单个弹片的精密筛选装置、方法及编码器装配设备

技术领域

本发明涉及编码器装配设备技术领域，特别是涉及一种单个弹片的精密筛选装置、方法及编码器装配设备。

背景技术

编码器主要由本体、后盖和弹片（锅仔片）组成，而目前的编码器装配设备，主要是通过将多个的本体、后盖、弹片分别通过振动盘整理后逐一送至流转工位上，以按照预设的装配顺序装配到位，目前的编码器装配设备，其结构比较简单，可靠性比较低。

其中，弹片相对于本体和后盖属于小部件，弹片具有轻薄且具有弹性弯曲的特性，所以在利用振动盘对弹片进行逐一上料时，而仅仅通过限高来限制单个弹片的送出，最后往往出现多个弹片粘贴重叠作为“单个弹片”而被上料，实际上该“单个弹片”为多个弹片重叠的弹片组，如果在装配过程中不能对该“单个弹片”进行识别，直接于本体、后盖进行装配，可能会因为弹片组的厚度跟设计厚度不同，弯曲度也不同，在使用上会影响编码器的运作，严重的，会在将弹片组转移至流转工位的过程中，多余的弹片会掉落至设备中而导致设备运作出现故障。因此，对单个弹片的精密筛选尤为重要。目前并没有很好的方案能够实现对单个弹片进行精准筛选。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种单个弹片的精密筛选装置、方法及编码器装配设备。

第一方面，本发明实施例提供了一种单个弹片的精密筛选装置，其包括第一取料组件、至少一第二取料组件和震动组件；其中，第一取料组件，用于施加第一吸力吸取弹片组的顶面以抓取弹片组，弹片组含有单个弹片或多个叠放的弹片；第二取料组件，用于施加第二吸力吸取由第一取料组件所抓取的弹片组的底面，第一吸力大于第二吸力；震动组件装配至第一取料组件，用于使第一取料组件产生震动且将该震动传导至弹片组。相比于相关技术，本发明实施例提供的单个弹片的精密筛选装置其结构简单而可靠性强，能够精准地实现对单个弹片的精密筛选，保证后工序的顺畅进行，对后工序对成品的组装质量作出了较大的贡献。

在其中一些实施例中，还包括第三取料组件，用于施加第三吸力吸取位于第二取料组件所抓取的弹片组的顶面，第三吸力大于第二吸力。相比于相关技术，本发明实施例提供的第三取料组件进一步实现对单个弹片的精密筛选，进一步保证筛选的效果。

在其中一些实施例中，包括送料组件，用于将若干的弹片组一一排列送至上料位，上料位用于供第一取料组件从上料位抓取弹片组。相比于相关技术，本发明实施例提供的送料组件能够实现将每一组的弹片组一一上料，保证筛选工作的顺利进行。

在其中一些实施例中，包括第一感应组件，用于感应第二取料组件是否吸取有弹片组且反馈至控制组件，控制组件用于向第一取料组件发送控制指令，控制指令至少包含移动控制指令或者对弹片组的取放控制指令。在其中一些实施例中，第一感应组件为力传感器。相比于相关技术，本发明实施例提供的第一感应组件能够反馈筛选状态，确保单个弹片的筛选成功。

第二方面，本发明实施例提供了一种单个弹片的精密筛选方法，其包括以下步骤：

步骤1，驱动第一取料组件通过第一吸力吸取弹片组的顶面以抓取弹片组，且在抓取后驱动第一取料组件靠近第二取料组件；

步骤2，驱动震动组件在第一取料组件靠近第二取料组件的过程中产生震动并传导至第一取料组件；

步骤3，驱动第二取料组件通过小于第一吸力的第二吸力吸取由第一取料组件所抓取的弹片组的底面，且驱动第一取料组件远离第二取料组件；

步骤4，驱动第一感应组件对第二取料组件进行感应，当感应结果为第二取料组件抓取有弹片则执行步骤5，当感应结果为第二取料组件无抓取有弹片则判断当前弹片组为单个弹片；

步骤5，驱动另一第二取料组件通过第二吸力吸取由第一取料组件所抓取的弹片组的底面，且执行步骤4。

相比于相关技术，本发明实施例提供的单个弹片的精密筛选方法，其首先通过震动进行弹片组的分离筛选，其次通过第二取料组件实现精准分离筛选，从而实现对单个弹片的精准筛选。

在其中一些实施例中，步骤5中，在驱动另一第二取料组件通过第二吸力吸取由第一取料组件所抓取的弹片组的底面之前，执行步骤2。相比于相关技术，本发明实施例提供的在另一第二取料组件作用之前实施震动，再次利用震动进行弹片组的分离，提高筛选的成功率。

第三方面，本发明实施例提供了一种编码器装配设备，用于装配至少由本体、后盖、弹片组成的编码器，其包括：本体上料机构，用于将整卷的料带进行放卷，料带一体注塑有若干的本体；后盖装配机构，用于将后盖装配至本体的底部； 弹片装配机构，用于将单个弹片装配至本体的表面，弹片装配机构包括有如第一方面的单个弹片的精密筛选装置；本体端子折弯机构，用于将料带上的本体端子折弯且将本体从料带上脱离；切废料机构，用于将料带切断；以及牵引机构，用于牵引料带沿本体上料机构、后盖装配机构、弹片装配机构、本体端子折弯机构和切废料机构依次前移。相比于相关技术，本发明实施例提供的编码器装配设备其结构简单而可靠性强，通过本体上料机构、后盖装配机构、弹片装配机构、本体端子折弯机构和切废料机构实现可靠的编码器装配生产设备，采用对单个弹片的精密筛选装置可以大大提高成品的良品率。

在其中一些实施例中，后盖装配机构包括上料装置、抬升装置、推料装置和顶料装置，上料装置用于将后盖逐一输送至抬升工位，抬升装置用于将后盖从抬升工位抬升至推料工位，推料装置用于将位于堆料工位的后盖平推至顶料工位，顶料装置用于将位于顶料工位的后盖上顶至料带上的本体的底面以装配。相比于相关技术，本发明实施例提供的后盖装配机构结构可靠性高，精准地将后盖从料带式的本体的底面进行抬升装配，优化了装配结构和装配工艺。

在其中一些实施例中，后盖装配机构还包括压料装置，压料装置用于下降顶压在料带上的本体的顶面以在顶料装置顶升时固定本体的位置。相比于相关技术，本发明实施例提供的压料装置可以提高后盖装配机构的可靠性和提高本体与后盖装配的精准度，提高产品的良率。

本发明的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本发明的其他特征、目的和优点更加简明易懂。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明实施例的料带、本体、后盖和弹片的装配结构图。

图2是本发明实施例的编码器装配设备的整体结构图。

图3是图2中局部A的放大结构图。

图4是本发明实施例的后盖装配机构和弹片装配机构的装配结构图一。

图5是本发明实施例的后盖装配机构和弹片装配机构的装配结构图二。

图6是图5中局部B的放大结构图。

图7是本发明实施例的本体端子折弯机构的装配结构图一。

图8是本发明实施例的本体端子折弯机构的装配结构图二。

图9是本发明实施例的切废料机构的装配结构图。

图10是本发明实施例的牵引机构的装配结构图。

图11是本发明实施例的筛选方法的流程示意图。

图中，1、料带；2、后盖；3、本体；4、第一取料组件；5、第二取料组件；6、震动组件；7、弹片；8、弹片组；9、上安装座；10、取料杆；11、下安装座；12、定位槽；13、吸管；14、第三取料组件；15、第一个弹片；16、第二个弹片；17、送料组件；18、定位座；19、限高块；20、本体上料机构；21、后盖装配机构；22、弹片装配机构；23、本体端子折弯机构；24、切废料机构；25、放卷辊；26、料盘；27、上料装置；28、抬升装置；29、推料装置；30、顶料装置；31、压料装置；32、抬升底座；33、通槽；34、推料杆；35、承接座；36、顶料杆；37、压料块；38、上顶座；39、下底座；40、折弯冲头；41、冲断冲头；42、下料冲头；43、冲座；44、牵引机构；45、水平气缸；46、上下气缸；47、插针；48、定位孔；49、上定位针；50、下定位针；51、支撑台；52、切刀；53、第四取料组件。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本发明公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本发明揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本发明公开的内容不充分。

在本发明中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本发明所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。

除非另作定义，本发明所涉及的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本发明所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块（单元）的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本发明所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本发明所涉及的“多个”是指大于或者等于两个。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。本发明所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。

如图1所示，为与本体3一体注塑成型的金属材质的料带1，后盖2装配在本体3的底面，弹片7装配在本体3的顶面，本体端子作为料带1中的一部分与本体3一体注塑成型。

如图3所示，为了能够对单个弹片进行精准的筛选，本发明实施例1提供的单个弹片的精密筛选装置，其包括一第一取料组件4、一第二取料组件5和一震动组件6。其中，该第一取料组件4，用于施加第一吸力吸取弹片组8的顶面以抓取弹片组8，弹片组8含有单个弹片7或两个叠放的弹片7。第二取料组件5，用于施加第二吸力吸取由第一取料组件4所抓取的弹片组8的底面，第一吸力大于第二吸力。震动组件6装配至第一取料组件4，用于使第一取料组件4产生震动且将该震动传导至弹片组8。具体的，可以看出第一取料组件4包括上安装座9，在上安装座9上通过套环装配有取料杆10，取料杆10为上下两端开口的中空结构，取料杆10的上端开口与施加第一吸力的抽真空装置连通，在取料杆10的顶部通过连接座装配有震动电机，振动电机作为上述的震动组件6。而第二取料组件5包括下安装座11，下安装座11上设有定位槽12，定位槽12内部装配吸管13（吸嘴），吸管13与施加第二吸力的抽真空装置连通。当第一取料组件4抓取弹片组8后，通过震动组件6产生震动，使得所产生的震动通过第一取料组件4传导至弹片组8，弹片组8在受到震动后，其中一个弹片从弹片组8脱离掉落，弹片组8上只保留单个弹片让第一取料组件4所抓取，从而完成筛选，当然这是基于震动组件6的作用有效的条件上。再通过第一取料组件4移动至第二取料组件5上方再下降，将弹片组8（只剩单个弹片）的底面抵靠在定位槽12上，第二取料组件5启动对弹片组8（只剩单个弹片）进行吸取，由于第二吸力小于第一吸力，第二取料组件5无法从第一取料组件4上抓取弹片组8（只剩单个弹片），随后第一取料组件4抬升后，通过第一感应组件对第二取料组件5的吸力反馈即可判断该弹片组8是否只剩单个弹片，如果确认第一取料组件4所抓取的为单个弹片，则驱动第一取料组件4将单个弹片转移至本体3上的装配。

如图3所示，在震动组件6的作用无效或作用有限的情况下，第一取料组件4经过震动之后，弹片组8依然存在两个或以上的弹片（一般不超过两个），则需要在一个或两个第二取料组件5进行对弹片组8的分离，如本实施例的与第二取料组件5相同配置的第四取料组件53、或第五取料组件等等。当第一取料组件4抓取弹片组8后，通过震动组件6产生震动，使得所产生的震动通过第一取料组件4传导至弹片组8，弹片组8在受到震动后，当弹片组8产生掉落或者无掉落后，依然存在两个或以上的弹片，驱动第一取料组件4移动至第二取料组件5上方再下降，将弹片组8的底面抵靠在定位槽12上，第二取料组件5启动对弹片组8进行吸取，第二取料组件5利用第二吸力将弹片组8中位于底层的弹片的底面吸取而抓取，当第一取料组件4抬升后通过第一感应组件检测得出第二取料组件5有抓取弹片，随后第一取料组件4抬升过程中可再次进行震动，然后将第一取料组件4转移至第四取料组件上，该第四取料组件通过第二吸力对当前的弹片组8的底面新型吸取，当第一取料组件4抬升后通过第二感应组件检测得出第四取料组件无抓取到弹片，则判定第一取料组件4当前抓取的弹片组8为单个弹片，可实施装配作业。一般来说，通过送料组件17对弹片组8的送出限制作用，可以精准控制弹片组8的弹片重叠数量不超过2个，因为虽然弹片单个比较轻薄，但是多个弹片重叠后达到一定厚度时，可对其个数进行有效的限制，并且弹片与弹片之间的重新，大部分由于弹片之间的吸附力或静电等原因，大部分在震动时即可实现轻易的掉落。所以一般设置两组的第二取料组件5即可精准实现单个弹片的筛选。

如图3所示，本实施例还包括第三取料组件14，用于施加第三吸力吸取位于第二取料组件5所抓取的弹片组8的顶面，第三吸力大于第二吸力。通过采用第三取料组件14实现分离弹片组8的同时实现将单个弹片的在本体3上的装配。例如在弹片组8有两个弹片的情况下：当在第二取料组件5上完成筛选后（第二取料组件5上已有分离好的第一个弹片15），第一取料组件4移动到第四取料组件上将第二个弹片16放置在第四取料组件上，然后第一取料组件4返回第二取料组件5抓取第一个弹片15，同时第三取料组件14移动到第四取料组件上抓取第二个弹片16，第三取料组件14将第二个弹片16先送至本体3上，同时第一取料组件4移动到第四取料组件上将第一个弹片15放置在第四取料组件上，此时第一取料组件4和第三取料组件14均为空载，第一取料组件4前往上料位抓取下一组弹片组8，同时第三取料组件14移动到第二取料组件5上抓取第一个弹片15，并且在第一取料组件4移动到第二取料组件5上实现筛选后再移动到第四取料组件上的同时第三取料组件14将第一个弹片15送至下一本体上，继而实现自动化作业。前述实施例为第一取料组件4与第三取料组件14为同一驱动源，在另外的实施例可以将第一取料组件4和第三取料组件14分别采用不同的驱动源，可实现利用第一取料组件4负责筛选，而第三取料组件14负责将单个弹片装配在本体3上，在动作不干涉影响的情况下实现分工。

如图3所示，本实施例还包括送料组件17，用于将若干的弹片组8一一排列送至上料位，上料位用于供第一取料组件4从上料位抓取弹片组8。该送料组件17包括振动盘，通过振动盘对弹片进行阵列输出，并且通过直振逐一送出，在直振的末端设置限高块19和定位座18，弹片组8从直振中经过限高块19进入定位座18而等待第一取料组件4的取料，该定位座18中作为上料位。限高块19用于限制弹片组8送至定位座18中的通过高度，该通过高度的精度无法实现对单个弹片的限高，但是如果两个弹片重叠在一起后组成的弹片组8由于具有一定的厚度，可以通过高度的限制，从而实现对两个弹片重叠的弹片组8的通过，而对三个以上弹片重叠的弹片组8的限制。具体的通过高度，根据限高块19与直振之间的精准高度差。

上述实施例中的第一感应组件，用于感应第二取料组件5是否吸取有弹片组8且反馈至控制组件，控制组件用于向第一取料组件4发送控制指令，控制指令至少包含移动控制指令或者对弹片组8的取放控制指令。控制组件可为PLC等控制器，通过控制组件构建成自动化动作流程，提高自动化水平。第一感应组件为力传感器用于对吸力进行感应反馈。

如图2-10所示，为本发明实施例提供的编码器装配设备，用于装配至少由本体3、后盖2、弹片组8成的编码器，其包括本体上料机构20、后盖装配机构21、弹片装配机构22、本体端子折弯机构23和切废料机构24。

本实施例的本体上料机构20，用于将整卷的料带1进行放卷，料带1一体注塑有若干的本体3。该本体上料机构20主要由放卷辊25组成，在放卷辊25上装配料盘26，料盘26上卷装有料带1。

本实施例的后盖装配机构21，用于将后盖装配至本体3的底部。该后盖装配机构21包括上料装置27、抬升装置28、推料装置29、顶料装置30和压料装置31，上料装置27用于将后盖2逐一输送至抬升工位，抬升装置28用于将后盖2从抬升工位抬升至推料工位，推料装置29用于将位于堆料工位的后盖2平推至顶料工位，顶料装置30用于将位于顶料工位的后盖2上顶至料带1上的本体3的底面以装配，压料装置31用于下降顶压在料带1上的本体3的顶面以在顶料装置30顶升时固定本体3的位置。上料装置27包括振动盘和直振导轨，在直振导轨的末端与抬升装置28的抬升工位衔接。抬升装置28包括抬升气缸和抬升底座32，在抬升底座32的顶面设置有与直振导轨的末端出口衔接的通槽33，该通槽33作为抬升工位，承接从直振导轨的末端出口送出的后盖2，抬升气缸在接受抬升指令后驱动抬升底座32上升使得通槽33到达推料工位。推料装置29包括推料气缸和推料杆34，推料气缸在接受推料指令后驱动推料杆34穿过通槽33将位于通槽33内的后盖2推至位于输送带的料带1底下的承接座35中，而该承接座35作为顶料工位。顶料装置30包括顶料气缸和顶料杆36，顶料气缸在接受顶料指令后驱动顶料杆36将位于顶料工位中而位于顶料杆36的顶端的后盖2抬升沿导轨顶至本体3的底面以与本体3装配固定，在顶料杆36抬升的同时，压料装置31的压料气缸驱动压料块37下降对本体3的顶面进行抵压，与顶料杆36形成对本体3的夹持。

本实施例的弹片装配机构22，用于将单个弹片装配至本体3的表面，弹片装配机构22包括有如上述实施例的单个弹片的精密筛选装置和送料组件17。通过振动组件而掉落的弹片通过回收箱进行收集回收。

本实施例的本体端子折弯机构23，用于将料带1上的本体端子折弯且将本体3从料带1上脱离。该本体端子折弯机构23包括上顶座38和下底座39，在所述上顶座由升降气缸驱动的用于将本体端子进行90度折弯的折弯冲头40、用于将料带1与本体3的连接段冲断的冲断冲头41、以及用于将本体3从料带1上冲落至成品收集箱内的下料冲头42。在下底座上设置有与上述冲头下冲时配合支撑本体的冲座43，该冲座43由另外的升降组件带动上升。

本实施例的切废料机构24，用于将料带1切断。该切废料机构24包括支撑台51、切刀52和切刀气缸，切刀气缸在接受指令后驱动切刀52将超出支撑台51外的料带1部分进行切断，切断后的料带1则自动掉落至收集箱内。

本实施例的牵引机构44，用于牵引料带1沿本体上料机构20、后盖装配机构21、弹片装配机构22、本体端子折弯机构23和切废料机构24依次前移。牵引机构44包括水平气缸45、上下气缸46和插针47，上下气缸46驱动插针47插入料带1的定位孔48，随后水平气缸45启动该上下气缸46和插针47一并水平前移，实现对料带1的牵引前进。如图所示，该牵引机构44分别在本体上料机构20与后盖装配机构21之间、弹片装配机构22与本体端子折弯机之间、本体端子折弯机构23与切废料机构24之间设置，从而对料带1施加稳定可靠的牵引。

料带1上设置有定位孔48，在输送带上进行装配时，可以配合定位装置实现对装配时本体位置的精准定位，定位装置包括设置在输送带（料带1）下方或上方的定位针和定位气缸，定位气缸驱动定位针抬升或下降穿过输送带的孔位后穿插在料带1上的定位孔48中，料带1上的定位孔48位于本体的左右两侧。如图所示，在压料装置31上配置有上定位针49，而压料气缸作为定位气缸。在顶料装置30上配置有下定位针50，顶料气缸作为定位气缸。如图所示，定位装置设置下输送带的下方，配置有四根定位针从下方抬升对本体的位置进行定位，继而让弹片可以精准装配在本体的预设位置。

如图11所示，基于上述实施例，本发明实施例提供的单个弹片的精密筛选方法，其包括以下步骤：

步骤1，驱动第一取料组件4通过第一吸力在送料组件17上的上料位上吸取弹片组8的顶面以抓取弹片组8，且在抓取后驱动第一取料组件4靠近第二取料组件5；具体动作为，驱动第一取料组件4移动至上料位的上方，驱动第一取料组件4下降在上料位上抓取弹片组8，驱动第一取料组件4抬升并移动至第二取料组件5的上方。

步骤2，在第一取料组件4移动至第二取料组件5的上方后（进入落料弹片的收集范围后），驱动震动组件6在第一取料组件4靠近第二取料组件5的过程中产生震动并传导至第一取料组件4，使得弹片组8产生震动，从而试图将弹片组8（如有弹片重叠）的多余弹片震落。多余弹片是否震落，在缺乏检测之间无法得知，按照送料组件17中对弹片组8的通过限制，基本可以实现对弹片组8的重叠弹片数量的控制，一般两个弹片重叠，一般不会超过三个弹片。

步骤3，为了能够确保弹片组8上只留有单个弹片，驱动第二取料组件5通过小于第一吸力的第二吸力吸取由第一取料组件4所抓取的弹片组8的底面，且随后驱动第一取料组件4远离第二取料组件5，由于第一吸力比第二吸力大，所以如果弹片组8只有单个弹片，该单个弹片的顶面受到第一取料组件4的第一吸力的吸取力度必然比该单个弹片的底面受到第二取料组件5的第二吸力的吸取力度要大，所以该单个弹片必然由第一取料组件4抓取而不会被第二取料组件5抓取（弹片质轻，其重力忽略不计）。

步骤4，在进行了步骤3的筛选操作后，为了确定筛选结果，驱动第一感应组件对第二取料组件5进行感应，当感应结果为第二取料组件5抓取有弹片则执行步骤5，当感应结果为第二取料组件5无抓取有弹片则判断当前弹片组8为单个弹片。

步骤5，当感应结果为第二取料组件5抓取有弹片则判断当前弹片组8为多个单片，驱动另一第二取料组件5通过第二吸力吸取由第一取料组件4所抓取的弹片组8的底面，且执行步骤4。在一些实施例中在驱动另一第二取料组件5通过第二吸力吸取由第一取料组件4所抓取的弹片组8的底面之前，执行步骤2，实现再次驱动第一取料组件4实施震动。

本领域的技术人员应该明白，以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。