CN102167226A - 取放料装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种取放料装置。该取放料装置体积小、适应场合广、造价低且都用电机驱动来保证精度的取放料装置，能解决高端产品的价位问题，又能解决低端产品的技术问题的取放料装置。所述取放料装置由ㄈ型机架、依次安装在ㄈ型机架内的滑轨机构、与滑轨机构连接并可上、下贯穿于该ㄈ型机架的吸头模组、吸头模组侧安装的驱动模组、以及由驱动模组带动吸头模组联动的连动机构组成。

Description

取放料装置

技术领域

本发明涉及一种取放料装置，用于各种轻小物体的自动吸取和物料任意角度调整和自动放料的功能，如：各种贴片电子元件的自动化贴装、烧录、检测、分选等，也可用于医药、生物的自动化装载、分类。尤其在电子行业中，以自动化取代人工的大趋势下，更迫切需要一种体积小、造价低、可靠、实用的吸取装置，来满足各种自动化设备的需求。

背景技术

目前现有的取放料装置，种类繁多，但趋于两极化，一类是较高端的产品，这类产品一般有针对性，只为一种或者某种设备设计，比如自动化贴片机的取放料装置，这类产品体积较大，内部结构复杂，吸取物料和物料旋转方向都是用精度较高的步进电机或伺服电机驱动，制造成本非常高，对于一些小型化，价值较低的自动化设备就不实用。第二类属于低端产品，结构虽然简单，成本较低，一般采用气动来实现上下运动，电机实现旋转运动，由于气动不能在运动过程中实现加减速运动，造成惯性大，出错率很高，对于一些无高压气源的场合就不实用，另外整体速度慢，效率低。

所以现在市场就需要一种体积小、适应场合广、造价低且都用步进电机驱动来保证精度的取放料装置，能解决高端产品的价位问题，又能解决低端产品的技术问题的中间实用产品。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足之处，提供一种      体积小、适应场合广、造价低且都用电机驱动来保证精度的取放料装置，有效地解决了高端产品的价位问题，又能解决低端产品的技术问题的取放料装置。

本发明的技术解决方案是所述取放料装置，其特殊之处在于：由ㄈ型机架、依次安装在ㄈ型机架内的滑轨机构、与滑轨机构连接并可上、下贯穿于该ㄈ型机架的吸头模组、吸头模组侧安装的驱动模组、以及由驱动模组带动吸头模组联动的连动机构组成。

作为优选：

所述吸头模组由自ㄈ型机架顶支撑板贯穿ㄈ型机架内部的进气套管、旋转电机、进气套管内套装的旋转电机机轴成型为用于空气流通通道的中空轴、进气套管与旋转电机机轴之间安装用于保证旋转电机上、下运动或者旋转时不漏气的真空密封圈、旋转电机与进气套管之间套设的弹簧、旋转电机连接自ㄈ型机架底支撑板贯穿ㄈ型机架外部的气路连接管、气路连接管连接的吸头组成。

作为优选：

所述吸头模组由自ㄈ型机架顶支撑板贯穿ㄈ型机架内部的进气套管、进气套管内套装的中空轴、中空轴连接的中空固定座、进气套管与中空固定座之间的的中空轴上套装的弹簧、与中空固定座连接自ㄈ型机架底支撑板贯穿ㄈ型机架外部的气路连接管、气路连接管连接的吸头组成。

作为优选：

所述吸头模组由自ㄈ型机架顶支撑板贯穿ㄈ型机架内部的进气套管、进气套管内套装的旋转电机机轴成型为用于空气流通通道的中空轴、旋转电机、旋转电机连接自ㄈ型机架底支撑板贯穿ㄈ型机架外部的气路连接管、气路连接管连接的吸头组成。

作为优选：

所述驱动模组由安装在ㄈ型机架顶支撑板上的驱动电机、穿设ㄈ型机架顶支撑板的驱动电机机轴、驱动电机机轴连接ㄈ型机架内的联轴器、套装在ㄈ型机架底支撑板穿孔内的定位轴承、套装联轴器与定位轴承轴孔内的旋转轴组成。

作为优选：

所述连动机构由联轴器与定位轴承轴心孔内依次套装的旋转轴上径向穿套的轴承销柱、轴承销柱上安装的旋转轴承、轴向穿套的旋转凸轮、吸头挂板、吸头挂板与定位轴承之间的旋转轴上套装的弹簧、分别固设在ㄈ型机架导轨滑块与吸头挂板上用于安装旋转电机的L型吸头架的L型吸头架组成。

作为优选：所述旋转凸轮由位于ㄈ型机架底支撑板一侧的端面，该端面下部成型的斜曲面凸轮组成。

作为优选：

所述连动机构由ㄈ型机架驱模组的轴上依次套装的旋转凸轮、旋转凸轮顶部经吸头连接柱连接与旋转凸轮同轴心的吸头挂板、分别固设在ㄈ型机架导轨滑块与吸头挂板上用于安装旋转电机的L型吸头架的L型吸头架、穿套旋转凸轮轴心后所延伸的旋转轴、该旋转轴上径向穿套的轴承销柱、轴承销柱上安装的旋转轴承组成；所述旋转凸轮的斜曲面与旋转轴承的旋转面相吻合；当驱动电机启动后，驱动电机的平面圆周运动转化为旋转凸轮的垂直运动；旋转凸轮的垂直运动带动吸头模组的运动。

作为优选：

所述旋转凸轮由位于联轴器一侧的端面，该端面下部成型的斜曲面凸轮组成。

作为优选：

所述滑轨机构由纵向覆设在ㄈ型机架纵梁内壁上的导轨、嵌套在该导轨上并可沿其滑动的滑块组成。

与现有技术相比，本发明的优点是：

⑴本装置采用一大一小两个步进电机，来保证精度和运动中的平滑度，

结构紧凑简洁，可实现取放料共计0.3秒，旋转角度360度/0.5秒，并且可同步运行取料和旋转，效率高，

⑵本装置已制作成模块化，更换安装方便，可在很小的空间下同时安装多吸头，使每次移位能吸取更多的物料。

⑶每个吸料模组各自独立互不关系。

⑷本装置适用面广，可广泛用于各种轻小物体的自动吸取设备，如：各种贴片电子元件的自动化贴装、烧录、检测、分选等，也可用于医药、生物的自动化装载、分类。尤其在电子行业中，以自动化取代人工的大趋势下，更迫切需要一种体积小、造价低、可靠、实用的吸取装置，来满足各种自动化设备的需求。

附图说明

图1是本发明取放料装置第一实施例的结构分解示意图。

图2是本发明取放料装置第一实施例的主视图。

图3是本发明取放料装置第一实施例的右视图。

图4是本发明取放料装置第一实施例的左视图。

图5～图7是本发明取放料装置第一实施例动作状态分解示意图。

图8是本发明取放料装置第一实施例吸头模组的主视图。

图9是本发明取放料装置第一实施例吸头模组的左视图。

图10是图9的A-A剖面视图。

图11是本发明取放料装置第二实施例的结构示意图。

图12是图11的B-B剖面视图。

图13是本发明取放料装置第三实施例的结构示意图。

主要组件符号说明：

机架1  纵梁11  顶支撑板12  底支撑板13  滑轨机构2  导轨21  滑块22  吸头模组3  进气套管31  旋转电机32  中空轴321 中空固定座322  真空密封圈33  弹簧34  气路连接管35  吸头36  吸头连接柱361  驱动模组4  驱动电机41  电机机轴411  联轴器42  定位轴承43 旋转轴44  连动机构5  旋转凸轮51  吸头挂板52  L型吸头架53  轴承销柱54  旋转轴承55 。

具体实施方式

本发明下面将结合附图作进一步详述：

图1至图10示出了本发明的第一个实施例。

请参阅图1、图2所示，在本实施例中，所述取放料装置由ㄈ型机架1、依次安装在ㄈ型机架1内的滑轨机构2、与滑轨机构2连接并可上、下贯穿于该ㄈ型机架的吸头模组3、吸头模组3侧安装的驱动模组4、以及由驱动模组4带动吸头模组3联动的连动机构5组成。

请参阅图8～图10所示，所述吸头模组3由自ㄈ型机架顶支撑板12贯穿ㄈ型机架1内部的进气套管31、旋转电机32、进气套管31内套装的旋转电机机轴321成型为用于空气流通通道的中空轴、进气套管31与旋转电机机轴321之间安装用于保证旋转电机32上、下运动或者旋转时不漏气的真空密封圈33、旋转电机32与进气套管31之间套设的弹簧34、旋转电机32连接自ㄈ型机架1底支撑板13贯穿ㄈ型机架1外部的气路连接管35、气路连接管35连接的吸头36组成。

请参阅图5～图7所示，所述驱动模组4由安装在ㄈ型机架顶支撑板12上的驱动电机41、穿设ㄈ型机架顶支撑板12的驱动电机机轴411、驱动电机机轴411连接ㄈ型机架1内的联轴器42、套装在ㄈ型机架底支撑板13穿孔内的定位轴承43、套装联轴器42与定位轴承43轴孔内的旋转轴44组成。

请参阅图1、图5～图7所示，所述连动机构5由ㄈ型机架驱模组旋转轴44上依次套装的旋转凸轮51、旋转凸轮51顶部经吸头连接柱361连接与旋转凸轮51同轴心的吸头挂板52、分别固设在ㄈ型机架导轨滑块22与吸头挂板52上用于安装旋转电机32的L型吸头架的L型吸头架53、穿套旋转凸轮51轴心后所延伸的旋转轴44、该旋转轴44上径向穿套的轴承销柱54、轴承销柱54上安装的旋转轴承55组成；所述旋转凸轮51的斜曲面与旋转轴承55的旋转面相吻合；当驱动电机41启动后，驱动电机41的平面圆周运动转化为旋转凸轮51的垂直运动；旋转凸轮51的垂直运动带动吸头模组3的运动。

请参阅图1所示，所述滑轨机构2由纵向覆设在ㄈ型机架1纵梁11内壁上的导轨21、嵌套在该导轨21上并可沿其滑动的滑块22组成。

工作原理：

当启动驱动电机41后，旋转轴44随之转动，位于旋转轴44上垂直穿套的轴承销柱54 、旋转轴承55的旋转面直接作用于旋转凸轮51的斜曲面，这样，驱动电机41的平面圆周运动则转化为旋转凸轮51的垂直运动；又由于旋转凸轮51所连接的吸头挂板52也连接于L型吸头架53，旋转凸轮51的垂直运动带动了吸头模组3的上、下运动。此时，启动旋转电机32，旋转电机32吸到物料B后带动吸头36一起旋转实现对物料的方向角度的控制，由于旋转电机32的机轴411是中空的，所以旋转电机32不仅实现了物料旋转方向的功能也起到了导通气路的作用，这是整个装置体积较小的关键原因。另外，该取放料装置具有对物料高度自适应的功能，如图5、图6、图7所示，由于物料A高度较高，吸料时吸头36已顶住物料A，旋转凸轮51与旋转轴承55自然脱开，不会发生硬碰撞，放料是同样道理。当吸取物料B时，驱动电机41停留的角度为零时，驱动电机41带动旋转轴44转180度就把物料吸取到了最高点，类似物料C的状态。驱动电机41只要不停的旋转，旋转凸轮51就会不停的上、下运动，通过控制驱动电机41转速，使旋转凸轮51的上、下移动实现加减速运动，避免了惯性过大问题。

图11、图12示出了本发明的第二个实施例。

请参阅图11所示，在本实施例中，当吸取物料不需要进行旋转或角度运动调整时，所述取放料装置由ㄈ型机架1、依次安装在ㄈ型机架1内的滑轨机构2、与滑轨机构2连接并可上、下贯穿于该ㄈ型机架的吸头模组3、吸头模组3侧安装的驱动模组4、以及由驱动模组4带动吸头模组3联动的连动机构5组成。

请参阅图12所示，所述吸头模组3由自ㄈ型机架1顶支撑板12贯穿ㄈ型机架1内部的进气套管31、进气套管31内套装的中空轴321、中空轴321连接的中空固定座322、进气套管31与中空固定座322之间的中空轴321上套装的弹簧34、与中空固定座322连接自ㄈ型机架底支撑板13贯穿ㄈ型机架1外部的气路连接管35、气路连接管35连接的吸头36组成。

请参阅图11所示，所述驱动模组4由安装在ㄈ型机架顶支撑板12上的驱动电机41、穿设ㄈ型机架顶支撑板12的驱动电机机轴411、驱动电机机轴411连接ㄈ型机架1内的联轴器42、套装在ㄈ型机架底支撑板13穿孔内的定位轴承43、套装联轴器42与定位轴承43轴孔内的旋转轴44组成。

请参阅图11所示，所述连动机构5由ㄈ型机架驱模组旋转轴44上依次套装的旋转凸轮51、旋转凸轮51顶部经吸头连接柱361分别固设在ㄈ型机架导轨滑块22与吸头挂板52上的L型吸头架53、穿套旋转凸轮51轴心后所延伸的旋转轴44、该旋转轴44上径向穿套的轴承销柱54组成；轴承销柱54与旋转轴承55的旋转面相吻合；当驱动电机41启动后，驱动电机41的平面圆周运动转化为旋转凸轮51的垂直运动；旋转凸轮51的垂直运动带动吸头模组3的运动。

请参阅图11所示，所述滑轨机构2由纵向覆设在ㄈ型机架纵梁11内壁上的导轨21、嵌套在该导轨21上并可沿其滑动的滑块22组成。

工作原理：

当启动驱动电机41后，旋转轴44随之转动，由于旋转轴44上垂直固定一个轴承销柱(图中未示)，轴承销柱上的旋转轴承55则围绕旋转轴44做圆周运动，旋转轴承55的作用面与旋转凸轮51相配合，所以当旋转轴44转动时，旋转凸轮51的斜曲面就会受到旋转轴承55的一个作用力，由于旋转凸轮51连接的吸头挂板52也连接于L型吸头架53，L型吸头架53又被固定在只能垂直运动的滑块22上，这就决定了当旋转凸轮51的斜曲面受到外力作用时，只能上、下运动，并带动吸头模组3的运动。

吸头模组3自上而下，先由一个上端固定的进气管套31，套在一个带中空气道的气路连接管35，气路连接管35可在进气管套31中自由滑动，为了滑动保持密封，进气管套31与气路连接管35之间安装一个真空密封圈(见图12剖视图所示)。气路连接管35固定在L型吸头架53上面的中空固定座322中，L型吸头架53的上、下运动则带动气路连接管35和吸头36的上下运动，在L型吸头架53与顶支撑板12之间，放置了一个弹簧34，弹簧34的作用是始终给L型吸头架53一个向下的力，保持旋转轴承55与旋转凸轮51的斜面紧密配合，驱动电机41启动，吸头模组3上、下运动，运动的加减速可受驱动电机41控制，避免了习惯性过大问题，另一个特点是，当让吸头模组3下降时，吸头36碰到物料被顶住，此时，旋转轴承55与旋转凸轮51的斜曲面脱开，驱动电机41转动的作用力与吸头模组3之间失效，避免了硬碰撞，并对物料的高度有一定的自适应能力，其图示原理与图5\图6所示类似。

取料和放料的原理与实施例一样，如图5、图6、图7所示，只是用固定L型吸头架53取代了旋转电机32，这样就没有了对物料角度的控制功能，这是与实施例一唯一功能的区别。

图13示出了本发明的第三个实施例。

请参阅图13所示，在本实施例中，所述取放料装置由ㄈ型机架1、依次安装在ㄈ型机架1内的滑轨机构2、与滑轨机构2连接并可上、下贯穿于该ㄈ型机架的吸头模组3、吸头模组3侧安装的驱动模组4、以及由驱动模组4带动吸头模组3联动的连动机构5组成。

所述吸头模组3由自ㄈ型机架顶支撑板12贯穿ㄈ型机架1内部的进气套管31、进气套管31内套装的旋转电机机轴成型为用于空气流通通道的中空轴321、旋转电机32、旋转电机32连接自ㄈ型机架底支撑板13贯穿ㄈ型机架1外部的气路连接管35、气路连接管35连接的吸头36组成。

所述驱动模组4由安装在ㄈ型机架顶支撑板12上的驱动电机41、穿设ㄈ型机架顶支撑板12的驱动电机机轴411、驱动电机机轴411连接ㄈ型机架1内的联轴器42、套装在ㄈ型机架底支撑板13穿孔内的定位轴承43、套装联轴器42与定位轴承43轴孔内的旋转轴44组成。

所述连动机构5由联轴器42与定位轴承43轴心孔内依次套装的旋转轴44上的径向穿套的轴承销柱54、轴承销柱54上安装的旋转轴承55、轴向穿套的旋转凸轮51、吸头挂板52、吸头挂板52与定位轴承43之间的旋转轴44上套装的弹簧34、分别固设在ㄈ型机架导轨滑块22与吸头挂板52上用于安装旋转电机32的L型吸头架的L型吸头架53组成。所述旋转凸轮51的斜曲面与旋转轴承55的旋转面相吻合；当驱动电机41启动后，驱动电机41的平面圆周运动转化为旋转凸轮51的垂直运动；旋转凸轮51的垂直运动带动吸头模组3的运动。所述旋转凸轮51由位于ㄈ型机架底支撑板13一侧的端面，该端面下部成型的斜曲面凸轮组成。

所述滑轨机构2由纵向覆设在ㄈ型机架纵梁11内壁上的导轨21、嵌套在该导轨21上并可沿其滑动的滑块22组成。

工作原理：

在实施例1的基础上，将旋转凸轮51垂直翻转180⁰进行安装，使旋转凸轮51的斜曲面向上，同时将旋转轴44也垂直翻转180⁰，使旋转轴44上的旋转轴承55与旋转凸轮51的斜曲面相配合，此时，将弹簧34安装在旋转凸轮51与底支撑板13之间，使吸头36能保持一个向上的弹力，当驱动电机41带动旋转轴44转动时，旋转凸轮51将旋转运动变为吸头36的上、下运动，达到取放料的过程，这种方式的优点是在停机状态下，吸头36的起点是最高处，对吸头36保护性好。启动驱动电机41后，旋转轴44随之转动，位于旋转轴44上垂直穿套的轴承销柱54 、旋转轴承55的旋转面直接作用于旋转凸轮51的斜曲面，这样，驱动电机41的平面圆周运动则转化为旋转凸轮51的垂直运动；又由于旋转凸轮51所连接的吸头挂板52也连接于L型吸头架53，旋转凸轮51的垂直运动带动了吸头模组3的上、下运动。此时，启动旋转电机32，旋转电机32吸到物料B后带动吸头36一起旋转实现对物料的方向角度的控制，由于旋转电机32的机轴411是中空的，所以旋转电机32不仅实现了物料旋转方向的功能也起到了导通气路的作用，这是整个装置体积较小的关键原因。另外，在本实施例中，如图5、图6、图7所示，吸头36是有一定弹性的吸头，因为当驱动电机41启动让吸头模组3向下运动时，由于某个物料较高，吸头顶住物料，但电机依然转动，旋转轴承55与旋转凸轮51的斜曲面不能脱开，就会发生硬碰撞，为了避免这种现象的发生，吸头36就有一定的伸缩性或弹性，但范围是有限的，这就是与实施例唯一的功能区别，也就是对物料高度的自适应能力没有实施例一强。吸取物料B时，驱动电机41停留的角度为零时，驱动电机41带动旋转轴44继续旋转，旋转轴44转180度就把物料吸取到了最高点，类似物料C的状态。驱动电机41只要不停的旋转，旋转凸轮51就会不停的上、下运动，通过控制驱动电机41转速，使旋转凸轮51的上、下移动实现加减速运动，避免了惯性过大问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种取放料装置，其特征在于：由ㄈ型机架、依次安装在ㄈ型机架内的滑轨机构、与滑轨机构连接并可上、下贯穿于该ㄈ型机架的吸头模组、吸头模组侧安装的驱动模组、以及由驱动模组带动吸头模组联动的连动机构组成。

2.根据权利要求1述取放料装置，其特征在于：所述吸头模组由自ㄈ型机架顶支撑板贯穿ㄈ型机架内部的进气套管、旋转电机、进气套管内套装的旋转电机机轴成型为用于空气流通通道的中空轴、进气套管与旋转电机机轴之间安装用于保证旋转电机上、下运动或者旋转时不漏气的真空密封圈、旋转电机与进气套管之间套设的弹簧、旋转电机连接自ㄈ型机架底支撑板贯穿ㄈ型机架外部的气路连接管、气路连接管连接的吸头组成。

3.根据权利要求1述取放料装置，其特征在于：所述吸头模组由自ㄈ型机架顶支撑板贯穿ㄈ型机架内部的进气套管、进气套管内套装的中空轴、中空轴连接的中空固定座、进气套管与中空固定座之间的的中空轴上套装的弹簧、与中空固定座连接自ㄈ型机架底支撑板贯穿ㄈ型机架外部的气路连接管、气路连接管连接的吸头组成。

4.根据权利要求1述取放料装置，其特征在于：所述吸头模组由自ㄈ型机架顶支撑板贯穿ㄈ型机架内部的进气套管、进气套管内套装的旋转电机机轴成型为用于空气流通通道的中空轴、旋转电机、旋转电机连接自ㄈ型机架底支撑板贯穿ㄈ型机架外部的气路连接管、气路连接管连接的吸头组成。

5.根据权利要求1所述取放料装置，其特征在于：所述驱动模组由安装在ㄈ型机架顶支撑板上的驱动电机、穿设ㄈ型机架顶支撑板的驱动电机机轴、驱动电机机轴连接ㄈ型机架内的联轴器、套装在ㄈ型机架底支撑板穿孔内的定位轴承、套装联轴器与定位轴承轴孔内的旋转轴组成。

6.根据权利要求5所述取放料装置，其特征在于：所述连动机构由联轴器与定位轴承轴心孔内依次套装的旋转轴上径向穿套的轴承销柱、轴承销柱上安装的旋转轴承、轴向穿套的旋转凸轮、吸头挂板、吸头挂板与定位轴承之间的旋转轴上套装的弹簧、分别固设在ㄈ型机架导轨滑块与吸头挂板上用于安装旋转电机的L型吸头架组成。

7.根据权利要求6所述取放料装置，其特征在于：所述旋转凸轮由位于ㄈ型机架底支撑板一侧的端面，该端面下部成型的斜曲面凸轮组成。

8.根据权利要求1所述取放料装置，其特征在于：所述连动机构由ㄈ型机架驱模组的轴上依次套装的旋转凸轮、旋转凸轮顶部经吸头连接柱连接与旋转凸轮同轴心的吸头挂板、分别固设在ㄈ型机架导轨滑块与吸头挂板上用于安装旋转电机的L型吸头架的L型吸头架、穿套旋转凸轮轴心后所延伸的旋转轴、该旋转轴上径向穿套的轴承销柱、轴承销柱上安装的旋转轴承组成；所述旋转凸轮的斜曲面与旋转轴承的旋转面相吻合；当驱动电机启动后，驱动电机的平面圆周运动转化为旋转凸轮的垂直运动；旋转凸轮的垂直运动带动吸头模组的运动。

9.根据权利要求8所述取放料装置，其特征在于：所述旋转凸轮由位于联轴器一侧的端面，该端面下部成型的斜曲面凸轮组成。

10.根据权利要求1所述取放料装置，其特征在于：所述滑轨机构由纵向覆设在ㄈ型机架纵梁内壁上的导轨、嵌套在该导轨上并可沿其滑动的滑块组成。

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