高精度线缆接头自动焊接系统的制作方法

本实用新型涉及线缆焊接技术领域，尤指一种高精度线缆接头自动焊接系统。

背景技术：

随着经济的发展，电子工业也得到迅速的发展，电子工艺也在不断的提升中。目前3.5mm音频插头、Type-C插头、Lightning插头、USB插头等线缆接头因为尺寸小，使得焊接工艺复杂，而且目前焊接工艺主要通过人工焊接的方式实现，效率低下，良品率低，长时间精细锡焊容易对人员健康造成损害，仅有少数工厂实现了半自动化焊接工艺生产线，不能做到长时间连续工作，其维护时间长，且现有的焊接工艺生产线不适用于多种插头引线的自动化焊接工作。

因此，如何设计一种可以解决上述问题的高精度线缆接头自动焊接系统是本实用新型人潜心研究的课题。

技术实现要素：

为了克服上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种高精度线缆接头自动焊接系统，其结构设计简单巧妙，能自动独立完成多种尺寸规格的多媒体插头和数据插头的引线焊接工作，其可长时间连续工作，维护时间少，可模块化安装和调试，通过编程和硬件调整，可方便快速的实现快速更换生产工艺的柔性生产需要。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种高精度线缆接头自动焊接系统，其中包括：

筛选器：用于线缆接头的筛选和送料；

线缆接头传送单元：用于抓取所述筛选器上的线缆接头至线缆接头姿态校正单元上进行姿态和位置校正，再将校正好的线缆接头抓取至线缆接头焊接单元上；

线缆接头姿态校正单元：用于将线缆接头校正为正确的姿态和位置；

线缆接头焊接单元：用于将线缆接头送至焊接位置与接头线缆焊接在一起，并送至下一个工作单元。

优选地，所述线缆接头传送单元包括：

取料夹爪：可抓取和松开线缆接头，并可将抓取的线缆接头在不同的位置处进行移动；

取料夹爪支架：其上安装所述取料夹爪；

取料旋转牵引器：与所述取料夹爪支架连接，可带动取料夹爪支架及取料夹爪旋转；

垂直移动单元：与所述取料旋转牵引器连接，可带动取料旋转牵引器沿竖直方向移动；

水平移动单元：与所述垂直移动单元滑动连接，可带动垂直移动单元沿水平方向移动。

优选地，所述垂直移动单元包括：

垂直移动导轨：与所述取料旋转牵引器滑动连接；

垂直导轨支架：滑动安装于所述水平移动单元上，其上安装所述垂直移动导轨和垂直气缸；

垂直气缸：与所述取料旋转牵引器连接，带动取料旋转牵引器沿所述垂直移动导轨滑动。

优选地，所述垂直移动导轨包括垂直轨道和滑动安装于垂直轨道上的滑块，所述滑块与所述取料旋转牵引器连接。

优选地，还包括牵引器支架：其上固定所述取料旋转牵引器，其与所述垂直气缸的一端固定连接，随着所述垂直气缸的活塞运动做垂直上下运动。

优选地，所述水平移动单元包括：

水平移动导轨：安装于水平导轨支架上面，其上面滑动连接所述垂直导轨支架；

水平导轨支架：其上安装所述水平移动导轨和水平气缸；

水平气缸：其一端与所述垂直导轨支架连接，带动所述垂直移动单元沿所述水平移动导轨滑动。

优选地，所述线缆接头姿态校正单元包括：

动力机构：与姿态调整支架连接，用于带动姿态调整支架转动，使姿态调整夹爪抓取的线缆接头进行姿态和位置校正；

姿态调整支架：用于安装动力机构和姿态调整夹爪气缸；

姿态调整夹爪气缸：用于控制姿态调整夹爪实现抓取和松开；

姿态调整夹爪：安装于所述姿态调整夹爪气缸上，用于抓取所述线缆接头并完成姿态调整工作。

优选地，还包括：

摄像机支架：其上安装机器视觉摄像机和所述的姿态调整支架；

机器视觉摄像机：其正对着所述姿态调整夹爪抓取的线缆接头，用于实时拍摄所述线缆接头，并通过搭载的机器视觉算法对线缆接头的姿态和位置进行识别判定，根据所述动力机构带动所述线缆接头旋转，从而确定该线缆接头的姿态和位置是否满足焊接要求。

优选地，所述线缆接头焊接单元包括：

焊接夹持器：其上固定有由所述取料夹爪抓取的校正后的线缆接头，用于将所述线缆接头送至焊接位置；

线缆牵引器：其上放置接头线缆；

线缆夹持器：固定在接头线缆上，并将所述接头线缆放置在所述线缆接头相应的位置；

焊接机：用于焊接线缆接头与接头线缆。

优选地，还包括：

焊接夹持器旋转牵引器：其上安装所述焊接夹持器，带动所述焊接夹持器进行转动，将所述线缆接头送入焊接区域。

优选地，还包括：

焊接台支架：用于安装激光焊接机和焊头位置调整器；

焊头位置调整器：控制激光焊接机焊头的长度。

优选地，所述焊接台支架包括底板和设置于底板上的架台，所述水平导轨支架、摄像机支架及焊接夹持器旋转牵引器均安装于所述底板上。

一种高精度线缆接头自动焊接系统焊接方法，其包括如下步骤：

(1)取料夹爪从筛选器出料口抓取线缆接头，在取料旋转牵引器控制下向下旋转，由垂直气缸控制向下移动将线缆接头放在姿态调整夹爪上；

(2)机器视觉摄像机识别线缆接头焊接位置是否正确，若不正确由动力机构控制将线缆接头方向校正，再由取料夹爪将校正后的线缆接头抓取，在水平气缸牵引下移至焊接夹持器正上方，并在垂直气缸控制下将线缆接头移入焊接夹持器上；

(3)焊接夹持器将线缆接头送至焊接位置，接头线缆在线缆夹持器控制下竖起，并移至线缆接头对应的焊接点，由焊接机完成焊接和去掉多余线缆；

(4)线缆夹持器将已焊好的线缆接头和接头线缆送至下一个工作单元。

采用上述方案后，本实用新型高精度线缆接头自动焊接系统通过采用搭载有机器视觉算法的机器视觉摄像机完成线缆接头姿态和位置判定，其速度快，效率高，准确性好，通过取料夹爪与姿态调整夹爪的配合，增加了线缆接头姿态调整的维度，可以实现线缆接头姿态的快速校正，非常适合于各种类型的线缆接头及引线的自动化焊接工作，其结构设计简单巧妙，能自动独立完成多种尺寸规格的多媒体插头和数据插头的引线焊接工作，其可长时间连续工作，维护时间少，达到减员增效的目的，其可模块化安装和调试，通过编程和硬件调整，可方便快速的实现快速更换生产工艺的柔性生产需要。

附图说明

图1为本实用新型高精度线缆接头自动焊接系统的后视立体分解结构示意图；

图2为本实用新型高精度线缆接头自动焊接系统的后视立体结构示意图；

图3为本实用新型高精度线缆接头自动焊接系统的前视立体结构示意图；

图4为本实用新型高精度线缆接头自动焊接系统去掉筛选器后的前视立体结构示意图。

附图标记说明：

1筛选器；2线缆接头；3取料夹爪；4取料夹爪支架；

5取料旋转牵引器；6牵引器支架；7垂直移动导轨；

8垂直轨道；9第一滑块；10垂直导轨支架；11垂直气缸；

12水平移动导轨；13水平导轨支架；14第二滑块；

15水平气缸；16步进电机；17姿态调整支架；18姿态调整夹爪；

19姿态调整夹爪气缸；20摄像机支架；21机器视觉摄像机；

22接头线缆；23底板；24架台；25焊头位置调整器；

26激光焊接机；27线缆夹持器；28焊接夹持器旋转牵引器；

29线缆牵引器；30线缆夹持器。

具体实施方式

下面参考附图来说明本实用新型的实施例。在本实用新型的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其他附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本实用新型无关的、本领域普通技术人员已知的部件或处理的表示和描述。

下面结合附图对本实用新型高精度线缆接头自动焊接做进一步描述。

如图1至图4所示，本实用新型高精度线缆接头自动焊接系统包括：

筛选器1：用于线缆接头2的筛选和送料，并保证送料时线缆接头2的上下位置是正确的；

线缆接头传送单元：用于抓取筛选器1出料口的线缆接头2至线缆接头姿态校正单元上进行姿态和位置校正，再将校正好的线缆接头2抓取至线缆接头焊接单元上，线缆接头传送单元包括：

取料夹爪3：可抓取和松开线缆接头2，并可将抓取的线缆接头2在不同的位置处进行移动；

取料夹爪支架4：其上安装取料夹爪3；

取料旋转牵引器5：其旋转面固定连接于取料夹爪支架4上，可带动取料夹爪支架4及取料夹爪3上下旋转，其上连接有L形牵引器支架6；

垂直移动单元：包括:

垂直移动导轨7：包括垂直轨道8和滑动安装于垂直轨道8上的第一滑块9，第一滑块9与取料旋转牵引器5固定连接，取料旋转牵引器5通过第一滑块9与垂直移动导轨7滑动连接；

垂直导轨支架10：滑动安装于水平移动单元的上面，其侧面安装垂直移动导轨7和垂直气缸11；

垂直气缸11：其一端与牵引器支架6固定连接，带动取料旋转牵引器5随着其活塞运动沿垂直移动导轨7做垂直上下运动；

水平移动单元：设置于垂直移动单元下面，与垂直移动单元滑动连接，可带动垂直移动单元沿水平方向移动，水平移动单元包括：

水平移动导轨12：安装于水平导轨支架13的上面，其上面安装有第二滑块14，第二滑块14与垂直导轨支架10固定连接，垂直导轨支架10通过第二滑块14与水平移动导轨12滑动连接；

水平导轨支架13：其上面安装水平移动导轨12，其侧面连接水平气缸15；

水平气缸15：其活塞杆端与垂直导轨支架10连接，带动垂直移动单元沿水平移动导轨12上前后滑动；

线缆接头姿态校正单元：用于将线缆接头2校正为正确的姿态和位置，其包括：

动力机构：本实施例采用步进电机16，其与L形姿态调整支架17的一端连接，用于带动姿态调整支架17转动，使姿态调整夹爪18抓取的线缆接头2进行姿态和位置校正；

姿态调整支架17：其一端安装步进电机16，另一端安装姿态调整夹爪气缸19，在步进电机16的带动下可实现旋转；

姿态调整夹爪气缸19：用于控制姿态调整夹爪18实现抓取和松开；

姿态调整夹爪18：安装于姿态调整夹爪气缸19的上面，通过姿态调整夹爪气缸19的带动可抓取和松开线缆接头2并完成姿态调整工作；

摄像机支架20：其上安装机器视觉摄像机21和姿态调整支架17；

机器视觉摄像机21：其正对着姿态调整夹爪18抓取的线缆接头2部位，用于实时拍摄线缆接头2，并通过搭载的机器视觉算法对线缆接头2的姿态和位置进行识别判定，根据步进电机16带动线缆接头2旋转，从而确定该线缆接头2的姿态和位置是否满足焊接要求；

线缆接头焊接单元：用于将线缆接头2与接头线缆22焊接在一起并送至下一个工作单元，接头线缆22是线缆接头2相连接的信号线，线缆接头焊接单元包括：

焊接台支架：包括底板23和设置于底板23上面的架台24，水平导轨支架13及摄像机支架20安装于底板23上，架台24上安装有焊接机和焊头位置调整器25，本实施例焊接机采用激光焊接机26；

激光焊接机26：用于焊接线缆接头2与接头线缆22；

焊头位置调整器25：用于控制激光焊接机26的焊头长度，激光焊接机26焊头的探出长度在焊头位置调整器25的调整下，可保证焊接的质量；

焊接夹持器27：其两端各有一个夹持位置，在夹持位置上固定有由取料夹爪3抓取的校正后的线缆接头2，用于将线缆接头2送至焊接位置；

焊接夹持器旋转牵引器28：安装于底板23上，其上安装焊接夹持器27，带动焊接夹持器27进行转动，将线缆接头2送入焊接区域；

线缆牵引器29：设置于焊接台支架外侧，其上放置有接头线缆22；

线缆夹持器30：固定在接头线缆22上，可控制接头线缆22转动至线缆接头2相应的位置。

上述所述的高精度线缆接头自动焊接系统焊接方法，包括如下步骤：

(1)取料夹爪3从筛选器1的出料口抓取到线缆接头2，在取料旋转牵引器5的控制下向下旋转，由垂直气缸11控制向下移动，将线缆接头2放在姿态调整夹爪18上；

(2)机器视觉摄像机21借助机器视觉算法识别线缆接头2的焊接位置是否正确，若不正确由步进电机16控制将线缆接头2的方向旋转到正确的方向，再由取料夹爪3将姿态正确的线缆接头2抓取起来，在水平气缸15的牵引下将线缆接头2移至焊接夹持器27的正上方，并在垂直气缸11的控制下将线缆接头2移入焊接夹持器27的夹持槽内；

(3)焊接夹持器27通过旋转将载有线缆接头2的一端送至焊接位置，接头线缆22在线缆夹持器30的控制下竖起，并移至线缆接头2对应的焊接点，由激光焊接机26完成焊接和去掉多余线缆的工作；

(4)最后由线缆夹持器27将已焊好的线缆接头2和接头线缆22送至下一个工作单元。

本实用新型高精度线缆接头自动焊接系统通过采用搭载有机器视觉算法的机器视觉摄像机21完成线缆接头2的姿态和位置判定，其速度快，效率高，准确性好，通过取料夹爪3与姿态调整夹爪18的配合，增加了线缆接头2姿态调整的维度，可以实现线缆接头2姿态的快速校正，非常适合于各种类型的线缆接头及引线的自动化焊接工作，其结构设计简单巧妙，能自动独立完成多种尺寸规格的多媒体插头和数据插头的引线焊接工作，其可长时间连续工作，维护时间少，达到减员增效的目的，其可模块化安装和调试，通过编程和硬件调整，可方便快速的实现快速更换生产工艺的柔性生产需要。

虽然已经详细说明了本实用新型及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本实用新型的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本申请的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本实用新型的公开内容将容易理解，根据本实用新型可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。