CN103763866B - Pcb板拆翻贴自动化一体机 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种PCB板拆翻贴自动化一体机，包括设备主体、套设在设备主体外的机罩以及用于支撑设备主体的机架，所述设备主体包括输送机构、大龙门机构、小龙门机构及自动上料下料机构，所述大龙门机构上至少设置两个工位，所述小龙门机构并排设置在所述大龙门机构一侧，所述小龙门机构与大龙门机构配合自动化完成PCB板的拆卸、PCB板的翻转和重新贴装，所述自动上料下料机构并排设置在输送机构下方一侧，用于向各工位输送盖板或载具。本发明实现了旧载具和盖板的卸载、PCB板的翻转、PCB板与新载具的重新贴合的自动化，提高了PCB板的加工效率，同时节省了人力人本，降低成本费用，另外还实现了自动上料及下料，尤其实现了不停机状态下的自动换料。

Description

PCB板拆翻贴自动化一体机

技术领域

本发明涉及PCB板的输送设备领域，尤其是涉及一种能够自动完成载具和PCB板的拆翻、并加载新的载具进行贴合动作的PCB板拆翻贴自动化一体机。

背景技术

在传统的SMT行业，在进行完PCB板的其中一面表面贴装工艺，到转入到另外一面的表面贴装工艺期间，这个过程中的载具拆卸、PCB的翻转以及加载新的载具进行PCB板贴合动作等均由操作员实现，具体的手工操作流程为：将贴装有载具的PCB板从产线上拿出，同时从载具上取出PCB板(载具上有盖板的，还需从载具上卸掉盖板)放入到吹塑盘或料架中，在此过程中，PCB板还完成了一次翻转的动作，而卸下的载具则放入料框或料架中收集起来，以待循环使用。开始另外一面的SMT工艺时，拿取之前放置在吹塑盘或料架中的PCB板，贴装到另外一面的载具中准确定位，最后将重新贴装后的PCB板重新放入到产线上，开始另外一面的SMT工艺。

在上述人工操作过程中，由于人体与PCB板直接接触，对电子产品存在干涉，从而加大了电子产品的静电危害；另外，对于企业在人力、物力、管理费用来说，其加工成本是每年累计在增加，因此，需要研究出一种能够自动实现PCB板拆卸、翻转、贴装的自动化一体机。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种PCB板拆翻贴自动化一体机，以自动化地实现PCB板的拆卸、PCB板的翻转、PCB板与新载具的重新贴合等动作。

为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：一种PCB板拆翻贴自动化一体机，包括设备主体，所述设备主体包括输送机构、大龙门机构及小龙门机构，所述输送机构位于所述大龙门机构和小龙门机构的下方，用于传输带有载具的PCB板，所述大龙门机构包括第一工位和第二工位，所述第一工位用于吸取放置PCB板的旧载具，所述第二工位用于加载新的载具到所述输送机构上，所述小龙门机构并排设置在所述大龙门机构一侧，包括上下气缸、翻转机构及传动机构，所述上下气缸与所述传动机构配合驱动所述翻转机构吸取起所述第一工位处的PCB板，并将PCB板翻转180°后贴装到第二工位处的新载具上。

优选地，所述大龙门机构上还设置第三工位，所述第三工位设置在第一工位与第二工位之前，且所述第三工位上同样设置所述吸取装置，若PCB板上带有盖板，所述PCB板经第三工位的吸取装置吸掉所述盖板后，再经输送机构送入到第一工位处；若PCB板上不带有盖板，则所述PCB板经所述输送机构直接输送至第一工位处。

所述大龙门机构还包括大龙门架及第一驱动装置，所述第一工位、第二工位及第三工位均固定在所述大龙门架上，所述第一驱动装置包括第一电机及第一丝杆，所述第一电机驱动所述第一丝杆带动所述大龙门架前后移动。

所述小龙门机构上的传动机构包括第二电机和与第二电机相连的第二丝杆，所述第二丝杆在所述第二电机的驱动下驱动所述小龙门机构在第一工位与第二工位之间来回移动。

所述翻转机构包括180°旋转气缸、旋转轴、旋转轴安装板及旋转轴安装板上的吸头，所述旋转轴安装在所述旋转轴安装板上，所述旋转轴与所述180°旋转气缸相连，所述旋转轴在所述180°旋转气缸的驱动下将PCB板翻转180°。

所述大龙门机构与小龙门机构上均设置有检测机构。

所述设备主体还包括自动上料下料机构，所述自动上料下料机构并行设置在所述输送机构的的下方一侧，所述自动上料下料机构包括第一输料组件和第二输料组件，且分别对应所述第一工位和第二工位设置，所述第一输料组件将正面载具从第一工位处卸下，所述第二输料组件向第二工位处的输送机构上加载反面载具。

所述第一输料组件和第二输料组件均包括料筐、料筐定位机构、升降机构及不停机换料机构，所述料筐放置在所述料筐定位机构上，所述不停机换料机构设置在所述料筐上且通过一换料挡板与所述料筐隔离或相通，所述升降机构通过一托料装置拖着料筐内的料进行自动上料或下料。

所述输送机构至少包括一个第三电机及传送带，所述第三电机驱动所述传送带循环传送，所述传送带上设置有阻料机构及可调宽带摇柄，所述阻料机构包括第一阻料机构、第二阻料机构、第三阻料机构，所述第一阻料机构设置在第二阻料机构、第三阻料机构之前，用于定位PCB板的正面载具；所述第二阻料机构和第三阻料机构分别对应第一工位、第二工位设置，分别用于定位所述正面载具和反面载具。

所述PCB板拆翻贴自动化一体机还包括机罩和机架，所述机罩设置在所述设备主体外，所述设备主体安装在所述机架上。

本发明的有益效果是：(1)实现了PCB板的拆卸、PCB板的翻转、PCB板与新载具的重新贴合的自动化，提高了PCB板的加工效率，同时降低了其生产成本；(2)实现了自动上料及下料过程，尤其实现了不停机状态下的自动换料，进一步提高了设备的自动化程度；(3)输送机构上设置阻料机构，使得设备能够同时适用盖板加定位销固定PCB板以及定位销加拉销固定PCB板的两种固定方式。

附图说明

图1是现有短线加工PCB板正反面的SMT过程的流程示意图；

图2是现有长线加工PCB板正反面的SMT过程的流程示意图；

图3是本发明实施例PCB板拆翻贴自动化一体机的整体结构示意图；

图4是图1中机罩的结构示意图；

图5是图1中机架的结构示意图；

图6是图1中设备主体的结构示意图；

图7是图6中大龙门机构的结构示意图；

图8a、8b是图6中小龙门机构的结构示意图；

图9是图6中输送机构的结构示意图；

图10是图6中自动上料下料机构的结构示意图；

图11是图10中升降机构的结构示意图；

图12是图10中不停料换料机构的结构示意图；

附图标记：1、机罩，11、散热***，12、报警***，13、操作界面，2、机架，21、容纳空间，22、安防气罐，23、脚垫，3、设备主体，4、大龙门机构，41、工位，411、第一工位，412、第二工位，413、第三工位，43、第一驱动装置，431、第一电机，432、丝杆，5、小龙门机构，51、传动机构，511、第二电机，512、第二丝杆，52、翻转机构，521、180°旋转气缸，522、旋转轴安装板，523、吸头，53、上下气缸，6、输送机构，61、传送带，62、阻料机构，621、第一横向阻料机构，622、第二横向阻料机构，623、第三横向阻料机构，624、第一纵向阻料机构，625、第二纵向阻料机构，626、第三纵向阻料机构，7、自动上料下料机构，72、料筐，73、料筐定位机构，74、升降机构，75、不停机换料机构，751、换料架，752、换料挡板，753、传感器，754、传动装置，755、料容纳空间，756、第二驱动装置，8、吸取装置。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。

如图1、图2所示，PCB板正反面加工的SMT生产流水线一般分为短线和长线这两种情况进行加工，其中短线加工是采用两条线组合完成PCB板的正反面加工，每条线完成PCB板的一面加工，而长线加工则是一条长线即完成PCB板的整个SMT线过程，无论是采用长线加工还是采用短线加工，均需要在进入PCB板的另一面加工之前，对PCB板进行翻转、拆卸和重新贴合。

本发明所揭示的一种PCB板拆翻贴自动化一体机，主要就是在上述PCB板进入另一面加工之前，自动化地实现PCB板的翻转、拆卸和重新贴合。

另外，为了防止PCB板在加工过程中被磨损，一般需要将PCB板放置到载具中进行固定。由于PCB板产品各异，导致在SMT工艺中使用的PCB板载具也不同，目前我们为了实现自动化，通常使用的PCB板载具有：盖板加定位销定位、定位销加拉销定位两种固定PCB板的方式。因此，在PCB板翻转之前需要将PCB板上的载具、盖板等拆卸掉。本发明实施例中的PCB板上设置有盖板和载具，为了区分开来描述，下面将PCB板进入拆卸之前，PCB板贴合的载具称之为正面载具，重新加载的载具称之为反面载具。

以下为了叙述方便、清楚，以产品在输送机构上的流动方向来定义左右方向。

如图3所示，本发明实施例所揭示的一种PCB板拆翻贴自动化一体机，包括机罩1、机架2和设备主体3，所述机罩1包裹在整个所述设备主体3外，主要对设备主体3起保护作用。如图4所示，所述机罩1上设置有散热***11、报警***12及操作界面13，所述散热***11用于及时将设备主体3在工作过程中产生的热量及时地散发出去，避免设备主体3因温度过高而停止运行；所述报警***11主要起警示作用，当设备主体3出现故障时，能够及时地将报警信息反馈出去，最大程度地减少SMT线生产的损失，提高了设备主体3的使用安全性；所述操作界面13用于显示设备主体3的运行参数以及用于对运行参数进行调整、设置，便于对设备主体3的运行情况进行随时监控与调整。

如图5所示，所述机架3主要对设备主体3起支撑作用，所述机架2内设置有复数中空的容纳空间21，所述容纳空间内装有一些电气、布置线槽走线、运动驱动控制器、安放气罐22等。为了避免所述机架3底面与地面直接接触，所述机架3底面的四个角上安装高度可调式的脚垫23，有效减少了地面湿气等环境对机架3造成腐蚀或破坏，延长了机架3的使用寿命。

如图6所示，所述设备主体3包括大龙门机构4、小龙门机构5、输送机构6和自动上料下料机构7，如图7所示，所述大龙门机构4包括至少两个工位41、大龙门架(图未示)及第一驱动装置43，本发明实施例在大龙门架上依次设置了三个工位41，实现了对PCB板上盖板、正面载具的自动卸载以及实现了对反面载具的自动加载，三个工位41分别为第一工位411、第二工位412和第三工位413，每个工位41上均设置有吸取装置8，这里选用真空吸嘴作为吸取装置8。所述第一工位411和第二工位412依次用于自动吸取PCB板上的盖板和正面载具，所述第三工位413用于自动吸取反面载具到输送机构6上。

所述第一驱动装置43安装在大龙门机架上，用于驱动大龙门机构进行整体移动。所述第一驱动装置包括第一电机431及第一丝杆432，所述第一电机431驱动所述第一丝杆432带动大龙门机构4沿着所述第一丝杆432的方向进行往返运动。

所述小龙门机构5并行设置在大龙门机构4左边且位于所述第二工位412与第三工位413之间，用于从第二工位412处吸取PCB板、在第二工位与第三工位之间翻转PCB板并将翻转后的PCB板输送到第三工位413处放置，所述小龙门机构5与大龙门机构4配合使用，完成对PCB板的自动拆分、PCB板的自动翻转以及将翻转后的PCB板重新贴装到载具上的一系列动作。如图8a、8b所示，所述小龙门机构5包括传动机构51、翻转机构52及上下气缸53，所述传动机构51用于带动所述小龙门机构5在第二工位412与第三工位413之间来回移动，所述传动机构51包括第二电机511和第二丝杆512，所述第二电机511驱动第二丝杆512带动所述上下气缸53及翻转机构52沿着导轨的方向在所述第二工位412与第三工位413之间来回移动。

所述翻转机构52包括180°旋转气缸521、旋转轴(图未示)、旋转轴安装板522及旋转轴安装板522上的吸头523，所述旋转轴安装在所述旋转轴安装板522上，所述旋转轴与所述180°旋转气缸521相连，所述旋转轴在所述180°旋转气缸521的驱动下将PCB板翻转180°。

所述吸头523同样可采用真空吸嘴，所述真空吸嘴8用于吸取所述第二工位412上的PCB板。

另外，小龙门机构5将PCB板翻转后可以行走至第三工位413处的反面载具位置，将PCB板放入到反面载具中，同时也可以将PCB板放入到吹塑盘中，解决生产线不平衡状态。

所述大龙门机构和小龙门机构上均设置有检测机构，所述检测机构可采用防呆探针，用于对设备的整个工作过程进行检测和监控，防止PCB板或载具等出现固定不稳定、位置放反等问题。

所述输送机构6设置在大龙门机构4和小龙门机构5的下方，用于将待拆翻贴的PCB板传送到大龙门机构4的各个工位41下。如图9所示，所述输送机构6包括第三电机(图未示)及传送带61，所述第三电机用于驱动所述传送带61进行循环传送。所述传送带61上设置有复数阻料机构62，本发明实施例在传送带6上依次设置了三段阻料机构62，分三段对输送机构6上的原料进行定位，防止原料在传送过程中从输送机构6上脱离甚至掉落，每段阻料机构62均包括横向阻料机构和纵向阻料机构，三段所述阻料机构62分别为第一横向阻料机构621、第二横向阻料机构622、第三横向阻料机构623、第一纵向阻料机构624、第二纵向阻料机构625及第三纵向阻料机构626，所述第一阻料机构621与第四阻料机构624横向、纵向配合、第二阻料机构622与第五阻料机构625横向、纵向配合、第三阻料机构623与第六阻料机构626横向、纵向配合，且每段阻料机构62分别对应大龙门机构4上的第一工位411、第二工位412和第三工位413进行对应设置，三段阻料机构62分别用于定位盖板、正面载具和反面载具。阻料机构62的设置使得设备可适用于采用定位加拉销固定或盖板固定等多种方式的载具的拆卸和重新贴装。

另外，为了实现整个流程中上料和下料的自动化，本发明实施例在设备上增加了自动上料下料机构7，进一步提高了设备的自动化程度，大大提高了PCB板的生产加工效率。如图10所示，所述自动上料下料机构上设置了至少两个输料组件(图未示)，为了配合大龙门机构上的工位数，在本实施例中，所述自动上料下料机构7上设置了三个组装的输料组件，分别是第一输料组件(图未示)、第二输料组件(图未示)和第三输料组件(图未示)，其中，第一输料组件用于将第一工位411上的盖板自动卸下，所述第二输料组件用于将对应的第二工位412上的正面载具拆卸掉，所述第三输料组件用于向第三工位413上输送反面载具。

每个输料组件均包括一料筐72、料筐定位机构73、升降机构74及不停机换料机构75，所述料筐定位机构73用于定位料筐72，另外为了料框72抽拉方便，所述料筐定位机构73上设置有滚轮731，减少了料筐72底部与料筐定位机构73之间的摩擦力；如图11所示，所述升降机构74包括第四电机741、第三丝杆742及托料装置743，所述第三丝杆742与所述第四电机7411相连，所述托料装置743与所述第三丝杆742相连，所述第三丝杆742在第四电机741的驱动下带动料筐72内的料上下移动。

结合图10和图12所示，所述不停料换料机构75设置在所述料筐72的上方，实现了在不停机状态下向各工位41输料或下料，所述不停料换料机构75包括换料架751及换料架751上的换料挡板752、复数传感器753、第二驱动装置756及传动装置754，所述换料架751内具有一料容纳空间755，所述第二驱动装置756与传动装置754均与换料挡板752相连，所述传动装置754驱动换料挡板752***到料容纳空间755内或从料容纳空间755内抽出，实现了料容纳空间755与料筐72的相通或隔离，所述第二驱动装置756驱动换料挡板752在料容纳空间755内上下移动，所述传感器753用于随时感应所述料容纳空间755内料的数量，当达到其预设值时，反馈信号，控制第二驱动装置756、传动装置754进行工作。

所述小龙门机构5、大龙门机构4、自动上料下料机构7与输送机构6配合使用，完成对PCB板的自动拆分、PCB板的自动翻转以及将翻转后的PCB板重新贴装到载具上的等动作，具体工作流程为：待拆翻贴的PCB板载具流到输送机构6上，传送带61带动PCB板载具到达第一工位411处，感应器感应到，第一横向阻料机构621和第一纵向阻料机构624动作对PCB板载具进行横向、纵向的定位，若PCB板采用盖板固定PCB板，则PCB板到达第一工位411后，第一工位411上的吸嘴将盖板吸起，完成盖板的自动卸取，正面载具和PCB板在传送带61的传送下继续进入到第二工位412处；若PCB板上不带有盖板(即只有正面载具和PCB板)，则传送带61直接将该PCB板载具传送到第二工位412处，所述第二工位412处的第二横向阻料机构622和第二纵向阻料机构625动作对PCB板载具进行横向、纵向的定位，此时，小龙门机构5开始运行，首先，小龙门机构5在传动机构51的带动下移动到第二工位412处，吸取位于第二工位412处的PCB板，之后在传动机构51的带动下移至第二工位412和第三工位413之间，利用翻转机构52将PCB板翻转180°，同时第二工位412上的吸嘴吸起正面载具，完成正面载具的自动卸载，此时，大龙门机构4在第一驱动装置43的驱动下带动三个工位41向料筐72方向移动，待各工位41对准料筐口时，第一工位411和第二工位412将各自吸嘴上的盖板和正面载具放入料筐72中，同时第三工位413的吸嘴从相应料筐72内吸取出反面载具，大龙门机构4退回，之后小龙门机构5移至第三工位413处，第三工位413处的吸嘴吸取小龙门机构5上的PCB板，小龙门机构5退回，同时大龙门机构4上的吸嘴下降，释放PCB板放置到反面载具上，贴装完成后从输送机构6上流出，进入PCB板后续的反面贴片加工流程。

本发明的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰，因此，本发明保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种PCB板拆翻贴自动化一体机，包括设备主体，其特征在于：所述设备主体包括输送机构、大龙门机构及小龙门机构，所述输送机构位于所述大龙门机构和小龙门机构的下方，用于传输带有载具的PCB板，所述大龙门机构包括第一工位和第二工位，所述第一工位用于吸取放置PCB板的旧载具，所述第二工位用于加载新的载具到所述输送机构上，所述小龙门机构并排设置在所述大龙门机构一侧，包括上下气缸、翻转机构及传动机构，所述上下气缸与所述传动机构配合驱动所述翻转机构吸取起所述第一工位处的PCB板，并将PCB板翻转180°后贴装到第二工位处的新载具上。

2.根据权利要求1所述的PCB板拆翻贴自动化一体机，其特征在于，所述大龙门机构上还设置第三工位，所述第三工位设置在第一工位与第二工位之前，且所述第三工位上设置有吸取装置，用于吸取带有盖板的PCB板上的盖板。

3.根据权利要求2所述的PCB板拆翻贴自动化一体机，其特征在于，所述大龙门机构还包括大龙门架及第一驱动装置，所述第一工位、第二工位及第三工位均固定在所述大龙门架上，所述第一驱动装置包括第一电机及第一丝杆，所述第一电机驱动所述第一丝杆带动所述大龙门架前后移动。

4.根据权利要求1所述的PCB板拆翻贴自动化一体机，其特征在于，所述小龙门机构上的传动机构包括第二电机和与第二电机相连的第二丝杆，所述第二丝杆在所述第二电机的驱动下驱动所述小龙门机构在第一工位与第二工位之间来回移动。

5.根据权利要求1或4所述的PCB板拆翻贴自动化一体机，其特征在于，所述翻转机构包括180°旋转气缸、旋转轴、旋转轴安装板及旋转轴安装板上的吸头，所述旋转轴安装在所述旋转轴安装板上，所述旋转轴与所述180°旋转气缸相连，所述旋转轴在所述180°旋转气缸的驱动下将PCB板翻转180°。

6.根据权利要求1所述的PCB板拆翻贴自动化一体机，其特征在于，所述大龙门机构与小龙门机构上均设置有检测机构。

7.根据权利要求1所述的PCB板拆翻贴自动化一体机，其特征在于，所述设备主体还包括自动上料下料机构，所述自动上料下料机构设置在所述输送机构的下方一侧，所述自动上料下料机构包括第一输料组件和第二输料组件，所述第一输料组件和第二输料组件分别对应所述第一工位和第二工位设置，所述第一输料组件将正面放置的载具从第一工位处卸下，所述第二输料组件向第二工位处的输送机构上加载反面放置的载具。

8.根据权利要求7所述的PCB板拆翻贴自动化一体机，其特征在于，所述第一输料组件和第二输料组件均包括料筐、料筐定位机构、升降机构及不停机换料机构，所述料筐放置在所述料筐定位机构上，所述不停机换料机构设置在所述料筐上且通过一换料挡板与所述料筐隔离或相通，所述升降机构通过一托料装置托着料筐内的料进行自动上料或下料。

9.根据权利要求1所述的PCB板拆翻贴自动化一体机，其特征在于，所述输送机构至少包括一个第三电机及传送带，所述第三电机驱动所述传送带循环传送，所述传送带上设置有阻料机构及可调宽带摇柄，所述阻料机构包括第一阻料机构、第二阻料机构、第三阻料机构，所述第一阻料机构设置在第二阻料机构、第三阻料机构之前，用于定位PCB板的正面载具；所述第二阻料机构和第三阻料机构分别对应第一工位、第二工位设置，分别用于定位所述正面载具和反面载具。

10.根据权利要求1所述的PCB板拆翻贴自动化一体机，其特征在于，所述PCB板拆翻贴自动化一体机还包括机罩和机架，所述机罩设置在所述设备主体外，所述设备主体安装在所述机架上。