CN110667230B - 一种高精度石墨滚贴机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高精度石墨滚贴机，包括滚贴主体机构，所述滚贴主体机构包括料片上料单元、石墨片上料单元、贴合单元和下料单元，所述上料单元、石墨片上料单元的出料端分别与所述贴合单元的进料端相对接，所述贴合单元的出料端与所述下料单元的进料端相对接，所述贴合单元包括UVW平台网箱机构和贴合机构，所述贴合机构包括贴合运动机构和与所述贴合运动机构连接的吸头板，所述UVW平台网箱机构包括真空吸附机构、网纱、滚轮和驱动所述滚轮进行直线往复运动的滚轮往复平移机构，所述滚轮位于所述网纱的下方，所述滚轮与所述网纱接触。本发明的有益效果是：提高了精度，提高了效率，可以实现自动高速高精度的石墨片滚贴。

Description

一种高精度石墨滚贴机

技术领域

本发明涉及滚贴机，尤其涉及一种高精度石墨滚贴机。

背景技术

石墨片属于空隙度较大的材料，且石墨片贴合面较高粘性，具有在石墨片的贴合中，常采用面与面下压贴合，该贴合中由于石墨片与现有设备之间存在较大的粘附力，贴合存在产生气泡而且气泡不易排除，目前，石墨滚贴普遍采取方式为，吸头或吸板真空吸附石墨片，以石墨片倾斜一个角度，石墨片前端下压，接触到料片后，开始往后端缓慢移动滚压，移动时释放吸附石墨的真空，直至滚压完成。这些设备往往有这些问题：其一，现有设备无法排除气泡，转贴不精密，容易存在贴覆缺陷，其二，采取传统CCD定位模式，贴合位置精确度较差，从而导致产品良品率低，其三，贴合速度慢，生产效率低。现有石墨片滚贴方式贴合位置精度不够，良品率不容易控制，且人力成本高生产效率低。

因此，如何提供一种可以实现自动高速高精度的石墨片滚贴机，是本领域技术人员所亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种高精度石墨滚贴机。

本发明提供了一种高精度石墨滚贴机，包括滚贴主体机构，所述滚贴主体机构包括料片上料单元、石墨片上料单元、贴合单元和下料单元，所述上料单元、石墨片上料单元的出料端分别与所述贴合单元的进料端相对接，所述贴合单元的出料端与所述下料单元的进料端相对接，所述贴合单元包括UVW平台网箱机构和贴合机构，所述贴合机构包括贴合运动机构和与所述贴合运动机构连接的吸头板，所述UVW平台网箱机构包括真空吸附机构、网纱、滚轮和驱动所述滚轮进行直线往复运动的滚轮往复平移机构，所述滚轮往复平移机构与所述滚轮连接，所述滚轮位于所述网纱的下方，所述滚轮与所述网纱接触，所述网纱的上方从上至下层叠料片、石墨片，所述真空吸附机构的吸附腔位于所述网纱的下方，当滚贴时，所述贴合运动机构驱动所述吸头板压紧在料片上，所述真空吸附机构吸附石墨片，所述滚轮往复平移机构驱动所述滚轮进行往复直线运动，使滚轮对料片、石墨片进行滚贴。

作为本发明的进一步改进，所述滚贴主体机构有两个，并呈上下对称设置。

作为本发明的进一步改进，所述料片上料单元包括存储料片的料片供料机构、取料的料片抖料机构、校正料片的料片校正机构、转移料片的上料机械手、撕膜的料片撕膜机构、上料片机构和下相机校正机构，所述料片抖料机构从所述料片供料机构取料片并进行抖料，完成抖料后，将料片移动至所述料片校正机构，所述料片校正机构进行初步料片定位，料片定位完成之后，所述上料机械手从所述料片校正机构取料片，将料片移动至所述料片撕膜机构，所述料片撕膜机构对料片进行撕膜，完成撕膜之后，所述上料片机构将料片转移至所述下相机校正机构，所述下相机校正机构对料片进行张紧校正，并等待所述贴合机构取料。

作为本发明的进一步改进，所述料片供料机构包括供料顶升步进电机和供料旋转气缸夹具，所述供料顶升步进电机与所述供料旋转气缸夹具连接，所述料片抖料机构包括抖料伺服电机、抖料升降气缸、抖料气缸和抖料吸头，所述抖料伺服电机与所述抖料升降气缸连接，所述抖料升降气缸与所述抖料气缸连接，所述抖料气缸与所述抖料吸头连接，所述料片校正机构包括料片校正气缸。

作为本发明的进一步改进，所述料片撕膜机构包括料片撕膜带传动机构，所述料片撕膜带传动机构包括有粘性的薄膜卷带，所述上料片机构包括上料片运动机构和上料片吸头，所述上料片运动机构与所述上料片吸头连接。

作为本发明的进一步改进，所述石墨片上料单元包括存储石墨片的石墨片供料机构、石墨片撕膜机构、校正石墨片的石墨片校正机构、石墨片上料机构，所述石墨片撕膜机构包括石墨片撕膜运动机构、伸缩抖料气缸和上夹爪气缸，所述石墨片撕膜运动机构分别与所述伸缩抖料气缸、上夹爪气缸连接，所述伸缩抖料气缸从所述石墨片供料机构取到石墨片，进行快速伸出缩回抖料，完成抖料后，所述伸缩抖料气缸将石墨片移动至所述石墨片校正机构，所述石墨片校正机构进行初步石墨片定位，定位完成之后，所述石墨片校正机构吸附石墨片，所述上夹爪气缸夹紧石墨片上的保护膜，通过所述石墨片撕膜运动机构驱动所述上夹爪气缸移动，进行撕膜，撕膜完成后，所述石墨上料片机构从石墨片校正机构取到完成撕膜的石墨片，将石墨片移动至所述UVW平台网箱机构的网纱的上方。

作为本发明的进一步改进，所述石墨片供料机构包括中控平台和石墨片顶升步进电机，所述中控平台上设有石墨片夹具，所述石墨片顶升步进电机与所述石墨片夹具连接，所述石墨片校正机构包括石墨片校正气缸和石墨片吸附机构，所述石墨片吸附机构形成的吸附腔位于所述石墨片校正气缸之下。

作为本发明的进一步改进，所述下料单元包括首尾对接的成品搬运机构、成品下料机构和成品接料机构。

作为本发明的进一步改进，所述滚轮为软胶滚轮。

本发明的有益效果是：提高了精度，提高了效率，可以实现自动高速高精度的石墨片滚贴。

附图说明

图1是本发明一种高精度石墨滚贴机的整体布局图。

图2是本发明一种高精度石墨滚贴机的料片抖料机构、料片校正机构、料片供料机构的示意图。

图3是本发明一种高精度石墨滚贴机的料片撕膜机构、上料片机构、下相机校正机构的示意图。

图4是本发明一种高精度石墨滚贴机的UVW平台网箱机构、上相机校正机构、贴合机构的示意图。

图5是本发明一种高精度石墨滚贴机的UVW平台网箱机构的示意图。

图6是本发明一种高精度石墨滚贴机的滚贴示意图。

图7是本发明一种高精度石墨滚贴机的石墨片上料单元的示意图。

具体实施方式

下面结合附图说明及具体实施方式对本发明作进一步说明。

如图1至图7所示，一种高精度石墨滚贴机，包括滚贴主体机构18，所述滚贴主体机构18包括料片上料单元、石墨片上料单元、贴合单元和下料单元，所述上料单元、石墨片上料单元的出料端分别与所述贴合单元的进料端相对接，所述贴合单元的出料端与所述下料单元的进料端相对接，所述贴合单元包括UVW平台网箱机构8、上相机校正机构9和贴合机构10，所述贴合机构10包括贴合运动机构和与所述贴合运动机构连接的吸头板151，所述UVW平台网箱机构8包括真空吸附机构、网纱154、滚轮155和驱动所述滚轮155进行直线往复运动的滚轮往复平移机构，滚轮155优选为软胶滚轮，所述滚轮往复平移机构与所述滚轮155连接，所述滚轮155位于所述网纱154的下方，所述滚轮155与所述网纱154接触，所述网纱154的上方从上至下层叠料片152、石墨片153，所述真空吸附机构的吸附腔位于所述网纱154的下方，当滚贴时，所述贴合运动机构驱动所述吸头板151压紧在料片152上，所述真空吸附机构吸附石墨片153，所述滚轮往复平移机构驱动所述滚轮155进行往复直线运动，使滚轮155对料片152、石墨片153进行滚贴。

如图1至图7所示，滚贴主体机构18有两个并呈上下对称设置，分别形成上方机构和下方机构，实现双工位工作。机器下方机构与上方机构相同，功能相同，由上料机械手1同时两边搬运物料，节约机器人成本。且本机所有机构组件之间都有中间中转位，每个机构取料完成后可以在中转位进行等待送入下一个机构，环环相扣，双工位同步运行，上机构无需等待下一机构工作完成才运行，极大的提高了工作效率。

如图1至图7所示，料片上料工作流程如下：料片供料机构4可以存储一定数量带保护膜的料片，用步进电机作为顶升轴上下移动，把料片顶升到取料位，以供料片抖料机构2取料。

如图1至图7所示，料片抖料机构2由水平伺服电机和升降气缸，以及伸缩抖料气缸等组成，在伺服电机带动下移动到料片供料机构4上方，用升降气缸下降取料片，取料完成上升，并快速伸出缩回抖料气缸，进行抖料动作，防止料片重叠现象。抖料完成移动至料片校正机构3升降气缸下降放料，放料完成升降气缸升起，伺服电机移动回料片供料机构4取料。料片校正机构3进行初步料片定位，以供上料机械手1取料。

如图1至图7所示，上料机械手1在料片定位完成后，移动至把料片校正机构3上方，下降取料片，取料片完成，上升并水平移动至料片撕膜机构5上方，下降放料，放料完成上升并回待机点等待取料。

如图1至图7所示，料片撕膜机构5上安置带有粘性的薄膜卷带，伺服电机带动的滚轴压紧料带以及扭力电机收废膜，上料片机构6安置有伺服电机和升降取料气缸。上料片机构6升降气缸下降把料片吸住，这时同步运动上料片机构6电机和料片撕膜机构5的伺服电机，可以实现料片撕膜机构5卷膜和上料片机构6的吸头同步移动，把料片保护膜粘住，吸头带走料片。剥料完成上料片机构6气缸升起，后电机把料片送至下相机校正机构7上方，上料片机构6气缸下降放料片，放料完成气缸升起，电机移动回待机位，等待下次剥膜开始。

如图1至图7所示，料片在下相机校正机构7下用夹爪气缸进行张紧校正，等待贴合机构10取料片。

如图1至图7所示，工作流程开始，石墨片供料机构12可以存储一定数量带保护膜的石墨片，用步进电机作为顶升轴上下移动，把石墨片顶升到取料位，以供石墨片撕膜机构15取料。

如图1至图7所示，石墨片撕膜机构15由水平伺服电机，上下方向伺服电机和伸缩抖料气缸，以及夹爪等组成。水平在伺服电机带动下移动到石墨片供料机构12上方，在上下伺服电机轴运动下降取石墨片，取料完成上升，并快速伸出缩回抖料气缸，进行抖料动作，防止石墨片重叠现象。抖料完成移动至石墨片校正机构13，进行初步石墨片定位。定位完成后石墨片校正机构13上治具吸附石墨，石墨片撕膜机构15上夹爪气缸夹紧石墨片上的保护膜，同时移动水平方向和上下方向电机以斜上方向运动进行撕膜。撕膜完成后由水平伺服电机移动回石墨片供料机构12等待下一次取料。

如图1至图7所示，石墨片上料机构11有由一个水平方向伺服电机和一个张紧气缸组成，张紧气缸由上下两部分组件吸头构成，下部分组件用于石墨片取放，上部分用组件于贴合后成品的取放。在水平伺服电机上移动至石墨片校正机构13上方，张紧气缸张开，下部分组件吸头吸取石墨片。成品搬运机构14会由水平伺服电机和一个上下升降气缸组成，同时水平伺服电机移动过来到石墨片上料机构11到上方，成品搬运机构14升降气缸下降吸取成品，吸取完成上升气缸。此时石墨片上料机构11将合紧气缸并由在伺服电机带动下移动到UVW平台网箱机构8放置石墨片，同时成品搬运机构14会由水平伺服电机移动到与成品下料机构16对接处上方放置成品。

如图1至图7所示，成品下料机构16由180度翻转气缸，水平伺服电机以及升降气缸等组成，成品搬运机构14用移动伺服电机至成品下料机构16对接处上方，下降升降气缸，把成品放置于成品下料机构16上翻转气缸上，放置完成升起成品搬运机构14升降气缸，并返回待机位，等待下次取成品。成品下料机构16翻转气缸接收到成品，并翻转180度后由水平伺服电机移动到成品接料机构14治具上方，下降成品下料机构的16升降气缸，把成品放置到成品接料机构17治具上，完成后升起升降气缸，并返回待机位，等待下次取成品。成品接料机构17收到成品后完成等待下料机取料。

如图1至图7所示，贴合机构10水平方向直线电机与上下方向伺服电机，以及吸板等组成。贴合机构10上一次贴合完后，会把成品用吸板吸起，上下方向伺服电机移动至放料位，此时石墨上料机构11吸取石墨后由水平伺服电机移动至UVW平台网箱机构8上方，介于UVW平台网箱机构8与贴合机构10中间，石墨上料机构11张紧气缸张开，下部分组件吸头放石墨片到UVW平台网箱机构网箱5上，UVW平台网箱机构5吸真空吸住石墨片，同时贴合机构10吸取的成品破真空下放成品。

如图1至图7所示，由石墨上料机构11上部分组件吸头吸取。放石墨片完成与接成品完成后，石墨上料机构11张紧气缸合紧，并由伺服电机移动回石墨片校正机构13上方取石墨片，并等待成品搬运机构14取成品，等待下一次动作。

如图1至图7所示，贴合机构10放成品完成后，贴合机构10上直线电机水平移动到校正位上方，下降伺服电机上下轴进行取料片，取料完成后上下轴移动到下相机拍照位进行拍照定位，定位完成等待UVW平台网箱机构8定位。

如图1至图7所示，UVW平台网箱机构8由高精度UVW对位平台、真空网箱、网箱内置水平伺服电机和软胶滚轮等组成。当定位开始后，上相机校正机构9会对真空网箱上吸附的石墨进行定位，定位完成后计算得出料片基准与石墨片基准的位置偏差后，UVW平台会移动所计算得出偏差，移动完成后上相机校正机构9会再对石墨片拍照定位，再计算得出偏差，如果偏差不在要求范围内，UVW平台会移动所计算得出偏差，移动完成后上相机校正机构9会再对石墨片拍照定位直至偏差符合要求范围，则定位完成。在现有高像素相机和高精度UVW平台配合下，理论上只需对位UVW平台移动一次即可对位完成，达到所需要求精度。对位完成后贴合机构10由高精度直线电机水平移动到网箱上方，由伺服电机向下移动到网箱石墨片处，此时UVW平台网箱机构8内水平伺服电机来回滚动，进行滚压贴合，贴合完成后贴合机构10吸盘吸取成品，上下方向伺服电机向上移动到放成品位等待石墨上料机构11过来放成品，完成一个循环。

如图1至图7所示，本机难点在于石墨片与料片之间贴合方式， UVW平台153配合上相机校正机构9CCD相机视觉***可实现高精度对位,相比传统对位方式，精度有很大的提升。网箱上安装有一层很薄的网纱154，网纱154具有很高的韧性。石墨片153放置到网纱154上时，网箱开启真空吸附石墨片153，同时因真空作用，网纱154在压力下会内凹，通过调节真空压力大小，可以调整内凹程度。定位完成后贴合机构10上的吸头板151会移动到网纱154上方，与滚轮155接触，滚轮155为软性滚轮，因滚轮155是圆的，中间凸起那部分较小，压合时石墨片153与料片152接触面积也特别小，此时移动UVW平台网箱机构8内伺服电机会左右高速移动进行滚贴。用这种方式滚动方式，可以避免料片152与石墨片153之间过多接触引起的气泡，且可采用伺服电机高度移动滚贴，大大的提升了滚贴速度。

如图1至图7所示，料片放置于旋转气缸111夹具内，通过顶升步进电机115把料片升降到取料位，在伺服电机110带动下把升降气缸112移动到取料位，升降气缸112通过吸头取料，取料完成上升气缸，然后快速伸缩抖动气缸113进行抖料，用于分离因吸附力粘在一起的料片。抖料完成在伺服电机110带动下把升降气缸112移动到校正气缸114上方，下降升降气缸112进行放料，放料完成后，重复上面动作进行取料。校正气缸114校正料片完成后等待机器人取料。

如图1至图7所示，机器人取料后移动到剥料平台120，在剥膜伺服电机125带动下，把料片移动到剥膜位，然后升降气缸122在伺服电机121带动下移动到剥膜位，下降升降气缸122，吸头吸取料片，此时同步运行伺服电机121和剥膜伺服电机125，可以实现料片保护膜撕膜动作，撕膜完成后移动升降气缸122到校正气缸123位，下降升降气缸122进行放料，放料完成后，重复上面动作进行剥膜动作。校正气缸123校正料片完成后等待取料吸头133过来取料，取料后移动伺服电机130到拍照位，以供下相机124拍照，拍照完成后等待贴合。

如图1至图7所示，取料吸头133移动到校正位下降吸取料片并拍照后，等待接料吸板160在网箱上放石墨片，放置石墨片后，上定位相机131进行拍照定位，等待上下相机定位完成后，通知UVW平台156进行移动纠偏，纠偏完成后，再次进行上定位相机131拍照定位，如果精度符合要求则定位完成，如果不符合则再通知UVW平台156进行移动纠偏，纠偏完成后，再次进行上定位相机131拍照定位，直至定位符合要求。定位完成后，在直线电机132带动下移动取料吸头133至网箱上方贴合位，下降伺服电机130到贴合位，此时UVW平台156内滚轮155进行来回滚动，贴合完成后取料吸头133由伺服电机130和直线电机132移动至接料位，等待下一次接料吸板160去网箱上放石墨片时，取料吸头133同时把成品放置接料吸板160，然后重复去校正气缸123位去料片。而接料吸板160接到成品后，由伺服电机169重复去取石墨片并进行成品下料。

如图1至图7所示，石墨片放置于中控平台168夹具内，通过顶升步进电机165把石墨片升降到取料位，在伺服电机163带动下把伺服电机165移动到取料位，下降伺服电机165通过吸头取料，取料完成上升伺服电机165，然后快速伸缩抖动气缸167进行抖料，用于分离因吸附力粘在一起的石墨片。抖料完成在伺服电机163带动下把伺服电机165移动到九十度旋转校正气缸164上方，下降伺服电机165进行放料，放料完成后，九十度旋转校正气缸164进行校正石墨片，校正完成后夹膜气缸170夹膜石墨片保护膜，同步运行伺服电机163和伺服电机164进行撕膜，撕膜完成后，重复上面动作进行取料。撕膜完成后九十度旋转校正气缸164旋转90度，此时伺服电机167移动张紧气缸162到九十度旋转校正气缸164上方，张开张紧气缸162由取料气缸161取石墨片，如果接料吸板160有成品则，由成品搬运机构14进行下料搬运。操作完成后，伺服电机167移动张紧气缸162到网箱下料并用接料吸板160接成品。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种高精度石墨滚贴机，其特征在于：包括滚贴主体机构，所述滚贴主体机构包括料片上料单元、石墨片上料单元、贴合单元和下料单元，所述上料单元、石墨片上料单元的出料端分别与所述贴合单元的进料端相对接，所述贴合单元的出料端与所述下料单元的进料端相对接，所述贴合单元包括UVW平台网箱机构和贴合机构，所述贴合机构包括贴合运动机构和与所述贴合运动机构连接的吸头板，所述UVW平台网箱机构包括真空吸附机构、网纱、滚轮和驱动所述滚轮进行直线往复运动的滚轮往复平移机构，所述滚轮往复平移机构与所述滚轮连接，所述滚轮位于所述网纱的下方，所述滚轮与所述网纱接触，所述网纱的上方从上至下层叠料片、石墨片，所述真空吸附机构的吸附腔位于所述网纱的下方，当滚贴时，所述贴合运动机构驱动所述吸头板压紧在料片上，所述真空吸附机构吸附石墨片，所述滚轮往复平移机构驱动所述滚轮进行往复直线运动，使滚轮对料片、石墨片进行滚贴, 所述料片上料单元包括存储料片的料片供料机构、取料的料片抖料机构、校正料片的料片校正机构、转移料片的上料机械手、撕膜的料片撕膜机构、上料片机构和下相机校正机构，所述料片抖料机构从所述料片供料机构取料片并进行抖料，完成抖料后，将料片移动至所述料片校正机构，所述料片校正机构进行初步料片定位，料片定位完成之后，所述上料机械手从所述料片校正机构取料片，将料片移动至所述料片撕膜机构，所述料片撕膜机构对料片进行撕膜，完成撕膜之后，所述上料片机构将料片转移至所述下相机校正机构，所述下相机校正机构对料片进行张紧校正，并等待所述贴合机构取料,所述下料单元包括首尾对接的成品搬运机构、成品下料机构和成品接料机构。

2.根据权利要求1所述的高精度石墨滚贴机，其特征在于：所述滚贴主体机构有两个，并呈上下对称设置。

3.根据权利要求1所述的高精度石墨滚贴机，其特征在于：所述料片供料机构包括供料顶升步进电机和供料旋转气缸夹具，所述供料顶升步进电机与所述供料旋转气缸夹具连接，所述料片抖料机构包括抖料伺服电机、抖料升降气缸、抖料气缸和抖料吸头，所述抖料伺服电机与所述抖料升降气缸连接，所述抖料升降气缸与所述抖料气缸连接，所述抖料气缸与所述抖料吸头连接，所述料片校正机构包括料片校正气缸。

4.根据权利要求1所述的高精度石墨滚贴机，其特征在于：所述料片撕膜机构包括料片撕膜带传动机构，所述料片撕膜带传动机构包括有粘性的薄膜卷带，所述上料片机构包括上料片运动机构和上料片吸头，所述上料片运动机构与所述上料片吸头连接。

5.根据权利要求1所述的高精度石墨滚贴机，其特征在于：所述石墨片上料单元包括存储石墨片的石墨片供料机构、石墨片撕膜机构、校正石墨片的石墨片校正机构、石墨片上料机构，所述石墨片撕膜机构包括石墨片撕膜运动机构、伸缩抖料气缸和上夹爪气缸，所述石墨片撕膜运动机构分别与所述伸缩抖料气缸、上夹爪气缸连接，所述伸缩抖料气缸从所述石墨片供料机构取到石墨片，进行快速伸出缩回抖料，完成抖料后，所述伸缩抖料气缸将石墨片移动至所述石墨片校正机构，所述石墨片校正机构进行初步石墨片定位，定位完成之后，所述石墨片校正机构吸附石墨片，所述上夹爪气缸夹紧石墨片上的保护膜，通过所述石墨片撕膜运动机构驱动所述上夹爪气缸移动，进行撕膜，撕膜完成后，所述石墨上料片机构从石墨片校正机构取到完成撕膜的石墨片，将石墨片移动至所述UVW平台网箱机构的网纱的上方。

6.根据权利要求5所述的高精度石墨滚贴机，其特征在于：所述石墨片供料机构包括中控平台和石墨片顶升步进电机，所述中控平台上设有石墨片夹具，所述石墨片顶升步进电机与所述石墨片夹具连接，所述石墨片校正机构包括石墨片校正气缸和石墨片吸附机构，所述石墨片吸附机构形成的吸附腔位于所述石墨片校正气缸之下。

7.根据权利要求1所述的高精度石墨滚贴机，其特征在于：所述滚轮为软胶滚轮。