专利名称：按键自动排列装配线的制作方法
技术领域：
本实用新型是关于一种用于按键装配的装置。
技术背景按键行业尤其是手机按键多采用在硅胶键表面粘合塑料按键的新技 术，这类按键比传统纯硅胶按键相比有以下优点表面耐磨、使用寿命长、 触摸手感好及美观时尚，因而在手机行业中得到广泛采用。目前手机按键的装配普遍采用如下工艺进行手工把硅胶键面和塑料 按键分别摆放到上、下治具中，然后用手工或者自动点胶的方式给硅胶键 反面上加胶，之后再用手工或者自动压合的方式将上下治具对正、压合， 保压延时一定时间后分开上、下治具，将产品顶出、检验，完成按键装配 工作。由于下治具中的塑料按键的摆放全部是由人工完成，自动化程度非常 低。另外，为了减少现按键错排现象的发生，多采用一人排一键的方式进行，以手机的数字键区域为例，共有数字0 9以及* 、 #共12个按键，就 需要十二个人来完成排键工作，所以浪费人力、生产效率不高，且不易保 证装配精度，从而难以保证产品质量。 发明内容本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种生产 效率高且能够保证产品质量的按键自动排列装配线。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是该按键自动排列装配线 包括至少一台自动装配机，自动装配机具有机架体及安装在机架体上的在 X向传动流动托盘的第一传动带、在X向传动流动治具的第二传动带、用于在x向定位流动托盘的托盘定位装置、用于在x向定位流动治具的治具定位装置、按键取放装置和按键平整装置，第一、第二传动带由传动动力 件驱动，托盘定位装置邻近第一传动带，治具定位装置邻近第二传动带， 按键取放装置具有从流动托盘内吸取按键的第一位置及将按键放入流动治 具的第二位置，按键取放装置具有至少一个吸头及驱动其在第一位置和第 二位置间运动的吸头驱动件，吸头位于托盘定位装置上方，按键平整装置
具有平整板及驱动其在Z向升降的平整板驱动件，该平整板位于第二传动 带上方。所述的托盘定位装置包括托盘顶升装置，该托盘顶升装置具有托盘顶板及驱动其在z向升降的顶板驱动件，该顶板驱动件安装在机架体上。所述的第一传动带有两条，顶板驱动件在两条第一传动带的下方，托 盘顶板在两条第一传动带之间。所述的托盘定位装置还包括托盘定程装置，该托盘定程装置具有托盘定程板及驱动其在z向升降的定程板驱动件，该托盘定程板位于两根第一传动带之间并在流动托盘的运动方向上位于托盘顶板的前方，该定程板驱 动件安装在机架体上。所述的托盘定位装置还包括托盘压紧装置，该托盘压紧装置具有调节 块、安装座、第一弹性体及压紧锥销，该安装座固定在机架体上，该调节块沿Y向放置并固定在安装座上，该压紧锥销沿Z向放置并通过第一弹性 体弹性支撑在调节块上。所述的机架体上还安装有按键校位装置，按键校位装置位于吸头的运 动轨迹上，其具有至少一个按键沉孔。所述的平整板包括相平行的第一、第二平整板，该第一平整板与平整 板驱动件连接，该第二平整板通过连接件与第一平整板连接，该第一、第 二平整板之间设有第二弹性体，该第二弹性体两端分别压紧第一、第二平 整板。所述的治具定位装置具有沿Y向放置的定程杆及驱动其在Y向移动的 定程杆驱动件，定程杆驱动件安装在机架体上。所述的治具定位装置还具有沿Y向放置的锁紧块及驱动其在Y向移动 的锁紧块驱动件，锁紧块驱动件安装在机架体上。所述的自动装配机至少有两台，各自动装配机顺序衔接。本发明的有益效果是，只需要将空的流动治具和装有塑胶按键的流动 托盘分别放在第二、第一传动带上，通过该装配线各部分的协同工作即可 实现塑胶按键的自动排键，从而提高了生产效率，保证了装配精度，进而 保证了产品质量。
图1是本实施方式按键自动排列装配线的立体图。 图2是本实施方式的自动装配机的立体图。
图3是本实施方式的机架体的立体图。 图4是本实施方式的流水拉的立体图。图5是本实施方式的三轴机械手和按键取放装置的立体图。图6是本实施方式的自动装配机的立体图(不含机架体和控制器)。图7是本实施方式的托盘定程装置和按键校位装置的结构立体图。图8是本实施方式的托盘顶升装置的结构立体图。图9是本实施方式的托盘顶升装置的主视图。图IO是本实施方式的托盘顶升装置的右视图。图11是本实施方式的托盘压紧装置的结构立体图。图12是本实施方式的托盘压紧装置的调节块的立体图。图13是本实施方式的按键平整装置的结构立体图。图14是本实施方式的按键平整装置的主视图。图15是本实施方式的按键平整装置的右视图。图16是本实施方式的治具定位装置的俯视图。图17是本实施方式的治具定位装置的主视图。图18是本实施方式的治局定位装置的立体图。图19是与本实施方式的自动装配机配合使用的流动托盘的主视图。图20是图19中A所指处的局部放大图。图21是流动托盘的立体图。图22是与本实施方式的自动装配机配合使用的流动治具的主视图。 图23是流动治具的立体图。
具体实施方式
请参阅图1，本实施方式按键自动排列装配线由四台自动装配机1顺 次衔接组成，其还包括与各自动装配机1配合工作的若干流动托盘2和若 干流动治具3。请参阅图2，自动装配机l由控制器4、三轴机械手5、按键取放装置 6、托盘定程装置7、按键平整装置8、治具定位装置9、按键校位装置IO、 机架体11、流水拉12、托盘顶升装置13及托盘压紧装置14组成。控制器 4控制三轴机械手5、按键取放装置6、托盘定程装置7、按键平整装置8、 治具定位装置9及托盘顶升装置13的动作。该托盘顶升装置、托盘定程装 置和托盘压紧装置构成在X向定位流动托盘的托盘定位装置。请参阅图3,机架体11由机架1101、第一安装板1102、第二安装板1103、第一支架1104、两根第二支架1105、第三支架1106、电控箱1107、 第一横梁1108、第二横梁1109、第三横梁1110、第四横梁llll组成。电 控箱1107在机架体下部，其用于安装电气元件和气动元件。第一、第二、 第三支架1104、 1105、 1106安装在第一安装板1102上，第二安装板1103 安装在第一支架上1104。第一、第二横梁1108、 1109均沿X向放置，其 两端分别安装在两根第二支架1105上。第三支架1106沿X向放置并位于 两根第二支架1105之间，第三、第四横梁1110、 llll均沿X向放置，其 一端均安装在第三支架1106上，其另一端分别安装在两根第二支架上 1105，且第三横梁1110和第四横梁1111之间存在间隙。请参阅图1及图6，控制器4和三轴机械手5安装在机架体11的第二 安装板1103上。按键取放装置6安装在三轴机械手5的Z轴滑块1504上。 托盘定程装置7位于两条第一传动带1206之间，并固定在第二、第三横梁 下方。按键平整装置8位于第二传动带1209的上方，并安装在第三横梁 1110上。治具定位装置9位于第一横梁1108的上前方，并固定在第一安 装板1102上。按键校位装置10位于第三、第四横梁之间，并安装在第三 支架1106上。托盘顶升装置13位于两条第一传动带1206之间，并安装在 第一安装板1102上。三个托盘压紧装置14分别安装在机架体11的第二、 第三、第四横梁上。请参阅图4，流水拉12由电机1201、两个链轮1202个、链条1203、 电机安装板1204、从动轴1205、两条第一传动带1206、六个传动轮1207、 主动轴1208及一条第二传动带1209组成。电机1201安装在电机安装板 1204上，电机安装板1204固定在第一横梁1108外侧。该从动轴1205和 主动轴1208平行并均沿Y向放置，该从动轴1205和主动轴1208的两端 分别支撑在第一横梁1108和第二横梁1109上，该从动轴1205和主动轴 1208上各安装有三个传动轮1207，该第一、第二传动带1206、 1209的两 端均绷紧在传动轮上。电机1201通过链轮1202和链条1203驱动主动轴 1208，主动轴1208带动传动轮1207，从而驱动第一传动带1206和第二传 动带1209，实现在X向传送流动托盘2和流动治具3。电机1201、链轮 1202及链条1203构成传动动力件，该传动动力件用于驱动第一、第二传 动1206、 1209带运动。请参阅图5，按键取放装置6由三个真空吸头601、三个吸头安装板 602、三个推伸气缸604及推伸气缸安装座603。三个真空吸头601分别安
装在三个吸头安装板602上，三个吸头安装板602分别安装在三个推伸气 缸604上，三个推伸气缸604均安装在推伸气缸安装座603上，该推伸气 缸座603固定在三轴机械手5的Z向滑块504上，该三轴机械手5可以实 现X、 Y、 Z轴方向的运动。该吸头安装板602、推伸气缸604、推伸气缸 安装座603及三轴机械手5构成驱动真空吸头601运动的吸头驱动件。该 真空吸头具有从流动托盘中吸取按键的第一位置和将按键放入流动治具的 第二位置，吸头驱动件即驱动吸头在第一位置和第二位置间运动。请参阅图6及图7，托盘定程装置7由托盘定程板701、托盘定程气缸 702、第三安装板703及第四安装板704组成。托盘定程板701安装在托盘 定程气缸702顶端，托盘定程气缸702安装在第三安装板703上，第三安 装板703同第四安装板704固接，第四安装板704的两端分别固定在第二 横梁1109和第三横梁1110的下方，托盘定程气缸702通过第三安装板703 和第四安装板704固定在机架体11的第三横梁1110和第二横梁1109的下 方。托盘定程气缸702可带动托盘定程板701沿Z向上下移动，从而实现 对流动托盘2的定程和放行功能。该托盘定程气缸702即为驱动托盘定程 板701在Z向上下移动的定程板驱动件。请参阅图7，按键校位装置10由校位块1001，校位安装座1002及球 头弹性柱塞1003组成。校位块1001通过校位安装座1002安装在第三支架 1106上，该校位块1001安装在第三横梁1110和第四横梁1111之间的间 隙处。球头弹性柱塞1003安装在校位安装座1002对应的安装孔内，球头 弹性柱塞1003的前端面伸出校位安装座1002的外表面，从而来实现对流 动治具3的缓冲作用，进而能减少冲击。校位块1001设有三个第三按键沉 孔1004，三个第三按键沉孔1004的轮廓尺寸同手机对应的按键的外形尺 寸一致，第三按键沉孔1004的间距同流动托盘2的第一按键沉孔的间距一 致，但是精度更高。请参阅图6至图10，托盘顶升装置13由托盘顶升固定座1301、托盘 顶升气缸1302、托盘顶板1303及第一感应器1304组成。托盘顶板1303 安装在托盘顶升气缸1302的顶端，托盘顶升气缸1302安装在托盘顶升固 定座1301上。托盘顶板1303的三个角上设有三个圆形顶柱1305，该圆形 顶柱1305用于顶升托盘时顶紧流动托盘2上的三个对应位置。该托盘顶板 1303另外设有两个用于避让两条第一传动带1206的避让槽1306。托盘顶 板1303在托盘顶升气缸1302的作用下可在Z向上下移动，从而用来使流 动托盘2脱离或接触第一传动带1206。托盘顶升固定座1301安装在机架 体11的第一安装板1102上，使托盘顶升装置13位于第二横梁1109和第 三横梁1110中间。托盘顶升气缸作为托盘顶板驱动件驱动托盘顶板在Z 向上下移动。请参阅图11及图12，托盘压紧装置14由调节块1401、锥销安装螺钉 1402、第一压紧弹簧1403、压紧锥销1404、第一安装座1405及锁紧螺钉 1406组成。第一安装座1405固定在第二横梁上，调节块沿Y向放置并通 过锁紧螺钉1406固定在第一安装座1405顶端。该调节块1405设有在Z 向贯穿的第一导向孔1408，压紧锥销1404沿Z向装入该第一导向孔1408， 锥销安装螺钉1402安装在压紧锥销1404的顶部，第一压紧弹簧1403套在 压紧锥销1404底部，且该第一压紧弹簧1403(即第一弹性体)的两端分别紧 压调节块1401和压紧锥销1404的锥销头，从而使压紧锥销1404弹性支撑 在调节块1401上。调节块1401上设有长孔1407，以实现压紧位置的调节。请参阅图13至图15，按键平整装置8由挡程气缸801、压平气缸802、 挡程块803、四个吊钉8044个、四个第二压紧弹簧8054个、第二平整板 806、第二感应器807、第二安装座808及第一平整板809组成。挡程气缸 801和压平气缸802分别安装在第二安装座808的两侧。第二平整板806 通过四个吊钉804和四个第二压紧弹簧805连接在第一平整板809上，第 一平整板809连接在压平气缸802的前端，第二平整板806位于第一传动 带正上方，在压平气缸802的作用下，可使得第二平整板806在Z向上下 移动，从而实现对流动治具3中的按键的弹性压紧，同时能够形成缓冲， 减少对按键表面的冲击，进而实现对按键的平整功能。挡程块803安装在 挡程气缸801前端，在挡程气缸801的作用下可在Z向上下移动，从而实 现对流动治具3的拦截和放行。第二感应器807安装在第二安装座808上， 其用于实现对流动治具3流入时的检测。该第一、第二平整板通过吊钉(即 连接件)和第二压紧弹簧(即第二弹性体)连接而构成一整体的平整板，压平 气缸作为平整板驱动件驱动该平整板在Z向移动。请参阅图16至图18，治具定位装置9由第三安装座901、气缸固定板 902、治具定程气缸卯3、定程气缸安装座904、浮动接头905、定程杆906、 顶紧气缸907、 V形锁紧块908及第三感应器909组成。治具定程气缸903 通过定程气缸安装座904安装在气缸固定板902上，并且通过浮动接头905 将定程杆906连接在一起；定程杆906在治具定程气缸903的作用下能够
在气缸固定板902上的第二导向孔910中前后移动，从而实现对流动治具 3的拦截和放行；V形锁紧块908安装在顶紧气缸907的前端，在顶紧气 缸907的作用下可在Y向移动，从而实现对流动治具3的顶紧定位功能； 顶紧气缸907安装在气缸固定板902上，气缸固定板902安装在第三安装 座901上，第三安装座901安装在机架体11的第一安装板1102上。第三 感应器909安装在气缸固定板902前端位置，其用于检测流动治具3的流 入。治具定程气缸作为定程杆驱动件驱动定程杆在Y向移动，顶紧气缸作 为锁紧块驱动件驱动锁紧块在Y向移动。请参阅图19至图21，流动托盘2是一种专用吸塑盘，在三个角上设 有定位沉孔201，该定位沉孔201可供托盘压紧装置14的压紧锥销1404 压紧时进行对正，另外还设有十六组第一按键沉孔202，各组均有十二个 第一按键沉孔202，各组的十二个第一按键沉孔202的形状对应手机按键 0 9、 *、 #共十二个按键的外形，各第一按键沉孔202用于放置手机按键。请参阅图22及图23，流动治具3为一矩形构件，在其前侧面设有定 位V形锁紧槽301，该V形锁紧槽301的形状同治具定位装置9的V形锁 紧块908 —致，其用于流动治具的顶紧。流动治具3上面设有十二个第二 按键沉孔302，每个第二按键沉孔302的外形尺寸分别同手机的0 9、 *、 弁等十二个按键的外形尺寸一致，第二按键沉孔302的间距也同手机按键之 间的真实间距一致。下面说明本实施方式按键自动排列装配线的工作原理手机的数字按键区域共十二个按键分成四组，分别为"1、 2、 3"， "4、 5、 6"， "7、 8、 9"， "*、 0、弁"。利用三轴机械手5带动按键取放装置6 上的真空吸头601将按键从流动托盘2的第一按键沉孔202中吸出来，然 后将取出的按键在按键校位装置10上进行校位，然后依次将第一组的三个 按键装入流动治具3中的对应第二按键沉孔302，然后利用按键平整装置8 对装入流动治具3中的按键进行压紧和平整，此时完成第一组按键的自动 排键，当流动治具3流到第二台自动装配机的对应位置时，又完成第二组 按键的自动排键，依次类推，当治具流过第四台自动装配机时，就完成了 四组共十二个按键的排键工作。请参阅图1至图23，本实施方式按键自动排列装配线的工作由以下三 项流程配合来完成(一)托盘流动工作流程
装满手机塑料按键的流动托盘2从上工位通过第一传动带1206流入第 一台自动装配机，流动托盘2被托盘定程装置7的托盘定程板701挡住， 此时第一感应器1304检测到托盘流入，托盘顶升气缸1302得到控制器4 指令将托盘顶板1303顶起，从而将流动托盘2顶起脱离第一传动带1206， 在托盘顶板1303的三个圆形顶柱1305和托盘压紧装置14的压紧锥销1404 的双重作用下，将流动托盘2定位在按键取放装置6的下方。待按键取放 装置6取放操作十六次后，托盘定程气缸702和托盘顶升气缸1302退回， 分别带动托盘定程板701和托盘顶板1303下降，从而使流动托盘2接触第 一传动带1206，实现对此托盘的放行，此流动托盘流入到下一台自动装配 机。同时，第一感应器1304检测到托盘位空，托盘定程气缸702带动托盘 定程板701上升，上工位继续流入装满塑料按键的流动托盘2，重复上述 动作流程。当流动托盘2流过第四台自动装配机时，此时托盘内的塑料按 键已经全部用完。(二) 治具流动工作流程空的流动治具3从上工位通过第二传动带1209流入第一台自动装配 机，流动治具3被治具定位装置9的定程杆906挡住，此时第三感应器909 检测到治具流入，顶紧气缸907得到控制器4指令带动V形锁紧块908推 出，使V形锁紧块紧压在流动治具3的定位V形槽301部位，将流动治具 3定位在按键校位装置10的前方。待按键取放装置6将三个按键装入流动 治具中后，治具定程气缸903和顶紧气缸907退回，分别带动定程杆906 和V形锁紧块908縮回，实现对流动治具3的放行。流动治具3继续流动， 被按键平整装置8的挡程块803挡住，此时第二感应器807检测到治具流 入，压平气缸802得到控制器4指令伸出，带动第二平整板806下降，实 现对流动治具3中按键的压紧平整，随后挡程气缸801和压平气缸802退 回，分别带动挡程块803和第二平整板806上升，实现对治具的放行，治 具此时流入下一台自动装配机，第二感应器807检测到治具位空，挡程气 缸801带动挡程块803下降。与此同时，第三感应器检测到治具位空，治 具定程气缸903带动定程杆卯6伸出，上工位继续流入空的流动治具，重 复上述动作流程。当流动治具流过第四台自动装配机后，已经排满了四组 共十二个按键。(三) 自动排键工作流程在流动托盘2和流动治具3分别在各自的位置被定位后，按键取放装
置6上的三个真空吸头601在三轴机械手5和三个推伸气缸604的配合作 用下，按照控制器4指令，将流动托盘2中的一组按键(3个)同时吸起来， 然后再将三个按键在按键校位装置10的校位块1001上的第三按键沉孔 1004中进行校位后，真空吸头再同时将三个按键吸起，然后依次将三个按 键分别放入流动治具3中对应的第二按键沉孔302内。此时，便完成一组 按键的排键工作，待流动治具3放行后，上工位继续流入治具后，重复上 述动作流程。采用上述方案后，本实用新型是由四台自动装配机组成的手机按键自 动排列装配线。自动装配机上的三轴机械手和所有的气缸的动作都由控制 器发出的指令控制，所有感应器上产生的信号都由控制器来集中处理后发 出相关动作指令。按键校位装置的校位块上的按键沉孔的轮廓尺寸和孔间 距尺寸精度高，从而保证经过校位后的按键能够高质量、高精度地装入流 动治具中。由于手机的四组按键分别在四台自动装配机上完成排键装配， 当流动治具依次流过四台自动装配机后，就完成了十二个按键的自动化装 配。因此，本实用新型具有自动化程度高、生产效率高，产品质量好的优 点。以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细 说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新 型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下， 还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种按键自动排列装配线，其特征在于包括至少一台自动装配机，自动装配机具有机架体及安装在机架体上的在X向传动流动托盘的第一传动带、在X向传动流动治具的第二传动带、用于在X向定位流动托盘的托盘定位装置、用于在X向定位流动治具的治具定位装置、按键取放装置和按键平整装置，第一、第二传动带由传动动力件驱动，托盘定位装置邻近第一传动带，治具定位装置邻近第二传动带，按键取放装置具有从流动托盘内吸取按键的第一位置及将按键放入流动治具的第二位置，按键取放装置具有至少一个吸头及驱动其在第一位置和第二位置间运动的吸头驱动件，吸头位于托盘定位装置上方，按键平整装置具有平整板及驱动其在Z向升降的平整板驱动件，该平整板位于第二传动带上方。
2. 根据权利要求l所述的按键自动排列装配线，其特征在于所述的 托盘定位装置包括托盘顶升装置，该托盘顶升装置具有托盘顶板及驱动其 在Z向升降的顶板驱动件，该顶板驱动件安装在机架体上。
3. 根据权利要求2所述的按键自动排列装配线，其特征在于所述的 第一传动带有两条，顶板驱动件在两条第一传动带的下方，托盘顶板在两 条第一传动带之间。
4. 根据权利要求3所述的按键自动排列装配线，其特征在于所述的 托盘定位装置还包括托盘定程装置，该托盘定程装置具有托盘定程板及驱 动其在Z向升降的定程板驱动件，该托盘定程板位于两根第一传动带之间 并在流动托盘的运动方向上位于托盘顶板的前方，该定程板驱动件安装在 机架体上。
5. 根据权利要求2所述的按键自动排列装配线，其特征在于所述的 托盘定位装置还包括托盘压紧装置，该托盘压紧装置具有调节块、安装座、第一弹性体及压紧锥销，该安装座固定在机架体上，该调节块沿Y向放置 并固定在安装座上，该压紧锥销沿Z向放置并通过第一弹性体弹性支撑在 调节块上。
6. 根据权利要求l所述的按键自动排列装配线，其特征在于所述的 机架体上还安装有按键校位装置，按键校位装置位于吸头的运动轨迹上， 其具有至少一个按键沉孔。
7. 根据权利要求l所述的按键自动排列装配线，其特征在于所述的 平整板包括相平行的第一、第二平整板，该第一平整板与平整板驱动件连 接，该第二平整板通过连接件与第一平整板连接，该第一、第二平整板之 间设有第二弹性体，该第二弹性体两端分别压紧第一、第二平整板。
8. 根据权利要求l所述的按键自动排列装配线，其特征在于所述的 治具定位装置具有沿Y向放置的定程杆及驱动其在Y向移动的定程杆驱动件，定程杆驱动件安装在机架体上。
9. 根据权利要求8所述的按键自动排列装配线，其特征在于所述的治具定位装置还具有沿Y向放置的锁紧块及驱动其在Y向移动的锁紧块驱动件，锁紧块驱动件安装在机架体上。
10. 根据权利要求1-9中任意一项所述的按键自动排列装配线，其特征在于所述的自动装配机至少有两台，各自动装配机顺序衔接。
专利摘要本实用新型公开了一种按键自动排列装配线，它包括至少一台自动装配机，自动装配机具有机架体及安装在机架体上的第一传动带、第二传动带、托盘定位装置、治具定位装置、按键取放装置和按键平整装置，第一、第二传动带由传动动力件驱动，托盘定位装置邻近第一传动带，治具定位装置邻近第二传动带，按键取放装置具有第一位置及第二位置，按键取放装置具有至少一个吸头及驱动其在第一位置和第二位置间运动的吸头驱动件，吸头位于托盘定位装置上方，按键平整装置具有平整板及驱动其在Z向升降的平整板驱动件，该平整板位于第二传动带上方。该装配线可以实现塑胶按键的自动排键，从而提高了生产效率，保证了装配精度，进而保证了产品质量。
文档编号G06F3/023GK201051247SQ200720120070
公开日2008年4月23日 申请日期2007年5月14日 优先权日2007年5月14日
发明者朱成都, 覃宇平, 琥 贺, 辛立军 申请人:比亚迪股份有限公司