CN220330478U - 一种pcb面板自动化组装设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及PCB板的装配设备技术领域，具体涉及一种PCB面板自动化组装设备。该PCB面板自动化组装设备包括组装平台、PCB板上料模组、转运机械手和螺丝安装模组。组装平台的螺丝装配区设置有用于装夹PCB板的第一工装，以及用于装夹面板的第二工装。转运机械手用于向组装平台上料和转运PCB面板成品。转运机械手端部的双工位夹具的底部设置有第一工位。双工位夹具的侧壁上设置有第二工位。螺丝安装模组包括电动螺丝机和用于带动螺丝机移动至PCB板安装孔正上方的运动平台。该PCB面板自动化组装设备实现了PCB板与面板的自动化装配，优化了现有的装配流水生产线，提高了装配效率。

Description

一种PCB面板自动化组装设备

技术领域

本实用新型涉及PCB板的装配设备技术领域，具体涉及一种PCB面板自动化组装设备。

背景技术

PCB板即印制电路板，为了便于PCB板在接口一侧的装配，以及提升对接口处的防护性能，目前在PCB板的接口一侧通常设置有面板。现有技术中在向PCB板上装配面板的过程中，往往采用人工打螺丝的方式进行。然而，在大批量的装配生产过程中，人工打螺丝的方式难以保证装配的统一性，进而容易影响产品的整体质量。另一方面，人工打螺丝的装配方式往往以流水线的形式进行，大大增加了车间中装配区域的空间，降低了车间的空间利用率。

经检索，中国专利文献CN114378391A中公开了一种印刷线路板组装设备及其方法。其中，印刷线路板组装设备通过PCB板上料装置和PCB板上料机械手相互配合，将PCB板沿竖向安装到循环输送装置中，并将PCB板的顶部朝上，便于后续FPC的组装。整形装置对PCB板顶部的突触进行整形，进一步便于FPC的安装。FPC上料装置和FPC上料机械手相互配合，实现将FPC上料到PCB板的顶部。热压装置将FPC热压到PCB板中，保证每个产品的一致性。成品推出装置从下方将成品从循环输送装置中推出，便于成品机械手进行抓取，并通过出料装置出料。

由上述可知，上述印刷线路板组装设备实现了PCB板和FPC的自动化组装，提高了组装效率，保证了产品的一致性。然而，上述印刷线路板组装设备并不能实现PCB板与面板的自动装配，需要对其进行重新设计与改进。

又如，中国专利文献CN105127736A中公开了一种PCB板与外壳组装机及其组装工艺。其中，PCB板与外壳组装机采用六轴机械手与CCD视觉***、锁螺丝机构、撕胶机构、烘干机、压合机构等，智能化实现了 PCB 板与壳体装配生产线，大大提高了产能、优率。然而，上述PCB板与外壳组装机也无法实现PCB板与面板的自动化安装。

综上所述，在PCB板与面板装配的过程中，如何设计一种组装设备，用以实现PCB板与面板的自动化装配，优化现有的装配流水生产线，提高装配效率，就成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本实用新型的目的在于，为PCB板与面板装配的过程中，提供一种组装设备，用以实现PCB板与面板的自动化装配，优化现有的装配流水生产线，提高装配效率。

为实现上述目的，本实用新型采用如下方案：提出一种PCB面板自动化组装设备，包括组装平台、PCB板上料模组、转运机械手和螺丝安装模组；

所述组装平台上具有螺丝装配区，所述螺丝装配区设置有用于装夹PCB板的第一工装，所述螺丝装配区的一侧设置有用于装夹面板的第二工装；

所述PCB板上料模组安装在组装平台的一侧，用于将前一道工序来料的PCB板放置在组装平台上；

所述转运机械手用于向组装平台上料和转运PCB面板成品，所述转运机械手的端部设置有双工位夹具，所述双工位夹具的底部设置有第一工位，所述双工位夹具的侧壁上设置有第二工位，所述第一工位上设置有用于抓取面板实施上料的第一夹头，所述第二工位上设置有用于抓取PCB面板成品的第二夹头；

所述螺丝安装模组位于组装平台的一侧，所述螺丝安装模组包括电动螺丝机和用于带动螺丝机移动至PCB板安装孔正上方的运动平台，所述电动螺丝机安装在运动平台上，所述电动螺丝机的安装主轴垂直于组装平台。

作为优选，组装平台上设置有装饰条装配区，装饰条装配区设置有用于装夹PCB面板的第三工装，第三工装的底部设置有用于压合装饰条的压合设备。如此设置，便于实现PCB板、面板和装饰条的自动化组装，有利于优化PCB板的整体装配工艺，进一步提高了装配效率。

作为优选，双工位夹具的第一工位上设置有用于吸取装饰条的吸头。如此设置，有利于转运机械手在一次上料的路径规划中，同时完成对面板和装饰条的上料，优化了转运机械手的运动路径，进而提升了上料效率。

作为优选，PCB板上料模组包括转运平台、夹臂、翻转机构和旋转机构，转运平台布设于组装平台的一侧，旋转机构与转运平台的输出端相连，翻转机构与旋转机构的旋转轴相连，夹臂与翻转机构相连，翻转机构的翻转轴线垂直于旋转机构的旋转轴线。如此设置，转运平台用于带动夹臂往返于组装平台和PCB板输送带之间，便于将来料的PCB板放置在组装平台的螺丝装配区或者装饰条装配区，翻转机构用于将PCB板翻面，便于PCB板切换正、反面，用以匹配安装螺丝和压装装饰条，旋转机构用于调整PCB板在水平面内的角度，便于PCB板在组装平台上调整区域时，更加准确地进入相应的工装中。

作为优选，组装平台的底部设置有用于切换螺丝装配区和装饰条装配区的旋转气缸，旋转气缸的主轴与组装平台的底部相连。如此设置，旋转气缸用于带动组装平台在水平面内转动，有利于PCB板和面板在完成组装后远离螺丝安装模组，降低了转运机械手与螺丝安装模组发生干涉的风险，进一步保证了设备运行的稳定性。

作为优选，组装平台的一侧设置有料仓，料仓的内部设置有用于放置面板的面板料盘，料仓的内壁上设置有供面板料盘滑动的滑槽，面板料盘的侧边嵌入在滑槽内，面板料盘的一端连接有伸缩气缸，伸缩气缸的缸体安装在料仓的侧壁上，伸缩气缸的活塞杆与面板料盘相连。如此设置，料仓用于集中存储各种适用于不同PCB板的面板，伸缩气缸用于带动面板料盘进入、伸出料仓，实现了面板料盘的自动化切换，进而提升了面板上料的效率。

作为优选，多个面板料盘沿着料仓的高度方向逐层排布。如此设置，便于料仓存储更多的面板，有利于降低补充面板的频次。

作为优选，料仓的底部设置有用于放置装饰条的装饰条料盘。如此设置，有利于进一步提高面板和装饰条的上料效率。

作为优选，螺丝安装模组的一侧设置有螺丝上料设备，螺丝上料设备的输出端用于向电动螺丝机的安装主轴输送螺丝。

作为优选，转运机械手的一侧设置有成品收集架。如此设置，成品收集架用于存放完成装配的PCB板，便于成品的集中转运。

本实用新型提供的一种PCB面板自动化组装设备与现有技术相比，具有如下实质性特点和进步：该PCB面板自动化组装设备利用PCB板上料模组将PCB板放置在组装平台的第一工装内，通过转运机械手将面板放置在组装平台的第二工装内，螺丝安装模组利用电动螺丝机PCB板和面板实施组装，组装完成的PCB面板成品被转运机械手的第二夹头夹持已送至成品收集区，实现了PCB板与面板的自动化装配，优化了现有的装配流水生产线，提高了装配效率。

附图说明

图1是本实用新型实施例中一种PCB面板自动化组装设备的立体结构示意图；

图2是图1中一种PCB面板自动化组装设备的主视图；

图3是图2的俯视图；

图4是本实用新型实施例中一种PCB面板自动化组装设备中组装平台的立体结构示意图；

图5是PCB板上料模组的立体结构示意图；

图6是转运机械手的立体结构示意图；

图7是图6中转运机械手在另一视角的立体结构示意图；

图8是螺丝安装模组的立体结构示意图；

图9是料仓的立体结构示意图。

附图标记：1、机架；2、组装平台；3、PCB板上料模组；4、转运机械手；5、螺丝安装模组；6、料仓；7、成品收集架；8、螺丝上料设备；9、PCB板输送带；21、螺丝装配区；22、第一工装；23、第二工装；24、装饰条装配区；25、第三工装；26、压合设备；27、旋转气缸；31、转运平台；32、夹臂；33、翻转机构；34、旋转机构；41、机械臂；42、双工位夹具；51、运动平台；52、电动螺丝机；61、面板料盘；62、滑槽；63、伸缩气缸；64、装饰条料盘；421、第一夹头；422、第二夹头；423、吸头。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细描述。

如图1-9所示，本实用新型实施例中提出了一种PCB面板自动化组装设备，旨在实现PCB板与面板的自动化装配，优化现有的装配流水生产线，提高装配效率。

本实用新型实施例中提出的一种PCB面板自动化组装设备利用PCB板上料模组将PCB板放置在组装平台的第一工装内，通过转运机械手将面板放置在组装平台的第二工装内，螺丝安装模组利用电动螺丝机PCB板和面板实施组装，组装完成的PCB面板成品被转运机械手的第二夹头夹持已送至成品收集区，实现了PCB板与面板的自动化装配，优化了现有的装配流水生产线，提高了装配效率。

面板自动化组装设备]

如图1所示，一种PCB面板自动化组装设备包括组装平台2、PCB板上料模组3、转运机械手4和螺丝安装模组5。组装平台2、PCB板上料模组3、转运机械手4和螺丝安装模组5均安装在机架1上。

如图3结合图4所示，组装平台2上具有螺丝装配区21。螺丝装配区21设置有用于装夹PCB板的第一工装22。螺丝装配区21的一侧设置有用于装夹面板的第二工装23。

如图2所示，PCB板上料模组3安装在组装平台2的一侧，用于将前一道工序来料的PCB板放置在组装平台2上。例如，机架1的一侧设置有用于上料的PCB板输送带9，PCB板上料模组3用于将PCB板输送带9上的PCB板夹取至组装平台2。

如图3所示，转运机械手4用于向组装平台2上料和转运PCB面板成品。如图6结合图7所示，转运机械手4的端部设置有双工位夹具42。双工位夹具42的底部设置有第一工位。双工位夹具42的侧壁上设置有第二工位。第一工位上设置有用于抓取面板实施上料的第一夹头421。第二工位上设置有用于抓取PCB面板成品的第二夹头422。

如图3结合图8所示，螺丝安装模组5位于组装平台2的一侧。螺丝安装模组5包括电动螺丝机52和用于带动螺丝机移动至PCB板安装孔正上方的运动平台51。电动螺丝机52安装在运动平台51上，电动螺丝机52的安装主轴垂直于组装平台2。

如图2所示，螺丝安装模组5的一侧设置有螺丝上料设备8。螺丝上料设备8的输出端用于向电动螺丝机52的安装主轴输送螺丝。

如图1所示，转运机械手4的一侧设置有成品收集架7。如此设置，成品收集架7用于存放完成装配的PCB板，便于成品的集中转运。

组装平台]

为了适配于加装装饰条的PCB板的装配工艺，如图4所示，组装平台2上设置有装饰条装配区24。装饰条装配区24设置有用于装夹PCB面板的第三工装25。第三工装25的底部设置有用于压合装饰条的压合设备26。如此设置，便于实现PCB板、面板和装饰条的自动化组装，有利于优化PCB板的整体装配工艺，进一步提高了装配效率。

如图3所示，为了便于PCB板组装平台2上两个装配区的切换，在组装平台2的底部设置有用于切换螺丝装配区21和装饰条装配区24的旋转气缸27。旋转气缸27的主轴与组装平台2的底部相连。如此设置，旋转气缸27用于带动组装平台2在水平面内转动，有利于PCB板和面板在完成组装后远离螺丝安装模组5，降低了转运机械手4与螺丝安装模组5发生干涉的风险，进一步保证了设备运行的稳定性。

板上料模组]

为了进一步兼容加装装饰条的PCB板的装配工艺，如图5所示，PCB板上料模组3包括转运平台31、夹臂32、翻转机构33和旋转机构34。转运平台31布设于组装平台2的一侧。旋转机构34与转运平台31的输出端相连。翻转机构33与旋转机构34的旋转轴相连。夹臂32与翻转机构33相连。翻转机构33的翻转轴线垂直于旋转机构34的旋转轴线。

如此设置，转运平台31用于带动夹臂32往返于组装平台2和PCB板输送带9之间，便于将来料的PCB板放置在组装平台2的螺丝装配区21或者装饰条装配区24。翻转机构33用于将PCB板翻面，便于PCB板切换正、反面，用以匹配安装螺丝和压装装饰条。旋转机构34用于调整PCB板在水平面内的角度，便于PCB板在组装平台2上调整区域时，更加准确地进入相应的工装中。

转运机械手]

如图7所示，双工位夹具42的第一工位上设置有用于吸取装饰条的吸头423。如此设置，有利于转运机械手4在一次上料的路径规划中，同时完成对面板和装饰条的上料，优化了转运机械手4的运动路径，进而提升了上料效率。例如，在机械臂41的驱动下，双工位夹具42的第一工位能够同时对面板和装饰条形成夹取。

料仓]

如图1所示，组装平台2的一侧设置有料仓6。结合图9所示，料仓6的内部设置有用于放置面板的面板料盘61。料仓6的内壁上设置有供面板料盘61滑动的滑槽62。面板料盘61的侧边嵌入在滑槽62内。面板料盘61的一端连接有伸缩气缸63。伸缩气缸63的缸体安装在料仓6的侧壁上。伸缩气缸63的活塞杆与面板料盘61相连。

其中，料仓6用于集中存储各种适用于不同PCB板的面板，伸缩气缸63用于带动面板料盘61进入、伸出料仓6，实现了面板料盘61的自动化切换，进而提升了面板上料的效率。

例如，多个面板料盘61沿着料仓6的高度方向逐层排布。如此设置，便于料仓6存储更多的面板，有利于降低补充面板的频次。面板料盘61的个数可根据实际生产装配需要选用合适的个数，优选为3-6个。

如图9所示，料仓6的底部设置有用于放置装饰条的装饰条料盘64。如此设置，有利于进一步提高面板和装饰条的上料效率。

组装流程]

本实用新型实施例中提出的一种PCB面板自动化组装设备使用时，包括如下步骤：

转运机械手4上料：包括面板和装饰条，双工位夹具42通过第一工位上的第一夹头421和吸头423分别对面板和装饰条实施抓取，并在机械臂41的驱动下放置到组装平台2的相应的装配区。

PCB板上料：PCB板上料模组3从PCB板输送带9上上抓取PCB板放置到装饰条的上方，随后利用压合设备26对装饰条实施压合操作，完成装饰条与PCB板的组装。

PCB板翻转变位：完成装饰条压合动作后，PCB板上料模组3中的翻转机构33将PCB板翻一个面，通过翻转机构33装置将安装装饰条的PCB板在水平面内旋转180度，并配合旋转装置使其到达螺丝装配区21的第一工装22内。

面板装配：在螺丝装配区21，第二工装23将面板垂直于PCB板放置，螺丝安装模组5中的电动螺丝机52利用螺丝将PCB板和面板装配在一起，完成组装过程。

最终，组装完成的PCB面板成品被转运机械手4的第二夹头422夹持已送至成品收集区。如此一来，该PCB面板自动化组装设备实现了PCB板与面板的自动化装配，优化了现有的装配流水生产线，提高了装配效率。

本实用新型不局限于上述实施例所述的具体技术方案，除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。对于本领域的技术人员来说，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等形成的技术方案，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种PCB面板自动化组装设备，其特征在于，包括组装平台（2）、PCB板上料模组（3）、转运机械手（4）和螺丝安装模组（5）；

所述组装平台（2）上具有螺丝装配区（21），所述螺丝装配区（21）设置有用于装夹PCB板的第一工装（22），所述螺丝装配区（21）的一侧设置有用于装夹面板的第二工装（23）；

所述PCB板上料模组（3）安装在组装平台（2）的一侧，用于将前一道工序来料的PCB板放置在组装平台（2）上；

所述转运机械手（4）用于向组装平台（2）上料和转运PCB面板成品，所述转运机械手（4）的端部设置有双工位夹具（42），所述双工位夹具（42）的底部设置有第一工位，所述双工位夹具（42）的侧壁上设置有第二工位，所述第一工位上设置有用于抓取面板实施上料的第一夹头（421），所述第二工位上设置有用于抓取PCB面板成品的第二夹头（422）；

所述螺丝安装模组（5）位于组装平台（2）的一侧，所述螺丝安装模组（5）包括电动螺丝机（52）和用于带动螺丝机移动至PCB板安装孔正上方的运动平台（51），所述电动螺丝机（52）安装在运动平台（51）上，所述电动螺丝机（52）的安装主轴垂直于组装平台（2）。

2.根据权利要求1所述的一种PCB面板自动化组装设备，其特征在于，所述组装平台（2）上设置有装饰条装配区（24），所述装饰条装配区（24）设置有用于装夹PCB面板的第三工装（25），所述第三工装（25）的底部设置有用于压合装饰条的压合设备（26）。

3.根据权利要求2所述的一种PCB面板自动化组装设备，其特征在于，所述双工位夹具（42）的第一工位上设置有用于吸取装饰条的吸头（423）。

4.根据权利要求2所述的一种PCB面板自动化组装设备，其特征在于，所述PCB板上料模组（3）包括转运平台（31）、夹臂（32）、翻转机构（33）和旋转机构（34），所述转运平台（31）布设于组装平台（2）的一侧，所述旋转机构（34）与转运平台（31）的输出端相连，所述翻转机构（33）与旋转机构（34）的旋转轴相连，所述夹臂（32）与翻转机构（33）相连，所述翻转机构（33）的翻转轴线垂直于旋转机构（34）的旋转轴线。

5.根据权利要求4所述的一种PCB面板自动化组装设备，其特征在于，所述组装平台（2）的底部设置有用于切换螺丝装配区（21）和装饰条装配区（24）的旋转气缸（27），所述旋转气缸（27）的主轴与组装平台（2）的底部相连。

6.根据权利要求1所述的一种PCB面板自动化组装设备，其特征在于，所述组装平台（2）的一侧设置有料仓（6），所述料仓（6）的内部设置有用于放置面板的面板料盘（61），所述料仓（6）的内壁上设置有供面板料盘（61）滑动的滑槽（62），所述面板料盘（61）的侧边嵌入在滑槽（62）内，所述面板料盘（61）的一端连接有伸缩气缸（63），所述伸缩气缸（63）的缸体安装在料仓（6）的侧壁上，所述伸缩气缸（63）的活塞杆与面板料盘（61）相连。

7.根据权利要求6所述的一种PCB面板自动化组装设备，其特征在于，多个面板料盘（61）沿着料仓（6）的高度方向逐层排布。

8.根据权利要求6所述的一种PCB面板自动化组装设备，其特征在于，所述料仓（6）的底部设置有用于放置装饰条的装饰条料盘（64）。

9.根据权利要求1所述的一种PCB面板自动化组装设备，其特征在于，所述螺丝安装模组（5）的一侧设置有螺丝上料设备（8），所述螺丝上料设备（8）的输出端用于向电动螺丝机（52）的安装主轴输送螺丝。

10.根据权利要求1所述的一种PCB面板自动化组装设备，其特征在于，所述转运机械手（4）的一侧设置有成品收集架（7）。