TWI624325B - 自動組裝裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提出一種自動組裝裝置,用於將配件裝配至工件上,其包括上料模組、定位模組、點膠模組及裝配模組,上料模組用於將工件傳送至定位模組,定位模組用於定位工件,點膠模組用於對配件塗膠處理,裝配模組用於將塗膠處理後的配件貼裝至工件上,裝配模組包括一加熱件,加熱件用於對配件進行預熱處理。自動組裝裝置還包括檢測模組,檢測模組包括兩個檢測器,一檢測器用於檢測配件與工件組裝對位時的偏差,並回饋於裝配模組以調整裝配位置,另一檢測器用於檢測完成組裝後的配件與工件之間的斷差,以篩出不合格的工件。
Description
本發明涉及電子產品的組裝設備,特別涉及一種用於組裝電子產品中配件的組裝設備。
在電子產品的製造過程中,通常需要多道組裝工序,而在這些組裝工序多是由人工完成的,例如,將I/O配件裝入電子產品的工件(如殼體)時,先對工件待組裝區域塗膠處理,再由人工手持裝夾工具,將I/O配件對準並貼裝至工件上。上述人工組裝方式,組裝效率較低且耗費人力較多。此外,由於在組裝的過程中,I/O配件與工件需要精確對位元,而人工裝I/O配件易出現對位不準的缺陷,從而致使組裝良率下降。
鑒於上述狀況,有必要提供一種高效率且高精度的自動組裝裝置。
一種自動組裝裝置,用於配合流水線以將配件裝配至工件上,其包括工作臺、上料模組、定位模組、點膠模組、裝配模組及電控模組,該上料模組用於將該工件傳送至定位模組,該定位模組、該點膠模組及該裝配模組分別固定於該工作臺上,該定位模組用於定位該工件,該點膠模組用於對該配件塗膠處理,該裝配模組用於將塗膠處理後的該配件貼裝至該工件上,該電控模組分別電性連接於該上料模組、定位模組、點膠模組及裝配模組,以協調各模組之間的動作指令,該裝配模組包括固定於該工作臺上的裝配機器人及連接於該裝配機器人的裝配機械手,該裝配機器人控制該裝配機械手抓取該配件,以使其對位於該點膠模組並進行塗膠處理,該裝配機械手包括固定座、夾持件及
加熱件,該夾持件包括裝設於該固定座上的夾持氣缸及滑動裝設於該固定座上的兩個夾塊,該夾持氣缸驅動該兩個夾塊相向運動以夾持該配件,該加熱件部分凸伸於該兩個夾塊之間以對該配件預熱處理,該自動組裝裝置還包括設置於該工作臺上的檢測模組,該檢測模組包括兩個檢測器,一檢測器用於檢測該配件與該工件組裝對位時的偏差,並回饋於該裝配模組以調整裝配位置,另一檢測器用於檢測完成組裝後的該配件與該工件之間的斷差,以篩出組裝不合格的工件。
上述自動組裝裝置藉由上料模組以實現工件的自動化上料,並藉由定位模組以實現工件的精確定位,有效提高了組裝效率及組裝良率。同時,裝配模組還設置一加熱件,以對配件預熱處理,防止塗設於配件上的膠水固化,提升了組裝的穩定性。另,自動組裝裝置還透過兩個檢測器以對組裝過程進行檢測,進一步提升了組裝的精度。
100‧‧‧自動組裝裝置
10‧‧‧工作臺
20‧‧‧上料模組
21‧‧‧暫存台
211‧‧‧定位銷
22‧‧‧上料機器人
23‧‧‧上料機械手
231‧‧‧安裝板
232‧‧‧第一抓料件
2321‧‧‧第一吸盤
233‧‧‧第二抓料件
2331‧‧‧伸縮氣缸
2332‧‧‧夾爪
2333‧‧‧第二吸盤
30‧‧‧定位模組
31‧‧‧支架
32‧‧‧旋轉氣缸
33‧‧‧定位組件
331‧‧‧定位板
332‧‧‧定位件
3321‧‧‧定位塊
3322‧‧‧定位氣缸
333‧‧‧抵壓件
3331‧‧‧抵壓氣缸
3332‧‧‧壓塊
40‧‧‧點膠模組
41‧‧‧固定架
42‧‧‧點膠筒
421‧‧‧點膠針
50‧‧‧裝配模組
51‧‧‧裝配機器人
52‧‧‧裝配機械手
521‧‧‧連接法蘭
522‧‧‧固定座
523‧‧‧夾持件
5231‧‧‧夾持氣缸
5232‧‧‧夾塊
524‧‧‧加熱件
5241‧‧‧加熱器
5242‧‧‧導熱塊
5243‧‧‧溫度感測器
53‧‧‧校正機構
531‧‧‧底座
5311‧‧‧凹槽
5312‧‧‧避位孔
532‧‧‧第一夾持件
5321‧‧‧第一夾持氣缸
5322‧‧‧第一夾塊
533‧‧‧第二夾持件
5331‧‧‧第二夾持氣缸
5332‧‧‧第二夾塊
60‧‧‧檢測模組
61‧‧‧第一傳送組件
611‧‧‧基座
612‧‧‧第一驅動件
613‧‧‧第一滑軌
614‧‧‧滑動座
62‧‧‧第二傳送組件
621‧‧‧第二驅動件
622‧‧‧第二滑軌
623‧‧‧升降座
63‧‧‧檢測組件
631‧‧‧CCD攝像器
632‧‧‧鐳射測距器
200‧‧‧流水線
210‧‧‧導向板
220‧‧‧擋料氣缸
230‧‧‧保護氣缸
300‧‧‧配件
400‧‧‧工件
500‧‧‧載具
600‧‧‧托盤
圖1係本發明實施方式的自動組裝裝置與流水線的立體示意圖。
圖2係圖1中所示自動組裝裝置的上料機械手的立體示意圖。
圖3係圖1中所示自動組裝裝置的定位模組的立體示意圖。
圖4係圖1中所示自動組裝裝置的點膠模組的立體示意圖。
圖5係圖1中所示自動組裝裝置的裝配機械手的立體示意圖。
圖6係圖1中所示自動組裝裝置的校正機構的立體示意圖。
圖7係圖6中所示校正機構的分解示意圖。
圖8係圖1中所示自動組裝裝置的檢測模組的立體示意圖。
下面將結合本發明實施例中之附圖,對本發明實施例中之技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述之實施例僅僅是本發明一部分實施例,
而不是全部之實施例。基於本發明中之實施例,本領域普通技術人員於沒有做出進步性勞動前提下所獲得之所有其他實施例,均屬於本發明保護之範圍。
需要說明之是,當組件被稱為“固定於”另一組件,它可直接於另一組件上或亦可存於居中之組件。當一組件被認為是“連接”另一組件,它可是直接連接到另一組件或者可能一併存於居中組件。當一組件被認為是“設置於”另一組件,它可是直接設置於另一組件上或者可能一併存於居中組件。本文所使用之術語“垂直之”、“水準之”、“左”、“右”以及類似之表述只是為了說明之目之。
除非另有定義,本文所使用之所有之技術及科學術語與屬於本發明之技術領域之技術人員通常理解之含義相同。本文中於本發明之說明書中所使用之術語只是為了描述具體之實施例之目的,不是旨在於限制本發明。本文所使用之術語“及/或”包括一或複數相關之所列項目之任意之及所有之組合。
請參閱圖1,本發明較佳實施方式提供一種自動組裝裝置100,用於配合流水線200以將配件300(如圖5)自動裝配至工件400(如圖2)上。自動組裝裝置100包括工作臺10、上料模組20、定位模組30、點膠模組40、裝配模組50及檢測模組60。上料模組20設置於流水線200的一側以對自動組裝裝置100上料作業;定位模組30固定設置於工作臺10上且臨近於上料模組20以用於定位工件400;點膠模組40固定設置於工作臺10上以對配件300進行點膠處理;裝配模組50固定設置於工作臺10上且位於定位模組30遠離上料模組20的一側以將配件300裝配至工件400上。檢測模組60固定設置於工作臺10上且位於上料模組20與定位模組30之間,以配合裝配模組50行使裝配動作,並對完成裝配後的工件400進行檢測處理以篩選不合格工件400。
於本實施方式中,複數配件300有序放置於托盤600中,且複數托盤600層疊放置於工作臺10上,並鄰近於裝配模組50,以便於裝配模組50進行取料作業。
於本實施方式中,工件400盛放於載具500上,流水線200對應自動組裝裝置100的位置還設有導向板210、擋料氣缸220及保護氣缸230。導向板210的數量為兩個,且對稱設置於流水線200的兩側,以導向載有工件400的載具500。擋料氣缸220設置於導向板210下游端。當需對自動組裝裝置100上料時,擋料氣缸220伸下以將載有工件400的載具500擋下,從而實現工件
400在流水線200上的定位工作。保護氣缸230設置於其中一個導向板210的近似中央位置,以將上游載有工件400的載具500擋住,避免造成過多載具500在流水線200的堆疊,從而造成工件400的碰刮傷。
請一併參閱圖1與圖2,上料模組20包括暫存台21、上料機器人22及上料機械手23。暫存台21緊鄰於流水線200設置,以用於暫存來自流水線200上的載有工件400的載具500。暫存台21上設置有複數與載具500適配的定位銷211,以實現載有工件400的載具500在暫存台21的定位。上料機器人22設置於暫存台21遠離流水線200的一側,以用於控制上料機械手23運動。上料機械手23連接於上料機器人22的末端以行使取放料動作。上料機械手23包括安裝板231、背對設置於安裝板231兩側的第一抓料件232及第二抓料件233。於本實施方式中,安裝板231大致呈矩形板狀,第一抓料件232包括四個第一吸盤2321,且四個第一吸盤2321分別對應設置於矩形安裝板231的四個邊角處,但不限於此。第一抓料件232藉由第一吸盤2321吸附於工件400的表面以實現抓料工作。
第二抓料件233包括伸縮氣缸2331、兩個夾爪2332及複數第二吸盤2333。伸縮氣缸2331裝設於安裝板231背對第一抓料件232的一側,兩個夾爪2332連接於伸縮氣缸2331兩端,以用於夾持載具500。複數第二吸盤2333固定於夾爪2332背離伸縮氣缸2331的一側以用於吸附工件400。伸縮氣缸2331收縮以帶動兩個夾爪2332相向運動,並夾緊於載具500的兩相對側壁。同時,複數第二吸盤2333吸附固定工件400,以防止工件400由載具500中掉落。
請一併參閱圖1與圖3,定位模組30包括支架31、旋轉氣缸32及定位組件33。支架31固定設置於工作臺10上且位於上料模組20與裝配模組50之間。旋轉氣缸32裝設於支架31上,以帶動定位組件33旋轉。定位組件33包括定位板331、固定於定位板331上的定位件332及抵壓件333。於本實施方式中,定位板331大致呈矩形狀,且定位板331的一側壁垂直連接於旋轉氣缸32上。定位件332包括定位塊3321及與定位塊3321相配合的定位氣缸3322。定位塊3321擋設於工件400的一側壁,定位氣缸3322推抵工件400的另一側壁,以實現工件400在定位板331上的水準定位。抵壓件333包括設置於定位板331上的抵壓氣缸3331及連接於抵壓氣缸3331上的壓塊3332。抵壓氣缸3331驅動
壓塊3332朝向工件400的方向運動,以將工件400壓緊貼合於定位板331上,進而實現工件400在豎直方向的定位。
請一併參閱圖1與圖4,點膠模組40包括固定於工作臺10上的固定架41及裝設於固定架41上的點膠筒42,點膠筒42用於盛放膠水。點膠筒42朝向工作臺10的一端設有一個點膠針421,點膠針421用於引出點膠筒42中的膠水,並塗於配件300的裝配面上。
可理解,點膠模組40還包括一感應器(圖未示),該感應器用於感測來料,以觸控點膠針421上的控制開關(圖未示)開啟與否,進而實現點膠模組40的自動化點膠,但不限於此。
請一併參閱圖1與圖5,裝配模組50包括裝配機器人51及裝配機械手52,裝配機器人51固定設置於工作臺10上,以用於控制裝配機械手52運動。裝配機械手52連接於裝配機器人51的末端以行使抓料及裝配動作。裝配機械手52包括連接法蘭521、固定座522及夾持件523。連接法蘭521連接於裝配機器人51,固定座522垂直固定於連接法蘭521,夾持件523裝設於固定座522上。該夾持件523包括夾持氣缸5231及兩個夾塊5232,兩個夾塊5232分別滑動裝設於固定座522上,夾持氣缸5231驅動兩個夾塊5232相向運動以夾持配件300。
裝配機械手52還包括一加熱件524,以對配件300預熱處理。加熱件524包括加熱器5241、導熱塊5242及溫度感測器5243。加熱器5241的一端電連接於外界的電源,另一端連接於導熱塊5242,以對導熱塊5242加熱處理。導熱塊5242裝設於固定座522上並凸伸於兩個夾塊5232之間,以對配件300預熱。溫度感測器5243的一端連接於導熱塊5242上,另一端連接於外界的顯示幕(圖未示),以感測導熱塊5242的溫度並顯示於該顯示幕上,進而便於作業人員對導熱塊5242的溫度進行調節。
於本實施方式中,裝配機器人51及裝配機械手52的均為兩個,且兩個裝配機器人51分別控制相應的裝配機械手52行使抓料或裝配動作,以提高了裝配效率,但不限於此。
請一併參閱圖1、圖6及圖7,裝配模組50還包括位於兩個裝配機器人51之間的校正機構53,校正機構53用於對配件300進行定位,以校正配件300在裝配機械手52上的夾持位置。
校正機構53包括固定於工作臺10上的底座531、裝設於底座531上的第一夾持件532及第二夾持件533。底座531背離工作臺10的一面開設有凹槽5311,以用於收納配件300。底座531還包括避位孔5312,避位孔5312對應於部分貫穿凹槽5311的底部,以避位第一夾持件532及第二夾持件533行使校正動作。第一夾持件532包括第一夾持氣缸5321及兩個第一夾塊5322,第一夾持氣缸5321固定於底座531上,兩個第一夾塊5322分別連接於第一夾持氣缸5321,以橫向夾緊定位配件300。第二夾持件533包括第二夾持氣缸5331及第二夾塊5332,第二夾持氣缸5331固定於底座531上,第二夾塊5332連接於第二夾持氣缸5331,以縱向夾緊定位配件300。
裝配機器人51控制裝配機械手52從托盤600中抓取配件300,並將其放置於底座531的凹槽5311中,第一夾持件532與第二夾持件533分別夾持定位配件300。然後,第一夾持件532與第二夾持件533分別鬆弛配件300,以便於裝配機械手52取出該配件300。
於本實施方式中,第一夾持件532、第二夾持件533及凹槽5311的數量均為兩個,並一一對應設置,但不限於此。
可理解,校正機構53也可以省略,此時裝配機械手52從托盤600中抓取配件300,裝配機器人51直接控制裝配機械手52並將配件300裝配至工件400上。
請一併參閱圖1與圖8,檢測模組60包括第一傳送組件61、第二傳送組件62及檢測組件63。第一傳送組件61與第二傳送組件62配合以將檢測組件63移動至所需檢測位置。第一傳送組件61包括固定於工作臺10上的基座611、設置於基座611上的第一驅動件612、第一滑軌613及滑動裝設於第一滑軌613上的滑動座614。第一驅動件612驅動滑動座614沿第一滑軌613的方向運動。第二傳送組件62包括固定於滑動座614上的第二驅動件621、第二滑軌622及滑動裝設於第二滑軌622上的升降座623。第二驅動件621驅動升降座623沿第二滑軌622的方向運動。於本實施方式中,滑動座614的運動方向與升降座623運動方向相互垂直。
檢測組件63包括固定於升降座623上的CCD攝像器631及鐳射測距器632。CCD攝像器631用於檢測配件300與工件400進行對位時的偏差值,從而回饋於裝配模組50以調整裝配角度或裝配位置。鐳射測距器632用於檢測
完成組裝後的配件300與工件400之間的斷差,便於篩選出組裝不合格的工件400。
於本實施方式中,當配件300與工件400完成組裝後,旋轉氣缸32帶動定位組件33旋轉,以利於鐳射測距器632多方位地檢測配件300與工件400之間斷差。
可理解,本實施方式中的CCD攝像器631可由其它類型的檢測器替代,只要其便於檢測配件300與工件400對位時的偏差值即可。
可理解,本實施方式中的鐳射測距器632也可由其它類型的檢測器替代,只要其便於檢測組裝後的配件300與工件400之間的斷差即可。
於本實施方式中,定位模組30及裝配模組50的數量均為兩個,以便於提高了裝配效率,但不限於此。
可理解,自動組裝裝置100還可以包括一電控模組(圖未示),該電控模組分別電性連接於上料模組20、定位模組30、點膠模組40、裝配模組50及檢測模組60,並用於協調上料模組20、定位模組30、點膠模組40、裝配模組50及檢測模組60之間的動作指令。
可理解,在流水線200的兩側均可分別設置自動組裝裝置100,以便於提高組裝效率。
組裝時,上料機器人22控制上料機械手23將流水線200上載有工件400的載具500取放至暫存台21上。然後,上料機器人22控制上料機械手23旋轉180度並藉由第一吸盤2321將載具500中的工件400取出,並放置於定位板331上,然後,定位件332及抵壓件333將工件400夾緊定位於定位板331上。裝配機器人51控制裝配機械手52將配件300從托盤600取出,並放置於校正機構53進行校正。然後,裝配機器人51控制裝配機械手52將校正機構53中的配件300取出,並對位於點膠針421下,以便於點膠模組40對配件300塗膠處理。同時,加熱件524對配件300預熱處理以避免膠水在配件300固化。然後,裝配模組50在檢測模組60的CCD攝像器631的配合作用下,以將塗有膠水的配件300的貼裝至工件400上。最後,檢測模組60的鐳射測距器632檢測完成組裝後的配件300與工件400之間的斷差是否合格。若檢測合格,上料機器
人22控制上料機械手23將工件400取出定位模組30,並放回至暫存台21的空載具500上。然後,上料機器人22控制上料機械手23旋轉180度並藉由第二抓料件233將載有工件400的載具500放回於流水線200上,以流向下一工站。
本發明實施方式的自動組裝裝置100藉由上料機器人22控制上料機械手23以實現工件400的自動化上料。同時,定位模組30還透過定位件332與抵壓件333之間的配合以實現工件400的精確定位。另,裝配模組50藉由設置一加熱件524,以實現對配件300的預熱處理,有效防止塗設於配件300上的膠水固化,進而提升了裝配的穩定性。因此,自動組裝裝置100的自動化程度較高,替代了傳統人工組裝的方式,降低了勞動強度,有效提高組裝效率及組裝精度。
綜上所述,本發明符合發明專利要件,爰依法提出專利申請。惟,以上該者僅為本發明之較佳實施例,舉凡熟悉本案技藝之人士,於爰依本發明精神所作之等效修飾或變化,皆應涵蓋於以下之如申請專利範圍內。
Claims (10)
- 一種自動組裝裝置,用於配合流水線以將配件裝配至工件上,其包括工作臺、上料模組、定位模組、點膠模組、裝配模組及電控模組,該上料模組用於將該工件傳送至定位模組,該定位模組、該點膠模組及該裝配模組分別固定於該工作臺上,該定位模組用於定位該工件,該點膠模組用於對該配件塗膠處理,該裝配模組用於將塗膠處理後的該配件貼裝至該工件上,該電控模組分別電性連接於該上料模組、定位模組、點膠模組及裝配模組,以協調各模組之間的動作指令,其改良在於:該裝配模組包括固定於該工作臺上的裝配機器人及連接於該裝配機器人的裝配機械手,該裝配機器人控制該裝配機械手抓取該配件,以使其對位於該點膠模組並進行塗膠處理,該裝配機械手包括固定座、夾持件及加熱件,該夾持件包括裝設於該固定座上的夾持氣缸及滑動裝設於該固定座上的兩個夾塊,該夾持氣缸驅動該兩個夾塊相向運動以夾持該配件,該加熱件部分凸伸於該兩個夾塊之間以對該配件預熱處理,該自動組裝裝置還包括設置於該工作臺上的檢測模組,該檢測模組包括兩個檢測器,其中一檢測器用於檢測該配件與該工件組裝對位時的偏差,並回饋於該裝配模組以調整裝配位置,另一檢測器用於檢測完成組裝後的該配件與該工件之間的斷差,以篩出組裝不合格的工件。
- 如請求項第1項所述之自動組裝裝置,其中,該工件盛放於一載具中,該上料模組包括暫存台、上料機器人及上料機械手,該暫存台緊鄰於該流水線設置,以用於暫存來自流水線且載有工件的載具,該暫存臺上設置有複數定位銷以定位該載具,該上料機器人位於該暫存台遠離該流水線的一側,以控制該上料機械手對該定位模組進行上料。
- 如請求項第2項所述之自動組裝裝置,其中,該上料機械手包括安裝板、背對設置於該安裝板兩側的第一抓料件及第二抓料件,該第一抓料件包括複數第一吸盤,該第一抓料件藉由複數該第一吸盤吸附於該工件的表面以實現工件的抓取工作;該第二抓料件包括伸縮氣缸、兩個夾爪及複數第二吸盤,該伸縮氣缸裝設於該安裝板背對該第一抓料件的一側,該兩個夾爪連接於該伸縮氣缸兩端以夾持該載具,複數該第二吸盤固定於該夾爪背離該伸縮氣缸的一側以用於吸附固定該工件。
- 如請求項第1項所述之自動組裝裝置,其中,該定位模組包括支架、旋轉氣缸及定位組件,該支架固定設置於該工作臺上,該旋轉氣缸裝設於該支架上,以帶動該定位組件旋轉。
- 如請求項第4項所述之自動組裝裝置,其中,該定位組件包括定位板、固定於該定位板上的定位件及抵壓件,該定位板垂直連接於該旋轉氣缸,該定位件包括定位塊及與該定位塊相配合的定位氣缸,該定位塊擋設於該工件的一側壁,該定位氣缸推抵該工件的另一側壁,以夾緊定位該工件,該抵壓件包括設置於該定位板上的抵壓氣缸及連接於該抵壓氣缸上的壓塊,該抵壓氣缸驅動該壓塊朝向該工件運動,以將該工件壓緊於該定位板上。
- 如請求項第1項所述之自動組裝裝置,其中,該點膠模組包括固定於該工作臺上的固定架及裝設於該固定架上的點膠筒,該點膠筒用於盛放膠水,該點膠筒朝向該工作臺的一端設有點膠針,該點膠針用於引出該點膠筒中的膠水並塗於該配件上。
- 如請求項第1項所述之自動組裝裝置,其中,該裝配機械手還包括連接法蘭,該連接法蘭連接於該裝配機器人,該固定座垂直固定於該連接法蘭。
- 如請求項第7項所述之自動組裝裝置,其中,該加熱件包括加熱器、導熱塊及溫度感測器,該加熱器連接於該導熱塊以對該導熱塊加熱處理,該導熱塊裝設於該固定座並凸伸於該兩個夾塊之間,以對配件進行預熱,該溫度感測器連接於該導熱塊,以用於感測該導熱塊的溫度。
- 如請求項第1項所述之自動組裝裝置,其中,該裝配模組還包括一校正機構,用以校正該配件在該裝配機械手上的位置,該校正機構包括固定於工作臺上的底座、裝設於底座上的第一夾持件及第二夾持件,該第一夾持件與該第二夾持件配合以將該配件定位於該底座上。
- 如請求項第1項所述之自動組裝裝置,其中,該檢測模組包括第一傳送組件及第二傳送組件,該第一傳送組件與該第二傳送組件配合以將該兩個檢測器移動至所需檢測的位置。
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