具体实施方式

为便于本领域的技术人员理解本发明，下面结合附图说明本发明的具体实施方式。

如图3~10所示，本发明提供了一种金属封装外壳与绝缘端子的装配系统及其控制方法，主要用于自动夹取封装外壳8及绝缘端子9，并将不符合装配要求的绝缘端子9挑出，将符合装配要求的绝缘端子9装配到所述封装外壳8的安装槽81内，其中绝缘端子9插入进封装外壳8的部分为安装部分，那一端为安装端，所述安装端的四个侧面为安装面。本发明实现了自动化生产，加快了整体生产节奏，降低了对工人的经验要求，实现了装配标准化，利于大规模生产。

所述装配系统具体包括底座1，控制模块，设置在所述底座1上并与所述控制模块相连的机械手模块2、倾斜定位模块3、姿态调整模块4、尺寸测量模块5和安装模块6，以及围绕所述底座1设置并与所述控制模块相连的封装外壳来料传送带71、绝缘端子来料传送带72、成品输送传送带73和废料回收传送带74。所述封装外壳来料传送带71及绝缘端子来料传送带72靠近所述底座1的一端均设置有光电开关711。其中，所述光电开关711包括“n”字形开关支架，设置在所述开关之间上的激光测距传感器，所述激光测距传感器测得到传送带的距离，当有物品经过时，距离就会发生变化，根据距离的变化，即可判断是否有物品经过。

所述控制模块是本发明的大脑，用来设置、储存各种参数信息，控制各模块、传送带运转，并协调整套系统的生产节奏。具体来说，所述控制模块包括PLC控制器、显示屏、若干控制按钮以及相关的传感器、继电器。工程师通过控制按钮调整、设置各种参数，运行在PLC控制器内的控制系统根据上一步设置的参数控制各个模块有节奏的运行。

首先按生产要求在所述封装外壳来料传送带71、绝缘端子来料传送带72摆放相应的原材料，传送带运转，当光电开关711检测到封装壳体或绝缘端子9的端部时，发出信号。PLC控制器接受到信号，延迟一段时间后，控制相应传送带停转。PLC控制器首先控制机械手抓取封装壳体，然后将封装壳体放置在安装模块6完成封装壳体的定位。之后机械手再去抓取绝缘端子9，绝缘端子9经过倾斜定位模块3的初步定位及姿态调整模块4进行姿态调整后，通过尺寸测量模块5进行相应尺寸的测量。PLC控制器收到测量结果，并将测量结果与装配要求进行比对，将合格的绝缘端子9装配到封装外壳8内，之后将装配好的组合体放在成品输送传送带73上，进入下一道工序；将不合格绝缘端子9放在废料回收传送带74上，等待后续处理。

其中，所述底座1的俯视图平面形状为L型，用来固定各种功能模块。

其中，所述机械手模块2用来从来料传送带上抓取封装壳体或绝缘端子9，同时根据绝缘端子9的实际尺寸信息及装配要求分配绝缘端子9的去向，将不合格的绝缘端子9放置在废料回收传送带74上，将合格的绝缘端子9装配进封装壳体的安装槽81内，并抓取组合体放入成品输送传送带73上。

所述机械手模块2包括通过螺栓可拆卸的固定在所述底座1突出部上的支柱21、通过螺栓可拆卸的固定在所述支柱21上的托架211、固定在所述托架211上并沿着前后方向延展的纵梁22、可沿所述纵梁22前后移动的纵向动力结构221、设置在所述纵向动力结构221上的并与所述纵梁22垂直的横梁23、可沿所述横梁23左右移动的横向动力结构231、设置在所述横向动力结构231上的并与所述纵梁22、横梁23均垂直的底端带有垂向动力结构243的外机械臂24、在垂向动力结构243的控制下可沿所述外机械臂24上下移动的内机械臂25和设置在所述内机械臂25底端的机械手。

通过上述结构，所述机械手具有三个自由度，可以前后移动、左右移动、上下移动，可以更加灵活的配合其他功能模块完成装配工作。

进一步，所述纵梁22包括固定在所述托架211上的纵骨，可拆卸的固定在所述纵骨左右两侧的H型滑轨。

进一步，所述纵向动力结构221“骑”在所述纵梁22上，所述纵向动力结构221包括“n”字型纵向动力壳体及设置在所述纵向动力壳体内的纵向伺服电机、谐波传动减速器、纵向上滑轮（左）、纵向下滑轮（左）、纵向上滑轮（右）和纵向下滑轮（右），所述纵向伺服电机的控制端与所述PLC控制器相连，所述纵向伺服电机的输出轴与所述谐波传动减速器的输入端相连。所述纵向上滑轮（左）和纵向下滑轮（左）分别嵌入所述纵骨左侧的H型滑轨的上下滑槽内，所述纵向上滑轮（右）和纵向下滑轮（右）分别嵌入所述纵骨右侧的H型滑轨的上下滑槽内，所述纵向上滑轮（左）、纵向下滑轮（左）、纵向上滑轮（右）和纵向下滑轮（右）通过纵向齿轮组连接实现同步转动，所述纵向齿轮组与所述谐波传动减速器的输出端相连，并在所述谐波传动减速器的带动下运转。在所述纵向伺服电机的驱动下，所述纵向动力结构221沿着所述纵梁22前后移动。

进一步，所述横梁23的横截面形状为H型，所述横梁23垂直的设置在所述纵向动力壳体的侧壁上。

进一步，所述横向动力结构231“吊”在所述横梁23上，所述横向动力结构231包括“n”字字形的横向动力壳体及设置在所述横向动力壳体内的横向伺服电机、谐波传动减速器、横向上滑轮、横向下滑轮和横向齿轮组，所述横向伺服电机的输出轴与所述谐波传动减速器的输入端相连，所述谐波传动减速器的输出端与所述横向齿轮组相连，用来驱动所述横向齿轮组运转。所述横向上滑轮和横向下滑轮分别嵌入在所述横梁23的上、下侧滑槽内，并通过横向齿轮组相互连接，实现同步转动。即所述横向上滑轮、横向下滑轮可在所述横向伺服电机的驱动下，沿所述横梁23左右移动。

进一步，所述外机械臂24垂直设置在所述横向动力壳体上，所述外机械臂24包括“n”字形的前半臂241和后半臂242，所述前半臂241及后半臂242围成容纳腔。所述前半臂241下端设置有矩形开口，所述垂向动力结构243设置在所述前半臂241的下端。

进一步，所述内机械臂25与所述容纳腔相配，并可在所述容纳腔内上下滑动。所述内机械臂25贴近所述矩形开口的那一侧面设置有齿条，所述齿条通过所述矩形开孔口暴露出来，所述内机械臂25的底端设置有机械手。

进一步，所述垂向动力结构243包括垂向伺服电机、谐波传动减速器、垂向齿轮组和主动齿轮，所述垂向伺服电机的输出轴与所述谐波传动减速器的输入端相连，所述谐波传动减速器的输出端通过所述垂向齿轮组与所述主动齿轮相连，用来带动齿轮旋转，所述主动齿轮与所述内机械臂25侧壁上的齿条相互咬合。所述垂向伺服电机旋转，通过传动部件的传动带动所述内机械臂25上下移动。

进一步，所述机械手包括连接板26、固定夹板261、滑动夹板262、摄像头263、机械手伺服电机264、齿轮箱265及设置在所述齿轮箱265内的谐波传动减速器、机械手齿轮组。所述连接板26固定在所述内机械臂25的底端，所述固定夹板261固定在所述连接板26下表面的一端，所述连接板26的下表面设置有从所述固定夹板261起始延伸至所述连接板26另一端结束的滑槽。所述滑动夹板262的形状类似于举起一只手的人，所述滑动夹板262可沿着所述滑槽滑动，所述滑动夹板262的下端与所述固定夹板261的下端平齐，所述滑动夹板262的支臂上设置有齿条。

所述摄像头263、机械手伺服电机264和齿轮箱265设置在所述连接板26的上表面，所述摄像头263用来拍摄所述机械手下方的情况，用来确定封装壳体、绝缘端子9的大体位置，以便于机械手进行夹取。所述机械手伺服电机264的输出轴与所述谐波传动减速器的输入端相连，所述谐波传动减速器输出端通过机械手齿轮组与动力齿轮相连，所述动力齿轮与所述滑动夹板262上的齿条相互咬合。所述机械手伺服电机264通过驱动动力齿轮，使所述滑动夹板262沿所述滑槽滑动，实现机械手松开及抓紧动作。

所述倾斜定位模块3用来对绝缘端子9进行初步定位，工人在向绝缘端子来料传送带72上摆放绝缘端子9时，绝缘端子9的位置、角度不可能达到完美。因此机械手夹取时，可能夹的靠前一点、也可能靠后一点，所以需要一个工装对机械手的夹取位置进行校准。

所述倾斜定位模块3包括固定在所述底座1上的定位支架31、倾斜设置在所述定位支架31上的倾斜板32和沿所述倾斜板32边缘设置的“L”型挡板33，所述“L”型挡板33的折角设置在所述倾斜板32的最低点。

进一步，所述倾斜板32为矩形板，所述倾斜板32的四个顶点分别位于不同水平面上，所述倾斜板32上高度最低的顶点与高度最高的顶点的连线与水平面的夹角范围为：15°~30°。

当机械手将绝缘端子9抓取到倾斜板32上方时松开，绝缘端子9在重力的作用下，向下、向侧滑动，最终绝缘端子9相挨着的两个侧面靠在所述挡板33的两个侧壁上。这样，机械手边可以根据倾斜板32的位置、尺寸及绝缘端子9的尺寸，移动到合适位置，准确的在合适位置夹取绝缘端子9。

当机械手从所述倾斜板32上夹取绝缘端子9时，虽然在纵向上，机械手可以准确找到合适位置。但是由于绝缘端子9在倾斜板32上是倾斜的，因此机械手夹住绝缘端子9后，绝缘端子9可能是有一定角度的，即绝缘端子9的底面并未与水平面平行。这时，便需要一个工装对绝缘端子9的姿态进行调整。

所述姿态调整模块4包括调整支架和与水平面平行的姿态调整板。机械手将绝缘端子9抓取到所述姿态调整板上方，然后逐渐下降，并在合适高度，缓慢松开夹板，使绝缘端子9稳稳的落在所述姿态调整板上，然后再次抓取，即可保证抓准、抓正，为后续的尺寸测量及安装做好准备。

所述尺寸测量模块5用来测量绝缘端子9安装部分的长宽及安装部分四个面的平整程度，为后续绝缘端子9的分流做好数据支撑。所述尺寸测量模块5包括带有“回”字形通孔的测量壳体、水平红外光发射装置、垂直红外光发射装置、水平光感刻度尺和垂直光感刻度尺。所述水平红外光发射装置设置在所述通孔的左侧壁，所述水平光感刻度尺设置在所述通孔的右侧壁，所述水平光感刻度尺接收所述水平红外光发射装置照射出来的平行红外光。所述垂直红外光发射装置设置在所述通孔的上侧壁，所述垂直光感刻度尺设置在所述通孔的下侧壁，所述垂直光感刻度尺接收所述垂直红外光发射装置照射出来的平行红外光。

其中，所述水平光感刻度尺和垂直光感刻度尺均包括红外滤光片、线阵CCD，所述红外滤光片设置在所述线阵CCD上表面。其中，所述线阵CCD是指感光单元排成一排的电荷耦合器件，它是20世纪70年代初发展起来的新型半导体集成光电器件。所述线阵CCD在图像信息的摄取、记录方面独具特色，具有体积小、功耗小、成像技术工作稳定、分辨率高、灵敏度高、可靠性好等优点，目前被广泛地应用在产品尺寸测量和分类、非接触尺寸测量、条形码等许多测量领域。所述红外滤光片是一种屏蔽可见光，仅透红外光的光学级材料，所述红外滤光片在此处的作用是只让所述红外光发射装置发射的红外光照射到所述线阵CCD，以避免外界其他光源的干扰，提高测量精度。

进一步，所述尺寸测量模块5的测量方法包括以下步骤：

S1.准备工作，机械手将绝缘端子9的端部插入测量壳体的通孔中；

S2.宽度测量，水平红外光发射装置关闭，垂直红外光发射装置开启，垂直光感刻度尺接收到红外光，取得一次宽度数据；

S3.高度测量，水平红外光发射装置开启，垂直红外光发射装置关闭，水平光感刻度尺接受到红外光，取得一次高度数据；

S4.测量不同位置宽度及高度，机械手向前移动一定距离，进行S2、S3；

S5.测得多组数据，重复进行S4，直至将绝缘端子9的安装部分全部测量完毕，取得5~8组宽、高数据；

S6.数据分析，如果全部宽度、高度值均符合装配标准，则表示绝缘端子9符合装配标准；如果某几组数据不符合标准，则表明绝缘端子9平整度不够，不符合装配标准。

所述安装模块6包括安装支架61、设置有豁口的安装台62和封装外壳调整单元，所述安装台62设置在所述安装支架61上，所述封装外壳调整单元设置在所述安装台62下表面。所述安装台62上设置有“n”字形的围壁621，所述围壁621的内侧上半部设置为向内倾斜的倾斜面6211，所述倾斜面6211用于使封装外壳8滑入所述围壁621之间。

进一步，所述封装外壳调整单元包括抬升单元63、推板动力桶64和推板65，所述推板动力桶64可在所述抬升单元63的带动下上下移动，所述推板65可在所述推板动力桶64的带动下前后移动。其中，所述抬升单元63包括四组抬升结构，所述抬升结构包括抬升桶、设置在所述抬升桶上的电磁线圈、设置在所述抬升通过内并可在所述抬升桶内上下滑动的阀芯、与所述阀芯相连的连杆、固定在所述连杆底端的抬升板，所述推板动力桶64固定在所述抬升板上。电磁线圈通电时，阀芯受到电磁力的作用将推板动力桶64抬起；断电后，在重力的作用下，推板动力桶64落下。

所述推板动力桶64分为三部分，依次为动力部分641、滑块部分642、弹簧部分643，所述动力部分641内设置有电磁线圈、阀芯，用于提供动力；所述滑块部分642内部设置有滑块，所述滑块通过轴杆与所述阀芯相连，所述滑块通过连接杆与所述推板65相连；所述弹簧部分643内设置有弹簧，所述弹簧一端固定在所述弹簧部分643的底端，一端固定在滑块上。

当电磁线圈通电时，阀芯向前运动，滑块带着推板65将封装壳体挤向围壁621，弹簧被拉伸。当电磁线圈断电时，弹簧收缩，使推板65回到初始位置。此外，所述弹簧的另外一个作用便是防止推板65在挤压封装壳体时速度过快，导致封装壳体损坏。

具体的，所述封装外壳8定位的具体步骤包括：

S1.横向定位，机械手将封装外壳8移动到安装模块6上方并放下，在安装模块6围壁621内侧上半部的倾斜面6211及重力的共同作用下，封装外壳8沿倾斜面6211自然滑下，被围壁621内侧下半部环抱，完成横向定位；

S2.封装外壳调整单元展开，抬升单元63回缩，推板动力桶64被抬起，推板65下边缘与安装台62上边缘平齐；

S3.纵向定位，推板65在推板动力桶64的带动下，沿豁口向封装外壳8方向移动，将封装外壳8夹在围壁621与推板65之间，完成纵向定位；

S4.恢复初始状态，推板动力桶64回缩，推板65离开安装台62的正上方，抬升单元63伸出，推板动力桶64落下，推板65上边缘与安装台62上边缘平齐。

一种金属封装外壳8与绝缘端子9装配系统的控制方法，包括以下步骤：

S1.参数设置，向控制模块输入金属封装外壳8的安装槽81尺寸；

S2.放置原料，将封装外壳8间隔的放置在封装外壳来料传送带71上，并使安装槽81朝向底座1；将绝缘端子9间隔的放置在绝缘端子来料传送带72上，并使引线端子91背离底座1；封装外壳来料传送带71及绝缘端子来料传送带72运转；

S3.等待抓取，当光电开关711检测到封装外壳8或绝缘端子9的端部时，传送带会将其继续向前输送一段距离，然后停止运转，等待机械手抓取封装外壳8或绝缘端子9；

S4.封装外壳8定位，机械手抓取封装外壳8，然后将封装外壳8放置在安装模块6上，在斜面及封装外壳调整单元的共同作用下完成横向、纵向定位；同时封装外壳来料传送带71运转，进行S3；

S5.绝缘端子9初次定位，机械手抓取绝缘端子9并在倾斜板32上方松开，绝缘端子9在重力作用下自然滑落至倾斜板32的最低点并被“L”型挡板33挡住；同时绝缘端子来料传送带72运转，进行S3；

S6.精确抓取绝缘端子9，控制模块通过内部储存的倾斜定位模块3尺寸信息控制机械手夹持在绝缘端子9的指定位置；

S7.绝缘端子9姿态调整，机械手移动到姿态调整板上方，然后逐渐松开将绝缘端子9缓慢放下，之后再次抓取绝缘端子9；

S8.尺寸测量，机械手将绝缘端子9的插入部分插入尺寸测量模块5中，测量插入部分的长宽及安装面的平整程度；

S9.绝缘端子9分流，将不符合装配要求的绝缘端子9放置在废料回收传送带74上，等待后续处理；将符合装配要求的绝缘端子9插入封装外壳8的安装槽81内；

S10.成品输送，抓取封装外壳8，将装配好的封装外壳8及绝缘端子9一起放置在成品输送传送带73上，进入下一道工序；

S11.重复S2~S10。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。