上下壳体精密装配装置的制作方法

本实用新型涉及一种上下壳体精密装配装置。

背景技术：

目前，手机话务器的复合屏蔽外壳组件的组装工艺中，塑料内壳101的外形长1.93mm、宽1.58mm，内腔长2.79mm、宽1.44mm；金属外壳的外形长3.13mm、宽1.78mm，内腔长2.96mm、宽1.61mm；需要将塑料内壳101装入到金属外壳102内，装配后单边间隙约为15微米，如图1、图2所示。

现有的手动装配工艺步骤是：①人工用镊子外壳放到治具上；②将治具放到放大镜或其它放大成像的装置下；③人工用镊子将塑料内壳装入金属外壳；④用撞针将塑料内壳压入金属外壳以确保装配到位；⑤拆解治具并取下壳体。

上述手动装配工艺存在的问题是：①人工取产品时存在镊子划伤产品的风险；②由于产品本身较小，产品装配间隙仅15微米，人工装配非常困难，装配效率低下；③装配完成后撞针将上壳撞到位，这个过程装入的深度不可控。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种上下壳体精密装配装置。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

上下壳体精密装配装置，特点是：包括工作台以及布置于其上的x-y轴龙门运动模组，x-y轴龙门运动模组运动轨迹下方的工作台上安装有金属外壳载盘和塑料内壳供料系统；

所述x-y轴龙门运动模组包含两平行布置的x轴向运动单元以及布置于其上的一y轴向运动单元；

所述y轴向运动单元上连接有真空吸取装置，真空吸取装置包含安装连接板、z轴向运动单元以及吸嘴组件，吸嘴组件固定于z轴向运动单元上，z轴向运动单元安装于安装连接板上，安装连接板连接于y轴向运动单元上；

所述吸嘴组件包含背板、吸嘴支座、拉簧以及吸嘴，背板连接于z轴向运动单元上，背板上沿竖直方向布置滑轨，吸嘴支座通过滑槽置于滑轨上，可沿其上下滑动，吸嘴支座下端布置吸嘴，上端安装弹簧支座，弹簧支座上设有弹簧，弹簧上连接连接块，滑轨上端水平固定一气缸安装板，气缸安装板上安装单作用针型气缸，单作用针型气缸的活塞杆通过浮动接头与连接块相连接，拉簧的一端与气缸安装板相连接，另一端与吸嘴支座相连接；

所述塑料内壳供料系统包含圆振盘机构、直振送料机构、接料规整板、移位模组、产品规整探针组件以及规整气缸，圆振盘机构的出料口衔接直振送料机构，移位模组上设有接料规整板，可驱动接料规整板运行至直振送料机构的出料口接收塑料内壳，移位模组一侧设有规整气缸，规整气缸的活塞杆上安装产品规整探针组件，移位模组可驱动装载有塑料内壳的接料规整板运行至产品规整探针组件的工位，由产品规整探针组件对接料规整板上的塑料内壳规整。

进一步地，上述的上下壳体精密装配装置，其中，x轴向运动单元包含x轴向滑轨、x轴向连接板、控制x轴向连接板运动的x轴向驱动单元，y轴向运动单元包含y轴向滑轨、y轴向连接板、控制y轴向连接板运动的y轴向驱动单元，每条x轴向滑轨上布置一x轴向连接板，x轴向驱动单元与x轴向连接板驱动连接，控制x轴向连接板沿x轴向滑轨运动，两x轴向连接板之间架设一沿y轴向布置的移动横梁，y轴向滑轨沿y轴向安装于移动横梁上，y轴向连接板置于y轴向滑轨上，y轴向驱动单元与y轴向连接板驱动连接，从而控制y轴向连接板沿y轴向滑轨运动。

进一步地，上述的上下壳体精密装配装置，其中，两条x轴向滑轨沿x轴向平行安装于大理石底座上，大理石底座固定于工作台上。

进一步地，上述的上下壳体精密装配装置，其中，还设有真空发生系统，包含真空发生器、拖链和连接支架，可沿y轴向滑动的拖链设置于连接支架上，气管排布于拖链上，其一端连接至真空发生器，另一端连接至吸嘴。

进一步地，上述的上下壳体精密装配装置，其中，y轴向运动单元上连接有金属外壳定位相机单元。

进一步地，上述的上下壳体精密装配装置，其中，金属外壳定位相机单元包含第一环形光源、第一远心镜头、第一工业相机、第一一维升降单元和第一连接部件，第一环形光源固定在第一连接部件上，第一连接部件上布置第一一维升降单元，第一一维升降单元上安装第一工业相机和第一远心镜头，可以调节第一工业相机的上下位置。

进一步地，上述的上下壳体精密装配装置，其中，金属外壳载盘上沿横向和纵向分布有数个用于装载金属外壳的载盘，每个载盘底部设有用于吸附载盘的吸气孔。

进一步地，上述的上下壳体精密装配装置，其中，x-y轴龙门运动模组运动轨迹下方的工作台上布置有塑料内壳定位相机单元，位于塑料内壳供料系统旁。

进一步地，上述的上下壳体精密装配装置，其中，塑料内壳定位相机单元包含第二环形光源、第二远心镜头、第二工业相机、第二一维升降单元和第二连接部件，第二环形光源固定在第二连接部件上，第二连接部件上布置第二一维升降单元，第二一维升降单元上安装第二工业相机和第二远心镜头，可以调节第二工业相机的上下位置。

进一步地，上述的上下壳体精密装配装置，其中，移位模组的一侧布置有离子风扇。

本实用新型与现有技术相比具有显著的优点和有益效果，具体体现在以下方面：

①本实用新型设计独特、结构新颖，该装置将塑料内壳装入到金属外壳内，自动化实现两间隙较小的内外壳体的精密装配；

②金属外壳载盘装载并吸附数只金属外壳，塑料内壳供料系统提供数只塑料内壳，并将塑料内壳规整后供吸嘴抓取；x-y轴龙门运动模组驱动真空吸取装置上的数只吸嘴吸取抓走塑料内壳；运载到塑料内壳定位相机单元上方，拍摄定位塑料内壳中心坐标；金属外壳定位相机单元拍摄定位金属外壳中心坐标；由z轴向运动单元带动吸嘴组件及其吸附的塑料内壳下移至金属外壳位置正上方，将塑料内壳压入金属外壳内，压入深度由弹簧所提供力的大小来控制，弹簧力的大小由z轴下降高度来调节，使装入的深度可控；

③可用于装配不同规格尺寸的内外壳体，装配容易，避免划伤，装入深度可控，一致性较好，组装效率高，为一实用的新设计。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型具体实施方式了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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他相关的附图。

图1：塑料内壳与金属外壳的分解示意图；

图2：塑料内壳与金属外壳的组装示意图；

图3：本实用新型装置的结构示意图；

图4：x-y轴龙门运动模组的结构示意图；

图5：真空发生系统的结构示意图；

图6：真空吸取装置的结构示意图；

图7：吸嘴组件的结构示意图；

图8：金属外壳定位相机单元的结构示意图；

图9：金属外壳载盘的结构示意图；

图10：塑料内壳定位相机单元的结构示意图；

图11：塑料内壳供料系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本实用新型的描述中，方位术语和次序术语等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图3所示，上下壳体精密装配装置，包括工作台以及布置于其上的x-y轴龙门运动模组1，x-y轴龙门运动模组1运动轨迹下方的工作台上安装有金属外壳载盘5和塑料内壳供料系统7；y轴向运动单元11上连接有金属外壳定位相机单元4；x-y轴龙门运动模组1运动轨迹下方的工作台上布置有塑料内壳定位相机单元6，位于塑料内壳供料系统7旁。

如图4所示，x-y轴龙门运动模组1包含两平行布置的x轴向运动单元12以及布置于其上的一y轴向运动单元11；x轴向运动单元12包含x轴向滑轨、x轴向连接板、控制x轴向连接板运动的x轴向驱动单元，y轴向运动单元11包含y轴向滑轨、y轴向连接板、控制y轴向连接板运动的y轴向驱动单元，每条x轴向滑轨上布置一x轴向连接板，x轴向驱动单元与x轴向连接板驱动连接，控制x轴向连接板沿x轴向滑轨运动，两x轴向连接板之间架设一沿y轴向布置的移动横梁，y轴向滑轨沿y轴向安装于移动横梁上，y轴向连接板置于y轴向滑轨上，y轴向驱动单元与y轴向连接板驱动连接，从而控制y轴向连接板沿y轴向滑轨运动。两条x轴向滑轨沿x轴向平行安装于大理石底座13上，大理石底座13固定于工作台上。x-y轴龙门运动模组1用于驱动真空吸取装置3在x、y两个轴向移动，实现物料的搬运。

移动横梁上安装真空发生系统2，如图5所示，真空发生系统2包含真空发生器23、拖链22和连接支架21，可沿y轴向滑动的拖链22设置于连接支架21上，气管排布于拖链22上，其一端连接至真空发生器23，另一端连接至吸嘴339；连接支架21连接于移动横梁上。真空发生器23产生负压，通过气路连通至吸嘴339。

y轴向运动单元11上连接有真空吸取装置3，如图6所示，真空吸取装置3包含安装连接板31、z轴向运动单元32以及吸嘴组件33，吸嘴组件33固定于z轴向运动单元32上，z轴向运动单元32安装于安装连接板31上，安装连接板31连接于y轴向运动单元11上。

如图7所示，吸嘴组件33包含背板331、吸嘴支座333、拉簧338以及吸嘴339，背板331连接于z轴向运动单元32上，背板331上沿竖直方向布置滑轨332，吸嘴支座333通过滑槽置于滑轨332上，可沿其上下滑动，吸嘴支座333下端布置数只吸嘴339，上端安装弹簧支座340，弹簧支座340上设有弹簧341，弹簧341上连接连接块334，滑轨332上端水平固定一气缸安装板335，气缸安装板335上安装单作用针型气缸336，单作用针型气缸336的活塞杆通过浮动接头337与连接块334相连接，拉簧338的一端与气缸安装板335相连接，另一端与吸嘴支座333相连接。

吸取动作过程：z轴向运动单元32带动吸嘴组件33向下运动至产品塑料内壳放置位置；吸嘴339前端接触塑料内壳内侧底部；真空吸取塑料内壳；z轴向运动单元32带动吸嘴组件33向上运动，抓取走塑料内壳。

压装动作过程：z轴向运动单元32带动吸嘴组件33向下运动至金属外壳位置正上方；单作用针型气缸336的活塞杆伸出，使吸嘴支座333沿滑轨332下行，吸嘴支座333下端的吸嘴339将塑料内壳压入金属外壳内。压入深度由弹簧341所提供力的大小来控制，弹簧力的大小可由z轴下降高度来调节。

如图8所示，金属外壳定位相机单元4包含第一环形光源41、第一远心镜头42、第一工业相机43、第一一维升降单元44和第一连接部件45，第一环形光源41固定在第一连接部件45上，第一连接部件45上布置第一一维升降单元44，第一一维升降单元44上安装第一工业相机43和第一远心镜头42，可以调节第一工业相机43的上下位置。

如图9所示，金属外壳载盘5上沿横向和纵向分布有数个用于装载金属外壳的载盘，每个载盘底部设有用于吸附载盘的吸气孔。金属外壳在前端工序装入载盘内，载盘容量500pcs，每行20pcs共25行。每个载盘底部有吸气孔，吸附金属外壳。

塑料内壳定位相机单元6位于塑料内壳供料系统7旁，如图10所示，塑料内壳定位相机单元6包含第二环形光源61、第二远心镜头62、第二工业相机63、第二一维升降单元64和第二连接部件65，第二环形光源61固定在第二连接部件65上，第二连接部件65上布置第二一维升降单元64，第二一维升降单元64上安装第二工业相机63和第二远心镜头62，可以调节第二工业相机63的上下位置。

如图11所示，塑料内壳供料系统7包含圆振盘机构71、直振送料机构72、接料规整板73、移位模组74、产品规整探针组件75以及规整气缸76，圆振盘机构71的出料口衔接直振送料机构72，移位模组74上设有接料规整板73，可驱动接料规整板73运行至直振送料机构72的出料口接收塑料内壳，通过移位模组74移位依次接收数只塑料内壳，移位模组74一侧设有规整气缸76，规整气缸76的活塞杆上安装产品规整探针组件75，移位模组74可驱动装载有塑料内壳的接料规整板73运行至产品规整探针组件75的规整工位，由产品规整探针组件75对接料规整板73上的塑料内壳规整。移位模组74的一侧布置有离子风扇。

塑料内壳成批放入圆振盘机构71内，塑料内壳流经直振送料机构72流道，移位模组74驱动接料规整板73在直振送料机构72出口处接料(塑料内壳)，通过移位模组74移位依次接收20pcs塑料内壳，然后移位模组74驱动装载有塑料内壳的接料规整板73运行至产品规整探针组件75的规整工位，规整气缸76的活塞杆伸出，产品规整探针组件75将塑料内壳规整，等待吸嘴抓取塑料内壳。

具体应用时，金属外壳载盘5定位，载盘内装有金属外壳，载盘容量500pcs，每行20pcs，共25行；每个载盘底部有吸气孔，吸附金属外壳；

塑料内壳供料系统7准备20pcs塑料内壳，移位模组74驱动接料规整板73在直振送料机构72出口处接收塑料内壳，移位模组74移位依次接收20pcs塑料内壳，移位模组74驱动装载有塑料内壳的接料规整板73运行至产品规整探针组件75的规整工位，产品规整探针组件75将塑料内壳规整，等待吸嘴抓取塑料内壳；

x-y轴龙门运动模组1驱动真空吸取装置3移动到塑料内壳接料规整板上方；

真空吸取装置3上的数只吸嘴吸取20pcs塑料内壳，z轴向运动单元32带动吸嘴组件33向下运动至塑料内壳位置；吸嘴339前端接触塑料内壳内侧底部，真空吸取塑料内壳；z轴向运动单元32带动吸嘴组件33向上运动，抓走塑料内壳；

x-y轴龙门运动模组1运载塑料内壳到塑料内壳定位相机单元6上方，拍摄定位塑料内壳中心坐标；

x-y轴龙门运动模组1带动金属外壳定位相机单元4拍摄定位20pcs金属外壳中心坐标；

z轴向运动单元32带动吸嘴组件33及其吸附的塑料内壳下移至金属外壳位置正上方；单作用针型气缸336的活塞杆伸出，吸嘴支座333下端的吸嘴339将塑料内壳压入金属外壳内；压入深度由弹簧341所提供力的大小来控制，弹簧力的大小可由z轴下降高度来调节。

需要说明的是，本实用新型装置用于两间隙较小的内外壳体的精密装配，内外壳体尺寸可大可小，并不局限于说明书所述尺寸。

综上所述，本实用新型设计独特、结构新颖，该装置将塑料内壳装入到金属外壳内，自动化实现两间隙较小的内外壳体的精密装配。

金属外壳载盘装载并吸附数只金属外壳，塑料内壳供料系统提供数只塑料内壳，并将塑料内壳规整后供吸嘴抓取；x-y轴龙门运动模组驱动真空吸取装置上的数只吸嘴吸取抓走塑料内壳；运载到塑料内壳定位相机单元上方，拍摄定位塑料内壳中心坐标；金属外壳定位相机单元拍摄定位金属外壳中心坐标；由z轴向运动单元带动吸嘴组件及其吸附的塑料内壳下移至金属外壳位置正上方，将塑料内壳压入金属外壳内，压入深度由弹簧所提供力的大小来控制，弹簧力的大小由z轴下降高度来调节，使装入的深度可控。

可用于装配不同规格尺寸的内外壳体，装配容易，避免划伤，装入深度可控，一致性较好，组装效率高。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

上述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。