CN111924537A - 一种双工位物料移载装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双工位物料移载装置，包括安装座和设置在所述安装座上的两组取料工作头，所述移载装置还包括设置在所述安装座上的同步带机构，该同步带机构的同步带具有相互平行且均沿竖直方向延伸的第一带段与第二带段，两组所述取料工作头分别固定地安装在所述第一带段与所述第二带段上。交替地驱使同步带正转或反转，便可以使得两组吸标工作头交替地下降取料或释放物料，在经过一次运动行程便可以实现两个工位的物料移载操作，提升了加工效率，还能够满足不同种类物料的移载及加工要求，尤其是能够用于薄片状物料的移载运输，适应性更广。同时，该双工位物料移载装置的整体结构紧凑，在整个设备上布局时对安装空间的要求较小。

Description

一种双工位物料移载装置

技术领域

本发明涉及SMT行业的生产领域，具体涉及一种双工位物料移载装置。

背景技术

目前，如电子产品等批量生产的产品在生产的过程中往往需要进物料移载操作，亦即在上料工位取料后传输至工件上方并将物料释放至工件上以完成特定工序的加工操作。目前采用的大多是单头的取料工作头进行操作，这样的方式工作效率低下，一次运动行程只能完成取一个物料加工。

目前市场上也有多个工作头来进行取料而进行物料的移载，一种是需要多组Z轴来各自实现升降运动，这需要较大的安装空间，成本较高；另一种是采用同步升降的多个取料工作头来同时取料，但这样多个取料工作头之间的间距是固定的，彼此之间的距离不能调节，而对于同一次供料过程中兼有不同大小的物料，不能适应性地去调整，同样影响加工效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种双工位物料移载装置，以满足不同种类物料的移载操作，提高加工效率。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种双工位物料移载装置，包括安装座和设置在所述安装座上的两组取料工作头，所述移载装置还包括设置在所述安装座上的同步带机构，所述同步带机构包括一上一下地设置的上同步带轮与下同步带轮、张紧在所述上同步带轮与所述下同步带轮上的同步带，以及用于驱动所述上同步带轮或所述下同步带轮旋转的升降驱动件，所述同步带具有位于所述上同步带轮与所述下同步带轮之间的第一带段与第二带段，所述第一带段与所述第二带段相互平行且均沿竖直方向延伸，两组所述取料工作头分别固定地安装在所述第一带段与所述第二带段上，其中，所述安装座能够沿送料方向平移运动地设置，两组所述取料工作头在所述送料方向上间隔地设置，所述升降驱动件为能够正转与反转的电机，所述电机在正转与反转之间交替工作使得两个所述取料工作头交替地下降取料，以及交替地下降释放物料。

优选地，所述取料工作头包括安装在所述第一带段或所述第二带段上的连接座，以及安装在所述连接座上用于吸附固定物料的吸料头，所述吸料头始终位于所述同步带机构的下方。

进一步地，所述吸料头包括具有真空腔体的腔体座、沿竖直方向延伸且能够绕自身轴心线旋转地连接在所述腔体座上的吸杆，以及用于驱使所述吸杆旋转的旋转驱动件，所述吸杆具有与所述真空腔体连通的中空腔，所述吸杆的底端设有吸嘴。

更进一步地，所述移载装置还包括设置在所述安装座上且用于采集所述取料工作头下方工位上的图像信息的图像采集装置，所述图像采集装置与所述旋转驱动件之间通信连接。

更进一步地，所述移载装置还包括设置在所述安装座上的两组负压源，两个所述取料工作头的所述真空腔体各自通过负压管道与两组所述负压源对应地连接。

进一步地，所述连接座包括上座体、下座体，以及连接在所述上座体与所述下座体同一侧之间且沿竖直方向延伸的连接体，所述上座体固定地连接在所述第一带段上或所述第二带段上，所述吸料头固定安装在所述下座体上，所述连接***于所述同步带的外侧，两组所述取料工作头对应的两组所述连接座之间形成一容纳空间，所述下同步带轮位于所述容纳空间内。

进一步地，所述连接座与所述安装座之间还设有限制所述取料工作头向上移动位置的限位器，所述限位器与所述升降驱动件之间通信连接。

进一步地，所述取料工作头自供料工作台上吸取物料，其中，所述供料工作台具有第一供料工位与第二供料工位，所述第一供料工位与所述第二供料工位之间的间距与两个所述取料工作头之间的间距之间具有第一间距差，前一个所述取料工作头自所述第一供料工位取料后，所述安装座沿所述送料方向移动所述间距差后，后一个所述取料工作头再从所述第二供料工位上取料。

更进一步地，前一个所述取料工作头自所述第一供料工位上取料后沿竖直方向的上升运动，与所述安装座沿所述送料方向平移而使得后一个所述取料工作头到达所述第二供料工位的平移运动同步进行。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明的双工位物料移载装置，其中通过利用同步带机构来安装两组取料工作头，通过驱使两组取料工作头交替地下降吸取物料，以及交替地下降释放物料，在经过一次移载运动行程便可以实现两个工位的操作，提升了加工效率，还能够满足不同种类、尺寸、规格物料的移载加工要求，适应性更广。同时，该双工位物料移载装置的整体结构紧凑，在整个设备上布局时对安装空间的要求较小，尤其适用于物料种类经常更换的生产领域。

附图说明

附图1为本发明的双工位物料移载装置在加工设备中的整体布置结构示意图一；

附图2为本发明的双工位物料移载装置在加工设备中的整体布置结构示意图二；

附图3为本发明的双工位物料移载装置的整体结构示意图；

附图4为本发明的双工位物料移载装置的内部结构示意图；

附图5为本发明的双工位物料移载装置在其中一个取料工作头吸取物料时的示意图；

附图6为附图1的设备中供料模组的结构示意图；

其中：100、机台；200、导轨架；300、工件传输模组；400、供料模组；500、物料移载装置；1、安装座；2、同步带机构；21、上同步带轮；22、下同步带轮；23、同步带；231、第一带段；232、第二带段；3、取料工作头；31、连接座；311、上座体；312、连接体；313、下座体；314、限位器；32、腔体座；33、吸杆；34、吸嘴；4、负压源；5、CCD相机；50、光源；6、接料台；7、固定座；8、供料机构；80、料带；81、供料座；82、放料辊；83、导向辊；84、分离台；85、张紧辊；86、压紧气缸；87、卷料辊；9、间距调整机构；91、丝杠；92、驱动电机。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例来对本发明的技术方案作进一步的阐述。

参见图1、图2所示的一种多工位加工设备，其包括机台100、用于传输待加工工件的工件传输模组300、用于供应物料的供料模组400，以及用于取料后将取到的物料传送至待加工工件上方后释放物料的物料移载装置500，其中待加工工件沿第一方向传输，物料移载装置500从供料模组400的供料工位上取料后，运动至工件传输模组300的待加工工件上方，并将物料释放在待加工工件上以进行相应的加工操作。物料移载装置500从供料工位的上方运动至待加工工件上方的运动方向为送料方向，其运动方向为第二方向，该第二方向与上述第一方向相互垂直。此处，第一方向为X向，第二方向为Y向。

该多工位加工设备中，每个供料模组400包括具有两个供料工位的供料工作台，该两个供料工位——第一供料工位与第二供料工位，在第二方向（Y向）上间隔地分布。

物料移载装置500上具有两组取料工作头，分别自第一供料工位与第二供料工位上取料，然后再整体运动至待加工工件的上方，在待加工工件的不同加工工位上进行具体加工处理。

本实施例的多工位加工设备中，机台100的上部设置有相互平行且均沿第二方向延伸的两组导轨架200，每组导轨架200上均设置有一组物料移载装置500，机台100上沿第二方向上还间隔地设置有两组供料模组400。每组物料移载装置500对应一组供料模组400，如此，同时形成四个工位的取料移载加工操作。

参见图3至图5所示，本发明的物料移载装置500的结构及工作原理具体如下：

该物料移载装置500包括能够沿第二方向（Y向）运动的安装座1、设置在安装座1上的两组取料工作头3，以及设置在安装座1上的同步带机构2。

同步带机构2包括一上一下地设置在安装座1上的上同步带轮21和下同步带轮22、张紧在上同步带轮21与下同步带轮22上的同步带23，以及用于驱动上同步带轮21或下同步带轮22旋转的升降驱动件（图中未示出）。

该同步带23具有位于上同步带轮21与下同步带轮22之间的第一带段231与第二带段232，上述第一带段231与第二带段232相互平行且沿竖直方向延伸，两组取料工作头3分别固定安装在第一带段231与第二带段232上，且两组取料工作头3在第二方向（Y向）上间隔地设置。

升降驱动件为能够正转与反转的电机，该电机在正转与反转之间交替工作时，使得第一带段231下降且第二带段232上升，或者第一带段231上升且第二带段232下降，从而使得两组取料工作头3交替地下降取料，以及交替地下降释放物料。

该取料工作头3包括安装在第一带段231或第二带段232上的连接座31，以及安装在连接座31上的吸料头，该吸料头始终位于同步带机构2的下方。

具体地，连接座31包括上座体311、下座体313，以及连接在上座体311与下座体313同一侧之间且沿竖直方向延伸的连接体312，上座体311固定地连接在第一带段231或第二带段232上，连接体312位于同步带23的外侧，两组取料工作头3对应的两组连接座31之间形成一容纳空间，下同步带轮22位于上述容纳空间内。上述吸料头包括具有真空腔体的腔体座32、沿竖直方向延伸且能够绕自身轴心线旋转地连接在腔体座32上的吸杆33，其中，吸杆33具有与真空腔体连通的中空腔，吸杆33的底端设有吸嘴34，吸杆33旋转时带动吸嘴34同步旋转而使得吸嘴34的中心位置发生改变。此处，旋转驱动件35为电机。该取料工作头3还包括用于驱使吸杆33旋转的旋转驱动件35，此处，该旋转驱动件35为电机，该电机的座体固定安装在连接座31上。连接座31与安装座1之间还设置有用于限制取料工作头3向上移动位置的限位器314，此处该限位器314设于下座体313的上部，该限位器314与升降驱动件35的电机之间通信连接。

两组取料工作头3各自连接一个负压源4，具体地，两个腔体座32的真空腔体各自通过连接管道独立地连接有一个负压源4，这样，两组取料工作头3可以各自独立地吸取物料，或者释放物料。

该物料移载装置500还包括设置在安装座1上且用于采集取料工作头3下方工位上的图像信息的图像采集装置，该图像采集装置与旋转驱动件35之间通信连接。具体地，该图像采集装置具体包括CCD相机5，以及位于CCD相机5下方的光源50，光源50用于照亮取料工作头3下方的工位，CCD相机5拍照获取图像信息。该图像采集装置还包括图像处理器，以用于处理CCCD相机5拍照获取的图像，从该图像中获取下方工位上物料或者待加工工件的中心点，随后控制旋转驱动件35相应地工作而驱使吸杆33旋转，从而使得吸杆33底端的吸嘴34的中心位置与上述中心点对应，随后再驱使取料工作头3下降而对应地进行吸取物料或释放物料。

参见图6所示，供料模组400的结构及工作原理具体如下：

供料工作台包括分别形成第一供料工位与第二供料工位的两个接料台6，供料模组400还包括分别向两个接料台6供应被剥离的物料的两组供料机构8。具体地，两组供料机构8均安装在固定座7上，该固定座7安装在机台100上而使得供料模组400整体被固定安装在机台100上。

本实施例中，每组供料机构8均包括供料座81、用于释放料带80的放料辊82、用于对料带80进行导向的导向辊83、用于将物料从料带80上分离的分离台84、用于张紧料带80的张紧辊85，以及用于卷绕料带80的卷料辊87，其中，接料台6固定地设置在供料座81上并在料带80的传送方向上位于分离台84的前方。该供料机构8还包括用于驱使张紧辊85压紧在料带80上的压紧气缸86。卷绕有料带80的料辊自放料辊82释放，并经过导向辊83到达分离台84，在分离台84前端面的作用下，物料从料带80上被剥离，随后到达接料台6上。被剥离物料后的料带80经过张紧辊85并卷料辊87收卷。

该供料模组400中，每个接料台6分别沿平行于第一方向（X向）相对分离台84位置可调整地设置，该两个接料台6在第二方向（Y向）上相对位置可调整地设置，这样，不仅方便料带80安装时的穿带操作，同时，也为了适应不同物料的尺寸大小，而能够将两个接料台6彼此之间的间距进行相对调整，使得该供料模组400能够适应不同尺寸物料的供料。

两组供料机构8彼此相互独立地设置，两组供料机构8之间还设有用于调整两者沿平行于第一方向（X向）上相对位置的间距调整机构9，以及用于调整两者沿竖直方向相对高度位置的高度调整机构（图中未示出）。此处，该间距调整机构9包括沿X向延伸的丝杠91、用于驱动丝杠91旋转的驱动机构，与丝杠91配合的螺母则固定在其中一个供料座81的底部。此处驱动机构采用的为驱动电机92加同步带机构的方式，更利于空间上的紧凑布局。

如此，该多工位加工设备在工作时，待加工工件由工件传输模组300沿X向传输至加工工作区，其上形成对应两组物料移载装置500的两组第一加工工位与第二加工工位，两组物料移载装置500各自分别进行取料及释放物料操作，亦即同时能够实现4个加工工位上的加工。

下面以其中一组物料移载装置500、供料模组400的配合为例来说明该设备的工作过程：

当两组取料工作头3之间的间距、第一供料工位与第二供料工位之间的间距、以及第一加工工位与第二加工工位之间的间距均相同时，则，物料移载装置500先移动至供料模组400的上方，两组取料工作头3与第一供料工位、第二供料工位的位置分别对应，电机正转工作使得第一带段231向下运动，使得对应的取料工作头3下降至第一供料工位上吸取物料，随后，电机反转，使得第一带段231上升，此时，第二带段232下降直至到第二供料工位上吸取物料，继而，电机再正转，第二带段232上升，使得两组取料工作头3的高度一致或者至少不会在Y向运动的过程中与其他部件造成干涉时，驱动整个物料移载装置500沿Y向运动，从而到达待加工工件的上方。两组取料工作头3与第一加工工位、第二加工工位分别对应，与吸取物料的过程类似，两组取料工作头3交替下降，并分别在两个加工工位上释放物料，这样，一次Y向的运动行程便实现了2个工位的物料移载操作。

当两组取料工作头3之间的间距、第一供料工位与第二供料工位之间的间距，和/或第一加工工位与第二加工工位之间的间距不同时，设第一供料工位与第二供料工位之间的间距和两组取料工作头3之间的间距之间具有第一间距差，设第一加工工位与第二加工工位之间的间距和两组取料工作头3之间的间距之间具有第二间距差，则：

在吸取物料时，先让一个取料工作头3对应第一供料工位的位置，电机正转而使得该取料工作头3下降而吸取第一供料工位上的物料；随后，电机反转，该吸附有物料的取料工作头3上升，另一个取料工作头3下降，同时，整个物料移载装置500沿Y向移动，使得该另一个取料工作头3运动上述第一间距差的位移量而到达第二供料工位的上方，电机继续反转而使该取料工作头3继续下降而从第二供料工位上吸附物料。然后，电机再正转，使得两组取料工作头3到达同一高度后，整个物料移载装置500沿Y向移动到达待加工工件的上方。

在释放物料至待加工工件上进行加工操作时，与吸取物料时类似，也是先让一个取料工作头3先对应第一加工工位下降释放物料后，整个物料移载装置500沿Y向移动第二间距差的位移，使得另一个取料工作头3到达第二加工工位再下降释放物料。待两个加工工位均完成加工操作后，整个物料移载装置500再沿Y向移动而到达供料模组400上方进行下一次物料移载操作。

综上所述，本发明的多工位加工设备中，其中通过采用新型的物料移载装置500，一次运动行程便可以实现两个工位的物料移载操作，提升了加工效率，还能够满足不同种类物料的移载及加工要求，尤其是能够用于薄片状物料的移载运输，适应性更广。同时，该双工位物料移载装置的整体结构紧凑，在整个设备上布局时对安装空间的要求较小。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种双工位物料移载装置，包括安装座和设置在所述安装座上的两组取料工作头，其特征在于：所述移载装置还包括设置在所述安装座上的同步带机构，所述同步带机构包括一上一下地设置的上同步带轮与下同步带轮、张紧在所述上同步带轮与所述下同步带轮上的同步带，以及用于驱动所述上同步带轮或所述下同步带轮旋转的升降驱动件，所述同步带具有位于所述上同步带轮与所述下同步带轮之间的第一带段与第二带段，所述第一带段与所述第二带段相互平行且均沿竖直方向延伸，两组所述取料工作头分别固定地安装在所述第一带段与所述第二带段上，其中，所述安装座能够沿送料方向平移运动地设置，两组所述取料工作头在所述送料方向上间隔地设置，所述升降驱动件为能够正转与反转的电机，所述电机在正转与反转之间交替工作使得两个所述取料工作头交替地下降取料，以及交替地下降释放物料。

2.根据权利要求1所述的双工位物料移载装置，其特征在于：所述取料工作头包括安装在所述第一带段或所述第二带段上的连接座，以及安装在所述连接座上用于吸附固定物料的吸料头，所述吸料头始终位于所述同步带机构的下方。

3.根据权利要求2所述的双工位物料移载装置，其特征在于：所述吸料头包括具有真空腔体的腔体座、沿竖直方向延伸且能够绕自身轴心线旋转地连接在所述腔体座上的吸杆，以及用于驱使所述吸杆旋转的旋转驱动件，所述吸杆具有与所述真空腔体连通的中空腔，所述吸杆的底端设有吸嘴。

4.根据权利要求3所述的双工位物料移载装置，其特征在于：所述移载装置还包括设置在所述安装座上且用于采集所述取料工作头下方工位上的图像信息的图像采集装置，所述图像采集装置与所述旋转驱动件之间通信连接。

5.根据权利要求3所述的双工位物料移载装置，其特征在于：所述移载装置还包括设置在所述安装座上的两组负压源，两个所述取料工作头的所述真空腔体各自通过负压管道与两组所述负压源对应地连接。

6.根据权利要求2所述的双工位物料移载装置，其特征在于：所述连接座包括上座体、下座体，以及连接在所述上座体与所述下座体同一侧之间且沿竖直方向延伸的连接体，所述上座体固定地连接在所述第一带段上或所述第二带段上，所述吸料头固定安装在所述下座体上，所述连接***于所述同步带的外侧，两组所述取料工作头对应的两组所述连接座之间形成一容纳空间，所述下同步带轮位于所述容纳空间内。

7.根据权利要求2所述的双工位物料移载装置，其特征在于：所述连接座与所述安装座之间还设有限制所述取料工作头向上移动位置的限位器，所述限位器与所述升降驱动件之间通信连接。

8.根据权利要求1所述的双工位物料移载装置，其特征在于：所述取料工作头自供料工作台上吸取物料，其中，所述供料工作台具有第一供料工位与第二供料工位，所述第一供料工位与所述第二供料工位之间的间距与两个所述取料工作头之间的间距之间具有第一间距差，前一个所述取料工作头自所述第一供料工位取料后，所述安装座沿所述送料方向移动所述间距差后，后一个所述取料工作头再从所述第二供料工位上取料。

9.根据权利要求8所述的双工位物料移载装置，其特征在于：前一个所述取料工作头自所述第一供料工位上取料后沿竖直方向的上升运动，与所述安装座沿所述送料方向平移而使得后一个所述取料工作头到达所述第二供料工位的平移运动同步进行。

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