笔记本散热器组装设备.pdf

本发明公开了一种笔记本散热器组装设备，它包括：机架；传送带组件，所述传动带组件安装在机架上，并且传动带组件上设置有模板放置工位和散热器安装工位；第一三轴机械手机构，第一三轴机械手机构上安装有第一机械手安装座，所述第一三轴机械手机构活动安装在机架上；模板抓放机械手，所述模板抓放机械手用于抓放模板，并且模板抓放机械手安装在第一机械手安装座上，以便模板抓放机械手抓住模板后，在第一三轴机械手机构的带动下，将模板放置于模板放置工位上；垫片抓放机械手，所述垫片抓放机械手用于抓放垫片，并且垫片抓放机械手也安装在第一机械手安装座上，以便垫片抓放机械手抓取垫片后，在第一三轴机械手机构的带动下，将垫片放置于模板放置工位的模板的垫片凹槽内。本发明能够实现笔记本散热器的自动装配，从而节省了装配时间和效率。

权利要求书
1.    一种笔记本散热器组装设备，其特征在于，它包括：
机架（1）；
传送带组件（2），所述传动带组件（2）安装在机架（1）上，并且传动带组件（2）上设置有模板放置工位（21）和散热器安装工位（22）；
第一三轴机械手机构（3），第一三轴机械手机构（3）上安装有第一机械手安装座，所述第一三轴机械手机构（3）活动安装在机架（1）上；
模板抓放机械手（4），所述模板抓放机械手（4）用于抓放模板（5），并且模板抓放机械手（4）安装在第一机械手安装座上，以便模板抓放机械手（4）抓住模板（5）后，在第一三轴机械手机构（3）的带动下，将模板（5）放置于模板放置工位（21）上；
垫片抓放机械手（6），所述垫片抓放机械手（6）用于抓放垫片，并且垫片抓放机械手（6）也安装在第一机械手安装座上，以便垫片抓放机械手（6）抓取垫片后，在第一三轴机械手机构（3）的带动下，将垫片放置于模板放置工位（21）的模板（5）的垫片凹槽内；
第二三轴机械手机构（7），第二三轴机械手机构（3）上安装有第二机械手安装座，所述第二三轴机械手机构（7）活动安装在机架（1）上；
散热器抓放机械手（8），所述散热器抓放机械手（8）用于抓放散热器（9），并且散热器抓放机械手（8）安装在第二机械手安装座上，以便散热器抓放机械手（8）抓住散热器（9）后，在第二三轴机械手机构（7）的带动下，将散热器（9）放置于散热器安装工位（22）上的模板（5）上；
螺钉机械手（10），所述螺钉机械手（10）用于抓放螺钉，并且螺钉机械手（10）也安装在第二机械手安装座上，以便螺钉机械手（10）抓取螺钉后，在第二三轴机械手机构（7）的带动下，将螺钉置于散热器安装工位（22）的模板（5）和散热器（9）的螺钉孔内。

2.  根据权利要求1所述的笔记本散热器组装设备，其特征在于：所述模板抓放机械手（4）包括模板气缸（41）、压框（42）、真空吸附组件和模板定位组件（44），真空吸附组件的真空吸盘（43）安装在压框（42）上，模板气缸（41）的活动杆与压框（42）固定连接，模板定位组件（44）安装在压框（42）上。

3.  根据权利要求2所述的笔记本散热器组装设备，其特征在于：所述模板定位组件（44）为一面两销定位结构。

4.  根据权利要求1所述的笔记本散热器组装设备，其特征在于：所述的垫片抓放机械手（6）包括多个垫片抓放组件和固定板（61），所述垫片抓放组件安装在固定板（61）上，垫片抓放组件包括垫片气缸（62）和套筒（63），所述套筒（63）安装在固定板（61）上，所述垫片气缸（62）的推杆穿插过套筒（63），并且垫片气缸（62）的推杆的头部安装有垫片戳取针头。

5.  根据权利要求1所述的笔记本散热器组装设备，其特征在于：所述散热器抓放机械手（8）包括散热器定位块（81）、散热器气缸（82）、左夹持臂（83）、右夹持臂（84）、左连杆组件（85）和右连杆组件（86），左夹持臂（83）和右夹持臂（84）分别铰接在散热器定位块（81）的两侧，所述左连杆组件（85）的一端铰接在散热器气缸（82）的活塞杆上，左连杆组件（85）的另一端与左夹持臂（83）铰接，所述右连杆组件（86）的一端铰接在散热器气缸（82）的活塞杆上，右连杆组件（86）的另一端与右夹持臂（84）铰接，左夹持臂（83）和右夹持臂（84）相配合用于夹持定位在散热器定位块（81）上的散热器（9）。

6.  根据权利要求5所述的笔记本散热器组装设备，其特征在于：所述的散热器定位块（81）上设置有一面两销定位结构。

7.  根据权利要求1所述的笔记本散热器组装设备，其特征在于：所述螺钉机械手（10）包括连杆（101）、螺钉气缸（102）、左臂（103）和右臂（104），左臂（103）的一端和右臂（104）的一端铰接，连杆（101）的一端与左臂（103）的中部铰接，连杆（101）的另一端与螺钉气缸（102）的活塞杆铰接，左臂（103）的另一端与右臂（104）的另一端围成一可夹持住螺钉的螺帽的夹持腔槽，所述螺钉气缸（102）的活塞杆的底端安装有吸取螺钉的磁性体，当螺钉气缸（102）的活塞杆吸取螺钉并回收后，活塞杆上的螺钉的螺帽夹持在夹持腔槽内。

8.  根据权利要求1所述的笔记本散热器组装设备，其特征在于：还包括螺钉及垫片放置监测装置，所述螺钉及垫片放置监测装置包括透明模板（111）、图像拍摄器件（112）和处理器，透明模板（111）上用于放置待装的螺钉及垫片，图像拍摄器件（112）安装在透明模板（111）的上方，图像拍摄器件（112）的信号输出端与处理器的信号输入端相连接，图像拍摄器件（112）用于拍摄透明模板（111）上的图像信息，处理器用于接收该图像信息并判断螺钉及垫片是否完全安装。

9.  根据权利要求1所述的笔记本散热器组装设备，其特征在于：所述的散热器安装工位（22）上具有模板定位夹具（12），所述模板定位夹具包括模板上定位组件和上压组件，所述上压组件包括上压气缸（121）、压头固定板（122）和压头（123），上压气缸（121）的活塞杆与压头固定板（122）固定连接，所述压头（123）通过关节轴承（124）安装在压头固定板（122）上，当所述上压气缸（121）的活塞杆向上动作时，所述传动带组件（2）上的模板（5）夹持在压头（123）和模板上定位组件上。

10.  根据权利要求9所述的笔记本散热器组装设备，其特征在于：所述模板上定位组件包括削边销（124）、圆锥销（125）和两个侧压板（126），所述削边销（124）安装在其中一个侧压板（126）上，圆锥销（125）安装在另外一个侧压板（126）上。

说明书笔记本散热器组装设备
技术领域
    本发明涉及一种笔记本散热器组装设备。
背景技术
目前，国内的笔记本散热器组装过程中，螺丝和垫片的安装都是手动装配，操作过程繁琐且效率低，机器取代人工实现自动化生产是工厂实现成功转型的关键。
发明内容
    本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种笔记本散热器组装设备，它能够实现笔记本散热器的自动装配，从而节省了装配时间和效率。
    本发明解决上述技术问题采取的技术方案是：一种笔记本散热器组装设备，它包括：
机架；
传送带组件，所述传动带组件安装在机架上，并且传动带组件上设置有模板放置工位和散热器安装工位；
第一三轴机械手机构，第一三轴机械手机构上安装有第一机械手安装座，所述第一三轴机械手机构活动安装在机架上；
模板抓放机械手，所述模板抓放机械手用于抓放模板，并且模板抓放机械手安装在第一机械手安装座上，以便模板抓放机械手抓住模板后，在第一三轴机械手机构的带动下，将模板放置于模板放置工位上；
垫片抓放机械手，所述垫片抓放机械手用于抓放垫片，并且垫片抓放机械手也安装在第一机械手安装座上，以便垫片抓放机械手抓取垫片后，在第一三轴机械手机构的带动下，将垫片放置于模板放置工位的模板的垫片凹槽内；
第二三轴机械手机构，第二三轴机械手机构上安装有第二机械手安装座，所述第二三轴机械手机构活动安装在机架上；
散热器抓放机械手，所述散热器抓放机械手用于抓放散热器，并且散热器抓放机械手安装在第二机械手安装座上，以便散热器抓放机械手抓住散热器后，在第二三轴机械手机构的带动下，将散热器放置于散热器安装工位上的模板上；
螺钉机械手，所述螺钉机械手用于抓放螺钉，并且螺钉机械手也安装在第二机械手安装座上，以便螺钉机械手抓取螺钉后，在第二三轴机械手机构的带动下，将螺钉置于散热器安装工位的模板和散热器的螺钉孔内。
进一步提供了一种模板抓放机械手的具体结构，所述模板抓放机械手包括模板气缸、压框、真空吸附组件和模板定位组件，真空吸附组件的真空吸盘安装在压框上，模板气缸的活动杆与压框固定连接，模板定位组件安装在压框上。
进一步提供了一种模板定位组件的具体结构，所述模板定位组件为一面两销定位结构。
进一步提供了一种垫片抓放机械手的具体结构，所述的垫片抓放机械手包括多个垫片抓放组件和固定板，所述垫片抓放组件安装在固定板上，垫片抓放组件包括垫片气缸和套筒，所述套筒安装在固定板上，所述垫片气缸的推杆穿插过套筒，并且垫片气缸的推杆的头部安装有垫片戳取针头。
进一步提供了一种散热器抓放机械手的具体结构，所述散热器抓放机械手包括散热器定位块、散热器气缸、左夹持臂、右夹持臂、左连杆组件和右连杆组件，左夹持臂和右夹持臂分别铰接在散热器定位块的两侧，所述左连杆组件的一端铰接在散热器气缸的活塞杆上，左连杆组件的另一端与左夹持臂铰接，所述右连杆组件的一端铰接在散热器气缸的活塞杆上，右连杆组件的另一端与右夹持臂铰接，左夹持臂和右夹持臂相配合用于夹持定位在散热器定位块上的散热器。
进一步提供了一种散热器定位块的具体结构，所述的散热器定位块上设置有一面两销定位结构。
进一步提供了一种螺钉机械手的具体结构，所述螺钉机械手包括连杆、螺钉气缸、左臂和右臂，左臂的一端和右臂的一端铰接，连杆的一端与左臂的中部铰接，连杆的另一端与螺钉气缸的活塞杆铰接，左臂的另一端与右臂的另一端围成一可夹持住螺钉的螺帽的夹持腔槽，所述螺钉气缸的活塞杆的底端安装有吸取螺钉的磁性体，当螺钉气缸的活塞杆吸取螺钉并回收后，所述活塞杆上的螺钉的螺帽夹持在夹持腔槽内。
进一步为了监测模板上是否放全垫片和散热器上是否放全螺钉，笔记本散热器组装设备还包括螺钉及垫片放置监测装置，所述螺钉及垫片放置监测装置包括透明模板、图像拍摄器件和处理器，透明模板上用于放置待装的螺钉及垫片，图像拍摄器件安装在透明模板的上方，图像拍摄器件的信号输出端与处理器的信号输入端相连接，图像拍摄器件用于拍摄透明模板上的图像信息，处理器用于接收该图像信息并判断螺钉及垫片是否完全安装。
进一步提供了一种散热器安装工位上的定位模板的具体结构以方便安装散热器，所述的散热器安装工位上具有模板定位夹具，所述模板定位夹具包括模板上定位组件和上压组件，所述上压组件包括上压气缸、压头固定板和压头，上压气缸的活塞杆与压头固定板固定连接，所述压头通过关节轴承安装在压头固定板上，当所述上压气缸的活塞杆向上动作时，所述传动带组件上的模板夹持在压头和模板上定位组件上。
进一步，所述模板上定位组件包括削边销、圆锥销和两个侧压板，所述削边销安装在其中一个侧压板上，圆锥销安装在另外一个侧压板上。
采用了上述技术方案后，本发明设置了四个机械手，分别为模板抓放机械手、垫片抓放机械手、散热器抓放机械手和螺钉机械手，模板抓放机械手用于抓放模板，所述垫片抓放机械手用于抓放垫片，所述散热器抓放机械手用于抓放散热器，所述螺钉机械手用于抓放螺钉，四个机械手之间动作互不干涉，即当散热器抓放机械手和螺钉机械手对后面一个散热器进行螺丝装配的同时，前面模板抓放机械手、垫片抓放机械手、已经进行散热器的垫片装配了，机械手模板定位和零件上料也可同时进行，这样不仅可以节省装配时间和效率，而且模板抓放机械手和垫片抓放机械手采用第一三轴机械手机构进行三个坐标方向上移动，散热器抓放机械手和螺钉机械手采用第二三轴机械手机构进行三个坐标方向上移动，再结合螺钉及垫片放置监测装置，由上位机控制机械抓手有效定位组装位置，第一三轴机械手机构和第二三轴机械手机构横跨于传送带组件之上，上料过程是振动盘先将垫片和螺钉排列整齐送至传送带组件附近，再由专门设计的模板抓放机械手将旁边的模板抓至传送带组件上，垫片抓放机械手再将垫片装到模板上的槽里，散热器抓放机械手将散热器放在模板上，螺钉机械手再将准备好的螺钉装到散热器上，整个装配过程完成，这样就能够实现笔记本散热器的自动装配，从而节省了装配时间和效率。
附图说明
图1为本发明的笔记本散热器组装设备的结构示意图；
图2为本发明的模板定位夹具的装配爆炸图；
图3为本发明的模板抓放机械手的立体图；
图4为本发明的散热器抓放机械手的第一种结构的立体图；
图5为本发明的散热器抓放机械手的第二种结构的立体图；
图6为本发明的螺钉机械手的立体图；
图7为本发明的垫片抓放机械手的立体图；
图8为本发明的螺钉及垫片放置监测装置的立体图。
具体实施方式
   为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
如图1~8所示，一种笔记本散热器组装设备，它包括：
机架1；
传送带组件2，传动带组件2安装在机架1上，并且传动带组件2上设置有模板放置工位21和散热器安装工位22；
第一三轴机械手机构3，第一三轴机械手机构3上安装有第一机械手安装座，第一三轴机械手机构3活动安装在机架1上；
模板抓放机械手4，模板抓放机械手4用于抓放模板5，并且模板抓放机械手4安装在第一机械手安装座上，以便模板抓放机械手4抓住模板5后，在第一三轴机械手机构3的带动下，将模板5放置于模板放置工位21上；
垫片抓放机械手6，垫片抓放机械手6用于抓放垫片，并且垫片抓放机械手6也安装在第一机械手安装座上，以便垫片抓放机械手6抓取垫片后，在第一三轴机械手机构3的带动下，将垫片放置于模板放置工位21的模板5的垫片凹槽内；
第二三轴机械手机构7，第二三轴机械手机构3上安装有第二机械手安装座，所述第二三轴机械手机构7活动安装在机架1上；
散热器抓放机械手8，散热器抓放机械手8用于抓放散热器9，并且散热器抓放机械手8安装在第二机械手安装座上，以便散热器抓放机械手8抓住散热器9后，在第二三轴机械手机构7的带动下，将散热器9放置于散热器安装工位22上的模板5上；
螺钉机械手10，所述螺钉机械手10用于抓放螺钉，并且螺钉机械手10也安装在第二机械手安装座上，以便螺钉机械手10抓取螺钉后，在第二三轴机械手机构7的带动下，将螺钉置于散热器安装工位22的模板5和散热器9的螺钉孔内。
如图3所示，模板抓放机械手4包括模板气缸41、压框42、真空吸附组件和模板定位组件44，真空吸附组件的真空吸盘43安装在压框42上，模板气缸41的活动杆与压框42固定连接，模板定位组件44安装在压框42上。模板定位组件44为一面两销定位结构。模板气缸41用来将压框42下压固定模板5，真空吸附组件的真空发生器连接气泵和真空吸盘43用于将模板5吸起，整个模板抓放机械手4采用削边销和圆锥销，一面两销定位用于精确拿起模板5（模板5上会有两个对应的倒角孔便于销的定位）。
如图7所示，垫片抓放机械手6包括多个垫片抓放组件和固定板61，垫片抓放组件安装在固定板61上，垫片抓放组件包括垫片气缸62和套筒63，套筒63安装在固定板61上，垫片气缸62的推杆穿插过套筒63，并且垫片气缸62的推杆的头部安装有垫片戳取针头。垫片抓放机械手6主要目的为抓取垫片放置在模板5上，假设散热器需要装配7个螺钉和7个垫片，利用固定板61固定7个垫片气缸62和7个套筒63，垫片气缸62头部和垫片戳取针头焊起来用来把垫片戳上来，套筒63的作用是当垫片气缸62推杆收回时将垫片挡住，所以垫片最终落在模板5的凹槽内。
如图4、5所示，散热器抓放机械手8包括散热器定位块81、散热器气缸82、左夹持臂83、右夹持臂84、左连杆组件85和右连杆组件86，左夹持臂83和右夹持臂84分别铰接在散热器定位块81的两侧，左连杆组件85的一端铰接在散热器气缸82的活塞杆上，左连杆组件85的另一端与左夹持臂83铰接，所述右连杆组件86的一端铰接在散热器气缸82的活塞杆上，右连杆组件86的另一端与右夹持臂84铰接，左夹持臂83和右夹持臂84相配合用于夹持定位在散热器定位块81上的散热器9。
如图4所示，散热器定位块81上设置有一面两销定位结构。散热器气缸82活塞带动左夹持臂83和右夹持臂84抓取风扇，采用一面两销定位，实现准确抓取并且移到指定位置。散热器气缸82向下运动，当散热器定位块81的一面两销定位结构碰到散热器表面时停止运动。在连杆的带动下左夹持臂83和右夹持臂84向两侧张开，散热器气缸82活塞上升，左夹持臂83和右夹持臂84合拢抓取散热器。
如图6所示，螺钉机械手10包括连杆101、螺钉气缸102、左臂103和右臂104，左臂103的一端和右臂104的一端铰接，连杆101的一端与左臂103的中部铰接，连杆101的另一端与螺钉气缸102的活塞杆铰接，左臂103的另一端与右臂104的另一端围成一可夹持住螺钉的螺帽的夹持腔槽，所述螺钉气缸102的活塞杆的底端安装有吸取螺钉的磁性体，当螺钉气缸102的活塞杆吸取螺钉并回收后，活塞杆上的螺钉的螺帽夹持在夹持腔槽内。由螺钉气缸102控制速度螺钉气缸102活塞下端连接磁性体，依靠磁性体吸附螺钉，螺钉气缸102的活塞带动左臂103，螺钉气缸102的活塞上下移动实现抓取并固定螺钉的动作。
如图8所示，笔记本散热器组装设备还包括螺钉及垫片放置监测装置，所述螺钉及垫片放置监测装置包括透明模板111、图像拍摄器件112和处理器，透明模板111上用于放置待装的螺钉及垫片，图像拍摄器件112安装在透明模板111的上方，图像拍摄器件112的信号输出端与处理器的信号输入端相连接，图像拍摄器件112用于拍摄透明模板111上的图像信息，处理器用于接收该图像信息并判断螺钉及垫片是否完全安装。振动盘先将螺丝和垫片送至定制的透明模板111当中，为了监测待装配零件如垫片和螺钉是否已放置成功，用图像拍摄器件112拍照，再图像处理后计总数的方法监测，判断透明模板111上的孔内是否还有垫片和螺钉。
如图2所示，散热器安装工位22上具有模板定位夹具12，所述模板定位夹具包括模板上定位组件和上压组件，所述上压组件包括上压气缸121、压头固定板122和压头123，上压气缸121的活塞杆与压头固定板122固定连接，压头123通过关节轴承124安装在压头固定板122上，当所述上压气缸121的活塞杆向上动作时，传动带组件2上的模板5夹持在压头123和模板上定位组件上。
如图2所示，模板上定位组件包括削边销124、圆锥销125和两个侧压板126，削边销124安装在其中一个侧压板126上，圆锥销125安装在另外一个侧压板126上。模板定位夹具12采用削边销124和圆锥销125组成一面两销定位，利用上压气缸121将模板5上压，其中两个压头123用关节轴承浮动连接以便于夹紧时圆锥销125定位。
本发明的工作原理如下：
本发明设置了四个机械手，分别为模板抓放机械手4、垫片抓放机械手6、散热器抓放机械手8和螺钉机械手10，模板抓放机械手4用于抓放模板5，所述垫片抓放机械手6用于抓放垫片，所述散热器抓放机械手8用于抓放散热器9，所述螺钉机械手10用于抓放螺钉，四个机械手之间动作互不干涉，即当散热器抓放机械手8和螺钉机械手10对后面一个散热器9进行螺丝装配的同时，前面模板抓放机械手4、垫片抓放机械手6、已经进行散热器9的垫片装配了，机械手模板定位和零件上料也可同时进行，这样不仅可以节省装配时间和效率，而且模板抓放机械手4和垫片抓放机械手6采用第一三轴机械手机构3进行三个坐标方向上移动，散热器抓放机械手8和螺钉机械手10采用第二三轴机械手机构7进行三个坐标方向上移动，再结合螺钉及垫片放置监测装置，由上位机控制机械抓手有效定位组装位置，第一三轴机械手机构3和第二三轴机械手机构7横跨于传送带组件2之上，上料过程是振动盘先将垫片和螺钉排列整齐送至传送带组件2附近，再由专门设计的模板抓放机械手4将旁边的模板抓至传送带组件2上，垫片抓放机械手6再将垫片装到模板5上的槽里，散热器抓放机械手8将散热器9放在模板5上，螺钉机械手10再将准备好的螺钉装到散热器9上，整个装配过程完成，这样就能够实现笔记本散热器的自动装配，从而节省了装配时间和效率。
   以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。