一种通信微波器件环行器插针装置及环行器插针机的制作方法

本发明涉及工控机领域，尤其涉及一种通信微波器件环行器插针装置及包含所述通信微波器件环行器插针装置的环行器插针机。

背景技术：

通信器件环行器主要包括环行器腔体，在所述环行器腔体上设有三个通孔，用于安装内导体，内导体外围套接有介质套，目前，针对环行器的组装，内导体和介质套部分的组装为传统流水线作业，需要3条流水线至少4个作业人员同时作业，还需要额外人员分别用于输送各工序的半成品及成品及对成品质检。现有的组装方式全程需要多个人工参与，装配效率低下，人工成本高，从而导致产品成本高。此外，并且整体场地占用非常大。

技术实现要素：

为解决现有技术中的问题，本发明提供一种通信微波器件环行器插针装置及包含所述通信微波器件环行器插针装置的环行器插针机。

本发明通信微波器件环行器插针装置包括插针台、设置在插针台上、沿插针台运动方向依次设置的放腔体工位、组装介质套工位、组装内导体工位和成品取料工位，其中，所述放腔体工位、组装介质套工位、组装内导体工位和成品取料工位上设有容纳环行器成品或半成品的型腔，所述组装介质套工位、组装内导体工位还设有将所述环行器成品或半成品定位预压在所述型腔内的定位预压装置，还设有驱动所述插针台运动的驱动机构。

本发明作进一步改进，所述定位预压装置包压紧气缸和压紧气缸相连的预紧块。

本发明作进一步改进，所述插针台的形状为圆形，所述放腔体工位、组装介质套工位、组装内导体工位和成品取料工位均匀设置在所述插针台外周边上，所述驱动机构为电机，所述电机与所述插针台的入力轴通过联轴器连接，所述插针台上还设有原点复位装置。

本发明作进一步改进，所述放腔体工位、组装介质套工位、组装内导体工位和成品取料工位的数量相同，并成1的倍数设置，当所述放腔体工位、组装介质套工位、组装内导体工位和成品取料工位的数量为2个以上时，单种工位相邻设置。

本发明还提供一种包含所述通信微波器件环行器插针装置的环行器插针机，包括机架、设置在机架上的工作台，所述环行器插针装置设置在工作台上，所述工作台上设有将环行器腔体放置在放腔体工位上的上料机械手，输送介质套到组装介质套工位的第一送料装置，输送内导体到内导体工位的第二送料装置，将成品从所述成品取料工位取出的取料机械手，还包括设置在工作台上，用于检测产品是否合格的视觉检测装置，还包括分别与所述环行器插针装置、上料机械手、第一送料装置、第二送料装置、取料机械手及视觉检测装置相连的控制装置。

本发明作进一步改进，所述工作台上还设有与视觉检测装置配合的水平旋转台，所述取料机械手能够将成品从所述成品取料工位取出并放置在所述水平旋转台上，供所述视觉检测装置检测。

本发明作进一步改进，还包括设置在工作台上的第一输送装置和第二输送装置，其中，所述第一输送装置用于输送环行器腔体，所述上料机械手能够将环行器腔体从所述第一输送装置转移至所述放腔体工位上的型腔内，所述第二输送装置用于输送成品，所述第二输送装置上方还设有用于将成品从所述水平旋转台转移至第二输送装置料盘内的下料机械手。

本发明作进一步改进，所述第一输送装置和第二输送装置均为平带输送线，所述第一输送装置和第二输送装置在所述工作台上垂直设置，所述平带输送线包括皮带、驱动皮带的电机、设置在皮带两侧的型材、及设置在型材上表面的用于遮挡料盘的挡板、还包括设置在平带输送线末端的用于阻挡料盘的流水线阻挡件，所述输送装置上还设有对料盘位置定位的接近开关。

本发明作进一步改进，所述工作台上还设有停止或放行所述平带输送线的定位夹紧装置，所述定位夹紧装置包括与输送装置输送方向垂直的y轴安装板、设置在y轴安装板上的y轴气缸、设置在y轴安装板一侧由y轴气缸驱动的第一定位夹板，设置在所述y轴安装板另一侧的第二定位夹板，所述第一定位夹板和第二定位夹板能够夹紧所述皮带，还包括z轴气缸安装板和设置在z轴气缸安装板上的z轴气缸，所述z轴气缸的驱动轴与所述y轴安装板底面中部固定连接。

本发明作进一步改进，所述工作台上还设有将产品从安装底面翻转180度至顶面的翻转机构和设置在所述翻转机构下方的排废收纳盒，所述取料机械手从所述水平旋转台取料至翻转机构，不合格产品从所述翻转机构上方落入排废收纳盒，合格产品经过翻转机构夹紧翻转，所述下料机械手从所述翻转机构去料，并下料。

本发明作进一步改进，所述第一送料装置和第二送料装置均包括振动盘送料模块和将振动盘送料模块的出料转移至相应工位型腔内的送料机械手，所述第二送料装置包括圆振结构、设置在圆振结构输出端的直振结构，设置在直振结构出口通过流道连通的分料机构，所述分料机构包括分料电机、和由所述分料电机驱动旋转的分料治具，所述分料治具上设有一个以上的型腔孔。

本发明作进一步改进，所述型腔孔的数量为2个以上，还包括触发所述分料电机旋转的感应装置，所述分料机构还包括分料机构底板、设置在分料机构底板上的分料机构固定立板、设置在分料机构固定立板上用于调节分料电机高度的分料机构z向固定板。

本发明作进一步改进，所述机架上方、工作台的外围设有保护所述环行器插针机的保护罩，所述保护罩上还设有与控制器相连的报警装置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：自动化组装，组装过程不需要人工参与，组装效率高，产品一致性好，大大降低人工和时间成本，并且设备比之前流水线作业，场地占用大大减小，有限的场地能够摆放更多设备，多台设备同时工作，进一步倍速提高工作效率。

附图说明

图1和图2为本发明环行器插针机一实施例结构示意图；

图3和图4为环行器插针机各测试模块设置结构示意图；

图5-图8为通信微波器件环行器插针装置结构示意图；

图9为环行器插针机上部分装置与通信微波器件环行器插针装置配合结构示意图；

图10为上料三轴机械模组结构示意图；

图11为下料三轴机械模组结构示意图；

图12-14为内导体精密振动盘结构示意图；

图15-18为分料机构结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1和图4所示，本例的环行器插针机，包括机架13、设置在机架13上的工作台，所述通信微波器件环行器插针装置3(简称环行器插针装置)设置在工作台上。本例还包括设置在机架13上方、工作台外围的保护罩16，在所述保护罩16上设有控制面板14和显示屏15，在保护罩16上方还设有三色警示灯，从而指示工作状态。也可以增加声光等报警装置，从而当设备出现故障时，启动报警。

如图5-8所示，本例的环行器插针装置3包括插针台301、设置在插针台301上、沿插针台301运动方向(图5下方箭头)依次设置的放腔体工位3011、3012，组装介质套工位3013、3014，组装内导体工位3015、3016，和成品取料工3017、3018，其中，所述放腔体工位3011、3012，组装介质套工位3013、3014，组装内导体工位3015、3016，和成品取料工位3017、3018上设有容纳环行器18成品或半成品的型腔3019，所述组装介质套工位3013、3014，组装内导体工位3015、3016还设有将所述环行器18成品或半成品定位预压在所述型腔3019内的定位预压装置，本例的定位预压装置包压紧气缸3021和压紧气缸3021相连的预紧块3022。所述预紧块3022也可以由其他的驱动机构驱动。本例的环行器插针装置3还包括驱动所述插针台301运动的伺服电机303。采用伺服电机303运动精准，更予以控制，也可以采用其他类型的电机。本例的放腔体工位、组装介质套工位、组装内导体工位和成品取料工位的数量相同，并成1的倍数设置，当所述放腔体工位、组装介质套工位、组装内导体工位和成品取料工位的数量为2个以上时，单种工位相邻设置。

优选的，本例的插针台301的形状为圆形，节省空间。所述放腔体工位3011、3012，组装介质套工位3013、3014，组装内导体工位3015、3016和成品取料工位3017、3018均匀设置在所述插针台301外周边上，本例伺服电机303与所述插针台301的入力轴通过联轴器306连接，可保护电机轴被憋坏。所述插针台301上还设有原点复位装置。作为其中一个实施例，本例的原点复位装置包括设置在底座上固定的感应开关304，设置在入力轴上，随插针台301一起转动的光电感应片305，在所述光电感应片305上设有感应缺口3051，靠光电感应片305上的感应缺口3051对准光电感应开关304的透光处感应原点。

本例采用8个工位足够插针组装，可以采用8工位以上，根据装配工艺此处采用8个工位即可。旋转动力源为伺服电机,增加了转盘精度。伺服电机驱动分割器顺时针方向旋转，将产品从第一工位搬运到第七工位。在组装介质套和内导体时，型腔3019里的产品腔体需要定位预压,靠气缸去顶，使腔体贴紧分割治具里的型腔边。

如图3和图4所示，本例的工作台上设有将环行器腔体放置在放腔体工位3011上的上料机械手2，输送介质套到组装介质套工位3013的第一送料装置4，输送内导体到内导体工位3015的第二送料装置6，将成品从所述成品取料工位3017取出的取料机械手5，还包括设置在工作台上，用于检测产品是否合格的ccd视觉检测装置9，还包括分别与所述环行器插针装置3、上料机械手2、第一送料装置4、第二送料装置6、取料机械手7及ccd视觉检测装置9相连的控制装置，本例的控制装置的工作状态通过控制面板14操作设置。

本例工作台上还设有与ccd视觉检测装置9配合的水平旋转台19，所述取料机械手7能够将成品从所述成品取料工位3017取出并放置在所述水平旋转台19上，旋转至合适角度，供所述ccd视觉检测装置9完成视觉检测。

为了实自动化供料，本例还包括设置在工作台上的第一输送装置1和第二输送装置12，其中，所述第一输送装置1用于输送环行器腔体，所述上料机械手2能够将环行器腔体从所述第一输送装置1转移至所述放腔体工位3011上的型腔3019内，所述第二输送装置12用于输送成品，所述第二输送装置12上方还设有用于将成品从所述水平旋转台19转移至第二输送装置12料盘内的下料机械手11。

因视觉检测后的成品是底面朝上，但是贴标及包装等，产品应该是顶面朝上放置，因此，本例在视觉检测后，还包括将产品从安装底面翻转180度至顶面的翻转操作，有翻转机构10来完成，本例的翻转机构10设置在水平旋转台19附近的工作台上，在所述翻转机构10下方还设有排废收纳盒20，所述取料机械手7从所述水平旋转台19取料至翻转机构10，所述翻转机构10包括前端的夹指和驱动夹指开合的夹指气缸，及驱动所述翻转机构10翻转的翻转气缸。所述取料机械手7将产品取出放到夹指的中间位置，夹指气缸动作将产品夹住。若产品检测不合格，则夹指气缸不动作，产品被破孔直接放入排废收纳盒20里，合格产品经过翻转机构夹紧翻转，所述下料机械手从所述翻转机构去料，并下料。

本例的水平旋转台19与翻转机构10均可三个方向可调，可避免因工件加工误差而引起装配位置偏差。翻转机构10的安装底座x向开u型孔可使结构x向左右调节。设置在安装底座上的垂直安装板z向开u型孔，可以使结构前后及上下调节。水平安装台在同样在安装底座x向开u型孔可使结构x向左右调节，上方旋转台安装板y向开u型孔，可以使结构前后调节，垂直安装板z向开u型孔，可以使结构上下调节。

本例的第一输送装置1和第二输送装置12优选为平带输送线，所述第一输送装置1和第二输送装置12在所述工作台上垂直设置，所述平带输送线包括皮带、驱动皮带的电机、设置在皮带两侧的型材、及设置在型材上表面的用于遮挡料盘的挡板、还包括设置在平带输送线末端的用于阻挡料盘的流水线阻挡件，所述输送装置上还设有对托盘治具17位置定位的接近开关。在流水线上能够连续放置多个产品料盘，进一步提升工作效率。本例采用环形流水线作业，既可以拼接运行，也可以单机操作，从而适应不同的环境需求。所述平带输送线上沿输送方向依次设置有上料位、取/放料位和下料位，其中，所述上料位和下料位设置在所述平带输送线的两端。

本例平带输送线可以由控制器控制停止或放行，为了防止急停缩短电机寿命及料盘位置不容易控制，优选的，本例的还包括对所述平带输送线限位的定位夹紧装置。

本例定位夹紧装置包括与输送装置输送方向垂直的y轴安装板、设置在y轴安装板上的y轴气缸、设置在y轴安装板一侧由y轴气缸驱动的第一定位夹板，设置在所述y轴安装板另一侧的第二定位夹板，所述第一定位夹板和第二定位夹板能够夹紧所述皮带，还包括z轴气缸安装板和设置在z轴气缸安装板上的z轴气缸，所述z轴气缸的驱动轴与所述y轴安装板底面中部固定连接。

本例在所述平带输送线下方设置定位夹紧气缸，从而在检测时，能够使所述平带运送线停止或放行。采用皮带输送供料，气缸定位，产品流动顺畅，定位精准。

如图10所示，本例的上料机械手2包括上料三轴机械模组及由所述上料三轴机械模组驱动的机械手207。本例的上料三轴机械模组包括x向模组201、设置在x向模组201上方的y向模组202，设置在y向模组202上的拖链204及z向模组，所述z向模组包括z轴气缸203、设置在z轴气缸203下方的磁性开关205，设置在磁性开关205下方的由z轴气缸203垂直驱动的双滑块模组206。所述机械手207通过吸盘固定轴208及无油衬套209固定在所述双滑块模组206上。

本例上料机械手2的x轴方向和y轴方向均靠伺服电机驱动，丝杆传动，z轴方向靠气缸伸缩来实现上下动作。所述吸盘固定轴208安装有防呆装置，靠设置吸盘固定轴208上方的定位块定位，靠设置在吸盘固定轴208下方的无油衬套209导向，靠吸盘固定轴208上方的导向块精准导向。

如图11所示，本例的下料机械手11包括下料三轴机械模组及由所述下料三轴机械模组驱动的吸嘴1105。本例的下料三轴机械模组包括第二x向模组1101、设置在第二x向模组1101上方的第二y向模组1102，设置在第二y向模组1102上的z向模组1103，所述吸嘴1105上方设有驱动所述吸嘴1105旋转的旋转电机1108，所述旋转电机1108安装在由所述z向模组驱动的滑块1106上，所述旋转电机1108中空，上方设有与吸嘴1105连通的气接头1107，本例的吸嘴1105采用smt(表面贴装技术)贴片式吸嘴。

本例下料机械手11的x轴方向和y轴方向均靠伺服电机驱动，丝杆传动，z轴方向靠气缸伸缩来实现上下动作。

如图3、图4及图12-18所示，本例的第一送料装置4和第二送料装置6均包括振动盘送料模块和将振动盘送料模块的出料转移至相应工位型腔内的送料机械手，所述第二送料装置6包括储料盘601、设置在储料盘601输出端的直振结构602，设置在直振结构602上方设有直振气缸603，在所述第二送料装置6底板上设有气缸x向调节底板607，在所述气缸x向调节底板607设有气缸固定板立板606，所述气缸固定板立板606上还设有气缸固定板z向调节座605，所述气缸固定板z向调节座605上方设有气缸固定板604，所述直振气缸603固定在是气缸固定板604上方。本例的第二送料装置6还包括设置在直振结构602出口通过流道609连通的分料机构608。

如图15-18所示，所述分料机构608包括分料电机6086、和由所述分料电机6086驱动旋转的分料治具6087，所述分料治具6087上设有一个以上的型腔孔。

本例的型腔孔的数量为4个，所述分料电机6086根据所述型腔孔的位置选择分料，本例还包括触发所述分料电机6086旋转的感应装置，所述分料机构还包括分料机构底板6081、设置在分料机构底板6081两侧的两块分料机构固定立板6082、设置在分料机构固定立板6082上用于调节分料电机高度的分料机构z向固定板6083，在两块分料机构z向固定板6083之间设有电机固定板6084，所述分料电机6086固定在所述电机固定板6084下方。

本例的感应装置为对射光纤，所述对射光纤通过对射光纤固定座6085固定在分料治具6087上。

所述第二送料装置6的工作原理为：

振动盘程序启动，通过圆振与直振把料送至出料口，直振气缸603的作用是在流道处抖动，防止堵料，直振气缸603可通过部件气缸固定板z向调节座605上下移动位置，通过部件气缸x向调节底板607可y方向前后移动位置，可以精准调节到流道609合适位置处。

本送料装置加装有分料机构608，此机构可调节，与流道609精准对位，本例的分料电机6086采用伺服电机实现精准定位，装有对射光纤实现原点复位功能，原点设置在对射光纤位置a处,分料治具6087上加工通孔，与对射光纤固定座6085的光纤孔连接。伺服电机旋转靠对射光纤料到感应触发，触发位在对射光纤位置b处。分料治具设有四个型腔孔，每次旋转90度，与伺服电机靠连接套6088连接,保证四个型腔孔旋转的位置度。

本例的送料机械手为为能够水平移动和垂直运动的二轴机械手。y轴方向靠伺服电机驱动，丝杆传动。z轴方向靠气缸伸缩来实现上下动作。在气缸下方装有缓冲器，左右各两个，工作稳定、可靠安全。本例采用平移模组取料，移动空间大，定位精度高，可快速取走原材料并组装。

由于机械手吸的产品的特殊性及环行器上需要同时安装三根介质套及内导体，此处需要同时吸三根介质套或内导体，吸嘴采用中空连接管道及三路吸嘴加密封圈连接，中空连接管上端连接气接头通气，吸嘴根据产品形状定制。采用密封圈防止漏气，增加了气路密封性。

本发明能够实现自动化组装插针，组装过程不需要人工参与，组装效率高，产能达到1200pcs/h，产品一致性好，大大降低人工和时间成本，并且设备比之前流水线作业，场地占用大大减小，有限的场地能够摆放更多设备，多台设备同时工作，进一步倍速提高工作效率。

本发明的工作原理为：

1.产品腔体装填治具：人工托盘供料，平带输送线送料，光电感应器感应，气缸夹具定位，流水线停止运动，上料三轴机械手取料，装填治具，环行器插针装置(简称插针治具)旋转到下一个工位。

2.介质套组装：插针治具夹紧产品腔体，精密振动盘供料，分料治具旋转分料，有三个感应点感应是否都有料，如果是，取料机械手取料并装填产品腔体，插针治具的夹紧气缸张开，插针治具旋转到下一个工位。

具体的，插针治具旋转至该工位时，夹紧气缸预压腔体，保证腔体的准确位置，振动盘末端出料处有料到位感应点，伺服电机旋转90度三次后，取料机械手收到信息后，下压取料，再把介质套压合在腔体里ccd相机检测产品位置。

3.内导体组装：插针治具夹紧产品腔体，精密振动盘供料，分料治具旋转分料，有三个感应点感应是否都有料，如果是，取料机械手取料并装填产品腔体，插针治具的夹紧气缸张开，插针治具旋转到下一个工位。

具体的，插针治具旋转至该工位，气缸预压腔体，保证腔体的准确位置，振动盘末端出料处有料到位感应点，伺服电机旋转90度三次后，取料机械手收到信息后，下压取料，再把内导体压合在介质套里。

4.输送成品：取料机械手从成品取料工位取料至水平旋转台，水平选择台旋转并采用ccd视觉检测装置检测插针是否良好。取料机械手同步取料到翻转气缸，不合格产品放入排废收纳盒，合格产品采用翻转机构翻转方向，然后采用下料机械手取料到托盘治具。等所述托盘治具装满，平带输送线输送下一个托盘至放料位。

具体的，插针治具转至该工位，取料机械手抓取并旋转90°放至ccd视觉检测装置位置，ccd主要检测介质套与内导体压合是否合格，是则通过机械手放至翻转机构，下料机械手抓取，放至在成品皮带输送线已经放好的产品托盘治具中。

产品托盘中满料后，皮带输送线感应到，气缸夹具放开，输送到下一处，感应到料盘则通知操作人员及时取盘。

本发明是集机械、电气于一体的高端自动化生产设备，适用于通信微波器件环行器产品的插针组装，采用环形流水线上料下料，机械机构方面采用高精密机械手及丝杆模组取放料，即可保证取放精度，也能提高运用效率；多工位采用精密振动盘供料，可避免产品叠料，同时也能满足供料要求。机械手采用滑块式结构，操作方便。整体机构成熟稳定，零部件结实耐用，易于操作，定位精准。

以上所述之具体实施方式为本发明的较佳实施方式，并非以此限定本发明的具体实施范围，本发明的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本发明所作的等效变化均在本发明的保护范围内。