一种摄像头模组用电路板精密装配装置及方法

技术领域

本发明涉及在电路板上装配端头和护套的技术领域，特别是一种摄像头模组用电路板精密装配装置及方法。

背景技术

用于监控的摄像头模组内通常安装有电路板，电路板经端头与控制室内的显示屏连接，摄像头模组将拍摄的画面传递给电路板，电路板再将端头将画面传递给显示屏，从而起到监控的目的。

某摄像头模组内的电路板的结构如图1~图2所示，它包括板体1、焊接于板体1右端部顶表面上的焊盘2，焊盘2的右端面上开设有盲槽3。工艺上要求在电路板上装配一个如图3~图4所示的端头，电路板与端头装配后的结构如图5~图6所示；当装配后，还要求在端头的引脚5上套装一个如图7~图8所示的护套6，以实现电路板的装配，进而得到如图9~图10所示的产品，其中，护套6起到了保护引脚5的作用，避免了护套6刮伤。

车间内在电路板上装配端头，以及在端头的引脚5上套装引脚5的操作方法是：

S1、工人取出一个电路板，将电路板的板体1平放在装配台上；

S2、取出一个端头，将端头的端头本体4从右往左嵌入于电路板的焊盘2的盲槽3内，并且确保端头本体4完全的嵌入于盲槽3内，从而实现了电路板与端头的装配；

S3、工人取出一个护套6，将护套6的开口从右往左套装在端头的引脚5上，从而实现了在端头的引脚5上套装一个护套6，从而最终实现了电路板的装配，进而最终得到如图7~图8所示的产品。

然而，车间内的方法虽然能够实现电路板的装配，但是在实际的装配过程中仍然存在以下技术缺陷：

I、在步骤S2中，当工人在将端头的端头本体4嵌入到焊盘2的盲槽3过程中，工人因误操作而给端头本体4施加了向上的力，施力方向如图11中箭头所示，这将导致端头本体4弯折变形（而工艺要求端头本体4是处于水平状态的），从而极大的降低了电路板与端头的装配质量，进而降低了电路板的装配精度。

II、在步骤S3中，当工人在端头的引脚5上套装护套6时，若施力不足，导致护套6并没有完全的将引脚5包覆住，如图12所示，从而降低了引脚5与护套6的装配质量，进一步的降低了电路板的装配精度。因此，亟需一种防止端头本体弯折变形、使护套能够完全包覆住支脚、极大提高电路板装配精度的装配装置及方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种防止端头本体弯折变形、使护套能够完全包覆住支脚、极大提高电路板装配精度的摄像头模组用电路板精密装配装置及方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种摄像头模组用电路板精密装配装置，它包括设置于工作台的台面上且从右往左依次设置的用于在电路板上装配端头的嵌装机构、用于定位及周转电路板的旋转机构、用于在端头的引脚上套装护套的套装机构；

所述旋转机构包括固设于工作台台面上的步进电机、固设于步进电机输出轴上的定位台，定位台的顶表面上开设有沉槽，沉槽与电路板的板体的外轮廓相配合；

所述嵌装机构包括固设于工作台台面上的底座、固设于底座右端面上的进给气缸，所述进给气缸活塞杆的作用端上固设有L板，L板的垂直板上固设有平台，L板的水平板上固设有定位气缸，定位气缸活塞杆的作用端上固设有用于定位端头的端头本体的定位块，定位块的顶表面上开设有与端头本体外轮廓相配合的定位槽，所述平台的顶表面上固设有推送气缸，推送气缸活塞杆的作用端上固设有推块，推块的左端面抵靠在定位块的右端面上，推块的顶表面上开设有与定位槽相连通的凹槽，凹槽与端头的引脚的外轮廓相配合。

所述沉槽的深度小于电路板的板体的厚度。

所述工作台的底表面上固设有多根支撑于地面上的支撑腿。

所述L板垂直板焊接于进给气缸活塞杆的作用端上，所述定位气缸的缸筒固设于L板水平板的底表面上。

所述套装机构包括固设于工作台台面上的机台、固设于机台台面上的直线振动器、固设于直线振动器振动端上的导轨，导轨的槽宽与护套的纵向宽度相等，导轨的右端部焊接有挡板。

该套装机构还包括固设于工作台台面上且架设于导轨正上方的龙门架，龙门架横梁的顶表面上设置有用于抓取护套的抓取机构，所述抓取机构包括固设于龙门架横梁顶表面上的水平气缸、固设于水平气缸活塞杆作用端上的垂向气缸，垂向气缸活塞杆的作用端上固设有真空管，真空管的顶端口与真空泵经软管连接，真空管的底端口处固设有与其相连通的吸盘，吸盘设置于导轨的正上方，吸盘的底表面上开设有多个与其内腔相连通的小孔。

所述真空管与垂向气缸活塞杆的作用端之间焊接有连接板。

该装配装置还包括控制器，所述控制器与定位气缸、推送气缸、水平气缸、垂向气缸、真空泵、直线振动器经信号线电连接。

一种摄像头模组用电路板精密装配方法，它包括以下步骤：

S1、在套装机构的导轨内放置多个护套，并且确保各个护套的开口均朝右摆放；

S2、电路板的定位：工人取出一个电路板，将电路板的板体由上往下嵌入于旋转机构的定位台的沉槽内，由于沉槽与电路板的板体的外轮廓相配合，从而实现了电路板的定位，此时电路板上的焊盘的盲槽刚好与嵌装机构的定位块的定位槽左右相对立；

S3、在电路板的焊盘上装配端头，其具体操作步骤为：

S31、端头的定位：工人取出一个端头，将端头的端头本体由上往下嵌入于嵌装机构的定位块的定位槽内，并且将端头的引脚嵌入于推块的凹槽内，由于端头本体的外轮廓与定位槽相配合，从而实现了端头的定位，此时端头的端头本体的左端部处于定位块的外侧；

S32、将端头的端头本体的左端部初步嵌入于盲槽内：控制进给气缸的活塞杆向左伸出，活塞杆带动L板向左运动，L板带动定位气缸和推送气缸同步向左运动，进而带动定位块和推块同步向左运动，进而带动端头的端头本体朝向焊盘的盲槽方向运动；当进给气缸的活塞杆完全伸出后，端头本体的左端部刚好嵌入于焊盘的盲槽内，从而实现了将端头的端头本体的左端部初步嵌入于盲槽内；

S33、控制定位气缸的活塞杆向下缩回，活塞杆带动定位块向下缩回，定位块与端头的端头本体相分离；

S34、控制推送气缸的活塞杆向左伸出，活塞杆带动推块向左运动，推块推动端头本体的右端面向左运动，随着推送气缸活塞杆的逐渐伸出，即可逐渐将端头本体水平的推送到焊盘的盲槽内，当推送气缸的活塞杆完全伸出后，即可将端头的端头本体全部的推送到焊盘的盲槽内，从而最终实现了在电路板的焊盘上装配端头；

S35、控制推送气缸的活塞杆向右缩回，以使推块复位，随后控制定位气缸的活塞杆向上伸出，以使定位块复位；

S4、控制旋转机构的步进电机启动，步进电机带动定位台旋转，定位台带动电路板同步旋转，电路板带动焊盘和端头同步旋转，当电路板旋转180°后，控制器控制步进电机关闭；

S5、在端头的引脚上套装护套，其具体操作步骤为：

S51、控制直线振动器启动，直线振动器使导轨振动，在振动下，位于导轨内的各个护套均朝右移动，当工人观察到位于导轨内最右端的护套被挡板挡住后，工人控制直线振动器关闭；

S52、最右端护套的吸附：控制垂向气缸的活塞杆向下伸出，活塞杆带动真空管向下运动，真空管带动吸盘向下运动，当垂向气缸的活塞杆完全伸出后，吸盘的底表面刚好贴在最右端护套的顶表面上；随后控制真空泵启动，真空泵对真空管和吸盘的内腔抽真空，在负压下，护套吸附在吸盘的底表面上；

S53、护套的提升：控制垂向气缸的活塞杆向上缩回，活塞杆带动真空管向上运动，真空管带动吸盘向上运动，吸盘带动被吸附的护套向上运动，当垂向气缸的活塞杆完全缩回后，即可将护套提升起来，此时护套的开口刚好与端头的引脚左右相对立；

S54、控制水平气缸的活塞杆向右伸出，活塞杆带动垂向气缸向右运动，进而带动吸盘和被吸附的护套向右运动，护套从左往右朝向引脚方向运动，当水平气缸的活塞杆完全伸出后，即可将护套套装在端头的引脚上，从而最终实现了在端头的引脚上套装护套，进而装配出所需的产品；

S55、控制真空泵关闭，吸盘不再吸附在护套上，而后控制水平气缸的活塞杆向左缩回复位，活塞杆带动吸盘复位；

S6、工人将产品从定位台的沉槽内取出；

S7、如此重复步骤S2~S6的操作，即可连续地实现多个电路板的装配，进而装配出多个所需的产品。

本发明具有以下优点：本发明防止端头本体弯折变形、使护套能够完全包覆住支脚、极大提高电路板装配精度。

附图说明

图1为某摄像头模组内的电路板的结构示意图;

图2为图1的俯视图；

图3为端头的结构示意图；

图4为图3的俯视图；

图5为电路板与端头装配后的结构示意图；

图6为图5的俯视图；

图7为护套的结构示意图；

图8为图7的俯视图；

图9为装配后得到的产品的结构示意图；

图10为图9的俯视图；

图11为工人误操作而给端头本体施加向上作用力的示意图；

图12为护套没有完全将支脚包覆住的示意图；

图13为本发明的结构示意图

图14为旋转机构的结构示意图

图15为嵌入机构的结构示意图；

图16为图15的A向示意图；

图17为套装机构的结构示意图；

图18为图17的B向示意图；

图19为在导轨内放置多个护套、以及定位电路板和端头的示意图；

图20为图19的C向示意图；

图21为图19的D向示意图；

图22为将端头的端头本体的左端部初步嵌入于盲槽内的示意图；

图23为定位块与端头的端头本体相分离的示意图；

图24为将端头的端头本体推送到焊盘的盲槽内的示意图；

图25为定位块复位的示意图；

图26为电路板旋转180°后的示意图；

图27为吸盘与护套相接触的示意图；

图28为吸盘将护套提升起来的示意图；

图29为将护套套装在端头的引脚上的示意图；

图30为吸盘复位的示意图；

图中：

1-板体，2-焊盘，3-盲槽，4-端头本体，5-引脚，6-护套；

7-工作台，8-嵌装机构，9-旋转机构，10-套装机构，11-步进电机，12-定位台，13-沉槽，14-底座，15-进给气缸，16-L板，17-平台，18-定位气缸，19-定位块，20-定位槽，21-推送气缸，22-推块，23-凹槽，24-机台，25-直线振动器，26-导轨，27-挡板，28-龙门架，29-抓取机构，30-水平气缸，31-垂向气缸，32-真空管，33-吸盘。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：

如图13~图18所示，一种摄像头模组用电路板精密装配装置，它包括设置于工作台7的台面上且从右往左依次设置的用于在电路板上装配端头的嵌装机构8、用于定位及周转电路板的旋转机构9、用于在端头的引脚5上套装护套6的套装机构10；所述旋转机构9包括固设于工作台7台面上的步进电机11、固设于步进电机11输出轴上的定位台12，工作台7的底表面上固设有多根支撑于地面上的支撑腿，定位台12的顶表面上开设有沉槽13，沉槽13与电路板的板体1的外轮廓相配合，沉槽13的深度小于电路板的板体1的厚度。

所述嵌装机构8包括固设于工作台7台面上的底座14、固设于底座14右端面上的进给气缸15，所述进给气缸15活塞杆的作用端上固设有L板16，所述L板16垂直板焊接于进给气缸15活塞杆的作用端上，所述定位气缸18的缸筒固设于L板16水平板的底表面上，L板16的垂直板上固设有平台17，L板16的水平板上固设有定位气缸18，定位气缸18活塞杆的作用端上固设有用于定位端头的端头本体4的定位块19，定位块19的顶表面上开设有与端头本体4外轮廓相配合的定位槽20，所述平台17的顶表面上固设有推送气缸21，推送气缸21活塞杆的作用端上固设有推块22，推块22的左端面抵靠在定位块19的右端面上，推块22的顶表面上开设有与定位槽20相连通的凹槽23，凹槽23与端头的引脚5的外轮廓相配合。

所述套装机构10包括固设于工作台7台面上的机台24、固设于机台24台面上的直线振动器25、固设于直线振动器25振动端上的导轨26，导轨26的槽宽与护套6的纵向宽度相等，导轨26的右端部焊接有挡板27。该套装机构10还包括固设于工作台7台面上且架设于导轨26正上方的龙门架28，龙门架28横梁的顶表面上设置有用于抓取护套6的抓取机构29，所述抓取机构29包括固设于龙门架28横梁顶表面上的水平气缸30、固设于水平气缸30活塞杆作用端上的垂向气缸31，垂向气缸31活塞杆的作用端上固设有真空管32，真空管32与垂向气缸31活塞杆的作用端之间焊接有连接板，真空管32的顶端口与真空泵经软管连接，真空管32的底端口处固设有与其相连通的吸盘33，吸盘33设置于导轨26的正上方，吸盘33的底表面上开设有多个与其内腔相连通的小孔。

该装配装置还包括控制器，所述控制器与定位气缸18、推送气缸21、水平气缸30、垂向气缸31、真空泵、直线振动器25经信号线电连接。

一种摄像头模组用电路板精密装配方法，它包括以下步骤：

S1、在套装机构10的导轨26内放置多个如图7~图8所示的护套6，并且确保各个护套6的开口均朝右摆放，如图19~图20所示；

S2、电路板的定位：工人取出一个如图1~图2所示的电路板，将电路板的板体1由上往下嵌入于旋转机构9的定位台12的沉槽13内，由于沉槽13与电路板的板体1的外轮廓相配合，从而实现了电路板的定位，如图19和图21所示，此时电路板上的焊盘2的盲槽3刚好与嵌装机构8的定位块19的定位槽20左右相对立；

S3、在电路板的焊盘2上装配端头，其具体操作步骤为：

S31、端头的定位：工人取出一个如图3~图4所示端头，将端头的端头本体4由上往下嵌入于嵌装机构8的定位块19的定位槽20内，并且将端头的引脚5嵌入于推块22的凹槽23内，由于端头本体4的外轮廓与定位槽20相配合，从而实现了端头的定位，如图19和图21所示，此时端头的端头本体4的左端部处于定位块19的外侧；

S32、将端头的端头本体4的左端部初步嵌入于盲槽3内：控制进给气缸15的活塞杆向左伸出，活塞杆带动L板16向左运动，L板16带动定位气缸18和推送气缸21同步向左运动，进而带动定位块19和推块22同步向左运动，进而带动端头的端头本体4朝向焊盘2的盲槽3方向运动；当进给气缸15的活塞杆完全伸出后，端头本体4的左端部刚好嵌入于焊盘2的盲槽3内，从而实现了将端头的端头本体4的左端部初步嵌入于盲槽3内，如图22所示；

S33、控制定位气缸18的活塞杆向下缩回，活塞杆带动定位块19向下缩回，定位块19与端头的端头本体4相分离，如图23所示；

S34、控制推送气缸21的活塞杆向左伸出，活塞杆带动推块22向左运动，推块22推动端头本体4的右端面向左运动，随着推送气缸21活塞杆的逐渐伸出，即可逐渐将端头本体4水平的推送到焊盘2的盲槽3内，当推送气缸21的活塞杆完全伸出后，即可将端头的端头本体4全部的推送到焊盘2的盲槽3内，如图24所示，从而最终实现了在电路板的焊盘2上装配端头，装配后如图5~图6所示；

S35、控制推送气缸21的活塞杆向右缩回，以使推块22复位，随后控制定位气缸18的活塞杆向上伸出，以使定位块19复位，如图25所示；

其中，在该步骤S3中，本装配装置先通过进给气缸15活塞杆的伸出，以将端头的端头本体4的左端部初步嵌入于盲槽3内，随后通过控制推送气缸21活塞杆的向左伸出，以使推块22从右往左推动端头本体4水平的向左运动，推块22逐渐将端头本体4推送到焊盘2的盲槽3内，以实现在电路板上装配端头。

由此可知，本装配装置使端头的端头本体4始终沿水平方向嵌入到焊盘2的盲槽3内，相比于如图11所示人工将端头本体4嵌入到盲槽3内的方法，本装配装置有效地避免了端头本体4弯折变形，因此本装配装置确保了端头本体4嵌入到盲槽3内后仍然是水平状态的，从而极大的提高了电路板与端头的装配质量，进而极大的提高了电路板的装配精度。

S4、控制旋转机构9的步进电机11启动，步进电机11带动定位台12旋转，定位台12带动电路板同步旋转，电路板带动焊盘2和端头同步旋转，当电路板旋转180°后，如图26所示，控制器控制步进电机11关闭；

S5、在端头的引脚5上套装护套6，其具体操作步骤为：

S51、控制直线振动器25启动，直线振动器25使导轨26振动，在振动下，位于导轨26内的各个护套6均朝右移动，当工人观察到位于导轨26内最右端的护套6被挡板27挡住后，工人控制直线振动器25关闭；

S52、最右端护套6的吸附：控制垂向气缸31的活塞杆向下伸出，活塞杆带动真空管32向下运动，真空管32带动吸盘33向下运动，当垂向气缸31的活塞杆完全伸出后，吸盘33的底表面刚好贴在最右端护套6的顶表面上，如图27所示；随后控制真空泵启动，真空泵对真空管32和吸盘33的内腔抽真空，在负压下，护套6吸附在吸盘33的底表面上；

S53、护套6的提升：控制垂向气缸31的活塞杆向上缩回，活塞杆带动真空管32向上运动，真空管32带动吸盘33向上运动，吸盘33带动被吸附的护套6向上运动，当垂向气缸31的活塞杆完全缩回后，即可将护套6提升起来，如图28所示，此时护套6的开口刚好与端头的引脚5左右相对立；

S54、控制水平气缸30的活塞杆向右伸出，活塞杆带动垂向气缸31向右运动，进而带动吸盘33和被吸附的护套6向右运动，护套6从左往右朝向引脚5方向运动，当水平气缸30的活塞杆完全伸出后，即可将护套6套装在端头的引脚5上，如图29所示，从而最终实现了在端头的引脚5上套装护套6，进而装配出所需的产品，产品的结构如图9~图10所示；

S55、控制真空泵关闭，吸盘33不再吸附在护套6上，而后控制水平气缸30的活塞杆向左缩回复位，活塞杆带动吸盘33复位，如图30所示；

其中，从步骤S5可知，当吸盘33将导轨26的护套6提升起来后，只需控制水平气缸30活塞杆的伸出，即可使被吸附的护套6从左往右逐渐地套装在引脚5上，当水平气缸30的活塞杆完全伸出后，护套6刚好全部包覆在引脚5的外部。由此可知，该装配装置相比于如图12所示手动将护套6套装在引脚5，确保了护套6能够完全的将引脚5包覆住，从而极大的提高了引脚5与护套6的装配质量，进一步的提高了电路板的装配精度。

S6、工人将产品从定位台12的沉槽13内取出，取出方向如图30中箭头所示；

S7、如此重复步骤S2~S6的操作，即可连续地实现多个电路板的装配，进而装配出多个所需的产品。

最后应说明的是：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。