一种全自动光源插电源线设备的制作方法

1.本发明属于光源器件组装技术领域，具体涉及一种全自动光源插电源线设备。


背景技术：

2.电源线原料是以卷状供料的，要将其裁切成光源需要的长度(例如1-3mm)，并剥去两端的线皮，然后将其一端竖直地插入光源基板中。
3.为了保证裁切过程的稳定性，通常是将电源线以水平姿势裁切；切断后再将电源线送入剥线机内将两端剥线皮，获得如图2所示的电源线50，然后将电源线移载至插线机的夹爪上，夹爪将电源线翻转至竖直状态，并与三轴模组配合，将电源线逐一插入光源基板内，完成连续化生产。
4.现有的插线设备，电源线的裁切工序和剥线皮工序的加工作业、工件移载占用了较多工时，降低了加工效率，还增加了驱动能耗，二次定位误差影响加工精度，并且使设备空间笨重臃肿。
5.插线机的夹爪需要翻转电源线，而为了缩短夹爪插线的升降行程，减少移动时长，通常将夹爪设计成细长形状，此时如果翻转夹爪，则需要预留足够大的空间给夹爪，造成了设备的空间浪费，增加了设备体积。
6.此外，将电源线移载至插线机上时，为了避免该移载机构的夹爪被电源线阻挡，常规设计是配置升降驱动装置升/降夹爪以避开电源线，当夹爪完成取料后，再由平移驱动件驱动夹爪携带电源线移至插线坐标上，并翻转夹爪以改变电源线的姿势，因此，等待升降驱动件驱动夹爪完成升降动作产生了待工时间，还增加了驱动能耗，占用了设备空间。


技术实现要素：

7.本发明的目的是提供一种全自动光源插电源线设备，以解决在插电源线时，电源线加工与移载过程中的等待时间长、驱动能耗大、设备臃肿的问题。
8.本发明提供了如下的技术方案：
9.一种全自动光源插电源线设备，包括供线机构、取线机构和插线机构；
10.所述供线机构用于向所述取线机构提供电源线，并使所述电源线保持第一姿势，所述供线机构包括第一夹爪；
11.所述取线机构用于将电源线移载至所述插线机构，并且翻转所述电源线；所述取线机构包括浮动构件、翻转构件和第二夹爪，所述第二夹爪的初始高度低于所述第一夹爪上的电源线高度，所述第二夹爪安装于所述翻转构件上，所述翻转构件安装于所述浮动构件上；所述浮动构件驱动所述翻转构件移动至所述第一夹爪的下方后顶起所述第二夹爪，所述第二夹爪夹持电源线后由所述浮动构件降下并后退复位，且由所述翻转构件翻转至第二姿势；
12.所述插线机构包括第三夹爪，所述第三夹爪将所述电源线保持第二姿势插入光源基板内。
13.优选的，所述浮动构件包括y轴模组、浮动块、翻转驱动件、凸轮随动器和楔块；
14.所述浮动块上下浮动式安装于所述y轴模组上，所述翻转驱动件和所述楔块均固定于所述浮动块上，所述翻转驱动件驱动式连接所述第二夹爪；
15.所述凸轮随动器固定于机架上，所述楔块朝向所述凸轮随动器的一侧设有斜面，所述楔块由所述y轴模组平移至所述凸轮随动器上方时，所述斜面被所述凸轮随动器顶起。
16.优选的，所述y轴模组的滑块上安装支撑架，所述支撑架上安装z轴导轨，所述浮动块上设有与所述z轴导轨配合的导槽，所述浮动块上下移动时由所述z轴导轨导向。
17.优选的，所述支撑架的顶部安装压块，所述浮动块与所述压块之间安装弹性件，所述弹性件向下挤压所述浮动块至初始高度上；
18.所述支撑架上设有限位块，所述限位块对所述浮动块施加向上的压力，将所述浮动块限位于初始高度上。
19.优选的，所述翻转驱动件包括第一z轴气缸、传动块、齿条、齿轮和转轴；其中，
20.所述第一z轴气缸固定于所述浮动块上，所述传动块安装于所述第一z轴气缸的活塞杆上；
21.所述齿条竖直地固定于所述传动块的侧壁上，与所述齿条啮合的齿轮安装于所述转轴上，所述第一z轴气缸驱动所述齿条带动所述第二夹爪翻转。
22.进一步的，所述供线机构还包括剥线构件，用于将电源线按定长切断、并且剥除电源线两端的外皮；所述剥线构件包括第二z轴驱动件、上剥线组和下剥线组；
23.所述上剥线组和下剥线组由所述第二z轴驱动件驱动相向移动，所述上剥线组和下剥线组均包括切刀、第一剥刀和第二剥刀；
24.所述切刀位于所述第一剥刀和第二剥刀之间，两组所述切刀由第二z轴驱动件按第一行程驱动相向移动而切割电源线，然后所述第一剥刀和所述第二剥刀由所述第二z轴驱动件按第二行程驱动相向移动而切割电源线的外皮。
25.优选的，所述第一剥刀和所述第二剥刀均包括剥刀本体，所述剥刀本体的端部设有线槽，在第一行程中所述线槽不切断所述电源线的外皮；所述线槽的槽体边缘设有刀刃，在第二行程中所述第二z轴驱动件驱动所述刀刃切割所述电源线的外皮。
26.优选的，所述第二z轴驱动件为双向丝杆，所述上剥线组和所述下剥线组分别安装于所述双向丝杆的正旋螺杆段和反旋螺杆段上。
27.优选的，所述剥线构件还包括分别位于所述第二z轴驱动件的相对两侧的第一拔线组件和第二拔线组件，所述第一拔线组件包括第一x轴驱动件，所述第一x轴驱动件驱动所述第一夹爪将电源线从上下两个所述第一剥刀之间拔出，使位于所述第一剥刀与切刀之间的外皮被所述第一剥刀剥除。
28.优选的，所述第二拔线组件包括第三z轴驱动件、压板和第二x轴驱动件，所述压板由所述第三z轴驱动件驱动压紧电源线，所述第三z轴驱动件由所述第二x轴驱动件驱动，将所述电源线从上下两个所述第二剥刀之间拔出，使位于所述第二剥刀与切刀之间的外皮被所述第二剥刀剥除。
29.优选的，所述第二拔线组件包括底座，所述第三z轴驱动件安装于所述底座上，所述压板将所述电源线压紧于所述底座上；所述底座上安装矫直板，所述矫直板内设有线孔，所述电源线穿过所述线孔后到达所述剥线构件内。
30.优选的，所述剥线构件的下方安装排废通道，所述排废通道连接废料仓，所述外皮落入所述排废通道内。
31.本发明的有益效果是：
32.本发明由供线机构、取线机构和插线机构依次将电源线裁切、换姿移载后插入光源基板内，自动化程度高。供线机构同时完成电源线的切线、剥线和供线工作，中间无等待、移载和整理、二次定位电源线等工序，实现了连续化生产，加快了生产节拍，提高了生产效率和作业精度。
33.供线机构中的第一夹爪以第一姿势夹持电源线，而电源线是竖直地插入光源基板内的，本发明由取线机构同时完成电源线的移载和翻转功能，简化了设备结构，提高了生产效率；因此插线机构的细长夹爪不需要翻转电源线，使设备结构更紧凑。
34.本发明的浮动构件驱动翻转构件移动至第一夹爪的下方后顶起第二夹爪，第二夹爪夹持电源线后由浮动构件降下并后退复位，采用机械顶升浮动的方式取代升降气缸，完成了第二夹爪的升降动作，在平移过程中同步进行顶升动作，无需另外等待第二夹爪升降，缩短了工时；减少了驱动装置的数量，节省能耗和材料成本。
附图说明
35.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
36.图1是本发明的俯视结构示意图；
37.图2是本发明的电源线结构示意图；
38.图3是本发明的立体结构示意图；
39.图4是本发明的取线机构示意图；
40.图5是本发明的取线机构的另一视角示意图；
41.图6是本发明的供线机构示意图；
42.图7是上剥线组与下剥线组剥线皮的过程示意图。
43.图中标记为：
44.10、供线机构；110、涨紧轮；120、绕线辊；130、第二z轴驱动件；140、上剥线组；141、切刀；142、第一剥刀；143、第二剥刀；144、线槽；145、刀刃；150、下剥线组；160、第一拔线组件；161、第一x轴驱动件；162、第一夹爪；170、第二拔线组件；171、底座；172、第三z轴驱动件；173、压板；174、第二x轴驱动件；175、矫直板；180、排废通道；
45.20、取线机构；201、第二夹爪；202、y轴模组；203、支撑架；204、浮动块；206、凸轮随动器；207、楔块；208、z轴导轨；209、弹性件；210、限位块；211、压块；212、斜面；213、第一z轴气缸；214、传动块；215、齿条；216、齿轮；217、转轴；218、夹爪座；
46.30、插线机构；31、第四z轴驱动件；32、第三夹爪；
47.40、机架；50、电源线；60、ccd相机。
具体实施方式
48.实施例1
49.如图1和图3所示，一种全自动光源插电源线设备，包括供线机构10、取线机构20和
插线机构30。
50.供线机构10用于向取线机构20提供电源线50，并使电源线保持第一姿势，通常情况下，该第一姿势是水平状态的，以更稳定地支撑电源线，避免电源线从供线机构10上滑落或者移动，但是不排除第一姿势也可以是有一定的倾斜角度的。
51.取线机构20用于将如图2所示的电源线从供线机构10移载至插线机构30，并且翻转电源线至第二姿势，该第二姿势通常是竖直状态，使插线机构30的第三夹爪32可以直接将电源线从取线机构20上夹取，然后插线，而不需要再调整电源线的角度。
52.插线机构30用于将电源线依次插入其下方的电源基板上。电源基板由载具支撑，并且由二轴模组驱动改变xy坐标点，使待插线的光源基板移动至插线坐标上。
53.电源线50在供线机构10、取线机构20和插线机构30上的整体移动路径呈l型，动线流畅。
54.其中，如图4和图5所示，取线机构20包括浮动构件、翻转构件和第二夹爪201，为了避免电源线不阻挡第二夹爪201，第二夹爪201的初始高度低于第一夹爪162上的电源线高度，第二夹爪201安装于翻转构件上，翻转构件安装于浮动构件上。
55.浮动构件用于驱动第二夹爪201在供线机构10和插线机构30之间平移，并且在第二夹爪201移动至第一夹爪162的侧下方时略微顶起第二夹爪201，使其顺利地夹住电源线，第二夹爪201夹持电源线后，浮动构件后退复位第二夹爪201，此过程中第二夹爪201携带电源线自动降下，然后由翻转构件翻转至第二姿势。
56.上述“侧下方”的意思是第一夹爪162与第二夹爪201在xy平面内的投影是错开的，从而使第一夹爪162和第二夹爪201分别夹住电源线的不同位置。
57.具体来说，浮动构件包括y轴模组202、支撑架203、浮动块204、翻转驱动件、凸轮随动器206、楔块207、z轴导轨208和弹性件209。
58.浮动块204上下浮动式安装于y轴模组202上。y轴模组202安装于机架40的台面上，y轴模组202的滑块上安装支撑架203，支撑架203上安装z轴导轨208，浮动块204上设有与z轴导轨208配合的导槽，浮动块204上下移动时由z轴导轨208导向。
59.支撑架203的顶部安装压块211，浮动块204与压块211之间安装弹性件209，弹性件209有足够大的弹力，其向下挤压浮动块204至初始高度上；弹性件209可选用但不限于压缩弹簧。
60.支撑架203上设有限位块210，当弹性件209将浮动块204挤压到位时，限位块210对浮动块204施加向上的压力，将浮动块204限位并且保持于初始高度上，限位块210与弹性件209配合，保证了第二夹爪201稳定地处于初始高度上不晃动。
61.翻转驱动件和楔块207均固定于浮动块204上，凸轮随动器206固定于机架40的台面上，且位于y轴模组202的下方，楔块207朝向凸轮随动器206的一侧设有斜面212，楔块207由y轴模组202平移至凸轮随动器206上方时，其斜面212被凸轮随动器206顶起，从而带动整个浮动块204、翻转驱动件和第二夹爪201一起上升，实现第二夹爪201浮动式抓取电源线50。
62.凸轮随动器206与楔块207的初始距离根据第二夹爪201的移动距离来设置，保证第二夹爪201准确地移动至第一夹爪162的侧下方时，正好被顶起。
63.翻转驱动件驱动式连接第二夹爪201，用于驱动第二夹爪201翻转设定的角度，例
如本实施例中翻转90
°
。翻转驱动件选用气缸与齿轮216齿条215配合。
64.具体地，翻转驱动件包括第一z轴气缸213、传动块214、齿条215、齿轮216和转轴217。其中，第一z轴气缸213固定于浮动块204上，传动块214安装于第一z轴气缸213的活塞杆上，传动块214为l型，传动块214弯折至第一z轴气缸213的侧面，使它们的传动配合结构更紧凑。
65.齿条215竖直地固定于传动块214的侧壁上，与齿条215啮合的齿轮216安装于一根转轴217上，转轴217安装于夹爪座218上，第二夹爪201也安装于夹爪座218上，夹爪座218安装于轴承座上，轴承座固定于浮动块204上。在y轴模组202退回第二夹爪201的过程中，第一z轴气缸213驱动齿条215齿轮216带动夹爪座218翻转，从而使第二夹爪201一起翻转，将电源线由水平状态调整为竖直状态。
66.插线机构30包括第四z轴驱动件31和第三夹爪32，第四z轴驱动件31为直线模组或者丝杠，第四z轴驱动件31竖直地安装于机架40上，第三夹爪32竖直地安装于第四z轴驱动件31上。第四z轴驱动件31可驱动第三夹爪32上下移动，将电源线保持第二姿势进行插线。机架40上设有一个开窗，供第三夹爪32通过进行插线。插线机构30的下方设有可在xy平面内移动的载具，载具上放置光源基板。
67.本设备还包括ccd相机60，ccd相机60位于载具的斜上方，获取载具上的光源基板的图像信息并传递给控制器，由ccd相机60和控制器引导，逐个完成插线工作。控制器分别与供线机构10、取线机构20和插线机构30的各个驱动件通信连接。
68.本设备中的夹爪为气缸或者电动夹爪。
69.本设备的工作过程为：
70.将切好的电源线输送至供线机构10，由第一夹爪162水平地夹紧电源线的左端，右端悬空；
71.第二夹爪201的初始状态是竖直的，y轴模组202驱动第二夹爪201向第一夹爪162的方向平移，当第二夹爪移动至第一夹爪上的电源线下方时，楔块207的斜面212正好被凸轮随动器206顶起，楔块207带动整个浮动块204上的零件向上移动，因此第二夹爪201上升，夹住电源线的中部，第一夹爪162松开电源线；
72.y轴模组202向后复位第二夹爪201，该过程中楔块207与凸轮随动器206分离，浮动块204在重力作用下自动落下，此时浮动块204被弹性件209向下挤压，同时被限位块210从下方抵住，三者配合，将浮动块204稳定地保持在初始高度上，避免浮动块204晃动；
73.在y轴模组202向后复位第二夹爪201的过程中，第一z轴气缸213与齿轮216齿条215配合，将第二夹爪201翻转至水平状态，此时第二夹爪201上的电源线为竖直状态，电源线的上端悬空；
74.插线机构30的第三夹爪32夹住电源线的上端，第二夹爪201松开电源线，第四z轴驱动件31驱动第三夹爪32下降，将电源线插入光源基板内。下方的载具由二轴模组驱动在xy平面内移动，与插线机构30配合实现准确插线。
75.实施例2
76.为了实现全产线自动化连续生产，将卷绕的导线加工成光源所需的电源线，本实施例在实施例1的基础上改进供线机构10，本实施例的供线机构10将放卷的导线矫直、切断、两端剥线皮，得到可以使用的电源线，并且由第一夹爪162夹紧。
77.具体地，如图3和图6所示，供线机构10包括涨紧轮110和绕线辊111，放卷的导线绕在涨紧轮110和绕线辊111上，实现连续放卷。
78.在绕线辊111的下游设置剥线构件，用于将电源线按定长切断、并且剥除电源线两端的外皮。剥线构件包括第二z轴驱动件120、上剥线组140和下剥线组150。
79.第二z轴驱动件120为双向丝杆，上剥线组140和下剥线组150分别安装于双向丝杆的正旋螺杆段和反旋螺杆段上，第二z轴驱动件120驱动上剥线组140和下剥线组150同步相向移动进行裁切，或者相背移动以复位。
80.上剥线组140和下剥线组150均包括切刀141、第一剥刀142和第二剥刀143。切刀141位于第一剥刀142和第二剥刀143之间，它们的间距由两端待剥线皮的长度决定。两组切刀141由第二z轴驱动件120按第一行程驱动相向移动而切割电源线(未切断)，然后第一剥刀142和第二剥刀143继续由第二z轴驱动件120按第二行程驱动相向移动，从而从上下两侧切割电源线的外皮。此时上下两个切刀141将电源线完全切断。
81.第一剥刀142和第二剥刀143均包括剥刀本体，剥刀本体的端部设有线槽144，线槽144的槽体边缘设有刀刃145，在第一行程中线槽144避让电源线，不切断电源线的外皮；在第二行程中第二z轴驱动件120驱动刀刃145切割电源线的外皮。
82.剥线构件还包括分别位于第二z轴驱动件120的左右两侧的第一拔线组件160和第二拔线组件170，第一拔线组件160和第二拔线组件170同时向左侧和右侧拔动电源线，在拔线过程中，电源线左右两端的外皮分别被第一剥刀142和第二剥刀143剥除。
83.具体地，第一拔线组件160包括第一x轴驱动件161，第一x轴驱动件161驱动第一夹爪162将电源线从上下两个第一剥刀142之间拔出，使位于第一剥刀142与切刀141之间的外皮被第一剥刀142剥除，同时由第一夹爪162夹住电源线，向取料机构供料。
84.第二拔线组件170包括底座171、第三z轴驱动件172、压板173和第二x轴驱动件174，第三z轴驱动件172安装于底座171上，压板173安装于第三z轴驱动件172上，压板173由第三z轴驱动件172驱动将电源线压紧于底座171上。第三z轴驱动件172由第二x轴驱动件174驱动向右侧平移，与压板173配合，将电源线从上下两个第二剥刀143之间拔出，使位于第二剥刀143与切刀141之间的外皮被第二剥刀143剥除。第二拔线组件170除了剥线外，还有按定长送线的功能。
85.底座171上安装矫直板175，矫直板175靠近第二剥刀143的右侧，矫直板175内设有水平的线孔，电源线穿过线孔后到达剥线构件内，实现对电源线的矫直，保证切线长度准确。
86.第一x轴驱动件161和第二x轴驱动件174都可以是电机驱动的丝杠或者直线模组。
87.剥线构件的下方安装排废通道180，排废通道180连接废料仓，剥除的外皮落入排废通道180内排走。
88.本设备的其他结构与实施例1相同。
89.如图7所示，本实施例将切线、切线皮功能合并在一个剥线构件上，具体是由切刀141、第一剥刀142、第二剥刀143与具有双行程的第二z轴驱动件120协同作业来完成，本设备仅需要第二z轴驱动件120驱动即可完成，结构紧凑；不需要对电源线的另外整理、定位等工序，工作节拍快，动作准确度高。
90.本实施例的剥线构件进一步与第一拔线组件160和第二拔线组件170配合完成剥
线。左侧的第一拔线组件160夹住左边的电源线向左移动，由第一剥刀142剥除电源线右端的线皮，同时第一夹爪162以第一姿势夹住电源线，实现了向取料机构供线；
91.右侧的第二拔线组件170则压住电源线向右移动，由第二剥刀143剥除下一段电源线左端的线皮。然后第二拔线组件170向左移动一个节拍，将下一段电源线移动至剥线构件上，切刀141按定长切线后，由第一剥刀142剥除该段电源线右端的线皮，完成一根电源线的加工；然后不断重复上述切线和剥线过程。
92.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。