CN103395641B - 膜片分片与抓取装置及膜片分片抓取方法 - Google Patents

Abstract

膜片分片与抓取装置及膜片分片抓取方法，属于电子、电气及机电产品生产技术设备领域。由包括安装在贴片机上的传动箱、膜片料槽和膜片机械手组成，使用时首先将膜片依次叠放在膜片料槽中，通过触摸屏启动贴片机，步进电机带动滚珠丝杠旋转，使得螺母法兰沿着滚珠丝杠轴线向上运动，带动托片手指一起运动，托片手指托着滑块上移，推动膜片组向上移动，当膜片组上移到规定高度时，膜片机械手开始抓取膜片，膜片将受到来自内簧片、分片指甲和增摩橡皮的三重作用，使得分片更加彻底与抓取过程更加可靠。本发明结构巧妙，通过内簧片、分片指甲和增摩橡皮的三重作用，保证了膜片的分离与抓取稳定可靠，利用PLC控制实现膜片的分离与抓取过程的自动化。

Description

膜片分片与抓取装置及膜片分片抓取方法

技术领域

本发明涉及电子、电气及机电产品生产技术和设备领域，特别涉及一种膜片分片与抓取装置及膜片分片抓取方法。

背景技术

许多电子、电气产品和机电产品上都需要用到LCD显示技术，而LCD显示技术中一个十分重要的组成部分是LCD显示屏 ，LCD显示屏要实现显示功能，就必须在其上、下表面各帖上一层底片和偏光片（以下统称为膜片）。目前，LCD贴片有手工贴片、半自动贴片和自动贴片三种方式，在半自动贴片和自动贴片过程中均需要解决膜片的自动分片与抓取的问题，以实现贴片过程的自动化。在传统贴片机上膜片的分片与抓取是通过撞片的方式实现的，即由一只气缸推动膜片组撞向胶带，然后气缸反向运动，带动膜片组后移，胶带便将膜片组最前端的一张膜片粘住，这种撞片方式极其不稳定，经常带出多张膜片，使得贴片过程不能流畅进行，这在自动化贴片过程中是严重的运行故障。

发明内容

本发明的目的就是针对当前LCD贴片行业里通过撞片的方式完成膜片的分离与抓取过程不稳定，很容易带出多张膜片，导致贴片过程紊乱的现状，提供一种膜片分片与抓取装置及膜片分片抓取方法。

本发明的目的之一是通过如下技术方案而实现的，一种膜片分片与抓取装置，其特征在于：包含传动箱，膜片料槽、膜片机械手和PLC逻辑控制系统，传动箱，膜片料槽、膜片机械手和PLC逻辑控制系统安装设置在贴片机工作台上。

所述传动箱上设有一个传动系统和一套检测与保护装置，所述传动系统由步进电机、滚珠丝杠螺母机构、托片手指和滑块组成，步进电机安装在电机支架上，电机支架则安装在传动箱底板上；滚珠丝杠螺母机构由滚珠丝杠和螺母法兰组成，滚珠丝杠安装在传动箱的底板和顶板上设置的轴承套里，滚珠丝杠可在轴承套里转动，螺母法兰旋合在滚珠丝杠上，滚珠丝杠旋转带动螺母法兰沿着滚珠丝杠作直线运动，滚珠丝杠通过一个联轴器与步进电机固定连接；托片手指与螺母法兰固定连接，托片手指从所述传动箱背板上设置的竖直椭圆形槽中伸出，插入所述膜片料槽中，所述滑块放置在膜片料槽内的托片手指上，滑块上面用于叠放膜片组，滑块在托片手指的带动下在膜片料槽中直线向上送料；检测与保护装置由上下行程开关和上下安全保护开关组成，上下行程开关和上下安全保护开关分别安装在传动箱的上下两端，上下行程开关用以控制滑块运动的上下止点位置，上下安全保护开关用以保护传动系统。

所述膜片料槽固定连接在传动箱背板上，由膜片料槽长度调节板、膜片料槽宽度调节板、活动挡板、滑块挡板和一个膜片叠放高度位置检测传感器组成；所述膜片料槽长度调节板共两块，分别用L型连接板与传动箱背板固定连接，通过L型连接板上的椭圆槽可以调节两个膜片料槽长度调节板的相对位置，以适应不同长度的膜片的需求；所述膜片料槽宽度调节板呈L形，共两块，膜片料槽宽度调节板用螺钉与膜片料槽长度调节板相连，共同构成一个方形槽，膜片和滑块置于方形槽中；所述L形宽度调节板的长边上加工有用于调节所述方形槽宽度的椭圆槽；所述活动挡板分左右两块，分别用蝶形螺母连接在两块膜片料槽宽度调节板上，在所述活动挡板上加工有便于开启和闭合左右活动挡板的椭圆槽；所述滑块挡板固定连接在膜片料槽宽度调节板下方；所述膜片料槽长度调节板口部内侧固定安装有两个内簧片，两个内簧片呈“八”字形分布，在膜片料槽长度调节板上端固定安装有分片指甲；在所述左右活动挡板上端固定安装有两块增摩橡皮；在所述膜片料槽的出口处固定安装一个膜片组高度位置传感器连接PLC，控制步进电机的动作。

所述膜片机械手设有抓膜片气缸、膜片真空吸盘和吸盘安装板，膜片机械手固定安装在贴片机工作台上；抓膜片气缸固定安装在气缸安装板上，在抓膜片气缸下方的法兰上固定安装着吸盘安装板，在吸盘安装板上固定安装着两个膜片真空吸盘。

本发明的目的之二是通过如下技术方案而实现的，运用膜片分片与抓取装置的膜片分片抓取方法，其特征在于，包含如下步骤：

a）上料：松开蝶形螺母连接，打开左右活动挡板，将膜片依次叠放在膜片料槽中的滑块上，合上左右活动挡板，拧紧蝶形螺母，完成膜片上料；

b）传送：膜片上料完成后，通过触摸屏启动贴片机，步进电机带动滚珠丝杠旋转，使得螺母法兰沿着滚珠丝杠轴线向上运动，托片手指安装在螺母法兰上，随着螺母法兰一起运动，托片手指托着滑块上移，推动膜片组向上移动，当膜片组顶层上移到规定高度时，传感器获得有料信号并传给PLC，PLC控制步进电机，使其停止运动，同时膜片机械手抓取膜片，当膜片组顶层高度低于传感器的检测高度时，传感器获得无料信号并传给PLC，PLC控制步进电机，使其再次启动，这样循环运行着，使得膜片组顶层始终处于规定高度；

c）分片与抓取：在膜片组向上运动的过程中，最上层的几片膜片的端面受到安装在膜片料槽长度调节板口部内侧的内簧片的挤压与摩察，两个内簧片呈“八”字形分布，使得膜片中间部分微微凸起呈拱形，使膜片与膜片之间微微分开。当膜片机械手上的真空吸盘吸住最上面一张膜片向上运动时，膜片又受到安装在膜片料槽长度调节板端部的分片指甲和安装在活动挡板端部的增摩橡皮的双重作用，使得膜片与膜片之间产生彻底分离，膜片机械手便能顺利抓取一张膜片放到贴片机的指定位置上，从而完成分片与抓取工作。

步骤b）、步骤c）中的步进电机、传感器、驱动气缸和抽真空均通过PLC逻辑控制系统实现自动控制，控制主界面为触摸屏。

本发明的特点是：结构巧妙，通过内簧片、分片指甲和增摩橡皮的三重作用，使膜片与膜片彻底分离，抓取动作由膜片机械手完成，通过膜片真空吸盘吸附膜片，保证了膜片的分离与抓取过程动作稳定可靠。通过PLC控制技术实现了膜片的分离与抓取过程的自动化。

本发明在使用时，首先松开蝶形螺母连接，打开左右活动挡板，将膜片依次叠放在膜片料槽中，合上左右活动挡板，拧紧蝶形螺母完成了上料工作，当上料完成后，通过触摸屏启动贴片机，这时步进电机开始工作，带动滚珠丝杠旋转，使得螺母法兰沿着滚珠丝杠轴线向上运动，带动托片手指一起运动，托片手指托着滑块上移，推动膜片组向上移动，当膜片组上移到规定高度时，高度传感器获得有料信号并传给PLC，PLC控制步进电机，使其停止运动，膜片机械手抓取膜片，膜片分别受到內簧片、分片指甲和增摩橡皮的三重作用，使得膜片与膜片之间产生彻底分离，膜片机械手便能顺利抓取一张膜片放到贴片机的指定位置上，从而自动完成分片与抓取工作。以上过程中除了放入膜片的过程为手动以外，其余各动作均通过PLC程序控制，控制主界面为触摸屏，实现了分片与抓取动作的自动化，从而为LCD贴片过程的自动化奠定了基础。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的背面结构示意图。

图3为本发明的膜片分片装置结构示意图。

图4为图3中A处放大结构示意图。

图5为本发明的膜片抓取装置结构示意图。

图6为图5中B处放大结构示意图。

图中：1膜片料槽宽度调节板、2电机支架、3滚珠丝杠、4传动箱底板、  5下行程开关、6下安全保护开关、7安全保护开关支架、8螺母法兰、9托片手指、10传动箱背板、11上行程开关、12 上安全保护开关、13传动箱顶板、14分片指甲、15内簧片、16膜片料槽长度调节板、17增摩橡皮、18膜片、19右活动挡板、20蝶形螺母、21滑块、22滑块挡板、23步进电机、24联轴器、25传动箱侧板、26 L形连接板、27左活动挡板。28膜片机械手、29膜片料槽、30抓膜片气缸、31膜片真空吸盘、32吸盘安装板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

如图1、图2、图3所示，膜片分片与抓取装置，包含一个传动箱，一个料槽和一个膜片机械手。

在所述传动箱上设有一个传动系统和一套检测与保护装置，所述传动系统由步进电机23、滚珠丝杠螺母机构、托片手指9和滑块21组成。步进电机23安装在电机支架2上，电机支架2则安装在传动箱底板4上。滚珠丝杠螺母机构由滚珠丝杠3和螺母法兰8组成，滚珠丝杠3安装在传动箱的底板4和顶板13上的轴承套里，可在轴承套里转动，螺母法兰8旋合在滚珠丝杠3上，当滚珠丝杠3旋转时，螺母法兰8沿着滚珠丝杠3的轴向作直线运动，滚珠丝杠3通过一个联轴器24与步进电机23固定连接。托片手指9与螺母法兰8固定连接，托片手指9从传动箱背板10上的竖直椭圆形槽中伸出，插入膜片料槽中，滑块21被放在膜片料槽里，置于托片手指9上，滑块21上方放置膜片组18，滑块21在托片手指9的带动下在膜片料槽中作直线运动，完成送料工作。检测与保护装置由上行程开关11、下行程开关5、上安全保护开关12和下安全保护开关6组成，上下行程开关和上下安全保护开关分别安装在传动箱的上、下两端，正常情况下只有上下行程开关发挥作用，用以控制滑块21运动的上下止点位置，只有在上下行程开关出现故障时，上下安全保护开关才开始工作，上下安全保护开关一旦启动，步进电机23会立即停止运动，从而保护传动系统不受破坏。

所述膜片料槽固定连接在传动箱背板10上，由膜片料槽长度调节板16、膜片料槽宽度调节板1、左活动挡板27、右活动挡板19、滑块挡板22和一个膜片组高度位置检测传感器组成。所述膜片料槽长度调节板共两块，分别用L型连接板26与传动箱背板10固定连接，通过L型连接板26上的椭圆槽可以调节两个膜片料槽长度调节板16的相对位置，以适应不同长度的膜片的需求。所述膜片料槽宽度调节1板呈L形，共两块，膜片料槽宽度调节板1用螺钉与膜片料槽长度调节板16相连，共同构成一个方形槽，膜片组18和滑块21便放置在其中。在所述L形宽度调节板1的长边上加工有椭圆槽，可以调节它与膜片料槽长度调节板16的相对位置，以适应不同宽度膜片的需求。所述左活动挡板27和右活动挡板19分别用蝶形螺母20连接在两块膜片料槽宽度调节板1上，在所述活动挡板上加工有椭圆槽，松开蝶形螺母20的连接，便可打开左右活动挡板，将膜片依次叠放在膜片料槽中，合上左右活动挡板，拧紧蝶形螺母20即完成了上料工作。所述滑块挡板22固定连接在膜片料槽宽度调节板1的下方，防止滑块21运动时脱落。在所述膜片料槽长度调节板16口部内侧固定安装有两个内簧片15，两个内簧片15呈“八”字形分布，在膜片组18向上运动的过程中，最上层的几片膜片的端面受到两个内簧片15的挤压与摩察，使得膜片中间部分微微凸起呈拱形，使膜片与膜片之间微微分开。在所述膜片料槽长度调节板16上端固定安装有两个分片指甲14，当膜片机械手上的真空吸盘吸住最上面一张膜片向上运动时，膜片18又受到分片指甲14的刮削作用，使膜片18进一步产生分离，在所述左活动挡板27和右活动挡板19上端固定安装有两块增摩橡皮17，当膜片机械手上的真空吸盘吸住最上面一张膜片向上运动时，膜片18又受到增摩橡皮17的摩察作用，保证膜片18产生彻底分离。在所述膜片料槽的出口处固定安装一个膜片组高度位置传感器，用以检测膜片组18的高度位置，将信息传给PLC，以控制步进电机的动作状态。

所述膜片机械手固定安装在贴片机工作台上，主要由抓膜片气缸、膜片真空吸盘和吸盘安装板等部分组成，抓膜片气缸固定安装在气缸安装板上，在抓膜片气缸下方的法兰上固定安装着吸盘安装板，在吸盘安装板上固定安装着两个膜片真空吸盘，抓膜片气缸上下运动，带动膜片真空吸盘上下运动，通过膜片真空吸盘完成膜片的抓取工作。

利用上述膜片分片与抓取装置进行膜片分片抓取的方法，包含如下步骤：

a）上料：松开蝶形螺母20的连接，打开左右活动挡板27和19，将膜片18依次叠放在膜片料槽中，合上左右活动挡板27和19，拧紧蝶形螺母20即完成了上料过程。膜片料槽一次可以装入2000至2300片膜片；

b）传送：当上料完成后，通过触摸屏启动贴片机，这时步进电机23开始工作，带动滚珠丝杠3旋转，使得螺母法兰8沿着滚珠丝杠3轴线向上运动，托片手指9安装在螺母法兰8上，随着螺母法兰8一起运动，托片手指9托着滑块21上移，推动膜片组18向上移动，当膜片组18上移到规定高度时，传感器获得有料信号并传给PLC，PLC控制步进电机23，使其停止运动，此时膜片机械手便可以抓取膜片了，当膜片组18高度低于传感器的检测高度时，传感器获得无料信号并传给PLC，PLC控制步进电机23，使其再次启动，这样循环运行着，使得膜片组18始终处于规定高度；

c）分片与抓取：在膜片组18向上运动的过程中，最上层的几片膜片的端面受到安装在膜片料槽长度调节板16口部内侧的内簧片15的挤压与摩察，两个内簧片15呈“八”字形分布，使得膜片中间部分微微凸起呈拱形，使膜片与膜片之间微微分开。当膜片机械手上的真空吸盘吸住最上面一张膜片向上运动时，膜片又受到安装在膜片料槽长度调节板16端部的分片指甲14和安装在活动挡板19和27端部的增摩橡皮17的双重作用，使得膜片与膜片之间产生彻底分离，膜片机械手便能顺利抓取一张膜片放到贴片机的指定位置上，从而完成分片与抓取工作；

所述膜片分片与抓取过程中的步骤b）、步骤c）中的步进电机、传感器、驱动气缸和抽真空均通过PLC逻辑控制系统实现自动控制，控制主界面为触摸屏。

上述实施方式只是本发明的一个实例，不是用来限制发明的实施与权利范围，凡依据本发明申请专利保护范围所述的内容做出的等效变化和修饰，均应包括在本发明申请专利范围内。

Claims (4)

1.一种膜片分片与抓取装置，包含传动箱，膜片料槽、膜片机械手和PLC逻辑控制系统，传动箱、膜片料槽、膜片机械手和PLC逻辑控制系统安装设置在贴片机工作台上，所述膜片机械手设有抓膜片气缸、膜片真空吸盘和吸盘安装板，膜片机械手固定安装在贴片机工作台上；抓膜片气缸固定安装在气缸安装板上，在抓膜片气缸下方的法兰上固定安装着吸盘安装板，在吸盘安装板上固定安装着两个膜片真空吸盘，其特征在于，所述传动箱上设有一个传动系统和一套检测与保护装置，所述传动系统由步进电机、滚珠丝杠螺母机构、托片手指和滑块组成，步进电机安装在电机支架上，电机支架则安装在传动箱底板上；滚珠丝杠螺母机构由滚珠丝杠和螺母法兰组成，滚珠丝杠安装在传动箱的底板和顶板上设置的轴承套里，滚珠丝杠可在轴承套里转动，螺母法兰旋合在滚珠丝杠上，滚珠丝杠旋转带动螺母法兰沿着滚珠丝杠作直线运动，滚珠丝杠通过一个联轴器与步进电机固定连接；托片手指与螺母法兰固定连接，托片手指从所述传动箱背板上设置的竖直椭圆形槽中伸出，插入所述膜片料槽中，所述滑块放置在膜片料槽内的托片手指上，滑块上面用于叠放膜片组，滑块在托片手指的带动下在膜片料槽中直线向上送料；检测与保护装置由上下行程开关和上下安全保护开关组成，上下行程开关和上下安全保护开关分别安装在传动箱的上下两端，上下行程开关用以控制滑块运动的上下止点位置，上下安全保护开关用以保护传动系统。

2.如权利要求1所述的一种膜片分片与抓取装置，其特征在于，所述膜片料槽固定连接在传动箱背板上，由膜片料槽长度调节板、膜片料槽宽度调节板、活动挡板、滑块挡板和一个膜片叠放高度位置检测传感器组成；所述膜片料槽长度调节板共两块，分别用L型连接板与传动箱背板固定连接，通过L型连接板上的椭圆槽可以调节两个膜片料槽长度调节板的相对位置，以适应不同长度的膜片的需求；所述膜片料槽宽度调节板呈L形，共两块，膜片料槽宽度调节板用螺钉与膜片料槽长度调节板相连，共同构成一个方形槽，膜片和滑块置于方形槽中；所述L形宽度调节板的长边上加工有用于调节所述方形槽宽度的椭圆槽；所述活动挡板分左右两块，分别用蝶形螺母连接在两块膜片料槽宽度调节板上，在所述活动挡板上加工有便于开启和闭合左右活动挡板的椭圆槽；所述滑块挡板固定连接在膜片料槽宽度调节板下方；所述膜片料槽长度调节板口部内侧固定安装有两个内簧片，两个内簧片呈“八”字形分布，在膜片料槽长度调节板上端固定安装有分片指甲；在所述左右活动挡板上端固定安装有两块增摩橡皮；在所述膜片料槽的出口处固定安装一个膜片组高度位置传感器连接PLC，控制步进电机动作。

3.一种利用如权利要求1所述膜片分片与抓取装置的膜片分片抓取方法，其特征在于，包含如下步骤：

a）上料：松开蝶形螺母连接，打开左右活动挡板，将膜片依次叠放在膜片料槽中的滑块上，合上左右活动挡板，拧紧蝶形螺母，完成膜片上料；

b）传送：膜片上料完成后，通过触摸屏启动贴片机，步进电机带动滚珠丝杠旋转，使得螺母法兰沿着滚珠丝杠轴线向上运动，托片手指安装在螺母法兰上，随着螺母法兰一起运动，托片手指托着滑块上移，推动膜片组向上移动，当膜片组顶层上移到规定高度时，传感器获得有料信号并传给PLC，PLC控制步进电机，使其停止运动，同时膜片机械手抓取膜片，当膜片组顶层高度低于传感器的检测高度时，传感器获得无料信号并传给PLC，PLC控制步进电机，使其再次启动，这样循环运行着，使得膜片组顶层始终处于规定高度；

c）分片与抓取：在膜片组向上运动的过程中，最上层的几片膜片的端面受到安装在膜片料槽长度调节板口部内侧的内簧片的挤压与摩察，两个内簧片呈“八”字形分布，使得膜片中间部分微微凸起呈拱形，使膜片与膜片之间微微分开，当膜片机械手上的真空吸盘吸住最上面一张膜片向上运动时，膜片又受到安装在膜片料槽长度调节板端部的分片指甲和安装在活动挡板端部的增摩橡皮的双重作用，使得膜片与膜片之间产生彻底分离，膜片机械手便能顺利抓取一张膜片放到贴片机的指定位置上，从而完成分片与抓取工作。

4.如权利要求3所述的膜片分片与抓取装置的膜片分片抓取方法，其特征在于，步骤b）、步骤c）中的步进电机、传感器、驱动气缸和抽真空均通过PLC逻辑控制系统实现自动控制，控制主界面为触摸屏。