CN107454820A - 一种插件机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种插件机，包括机台，机台上设置有电路板运输单元、组合件出料单元、控制单元及插件单元，插件单元包括设置有定位夹具、驱动定位夹具与电路板沿X轴方向移动的第一机械手单元，可Y、Z方向驱动、设置有第一上下料组件、执行组合件上料、组合件插件工序的第二机械手单元，可Y、Z方向驱动、设置有第二上下料组件、执行电路板上料、成品下料工序的第三机械手单元及成品运输单元；第二机械手单元分别与组合件出料单元、第一机械手单元配合工作，第三机械手单元分别与电路板运输单元、第一机械手单元、成品运输单元配合工作，从而提高了插件机在流水线中的适应能力、提高了插件机所使用的机械手的刚性、且简化了控制流程。

Description

一种插件机

技术领域

本发明涉及一种自动装配设备，特别是一种插件机。

背景技术

插件机，是指将一些有规则的电子元器件自动、标准地插装在印制电路板导电通孔内的机械设备。目前，现有技术的插件机大多数均包括上料单元、载具输送单元、自动插件单元、控制单元等。参考中国专利文献一种连接器座插件机(公开号：202587751U)，现有技术中的自动插件单元，通常包括XYZ三轴机械手，XYZ三轴机械手上分别设置有吸嘴、吸嘴真空发生器、CCD检测装置等。工作中，载具(即电路板)在输送皮带线中流动，当流到指定位置时，载具输送单元将其定位，XYZ三轴机械手通过CCD执行位置检测后，并通过吸嘴吸取电子元器件，自动插件；插件完成后，载具输送单元将载具运输至别处。

现有技术中的插件机能够执行自动插件的工序，但是，现有技术的插件机至少存在如下技术缺陷：1、工序之间相互制约，不适应流水线自动生产方式；如对比文件1中，电路板运输、成品运输、插件均在载具输送单元上完成，前后工序的动作、节拍均相互制约，并且，倘若在前工序出现故障停机，则在后工序随之停机，因此不适应流水线自动生产形式；2、通过使用XYZ轴机械手插件，虽然可以实现插件的三轴移动，但是三轴机械手通常是悬臂结构，实现搬运功能，刚性不足，而部分电子元器件***电路板中时，需要一定的压力，且插件频率一般很高，长期使用会导致XYZ三轴机械手精度受到影响，甚至损坏。

发明内容

本发明旨在至少一定程度上解决现有技术中插件机的技术缺陷，为了提高插件机在流水线自动生产方式的适应能力、提高插件机所使用的机械手的刚性、简化插件机的控制流程，为此，本发明提出一种插件机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种插件机，包括机台，所述机台上设置有电路板运输单元、组合件出料单元、控制单元；还包括设置在机台上的插件单元，所述插件单元包括设置有定位夹具、驱动定位夹具与电路板沿X轴方向移动的第一机械手单元，可Y、Z方向驱动、设置有第一上下料组件、执行组合件上料、组合件插件工序的第二机械手单元，可Y、Z方向驱动、设置有第二上下料组件、执行电路板上料、成品下料工序的第三机械手单元及成品运输单元；所述第二机械手单元分别与组合件出料单元、第一机械手单元配合工作，所述第三机械手单元分别与电路板运输单元、第一机械手单元、成品运输单元配合工作。

所述第三机械手单元包括第一Y轴机械手，所述第一Y轴机械手工作行程可分别抵至电路板运输单元、第一机械手单元、成品运输单元，所述第一Y轴机械手上设置有第一Z轴机械手，所述第二上下料组件包括有第二真空吸盘组件，第二上下料组件设置在第一Z轴机械手上。

所述电路板运输单元、第一机械手单元、成品运输单元的行程驱动方向平行设置；所述第一Y轴机械手的行程驱动方向与所述电路板运输单元、第一机械手单元、成品运输单元垂直设置。

所述定位夹具的两侧边缘设置有由弹簧驱动的限位夹具，所述第一Z轴机械手上还设置有以第一Z轴机械手作为驱动源的夹具打开机构，所述第一Z轴机械手移至电路板上料或成品下料位置坐标时，夹具打开机构通过第一Z轴机械手驱动，可抵接至限位夹具。

所述定位夹具通过旋转气缸可旋转地与所述第一机械手单元连接，所述旋转气缸上设置有角度限位机构，所述夹具打开机构在定位夹具以电路板上料或成品下料位置坐标为0度基准，旋转180度时，可抵接至限位夹具。

所述第二机械手单元包括工作行程可分别抵达第一机械手单元、组合件出料单元的第二Y轴机械手，及安装在第二Y轴机械手上的第二Z轴机械手，所述第一上下料组件包括第一真空吸盘组件及缓冲机构，所述第一真空吸盘组件通过所述缓冲机构与第二Z轴机械手连接。

所述组合件出料单元包括振动盘组件及分料组件，所述振动盘组件包括振动盘直振出料口，所述分料组件包括设置有第一分料槽、第二分料槽的分料块，所述分料块与第一分料气缸连接，并通过第一分料气缸驱动，分别与振动盘直振出料口对接。

所述第二上下料组件还包括与第二真空吸盘组件同向设置的顶柱，第二上下料组件还设置有用于安装第二真空吸盘组件及顶柱的第一安装通孔组，及备用安装通孔组。

所述成品运输单元包括皮带搬运线，所述皮带搬运线使用电机驱动。

所述组合件出料单元及插件单元包括至少两套。

本发明的包括如下有益效果：

1、通过设置独立的插件单元、成品运输单元，通过电路板运输单元连接上台设备，插件单元执行本台设备工序、成品运输单元连接下台设备，工序之间相互配合又相互独立，如电路板运输单元出现故障，不影响正在执行插件工序的插件单元，插件单元出现故障，也不影响正在搬运成品的成品运输单元，因此，适应流水线自动生产方式；

2、通过设置第一机械手单元驱动电路板X轴方向移动，第二机械手单元Y、Z轴方向移动，执行组合件插件工序，既保证了电路板与组合件的三轴移动插件，同时由于第二机械手单元仅包括Y、Z两轴，其刚度大大提高，从而保证了第二机械手单元的重复使用定位精度及使用寿命；

3、通过设置不同的部件单元分别独立执行不同的工序，细化、简化了控制流程。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明中一种插件机的安装结构示意图；

图2是本发明中一种插件机的主视图；

图3是本发明中图2的俯视图；

图4是本发明中第一机械手单元的结构示意图；

图5是图4中B处的局部放大图；

图6是本发明中第二机械手单元的结构示意图；

图7是图6中C处的局部放大图；

图8是本发明中第三机械手单元的结构示意图；

图9是图8中D处的局部放大图；

图10是图1中A处的局部放大图；

图11是本发明中分料组件的结构示意图；

图12是图11中E处的局部放大图；

图13是本发明中电路板运输单元及成品运输单元的结构示意图；

图14是图13中F处的局部放大图。

具体实施方式

以下参照图1至图14，对本发明作详细说明。需要指出的是，本发明可以以许多不同的方式实现，并不限于本文所描述的实施例，相反地，提供这些实施例目的是为了使本领域的技术人员对本发明所公开的内容理解更加透彻全面。

参照图1、图4、图6、图8，一种插件机，包括机台100，机台上设置有电路板运输单元200、组合件出料单元300、控制单元400；还包括设置在机台100上的插件单元500，插件单元500包括设置有定位夹具512、驱动定位夹具512与电路板沿X轴方向移动的第一机械手单元510，可Y、Z方向驱动、设置有第一上下料组件523、执行组合件上料、组合件插件工序的第二机械手单元520，可Y、Z方向驱动、设置有第二上下料组件533、执行电路板上料、成品下料工序的第三机械手单元530及成品运输单元540；第二机械手单元520分别与组合件出料单元300、第一机械手单元510配合工作，第三机械手单元530分别与电路板运输单元200、第一机械手单元510、成品运输单元540配合工作。

参照图2、图3、图8，第三机械手单元530包括第一Y轴机械手531，第一Y轴机械手531工作行程可分别抵至电路板运输单元200、第一机械手单元510、成品运输单元540，第一Y轴机械手531上设置有第一Z轴机械手532，第二上下料组件533包括有第二真空吸盘组件5331，第二上下料组件设置在第一Z轴机械手532上。

在本实施例中，第一Y轴机械手包括第一电动缸，第一电动缸包括第一伺服电机及第一滑台模组，第一Y轴机械手的工作行程，指的是第一滑台模组的行程，第一Z轴机械手设置在第一Y轴机械手的第一滑台模组上，并随着第一Y轴机械手联动。

在本实施例中，第一Z轴机械手指的是第一滑台气缸，第二真空吸盘组件通过连接板与第一滑台气缸连接。

另外，在本实施例中，第二真空吸盘组件使用了一个真空发生器为四个吸盘提供真空，并且，第二真空吸盘组件气路中还设置有压力开关，当其中一个吸盘失效导致出现吸不牢或吸不起的状况时，气路真空度达不到压力开关设定值，会出现报警停机。

通过设计第一Y轴机械手工作行程可分别抵至电路板运输单元、第一机械手单元、成品运输单元，确保第三机械手单元可顺利执行电路板上料、成品下料工序，而通过使用第二真空吸盘组件抓取电路板及成品，则是根据电路板的平面状的特点，采取的合理的抓取方式。

参照图2、图3，电路板运输单元200、第一机械手单元510、成品运输单元540的行程驱动方向平行设置；第一Y轴机械手531的行程驱动方向与电路板运输单元200、第一机械手单元510、成品运输单元540垂直设置。

通过设置电路板运输单元、第一机械手单元、成品运输单元的行程驱动方向平行设置，保证各单元在机台上的布局简单、合理，且有利于缩短第一Y轴机械手的工作行程，通过设置第一Y轴机械手的行程驱动方向与电路板运输单元、第一机械手单元、成品运输单元垂直设置，则进一步方便第一Y轴机械手与各单元的配合，便于控制。

参照图4、图5、图8、图9，定位夹具512的两侧边缘设置有由弹簧5112驱动的限位夹具511，第一Z轴机械手532上还设置有以第一Z轴机械手532作为驱动源的夹具打开机构534，第一Z轴机械手532移至电路板上料或成品下料位置坐标时，夹具打开机构534通过第一Z轴机械手532驱动，可抵接至限位夹具511。

参照图5、图8、图9，在本实施例中，限位夹具511包括第一弹簧安装底座5111，第一弹簧5112，带第一斜面的限位块5113，第一导向块5114；夹具打开机构534包括第二弹簧安装底座5341、第二弹簧5342、第二导向块5343、带第二斜面的夹具打开块5344。当夹具打开组件534抵接至限位夹具511时，夹具打开块5344的第二斜面与限位块5113的第一斜面贴合，随着第一Z轴机械手532进一步伸出，夹具打开块5344进一步挤压限位块5113，从而限位块5113压缩第一弹簧5112，限位夹具511被打开。

当限位夹具511打开后，第二上下料组件533执行电路板上料或者成品下料工序。

通过设置限位夹具，可防止电路板工作时被非正常带起，而设置以第一Z轴机械手作为驱动源的夹具打开机构，则可以减少再次增加动力源驱动夹具打开机构，降低设计成本，且简化夹具打开机构的电气控制程序。

参照图4、图8、图9，定位夹具512通过旋转气缸513可旋转地与第一机械手单元510连接，旋转气缸513上设置有角度限位机构，夹具打开机构534在定位夹具512以电路板上料或成品下料位置坐标为0度基准，旋转180度时，可抵接至限位夹具511。

在本实施例中，第一机械手单元包括驱动定位夹具X轴方向移动的第二电动缸，第二电动缸包括第二伺服气缸及第二滑台模组，定位夹具、旋转气缸均安装在第二电动缸的第二滑台模组上。

通过设置定位夹具安装在旋转气缸上，可以实现电路板0度方向及180度方向的插件，减少了第二机械手单元的运动行程，同时简化了电气控制程序，另外，通过在旋转气缸上设置角度限位机构，则可以进一步提高旋转气缸的旋转精度；而限位夹具在旋转0度或180度时，位置一致，则可以保证夹具打开机构的通用性。

参照图6、图7，第二机械手单元520包括工作行程可分别抵达第一机械手单元510、组合件出料单元300的第二Y轴机械手521，及安装在第二Y轴机械手521上的第二Z轴机械手522，第一上下料组件523包括第一真空吸盘组件5231及缓冲机构5232，第一真空吸盘组件5231通过缓冲机构5232与第二Z轴机械手522连接。

在本实施例中，第二Y轴机械手包括第三电动缸，第三电动缸包括第三伺服电机及第三滑台模组，第二Z轴机械手包括第二滑台气缸，第二滑台气缸安装在第三滑台模组上，第一真空吸盘组件包括真空发生器及两个吸嘴，缓冲机构包括缓冲弹簧，通过设置第一真空吸盘组件通过缓冲机构与第二Z轴机械手连接，保证第一真空吸盘组件进行取料和插件时，具有一定可调节的缓冲量，防止取料和安装时，第一真空吸盘组件与组合件或者电路板硬接触，造成组合件、电路板或第一真空吸盘组件的损坏。

参照图10、图11、图12，组合件出料单元300包括振动盘组件310及分料组件330，振动盘组件310包括振动盘直振出料口320，分料组件330包括设置有第一分料槽3321、第二分料槽3322的分料块332，分料块332与第一分料气缸333连接，并通过第一分料气缸333驱动，分别与振动盘直振出料口320对接。

在本实施例中，分料组件330还设置了阻挡气缸331，阻挡气缸331初始状态伸出；第一分料气缸333处于缩回状态时，第一分料槽3321与振动盘直振出料口320对接，组合件进入第一分料槽3321后，第一分料气缸333部分伸出，并被阻挡气缸331挡住，第二分料槽3322与振动盘直振出口320对接，组合件进入第二分料槽3322；阻挡气缸331缩回，第一分料气缸333全部伸出。

在本实施例中，通过设置第一分料槽及第二分料槽，可以实现振动盘直振出料口只有一路的前提下，满足两件组合件同时上料，提高了生产节拍；另外，组合件上料后第一分料气缸333全部伸出，确保第一真空吸盘组件5231有足够的空间抓取组合件，从而实现紧密排布的物料的分料及抓取。

参照图8，第二上下料组件533还包括与第二真空吸盘组件5331同向设置的顶柱5332，第二上下料组件533还设置有用于安装第二真空吸盘组件5331及顶柱5332的第一安装通孔组5334，及备用安装通孔组5333。

由于真空吸盘材料柔软，在第二真空吸盘组件吸紧电路板后，容易导致电路板出现一定程度的倾斜、翘起的情况，通过设置与第二真空吸盘组件同向的顶柱，在真空吸盘组件吸紧电路板后，把电路板往顶柱的端面轻拉，使电路板贴住顶柱端面，保证电路板不倾斜、翘起。

另外，通过设置第一安装通孔组及备用安装通孔组，则可以方便第二真空吸盘组件及顶柱切换安装位置，从而适应不同的电路板的生产工序。

参照图13，成品运输单元540包括皮带搬运线542，皮带搬运线542使用电机541驱动。

通过使用皮带搬运线搬运成品，可以方便实现一种插件机与下台设备的对接，从而实现流水线自动生产方式，同时，由于皮带搬运线可以持续运转，因此，也方便成品下线。

参照图13、图14，在本实施例中，电路板运输单元200包括截料组件220及定位组件210，电路板运输单元200包括皮带搬运线，皮带搬运线使用电机驱动。

在本实施例中，截料组件及定位组件均使用气缸驱动。

通过设置截料组件，可阻挡电路板在电路板运输单元中的流动，以等待第三机械手单元抓取电路板；通过设置定位组件，则可以在电路板运输单元中定位紧随而至的电路板，防止其影响第一块电路板的取板。

参照图1、图3，组合件出料单元300及插件单元500包括至少两套。

通过在同一机台上设置至少两套的组合件出料单元及插件单元，同时工作，可以大大降低停机风险、提高生产节拍、节约成本。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体的技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何方式进行组合，为了不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不另行说明，当然，不同实施方式之间也可以进行任意组合，只要不违背本发明的创造思想。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而并非对其进行限制，凡未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种插件机，包括机台，所述机台上设置有电路板运输单元、组合件出料单元、控制单元；

其特征在于：还包括设置在机台上的插件单元，所述插件单元包括设置有定位夹具、驱动定位夹具与电路板沿X轴方向移动的第一机械手单元，

可Y、Z方向驱动、设置有第一上下料组件、执行组合件上料、组合件插件工序的第二机械手单元，

可Y、Z方向驱动、设置有第二上下料组件、执行电路板上料、成品下料工序的第三机械手单元及成品运输单元；

所述第二机械手单元分别与组合件出料单元、第一机械手单元配合工作，

所述第三机械手单元分别与电路板运输单元、第一机械手单元、成品运输单元配合工作。

2.根据权利要求1所述的一种插件机，其特征在于：所述第三机械手单元包括第一Y轴机械手，所述第一Y轴机械手工作行程可分别抵至电路板运输单元、第一机械手单元、成品运输单元，所述第一Y轴机械手上设置有第一Z轴机械手，所述第二上下料组件包括有第二真空吸盘组件，第二上下料组件设置在第一Z轴机械手上。

3.根据权利要求2所述的一种插件机，其特征在于：所述电路板运输单元、第一机械手单元、成品运输单元的行程驱动方向平行设置；所述第一Y轴机械手的行程驱动方向与所述电路板运输单元、第一机械手单元、成品运输单元垂直设置。

4.根据权利要求2所述的一种插件机，其特征在于：所述定位夹具的两侧边缘设置有由弹簧驱动的限位夹具，所述第一Z轴机械手上还设置有以第一Z轴机械手作为驱动源的夹具打开机构，所述第一Z轴机械手移至电路板上料或成品下料位置坐标时，夹具打开机构通过第一Z轴机械手驱动，可抵接至限位夹具。

5.根据权利要求4所述的一种插件机，其特征在于：所述定位夹具通过旋转气缸可旋转地与所述第一机械手单元连接，所述旋转气缸上设置有角度限位机构，所述夹具打开机构在定位夹具以电路板上料或成品下料位置坐标为0度基准，旋转180度时，可抵接至限位夹具。

6.根据权利要求1所述的一种插件机，其特征在于：所述第二机械手单元包括工作行程可分别抵达第一机械手单元、组合件出料单元的第二Y轴机械手，及安装在第二Y轴机械手上的第二Z轴机械手，所述第一上下料组件包括第一真空吸盘组件及缓冲机构，所述第一真空吸盘组件通过所述缓冲机构与第二Z轴机械手连接。

7.根据权利要求1所述的一种插件机，其特征在于：所述组合件出料单元包括振动盘组件及分料组件，所述振动盘组件包括振动盘直振出料口，所述分料组件包括设置有第一分料槽、第二分料槽的分料块，所述分料块与第一分料气缸连接，并通过第一分料气缸驱动，分别与振动盘直振出料口对接。

8.根据权利要求2所述的一种插件机，其特征在于：所述第二上下料组件还包括与第二真空吸盘组件同向设置的顶柱，第二上下料组件还设置有用于安装第二真空吸盘组件及顶柱的第一安装通孔组，及备用安装通孔组。

9.根据权利要求1所述的一种插件机，其特征在于：所述成品运输单元包括皮带搬运线，所述皮带搬运线使用电机驱动。

10.根据权利要求1所述的一种插件机，其特征在于：所述组合件出料单元及插件单元包括至少两套。