CN113858183A - 一种基于六向压力反馈的全自动机械手 - Google Patents

一种基于六向压力反馈的全自动机械手 Download PDF

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李玉光
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Abstract

本发明公开了一种基于六向压力反馈的全自动机械手，包括上料机构、承载平台、机械手，所述机械手包括三轴机械臂、压力传感器、吸附平台，所述三轴机械臂所在的下端部设置设置有六组连接孔，并在连接孔内通过伸缩件与微型连接柱连接，同时所述微型连接柱所在下端部连接吸附平台，所述微型连接柱所正对的吸附平台前端部均设置压力传感器，所述吸附平台对料盘件上的晶元基板进行吸附，再通过三轴机械臂进行转移。本装置的吸附平台首先与晶元基板接触后，根据接触时的压力反馈，调整吸附平台的相对位置与晶元基板相适配，极大提高了晶元基板在转移过程中的精准度，提高了转运效率。

Description

一种基于六向压力反馈的全自动机械手
技术领域
本发明属于机械手设备技术领域，具体涉及一种基于六向压力反馈的全自动机械手。
背景技术
目前贴附机主要用于电气元器件的贴装工序。一般采用玻璃平台、贴附头由精密滚珠丝杠传动，保证位置精度。
在中国专利申请号CN201921155835.9中公开了一种用于蓝膜晶元封装的转动换位装置，包括支座、底板和工作台，工作台上放置待换位的石墨盘，转动换位装置还包括活动臂和设置在所述工作台上方的转动支架，转动支架上设置有能够吸附并提起所述石墨盘的吸嘴，活动臂的一端通过水平调节机构和竖直调节机构活动安装在所述支座上，活动臂的另一端固定设置有转动气缸，转动气缸的转动轴固定连接所述转动支架并能驱动所述转动支架沿水平方向转动，通过吸嘴吸附并提起石墨盘，同时在转动气缸的驱动下实现石墨盘的转动换位，进而节约了人力成本，实现了生产的自动化。
现在的贴附机在实际的使用过程中没有压力反馈***，只是在保证贴附平台平面度，在此基础上经过调试得出最佳贴附位置，进行贴敷，但是后续的贴附过程中没有实时的压力反馈***，没有进行实时监控，若平台平面度发生变化，需重新调试，无法进行连续性生产，严重影响了贴片点胶的进度。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于六向压力反馈的全自动机械手，解决了现有技术中存在的上述技术问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种基于六向压力反馈的全自动机械手，包括上料机构、承载平台、机械手，
所述上料机构包括上料箱体、推料气缸、上料飞达，所述推料气缸设置于上料箱体所在的侧边位置，同时在上料箱体内叠放有料盘件，通过所述上料飞达将位于最上方的料盘件推出上料箱体，同时推料气缸将位于上料箱体内的料盘件向上抬升一个料盘件工位；
所述承载平台上设置有第一滑道和第二滑道，第二滑道位于第一滑道的上方，并在连接处呈交差分布，所述料盘件被推至第一滑道与第二滑道连接处，通过底部的顶升件使料盘件脱离第一滑道并转向后被抬升到第二滑道上；
所述机械手包括三轴机械臂、压力传感器、吸附平台，所述三轴机械臂所在的下端部设置设置有六组连接孔，并在连接孔内通过伸缩件与微型连接柱连接，同时所述微型连接柱所在下端部连接吸附平台，所述微型连接柱所正对的吸附平台前端部均设置压力传感器，所述吸附平台对料盘件上的晶元基板进行吸附，再通过三轴机械臂进行转移。
进一步的，所述吸附平台所在的表面设置有多组吸附孔，且吸附孔通过同一端口与外设的负压吸附装置连接。
进一步的，所述压力传感器所在的下表面与吸附平台平齐。
进一步的，所述压力传感器所感应到的压力反馈给控制中心，同时通过该控制中心控制连接孔内伸缩件的伸缩运动，以实现伸缩件前端部的微型连接柱向下伸出直至吸附平台的下表面平齐。
进一步的，所述三轴机械臂所在的下方实现吸附平台在度平面方向的转动。
进一步的，所述第二滑道所在的中部位置设置有夹紧寸动机构，通过所述夹紧寸动机构对传输在第二滑道上的料盘件进行夹紧制动；
所述第二滑道所在的末端部设置有推料杆件，通过所述推料杆件对转运的料盘件进行推动操作。
所述的基于六向压力反馈的全自动机械手的使用方法，包括以下步骤：
S1、首先将上料机构内承载有产品压盖的料盘件推出至第一滑道，在顶升件的推动作用下移动至与第二滑道的结合处；
S2、启动顶升件顶升料盘件，同时旋转料盘件至料盘件嵌装在第二滑道上，在第二滑道的端部推料杆件的推动作用下，实现在第二滑道与传动带之间形成的通道上滑动，随后移动到机械手所在区域，并通过夹紧寸动机构对第二滑道上滑动的料盘件固定；
S3、通过机械手的三轴机械臂驱动至料盘件的上方，随后驱动三轴机械臂下方的吸附平台正对在料盘件的晶元基板上，并移动吸附平台至与晶元基板的上表面；
S4、吸附平台上表面上设置的压力传感器感应接触晶元基板所在位置的压力值并反馈给控制中心，控制中心接收到反馈的压力值，并通过调节伸缩件，实现对吸附平台所在的下表面与晶元基板所在的上表面平齐并贴合，直至各个压力传感器的压力值在误差范围内，则停止所对应的伸缩件停止驱动调整，再启动吸附孔进行吸附操作；
S5、控制三轴机械臂将吸附的晶元基板进行转移。
进一步的，所述S4中，各个压力传感器压力值达到0.4-0.5Mpa之间。
本发明的有益效果：
1、本装置吸附平台首先与晶元基板接触后，根据接触时的压力反馈，调整吸附平台的相对位置与晶元基板相适配，极大提高了晶元基板在转移过程中的精准度，提高了转运效率。
2、本装置通过上料机构、承载平台，实现自动化对料盘件上承载的晶元基板自动化上料操作。
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，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是本发明实施例的使用流程示意图；
图2是本发明实施例的整体结构示意图；
图3是本发明实施例的侧面视角结构示意图；
图4是本发明实施例的A处部分结构示意图；
图5是本发明实施例的机械手整体结构示意图；
图6是本发明实施例的机械手端部部分结构示意图；
图7是本发明实施例的机械手端部截面结构示意图；
图8是本发明实施例的吸附平台结构示意图。
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它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图2、图3所示，本发明实施例提供一种基于六向压力反馈的全自动机械手，包括上料机构1、承载平台2、机械手3，
上料机构1包括上料箱体11、推料气缸12、上料飞达13，推料气缸12设置于上料箱体11所在的侧边位置，同时在上料箱体11内上下叠放有料盘件101，通过上料飞达13将位于最上方的料盘件101推出上料箱体11，最上方的料盘件101被推送到第一滑道201上，在推料气缸12向上的推动作用下，及时将下方的料盘件101向上抬升，即将位于上料箱体11内的料盘件101向上抬升一个料盘件101工位，料盘件101上承载有多个晶元基板1011。
如图4所示，承载平台2上设置有第一滑道201和第二滑道202，第二滑道202位于第一滑道201的上方，并在连接处呈交差分布，料盘件101被推至第一滑道201与第二滑道202连接处，通过底部的顶升件21使料盘件101脱离第一滑道201并转向后被抬升到第二滑道202上；第二滑道202所在的中部位置设置有夹紧寸动机构2021，通过夹紧寸动机构2021对传输在第二滑道202上的料盘件101进行夹紧制动；第二滑道202所在的末端部设置有推料杆件2022，通过推料杆件2022对转运的料盘件101进行推动操作。
如图5、图6所示，机械手3包括三轴机械臂31、压力传感器32、吸附平台33，三轴机械臂31所在的下端部设置设置有六组连接孔301，并在连接孔301内通过伸缩件321与微型连接柱311连接，同时微型连接柱311所在下端部连接吸附平台33，如图7、图8所示，微型连接柱311所正对的吸附平台33前端部均设置压力传感器32，吸附平台33对料盘件101上的晶元基板1011进行吸附，再通过三轴机械臂31进行转移；吸附平台33所在的表面设置有多组吸附孔331，且吸附孔331通过同一端口与外设的负压吸附装置连接。三轴机械臂31所在的下方实现吸附平台33在360度平面方向的转动。
压力传感器32所在的下表面与吸附平台33平齐；压力传感器32所感应到的压力反馈给控制中心，同时通过该控制中心控制连接孔301内伸缩件321的伸缩运动，以实现伸缩件321前端部的微型连接柱311向下伸出直至吸附平台33的下表面平齐。
下料机构4包括滑轨41、移载模块42，移载模块42在底部与滑轨41滑动连接并沿滑轨41的延伸方向滑动，移载模块12用于转运从第二滑道202端部推出的料盘件101。
如图1所示，基于六向压力反馈的全自动机械手的使用方法，包括以下步骤：
S1、首先上料飞达13将上料机构1内承载有产品压盖的料盘件101推出至第一滑道201，在顶升件21的推动作用下移动至与第二滑道202的结合处。
S2、启动顶升件21顶升料盘件101，同时旋转料盘件101至料盘件101嵌装在第二滑道202上，在第二滑道202的端部推料杆件2022的推动作用下，实现在第二滑道202与传动带2021之间形成的通道上滑动，随后移动到机械手3所在区域，并通过夹紧寸动机构2021对第二滑道202上滑动的料盘件101固定。
S3、通过机械手3的三轴机械臂31驱动至料盘件101的上方，随后驱动三轴机械臂31下方的吸附平台33正对在料盘件101的晶元基板1011上，并移动吸附平台33至与晶元基板1011的上表面。
S4、吸附平台33上表面上设置的压力传感器32感应接触晶元基板1011所在位置的压力值并反馈给控制中心，控制中心接收到反馈的压力值，并通过调节伸缩件321，实现对吸附平台33所在的下表面与晶元基板1011所在的上表面平齐并贴合，直至各个压力传感器32的压力值在误差范围内(各个压力传感器32压力值达到0.4-0.5Mpa之间)，则停止所对应的伸缩件321停止驱动调整，再启动吸附孔331进行吸附操作。
S5、控制三轴机械臂31将吸附的晶元基板1011进行转移。
由于晶元基板1011质地较硬，如果不通过吸附平台33的矫正，当晶元基板1011本身发生位置偏移时，就容易造成晶元基板1011在点胶后二次转移过程中，会造成晶元基板1011无法精准适配在料盘件101的位槽内，导致脱落甚至晶元基板1011被挤压损坏。
本装置通过吸附平台首先与晶元基板接触后，根据接触时的压力反馈，调整吸附平台的相对位置与晶元基板相适配，极大提高了晶元基板在转移过程中的精准度，提高了转运效率。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (8)

1.一种基于六向压力反馈的全自动机械手，包括上料机构(1)、承载平台(2)、机械手(3)，其特征在于：
所述上料机构(1)包括上料箱体(11)、推料气缸(12)、上料飞达(13)，所述推料气缸(12)设置于上料箱体(11)所在的侧边位置，同时在上料箱体(11)内叠放有料盘件(101)，通过所述上料飞达(13)将位于最上方的料盘件(101)推出上料箱体(11)，同时推料气缸(12)将位于上料箱体(11)内的料盘件(101)向上抬升一个料盘件(101)工位；
所述承载平台(2)上设置有第一滑道(201)和第二滑道(202)，第二滑道(202)位于第一滑道(201)的上方，并在连接处呈交差分布，所述料盘件(101)被推至第一滑道(201)与第二滑道(202)连接处，通过底部的顶升件(21)使料盘件(101)脱离第一滑道(201)并转向后被抬升到第二滑道(202)上；
所述机械手(3)包括三轴机械臂(31)、压力传感器(32)、吸附平台(33)，所述三轴机械臂(31)所在的下端部设置设置有六组连接孔(301)，并在连接孔(301)内通过伸缩件(321)与微型连接柱(311)连接，同时所述微型连接柱(311)所在下端部连接吸附平台(33)，所述微型连接柱(311)所正对的吸附平台(33)前端部均设置压力传感器(32)，所述吸附平台(33)对料盘件(101)上的晶元基板(1011)进行吸附，再通过三轴机械臂(31)进行转移。
2.根据权利要求1所述的基于六向压力反馈的全自动机械手，其特征在于，所述吸附平台(33)所在的表面设置有多组吸附孔(331)，且吸附孔(331)通过同一端口与外设的负压吸附装置连接。
3.根据权利要求1所述的基于六向压力反馈的全自动机械手，其特征在于，所述压力传感器(32)所在的下表面与吸附平台(33)平齐。
4.根据权利要求2所述的基于六向压力反馈的全自动机械手，其特征在于，所述压力传感器(32)所感应到的压力反馈给控制中心，同时通过该控制中心控制连接孔(301)内伸缩件(321)的伸缩运动，以实现伸缩件(321)前端部的微型连接柱(311)向下伸出直至吸附平台(33)的下表面平齐。
5.根据权利要求1所述的基于六向压力反馈的全自动机械手，其特征在于，所述三轴机械臂(31)所在的下方实现吸附平台(33)在360度平面方向的转动。
6.根据权利要求1所述的基于六向压力反馈的全自动机械手，其特征在于，
所述第二滑道(202)所在的中部位置设置有夹紧寸动机构(2021)，通过所述夹紧寸动机构(2021)对传输在第二滑道(202)上的料盘件(101)进行夹紧制动；
所述第二滑道(202)所在的末端部设置有推料杆件(2022)，通过所述推料杆件(2022)对转运的料盘件(101)进行推动操作。
7.根据权利要求1-6任一项所述的基于六向压力反馈的全自动机械手的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、首先将上料机构(1)内承载有产品压盖的料盘件(101)推出至第一滑道(201)，在顶升件(21)的推动作用下移动至与第二滑道(202)的结合处；
S2、启动顶升件(21)顶升料盘件(101)，同时旋转料盘件(101)至料盘件(101)嵌装在第二滑道(202)上，在第二滑道(202)的端部推料杆件(2022)的推动作用下，实现在第二滑道(202)与传动带(2021)之间形成的通道上滑动，随后移动到机械手(3)所在区域，并通过夹紧寸动机构(2021)对第二滑道(202)上滑动的料盘件(101)固定；
S3、通过机械手(3)的三轴机械臂(31)驱动至料盘件(101)的上方，随后驱动三轴机械臂(31)下方的吸附平台(33)正对在料盘件(101)的晶元基板(1011)上，并移动吸附平台(33)至与晶元基板(1011)的上表面；
S4、吸附平台(33)上表面上设置的压力传感器(32)感应接触晶元基板(1011)所在位置的压力值并反馈给控制中心，控制中心接收到反馈的压力值，并通过调节伸缩件(321)，实现对吸附平台(33)所在的下表面与晶元基板(1011)所在的上表面平齐并贴合，直至各个压力传感器(32)的压力值在误差范围内，则停止所对应的伸缩件(321)停止驱动调整，再启动吸附孔(331)进行吸附操作；
S5、控制三轴机械臂(31)将吸附的晶元基板(1011)进行转移。
8.格局权利要求7所示的基于六向压力反馈的全自动机械手的使用方法，其特征在于，所述S4中，各个压力传感器(32)压力值达到0.4-0.5Mpa之间。
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