键盘卡扣内外圈自动组装设备的制作方法

本发明涉及非标自动化技术领域，特别是涉及到键盘卡扣内外圈自动组装设备。

背景技术：

键盘塑料卡扣由外圈和安装在外圈中的内圈组成，内圈和外圈的尺寸较小，注塑模具一般采用一模多穴结构，注塑制件需经过冲切才能得到单个内圈或者外圈。

内外圈的组装采用全自动组装方式，即冲切、上料、压合和下料等工序均采用自动控制，目前的内外圈组装设备中具有内圈冲切工位、外圈冲切工位和压合工位，取料机械手将内圈注塑制件抓取至内圈冲切工位进行内圈与浇道的分离，将外圈注塑制件抓取至外圈冲切工位进行外圈与浇道的分离，上料机械手先后抓取外圈和内圈上料至压合工位进行组装，下料机械手从压合工位中抓取组装好的塑料卡扣进行下料。

上述内外圈组装设备设置有三个工位，除配备上料、取料和下料这三个机械手外，还需配备将两个分别下料内圈浇道和外圈浇道的机械手，设备结构复杂，体积庞大，制造成本较高，最主要的是，由于冲切后的内圈和外圈要从冲切工位分别转送到压合工位，这需要消耗数秒的时间，大大降低了内外圈组装的速度。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、体积小、低成本、组装速度快的键盘卡扣内外圈自动组装设备。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

键盘卡扣内外圈自动组装设备，包括载台、接料板、侧推重合机构、冲切压合一体机构，所述侧推重合机构安装于所述载台顶部，所述冲切压合一体机构位于所述侧推重合机构的上方，所述载台于所述侧推重合机构的旁侧设置有导向轨道，所述接料板安装于所述导向轨道上，并高于所述侧推重合机构；

所述接料板上设置有错位排列的内圈注塑制件定位槽和外圈注塑制件定位槽，所述接料板对应每个内圈和每个外圈均设置有落料孔；

所述侧推重合机构包括内圈载板、外圈载板、驱动机构一和驱动机构二，所述内圈载板中设置有内圈接料孔，所述外圈载板中设置有外圈接料孔，所述外圈载板固定于载台顶部，所述内圈载板活动安装于所述外圈载板的顶部，所述驱动机构一驱动内圈载板沿x轴或者y轴进行第一次移动，所述驱动机构二驱动外圈载板沿y轴或者x轴进行第二移动，使内圈接料孔与外圈接料孔重合；

所述冲切压合一体机构包括动力元件、内圈切刀、外圈切刀和驱动机构三，所述动力元件驱动所述内圈切刀和外圈切刀升降，所述驱动机构三驱动所述内圈切刀位移至所述外圈接料孔的上方。

上述组装设备的工作原理如下：

导向轨道延伸到注塑机前或者注塑制件放置处，上料机械手将外圈注塑制件和内圈注塑制件放置到接料板中对应的定位槽内，接料板载着注塑制件位移到侧推重合机构的正上方；动力元件驱动内圈切刀和外圈切刀下行分别冲切内圈和外圈然后上行，冲切得到的内圈从落料孔落入到内圈载板的接料孔内，外圈落入到外圈载板的接料孔内；驱动机构一先驱动内圈载板沿x轴或者y轴平移，使内圈来到外圈的上方并与外圈沿同一直线错位排列，驱动机构二再驱动内圈载板沿y轴或者x轴平移，使内圈来到外圈的正上方，在此次移动过程中，内圈会在重力作用下微微向下倾斜，当内圈来到外圈的正上方时，内圈整体几乎完全进入外圈内，且内圈的一个卡扣与外圈对应的卡槽契合(处于未压状态)；内圈切刀和外圈切刀上行后，驱动机构三驱动内圈切刀位移至外圈接料孔的上方(即内圈和外圈的上方)，动力元件驱动内圈切刀再次下行将内圈压入外圈中。

除上述技术方案之外，本发明还提供了以下优选的技术方案：

优选的，所述内圈载板中设置有一端开口的导向槽，所述导向槽中卡设有一块滑板，所述内圈接料孔位于所述滑板上，所述滑板的一端延伸至所述内圈载板外，且这一端设置有斜槽，所述内圈载板的外部设置有一条导向块，所述导向块中设置有插入所述斜槽内的销钉；所述驱动机构二包括电机、齿条和齿轮，所述齿条固定在所述导向块的底部，所述齿轮安装于所述电机的输出轴上并与所述齿条啮合连接。

优选的，所述冲切压合一体机构还包括上固定板和下固定板，所述下固定板滑接在所述上固定板的底部，所述外圈切刀固定在所述下固定板中，所述内圈切刀滑接在所述下固定板中；所述驱动机构三包括气缸一和气缸二，所述气缸一驱动所述下固定板位移，所述气缸二驱动所述内圈切刀位移。

优选的，所述内圈切刀和外圈切刀的结构一致，均由刀座和数根切刀组成，所述刀座中设置有安装槽，所述切刀插设于所述安装槽中，所述切刀与所述下固定板之间设置有弹簧。

优选的，所述冲切压合一体机构还包括压板，所述压板位于所述切刀的下方，并采用伸缩连接杆和弹簧与所述上固定板连接；所述压板中设置有供所述切刀穿过的让位孔，底部设置有压住浇道的压块。

优选的，所述组装设备还包括抽真空机构和浇道接料机构，所述压块中设置有气孔，所述抽真空机构通过气管与所述气孔连接；所述浇道接料机构采用滑块滑轨机构安装在所述载台上，所述浇道接料机构沿滑轨运行至冲切压合一体机构的下方接收浇道。

本发明的有益效果是：1.内圈冲切工位、外圈冲切工位和压合工位这三个工位合而为一，节约了内圈和外圈在工位之间转送的时间，大大提高了内外圈的组装速度；2.通过内圈切刀位置的变换，使得内圈切刀即能执行冲切内圈的任务，又能执行压合的任务，将冲切刀和压合刀整合成一个整体，简化了组装设备的结构，减小了组装设备的体积，降低了组装设备的制造成本；3.内圈切刀和外圈切刀在完成冲切工作上行时，将浇道从接料板中吸出，浇道接料机构运行在切刀下方接收浇道，如此便无需另设浇道下料机械手，优化了组装设备的结构，降低了制造成本；4.在浇道下料的过程中，接料板位移至上料位同时接料，侧推重合机构也可同时进行内圈和外圈的重合动作，数个工作可同时进行，提高了内外圈的组装速度。

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。

图1为实施例一中键盘卡扣内外圈自动组装设备的结构示意图；

图2为实施例一中接料板的结构示意图；

图3为实施例一中侧推重合机构的结构示意图；

图4为实施例一中冲切压合一体机构的结构示意图；

图5为实施例一中冲切压合一体机构中的局部剖视图；

图6为实施例二中键盘卡扣内外圈自动组装设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例一

参见图1，键盘卡扣内外圈自动组装设备包括载台10、接料板20、侧推重合机构30、冲切压合一体机构40，侧推重合机构30安装于载台10顶部，冲切压合一体机构40位于侧推重合机构30的上方，载台10于侧推重合机构30的旁侧设置有x轴向的导向轨道50，接料板20安装于导向轨道50上，并高于侧推重合机构30。

参见图2，接料板20上设置有错位排列的内圈注塑制件定位槽21和外圈注塑制件定位槽22，接料板20对应每个内圈和每个外圈均设置有落料孔。

参见图3，侧推重合机构30包括内圈载板31、外圈载板32、驱动机构一和驱动机构二，内圈载板31中设置有内圈接料孔33，外圈载板32中设置有外圈接料孔34，外圈载板32固定于载台10顶部，内圈载板31活动安装于外圈载板32的顶部，驱动机构一驱动内圈载板31沿x轴进行第一次移动，驱动机构二驱动外圈载板32沿y轴进行第二移动，使内圈接料孔33与外圈接料孔34重合。在内圈的第一次移动只是为了与外圈排成一列，所以驱动机构一可采用气缸304去提高位移速度，而内圈的第二次移动需要让其契合进外圈内，所以其位移需要平稳，因此驱动机构二最好采用齿轮齿条机构或者丝杆传动机构，而本实施例为了缩小设备的体积，优选了齿轮齿条机构，具体设置如下：

内圈载板31中设置有一端开口的导向槽35，导向槽35中卡设有一块滑板36，内圈接料孔33位于滑板36上，滑板36的一端延伸至内圈载板31外，且这一端设置有斜槽37，内圈载板31的外部设置有一条导向块38，导向块38中设置有插入斜槽37内的销钉39；驱动机构二包括电机301、齿条302和齿轮303，齿条302固定在导向块38的底部，齿轮303安装于电机301的输出轴上并与齿条302啮合连接。

冲切压合一体机构40包括动力元件41、内圈切刀42、外圈切刀43和驱动机构三，动力元件41驱动内圈切刀42和外圈切刀43升降，驱动机构三驱动内圈切刀42位移至外圈接料孔34的上方。动力元件41主要是驱动内外圈切刀43下行进行冲切和压合，可以选择气缸或者伺服丝杆传动机构，本实施例中优选结构相对简单的气缸，以简化组装设备的结构。

参见图4，冲切压合一体机构40还包括上固定板44和下固定板45，上固定板44的顶部设置有x轴向的滑轨46，下固定板45顶部的连接板47穿过上固定板44与滑轨上的滑块连接。下固定板45对应内圈切刀42处设置有y轴向的滑槽48，内圈切刀42采用滑块49滑接在下固定板45中，而外圈切刀43固定在下固定板45中。驱动机构三先驱动下固定板45沿滑轨位移，再驱动内圈切刀42沿滑槽位移，所以驱动机构三应包括气缸一401和气缸二102这两个动力源，气缸一驱动下固定板45位移，气缸二驱动内圈切刀42位移。

参见图5，内圈切刀42和外圈切刀43的结构一致，均由刀座403和数根切刀404组成，刀座中设置有安装槽，切刀插设于安装槽中，切刀与下固定板45之间设置有弹簧(图中未示出)，当切刀下行接触到内圈和外圈后，先预压后冲切，保证了内圈和外圈的冲切质量，。

冲切压合一体机构40还包括压板410，压板410位于切刀的下方，并采用伸缩连接杆411和弹簧413与上固定板44连接；压板410中设置有供内圈切刀42和外圈切刀43穿过的让位孔，底部设置有压住浇道的压块414。压块在切刀之前先压住浇道，保证了内圈和外圈的冲切质量。

上述组装设备的工作原理如下：

导向轨道50延伸到注塑机前或者注塑制件放置处，上料机械手将外圈注塑制件和内圈注塑制件放置到接料板20中对应的定位槽内，接料板20载着注塑制件位移到侧推重合机构30的正上方。气缸驱动内圈切刀42和外圈切刀43下行分别冲切内圈和外圈然后上行，冲切得到的内圈从落料孔落入到内圈载板31的接料孔内，外圈落入到外圈载板32的接料孔内；气缸先驱动内圈载板31沿x轴平移，使内圈来到外圈的上方并与外圈沿同一直线错位排列，电机301再驱动内圈载板31沿y轴平移，使内圈来到外圈的正上方，在此次移动过程中，内圈会在重力作用下微微向下倾斜，当内圈来到外圈的正上方时，内圈整体几乎完全进入外圈内，且内圈的一个卡扣与外圈对应的卡槽契合；内圈切刀42和外圈切刀43上行后，气缸一和气缸二驱动内圈切刀42位移至外圈接料孔34的上方，气缸驱动内圈切刀42再次下行将内圈压入外圈中。

实施例二

实施例一中的浇道切除后跟随接料板20来到下料工位，由机械手进行浇道的下料，如此组装设备就需要配备两个机械手，所以本实施例在实施例一的基础上进一步优化改进。

实施例一中的组装设备还包括抽真空机构和浇道接料机构60，压块中设置有气孔，抽真空机构通过气管与气孔连接；浇道接料机构采用滑块滑轨机构安装在载台10上，浇道接料机构沿滑轨70运行至冲切压合一体机构40的下方接收浇道。

浇道接料机构为倾斜的导向槽，内圈切刀42和外圈切刀43在完成冲切工作上行时，将浇道从接料板20中吸出，导向槽运行在切刀下方接收浇道，如此便无需另设浇道下料机械手，优化了组装设备的结构，降低了制造成本。在浇道下料的过程中，接料板20位移至上料位同时接料，侧推重合机构30也可同时进行内圈和外圈的重合动作，数个工作可同时进行，提高了内外圈的组装速度。

对这些实施例的多种修该对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。