胶圈组装装置及胶圈组装方法

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胶圈组装装置及胶圈组装方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及胶圈组装技术领域，更为具体地，涉及一种胶圈组装装置及胶圈组装方法。\n背景技术\n[0002]目前，对于小零件的胶圈组装工作一直以手工作业为主；由于胶圈的尺寸较小，其直径在1.3mm左右，厚度在0.45mm左右，小零件上均具有凸起结构，因此，在手工作业时，胶圈不易拿放，也不易将胶圈组装到小零件上，导致手工作业难度大，且生产效率低。\n发明内容\n[0003] 鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种胶圈组装装置及胶圈组装方法，以解决手工组装胶圈时所产生的问题。\n[0004] 本发明提供一种胶圈组装装置，包括\n[0005] 包括支架、第一移动机构、第二移动机构、胶圈插取机构、胶圈压入机构、胶圈顶出机构，其中，\n[0006] 支架垂直固定在水平操作台上，第一移动机构水平固定在支架远离水平操作台的一端，第一移动机构包括水平设置的直线导轨；\n[0007] 第二移动机构与第一移动机构活动连接，其中，第二移动机构包括滑台固定板、气动滑台和下压板；第二移动机构通过滑台固定板沿直线导轨水平移动，气动滑台设置在滑台固定板背离直线导轨的一面并且在滑台固定板的限定下垂直移动，下压板水平固定在气动滑台靠近水平操作台的一端；\n[0008] 胶圈插取机构贯穿固定在下压板的一端，胶圈压入机构和胶圈顶出机构分别相对固定在下压板的另一端面向水平操作台的一面和背离水平操作台的一面。\n[0009] 此外，优选的结构是，第一移动机构还包括导轨固定板、第一气缸和气缸固定板；其中，直线导轨通过导轨固定板水平固定在支架上；第一气缸通过气缸固定板固定在导轨固定板的一端并且与滑台固定板相连；第一气缸驱动第二移动机构沿直线导轨水平移动。\n[0010] 另外，优选的结构是，在滑台固定板与直线导轨作用的一面设置有与直线导轨相配合作业的卡槽。\n[0011] 再者，优选的结构是，胶圈插取机构包括压入轴、插入杆、弹簧；在压入轴的外壁套设有衬套，在压入轴内开设有插入孔，套设弹簧的插入杆设置在插入孔内；胶圈压入机构包括固定座、张紧带与扩张片；胶圈压入机构通过固定座固定在下压板面向水平操作台的一面，固定座与扩张片活动连接，在固定座的轴心位置开设有第二通孔；在扩张片上设置有限位张紧带的凹槽；胶圈顶出机构包括第二气缸、支撑板、顶出杆和顶出弹簧；第二气缸通过支撑板固定在下压板背离水平操作台的一面，并且与固定座的轴心相对；在下压板上与第二通孔相对应的位置开设有第三通孔，第三通孔与第二通孔连通形成顶出孔，套设有顶出弹簧的顶出杆设置在顶出孔内。\n[0012] 此外，优选的结构是，在导轨固定板上未设置直线导轨的一面设置有真空发生器；真空发生器的吸嘴设置在插入孔的孔口位置。\n[0013]另外，优选的结构是，在衬套和压入轴之间设置有张紧弹簧。\n[0014] 此外，优选的结构是，在插入杆上对应弹簧的位置粘结有挡片。\n[0015] 另外，优选的结构是，在顶出杆上对应顶出弹簧的位置粘结有垫片。\n[0016] 再者，优选的结构是，在固定座和扩张片上分别设置有相对应的旋转孔；固定座与扩张片通过旋转孔和与旋转孔配合应用的旋转轴活动连接。\n[0017] 本发明还提供一种胶圈组装方法，利用前述胶圈组装装置将胶圈组装到待组装器件中，包括:\n[0018] 通过气动滑台带动胶圈插取机构垂直下压，插取胶圈；\n[0019] 通过气动滑台带动胶圈插取机构垂直上移，回到初始位置；\n[0020] 通过气动滑台与直线导轨的配合作业将胶圈插取机构水平移动至待组装器件的上方；\n[0021] 通过气动滑台带动胶圈插取机构垂直下压，将插取的胶圈压在待组装器件凸起处；\n[0022] 通过气动滑台带动胶圈压入机构垂直下压，将位于待组装器件凸起处的胶圈压入待组装器件的胶圈凹槽内；\n[0023] 通过胶圈顶出机构将压入胶圈的待组装器件从胶圈压入机构中顶出。\n[0024] 利用上述本发明的胶圈组装装置及胶圈组装方法，通过胶圈插入机构自动取放胶圈，通过胶圈压入机构自动组装胶圈，通过胶圈顶出机构自动回收胶圈，因此，该装置能够代替胶圈组装的手工作业，从而节省人力，提高产品的生产效率。\n[0025] 为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。\n附图说明\n[0026] 通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的内容，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中:\n[0027] 图1为按键轴的结构示意图；\n[0028] 图2为根据本发明实施例一的胶圈组装装置的结构示意图；\n[0029] 图3为根据本发明实施例一的胶圈插取机构的结构示意图；\n[0030] 图4为根据本发明实施例一的胶圈压入机构的结构示意图；\n[0031] 图5为根据本发明实施例一的胶圈顶出机构的结构示意图；\n[0032] 图6为根据本发明实施例二的胶圈组装装置的结构示意图；\n[0033] 图7为利用本发明实施例一或二的胶圈组装装置组装胶圈的流程示意图。\n[0034] 其中的附图标记包括:支架1、导轨固定板2、直线导轨3、限位块4、调整螺栓5、第一气缸6、气缸固定板7、浮动接头8、气动滑台9、滑台固定板10、下压板11、固定块12、压入轴13、插入杆14、弹簧15、挡片16、衬套17、固定座18、张紧带19、扩张片20、旋转孔21、第二通孔22、顶出杆23、顶出弹簧24、张紧弹簧25、垫片26、第二气缸27、螺栓28、螺母29、支撑板30、插入孔31、滑动轴32、螺纹孔33、凹槽34、挡圈35、压入筒36、防护盖板37、真空发生器38、压力开关39、胶圈插取机构40、胶圈压入机构41、胶圈顶出机构42、第三通孔43。\n[0035] 在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。\n具体实施方式\n[0036] 以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。\n[0037] 针对手工将胶圈组装到小零件上所产生的问题，本发明提供一种胶圈组装装置及胶圈组装方法，能够自动将胶圈组装到待组装器件上，需要组装胶圈的待组装器件包括按键轴、耳机插头、数据传输接头等，下面将以按键轴为待组装器件的实施例进行说明。\n[0038] 图1示出了示出了一个按键轴实施例的结构，如图1所示，该实施例所示的按键轴具有两圈凸起，两圈凸起之间形成凹槽，本发明最终目的是将胶圈组装在按键轴的凹槽上。下面将详细地说明胶圈组装装置的结构以及如何将胶圈组装到按键轴上，其它具有凸起的待组装器件与按键轴同理。\n[0039] 图2示出了根据本发明实施例一的胶圈组装装置的结构。\n[0040] 如图2所示，本发明提供的胶圈组装装置包括支架1、第一移动机构、第二移动机构、胶圈插取机构40、胶圈压入机构41和胶圈顶出机构42 ;其中，支架1垂直固定在水平操作台(图未示出)上，起到支撑其它机构的作用，第一移动机构水平固定在支架1远离水平操作台的一端，并与第二移动机构活动连接，第一移动机构带动第二移动机构在横向上来回移动，在第二移动机构靠近水平操作台的一端的两侧分别连接胶圈插取机构40、胶圈压入机构41和胶圈顶出机构42，胶圈顶出机构42设置在胶圈压入机构41的上方，胶圈插取机构40用于插取胶圈，并将胶圈套入按键轴，使胶圈停留在凸起处，胶圈压入机构41将胶圈压入按键轴两圈凸起形成的凹槽内，在完成胶圈与按键轴的组装后，胶圈顶出机构42将组装好的按键轴顶出，胶圈组装装置的下方放置有回收盒，用于回收掉落的按键轴。\n[0041] 第一移动机构包括直线导轨3、导轨固定板2、第一气缸6和气缸固定板7，直线导轨3水平设置在导轨固定板2上，导轨固定板2水平固定在支架1的顶端，第一气缸6通过气缸固定板7固定在导轨固定板2的一端。\n[0042] 第二移动机构包括气动滑台9、滑台固定板10和下压板11，气动滑台9用于纵向移动，其固定在滑台固定板10的背离直线导轨3 —面，在滑台固定板10的面向直线导轨3的一面设置有内凹的卡槽，滑台固定板10通过卡槽卡扣在直线导轨3上，与直线导轨3配合作业，滑台固定板10与第一气缸6连接，第一气缸6为固定在滑台固定板10上的气动滑台9提供动力，带动气动滑台9沿着直线导轨3的方向移动；下压板11固定在气动滑台9靠近水平操作台的一端，胶圈插取机构40固定在下压板11的一端，胶圈压入机构41和胶圈顶出机构42固定在下压板11的另一端，并且胶圈顶出机构42固定在胶圈压入机构41的上方，藉由气动滑台9的纵向移动，带动胶圈插取机构40、胶圈压入机构41和胶圈顶出机构42在纵向上移动。\n[0043] 为了限制气动滑台9在导轨3上的移动范围，在一个具体实施方式中，在导轨3上设置有限位块4和用于调节限位块4位置的调整螺栓5，根据实际情况选择限位块4的位置。\n[0044] 气动滑台9与第一气缸6直接连接属于硬性连接，会加快双方的磨损，也会导致气动滑台9在横向移动上的不稳定，为了防止出现上述问题，在另一个具体实施方式中，在第一气缸6接头处连接一个浮动接头8，浮动接头8与滑台固定板10连接，第一气缸6通过浮动接头8间接地与滑台固定板10连接，将气动滑台9与第一气缸6的硬性连接转换为柔性连接。\n[0045] 另外，下压板11与气动滑台9的固定方式包括扣合、粘合、螺钉等等。\n[0046] 在下压板11的一端设置有第一通孔，胶圈插取机构40通过第一通孔固定在下压板11上，在下压板11另一端朝下的一面固定住胶圈压入机构41，对应朝上的一面固定有支撑板30，支撑板30与固定座18的轴心相对，胶圈顶出机构42固定在支撑板30上。\n[0047] 图3示出了根据本发明实施例一的胶圈插取机构40的结构。如图3所示，胶圈插取机构40包括压入轴13，在压入轴13的表面套有衬套17，衬套17与压入轴13贯穿第一通孔，压入轴13通过衬套17固定在第一通孔中，在下压板11的上表面对应于第一通孔的位置设置有固定块12，用于进一步将压入轴13固定在第一通孔中，在压入轴13的内部开设有插入孔31，在插入孔31内设置有插入杆14和弹簧15，插入杆14插进弹簧15内部，在插入杆14上还设有一个挡片16，用于将插入杆14卡在插入孔31内部和弹簧15内部，使插入杆14在移动的过程中不贯穿弹簧15，也不完全脱离插入孔31。\n[0048] 插入孔31由两个直径的孔组成；首先，在压入轴13内部开有一个小孔，小孔的直径大于插入杆14的直径且小于挡片16的直径，供插入杆14进出压入轴13，然后，在小孔的基础上深入压入轴13内部开有一个大孔，大孔的直径大于弹簧15横截面的直径，用于容纳弹簧15，在大孔的基础上继续深入压入轴13内部开有一个小孔，与最先开的小孔直径相同，用于插入杆14在压入轴13内部移动；在压入轴13下压的过程中，弹簧15在大孔内会承压，挡片16只能在大孔内移动，而插入杆可以通过小孔继续移动，当弹簧15承压到一定程度，插入杆14会伸出压入轴13，插取胶圈。前提条件为胶圈已被其他机构定位好位置，胶圈插取机构40不需要定位胶圈就可以进行插取工作。\n[0049] 其中，在压入轴13内部开孔难度大，为了减小开孔的难度同时为了节约成本，从压入轴13的两端分别开大孔，两个大孔之间通过小孔连通，且在压入轴13的底端的大孔中安装有压入筒36，压入筒36单独成型，其内部开有小孔，供插入杆14进出。此方式将压入轴13和压入筒36分别单独成型，再组装在一起，可以降低在压入轴13内部开孔的难度，同时也能节约成本。\n[0050] 在图3所示的实施例中，为了在压入轴13下压的过程中起到缓冲作用，在压入轴13的上部设置有滑动轴32，用于缓冲压入轴13。\n[0051] 为了固定块12更牢固地固定住压入轴13，在固定块12上开设有螺纹孔33，用于插入螺钉，螺钉与压入轴接触，以此固定住压入轴13。\n[0052] 为了张紧压入轴13与衬套17，在衬套17和压入轴13之间设置有张紧弹簧25，在张紧弹簧25上还设置有挡圈35，用于限位张紧弹簧25。\n[0053] 图4示出了根据本发明实施例一的胶圈压入机构41的结构。如图4所示，胶圈压入机构41包括一个十字形的固定座18、四瓣扩张片20和张紧带19，在固定座18的中心开有第二通孔22，供顶出杆23进出，在固定座18的十字部分和扩张片20上分别设置有旋转孔21，供旋转轴插入，固定座18的四个突出部分分别与四瓣扩张片20通过旋转轴和旋转孔的配合活动连接，扩张片20通过旋转轴向外旋转。在扩张片20上设置有凹槽34，张紧带19卡扣在凹槽34上，用于在扩张片20张开一定角度后，将其勒紧。具体地，张紧带19为拉伸弹簧，在自然状态下为直线形状(参考附图4)，在使用时，将其两端扣合形成一个圆圈卡扣在凹槽34上。\n[0054] 其中，四瓣扩张片20在自然状态下形成一个圆管状，圆管横截面的直径略大于按键轴顶部细轴的直径，以便于将四瓣扩张片20插在按键轴和胶圈之间。\n[0055] 另外，在固定座18上和下压板11上分别设置有螺纹孔33，通过螺钉将固定座18固定在下压板11上，但两者也可通过其它方式固定。\n[0056] 图5示出了根据本发明实施例一的胶圈顶出机构42的结构。如图5所示，胶圈顶出机构42包括第二气缸27，在第二气缸27的螺栓28处连接有螺母29，在第二气缸27做活塞运动时，螺母29下压顶出杆23 —起向下运动。\n[0057] 在螺母29和固定座18之间对应下压板11上开设有第三通孔43，用于容纳顶出弹簧24和顶出杆23，顶出杆23插在顶出弹簧24内部，顶出杆23插在顶出弹簧24内的部分容纳在第三通孔43中，顶出杆23伸出顶出弹簧24的部分容纳在固定座18开设的第二通孔22中及四瓣扩张片20形成的圆管中，第二通孔22与第三通孔43形成顶出孔，顶出杆23的头部比其他部位粗，便于螺母29下压，同时也是为了设置垫片26，垫片26粘贴在顶出杆23对应第三通孔43内的部分，换言之，垫片26粘贴在第三通孔43两端的位置，用于增大顶出杆23与顶出弹簧24的接触面积，使顶出弹簧24受力更均匀，在顶出杆23受到来自上方螺母29的压力时，顶出杆23的尾部会从扩张片20形成的圆管中伸出。\n[0058] 上述内容详细描述了本发明提供的胶圈组装装置的结构，为了更完善胶圈组装装置的功能，图6示出了根据本发明实施例二的胶圈组装装置的结构，如图6所示，为了防止人或物体误入该装置，在第一移动机构的外围设置有防护盖板37，罩住第一移动机构，可以阻挡异物进入该装置。\n[0059] 为了胶圈插取机构40稳定的插取胶圈，在导轨固定板背离直线导轨的一面设置有真空发生器38和用于调节真空发生器38压力的压力开关39，真空发生器的吸嘴(图未示出)设置在扩张片组成的圆管的管口处，其它机构与实施例一相同，不再赘复。\n[0060] 上述内容说明了本发明提供的胶圈组装装置的结构，下面将说明如何利用胶圈组装装置将胶圈组装在待组装器件上，前提条件是胶圈和待组装器件已通过其它机构定位，本装置不需要进行定位操作。\n[0061] 图7示出了利用上述实施例一或二的胶圈组装装置组装胶圈的流程。\n[0062] 如图7所示，本实施例所示的胶圈组装方法，包括:\n[0063] 步骤S701:通过气动滑台带动胶圈插取机构垂直下压，插取胶圈。\n[0064] 气动滑台9带动胶圈插取机构40向下运动，通过插入杆14插入胶圈的内部圆孔处，借助胶圈自身的弹性回缩力对胶圈进行插取。\n[0065] 步骤S702:通过气动滑台带动胶圈插取机构垂直上移，回到初始位置。\n[0066] 在胶圈插取机构40插取胶圈之后，气动滑台9带动插曲了胶圈的胶圈插取机构40向上运动，回到原来的位置。\n[0067] 步骤S703:通过气动滑台与直线导轨的配合作业将胶圈插取机构水平移动至待组装器件的上方。\n[0068] 在胶圈插取机构40回到原来的位置后，气动滑台9通过直线导轨3带动胶圈插取机构40横向移动到待组装器件所在位置的上方，以便将胶圈下放至待组装器件上。\n[0069] 步骤S704:通过气动滑台带动胶圈插取机构垂直下压，将插取的胶圈压在待组装器件凸起处。\n[0070] 气动滑台9再次带动胶圈插取机构40向下运动，插入杆14先接触待组装器件的顶端并将插入杆14压进压入轴13内，之后通过压入轴13将胶圈压在待组装器件凸起位置，胶圈被待组装器件凸起挡住，之后胶圈插取机构40依次退回，并通过气动滑台9和直线导轨3返回至初始位置，继续进行插取胶圈的操作。\n[0071] 步骤S705:通过气动滑台带动胶圈压入机构垂直下压，将位于待组装器件凸起处的胶圈压入待组装器件的胶圈凹槽内。\n[0072] 在胶圈插取机构40将胶圈压在待组装器件凸起处后，胶圈压入机构41通过气动滑台9的带动将胶圈压入待组装器件凸起下方的胶圈凹槽内，在图1所示的实施例中，胶圈凹槽形成于两个凸起之间。\n[0073] 在胶圈压入机构41下压的过程中，扩张片20直接接触到胶圈，通过和胶圈下移扩张的力量使扩张片20张开，并继续下压；但是由于张紧带19会勒住扩张片20，使扩张片20闭合，由此产生向下的力，驱使胶圈向下滚动，最终，扩张片20通过与胶圈的挤压将胶圈滚动至待组装器件的胶圈凹槽中，至此胶圈与待组装器件的装配完成，即胶圈组装完成。\n[0074] 步骤S706:胶圈顶出机构将压入胶圈的待组装器件从胶圈压入机构中顶出。\n[0075] 在胶圈与待组装器件的装配完成后，通过直线导轨3将胶圈压入机构41移动至回收工位，此时通过胶圈顶出机构42中的螺母29下压顶出杆23，顶出杆23经由胶圈压入机构41内部的顶出孔将组装好的产品顶出，并自然掉落至回收盒中；产品被顶出后，胶圈压入机构41中的各个部分回归自然状态，等待下次组装。\n[0076] 由于胶圈插取机构40和胶圈压入机构41同时连接在下压板11上，因此，胶圈插取机构40和胶圈压入机构41的操作是同步进行的，胶圈插取机构40插取胶圈的同时，胶圈压入机构41会将胶圈压入待组装器件凸起形成的凹槽内。\n[0077] 上述胶圈组装装置及胶圈组装方法，通过胶圈插入机构自动取放胶圈，通过胶圈压入机构自动组装胶圈，通过胶圈顶出机构自动回收胶圈，因此，该装置能够有效代替胶圈组装的手工作业，从而节省人力，提高产品的生产效率。\n[0078] 如上参照附图以示例的方式描述了根据本发明提出的胶圈组装装置及胶圈组装方法。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的胶圈组装装置及胶圈组装方法，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进和变形。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。