本發(fā)明涉及組裝自動化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于裝配框類零件的機械手及其治具。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中的背光源產(chǎn)品主要部件有背板、膠框、導(dǎo)光板、FPC組件、擴散膜、增光膜、遮光膜等，在背光源產(chǎn)品的生產(chǎn)裝配過程中采用了一些自動化設(shè)備，比如自動貼膜機就是將擴散膜、增光膜、遮光膜等光學(xué)膜按工藝順序依次貼合的一種行業(yè)新興生產(chǎn)設(shè)備，該設(shè)備通過若干工位精密旋轉(zhuǎn)平臺移動作業(yè)，依次完成除塵、撕膜、送料、定位、疊合、整壓、取料等多道工序，但在貼膜之前的半成品的組裝工作，卻是采用人工方式將膠框壓入背板內(nèi)，人工作業(yè)效率低下，操作精度低，產(chǎn)品穩(wěn)定性差，熟練工培訓(xùn)成本高，而且像膠框這種框類零件共同特點就是邊框窄，剛性差，受力易變形，需要整形，導(dǎo)致常規(guī)的機械手無法抓取，有待改進。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種替代人工操作、高效率的、用于裝配框類零件的機械手及其治具。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：一種用于裝配框類零件的機械手治具，包括基座、抓框裝置和推框裝置，所述抓框裝置包括第一氣缸、控制芯塊、相互配合用于抓取框類零件邊框的內(nèi)機械爪和外機械爪，所述基座上設(shè)有導(dǎo)孔，所述內(nèi)機械爪和外機械爪上均設(shè)有導(dǎo)正滑塊，所述導(dǎo)正滑塊與所述導(dǎo)孔滑動配合，所述第一氣缸設(shè)置在基座的上蓋板上，所述控制芯塊設(shè)置在第一氣缸的氣缸軸上，所述控制芯塊上設(shè)有用于驅(qū)動內(nèi)機械爪和外機械爪內(nèi)外相對移動的凸輪結(jié)構(gòu)，所述基座上還設(shè)有使內(nèi)機械爪和外機械爪復(fù)位的復(fù)位彈簧，所述第一氣缸驅(qū)動控制芯塊移動，控制芯塊通過凸輪結(jié)構(gòu)驅(qū)動內(nèi)機械爪和外機械爪內(nèi)外相對移動，從而抓取或松開框類零件；所述推框裝置包括第二氣缸、推框圈和連接板，所述第二氣缸設(shè)置在基座的上蓋板上，所述第二氣缸的氣缸軸通過連接板與推框圈連接，所述第二氣缸驅(qū)動連接板和推框圈移動，從而推出框類零件以完成裝配。

其中，所述內(nèi)機械爪和外機械爪的數(shù)量均為4個，分別用于抓取框類零件的四個邊框，所述控制芯塊的四周側(cè)面均對應(yīng)設(shè)有凸輪結(jié)構(gòu)。

其中，所述內(nèi)機械爪和外機械爪上還設(shè)有軸承，所述軸承與控制芯塊上的凸輪結(jié)構(gòu)滾動配合。

其中，所述第二氣缸數(shù)量為二個，同步動作，分布于第一氣缸的兩側(cè)。

其中，所述機械手治具還包括壓卡腳裝置， 所述壓卡腳裝置包括第三氣缸、推片和推片聯(lián)動板，所述第三氣缸設(shè)置在基座的上蓋板上，所述第三氣缸的氣缸軸與推片聯(lián)動板固定連接，所述推片設(shè)置在推片聯(lián)動板上。

其中，所述第三氣缸數(shù)量為二個，且同步動作，分布于第一氣缸的兩側(cè)。

其中，所述第三氣缸為螺牙氣缸。

本發(fā)明的另一種技術(shù)方案為：一種用于裝配框類零件的機械手，包括X-Z軸工作臺和上面所述的機械手治具，所述機械手治具設(shè)置在Z軸工作臺上。

本發(fā)明的有益效果為：所述機械手治具包括基座、抓框裝置和推框裝置，所述抓框裝置包括相互配合用于抓取邊框的內(nèi)機械爪和外機械爪，第一氣缸驅(qū)動控制芯塊上下移動，控制芯塊上的凸輪結(jié)構(gòu)帶動內(nèi)機械爪和外機械爪內(nèi)外相對移動，從而實現(xiàn)抓取或松開框類零件。由于抓框裝置是抓取框類零件的邊框，不會導(dǎo)致框類零件整體受力變形，而且通過設(shè)計控制芯塊上的凸輪結(jié)構(gòu)形狀，可以使內(nèi)機械爪和外機械爪同步動作，動作精確，從而具有了整形功能。被校正形態(tài)的框類零件位置精確，容易被推框裝置中的推框圈直接壓入背板，完成裝配，推框圈與框類零件接觸面積大，所以受力均勻，不易變形，操作精度高。所述機械手治具配合X-Z軸工作臺，可以快速移動，取件裝配，組裝速度快，可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工組裝方式。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述用于裝配框類零件的機械手的使用狀態(tài)圖；

圖2是本發(fā)明所述用于裝配框類零件的機械手治具實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明所述用于裝配框類零件的機械手治具實施例另一角度的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明所述用于裝配框類零件的機械手治具實施例的爆炸圖；

圖5是框類零件的局部放大圖。

其中，100、機械手；101、X-Z軸工作臺；102、機械手治具；200、圓盤治具；201、背板；300、框類零件放置治具；301、框類零件；302、卡腳；1、基座；11、上蓋板；12導(dǎo)孔；2、抓框裝置；21、第一氣缸；22、內(nèi)機械爪；23、外機械爪；24、導(dǎo)正滑塊；25、控制芯塊；251、凸輪結(jié)構(gòu)；26、復(fù)位彈簧；27、軸承；3、推框裝置；31、第二氣缸；32、推框圈；33、連接板；4、壓卡腳裝置；41、第三氣缸；42、推片；43、推片聯(lián)動板。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

作為本發(fā)明用于裝配框類零件的機械手的實施例，如圖1至5所示，機械手100包括X-Z軸工作臺101和機械手治具102，所述機械手治具102設(shè)置在Z軸工作臺上。所述X-Z軸工作臺101用于快速搬運機械手治具102，在框類零件放置治具300和放置背板201的圓盤治具200之間往復(fù)運動。所述機械手治具102包括基座1、抓框裝置2和推框裝置3，所述抓框裝置2包括第一氣缸21、控制芯塊25、相互配合用于抓取框類零件邊框的內(nèi)機械爪22和外機械爪23，所述基座1上設(shè)有導(dǎo)孔12，所述內(nèi)機械爪22和外機械爪23上均設(shè)有導(dǎo)正滑塊24，所述導(dǎo)正滑塊24與所述導(dǎo)孔12滑動配合，所述第一氣缸21設(shè)置在基座1的上蓋板11上，所述控制芯塊25設(shè)置在第一氣缸21的氣缸軸上，所述控制芯塊25上設(shè)有用于驅(qū)動內(nèi)機械爪22和外機械爪23內(nèi)外相對移動的凸輪結(jié)構(gòu)251，所述基座1上還設(shè)有使內(nèi)機械爪22和外機械爪23復(fù)位的復(fù)位彈簧26，所述第一氣缸21驅(qū)動控制芯塊25移動，控制芯塊25通過凸輪結(jié)構(gòu)251驅(qū)動內(nèi)機械爪22和外機械爪23內(nèi)外相對移動，從而抓取或松開框類零件301；所述推框裝置3包括第二氣缸31、推框圈32和連接板33，所述第二氣缸31設(shè)置在基座1的上蓋板11上，所述第二氣缸31的氣缸軸通過連接板33與推框圈32連接，所述第二氣缸31驅(qū)動連接板33和推框圈32移動，從而推出框類零件301以完成裝配。

在本實施例中，如圖5所示，框類零件301上還具有卡腳302，用于和背板上的卡槽相配合，數(shù)量較多，十幾個都較為常見，通過推框裝置3的裝配流程后，并不能完全保證所有的卡腳302也卡合到位。所以增加了壓卡腳裝置4， 所述壓卡腳裝置4包括第三氣缸41、推片42和推片聯(lián)動板43，所述第三氣缸41設(shè)置在基座1的上蓋板11上，所述第三氣缸41的氣缸軸與推片聯(lián)動板43固定連接，所述推片42設(shè)置在推片聯(lián)動板43上，推片42專門用于壓合卡腳302，再一次確保所有卡腳302都被卡合到位。

本實施例所述機械手的動作順序為：首先，X-Z軸工作臺101帶動機械手治具102到達框類零件放置治具300上方，下降到合適位置，第一氣缸21動作，驅(qū)動控制芯塊25向上移動（也可以向下，根據(jù)凸輪結(jié)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)而定），控制芯塊25在上升過程中，其上的凸輪結(jié)構(gòu)251驅(qū)動內(nèi)機械爪22和外機械爪23內(nèi)外相對平行移動，從而夾緊并抓取框類零件301；然后X-Z軸工作臺101把機械手治具102和框類零件301一起提升并平移到圓盤治具200上方，下降到合適位置，第二氣缸31動作，驅(qū)動推框圈32下移，把框類零件301推入背板201里；再然后第三氣缸41動作，驅(qū)動推片連接板43和推片42把所有的卡腳302都卡合到位，完成裝配工作；X-Z軸工作臺101把機械手治具102再次提升平移到框類零件放置治具300的上方，在此過程中第一氣缸21、第二氣缸31和第三氣缸41工作，恢復(fù)到初始位置，重復(fù)動作進行下一次裝配。

在本實施例中，所述控制芯塊25上的凸輪結(jié)構(gòu)251設(shè)計非常重要，控制芯塊25動作為上下運動，需要保證內(nèi)機械爪22和外機械爪23運動的同步性和精確一致性，才能又快又穩(wěn)地抓取框類零件301。另外，所述導(dǎo)正滑塊24設(shè)置在基座1的導(dǎo)孔12內(nèi)，主要作用是保證內(nèi)機械爪22和外機械爪23縱向或橫向的移動更精準(zhǔn)，不偏斜，在抓取框類零件301時，其邊框受力均勻，具有整形效果。

在本實施例中，為了增加所述內(nèi)機械爪22和外機械爪23與控制芯塊25上凸輪結(jié)構(gòu)251相對運動的順暢度，在內(nèi)機械爪22和外機械爪23上還設(shè)有軸承27，把滑動配合變成了滾動配合，減小了摩擦力，降低各部件的磨損。

本發(fā)明所述機械手治具102的抓框裝置2是抓取框類零件301的邊框，不會導(dǎo)致框類零件301整體受力變形，而且通過設(shè)計控制芯塊25上的凸輪結(jié)構(gòu)251形狀，可以使內(nèi)機械爪22和外機械爪23同步動作，動作精確，還具有了整形功能。被校正形態(tài)的框類零件301位置精確，被推框裝置3中的推框圈32直接壓入背板201，完成初步裝配，推框圈32與框類零件301接觸面積大，所以受力均勻，不易變形，操作精度高；壓卡腳裝置4則可以進一步保證所有的卡腳3002都能被卡合到位。所述機械手治具102配合X-Z軸工作臺101，可以快速移動，取件裝配，組裝速度快，可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工組裝方式。

在本實施例中，所述內(nèi)機械爪22和外機械爪23的數(shù)量均為4個，分別用于抓取框類零件301的四個邊框，所述控制芯塊252的四周側(cè)面均對應(yīng)設(shè)有凸輪結(jié)構(gòu)251。當(dāng)框類零件只有三個邊框甚至二個邊框時，內(nèi)機械爪和外機械爪的數(shù)量也可以相對應(yīng)地減少。

在本實施例中，所述第二氣缸31數(shù)量為二個，且同步動作，分布于第一氣缸21的兩側(cè)，由于第一氣缸21一般都會設(shè)置在基座1的中央位置，所以第二氣缸31需要偏置，當(dāng)框類零件301較大或者長寬比較大時，偏置的單一氣缸無法提供均衡的驅(qū)動力，導(dǎo)致推框裝置3動作不夠順暢，設(shè)置二個第二氣缸31，并分布于第一氣缸21的兩側(cè)，就可以輕松解決驅(qū)動力均衡的問題。

在本實施例中，所述第三氣缸41數(shù)量為二個，且同步動作，分布于第一氣缸21的兩側(cè)，設(shè)置的目的跟設(shè)置二個第二氣缸31目的是一樣的，此處不再贅述。為了減小整個機械手治具102的體積，所述第三氣缸41優(yōu)選螺牙氣缸，螺牙氣缸具有體積小、行程短的特點，非常適合在此處應(yīng)用。

并不是所有的框類零件都會有卡腳，所以機械手治具并不一定要設(shè)置壓卡腳裝置，當(dāng)機械手治具只包括抓框裝置和推框裝置時，那么機械手的動作順序為：首先，X-Z軸工作臺帶動機械手治具到達框類零件放置治具上方，下降到合適位置，第一氣缸動作，驅(qū)動控制芯塊向上移動，控制芯塊在上升過程中，其上的凸輪結(jié)構(gòu)驅(qū)動內(nèi)機械爪和外機械爪內(nèi)外相對移動，從而夾緊并抓取框類零件；然后X-Z軸工作臺把機械手治具和框類零件一起提升并平移到圓盤治具上方，下降到合適位置，第二氣缸動作，驅(qū)動推框圈下移，把框類零件推入背板里，完成裝配工作；X-Z軸工作臺把機械手治具再次提升平移到框類零件放置治具的上方，在此過程中第一氣缸和第二氣缸工作，恢復(fù)到初始位置，重復(fù)動作進行下一次裝配。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。