散热器自动装配设备论文和设计-宋永祥

全文摘要

本实用新型提供散热器自动装配设备，属于自动装配技术领域。本实用新型包括底座以及设置在该底座上的旋转工作台、卡圈装配组件、不锈钢弹簧垫圈装配组件、塑料垫圈装配组件、弹簧装配组件、M4螺柱装配组件、M3螺柱装配组件、下料组件；旋转工作台为圆形位于底座的中部；其边缘呈星状均匀设置有八个夹具；不锈钢弹簧垫圈装配组件、塑料垫圈装配组件、弹簧装配组件、M4螺柱装配组件、M3螺柱装配组件、下料组件以及卡圈装配组件依次顺时针固设在旋转工作台周围，且分别对应一个夹具；卡圈装配组件与不锈钢弹簧垫圈装配组件之间的夹具对应装夹位。本实用新型解决了现有技术装配效率低、装配错误率高的问题。本实用新型可用于散热器装配。

主设计要求

1.散热器自动装配设备，其特征在于，所述散热器自动装配设备包括：底座、旋转工作台、卡圈装配组件、不锈钢弹簧垫圈装配组件、塑料垫圈装配组件、弹簧装配组件、M4螺柱装配组件、M3螺柱装配组件以及下料组件；所述旋转工作台、卡圈装配组件、不锈钢弹簧垫圈装配组件、塑料垫圈装配组件、弹簧装配组件、M4螺柱装配组件、M3螺柱装配组件以及下料组件均设置在所述底座上；所述旋转工作台为圆形，位于所述底座的中部；该旋转工作台的边缘呈星状均匀设置有八个夹具；所述不锈钢弹簧垫圈装配组件、塑料垫圈装配组件、弹簧装配组件、M4螺柱装配组件、M3螺柱装配组件、下料组件以及卡圈装配组件依次顺时针固设在旋转工作台周围，且分别对应一个夹具；所述卡圈装配组件与不锈钢弹簧垫圈装配组件之间的夹具对应装夹位。

设计方案

1.散热器自动装配设备，其特征在于，所述散热器自动装配设备包括：底座、旋转工作台、卡圈装配组件、不锈钢弹簧垫圈装配组件、塑料垫圈装配组件、弹簧装配组件、M4螺柱装配组件、M3螺柱装配组件以及下料组件；

所述旋转工作台、卡圈装配组件、不锈钢弹簧垫圈装配组件、塑料垫圈装配组件、弹簧装配组件、M4螺柱装配组件、M3螺柱装配组件以及下料组件均设置在所述底座上；所述旋转工作台为圆形，位于所述底座的中部；该旋转工作台的边缘呈星状均匀设置有八个夹具；

所述不锈钢弹簧垫圈装配组件、塑料垫圈装配组件、弹簧装配组件、M4螺柱装配组件、M3螺柱装配组件、下料组件以及卡圈装配组件依次顺时针固设在旋转工作台周围，且分别对应一个夹具；所述卡圈装配组件与不锈钢弹簧垫圈装配组件之间的夹具对应装夹位。

2.根据权利要求1所述散热器自动装配设备，其特征在于，所述卡圈装配组件、不锈钢弹簧垫圈装配组件、塑料垫圈装配组件以及弹簧装配组件均包括振盘、定位机构、套取机构以及用于驱动套取机构的第一气缸；所述振盘设置在定位机构一侧，所述套取机构设置在所述定位机构上并与第一气缸连接；所述第一气缸能够驱动所述套取机构的套取动作。

3.根据权利要求2所述散热器自动装配设备，其特征在于，所述M4螺柱装配组件、M3螺柱装配组件均包括料仓、螺柱导向机构、定位机构、压装机构以及用于驱动压装机构的第二气缸；所述螺柱导向机构和压装机构均设置在所述定位机构上，所述压装机构能够在所述定位机构的带动下从所述料仓的出料口导出螺柱，所述第一气缸与所述压装机构连接并用于驱动压装机构的动作。

4.根据权利要求2所述散热器自动装配设备，其特征在于，所述套取机构包括固设在定位机构上的轴套、套设在该轴套内的轴杆；所述轴杆的底部设有伞状弹性卡爪，所述弹性卡爪包括若干爪片；所述爪片的上端与轴杆之间设有弹性部件；所述轴杆与第一气缸连接并能够由第一气缸驱动上下运动；并且上下运动的位置关系被设置为：在所述轴杆向下运动至最低位置时，该弹性卡爪的爪片下端能够向外伸展至超出所述轴套；在所述轴杆向上运动至最高位置时，该弹性卡爪的爪片下端能够向内收缩至轴套内部。

5.根据权利要求2、3或4所述散热器自动装配设备，其特征在于，所述定位机构包括固定座、横向位移组件、纵向位移组件以及竖向位移组件；所述固定座安设在所述底座上，纵向位移组件固设在所述固定座上，所述纵向位移组件上设置有所述横向位移组件；所述竖向位移组件设置所述横向位移组件上，所述套取机构固设在竖向位移组件上。

6.根据权利要求1~4任意一项所述散热器自动装配设备，其特征在于，所述散热器自动装配设备还包括可编程逻辑控制器PLC，该可编程逻辑控制器PLC分别与散热器自动装配设备的各个部件电连接，用于控制所述散热器自动装配设备各个部件的工作。

7.根据权利要求6所述的散热器自动装配设备，其特征在于，所述旋转工作台的中部设有垂直于底座的旋转轴，所述旋转轴的下部与底座连接；旋转工作台能够绕中心轴转动并同步带动所述八个夹具转动，每次转动45°。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及散热器自动装配设备，属于自动装配技术领域。

背景技术

电子通讯设备在工作时会产生较大的热量，因此散热器成为通讯设备不可或缺的重要组成部分。目前，通讯散热器普遍采用人工组装，如图7所示，散热器通常包括散热片、螺柱、不锈钢弹簧垫圈、塑料垫圈、卡圈以及弹簧等；而这数目众多的螺柱、垫圈的安装都是手动装配，工序繁多，不仅装配效率低下，而且很容易有漏装、错装部件的情况发生，容易导致装配合格率不稳定。因此亟需一种能够缩短装配时间，装配效率高，装配错误率低的散热器装配技术。

实用新型内容

本实用新型为解决现有散热器装配技术装配效率低、装配错误率高的问题，提供了散热器自动装配设备。

本实用新型所述散热器自动装配设备，包括：底座、旋转工作台、卡圈装配组件、不锈钢弹簧垫圈装配组件、塑料垫圈装配组件、弹簧装配组件、M4螺柱装配组件、M3螺柱装配组件以及下料组件；

作为对上述技术方案的进一步阐述：

进一步的，所述卡圈装配组件、不锈钢弹簧垫圈装配组件、塑料垫圈装配组件以及弹簧装配组件均包括振盘、定位机构、套取机构以及用于驱动套取机构的第一气缸；所述振盘设置在定位机构一侧，所述套取机构设置在所述定位机构上并与第一气缸连接；所述第一气缸能够驱动所述套取机构的套取动作。

进一步的，所述M4螺柱装配组件、M3螺柱装配组件均包括料仓、螺柱导向机构、定位机构、压装机构以及用于驱动压装机构的第二气缸；所述螺柱导向机构和压装机构均设置在所述定位机构上，所述压装机构能够在所述定位机构的带动下从所述料仓的出料口导出螺柱，所述第一气缸与所述压装机构连接并用于驱动压装机构的动作。

进一步的，所述套取机构包括固设在定位机构上的轴套、套设在该轴套内的轴杆；所述轴杆的底部设有伞状弹性卡爪，所述弹性卡爪包括若干爪片；所述爪片的上端与轴杆之间设有弹性部件；所述轴杆与第一气缸连接并能够由第一气缸驱动上下运动；并且上下运动的位置关系被设置为：在所述轴杆向下运动至最低位置时，该弹性卡爪的爪片下端能够向外伸展至超出所述轴套；在所述轴杆向上运动至最高位置时，该弹性卡爪的爪片下端能够向内收缩至轴套内部。

进一步的，所述定位机构包括固定座、横向位移组件、纵向位移组件以及竖向位移组件；所述固定座安设在所述底座上，纵向位移组件固设在所述固定座上，所述纵向位移组件上设置有所述横向位移组件；所述竖向位移组件设置所述横向位移组件上，所述套取机构固设在竖向位移组件上。

进一步的，所述散热器自动装配设备还包括可编程逻辑控制器PLC，该可编程逻辑控制器PLC分别与散热器自动装配设备的各个部件电连接，用于控制所述散热器自动装配设备各个部件的工作。

进一步的，所述旋转工作台的中部设有垂直于底座的旋转轴，所述旋转轴的下部与底座连接；旋转工作台能够绕中心轴转动，每次转动45°。

本实用新型最为突出的特点和显著的有益效果是：

本实用新型所涉及的散热器自动装配设备，可以实现一个工序时间段内，同时运行完成各工序的装配任务，每旋转一次就能够完成一个散热器的装配；大大提高了散热器装配的效率，装配时间缩短到传统人工装配的八分之一；而且相比传统的人工装配方式，也能保证不会出现漏装部件的情况，降低了装配错误率，提高了装配质量。

附图说明

图1为本实用新型所述散热器自动装配设备立体结构示意图；

图2为本实用新型所述散热器自动装配设备俯视图；

图3为本实用新型所述散热器自动装配设备侧视图；

图4为本实用新型所述卡圈装配组件结构示意图；

图5为本实用新型所述套取机构结构示意图；

图6为本实用新型所述套取机构竖截面示意图；

图7为应用本实用新型实施例中进行装配的散热器分解图；

其中，1.卡圈装配组件，2.不锈钢弹簧垫圈装配组件，3.塑料垫圈装配组件，4.弹簧装配组件，5.M4螺柱装配组件，6.M3螺柱装配组件，7.下料组件，8.夹具，9.底座，10.可编程逻辑控制器PLC，11.旋转工作台，12.散热片，13.旋转轴，14.卡圈，15.不锈钢弹簧垫圈，16.塑料垫圈，17.弹簧，18.M4螺柱，19.M3螺柱，1-1.振盘，1-2. 定位机构，1-3套取机构，1-4. 第一气缸，5-3. 压装机构，5-4.第二气缸，1-3-1. 轴套，1-3-2. 轴杆，1-3-3. 弹性卡爪，1-3-3-1.爪片，1-3-3-2.弹性部件，1-2-1.固定座，1-2-2.横向位移组件，1-2-3.纵向位移组件，1-2-4.竖向位移组件。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1、图2、图3对本实施方式进行说明，本实施方式给出的散热器自动装配设备，具体包括：底座9、旋转工作台11、卡圈装配组件1、不锈钢弹簧垫圈装配组件2、塑料垫圈装配组件3、弹簧装配组件4、M4螺柱装配组件5、M3螺柱装配组件6以及下料组件7；

所述旋转工作台11、卡圈装配组件1、不锈钢弹簧垫圈装配组件2、塑料垫圈装配组件3、弹簧装配组件4、M4螺柱装配组件5、M3螺柱装配组件6以及下料组件7均设置在所述底座9上；所述旋转工作台11为圆形，位于所述底座9的中部；该旋转工作台11的边缘呈星状均匀设置有八个夹具8；相邻两个夹具8与圆心连线之间的夹角为45°；

所述不锈钢弹簧垫圈装配组件2、塑料垫圈装配组件3、弹簧装配组件4、M4螺柱装配组件5、M3螺柱装配组件6、下料组件7以及卡圈装配组件1依次顺时针固设在旋转工作台11周围，且分别对应一个夹具8；所述卡圈装配组件1与不锈钢弹簧垫圈装配组件2之间的夹具8对应装夹位。

本实施方式中的散热器自动装配设备可以实现一个时间段内，各装配部件同时运行完成各工序的装配任务；卡圈装配组件1、装夹散热片、不锈钢弹簧垫圈装配组件2、塑料垫圈装配组件3、弹簧装配组件4、M4螺柱装配组件5、M3螺柱装配组件6、下料组件7同步工作，完成后旋转工作台11顺时针转动一个工位（45°），进入下一轮循环，此时每一个夹具8均移动到对应的下一工序位；因此，采用本实用新型装备能够在每个时间段内完成一个散热器的组装，相比传统的人工组装法，时间缩短为八分之一，效率大有提升。

具体实施方式二：如图4所示，本实施方式与具体实施方式一不同的是，所述卡圈装配组件1、不锈钢弹簧垫圈装配组件2、塑料垫圈装配组件3以及弹簧装配组件4均包括振盘1-1、定位机构1-2、套取机构1-3以及用于驱动套取机构1-3的第一气缸1-4；所述振盘1-1设置在定位机构1-2一侧，所述套取机构1-3设置在所述定位机构1-2上并与第一气缸1-4连接；所述第一气缸1-4能够驱动所述套取机构1-3的套取动作。

其他步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是，所述M4螺柱装配组件5、M3螺柱装配组件6均包括料仓、螺柱导向机构、定位机构1-2、压装机构5-3以及用于驱动压装机构5-3的第二气缸5-4；所述螺柱导向机构和压装机构5-3均设置在所述定位机构1-2上，所述压装机构5-3能够在所述定位机构1-2的带动下从所述料仓的出料口导出螺柱，所述第一气缸1-4与所述压装机构5-3连接并用于驱动压装机构5-3的动作，现有料仓与螺柱导向机构很多均可应用于本实施方式，比如可以采用专利201610603558 .8中公开的自动筛料装置（11-1）与自动传送装置（11-2）的组合作为料仓，专利201610603558 .8中还公开具有四个容料箱（11-3-4）的四工位翻转装置（11-3），本实施方式中，也可采用相似的翻转装置安设在定位机构1-2上作为导向机构，还可根据具体需要安装的螺柱数量设置容料箱（11-3-4）数目，即可保证每次取料刚好满足安装的需求。

其他步骤及参数与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式二不同的是，所述套取机构1-3包括固设在定位机构1-2上的轴套1-3-1、套设在该轴套1-3-1内的轴杆1-3-2；所述轴杆1-3-2的底部设有伞状弹性卡爪1-3-3，所述弹性卡爪1-3-3包括若干爪片1-3-3-1；所述爪片1-3-3-1的上端与轴杆1-3-2之间设有弹性部件1-3-3-2；所述轴杆1-3-2与第一气缸1-4连接并能够由第一气缸1-4驱动上下运动；并且上下运动的位置关系被设置为：在所述轴杆1-3-2向下运动至最低位置时，该弹性卡爪1-3-3的爪片1-3-3-1下端能够向外伸展至超出所述轴套1-3-1；在所述轴杆1-3-2向上运动至最高位置时，该弹性卡爪1-3-3的爪片1-3-3-1下端能够向内收缩至轴套1-3-1内部。如图5、图6所示，所述套取机构1-3每次能够套取一个需安装的零件（卡圈、不锈钢弹簧垫圈、塑料垫圈或者弹簧），因此若一个工序中需要安装多个零部件，则需要重复套取多次。

其他步骤及参数与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式二、三或四不同的是，所述定位机构包括固定座1-2-1、横向位移组件1-2-2、纵向位移组件1-2-3以及竖向位移组件1-2-4；所述固定座1-2-1安设在所述底座上，纵向位移组件1-2-3固设在所述固定座1-2-1上，所述纵向位移组件1-2-3上设置有所述横向位移组件1-2-2；所述竖向位移组件1-2-4设置所述横向位移组件1-2-2上，所述套取机构1-3固设在竖向位移组件1-2-4上，横向位移组件1-2-2、纵向位移组件1-2-3、竖向位移组件1-2-4三者相结合实现套取机构1-3的三维精确定位。

其他步骤及参数与具体实施方式一、二、三或四相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一、二、三或四不同的是，所述散热器自动装配设备还包括可编程逻辑控制器PLC 10，该可编程逻辑控制器PLC 10分别与散热器自动装配设备的各个部件电连接，用于控制所述散热器自动装配设备各个部件的工作。利用PLC控制各个部件，能够用于控制各个部件的工作时间，装配部件数量，装配路径等，从而可以很简便的实现不同结构不同尺寸的散热器的装配。

其他步骤及参数与具体实施方式一至四相同。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式六不同的是，所述旋转工作台11的中部设有垂直于底座9的旋转轴13，所述旋转轴13的下部与底座9连接；旋转工作台11能够绕中心轴转动，每次转动45°。

旋转工作台11每次转动的角度为360°\/8=45°；刚好转动相邻两个夹具8的角度，也就使每一次移动为一个精准的工序位置。

其他步骤及参数与具体实施方式一至六相同。

具体实施方式八：结合图1、图7对本实施方式进行说明，本实施方式给出的散热器自动装配方法，具体包括如下步骤：

S1、同步进行以下操作：

a、卡圈装配组件向其所对应的夹具装配卡圈；

b、工人或者上料组件向装夹位对应的夹具上装夹散热片；

c、不锈钢弹簧垫圈装配组件向其所对应的夹具上装配不锈钢弹簧垫圈；

d、塑料垫圈装配组件向其所对应的夹具上装配塑料垫圈；

e、弹簧装配组件向其所对应的夹具上装配弹簧；

f、M4螺柱装配组件向其所对应的夹具上装配M4螺柱；

g、M3螺柱装配组件向其所对应的夹具上装配M3螺柱；

h、下料组件将其所对应的夹具上装夹的已经完成装配的散热器取下；

S2、旋转工作台顺时针转动一个工位，并带动设置在该旋转工作台上的八个夹具同步顺时针转动一个工位；

S3、重复步骤S1~S2，直至所述散热器自动装配设备停止。

这里应注意，上述过程是在装配设备稳定后的装配过程，实际在整个装配过程开始时，由于后面工序对应的夹具里面还没有对应已经完成前工序的产品，所以开始时应该依次开始a、b、c、d、e、f、g、h操作。

具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式八不同的是，步骤S1中所述卡圈装配组件向其所对应的夹具装配卡圈的具体过程包括：

a1、振盘不断将卡圈进行有序排列；

a2、定位机构的纵向位移组件纵向运动，并带动设置在其上的横向位移组件移动至套取机构与振盘出料口纵向位置相同，定位机构的横向位移组件横向运动，并带动套取机构移动到振盘出料口横向位置相同（此时套取机构轴套正对振盘出料口处卡圈的中心）；

a3、定位机构的竖向位移组件向下运动，并带动套取机构从高度H移动至其轴套下端高于振盘出料口处卡圈2~3mm的位置；第一气缸驱动套设在该轴套内的轴杆向下运动，同步带动所述弹性卡爪向下运动，弹性卡爪的爪片下端伸出轴套，穿过振盘出料口处卡圈，并在弹性部件的作用下向外伸展；振盘出料口处卡圈被套取在卡爪上；如图5、图6所示；

a4、定位机构的竖向位移组件向上运动，并带动套取机构移动至步骤a3中的高度H；定位机构的横向位移组件横向运动，并带动套取机构移动至横向位置与待安装卡圈处相同，定位机构的纵向位移组件纵向运动，并带动设置在其上的横向位移组件移动至套取机构的纵向位置与待安装卡圈处相同（此时套取机构轴套位于待安装卡圈处正上方）；

a5、定位机构的竖向位移组件向下运动，并带动套取机构从高度H移动至其弹性卡爪下端处于待安装卡圈处；第一气缸驱动套设在该轴套内的轴杆向上运动，同步带动所述弹性卡爪向上运动，弹性卡爪的爪片下端在轴套的作用下，向内收缩，从套取的卡圈内退出，直到收缩至轴套内部；被套取的卡圈落入待安装卡圈处；

a6、定位机构的竖向位移组件向上运动，并带动套取机构回复至高度H（高度H应保证旋转工作台在转动的时候，定位机构不会干涉到夹具的转动）。

上述a1~a6过程为安装一个卡圈的步骤，一般散热器通常需要安装若干卡圈，如图7中所示散热器包含六个卡圈，则在a操作中，需要重复执行6次a1~a6的过程。

操作c、操作d、操作e的装配步骤与卡圈装配组件向其所对应的夹具装配卡圈的操作（操作a）原理基本相同。只是在套取弹簧的时候，由于弹簧的高度远远大于卡圈的高度，因此应相应进行调整；对应a3步骤中调整为“定位机构的竖向位移组件向下运动，并带动套取机构从高度H向下运动，其轴套下端穿入弹簧，直至轴套下端高于振盘出料口处弹簧下端面2~3mm的位置”。

其他步骤及参数与具体实施方式八相同。

实施例

采用以下实施例验证本实用新型的有益效果：

图4是需要装配的产品分解图，包括六个卡圈14、一个散热片12、四个不锈钢弹簧垫圈15、两个塑料垫圈16、四个弹簧17、四个M4螺柱18、两个M3螺柱19。

首先，在工序开始时同时开始下面的工作：

（1）卡圈装配组件1向其所对应的夹具8装配六个卡圈14；

（2）工人（也可以是上料组件）向装夹位对应的夹具8上装夹一个散热片12；

（3）不锈钢弹簧垫圈装配组件2向其所对应的夹具8上装配四个不锈钢弹簧垫圈15；

（4）塑料垫圈装配组件3向其所对应的夹具8上装配两个塑料垫圈16；

（5）弹簧装配组件4向其所对应的夹具8上装配四个弹簧17；

（6）M4螺柱装配组件5向其所对应的夹具8上装配四个M4螺柱18；

（7）M3螺柱装配组件6向其所对应的夹具8上装配两个M3螺柱19；

（8）下料组件7将其所对应的夹具8上装夹的已经完成装配的散热器取下。

接下来，旋转工作台11顺时针旋转一个工位（45°），并带动固定在旋转工作11台面的八个夹具8也顺时针转动一个工位。

重复上述的工作，每旋转一次就能够完成一个散热器的装配；而传统的人工装配方式，要完成一个散热器的装配，上述（1）~（8）部分的工序必须顺次完成，也就是说传统的人工装配，不考虑人会疲累、会出错的情况，也至少需要8倍的时间才能完成。

本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，本领域技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

设计图

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