第三供料单元和第四供料单元中的待加工零部件进行组装加工。

在本发明一个较佳实施例中，第一供料单元包括产品托盘升降单元、移载单元、上料单元，所述产品托盘升降单元设置于第一机架内，所述移载单元和所述上料单元设置于第一机架上。

在本发明一个较佳实施例中，所述产品托盘升降单元包括导向柱、托盘、升降电机、托架，所述导向柱设置于所述第一机架内，用于承载托盘的所述托架与所述导向柱活动连接，所述升降电机带动所述托架沿导向柱上下运动，所述第一机架上设置有检测产品托盘是否到位的传感器；

所述移载单元包括第一支架、托盘吸盘、活动轨道、托爪、驱动气缸、吸盘架，所述活动轨道设置于所述支架上，所述驱动气缸带动所述吸盘架沿所述活动轨道来回运动，所述托盘吸盘设置于所述吸盘架上，所述托爪活动设置于所述支架的底面；

所述上料单元包括第二支架、取料架、取料治具、取料吸盘，所述第二支架设置于所述第一机架上，所述取料治具在所述取料架上上下运动，所述取料吸盘设置于所述取料治具内，所述取料架在所述第二支架上水平运动和前后运动，所述取料架上分别连接有带动其前后运动和左右移动的驱动装置。

在本发明一个较佳实施例中，第一组装单元包括第二供料单元、中转单元、插装单元、压装单元，所述中转单元设置于所述插装单元、压装单元之间。

在本发明一个较佳实施例中，所述中转单元包括导轨、中转座、固定座、针座，所述中转座在所述导轨上来回运动，与产品相配合的针座和固定座设置于所述中转座上；

所述插装单元包括立架、第一移动架、第二移动架、吸料嘴，水平驱动装置带动所述第一移动架在所述立架上水平来回运动，升降驱动装置设置于第一移动架上并带动所述第二移动架下上下运动，所述吸料嘴设置于所述第二移动架上；

所述压装单元包括压装架、压板，所述压装架设置于所述导轨的上方，所述压板在所述压装架上上下运动，所述压板的底部设置有与产品结构相配合的压槽。

在本发明一个较佳实施例中，所述第三供料单元包括上料料仓、下料料仓、抬盘单元、顶升单元、传送带、限位单元，

所述上料料仓和所述下料料仓设置于带动上料托盘前后运动的所述传送带的上方，且料仓和传送带之间设置有容许上料托盘通过的通道，用于抬起上料托盘的所述抬盘单元与所述上料料仓相连接，用于防止上料托盘进入通道的限位单元设置于所述下料料仓内，所述上料料仓、所述下料料仓和的下方设置有与限位单元相配合的顶升单元。

在本发明一个较佳实施例中，与顶升单元配合上料的所述抬盘单元包括抬板以及带动所述抬板前后运动的驱动气缸；

所述限位单元包括限位架、弹簧、卡爪，所述卡爪的底部与所述限位架为可旋转连接，所述卡爪的上部与所述限位架之间设置有所述弹簧。

在本发明一个较佳实施例中，所述第三供料单元的结构与所述第四供料单元的结构相同。

在本发明一个较佳实施例中，所述第二组装单元包括第四机架、取料机械手、翻转单元、转盘、转盘治具、推料单元、固定单元、热熔单元，所述取料机械手、翻转单元、转盘、热熔单元设置于所述第四机架上，用于放置产品的所述转盘治具设置于所述转盘上，所述推料单元带动所述转盘治具开合，所述固定单元与所述转盘治具活动连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述翻转单元包括翻转架、连接架、垂直气缸、固定架、夹爪，所述连接架在所述翻转架上水平来回运动，所述连接架上设置有带动所述固定架上下运动的所述垂直气缸，所述固定架上设置有带动夹爪旋转的旋转气缸；

所述转盘治具包括治具座、压板、压紧块、转轴、弹簧，所述压板通过所述转轴活动设置于所述治具座的侧壁上，所述压板的一端与所述治具座之间设置有所述弹簧，所述压板的另一端上连接有用于压紧产品的压紧块；

所述推料单元包括推爪以及带动推爪前后运动的推料气缸，所述推爪带动所述推爪绕转轴旋转；

所述固定单元包括固定底座、连接板、柔性压块，所述连接板在所述固定底座上上下运动，所述柔性压块设置于所述连接板的一端的底面；

所述热熔单元包括底座、热熔架、热熔头，所述底座上设置有带动热熔架前后运动和上下运动的驱动装置，所述热熔头设置于所述热熔架上。

本发明的有益效果是：利用全自动的设备对产品和零部件进行组装和加工，节约了人力，提高了工作效率，降低了生产成本，同时提高了组装和加工的精度，提高产品的质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明的一种自动组装设备一较佳实施例中产品组装的流程示意图；

图2是本发明的一种自动组装设备一较佳实施例的整体结构示意图；

图3是本发明的一种自动组装设备中第一供料单元和第一组装单元的结构示意图；

图4是本发明的一种自动组装设备一较佳实施例中托盘升降单元的结构示意图；

图5是本发明的一种自动组装设备一较佳实施例中移载单元的结构示意图；

图6是本发明的一种自动组装设备一较佳实施例中上料单元的结构示意图；

图7是本发明的一种自动组装设备一较佳实施例中第一组装单元的结构示意图；

图8是本发明的一种自动组装设备一较佳实施例中中转单元的结构示意图；

图9是本发明的一种自动组装设备一较佳实施例中第三供料单元的结构示意图；

图10是本发明的一种自动组装设备一较佳实施例中第二组装单元的俯视结构示意图；

图11是本发明的一种自动组装设备一较佳实施例中第二组装单元的立体结构示意图；

图12是本发明的一种自动组装设备一较佳实施例中翻转单元的结构示意图；

图13是本发明的一种自动组装设备一较佳实施例中转盘治具和固定单元的结构示意图；

图14是本发明的一种自动组装设备一较佳实施例中热熔单元的结构示意图；

图15是本发明的一种自动组装设备一较佳实施例中推料单元的结构示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-15，本发明实施例包括：

一种自动组装设备，其将零部件pin98、导光板97、电源键96依次组装到产品hull99上，然后对组装后的产品进行热熔。其主要包括第一供料单元、第二供料单元、第一组装单元、第三供料单元、第四供料单元、第二组装单元。

所述第一供料单元（产品供料单元）1：对产品托盘进行上下料，并将待加工产品送至第一组装单元。

所述第一组装单元（装pin单元）2：固定待加工产品，并将待加工产品与pin进行组装。

所述第二供料单元（pin供料单元）3：提供零部件pin。

所述第三供料单元（导光板供料单元）4：提供零部件导光板。

所述第四供料单元（电源键供料单元）5：提供零部件电源键。

所述第二组装单元6：获取在第一组装单元中组装后的产品，并将产品依次与导光板和电源键进行组装，并对产品进行热熔加工。

1）产品供料单元1

产品供料单元包括产品托盘升降单元、移载单元11、上料单元12，所述移载单元和所述上料单元设置于第一机架上13，所述移载单元设置于所述产品托盘升降单元的上方，所述上料单元设置于所述移载单元的上方。所述第一机架上设置有满tray位和空tray位，所述产品托盘升降单元设置于满tray位（满料位）和空tray位（空料位）内，所述上料单元将满料位上的产品托盘内的产品取出并送至装pin单元，所述移载单元将满料位上已经空掉的托盘带到空料位上。

所述产品托盘升降单元包括导向柱101、用于放置产品的产品托盘102、升降电机103、托架104，所述导向柱设置于所述第一机架内，用于承载托盘的所述托架与所述导向柱活动连接，所述升降电机带动所述托架沿着导向柱上下运动。

所述移载单元11包括第一支架110、托盘吸盘111、活动轨道112、托爪113、驱动气缸114、吸盘架115，所述第一支架设置于所述第一机架上，所述活动轨道设置于所述第一支架上，所述驱动气缸带动所述吸盘架沿所述活动轨道来回运动，所述托盘吸盘设置于所述吸盘架上，所述托爪活动设置于所述支架的底面，所述托爪上连接有带动托爪前后运动的驱动装置。

所述上料单元12包括第二支架120、活动架121、取料架123、取料治具124、取料吸盘，所述第二支架设置于所述第一机架上，第二支架、所述活动架和所述取料架上设置有导轨，x轴驱动装置（伺服电机）带动所述取料架在所述活动架上左右移动，y轴驱动装置（伺服电机）带动所述取料治具在所述取料架上上下运动，z轴驱动装置（伺服电机）带动所述活动架在所述第二支架上前后运动，所述取料吸盘设置于所述取料治具内，且所述驱动装置通过同步带带动所述活动架、所述取料架和所述取料治具运动。所述取料治具为仿形治具，其底面设置有两个与产品结构相配合的槽，一个槽吸附一个产品，所述槽的顶部设置有取料吸盘，提高产品吸取的效率，防止产品滑脱。

在使用时，用户先将满料的产品托盘放在满料位中，满料位内的升降单元带动满料的产品托盘上升直至传感器检测到托盘已经到位（只检测位于最上面的托盘即可），这时升降单元保持不动，上料单元启动使得取料治具移动到产品的正上方，然后取料治具下降并开启取料吸盘，将产品吸附到取料治具内，然后移动活动架，将产品送至装pin单元，当托盘中的产品被全部取走后，然后托盘吸盘启动并吸附满料位上的空托盘，然后将空托盘运送至空料位，空料位内的升降装置启动下降，用于存放空托盘，当存有一定量后，将空料位内的空托盘全部取出，提高上下料的精准度和效率。当升降单元上只有一个满料托盘时，所述托爪被推出并托起最后一个托盘，而升降单元下降进行换料，这样在取料治具进行取料的同时，还可以进行换料，提高工作效率。

2）pin供料单元3

第二供料单元采用振动盘、排列机，排列机的底部设置有带动其前后运动的驱动装置，所述振动盘将pin按照顺序依次排列后送至出料口，排列机向后运动接收振动盘传送出来的pin，然后将pin进行排列旋转，使得排列机依次可以输送两个竖直向上的pin，最后向前运动，使得所述插装单元可以更加方便获取pin。

3）装pin单元2

所述装pin单元包括第二机架20、中转单元、插装单元22、压装单元23，中转单元、插装单元、压装单元设置于所述第二机架上，所述中转单元设置于所述插装单元、压装单元之间。

所述中转单元21包括导轨210、中转座211、固定座212，驱动装置带动所述中转座在所述导轨上来回运动，所述固定座设置于所述中转座的顶部，所述固定座包括与产品结构相配合的仿形固定治具213，仿形固定治具与针座214配合固定产品并使得针座对准产品上的装pin位置，取料治具将产品放在中转单元上时，仿形固定治具直接插在产品内，插装组件将pin直接插入到针座中，可以有效防止产品晃动，提高稳定性，而且可以让产品和pin可以更加精准、快速的对准和安装，提高组装的精确度。

所述插装单元22包括立架220、第一移动架221、第二移动架222、吸料嘴223，水平驱动装置带动所述第一移动架在所述立架上水平来回运动，升降驱动装置设置于第一移动架上并带动所述第二移动架下上下运动，一个或多个所述吸料嘴设置于所述第二移动架上。

所述压装单元23包括压装架230、压板231，所述压装架设置于所述导轨的上方，所述压板通过导柱与所述压装架活动连接，所述升降气缸设置于所述压装架上并带动所述压板上下运动，这样可以防止压板在运动过程中产生位置偏移，提高压装的精度和效率，所述压板的底部设置有与产品结构相配合的压槽，这样压板可以根据产品的结构更快更好的将pin压入到产品内，防止因为压板与产品不贴合而产生pin外露的情况。

在使用时，吸料嘴水平移动至pin供料单元的上方，然后下降并吸取pin（pin保持竖直状态），然后再移动回中转单元，吸料嘴下降并将pin插入到针座内（pin的上部露出针座），上料单元将产品输送到中转单元上，所述产品被仿形固定治具固定在固定座上，此时pin插入到产品内，然后中转单元移动至压装单元下，压板下降并将pin全部压入产品中，最后中转单元继续前进直至产品被第二组装单元取走后，回到插装单元处。

4）导光板供料单元4

所述第三供料单元包括第三机架41、上料料仓42、下料料仓43、抬盘单元44、顶升单元、传送带45、限位单元46、用于放置导光板/电源键的上料托盘、压架47。

所述第三机架上设置有满tray位、空tray位和取料位，所述空tray位设置于满tray位和取料位之间，所述上料料仓设置于所述满tray位，所述下料料仓设置于所述空tray位，所述顶升单元设置于满tray位、空tray位和取料位内，所述连接有伺服电机的所述传送带贯穿满tray位、空tray位和取料位，所述压架设置于所述取料位上。

所述上料料仓、所述下料料仓和所述压架设置于带动上料托盘前后运动的所述传送带的上方，所述上料料仓、所述下料料仓、所述压架和传送带之间都设置有容许上料托盘通过的通道。与所述第一顶升单元相配合抬起上料托盘的所述抬盘单元与所述上料料仓相连接，用于防止上料托盘进入通道的限位单元设置于所述下料料仓内，所述上料料仓、所述下料料仓和所述压架的下方依次设置有第一顶升单元、第二顶升单元、第三顶升单元，三个顶升单元的结构相同。

所述抬盘单元44包括抬板440、驱动气缸441，所述上料料仓的侧壁的底部设置有一通孔，所述驱动气缸带动所述抬板在所述通孔中前后运动，所述抬板上设置有用于插入两个上料托盘之间的台阶，这样可以方便抬板的运动、更加快速的分开托盘，提高供料的效率。

所述顶升单元包括顶升气缸48、顶升板49，所述顶升气缸带动所述顶升板上下运动，以推动上料托盘向上。

所述限位单元46包括限位架460、弹簧461、卡爪462，所述下料料仓的侧壁的底部设置有活动孔，所述卡爪活动设置于所述活动孔中，所述卡爪的底部通过连杆与所述限位架可旋转连接，所述卡爪的上部与所述限位架之间设置有所述弹簧。

在满tray位上，先让第一顶升单元升起，然后将多个满料的上料托盘放置在上料料仓中（10个tray），所述第一顶升单元将所有上料托盘托起，以免上料托盘压在传送带上；上料时，所述第一顶升单元下降一个上料托盘厚度的距离，然后抬板伸出并托起倒数第二个及以上的上料托盘，使得顶升单元只带着最下面的托盘下降至通道中的传送带上；伺服电机启动并带动传送带将这一个上料托盘通过所述通道运送至取料位；当上料托盘到达取料位时，所述第三顶升单元带动上料托盘上升，直至顶升单元与所述压架配合固定住上料托盘，此时机械手开始取料；当取料位上的上料托盘中的零部件被取完后，所述伺服电机反向运转带动传送带将取料位上的tray运送到空tray位；当上料托盘到达空tray位后，所述顶升单元启动并向上抬起空tray，卡爪被托盘向外推移，弹簧受力压缩，直至空tray移至卡爪上方，顶升板下降过程中弹簧逐渐伸展，并推动卡爪向内移动，这样空tray就被卡爪托在通道的上方，当下料料仓收满托盘后，再将托盘取出。

5）电源键供料单元5

电源键供料单元设置于所述导光板供料单元的旁边，其具体结构与导光板供料单元的结构相同。

6）第二组装单元6

所述第二组装单元6包括第四机架60、取料机械手、翻转单元63、转盘治具64、推料单元68、固定单元65、热熔单元66。

所述第四机架上依次设置有翻转上料工位、导光板组装工位、电源键组装工位、右热熔工位、左热熔工位、下料工位，所述翻转单元设置于所述翻转上料工位上，用于抓取并将导光板安装到产品上的第一机械手60设置于所述导光板组装工位上，用于抓取并将电源键安装到产品上的第二机械手62设置于所述电源键组装工位，对组成产品右侧进行热熔的第一热熔单元设置于右热熔工位上，对组成产品左侧进行热熔的第二热熔单元左热熔工位。

所述转盘包括大转盘67和小转盘69，所述大转盘设置于所述小转盘的外圈，大转盘与凸轮分割器上的活动部相连接，所述小转盘与凸轮分割器上的固定部相连接，所以小转盘是固定在第四机架上的，而大转盘可以转动。

用于固定产品的所述转盘治具设置于所述大转盘上，大转盘上的转盘治具的数量大于或等于加工工位的数量，使得所有工位可以同时对不同的产品进行组装加工，提高工作效率，所述推料单元带动所述转盘治具开合，推料单元只设置于翻转上料工位和下料工位上。在导光板组装工位、电源键组装工位、右热熔工位、左热熔工位内的所述小转盘上各设置有一所述固定单元，所述固定单元与所述转盘治具配合固定产品，提高加工精度。

所述翻转单元63包括翻转架630、水平导轨631、水平气缸（例无杆气缸）632、连接架633、垂直气缸（例迷你气缸）634、垂直导柱635、固定架636、夹爪637，所述翻转架设置于所述第四机架上，所述水平导轨设置于所述翻转架的上部，所述水平气缸带动所述连接架在所述水平导轨上来回运动，所述垂直气缸设置于所述连接架上，所述固定架通过所述垂直导柱与所述连接架活动连接，所述垂直气缸带动所述固定架沿垂直导柱上下运动，所述固定架上设置有带动所述夹爪开合的手指气缸以及带动夹爪旋转的旋转气缸。

无杆气缸带动产品夹爪在水平导轨上左右移动，迷你气缸带动产品夹爪沿垂直导柱上下移动，旋转气缸转动夹爪；无杆气缸右移，产品夹爪到达产品上方，手指气缸张开，迷你气缸带动产品夹爪下降至产品位，手指气缸闭合，夹取hull（hull端面水平向下）；迷你气缸上升，旋转气缸将产品夹爪旋转90度（此时hull端面竖直向外），无杆气缸将产品夹爪带至转盘工位1上方，迷你气缸下降，将hull放至转盘工位1的转盘组件内。

所述转盘治具64包括治具座640、压板641、压紧块、转轴642、弹簧，所述压板通过所述转轴活动设置于所述治具座的侧壁上，所述压板的前端设置有第一导向斜面，所述压板的前端与所述治具座之间设置有所述弹簧（弹簧的底部可以设置在治具座侧壁上的固定孔内），所述压板的后端上连接有用于压紧产品的压紧块，所述治具座侧壁上设置有活动孔643，所述压紧块在所述活动孔中来回运动。

所述推料单元68包括推爪690以及带动推爪前后运动的推料气缸691，所述推爪的内侧设置有与所述第一导向斜面相配合的第二导向斜面，所述推爪带动所述推爪绕转轴旋转。

当准备将产品放入治具时，所述推料气缸推动推爪前进，第二导向斜面和第一导向斜面接触并将压板的前端向下压（前端压迫弹簧），这时压板的前端翘起使得压紧块向外运动；放入产品后，所述推料气缸向后拉动推爪，使得压板的前端被弹簧顶起，同时压板后端带动压紧块向治具内运动并压紧产品。

所述固定单元65包括固定底座650、调节气缸651、连接板652、柔性压块（海绵）653，所述固定底座设置于所述小转盘上，所述调节气缸设置于所述固定底座上，并带动所述连接板上下运动，所述调节气缸上连接有控制气缸下降后压力的调节阀，所述海绵设置于所述连接板的一端的底面。

当装有hull的转盘治具转到导光板组装工位、电源键组装工位、右热熔工位、左热熔工位时，气缸带动连接板和海绵下降，压住hull的上部，从而固定hull。

所述热熔单元66包括底座660、升降气缸661、平移气缸662、轨道663、第一架体664、第二架体665、热熔架666、热熔头667，所述底座设置于所述第四机架上，所述轨道设置于所述底座的顶面和所述第一架体的侧面，所述平移气缸带动所述第一架体沿所述轨道来回运动，所述升降气缸设置于所述第一架体上，所述升降气缸带动所述第二架体上下运动，所述热熔架设置于所述第二架体的侧壁上，所述热熔头设置于所述热熔架上。

当需要热熔加工的产品转动到右热熔工位、左热熔工位时，平移气缸带动第一架体向前移动，使得热熔架插入到hull中，此时热熔头到达待加热位置上方，升降气缸带动第一架体下降使热熔头与产品接触进行加热。

在第二组装单元工作时（以一个转盘治具为例），翻转机构从中转治具上吸取hull，旋转90度，放至转盘组件；转动转盘，导光板组装工位内的下压机构压紧hull，第一机械手从供料机上吸取电源键，放入转盘组件中hull内；转盘转动，电源键组装工位内的下压机构压紧hull，第二机械手从供料机上吸取导光板，放入转盘组件中hull内；转动转盘，右热熔工位内的下压机构压紧hull，热熔组件加热右侧组装成品；转动转盘，左热熔工位内的下压机构压紧hull，热熔组件加热左侧组装成品；转动转盘，取走下料工位内的热熔完成后的成品。

本发明一种自动组装设备的有益效果是：利用全自动的设备对产品和零部件进行组装和加工，节约了人力，提高了工作效率，降低了生产成本，同时提高了组装和加工的精度，提高产品的质量，降低了组装加工的危险系数。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。