CN105346988B - 一种自动化拍板预对位机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及预对位设备技术领域，本发明具体公开了一种自动化拍板预对位机，包括拍板机及与该拍板机相配合的预对位机，所述的预对位机包括预对位机架、设于预对位机架上的平台面板、预对位平台机构、摄像机构、上板机械手、前支撑平台板、压板机构、输入显示装置及控制盒，所述的摄像机构包括CCD摄像头、移动机构等部件。本发明设置两个CCD自动视觉定位摄像头，经移动机构驱动两个CCD摄像头运动，同时设有预对位平台机构并由马达驱动而运动，实现了在一个X轴、两个Y轴方向的预定位，实现了自动视觉定位，高效自动定位PCB板Mark点，校正基准，提高了成品率和生产效率，自动化程度高。

Description

一种自动化拍板预对位机

技术领域

本发明涉及预对位设备技术领域，特别涉及一种应用于印刷电路板自动化生产线的自动视觉定位、精度高的自动化拍板预定位机。

背景技术

在印制电路板制作过程中，电路板经过连线的生产设备时，由于各设备的功能性不同，需要对电路板的行走位置进行调整，通过使用拍板机来调整电路板的行走位置。而在电路板经过拍板机的平台面板过程中，通常容易造成电路板板面与拍板机对位平台的接触而导致电路板板面擦伤，使基板受损，从而破坏基板的完整，导致不合格产品的出现几率较高。

现有的拍板预对位机往往采用人工手动方式放置电路板到平台上，然后用肉眼去识别对位，每分钟大概能预对位10块PCB板，拍板预对位机的预对位平台不能活动，也无法实现自动化预对位，不仅生产效率低、人工成本高，还难以找准Mark点，PCB板的Mark点是电路板设计的位置标识点，是定位基准，在每次放PCB板时板的位置容易发生偏移，人工操作效率低下，还会造成定位不准，影响产品质量，初定位的精度低，成品率低下，已无法满足如今自动化制造生产线的需求。迫切需要研究自动化程度高、能对PCB板进行准确定位、提高产品质量的拍板机构。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明的目的在于，提供一种预定位精度高的自动化拍板预定位机，其设有可沿两个Y轴和一个X轴方向运动的CCD自动视觉定位机构，可自动化定位；带有机械手臂进行传输，提高生产效率。其主要是用于作为冲孔机的自动上料装置，以辅助PCB板进行冲孔之前进行预定位，解决了现有PCB板上料采用人工放置方式，生产效率低下、精度低、成品率低等问题。

本发明为达到上述目的所采用的技术方案是：

一种自动化拍板预定位机，其包括拍板机，及与该拍板机相配合的预对位机，所述的预对位机包括预对位机架、设于预对位机架上的平台面板、预对位平台机构、摄像机构、上板机械手、前支撑平台板、压板机构、输入显示装置及控制盒，其中，所述的预对位平台机构底部与平台面板活动接触，所述的摄像机构通过对称设置的两摄像头支撑座而固定在平台面板上，且该摄像机构通过一摄像机构支撑横梁架设于上板机械手的上方，所述的上板机械手固定设于平台面板上，且该上板机械手的机械手臂与摄像头支撑横梁呈垂直交叉方向设置，所述的前支撑平台板的前侧与拍板机的平台后侧连接、前支撑平台板的后侧与预对位平台机构的平台前侧连接，所述的压板机构与所述摄像机构固定连接，输入显示装置及控制盒固定设于预对位机架的一侧。

进一步地，所述的摄像机构包括两对称设置的CCD摄像头、第一移动机构、第二移动机构，所述第一移动机构包括机械式无杆气缸、与机械式无杆气缸相连的气管、及无杆气缸滑块，所述的无杆气缸滑动块与CCD摄像头固定连接、且与机械式无杆气缸滑动连接；所述的第二移动机构包括手轮、丝杆、滑动块，所述的滑动块与一设于摄像机构支撑横梁上的导轨滑动连接，该滑动块依次固定连接一螺母座、一固定板并通过该固定板与所述的机械式无杆气缸固定连接，所述的丝杆贯穿所述的螺母座且丝杆两端分别连接手轮。

进一步地，所述的预对位平台机构包括预对位平台面板、预对位平台底板、设于X轴上的一个步进马达、平行设于Y轴上的两个步进马达、设于所述步进马达两侧且固定连接在预对位平台底板上的拉簧、拖链机构、波珠，所述预对位平台底板的上表面设有光纤固定座，所述的预对位平台底板通过多个六角支撑棒与预对位平台面板固定连接，该预对位平台底板固定连接多个万向滚珠、且万向滚珠与所述设于预对位机架上的平台面板活动连接，所述的步进马达均设于平台面板上并连接一固定在预对位平台底板上的推块，所述的波珠固定与预对位平台底板连接。

进一步地，所述的预对位平台面板包括预对位平台上板、预对位平台下板，所述的预对位平台下板的下表面中部设有一预对位平台可拆卸盖板，该预对位平台可拆卸盖板左右两侧对称设有气浮底板。

进一步地，所述的上板机械手包括单轴直线机械手臂、前送板机械手、上板拖链机构、连接机构、手臂滑动块、吸盘机构，所述的单轴直线机械手臂通过连接机构与所述的预对位机架固定连接，所述的前送板机械手通过滑动块与单轴直线机械手臂滑动连接，所述的上板拖链机构铺设于所述平台面板上、且上板拖链机构的链头通过一链头固定板固定连接单轴直线机械手臂的端部，所述的吸盘机构通过一吸盘吊架连接板与所述前送板机械手的端部连接。

进一步地，所述的前送板机械手包括两平行设置的手臂固定板、与所述手臂滑动块固定连接的前锁紧板、与手臂固定板一端连接的手臂加强固定板、与手臂固定板另一端连接的气缸固定板、与气缸固定板连接的机械式无杆气缸及与该气缸连接的气管，所述的前送板机械手通过手臂滑动块的滑动而沿所述单轴直线机械手臂运动。

进一步地，所述的吸盘机构包括吸盘、多个吸盘吊架板、多个铝型材支撑杆，所述的吸盘吊架板与吸盘连接，所述的吸盘吊架板与铝型材支撑杆呈十字交叉设置且相互固定连接。

进一步地，所述的连接机构包括机械手支持座、固定板、加强固定板、支撑底板，所述的机械手支持座一端与支撑底板连接、另一端与机架固定连接，所述的固定板与加强固定板连接。

进一步地，所述的前支撑平台板包括前支撑底板、设于前支撑底板上表面的真空吸平台板、连接板，所述支撑底板通过六角支撑棒架设并与机架固定连接，所述的连接板设于拍板机平台与预对位平台之间。

进一步地，所述的预对位机架包括平台面板，设于平台面板上的前上侧封板、左上侧封板、右上侧封板，设于机架周围的前侧门板、左侧门板、右侧门板，设于机架内侧的多个线槽，设于机架的平台面板上表面的万向滚珠滑片，设于机架底部的万向脚杯及万向脚轮，设于机架一侧的输入显示装置及控制盒的固定板。

进一步地，所述的拍板机包括拍板机架、设于拍板机架上表面的拍板平台机构、输入显示装置及控制盒，其中，所述的拍板平台机构包括拍板面板，拍板底板，设于拍板底板上呈十字交叉设置的拍板导向轴，设于所述拍板导向轴之间且呈十字设置的同步带，设于设于拍板底板上的多个光电感应片，所述的拍板面板与拍板底板之间通过六角支撑杆架设而连接。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1）本发明提供的自动化拍板预定位机，设置两个CCD自动视觉定位摄像头，同时在CCD摄像头下方设置可活动的预对位平台机构，实现了沿X轴方向和两个Y轴方向进行自动视觉预对位，自动化预定位，自动视觉定位，可高效自动定位PCB板Mark点，校正基准，提高了成品率。

2）本发明的结构设计独特，本发明可实现在PCB板冲孔机冲孔之前的自动上料预定位功能，本发明提供的自动化拍板预定位机先通过拍板机对PCB板的方位进行初步校正，之后通过机械手将PCB板输送至预对位平台上，当PCB板上的两个孔分别对准CCD镜头的十字中心或在十字中心一定范围之内，两个CCD视觉对位机构将进行自动视觉对位，将信号输送给控制盒，同时三个电机与拉簧相配合从而推动预对位平台运动，最终实现PCB板上料过程的预对位。

3）本发明通过设置机械手臂进行上料输送，增加了自动化操作程度，提高了整体的生产效率。

上述是发明技术方案的概述，以下结合附图与具体实施方式，对本发明做进一步说明。

附图说明

图1为本发明的自动化拍板预定位机的整体结构示意图；

图2为本发明的拍板机的整体结构示意图；

图3为图2中A部的放大示意图；

图4为本发明的预定位机的结构示意图；

图5为本发明的摄像机构的部分结构示意图；

图6为本发明的预对位平台机构与前支撑平台板的结构示意图；

图7为本发明的预对位平台机构与前支撑平台板的俯视结构示意图；

图8为本发明的上板机械手的结构示意图；

图9为本发明的预定位机架的结构示意图。

具体实施方式：

为了使本发明的目的和技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例作详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1，本实施例提供一种自动化拍板预定位机，包括拍板机1，及与该拍板机相配合的预对位机2，其中，预对位机通过预对位机上设有的上板机械手25的吸盘机构256直接挂设在拍板机1的拍板平台122上。

参见图2与图3，本实施例提供的拍板机1包括拍板机架11、设于拍板机架上表面的拍板平台机构12、输入显示装置14及控制盒，其中，拍板机架11包括前、后、左、右侧门板，设于机架上方的前上封板（略）、后上封板、左上封板、右上封板13，设于机架底部的万向轮111、万向脚杯112，拍板机构12包括拍板底板121、拍板平台上板122与拍板平台下板123，设于拍板底板上呈十字交叉设置的拍板导向轴126，设于拍板导向轴126之间且呈十字设置的同步带124，拍板平台下板123与拍板底板121之间通过六角支撑杆127架设而连接，设于拍板底板上的多个光电感应片125。

参见图4，本实施例提供的预对位机2包括预对位机架21、设于预对位机架上的平台面板22、预对位平台机构23、摄像机构24、上板机械手25、前支撑平台板26、压板机构27、输入显示装置28及控制盒29，其中，预对位平台机构23底部与平台面板22活动接触，摄像机构24通过对称设置的两摄像头支撑座而固定在平台面板上，且该摄像机构24通过一摄像机构支撑横梁架设于上板机械手的上方，上板机械手25固定设于平台面板上，且该上板机械手25的机械手臂与摄像头支撑横梁呈垂直交叉方向设置，前支撑平台板26的前侧与拍板机的平台后侧连接、前支撑平台板的后侧与预对位平台机构的平台前侧连接，压板机构27与摄像机构24固定连接，输入显示装置及控制盒固定设于预对位机架的一侧。

参见图5，本实施例提供的摄像机构24包括两对称设置的CCD摄像头2401、第一移动机构、第二移动机构，第一移动机构包括机械式无杆气缸2402、与机械式无杆气缸相连的气管（图中未标出）、及无杆气缸滑块2403，无杆气缸滑动块2403与CCD摄像头2401固定连接、且与机械式无杆气缸滑动连接；所述的第二移动机构包括手轮2404、丝杆2405、滑动块2406，滑动块2406与一设于摄像机构支撑横梁2410上的导轨2407滑动连接，该滑动块2406依次固定连接一螺母座2408、一固定板2409并通过该固定板与机械式无杆气缸2402固定连接，丝杆2405贯穿螺母座2408且丝杆两端分别连接手轮2404。

参见图6-7，本实施例提供的预对位平台机构23包括预对位平台面板301、预对位平台底板302、设于X轴上的一个步进马达、平行设于Y轴上的两个步进马达、设于步进马达303两侧且固定连接在预对位平台底板上的拉簧304、拖链机构305、波珠306，预对位平台底板302的上表面设有光纤固定座（图中未标出），预对位平台底板302通过多个六角支撑棒与预对位平台面板301固定连接，该预对位平台底板固定连接多个万向滚珠307、且万向滚珠307与设于预对位机架21上的平台面板活动连接，步进马达均设于平台面板22上并连接一固定在预对位平台底板上的推块308，波珠306与预对位平台底板302连接。进一步地，预对位平台面板301包括预对位平台上板3011、预对位平台下板3012，预对位平台下板的下表面中部设有一预对位平台可拆卸盖板309，该预对位平台可拆卸盖板左右两侧对称设有气浮底板310。

参见图6-7，本实施例提供的前支撑平台板26包括前支撑底板261、设于前支撑底板上表面的真空吸平台板262、连接板263，支撑底板261通过六角支撑棒架设并与机架固定连接，连接板263设于拍板机平台与预对位平台之间。

参见图8，本实施例提供的上板机械手25包括单轴直线机械手臂251、前送板机械手252、上板拖链机构253、连接机构254、手臂滑动块255、吸盘机构256，单轴直线机械手臂251采用上银KA170-20机械手，通过连接机构254与预对位机架固定连接，前送板机械手252通过手臂滑动块与单轴直线机械手臂251滑动连接，上板拖链机构254铺设于平台面板上、且上板拖链机构的链头通过一链头固定板固定连接单轴直线机械手臂的端部，吸盘机构256通过一吸盘吊架连接板与前送板机械手的端部连接。其中，前送板机械手252包括两平行设置的手臂固定板2522、与手臂滑动块固定连接的前锁紧板2521、与手臂固定板一端连接的手臂加强固定板2523、与手臂固定板另一端连接的气缸固定板2524、与气缸固定板连接的机械式无杆气缸2525及与该气缸连接的气管（图中未标出），前送板机械手252通过手臂滑动块的滑动而沿单轴直线机械手臂运动。进一步，吸盘机构256包括吸盘2561、多个吸盘吊架板2563、多个铝型材支撑杆2562，吸盘吊架板与吸盘连接，吸盘吊架板与铝型材支撑杆呈十字交叉设置且相互固定连接。进一步，连接机构254包括机械手支持座2541、固定板2542、加强固定板2543、支撑底板2544，机械手支持座一端与支撑底板连接、另一端与机架固定连接，固定板与加强固定板连接。

参见图9，本实施例提供的预对位机架21包括平台面板211，设于平台面板上的前上侧封板、左上侧封板、右上侧封板216，设于机架周围的前侧门板、左侧门板、右侧门板212，设于机架内侧的多个线槽215，设于机架的平台面板上表面的万向滚珠滑片217，设于机架底部的万向脚杯213及万向脚轮214，设于机架一侧的输入显示装置及控制盒的固定板。

本实施例提供的自动化拍板预定位机先通过拍板机对PCB板的方位进行初步校正，之后通过机械手将PCB板输送至预对位平台上，当PCB板上的两个孔分别对准CCD镜头的十字中心或在十字中心一定范围之内，两个CCD视觉对位机构将进行自动视觉对位，将信号输送给控制盒，同时三个电机与拉簧相配合从而推动预对位平台运动，最终实现PCB板上料过程的预对位。之后，本实施例提供的自动化拍板预定位机可以连接一冲孔主机，该冲孔主机将对经过本实施例进行PCB板上料预对位之后的PCB板再进行精确对位及冲孔，其中冲孔主机上设有吸盘，吸盘将PCB板吸到冲孔主机的平台上，该过程中，本实施例的自动化拍板预定位机的预对位平台上设置的前段气浮底板将PCB板浮起，可降低摩擦力，便于PCB板转移到冲孔主机上。本实施例提供的自动化拍板预定位机采用CCD自动视觉定位、自动化程度高，显著提高了生产效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种自动化拍板预定位机，其特征在于，包括拍板机，及与该拍板机相配合的预对位机，所述的预对位机包括预对位机架、设于预对位机架上的平台面板、预对位平台机构、摄像机构、上板机械手、前支撑平台板、压板机构、输入显示装置及控制盒，其中，所述的预对位平台机构底部与平台面板活动接触，所述的摄像机构通过对称设置的两摄像头支撑座而固定在平台面板上，且该摄像机构通过一摄像机构支撑横梁架设于上板机械手的上方，所述的上板机械手固定设于平台面板上，且该上板机械手的机械手臂与摄像头支撑横梁呈垂直交叉方向设置，所述的前支撑平台板的前侧与拍板机的平台后侧连接、前支撑平台板的后侧与预对位平台机构的平台前侧连接，所述的压板机构与所述摄像机构固定连接，输入显示装置及控制盒固定设于预对位机架的一侧；

所述的摄像机构包括两对称设置的CCD摄像头、第一移动机构和第二移动机构，第一移动机构包括机械式无杆气缸、与机械式无杆气缸相连的气管及无杆气缸滑块，所述的无杆气缸滑块与CCD摄像头固定连接、且与机械式无杆气缸滑动连接；所述的第二移动机构包括手轮、丝杆和滑动块，所述的滑动块与一设于摄像机构支撑横梁上的导轨滑动连接，该滑动块依次固定连接一螺母座、一固定板并通过该固定板与所述的机械式无杆气缸固定连接，所述的丝杆贯穿所述的螺母座且丝杆两端分别连接手轮；

所述的预对位平台机构包括预对位平台面板、预对位平台底板、设于X轴上的一个步进马达、平行设于Y轴上的两个步进马达以及固定连接在预对位平台底板上的拉簧、拖链机构和波珠，所述预对位平台底板的上表面设有光纤固定座，所述的预对位平台底板通过多个六角支撑棒与预对位平台面板固定连接，该预对位平台底板固定连接多个万向滚珠、且万向滚珠与所述设于预对位机架上的平台面板活动连接，所述的步进马达均设于平台面板上并连接一固定在预对位平台底板上的推块，所述的波珠与预对位平台底板连接；

所述的拍板机包括拍板机架、设于拍板机架上表面的拍板平台机构、输入显示装置及控制盒，其中，所述的拍板平台机构包括拍板面板、拍板底板以及设于拍板底板上呈十字交叉设置的拍板导向轴，设于所述拍板导向轴之间且呈十字设置的同步带，设于拍板底板上的多个光电感应片，所述的拍板面板与拍板底板之间通过六角支撑杆架设而连接。

2.根据权利要求1所述的自动化拍板预定位机，其特征在于，所述的预对位平台面板包括预对位平台上板和预对位平台下板，所述的预对位平台下板的下表面中部设有一预对位平台可拆卸盖板，该预对位平台可拆卸盖板左右两侧对称设有气浮底板。

3.根据权利要求1所述的自动化拍板预定位机，其特征在于，所述的上板机械手包括单轴直线机械手臂、前送板机械手、上板拖链机构、连接机构、手臂滑动块以及吸盘机构，所述的单轴直线机械手臂通过连接机构与所述的预对位机架固定连接，所述的前送板机械手通过手臂滑动块与单轴直线机械手臂滑动连接，所述的上板拖链机构铺设于所述平台面板上、且上板拖链机构的链头通过一链头固定板固定连接单轴直线机械手臂的端部，所述的吸盘机构通过一吸盘吊架连接板与所述前送板机械手的端部连接。

4.根据权利要求3所述的自动化拍板预定位机，其特征在于，所述的前送板机械手包括两平行设置的手臂固定板、与所述手臂滑动块固定连接的前锁紧板、与手臂固定板一端连接的手臂加强固定板、与手臂固定板另一端连接的气缸固定板、与气缸固定板连接的机械式无杆气缸及与该气缸连接的气管，所述的前送板机械手通过手臂滑动块的滑动而沿所述单轴直线机械手臂运动。

5.根据权利要求3所述的自动化拍板预定位机，其特征在于，所述的吸盘机构包括吸盘、多个吸盘吊架板以及多个铝型材支撑杆，所述的吸盘吊架板与吸盘连接，所述的吸盘吊架板与铝型材支撑杆呈十字交叉设置且相互固定连接。

6.根据权利要求1所述的自动化拍板预定位机，其特征在于，所述的前支撑平台板包括前支撑底板、设于前支撑底板上表面的真空吸平台板和连接板，所述前支撑底板通过六角支撑棒架设并与机架固定连接，所述的连接板设于拍板机平台与预对位平台之间。

7.根据权利要求1所述的自动化拍板预定位机，其特征在于，所述的预对位机架包括平台面板，设于平台面板上的前上侧封板、左上侧封板和右上侧封板，设于机架周围的前侧门板、左侧门板和右侧门板，设于机架内侧的多个线槽，设于机架的平台面板上表面的万向滚珠滑片，设于机架底部的万向脚杯及万向脚轮，设于机架一侧的输入显示装置及控制盒的固定板。