CN104093298A - 一种异型连接件自动插件机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种异型连接件自动插件机，包括机架、设置在机架外部的控制器和设置在机架内部的上料模块、零件识别与筛选模块、零件抓取及插装位置识别模块和PCB电路板传输定位模块。该异型连接件自动插件机提供了一种具有夹持力检测功能的夹持机械手，既保证了器件夹持的可靠性，又能避免损伤元器件，同时提供了器件管脚识别模块，可检测器件的质量从而对器件进行筛选。另外该设备还可实现异形零件的插装位置的识别，以及对器件的插装质量进行检测，以适应多种器件的插装。

Description

一种异型连接件自动插件机
技术领域
本发明涉及声学产品测试技术领域，具体涉及一种异型连接件自动插件机。
背景技术
随着电子技术的飞速发展，电子产品的使用也越来越广泛，PCB电路板是电子产品的重要载体，插件机是将各种电子元件插装到PCB电路板指定位置的加工设备。在插件机的加工过程中，一般是先将电子元件由夹料装置将其运送到PCB电路板的上方进行定位，然后夹料装置下移，将电子元件准确地***PCB电路板预设的线脚插孔内，然后夹料装置复位，以便于夹取新的电子元件，进行下一次的插件加工，已经插装好的电子元件留在PCB电路板上，并随PCB电路板一起运行至下一位置，以进行焊接加固等操作。
目前，对于电容、电阻等电子元器件的插件设备已经成功应用。但对于端子、接头、电池盒等异形连接件的插件基本还依靠手工操作实现。这些异形件的插接特点是每张PCB电路板上插件数量少、精度要求高、插件种类多，零件一致性差。现有的插件机一般依靠真空吸附方式实现零件抓取，不能适应多种异形零件抓取需求。此外，现有插件机对元器件的质量不能进行筛选，对于一致性较差的异形连接件来说，经常会出现无法插装的现象。因此，这种零件的插装成为电子行业自动化生产的瓶颈。
发明内容
为解决上述技术问题，我们提出了一种异型连接件自动插件机，其目的：可对插装零件的质量进行筛选，实现异形零件的插装位置的识别，以及对器件的插装质量进行检测，以适应多种器件的插装。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种异型连接件自动插件机，包括机架、设置在机架外部的控制器和设置在机架内部的上料模块、零件识别与筛选模块、零件抓取及插装位置识别模块和PCB电路板传输定位模块；
机架包括可拆分连接的上部机架和下部机架，下部机架的顶端设置有面板；
上料模块包括振动盘和直线送料器，振动盘设置在机架的外部，振动盘的出口通过轨道与直线送料器连接，直线送料器的一个端部设置有第一定位机构；
零件识别与筛选模块包括设置在面板上的底座，固定在底座上的光源及顺序连接在光源下方的显微镜和工业CCD相机；
零件抓取及插装位置识别模块包括平行设置在面板两端的支撑架，其中一个支撑架顶部设置有X轴滑台，另一个支撑架上设置有与X轴滑台平行的导轨，X轴滑台上通过滑块活动设置有Y轴滑台，Y轴滑台上通过滑块活动设置有Z轴滑台、Z轴滑台下方转动连接有R轴转台，R轴转台的上方和下方分别设置有视觉识别***和抓取装置；
PCB电路板传输定位模块包括输送装置，输送装置包括两根平行设置的输送轨道及设置在输送轨道上的动力装置，输送装置上还设置有宽度调节机构，依流水线方向相邻设置的第二定位机构和阻挡机构，输送装置的输送轨道上还设置有弹簧压紧机构，弹簧压紧机构位于第二定位机构的上方。
优选的，第一定位机构包括支架，支架的一个端部设置有“凸”型的滑槽，“凸”型滑槽顶部与直线送料器的导槽接通，“凸”型滑槽的一个侧端设置有连接器，另一侧端开口与设置在支架另一端部的气动滑台的活动端相对。
优选的，直线送料器设有两组，两组平行设置，相应的振动盘也有两个。
优选的，零件识别与筛选模块位于两个直线送料器的中部，且位于直线送料器设有第一定位机构的一端。
优选的，视觉识别***包括与R轴转台通过连接板连接的工业CCD相机，以及顺序设置在工业CCD相机下方的显微镜和光源。
优选的，抓取装置采用电动夹手。
优选的，宽度调节机构包括设置在输送装置外侧的宽度调节手轮、主动轮、从动轮和两根宽度调节螺杆，主动轮与从动轮之间通过皮带连接，两根宽度调节螺杆分别与主动轮和从动轮连接，且连接输送装置的两根输送轨道，每根宽度调节螺杆下方均设置有宽度调节导轨，输送装置的一根输送轨道通过滑块与宽度调节导轨滑动连接。
优选的，第二定位机构包括定位气缸及设置在定位气缸活动端顶部的顶板。
优选的，阻挡机构包括阻挡气缸和设置在阻挡气缸活动端顶部的挡板。
优选的，输送装置的输送轨道上还设置有到位检测开关，到位检测开关分别设置在输送装置的起始端、第二定位机构前方及输送装置的末端，第二定位机构的顶板上也设置有到位检测开关。
本发明的有益效果：该异型连接件自动插件机提供了一种具有夹持力检测功能的夹持机械手，既保证了器件夹持的可靠性，又能避免损伤元器件，同时提供了器件管脚识别模块，可检测器件的质量从而对器件进行筛选。另外该设备还可实现异形零件的插装位置的识别，以及对器件的插装质量进行检测，以适应多种器件的插装。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种异型连接件自动插件机结构示意图(去掉上部机架及上部机架上部件)；
图2为本发明一种异型连接件自动插件机结构示意图；
图3为本发明一种异型连接件自动插件机中上料模块、零件识别与筛选模块结构示意图(去掉振动盘)；
图4为本发明一种异型连接件自动插件机中振动盘结构示意图；
图5为本发明一种异型连接件自动插件机中零件抓取及插装位置识别模块结构示意图；
图6为本发明一种异型连接件自动插件机中PCB电路板传输定位模块结构示意图；
图7为本发明一种异型连接件自动插件机中第二定位机构和阻挡机构结构示意图。
图中数字和字母所表示的相应部件名称：
1.机架  11.上部机架  12.部机架  13.面板  2.上料模块21.振动盘  22.直线送料器  23.轨道  24.第一定位机构  241.支架  242.连接器  243.气动滑台  3.零件识别与筛选模块  31.底座32.光源  33.显微镜  34.工业CCD相机  4.零件抓取及插装位置识别模块  41.支撑架  42.X轴滑台  43.导轨  44.Y轴滑台  45.Z轴滑台  46.R轴转台  47.视觉识别***  48.视觉识别***  5.PCB电路板传输定位模块  51.输送装置  52.宽度调节机构  521.宽度调节手轮  522.主动轮  523.从动轮  524.宽度调节螺杆  525.宽度调节导轨  53.第二定位机构  531.定位气缸  532.顶板  54.阻挡机构  541.阻挡气缸  542.挡板  55.弹簧压紧机构  56.到位检测开关  6.显示器  7.控制按钮盒
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。
下面结合示意图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
如图1和图2所示的一种异型连接件自动插件机，包括机架1、设置在机架1外部的控制器(图中未示出)和设置在机架1内部的上料模块2、零件识别与筛选模块3、零件抓取及插装位置识别模块4和PCB电路板传输定位模块5。
机架1包括可拆分连接的上部机架11和下部机架12，以方便机架1内部设备的安装，下部机架12的顶端设置有面板13。
如图3和图4所示，上料模块2包括振动盘21和直线送料器22，振动盘21设置在机架1的外部，振动盘21的出口通过轨道23与直线送料器22连接，直线送料器22设置在下部机架12的面板13上。直线送料器22设有两组，两组平行设置，相应的振动盘21也有两个，每个直线送料器22的一个端部都设置有第一定位机构24。第一定位机构24包括支架241，支架241的一个端部设置有“凸”型的滑槽，“凸”型滑槽顶部与直线送料器22的导槽接通，“凸”型滑槽的一个侧端设置有连接器242，另一侧端开口与设置在支架241另一端部的气动滑台243的活动端相对。器件经振动盘21振动上料到直线送料器，再由直线送料器22将器件沿其直线轨道输送到第一定位机构24的滑槽内，气动滑台243动作，将器件推送到固定位置并固定，连接器242与控制器电连接，以反馈器件放置的信号。
如图3所示，零件识别与筛选模块3包括设置在面板13上的底座31，固定在底座31上的光源32及顺序连接在光源32下方的显微镜33和工业CCD相机34。零件识别与筛选模块3位于两个直线送料器22的中部，且位于直线送料器22设有第一定位机构24的一端。通过零件识别与筛选模块3对两组第一定位机构24中的器件的位置进行检测，同时采集器件管脚的图像，通过图像处理实现管脚位置识别及器件质量判断，如果器件管脚出现位置偏移、管脚丢失等现象，零件识别与筛选模块3反馈信号给控制***丢弃该零件，否则反馈信号给控制器进行下一工序的动作。
如图5所示，零件抓取及插装位置识别模块4包括平行设置在面板13两端的支撑架41，其中一个支撑架41顶部设置有X轴滑台42，另一个支撑架41上设置有与X轴滑台42平行的导轨43，X轴滑台42上通过滑块活动设置有Y轴滑台44，Y轴滑台44两端分别位于X轴滑台42和导轨43上，Y轴滑台44上通过滑块活动设置有Z轴滑台45，Z轴滑台45下方转动连接有R轴转台46，R轴转台46的上方和下方分别设置有视觉识别***47和抓取装置48，视觉识别***47包括与R轴转台46通过连接板连接的工业CCD相机，以及顺序设置在工业CCD相机下方的显微镜和光源。视觉识别***47和抓取装置48可在X轴滑台42、Y轴滑台44、Z轴滑台45和R轴转台46的作用下进行三个方向的平动及转动动作，对器件插装位置进行检测以及对器件进行抓取，抓取装置48采用电动夹手，可检测夹持器件的夹持力的大小，保证器件夹持的稳定性和避免器件的损伤。
如图6和图7所示，PCB电路板传输定位模块5包括输送装置51，输送装置51包括两根平行设置在面板13上的输送轨道及设置在输送轨道上的动力装置，输送装置51上还设置有宽度调节机构52，依流水线方向相邻设置的第二定位机构53和阻挡机构54。宽度调节机构52包括设置在输送装置51外侧的宽度调节手轮521、主动轮522、从动轮523和两根宽度调节螺杆524，主动轮522与从动轮523之间通过皮带连接，皮带采用平皮带或同步带，两根宽度调节螺杆524分别与主动轮522和从动轮523连接，且连接输送装置51两根输送轨道，每根宽度调节螺杆524下方均设置有宽度调节导轨525，输送装置51的一根输送轨道通过滑块与宽度调节导轨525滑动连接，使得输送装置51的两根输送轨道之间可实现相对运动。宽度调节手轮521与主动轮522同轴设置，是宽度调节机构52的动力装置，宽度调节手轮521同时也可采用电机或马达代替，根据PCB电路板的尺寸大小实现输送装置51的输送轨道宽度的自动调节。第二定位机构53包括定位气缸531及设置在定位气缸531活动端顶部的顶板532。阻挡机构54包括阻挡气缸541和设置在阻挡气缸541活动端顶部的挡板542。输送装置51的输送轨道上还设置有弹簧压紧机构55，弹簧压紧机构55位于第二定位机构53的上方。输送装置51的输送轨道上还设置有到位检测开关56，到位检测开关56分别设置在输送装置51的起始端、第二定位机构53前方及输送装置51的末端，第二定位机构53的顶板532上也设置有到位检测开关56，用以检测PCB电路板的位置。
如图2所示，上部机架12的外部设置有显示器6和控制按钮盒7，用以显示器检测结果及手工控制该异型连接件自动插件机的启动、停机等操作。
该发明异型连接件自动插件机的工作过程为：
(1)PCB电路板通过输送装置51上料输送，位于输送装置51起始端的到位检测开关56检测并发送信号给控制器，控制器控制零件抓取及插装位置识别模块4动作，PCB电路板同时继续向前输送；
(2)PCB电路板流入到第二定位机构53前方的到位检测开关56处，到位检测开关56发信号给控制器，控制器控制阻挡气缸541动作，挡板542伸出，阻挡PCB电路板继续沿输送轨道输送；
(3)PCB电路板流入到定位气缸531的顶板532位置，位于顶板532上的到位检测开关56检测，发信号给控制器，控制器控制定位气缸531动作，顶板532被顶起，配合弹簧压紧机构55将PCB电路板定位在顶板532上；
(4)零件抓取及插件位置识别模块4运动到PCB电路板上的标示点位置，通过视觉识别***47采集图像并处理后得到PCB电路板基准位置，并通过坐标变换计算每个器件的固定位置；
(5)器件通过振动盘21上料并传输到第一定位机构24上的固定位置处。零件识别与筛选模块3采集器件的图像，识别器件质量并通过控制器反馈信号给零件抓取及插装位置识别模块4；
(6)零件抓取与插装模块4拾取器件，并将器件向PCB电路板上的器件固定位置处移动，此时需要将器件进行X、Y、Z及R轴的运动，调整器件角度与PCB电路板上的器件固定位置相一致后，再将器件通过Z轴滑台45向下运动，下压插装到PCB电路板上的器件固定位置处，同时通过视觉识别***47检测器件的插装质量；
(7)重复步骤(6)的动作抓取下一个器件循环插装，直至所有器件插装完成；
(8)器件插装完成后，控制器控制阻挡机构54和第二定位机构53复位，PCB电路板继续沿输送装置1输送；
(9)PCB电路板输送到位于输送装置1末端的到位检测开关56位置后，发信号给控制器，器件插装完成且未发生故障，控制器同时发给下一台设备信号，进行下一步工作(收料，或者封装等)。
以上就是一种异型连接件自动插件机的结构和作用效果，其优点是：可对插装的器件的质量进行检测，器件夹持的夹持力可测，保证器件夹持的稳定性，避免器件的损伤，并可适应多种器件的插装。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，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。

Claims (10)

1.一种异型连接件自动插件机，其特征在于，包括机架(1)、设置在机架(1)外部的控制器和设置在机架(1)内部的上料模块(2)、零件识别与筛选模块(3)、零件抓取及插装位置识别模块(4)和PCB电路板传输定位模块(5)；
机架(1)包括可拆分连接的上部机架(11)和下部机架(12)，下部机架(12)的顶端设置有面板(13)；
上料模块(2)包括振动盘(21)和直线送料器(22)，振动盘(21)设置在机架(1)的外部，振动盘(21)的出口通过轨道(23)与直线送料器(22)连接，直线送料器(22)的一个端部设置有第一定位机构(24)；
零件识别与筛选模块(3)包括设置在面板(13)上的底座(31)，固定在底座(31)上的光源(32)及顺序连接在光源(32)下方的显微镜(33)和工业CCD相机(34)；
零件抓取及插装位置识别模块(4)包括平行设置在面板(13)两端的支撑架(41)，其中一个支撑架(41)顶部设置有X轴滑台(42)，另一个支撑架(41)上设置有与X轴滑台(42)平行的导轨(43)，X轴滑台(42)上通过滑块活动设置有Y轴滑台(44)，Y轴滑台(44)上通过滑块活动设置有Z轴滑台(45)、Z轴滑台(45)下方转动连接有R轴转台(46)，R轴转台(46)的上方和下方分别设置有视觉识别***(47)和抓取装置(48)；
PCB电路板传输定位模块(5)包括输送装置(51)，输送装置(51)包括两根平行设置的输送轨道及设置在输送轨道上的动力装置，输送装置(51)上还设置有宽度调节机构(52)，依流水线方向相邻设置的第二定位机构(53)和阻挡机构(54)，输送装置(51)的输送轨道上还设置有弹簧压紧机构(55)，弹簧压紧机构(55)位于第二定位机构(53)的上方。
2.根据权利要求1所述的一种异型连接件自动插件机，其特征在于，第一定位机构(24)包括支架(241)，支架(241)的一个端部设置有“凸”型的滑槽，“凸”型滑槽顶部与直线送料器(22)的导槽接通，“凸”型滑槽的一个侧端设置有连接器(242)，另一侧端开口与设置在支架(241)另一端部的气动滑台(243)的活动端相对。
3.根据权利要求1所述的一种异型连接件自动插件机，其特征在于，直线送料器(22)设有两组，两组平行设置，相应的振动盘(21)也有两个。
4.根据权利要求1、2、3任一所述的一种异型连接件自动插件机，其特征在于，零件识别与筛选模块(3)位于两个直线送料器(22)的中部，且位于直线送料器(22)设有第一定位机构(24)的一端。
5.根据权利要求1所述的一种异型连接件自动插件机，其特征在于，视觉识别***(47)包括与R轴转台(46)通过连接板连接的工业CCD相机，以及顺序设置在工业CCD相机下方的显微镜和光源。
6.根据权利要求1所述的一种异型连接件自动插件机，其特征在于，抓取装置(48)采用电动夹手。
7.根据权利要求1所述的一种异型连接件自动插件机，其特征在于，所述宽度调节机构(52)包括设置在输送装置(51)外侧的宽度调节手轮(521)、主动轮(522)、从动轮(523)和两根宽度调节螺杆(524)，主动轮(522)与从动轮(523)之间通过皮带连接，两根宽度调节螺杆(524)分别与主动轮(522)和从动轮(523)连接，且连接输送装置(51)的两根输送轨道，每根宽度调节螺杆(524)下方均设置有宽度调节导轨(525)，输送装置(51)的一根输送轨道通过滑块与宽度调节导轨(525)滑动连接。
8.根据权利要求1所述的一种异型连接件自动插件机，其特征在于，所述第二定位机构(53)包括定位气缸(531)及设置在定位气缸(531)活动端顶部的顶板(532)。
9.根据权利要求1所述的一种异型连接件自动插件机，其特征在于，阻挡机构(54)包括阻挡气缸(541)和设置在阻挡气缸(541)活动端顶部的挡板(542)。
10.根据权利要求1或8所述的一种异型连接件自动插件机，其特征在于，输送装置(51)的输送轨道上还设置有到位检测开关(56)，到位检测开关(56)分别设置在输送装置(51)的起始端、第二定位机构(53)前方及输送装置(51)的末端，第二定位机构(53)的顶板(532)上也设置有到位检测开关(56)。
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