专利名称：一种dc插头自动装配装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机械装配领域，特别涉及一种DC插头自动装配装置。
背景技术：
由于移动通信手持机，数码相机，录像机，组合音响，激光视盘机，mp3, DVD等电子 产品数量的逐年增加，带动了 DC插头线的大规模生产。DC插头线的生产流程一般是车零件_电镀零件_装配零件_注塑-再注塑。目前，DC插头的种类很多，有2. 5三极DC插头，2. 5四极DC插头，3. 5四极DC插 头，2. 35音叉插头，3. 0音叉插头，3. 2音叉插头，4. 0音叉插头，4. 75音叉插头，5. 5音叉插 头，6. 5音叉插头，6. 35音频插头，9. 5视频插头等。这些插头有共同的生产工艺都是由若 干个轴类零件和套类零件依次套接成一个装配体，然后经注塑处理而成。目前，与DC插头装配体类似的装配体装配，由于既费时又低档，一直是一种手工 操作的劳动密集型工作，自动化程度低，无法满足大批量生产需求。因此，研究简单易用的 自动装配方法，研制开发一种可重构自动装配系统，以适应此类产品的多品种，大批量生产 需求是非常必要的。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的缺点，针对DC插头装配体这类装 配体的装配，提供一种自动装配装置。本实用新型是通过以下技术方案实现的一种DC插头自动装配装置，该装配装置 具有送料器，滑动工作台4，装配工作台7，零件自动分配机构，装配体存放盒夹具18，导料 块17，装配体存放盒11等组成，滑动工作台4位于装配工作台7下方，其特征在于送料 器，包括有多个，每种零件一个，用于整理零件，使零件有序排列，并通过输料槽输送到零件 自动分配机构中，送料器灵活装置于装配工作台7的周边；存放盒11在存放盒夹具18中并被准确定位、夹紧于滑动工作台4上，滑动工作台 4在伺服电机的驱动下作步进运动；零件自动分配机构，包括有多个，每种零件一个，位于装配工作台7上，分别从相 应输料槽里面选出M个零件送到导料块17的相应导料孔处，零件能沿着导料孔落入存放盒 11的孔中；导料块17上开有导料孔，导料孔有多排，每种零件一排，每排导料孔的数目与存 放盒每一排孔的数目相同，为M个，M为大于或等于3，小于或等于7的整数，每次滑动工作 台4步进运动停止时，某一排导料孔与存放盒某一排孔对齐；存放盒自动分配机构，从存放盒输料槽12里面每次自动选出1个存放盒11，由存 放盒夹具夹紧装置的气缸送到存放盒夹具18中。本实用新型送料器基本为圆形结构，其内设置有螺旋的升料带，螺旋升料带上有 挡片以保证各零件按照一定的顺序并保证各零件以小端在上，且轴线垂直于相应输料槽的槽底面的姿态储存起来；保证存放盒11以带孔表面水平向上的姿态储存在存放盒输料槽 12里；所述的滑动工作台4为方形结构，其上安装有存放盒夹具18，伺服电机驱动滑动工作 台(4)及装配体存放盒11作步进运动。本实用新型所述的零件自动分配机构均采用多杆结构，用单耳转动气缸8作为原 动件，通过角杆9，连杆14连接相应的分配滑块，使得滑块作双向滑动，各分配滑块均位于 导料块17的上方，各分配滑块侧面均开有缺口，缺口的数目为M个，缺口的大小险好保证1 个相应的零件能进入滑块，分配滑块通过两个弹性限位器22准确确定两个极限位置，一个 极限位置为其侧面的缺口恰好与零件输料槽的槽中心对齐，每排输料槽里的1个零件在振 动盘送料器的磁振力以及零件的相互挤压作用下能自动进入分配滑块的缺口，另一个极限 位置为分配滑块缺口与导料块17的相应导料孔对齐，缺口里的零件能沿着导料孔落入存 放盒11的孔中。本实用新型所述的导料块17开有导料孔，导料孔有多排，每种零件一排，每排导 料孔的数目与存放盒每一排孔的数目相同，为M个，M为大于或等于3，小于或等于7的整 数，导料块17通过标准的接口与装配工作台7连接，导料孔处导料块17的材料要求必须保 证零件的接触长度与直径之比大于导料孔与零件之间的摩擦系数，导料孔直径比所引导零 件的最大外圆直径大20-30微米。本实用新型所述的装配体存放盒11为长方体结构，存放盒 上有矩形阵列阶梯型 孔，其孔径尺寸要求必须保证所有零件都能从导料孔落入存放盒里面，以及零件落入存放 盒11之后，其轴能尽可能垂直而只出现较小幅度的偏摆，以便保证当一零件落入存放盒之 后，下一种零件能够自动套在上边，一般孔直径比所配合的零件外圆直径大20-30微 米，每次当存放盒11被准确定位并夹紧时，位于导料块17下方的存放盒11的第一排孔与 导料块17的第一排导料孔对齐，第1种零件从第一排导料孔落入存放盒后，滑动工作台沿 着存放盒长度方向作步进运动，运动一段距离后停止，存放盒11的第二排孔与导料块17的 第一排导料孔对齐，第1种零件沿第一排导料孔落入存放盒第二排孔、第2种零件沿第二排 导料孔落入存放盒第一排孔，套在第1种零件上，按照同样的方式可以完成所有零件的自 动装配。本实用新型具有占地面积小，工作效率高等特点，能节省大量的人力，减轻工人的 劳动强度，提高生产效率。DC插头装配体这一类装配体具有以下共有特征装配体由若干个轴类零件和套 类零件依次套接而成，各零件的各对相关轴或套的外表面和相关孔的内表面都是光滑回转 面，且轴和孔之间并非配合尺寸，具有较大间隙。本实用新型中零件自动分配机构由单耳转动气缸8驱动，存放盒夹具夹紧装置等 采用气缸作为原动件；本实用新型包括控制电路，实现对该装配装置的控制，包括控制上料速度，滑动工 作台4的步进距离以及步进速度，机械手动作，皮带机运转等。控制电路可以是以通用型 数控系统为基础，可以是以可编程序控制器为基础，可以是以个人电脑为基础，可以是以工 控机为基础，也可以是以单片机为基础，它用于实现对该自动装配装置的控制，包括控制上 料速度，工作台的步进距离以及步进速度，机械手动作，皮带机运转等。[0021]本实用新型的滑动工作台4为方形结构，可以带动装配体存放盒11作步进运动， 此结构相比圆形工作台结构，具有可以同时装配多个装配体，装配效率高，结构简单，占地 面积小等优点。本实用新型要求存放盒夹具能保证存放盒被准确定位并夹紧，夹紧装置采用气动 元件驱动。本实用新型的伺服电机可以是交流伺服电机、直流伺服电机、步进电机或直线电 机。该装配装置还设置有监视DC插头装配进程的监控装置，该监控装置可以是行程 开关，也可以是光电感应开关。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述
图1是本实用新型的实体模型图；图2是本实用新型的振动盘送料器与输料槽的连接示意图；图3是本实用新型各零件输料槽、各零件分配滑块、装配工作台、导料块之间的位 置关系以及结构的主视简图；图4是本实用新型各零件分配装置的机构简图；图5是本实用新型在图4中沿件17导料块上表面剖开，向下投影的局部俯视图， 反映零件IV分配机构的滑块与零件IV输料槽、装配工作台以及导料块之间的位置关系；图6是本实用新型实现DC插头装配体装配的原理图；1.滚珠丝杠螺母副，2.电控柜，3.床身，4.滑动工作台，5.零件IV输料槽，6.零 件III输料槽，7.装配工作台，8a.单耳转动气缸缸体，8b.单耳转动气缸活塞杆，9.角杆， 10.零件II输料槽，11.装配体存放盒，12.存放盒输料槽，13.型材，14.连杆，15.零件IV 分配滑块，16.零件I输料槽，17.导料块，18.存放盒夹具，19.零件III分配滑块，20零件 II分配滑块，21.零件I分配滑块，22.弹性限位器，23.零件分配滑块导向装置，24.齿轮 副，25.步进电机，26.振动盘送料器，27.输料槽中的零件，28.导料孔，29.滑块缺口
具体实施方式
实施例1 本实用新型的实施例1是实现零件I，零件II，零件III，零件IV的依次 套接，装配成图12所示的装配体，完成装配后，将装配体存入存放盒11中，其中存放盒有20 排孔，每排由5个孔组成，总共由100个阶梯形孔组成。具体是这样实现的参照图1，当存放盒11被放入存放盒振动盘送料器里边后，在 振动盘的磁振动力作用下，能自动有序地沿着送料器里边的螺旋轨道运动，螺旋轨道上的 挡块等设计能保证开孔的表面水平朝上，运动至存放盒输料槽12中进行暂时存储，其中存 放盒振动盘位于床身3的周边且靠近存放盒输料槽12的位置处。参照图2，零件I在振动盘送料器的磁振力作用下，能自动有序沿着螺旋轨道运 动，螺旋轨道上的挡块等设计能保证零件I以小端在上且轴线垂直于零件I输料槽16的槽 底面的姿态储存在零件I输料槽16中，其中零件I输料槽16的结构参照图2，总共5排 槽，从振动盘送料器出来的零件I因此被分成5排。按照相同的方式，零件II在振动盘送料器的作用下，能自动有序沿着螺旋轨道运动，螺旋轨道上的挡块等设计能保证零件II以 小端在上且轴线垂直于零件II输料槽10的槽底面的姿态储存在零件II输料槽10中，零 件II输料槽10的结构参照图2。零件III和零件IV也都是按照相同的方式以小端朝上 且轴线分别垂直于零件III输料槽6和零件IV输料槽5的槽底面的姿态分别储存在零件 III输料槽6和零件IV输料槽5中，各零件的输料槽都是由5排槽组成的，参照图2。四种 零件都由单独振动盘送料器自动送料，因此，本系统，包括存放盒振动盘送料器在内总共有 5个振动盘送料器，其中，零件振动盘送料器分布在床身3的周边位置。参照图1，当滑动工作台4回到初始位置时，即工作台碰到初始行程开关时，存放 盒输料槽12里面的存放盒11在一个存放盒自动分配机构作用下，每次自动被选出1个，并 被送到滑动工作台4上的存放盒夹具18处，经准确定位后，存放盒夹具夹紧装置将存放盒 11夹紧。参照图6，当存放盒准确定位后，存放盒11第一排的5个孔与导料块17第一排的 5个导料孔对齐。参照图3、4、5，初始时零件I分配滑块21后端面接触弹性限位器22，此位置处分 配滑块21的缺口恰好与零件I输料槽16的槽中心对齐，输料槽16里面的零件I在振动盘 磁振力以及各零件之间的相互挤压作用下进入滑块21的缺口中，待存放盒11准确定位 后，分配滑块21在单耳转动气缸8的驱动下带动缺口里面的零件向前边滑行，直到分配滑 块21的前端面接触弹性限位器22时停止，此时，分配滑块21的缺口中心线与导料孔28的 中心线对齐，缺口里面的零件能够沿着导料孔同时落入存放盒11中，而零件II，零件III， 零件IV的分配滑块保持不动。参照图6，5个零件I同时掉入到存放盒11冲的第一排孔后，滑动工作台4在一个 步进电机25的驱动下经过齿轮副24和滚珠丝杠螺母副1的传递作用作步进运动。滑动工 作台4的运动距离恰好是存放盒11的孔距。待滑动工作台4停止时，存放盒11的第二排 孔与导料块17的第一排导料孔对齐。参照图5、6，零件I和零件II在自动分配机构作用下，分别从零件I输料槽16和 零件II输料槽10中自动选出5个送至导料孔处，零件I沿导料块17的第一排导料孔，零 件II沿导料块17的第二排导料孔滑下。此时，零件I落入存放盒11第二排孔，零件II落 入存放盒11第一排孔，并套在零件I上，实现装配。因为存放盒孔为阶梯形并有尺寸要求， 孔径比所配合的零件I相应轴径大24微米，既能使各零件I顺利落入存放盒，又能使轴线 尽可能垂直，因此，零件II能套在零件I上。参照图6，滑动工作台4停止一段时间后，继续作步进运动，然后停止，此时存放盒 11第一排孔对准导料块17的第三排导料孔，零件I，零件II，零件III在自动分配机构的作 用下同时被自动选出5个送到导料孔处，并从导料孔落入存放盒11中，零件IV分配滑块 15保持不动。零件I落入存放盒11第三排孔，零件II落入第二排孔，套在零件I上，零件 III落入第一排孔，套在零件II上。参照图6，滑动工作台4停止相同时间后，继续步进运动一段距离然后停止，此时 存放盒11的第一排孔对准导料块17的第四排导料孔，各零件分配滑块同时动作，四种零件 可以同时落入存放盒11。其中零件I落入第四排孔，零件II落入第三排孔，套在零件I上， 零件III落入第二排孔，套在零件II上，零件IV落入第一排孔，套在零件III上。[0043]按照同样的动作原理，当存放盒11最后一排孔对准第二排导料孔时，零件I分配 滑块21的缺口始终与零件I输料槽16的槽中心对齐，使得零件I不能落入存放盒11中， 其他的零件可以同时落入存放盒11，当存放盒11最后一排孔对准第三排导料孔时，零件I， 零件II不能落入存放盒，当存放盒11最后一排孔对准第四排导料孔时，只有零件IV才可 以落入存放盒11中，此时滑动工作台4再步进一次，四种零件都不能落入存放盒11中，此 时存放盒夹具18松开并延时，一个机械手将料盒搬到一条传送带上，待机械手将存放盒搬 离滑动工作台4后，滑动工作台4快速返回到初始位置，这样就完成一次装配过程。以上所述，是本实用新型DC插头自动装配装置的一个具体实现方式，并不代表本 实用新型所有实现方式，凡是在结构上与本实用新型类似，有相同或类似解决方案的具体 应用，都在本实用新型的保护范围之内。通过3. 5四极DC插头这一实例分析，DC插头自动装配装置适合装配由若干个轴 类零件和套类零件依次套接而成的装配体，各零件的各对相关轴或套的外表面和相关孔的 内表面都是光滑回转面，且轴和孔之间并非配合尺寸，具有较大间隙。如果间隙不够，将会 影响装配。对于影响装配的零件结构，可以考虑在不影响零件使用性能的前提下，改变零件 的结构设计，增加零件之间的相对间隙。
权利要求1.一种DC插头自动装配装置，该装配装置具有送料器，滑动工作台0)，装配工作台 (7)，零件自动分配机构，装配体存放盒夹具(18)，导料块(17)，装配体存放盒(11)等组成， 滑动工作台(4)位于装配工作台(7)下方，其特征在于送料器，包括有多个，每种零件一 个，用于整理零件，使零件有序排列，并通过输料槽输送到零件自动分配机构中，送料器灵 活装置于装配工作台(7)的周边；存放盒(11)在存放盒夹具(18)中并被准确定位、夹紧于滑动工作台(4)上，滑动工作 台(4)在伺服电机的驱动下作步进运动；零件自动分配机构，包括有多个，每种零件一个，位于装配工作台(7)上，分别从相应 输料槽里面选出M个零件送到导料块(17)的相应导料孔处，零件能沿着导料孔落入存放盒 (11)的孔中；导料块(17)上开有导料孔，导料孔有多排，每种零件一排，每排导料孔的数目与存放 盒每一排孔的数目相同，为M个，M为大于或等于3，小于或等于7的整数，每次滑动工作台 (4)步进运动停止时，某一排导料孔与存放盒某一排孔对齐；存放盒自动分配机构，从存放盒输料槽(1 里面每次自动选出1个存放盒(11)，由存 放盒夹具夹紧装置的气缸送到存放盒夹具(18)中。
2.根据权利要求1所述的DC插头自动装配装置，其特征在于送料器基本为圆形结 构，其内设置有螺旋的升料带，螺旋升料带上有挡片以保证各零件按照一定的顺序并保证 各零件以小端在上，且轴线垂直于相应输料槽的槽底面的姿态储存起来；保证存放盒(11) 以带孔表面水平向上的姿态储存在存放盒输料槽(1 里；所述的滑动工作台(4)为方形结 构，其上安装有存放盒夹具(18)，伺服电机驱动滑动工作台(4)及装配体存放盒(11)作步 进运动。
3.根据权利要求2所述的DC插头自动装配装置，其特征在于所述的零件自动分配机 构均采用多杆结构，用单耳转动气缸(8)作为原动件，通过角杆(9)，连杆(14)连接相应的 分配滑块，使得滑块作双向滑动，各分配滑块均位于导料块(17)的上方，各分配滑块侧面 均开有缺口，缺口的数目为M个，缺口的大小恰好保证1个相应的零件能进入滑块，分配滑 块通过两个弹性限位器0 准确确定两个极限位置，一个极限位置为其侧面的缺口恰好 与零件输料槽的槽中心对齐，每排输料槽里的1个零件在振动盘送料器的磁振力以及零件 的相互挤压作用下能自动进入分配滑块的缺口，另一个极限位置为分配滑块缺口与导料块 (17)的相应导料孔对齐，缺口里的零件能沿着导料孔落入存放盒(11)的孔中。
4.根据权利要求3所述的DC插头自动装配装置，其特征在于所述的导料块(17)开有 导料孔，导料孔有多排，每种零件一排，每排导料孔的数目与存放盒每一排孔的数目相同， 为M个，M为大于或等于3，小于或等于7的整数，导料块(17)通过标准的接口与装配工作 台(7)连接，导料孔处导料块(17)的材料要求必须保证零件的接触长度与直径之比大于导 料孔与零件之间的摩擦系数，导料孔直径比所引导零件的最大外圆直径大20-30微米。
5.根据权利要求4所述的DC插头自动装配装置，其特征在于所述的装配体存放盒 (11)为长方体结构，存放盒上有矩形阵列阶梯型孔，其孔径尺寸要求必须保证所有零件都 能从导料孔落入存放盒里面，以及零件落入存放盒(11)之后，其轴能尽可能垂直而只出现 较小幅度的偏摆，以便保证当一零件落入存放盒之后，下一种零件能够自动套在上边，孔直 径比所配合的零件外圆直径大20-30微米，每次当存放盒(11)被准确定位并夹紧时，位于导料块(17)下方的存放盒(11)的第一排孔与导料块(17)的第一排导料孔对齐，第1种零 件从第一排导料孔落入存放盒后，滑动工作台(4)沿着存放盒长度方向作步进运动，运动 一段距离后停止，存放盒(11)的第二排孔与导料块(17)的第一排导料孔对齐，第1种零件 沿第一排导料孔落入存放盒第二排孔、第2种零件沿第二排导料孔落入存放盒第一排孔， 套在第1种零件上，按照同样的方式可以完成所有零件的自动装配。
专利摘要本实用新型提出一种DC插头自动装配装置。该装配装置具有送料器，滑动工作台，装配工作台，零件自动分配机构，装配体存放盒夹具，导料块，装配体存放盒，单耳转动气缸，伺服电机，机械手，皮带机以及控制电路等。该自动装配装置可以通过更换导料块，零件分配机构中的分配滑块以及存放盒等结构可以实现不同种类DC插头装配体这类产品的自动装配从而实现柔性装配。该装配装置具有结构简单，装配效率高，占地面积小等优点。
文档编号H01R43/20GK201918626SQ20092005970
公开日2011年8月3日 申请日期2009年7月3日 优先权日2009年7月3日
发明者刘志辉, 张自强 申请人:汕头大学, 汕头轻工装备研究院