CN103692402A - 采用机器人的电子秤组装生产线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用机器人的电子秤组装生产线，包括设有四个工位的转盘式装配台；装配机器人，设于装配工位的外侧；原料区，设于装配机器人的周边，包括LCD上料区、导电胶上料区和PCB模组上料区；吸附式锁螺丝机，设于第一锁紧工位的侧边；及吹气式双头锁螺丝机，设于第二锁紧工位的侧边；装配机器人的活动端设有用于将原料区的零件移至装配工位的上料夹紧机构。本发明采用了装配机器人，完成主要精细部分的安装，提高电子秤的组装生产速度，并能保证装配的精确度和可靠性。还进一步采用了两工位转盘式标定复检装置，实现机械化标定复检，并通过带有视觉传感器的标定复检机器人，实现自动化复检和下料，以提高复检的可靠性和稳定性。

Description

采用机器人的电子秤组装生产线

技术领域

本发明涉及一种组装生产线，更具体地说是指一种采用机器人的电子秤组装生产线。

背景技术

现有技术中，电子秤产品组装生产线，采用人工组装的流水线结构，整条生产线，要使用20-30人，整条生产线占用很大的生产空间。另外，对于部分组装工序要有较为精确的定位（比如装PCB模组）或消耗较多的体能（比如电子秤的标定与复检），这些组装工序采用人工操作方式，不仅效率低，而且会增加人工成本。

因此，为了提高电子秤的组装生产能力，并降低生产成本，有必要开发出采用机器人的电子秤组装生产线。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种采用机器人的电子秤组装生产线。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

采用机器人的电子秤组装生产线，所述的电子秤包括设有四个联接块的玻璃，及与玻璃固定联接的塑料面壳、二个传感器固定座，所述的塑料面壳内设有LCD、导电胶、海棉垫和PCB模组，还包括与塑料面壳固定联接的底壳，二个传感器固定座与塑料面壳之间设有装饰管和位于装饰管内的连接导线；组装生产线包括:

转盘式装配台，设有四个工位，依次为用于完成玻璃、传感器固定座和塑料面壳的上料及装配的手工上料工位，用于锁紧传感器固定座、塑料面壳和玻璃的第一锁紧工位，用于组装LCD、导电胶和PCB模组的装配工位，和用于锁紧PCB模组的第二锁紧工位；

装配机器人，设于装配工位的外侧；

原料区，设于装配机器人的周边，包括LCD上料区、导电胶上料区和PCB模组上料区；

吸附式锁螺丝机，设于第一锁紧工位的侧边；

及吹气式双头锁螺丝机，设于第二锁紧工位的侧边；

其中，所述装配机器人的活动端设有用于将原料区的零件移至装配工位的上料夹紧机构。

其进一步技术方案为：所述LCD上料区包括三个料位，分别为LCD取料位、LCD满料位和LCD空料位，所述三个料位均设有LCD料盒；所述的PCB模组上料区包括PCB模组取料位、PCB模组满料位和PCB模组空料位，所述三个料位均设有PCB模组料盒；所述导电胶上料区包括三个料位，分别为导电胶取料位、导电胶满料位和导电胶空料位，所述三个料位均设有导电胶料盒；原料区还包括海棉垫上料台。

其进一步技术方案为：还包括设于LCD取料位侧边的LCD撕胶机构；还包括设于PCB模组取料位侧边的PCB二次定位机构。

其进一步技术方案为：还包括用于理线焊线的组装工作台，所述组装工作台的上料端与第二锁紧工位对接，下料端与设有的两工位转盘式标定复检装置对接。

其进一步技术方案为：所述标定复检装置包括设有标定工位和复检工位的转盘，及位于转盘上方的支架；支架上设有用于升降标定砝码组且位于标定工位上方的第一升降机构和用于升降复检砝码组且位于复检工位上方的第二升降机构；第一升降机构下方设有所述的标定砝码组；第二升降机构下方设有所述的复检砝码组。

其进一步技术方案为：所述第一升降机构为多工位气缸，标定砝码组设有多个砝码，从下至上叠放在一起，每个砝码中心设有用于悬挂的台阶孔，所述多工位气缸的下活动端设有悬挂杆，悬挂杆设有多个与台阶孔相对应的挂起部；所述第二升降机构为多工位气缸，复检砝码组设有多个砝码，从下至上叠放在一起，每个砝码中心设有用于悬挂的台阶孔，所述多工位气缸的下活动端设有悬挂杆，悬挂杆设有多个与台阶孔相对应的挂起部。

其进一步技术方案为：还包括位于复检工位外侧的标定复检机器人，和位于标定复检机器人两侧的良品存放区和不良品存放区；标定复检机器人的活动端设有用于复检的视觉传感器和用于将电子秤在复检工位与良品存放区、不良品存放区之间移动的下料夹紧机构。

其进一步技术方案为：还包括位于良品存放区外侧的总装工作台，包括有贴标工作位、装箱工作位和外观检测工作位。

其进一步技术方案为：所述的组装工作台包括装装饰管和连接导线工作位、理线工作位、装底壳及电池工作位。

其进一步技术方案为：所述装底壳及电池工作位的侧边设有滑台，还包括位于滑台外侧的用于锁紧底壳与塑料面壳的锁螺丝机；所述的滑台上设有电子秤治具；所述的电子秤为人体电子秤。

本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明采用了装配机器人，完成主要精细部分的安装，提高电子秤的组装生产速度，并能保证装配的精确度和可靠性。还进一步采用了两工位转盘式标定复检装置，实现机械化标定复检，并通过带有视觉传感器的标定复检机器人，实现自动化复检和下料，以提高复检的可靠性和稳定性。本发明增加二台机器人，仅需要另配6-8位操作人员，即可以完成电子秤从零部件组装到标定复检的全部工序。极大地节省人工成本，并提高组装效率。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

附图说明

图1为需要组装的人体电子秤的平面示意图；

图2为本发明采用机器人的电子秤组装生产线具体实施例的平面示意图；

图3为图2中的装配机器人部分的局部放大图；

图4为图2中的标定复检装置部分的局部放大图；

图5a为图2实施例中砝码组中各个砝码的剖面结构示意图（全部砝码处于悬空状态）；

图5b为图2实施例中砝码组中各个砝码的剖面结构示意图（最下方砝码承重于电子秤，另外二个砝码处于悬空状态）；

图5c为图2实施例中砝码组中各个砝码的剖面结构示意图（最下方砝码和中间砝码承重于电子秤，最上方砝码处于悬空状态）；

图5d为图2实施例中砝码组中各个砝码的剖面结构示意图（全部砝码承重于电子秤）。

附图标记

10    玻璃            11    联接块

12    塑料面壳        13    传感器固定座

14    LCD             15    装饰管

20    转盘式装配台    21    手工上料工位

22    第一锁紧工位    23    装配工位

24    第二锁紧工位    30    装配机器人

40    原料区          41    LCD上料区

410   LCD料盒         411   LCD取料位

412   LCD满料位       413   LCD空料位

42    导电胶上料区    420   导电胶料盒

421   导电胶取料位    422   导电胶满料位

423   导电胶空料位    43    PCB模组上料区

430   PCB模组料盒     431   PCB模组取料位

432   PCB模组满料位   433   PCB模组空料位

434   PCB二次定位机构 44   海棉垫上料台

51    吸附式锁螺丝机    52    吹气式双头锁螺丝机

60    组装工作台        414   LCD撕胶机构

61    装装饰管和连接导线工作位

62    理线工作位        63    装底壳及电池工作位

64    滑台              65    锁螺丝机

70    标定复检装置      71    转盘

711   标定工位          712   复检工位

718   标定砝码组        719   复检砝码组

72    支架              751   最下方砝码

752   中间砝码          753   最上方砝码

76    悬挂杆            77    挂起部

80    标定复检机器人    81    良品存放区

82    不良品存放区      90    总装工作台

91    贴标工作位        92    装箱工作位

93    外观检测工作位    A1    操作员1

A2    操作员2           A3    操作员3

A4    操作员4           A5    操作员5

A6    操作员6           A7    操作员7

A8    操作员8           66    过渡工作台

94    成品料板

具体实施方式

为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。

如图1所示，本发明需要组装的电子秤包括设有四个联接块11的玻璃10（在组装之前要将联接块预先与玻璃联接在一起），及与玻璃10固定联接的塑料面壳12、二个传感器固定座13，塑料面壳12内设有LCD14、导电胶、海棉垫和PCB模组，还包括与塑料面壳固定联接的底壳，二个传感器固定座13与塑料面壳12之间设有装饰管15和位于装饰管内的连接导线。本发明公开的组装生产线可以完成这种电子秤的组装，以及组装之后的产品标定与复检。

如图2-4所示，本发明采用机器人的电子秤组装生产线，组装生产线包括：

转盘式装配台20，设有四个工位，依次为用于完成玻璃、传感器固定座和塑料面壳的上料及装配的手工上料工位21，用于锁紧传感器固定座、塑料面壳和玻璃的第一锁紧工位22，用于组装LCD、导电胶、海棉垫和PCB模组的装配工位23，和用于锁紧PCB模组的第二锁紧工位24；

装配机器人30，设于装配工位23的外侧；

原料区40，设于装配机器人30的周边，包括LCD上料区41、导电胶上料区42、PCB模组上料区43和海棉垫上料台44；

吸附式锁螺丝机51，设于第一锁紧工位22的侧边；

及吹气式双头锁螺丝机52，设于第二锁紧工位24的侧边；

其中，装配机器人30的活动端设有用于将原料区40的零件移至装配工位23的上料夹紧机构（该上料夹紧机构设有多个夹头，以便实现LCD、导电胶、海棉垫和PCB模组四种零件的夹取）。

其中，LCD上料区41包括三个料位，分别为LCD取料位411、LCD满料位412和LCD空料位413，三个料位均设有LCD料盒410；PCB模组上料区43包括PCB模组取料位431、PCB模组满料位432和PCB模组空料位433，三个料位均设有PCB模组料盒430；导电胶上料区42包括三个料位，分别为导电胶取料位421、导电胶满料位422和导电胶空料位423，三个料位均设有导电胶料盒420。实际布置中，为了便于上料，并便于装配机器人取料，LCD上料区41和PCB模组上料区43设在装配机器人的左右最外侧，导电胶上料区42和海棉垫上料台44设于装配机器人的固定底附近，并且近于装配工位的位置，以减少装配机器人的活动距离，提高工作效率。

还包括设于LCD取料位411侧边的LCD撕胶机构414（即实现撕开LCD表面保护胶纸的机构，可以参考本申请人已经申请的撕胶纸机构）；还包括设于PCB模组取料位431侧边的PCB二次定位机构434（通过斜面导向机构实现二次定位）。

还包括用于理线焊线的组装工作台60，组装工作台60的上料端与第二锁紧工位24对接，下料端与设有的两工位转盘式标定复检装置70对接。组装工作台60包括装装饰管和连接导线工作位61、理线工作位62、装底壳及电池工作位63。装底壳及电池工作位63的侧边设有滑台64，还包括位于滑台64外侧的用于锁紧底壳与塑料面壳的锁螺丝机65；在滑台64上设有电子秤治具（图中未示出)。

标定复检装置70包括设有标定工位711和复检工位712的转盘71，及位于转盘71上方的支架72；支架72上设有用于升降标定砝码组718且位于标定工位711上方的第一升降机构和用于升降复检砝码组719且位于复检工位712上方的第二升降机构；第一升降机构下方悬挂有标定砝码组718；第二升降机构下方悬挂有复检砝码组719。具体结构可以采用这样的方式：

第一升降机构为多工位气缸，标定砝码组设有多个砝码，从下至上叠放在一起，每个砝码中心设有用于悬挂的台阶孔，多工位气缸的下活动端设有悬挂杆，悬挂杆设有多个与台阶孔相对应的挂起部；第二升降机构也为多工位气缸，复检砝码组设有多个砝码，从下至上叠放在一起，每个砝码中心设有用于悬挂的台阶孔，多工位气缸的下活动端设有悬挂杆，悬挂杆设有多个与台阶孔相对应的挂起部。具体结构参考图5a至图5d，各个砝码的台阶孔的关系为：三个砝码中，最下方砝码751的台阶孔深度最高（以形成最长的挂起部回退空间），由下往上，每个砝码的台阶孔深度逐个减少，即中间砝码752的台阶孔深度小于最下方砝码751的台阶孔深度，最上方砝码753的台阶孔深度小于中间砝码752的台阶孔深度，它们之间的差值一般在10-50mm之间，为多工位气缸提供足够的活动空间。其中，悬挂杆76为圆杆，挂起部77与悬挂杆76采用焊接或插接的固定方式。

还包括位于复检工位712外侧的标定复检机器人80，和位于标定复检机器人两侧的良品存放区81和不良品存放区82；标定复检机器人80的活动端设有用于复检的视觉传感器和用于将电子秤在复检工位712与良品存放区81、不良品存放区82之间移动的下料夹紧机构（图中未示出）。

还包括位于良品存放区81外侧的总装工作台90，包括有贴标工作位91（装电池隔片、电池盖、合格证、标签）、装箱工作位92（装彩盒、装大箱）和外观检测工作位93（清洁、外观检查、装PE袋、装泡沫）。

本实施例的具体操作说明如下：

工作流程说明：

1.操作员1取一个玻璃放到转盘工位1（即手工上料工位）上进行定位并取一个塑料面壳及两个传感器固定座装到玻璃上；

2.转盘转到工位2（即第一锁紧工位），进行打螺丝共四个螺丝；

3.转盘转到工位3（即装配工位），装配动作由机器人完成（见装配机器人工作说明）；

4.转盘转到工位4（即第二锁紧工位），双头锁螺丝机锁两个螺丝将PCB板固定；

5.转盘转回工位1，操作员1将预装好的半成品取出，然后重复以上动作。

装配机器人的工作说明：

1.机器人1（即装配机器人）从LCD取料位取出LCD放到LCD撕胶机构进行撕胶纸,然后将LCD装配到塑料面壳上；

2.机器人1从导电胶取料位取出导电胶装配到LCD上；

3.机器人1将海绵垫取出装配到LCD上；

4.机器人1将PCB模组从取料位取出放到PCB二次定位机构进行定位,然后装配到塑料面壳上；

标定复检装置的使用说明：

1.操作员5将成品开机后放到两工位转盘式标定复检装置的工位1（即标定工位）上；

2.标定复检机自动对工位1上的产品进行标定；

3.标定完成后,标定机转盘转到工位2（即复检工位）；

4.标定复检机（即标定复检装置）自动对工位2上的产品进行复检；

5.机器人2（即标定复检机器人）上装有CCD，对标定复检机的工位2上面的产品复检结果进行判断；

6.机器人2将NG产品放不良区，OK产品放到良品区，如果产品需要复标，则机器人2不下料，转盘转回标定复检机的工位1上。

上述实施例中，是用于人体电子秤的组装生产，于其它实施例中，也可以用于厨房电子秤或其它电子秤的组装生产。

于其它实施例中，组装工作台和总装工作台也可以采用机器人完成装配工作。

于其它实施例中，当电子秤的结构中没有海棉垫时，原料区也可以不采用海棉垫上料台。

于其它实施例中，第一升降机构和第二升降机构也可以采用由电机驱动的滚珠丝杆传动副的结构。

综上所述，本发明采用了装配机器人，完成主要精细部分的安装，提高电子秤的组装生产速度，并能保证装配的精确度和可靠性。还进一步采用了两工位转盘式标定复检装置，实现机械化标定复检，并通过带有视觉传感器的标定复检机器人，实现自动化复检和下料，以提高复检的可靠性和稳定性。本发明增加二台机器人，仅需要另配6-8位操作人员，即可以完成电子秤从零部件组装到标定复检的全部工序。极大地节省人工成本，并提高组装效率。

上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.采用机器人的电子秤组装生产线，所述的电子秤包括设有四个联接块的玻璃，及与玻璃固定联接的塑料面壳、二个传感器固定座，所述的塑料面壳内设有LCD、导电胶和PCB模组，还包括与塑料面壳固定联接的底壳，二个传感器固定座与塑料面壳之间设有装饰管和位于装饰管内的连接导线；其特征在于组装生产线包括：

转盘式装配台，设有四个工位，依次为用于完成玻璃、传感器固定座和塑料面壳的上料及装配的手工上料工位，用于锁紧传感器固定座、塑料面壳和玻璃的第一锁紧工位，用于组装LCD、导电胶和PCB模组的装配工位，和用于锁紧PCB模组的第二锁紧工位；

装配机器人，设于装配工位的外侧；

原料区，设于装配机器人的周边，包括LCD上料区、导电胶上料区和PCB模组上料区；

吸附式锁螺丝机，设于第一锁紧工位的侧边；

及吹气式双头锁螺丝机，设于第二锁紧工位的侧边；

其中，所述装配机器人的活动端设有用于将原料区的零件移至装配工位的上料夹紧机构。

2.根据权利要求1所述的采用机器人的电子秤组装生产线，其特征在于所述LCD上料区包括三个料位，分别为LCD取料位、LCD满料位和LCD空料位，所述三个料位均设有LCD料盒；所述的PCB模组上料区包括PCB模组取料位、PCB模组满料位和PCB模组空料位，所述三个料位均设有PCB模组料盒；所述导电胶上料区包括三个料位，分别为导电胶取料位、导电胶满料位和导电胶空料位，所述三个料位均设有导电胶料盒；原料区还包括海棉垫上料台。

3.根据权利要求2所述的采用机器人的电子秤组装生产线，其特征在于还包括设于LCD取料位侧边的LCD撕胶机构；还包括设于PCB模组取料位侧边的PCB二次定位机构。

4.根据权利要求1所述的采用机器人的电子秤组装生产线，其特征在于还包括用于理线焊线的组装工作台，所述组装工作台的上料端与第二锁紧工位对接，下料端与设有的两工位转盘式标定复检装置对接。

5.根据权利要求4所述的采用机器人的电子秤组装生产线，其特征在于所述标定复检装置包括设有标定工位和复检工位的转盘，及位于转盘上方的支架；支架上设有用于升降标定砝码组且位于标定工位上方的第一升降机构和用于升降复检砝码组且位于复检工位上方的第二升降机构；第一升降机构下方设有所述的标定砝码组；第二升降机构下方设有所述的复检砝码组。

6.根据权利要求5所述的采用机器人的电子秤组装生产线，其特征在于所述第一升降机构为多工位气缸，标定砝码组设有多个砝码，从下至上叠放在一起，每个砝码中心设有用于悬挂的台阶孔，所述多工位气缸的下活动端设有悬挂杆，悬挂杆设有多个与台阶孔相对应的挂起部；所述第二升降机构为多工位气缸，复检砝码组设有多个砝码，从下至上叠放在一起，每个砝码中心设有用于悬挂的台阶孔，所述多工位气缸的下活动端设有悬挂杆，悬挂杆设有多个与台阶孔相对应的挂起部。

7.根据权利要求6所述的采用机器人的电子秤组装生产线，其特征在于还包括位于复检工位外侧的标定复检机器人，和位于标定复检机器人两侧的良品存放区和不良品存放区；标定复检机器人的活动端设有用于复检的视觉传感器和用于将电子秤在复检工位与良品存放区、不良品存放区之间移动的下料夹紧机构。

8.根据权利要求7所述的采用机器人的电子秤组装生产线，其特征在于还包括位于良品存放区外侧的总装工作台，包括有贴标工作位、装箱工作位和外观检测工作位。

9.根据权利要求4所述的采用机器人的电子秤组装生产线，其特征在于所述的组装工作台包括装装饰管和连接导线工作位、理线工作位、装底壳及电池工作位。

10.根据权利要求9所述的采用机器人的电子秤组装生产线，其特征在于所述装底壳及电池工作位的侧边设有滑台，还包括位于滑台外侧的用于锁紧底壳与塑料面壳的锁螺丝机；所述的滑台上设有电子秤治具；所述的电子秤为人体电子秤。

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