毛纽扣自动装配装置及其方法与流程

本发明涉及一种毛纽扣自动装配装置，属于毛纽扣的层间互联技术领域。

背景技术：
微波组件是军用电子装备的核心部件，随着新一代军事电子装备向看得远、升得高、分得清、低重量、多功能等方向发展。军用电子装备对微波组件的体积、重量、可靠性等提出了越来越高的要求。传统的采用二维平面组装技术实现的微波组件，其组装密度已近极限，无法在二维方向进一步缩小尺寸。为此，国内外军工单位均大力研究三维组装技术，把高密度的二维平面电路在垂直方向上叠装起来，利用三维互连技术实现高频和低频电信号的互连，研制轻、薄、短、小的三维微波组件，满足军事装备发展的需要。与二维平面组装技术相比，微波三维互联技术可以大大提高微波组件的组装密度、缩小组件体积、减轻组件乃至装备的重量。

毛纽扣垂直方向板级电路的连接是实现微波三维互联的一种可靠技术，其具有良好的射频和直流传输性能，能实现系统基板间垂直方向的层间互联。垂直方向上板级电路通过固定在介质支撑框架中的毛纽扣实现电路连接。

毛纽扣在介质支撑框架中目前均采用传统的手工方法进行装配，装配工步为：手工使用镊子等小工具夹持毛纽扣，在显微镜下将毛纽扣放置到介质支撑框架正面的安装孔中，安装完毕在框架侧边盲孔中灌胶以固定毛纽扣。传统手动装配的缺点：人工夹持、安装毛纽扣极易造成其毛纽扣本体损坏；毛纽扣到介质支撑框架的安装孔常会安装不到位；且装配效率低、成品率很低。在实际生产中迫切需要一种能够自动装配毛纽扣的装置，以满足微波组件的组装密度毛纽扣的装配。

技术实现要素：

针对传统手工装配毛纽扣费时费工且装配效率低问题，提供了一种毛纽扣自动装配装置及方法。

为了解决以上问题，本发明采用了如下技术方案：即提供了一种毛纽扣自动装配装置，其特征在于，包括毛纽扣振动分料排序机构、毛纽扣旋转吸料机构、照相定位检测机构、xyz三轴直线滑台模组。

所述的毛纽扣振动分料排序机构包括振动盘、直振轨道、直振器、阻挡气缸、阻挡片和感应器；直振器安装在支座上方，直振器连接直振轨道一端，直振轨道另一端与振动盘想通，在直振轨道的出料口处安装有阻挡气缸和阻挡片，阻挡气缸用于带动阻挡片的上下移动；感应器用于监测毛纽扣的到位信息。振动盘通过自身的振动，可以使料盒内的物料沿其直振轨道前进，在物料前进的过程中，对物料的姿态进行修正，使物料按统一的方向前进，最终实现整齐划一排列物料的功能。同时会对毛纽的变形做初步的筛选，以方便后续的排列。毛纽扣沿直振轨道振动到阻挡片位置，感应器检测到毛纽扣到位后延迟停止，直振器停止后阻挡回位上升，毛纽扣吸嘴将毛纽扣吸取。

所述的毛纽扣旋转吸料机构包括旋转气缸、毛纽扣吸嘴、xyz三轴直线滑台模组、负压发生器。毛纽扣吸嘴与旋转气缸相连，毛纽扣吸嘴安装在xyz三轴直线滑台模组的z轴上；毛纽扣吸嘴内设负压发生器。毛纽扣旋转吸料机构安装在z轴上，可沿xyz方向移动，取料时毛纽扣吸嘴移到吸料位置，吸料完成后移动旋转90°移走。送料时毛纽扣旋转吸料机构移动到工件孔的上方，利用照相定位检测机构对准孔口，毛纽扣旋转吸料机构把毛纽扣利用正压把毛纽扣吹入到连接器的孔内。

所述的照相定位检测机构包括工业相机(ccd镜头)、光圈；光圈位于工业相机镜头前方，照相定位检测机构安装在z轴底板上。毛纽扣的取放定位是由安装在z轴底板上的照相定位检测机构照相检测，判断直振轨道出来的毛纽扣的位置坐标及连接器毛纽扣孔的位置坐标。

所述的振动盘下方连接有振动盘控制器；配备振动盘控制器，可以调整振动的频率，以适应不同物料。

还提供了一种毛纽扣自动装配方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、首先需要对毛纽扣进行振动排序：振动盘通过自身的振动，可以使毛纽扣沿其振动盘内部轨道前进，在毛纽扣前进的过程中，对毛纽扣的姿态进行修正，使毛纽扣按统一的方向前进，最终使毛纽扣整齐划一排列；

步骤二、毛纽扣从振动盘出来后进入直振轨道，从直振轨道滑到阻挡片位置，感应器检测到毛纽扣到位后发送信号，直振器停止运作，此时阻挡片封堵在直振轨道出料口出，从感应器首次检测到毛纽扣到位信息开始计时，达到预设时间后，阻挡气缸启动，带动阻挡片上升回位；

步骤三、旋转气缸旋转至与直振轨道出料口平行，毛纽扣吸嘴沿x轴移到直振轨道出料口位置，由负压发生器产生负压完成毛纽扣的吸取；

步骤四、工业相机安装在z轴模组底板上，用于判断当前放置的是那一种工装，同时对连接器的位置进行读取，确定连接器孔位；

步骤五、毛纽扣吸嘴从吸取状态通过旋转气缸向下旋转90°，毛纽扣吸嘴沿着z轴朝下移动到待装配的连接器孔的装配定位工装位置处，采用正压将毛纽扣吹入到连接器的孔内；

步骤六，如此循环直至全部安装完毕。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

本发明采用自动上料和自动吸料机构，改变了以往毛纽扣人工使用镊子等小工具夹持毛纽扣的方法，避免毛纽扣被夹持变形，同时减轻了操作人员的劳动强度。

本发明采用照相检测装配，改变了传统在显微镜下将毛纽扣放置到介质支撑框架正面的安装孔中的方法，能够极大提高毛纽扣装配的效率和一致性，避免毛纽扣装入孔中不到位和损坏毛纽扣，提高了组件毛纽扣装配的成品率。

本发明为类似毛纽扣这种微小零件的自动装配提供了方法。

附图说明

图1为毛纽扣自动装配装置结构示意图

图2为毛纽扣振动分料排序机构示意图

图3为毛纽扣旋转吸料机构示意图

图4为照相定位检测机构示意图

图5为工装结构示意图

其中，1-毛纽扣振动分料排序机构、2-毛纽扣旋转吸料机构、3-照相定位检测机构、4-装配定位工装、5-x轴模组、6-y轴模组、7-z轴模组、8-振动盘、9-直振轨道、10-直振器、11-阻挡气缸、12-阻挡片、13-感应器、14-旋转气缸、15-毛纽扣吸嘴、16-支座、17-光圈、18-工业相机。

具体实施方式

下面对本发明做进一步阐述。

如图1所示，本发明提供了一种毛纽扣自动装配装置，包括毛纽扣振动分料排序机构1、毛纽扣旋转吸料机构2、照相定位检测机构3、x轴模组5、y轴模组6、z轴模组7。

如图2所示，所述的毛纽扣振动分料排序机构1包括振动盘8、直振轨道9、直振器10、阻挡气缸11、阻挡片12和感应器13。振动盘8下方连接有振动盘控制器，可以调整振动的频率，以适应不同的毛纽扣。直振器10安装在支座16上方，直振器10连接直振轨道9一端，直振轨道9另一端与振动盘8相通，在直振轨道9的出料口处安装有阻挡气缸11和阻挡片12，阻挡气缸11用于带动阻挡片12的上下移动。感应器13用于检测毛纽扣的到位信息。

首先需要对毛纽扣进行振动排序：振动盘8通过自身的振动，可以使毛纽扣沿其轨道前进，在毛纽扣前进的过程中，对毛纽扣的姿态进行修正，使毛纽扣按统一的方向前进，最终实现整齐划一排列毛纽扣的功能。

毛纽扣从振动盘出来后进入直振轨道9，从直振轨道9滑到阻挡片12位置，感应器13检测到毛纽扣到位后延迟一段停止(此时间主要由毛纽扣的安装时间预设)，直振器10停止，然后阻挡气缸11上升回位。

如图3所示，所述的毛纽扣旋转吸料机构2包括旋转气缸14、毛纽扣吸嘴15、x轴模组5、z轴模组7、负压发生器。毛纽扣吸嘴15与旋转气缸14相连，毛纽扣吸嘴15安装在x轴模组和z轴模组7上；毛纽扣吸嘴15与负压发生器相连。

旋转气缸14旋转至与直振轨道出料口平行，毛纽扣吸嘴15沿x轴移到直振轨道出料口位置，由负压发生器产生负压完成毛纽扣的吸取。

如图4所示，所述的照相定位检测机构3包括工业相机(ccd镜头)18、光圈17；光圈17位于工业相机18镜头前方，照相定位检测机构安装在z轴模组7底板上。

装配时，毛纽扣吸嘴15从吸取状态通过旋转气缸向下旋转90°，毛纽扣吸嘴沿着z轴朝下移动到待装配的连接器孔的装配定位工装4位置处，位置由工业相机获取，工业相机安装在z轴模组7底板上，用于判断当前放置的是那一种工装，同时对连接器的位置进行读取，确定连接器孔位，以便毛纽扣准确放入)，采用正压将毛纽扣吹入到连接器的孔内。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。