一种工件组装设备及组装方法与流程

1.本发明涉及自动化组装技术领域，特别是涉及一种工件组装设备及组装方法。


背景技术：

2.在自动化组装技术领域，经常涉及两类工件的粘接组装，现有技术往往将一类料件通过抓取机构直接移载至另一类料件上进行组装，然后料件在料盘上的位置不精确，导致抓取时存在偏差，进而经上述方法组装获得的产品存在位置偏差，造成产品不良，增大产品的不良率。若这些产品直接销售使用，则会造成顾客投诉，因此，上述问题亟待解决。


技术实现要素：

3.本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种工件组装设备及组装方法，能够解决第一工件和第二工件装配精度低的问题。
4.为了解决上述技术问题，本发明的第一方面提供了一种工件组装设备，包括：料盘，用于存放所述第二工件，并且所述第二工件的上表面为平面；
5.定位装置，设有第一预设区域和第二预设区域，并能够将位于所述第一预设区域内的所述第二工件定位至所述第二预设区域；
6.给料装置，用于供给所述第一工件；
7.治具，用于装卡所述第一工件；
8.第二移载装置，用于抓取所述给料装置上的所述第一工件，并移送至所述治具上的装卡夹具；
9.输送装置，用于输送装卡有所述第一工件的所述治具至预设位置，所述第一工件上设有点胶区域；
10.点胶装置，用于对所述治具上的所述第一工件的点胶区域进行点胶操作；
11.第一移载装置，用于从所述料盘吸取所述第二工件的上表面，并移送至所述定位装置上的所述第一预设区域，并在所述定位装置完成对所述第二工件的二次定位至所述第二预设区域后，从所述第二预设区域吸取所述第二工件的上表面，然后移送至所述治具上预设位置的所述第一工件的点胶区域。
12.在一个可行的实现方式中，所述定位装置包括定位板、定位缺口和推头；所述定位板的上部具有定位平面，所述推头、所述定位缺口均位于所述定位平面上，并且所述推头的移动方向指向所述定位缺口，所述第一预设区域、所述第二预设区域位于所述所述推头、所述定位缺口之间的定位平面，并且由所述定位缺口确定所述第二预设区域的两侧边界，所述第一预设区域的中心比所述第二预设区域的中心远离所述定位缺口：
13.所述第一移载装置将所述第二工件移载至所述定位板上的所述第一预设区域进行粗定位；
14.所述推头将所述第二工件推移至所述定位板上的所述第二预设区域，并通过所述定位缺口进行精确定位；
15.其中，所述第二工件为方形，所述定位缺口为l形，所述推头与所述第二工件的两个相邻边接触。
16.在一个可行的实现方式中，所述第一预设区域与所述第二预设区域重叠，或者所述第一预设区域与所述第二预设区域部分重叠；
17.其中，所述第一预设区域中心、所述第二预设区域中心和所述定位缺口的顶角点在所述推头的推送方向上。
18.在一个可行的实现方式中，所述推头包括第一卡爪和第二卡爪，所述第一卡爪与所述第二卡爪间呈直角设置；
19.所述第一卡爪、所述第二卡爪分别与所述推头的推送方向呈45度夹角。
20.在一个可行的实现方式中，所述定位装置还包括气缸组件；
21.所述气缸组件包括气缸、支撑板、限位板、推板和固定板，所述气缸固定连接在所述固定板和所述限位板上，所述推板固定连接在所述支撑板上；
22.其中，所述支撑板通过滑杆与所述气缸滑动连接，并推动固定连接在所述推板上的所述推头；
23.所述限位板靠近所述支撑板的一端设有限位块，用以规避所述气缸与所述支撑板碰撞；
24.所述气缸靠近所述限位块的一端设有凸起，用以规避所述气缸与所述支撑板碰撞。
25.在一个可行的实现方式中，所述第一移载装置包括：
26.吸取部，所述吸取部被配置为吸取所述第二工件；
27.第一校准机构，所述第一校准机构被配置为检测所述第二工件的顶部；
28.第二校准机构，所述第二校准机构被配置为检测所述第二工件的底部；
29.所述定位装置包括废料盒，所述废料盒被配置为收集所述第一校准机构和/或所述第二校准机构判定为废品的所述第二工件。
30.在一个可行的实现方式中，所述点胶装置包括：
31.点胶机构，用于在所述第一工件的点胶区域进行点胶；
32.第三校准机构，所述第三校准机构被配置为校准所述点胶机构的点胶针；其包括第一光源、第一光电传感器、第二光源、第二光电传感器，其中第一光源用于形成水平的第一光束，第一光电传感器能接收第一光束，以形成传感信号；第二光源用于形成水平且与第一光束垂直相交的第二光束，第二光电传感器能接收第二光束，以形成另一传感信号；
33.清胶机构，所述清胶机构包括一对沿水平方向并列设置的擦胶辊，一对擦胶辊形成对辊结构，以在点胶针伸入二者之间时，一对擦胶辊能够沿所述点胶针的伸入方向摩擦所述点胶针的外壁以去除所述点胶针上附着的残胶。
34.在一个可行的实现方式中，所述治具包括治具本体和保压装置，所述治具本体被配置为固定所述第一工件；
35.其中，所述保压装置包括保压头、保压机构及滑动机构，所述保压头通过所述保压机构和所述滑动机构抵接在第二工件上并施加一正向的预设压力，使所述第二工件与所述第一工件保持粘接状态；
36.所述治具还包括第一限位机构和第二限位机构，当所述保压头压在第二工件上
时，所述第二限位机构通过凸块以限制所述保压装置在水平方向上的移动，所述第一限位机构通过凸块以限制所述保压装置竖直方向上的移动。
37.在一个可行的实现方式中，所述输送装置有两条且平行设置；
38.所述料盘、定位装置和第一移载装置设置在所述输送装置的两边，所述给料装置、第二移载装置和点胶装置设置在所述输送装置的两端。
39.相应地，本发明还提供了一种组装方法，利用第一方面任一所述的工件组装设备，所述组装方法包括以下步骤：
40.在一个可行的实现方式中，步骤a1：由所述给料装置提供所述第一工件；
41.步骤a2：所述第二移载装置抓取所述给料装置上的所述第一工件，并移送至所述治具上的装卡夹具，所述治具位于所述输送装置上；
42.步骤a3：所述输送装置输送装卡有所述第一工的所述治具至预设位置，所述点胶装置对所述第一工件的点胶区域进行点胶操作；
43.步骤b1：所述第一移载装置从所述料盘吸取所述第二工件，并移送至所述定位装置上的所述第一预设区域；
44.步骤b2：所述定位装置上，通过推头将所述第二工件从所述第一预设区域推动至所述第二预设区域，
45.步骤b3：在完成步骤a3的点胶操作后，所述第一移载装置从所述第二预设区域吸取所述第二工件，并移送至所述治具上预设位置的所述第一工件的点胶区域；
46.步骤c1：在完成步骤b3后，通过所述保压装置压在所述第二工件上，并保持预设时间，使第一工件粘接在所述第二工件上；
47.步骤c2：所述第二移载装置夹取粘接有所述第一工件的所述第二工件至下一工位。
48.实施本发明，具有如下有益效果：
49.本发明提供了一种工件组装设备及组装方法，解决了第一工件和第二工件装配精度低的问题，从而能够实现提高第一工件和第二工件的装配精度，提高产品的良品率。
50.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
51.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理，并不构成对本技术的不当限定。
52.图1是本发明实施例中工件组装设备的结构示意图；
53.图2是本发明实施例中定位装置的结构示意图；
54.图3是本发明实施例中定位装置的结构示意图；
55.图4是本发明实施例中治具的结构示意图；
56.图5是本发明实施例中治具的结构示意图；
57.图6是本发明实施例中第一移载装置的结构示意图；
58.图7是本发明实施例中点胶装置的结构示意图；
59.图8是本发明实施例中点胶装置的结构示意图。
60.图中的附图标记：
61.1-第一工件，12-点胶区域，2-第二工件；
62.100-定位装置，101-定位板，1011-第一预设区域，1012-第二预设区域，102-定位缺口，103-推头，1031-第一卡爪，1032-第二卡爪，1041-气缸，10411-凸起，1042-支撑板，1043-限位板，10431-限位块，1044-推板，1045-固定板，1046-滑杆，105-废料盒；
63.200-治具，201-治具本体，202-保压装置，2021-保压头，2022-保压机构，2023-滑动机构，2031-第一限位机构，2032-第二限位机构，204-装卡夹具；
64.300-第一移载装置，301-吸取部，302-第一校准机构，303-第二校准机构；
65.400-点胶装置，401-点胶机构，4011-点胶针，402-第三校准机构，403-清胶机构；
66.500-第二移载装置；
67.600-输送装置；
68.700-给料装置；
69.800-料盘。
具体实施方式
70.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
71.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
72.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
73.如图1-8所示，本发明提供一种工件组装设备，用于将第一工件1与第二工件2组装，包括料盘800、定位装置100、给料装置700、治具200、第二移载装置500、输送装置600、点胶装置400及第一移载装置300，其中：
74.料盘800，用于存放第二工件2，并且第二工件2的上表面为平面；需要指出的是，这里的料盘800主要的作用是供料，如图1所示，料盘800为机器上料，设置有料仓，通过传动机构转动上料，当然机器上料的设备结构包括但不仅限于此，在这里不作限制，具体可以结合组装设备的使用空间进行设置，当然也可以人工上料。此外第二工件2的上表面为平面的好处在于吸取方便，不容易掉落。
75.定位装置100，如图2-3所示，设有第一预设区域1011和第二预设区域1012，并能够将位于第一预设区域1011内的第二工件2定位至第二预设区域1012；实现从粗定位到精确定位，进而提高第二工件2装配到第一工件1上的精度，具体地：
76.定位装置100包括定位板101、定位缺口102和推头103；定位板101的上部具有定位
平面，推头103、定位缺口102均位于定位平面上，并且推头103的移动方向指向定位缺口102，第一预设区域1011、第二预设区域1012位于推头103、定位缺口102之间的定位平面，并且由定位缺口102确定第二预设区域1012的两侧边界，第一预设区域1011的中心比第二预设区域1012的中心远离定位缺口102，故首先第一移载装置300将第二工件2移载至定位板101上的第一预设区域1011进行粗定位；然后推头103将第二工件2推移至定位板101上的第二预设区域1012，并通过定位缺口102进行精确定位；其中，第二工件2为方形，定位缺口102为l形，推头103与第二工件2的两个相邻边接触，这样设置的好处在于当推头103推动时，由于第二工件2为方形时，所以第二工件2可以与l形的定位缺口102完全适配，此外如图2所示，在l形定位缺口102处还有一个圆弧，这样设计的好处是可以减少第二工件2与定位板101在精确定位时的撞击。
77.另外需要指出的是，在一种可能实现的方式下，如图2所示第一预设区域1011与第二预设区域1012部分重叠，进而通过推头103将第二工件2从第一预设区域1011推移至第二预设区域1012。当然，在另一种可能实现的方式下，第一预设区域1011与第二预设区域1012重叠。其中，第一预设区域1011中心、第二预设区域1012中心和定位缺口102的顶角点在推头103的推送方向上，以便推头103可以沿直线推移。
78.此外，在一种可能实现的方式下，推头103包括第一卡爪1031和第二卡爪1032，第一卡爪1031与第二卡爪1032间呈直角设置；第一卡爪1031、第二卡爪1032分别与推头103的推送方向呈45度夹角。进而推头103可以与第二工件2的两个相邻边完全接触，避免在推动时只与第二工件2一边接触时而发生偏移。
79.在一种可能实现的方式下，如图3所示，定位装置100还包括气缸组件；气缸组件包括气缸1041、支撑板1042、限位板1043、推板1044和固定板1045，气缸1041固定连接在固定板1045和限位板1043上，推板1044固定连接在支撑板1042上。
80.其中，支撑板1042通过滑杆1046与气缸1041滑动连接，并推动固定连接在推板1044上的推头103；限位板1043靠近支撑板1042的一端设有限位块10431，用以规避气缸1041与支撑板1042碰撞；气缸1041靠近限位块10431的一端设有凸起10411，用以规避气缸1041与支撑板1042碰撞。
81.给料装置700，用于供给第一工件1；可以通过人工将第一料件放置在给料装置700上并进行滑动传输，当然也可以结合工序，从上一装置移载至给料装置700，具体可以结合实际应用场景，在此不作限制。
82.治具200，用于装卡第一工件1；在一种可能实现的方式下，如图4-5所示，治具200包括治具本体201和保压装置202，治具本体201被配置为固定第一工件1；其中，保压装置202包括保压头2021、保压机构2022及滑动机构2023，保压头2021通过保压机构2022和滑动机构2023抵接在第二工件2上并施加一正向的预设压力，使第二工件2与第一工件1保持粘接状态。其中滑动机构2023通过滑轨实现水平移动，保压机构2022通过弹簧实现竖直方向移动，进而保压头2021通过滑动机构2023和保压机构2022调节后抵接在第二工件2上。
83.此外，如图4所示，治具200还包括第一限位机构2031和第二限位机构2032，当保压头2021压在第二工件2上时，第二限位机构2032通过凸块以限制保压装置202在水平方向上的移动，第一限位机构2031通过凸块以限制保压装置202竖直方向上的移动。
84.第二移载装置500，用于抓取给料装置700上的第一工件1，并移送至治具上的装卡
夹具204；这里所说的抓取可以通过设置夹爪机构实现，在抓取第一料件的同时还可以设置相应的ccd组件进行拍照定位等。这里所说的移送可以通过移动模组实现，当然上述只是一种可行的实施例，包括但不仅限于此。
85.在一种可能实现的方式下，在第二移载装置500上还对应设置有下料的抓取机构，方便当第一工件1和第二工件2组装完成后下料，即对应在第二移载装置的另一侧设置一移动模组实现下料。
86.输送装置600，用于输送装卡有第一工件1的治具200至预设位置，如图1所示，输送装卡有第一工件1的治具200通过滑轨输送，此外；如图5所示，第一工件1上设有点胶区域12，通过在点胶区域12点胶，并将第二工件2装配在第一工件1上，进而完成工件的装配。
87.此外，在一种可能实现的方式下，为了提高组装的工作效率，如图1所示，输送装置600有两条且平行设置；料盘800、定位装置100和第一移载装置300设置在输送装置600的两边，给料装置700、第二移载装置500和点胶装置400设置在输送装置600的两端。因为工件的输送和点胶所需要的时间比较短，组装的时间比较长，所以在输送装置600的两边对应设置了两组料盘800、定位装置100和第一移载装置300设置在输送装置600，在两端设置了一组给料装置700、第二移载装置500和点胶装置400。
88.点胶装置400，用于对治具200上的第一工件1的点胶区域12进行点胶操作；在一种可能实现的方式下，如图7-8所示，点胶装置400包括：点胶机构401，点胶机构401能够按照预定的点胶计量向点胶针4011提供胶体，用于在第一工件1的点胶区域12进行点胶；当然点胶机构401还可以包括ccd组件和镭射测距元件,ccd组件通过拍照定位第一工件1，镭射测距元件可进一步通过镭射测量第一工件1的高度位置，从而适于被准确点胶。上述通过ccd组件拍照方式进行的定位作业，以及通过镭射测距元件测量与目标物的距离进而换算目标物的高度等位置参数的方法为现有技术，在此不做赘述。
89.此外为能在更换点胶针4011或启停机后确保点胶装置400点胶作业的位置精准性，点胶装置400还包括第三校准机构402，第三校准机构402被配置为校准点胶机构401的点胶针4011；其包括第一光源、第一光电传感器、第二光源、第二光电传感器，其中第一光源用于形成水平的第一光束，第一光电传感器能接收第一光束，以形成传感信号；第二光源用于形成水平且与第一光束垂直相交的第二光束，第二光电传感器能接收第二光束，以形成另一传感信号；当点胶针4011恰好阻挡第一光束和第二光束时，即可判定点胶针4011的针尖位置即恰好，即完成对该点胶针4011的校准作业。
90.进一步地，在点胶作业过程中，粘性的胶体往往会因点胶路径交叉、胶体回粘等因素附着在点胶针4011上，并在固化后在点胶针4011的出胶口处形成残胶，残胶不仅影响点胶作业的精准及稳定性，亦会影响点胶针4011校准的准确性，为此，点胶装置400还包括清胶机构403，清胶机构403包括一对沿水平方向并列设置的擦胶辊，一对擦胶辊形成对辊结构，以在点胶针4011伸入二者之间时，一对擦胶辊能够沿点胶针4011的伸入方向摩擦点胶针4011的外壁以去除点胶针4011上附着的残胶。
91.第一移载装置300，用于从料盘800吸取第二工件2的上表面，并移送至定位装置100上的第一预设区域1011，并在定位装置100完成对第二工件2的二次定位至第二预设区域1012后，从第二预设区域1012吸取第二工件2的上表面，然后移送至治具200上预设位置的第一工件1的点胶区域12，这里所说的移送通过偏移模组实现，移送方式包括但不仅限于
此，具体地：
92.在一种可能实现的方式下，第一移载装置300包括：吸取部301、第一校准机构302和第二校准机构303；其中，吸取部301被配置为吸取第二工件2；第一校准机构302被配置为检测第二工件2的顶部；第二校准机构303被配置为检测第二工件2的底部，进而确保第二工件2的质量。
93.此外，为了将第一校准机构302和第二校准机构303检测为不良品的第二工件2进行，对应地定位装置100包括废料盒150，废料盒150被配置为收集第一校准机构302和/或第二校准机构303判定为废品的第二工件2。
94.本发明提供一种工件组装设备，解决了第一工件1和第二工件2装配精度低的问题，从而能够实现提高第一工件1和第二工件2的装配精度，提高产品的良品率。
95.相应地，本发明还提供了一种组装方法，利用上述的组装设备，组装方法包括以下步骤：
96.在一个可行的实现方式中，
97.步骤a1：由给料装置700提供第一工件1；
98.步骤a2：第二移载装置500抓取给料装置700上的第一工件1，并移送至治具200上的装卡夹具204，治具200位于输送装置600上；
99.步骤a3：输送装置600输送装卡有第一工的治具200至预设位置，点胶装置400对第一工件1的点胶区域12进行点胶操作；
100.步骤b1：第一移载装置300从料盘800吸取第二工件2，并移送至定位装置100上的第一预设区域1011；
101.步骤b2：定位装置100上，通过推头103将第二工件2从第一预设区域1011推动至第二预设区域1012，
102.步骤b3：在完成步骤a3的点胶操作后，第一移载装置300从第二预设区域1012吸取第二工件2，并移送至治具200上预设位置的第一工件1的点胶区域12；
103.步骤c1：在完成步骤b3后，通过保压装置202压在第二工件2上，并保持预设时间，使第一工件1粘接在第二工件2上；
104.步骤c2：第二移载装置500夹取粘接有第一工件1的第二工件2至下一工位。
105.需要指出的是，当步骤c2结束后，工件组装设备会依次重复执行步骤a1-a3、b1-b3及c1-c2。
106.本发明提供一种工件组装方法，解决了第一工件1和第二工件2装配精度低的问题，从而能够实现提高第一工件1和第二工件2的装配精度，提高产品的良品率。
107.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
108.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。