CN103945684B - 一种pcb的装配装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种PCB的装配装置，包括：PLC控制系统、RFID系统、用于PCB夹取的气动夹爪、双轴、夹爪汽缸、用于PCB定位的上下汽缸、水平汽缸、与所述上下汽缸4配合压合PCB的压合机构；所述夹爪汽缸一端固定连接于双轴，另一端固定连接所述气动夹爪；所述RFID系统、气动夹爪、双轴、上下汽缸、水平汽缸、夹爪汽缸、压合机构通过线路与PLC控制系统相连。本发明可实现PCB的自动装配，装配位置精度高，而且快速；可以自动判断PCB及外壳的好坏，实现任何环节出现问题时都会告知作业人员，并告知其出现的具体状况；还可以实现压合PCB的力是可调的。这种控制方式大大的提高了生产效率和节省了生产成本，并且减少了人工的误操作，十分方便。

Description

一种PCB的装配装置

技术领域

本发明涉及工业控制自动化领域，尤其涉及一种将PCB线路板装配到设备壳体上的自动装配装置。

背景技术

随着工业的发展，科技的进步， PCB（Printed Circuit Board）成为当代电子元件业中最活跃的产业，在现代工业中的应用也越来越广泛。PCB，中文名为印刷电路板，是为了安装电子元器件而印刷好并进行空间配置的一种重要的电子部件。表面安装技术（SurfaceMount Technology，SMT），是一种将无引脚或短引线表面组装元器件安装在PCB 的表面，通过回流焊或浸焊等方法加以焊接组装的电路装连技术。电路装连技术实施的前提是将PCB牢靠地定位好。 PCB在装配时的要求精度较高，放在外壳上面的时候需要非常平稳，且位置要非常精准，之后需要使用螺丝或者铆钉锁定，所以不能够左右平移来对螺丝孔位。故必须保证放置精度，同时需要适当的压力。而目前常见的PCB 安装的方式有：

通过夹具定位PCB，并实现PCB 的安装，夹具包括弹性定位结构，在以弹性定位结构定位PCB 时需要人工施加推力使弹性定位结构收缩，将PCB 放置好后，撤销推力，PCB 因弹性定位结构而夹紧。

通过人工手动实现PCB 的安装。

运用第一种方式，能够较好地将PCB 定位好，并实现PCB 的安装，减少PCB 损坏和电子元器件报废的现象。但是此种PCB 夹具仍然需要人工施力辅助安装PCB，浪费时间和人力，而且压力不可调整。运用第二种方式，对人工作业操作难度很大，且长时间的作业也容易导致人员疲劳，同时人员直接接触PCB容易产生静电而增加产品的报废机率。而且，在安装过程中没有进行检测装置，往往在安装完成后的检测中才发现由于PCB的不良、或外壳的不良造成的完成安装后，不能应用，造成浪费。

因此有必要提出一种新的技术方案以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的一个目的是：提供一种PCB的装配装置，实现PCB的自动装配，装配位置精度高，而且快速。

与此同时，本发明的另一个目的是：所述设备可以自动判断PCB及外壳的好坏，实现任何环节出现问题时都会告知作业人员，并告知其出现的具体状况。

与此同时，本发明的第三个目的是：所述设备还可以实现压合PCB的力是可调的。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种PCB的装配装置,包括：PLC控制系统、RFID系统、用于PCB夹取的气动夹爪1、双轴3、夹爪汽缸6、用于PCB定位的上下汽缸4、水平汽缸5、与所述上下汽缸4配合压合PCB的压合机构7；所述夹爪汽缸6一端固定连接于双轴3，另一端固定连接所述气动夹爪1；所述RFID系统、气动夹爪1、双轴3、上下汽缸4、水平汽缸5、夹爪汽缸6、压合机构通过线路与PLC 控制系统相连。

作为本发明的进一步改进，所述RFID系统包括：二维码标签，所述二维码标签附着在所述PCB和所述壳体上，用于记录所述PCB和所述壳体的位置信息；扫描枪2，用于读取写入所述二维码标签信息；天线，用于在所述二维码标签和扫描枪2间传递射频信号。

作为本发明的进一步改进，所述PLC控制系统，包括：信号输入系统、信号输出系统、对所述RFID系统读取的产品信息进行服务器通讯的通讯系统，及所述双轴3、上下气缸4、水平气缸5的控制系统。

作为本发明的进一步改进，所述信号输入系统的输入信号包括：所述上下汽缸4的输入信号、所述水平汽缸5的输入信号、所述夹爪汽缸6的传感器的数字信号、检测PCB是否放反的模拟量信号；所述信号输出系统的输出信号包括：所述上下汽缸4的输出信号、所述水平汽缸5输出信号、所述夹爪汽缸6的电磁阀控制信号。

作为本发明的进一步改进，所述信号输入系统的输入方式为Ethercat总线控制方式。

作为本发明的进一步改进，PCB的装配装置还包括：检测判定装置，用于检测判定所述PCB的好坏和被安装的外壳的好坏，所述检测判定装置的输入信息来源于所述扫描枪2读取的所述PCB信息和所述外壳信息；状态显示装置，用于显示所述检测判定装置所获取的信息；所述检测判定装置和所述状态显示装置通过线路与所述PLC 控制系统及所述RFID系统相连。

作为本发明的进一步改进，所述的PCB的装配装置，还包括： 压力调整装置，用于调整所述上下汽缸4对PCB的压力；所述压力调整装置通过线路与PLC 控制系统相连。

作为本发明的进一步改进，所述的PCB的装配装置的所述压合机构为弹簧。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：可以自动完成PCB的装配，装配位置精度高且迅速；可以自动判断PCB和外壳的好坏，任何环节出现问题的时候都会告知作业人员出现的状况以便于及时排除问题；且压合PCB的力可调，这种控制方式大大的提高了生产效率和节省了生产成本，并且减少了人工的误操作，十分方便。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的主视图；

图3为本发明的侧视；

图4为本发明的俯视图。

如图1 至图4 所示，标号对应的零部件名称：1、气动夹爪，2、扫描枪，3、双轴，4、上下汽缸，5、水平汽缸，6、夹爪汽缸。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领普通域技术人员根据这些实施方式所作出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

如图1至图4 所示，本发明所述的PCB的装配装置，包括：PLC控制系统、RFID系统、用于PCB夹取的气动夹爪1、双轴3、夹爪汽缸6、用于PCB定位的上下汽缸4、水平汽缸5、与所述上下汽缸4配合压合PCB的压合机构；所述夹爪汽缸6一端固定连接于双轴3，另一端固定连接所述气动夹爪1；所述RFID系统、气动夹爪1、双轴3、上下汽缸4、水平汽缸5、夹爪汽缸6、压合机构通过线路与PLC 控制系统相连。

具体地，首先，把一个待装配的外壳放置在装置的扫描枪2感应区域内，通过所述扫描枪2扫描外壳的二维码标签，获取外壳信息；然后，通过托盘夹具把所述外壳放置在所述装置内的外壳放置处；此时，装置锁定外壳；再在PCB放置处放入待装配的PCB，所述扫描枪2扫描所述PCB的二维码标签，获取PCB的信息；并把信息处理后输入PLC控制系统。所述外壳的二维码标签信息包括：所述外壳的位置信息；所述PCB的二维码标签信息包括所述PCB的位置信息、PCB需被放置在所述外壳上的具体位置信息。

PLC控制系统获取所述上下汽缸4、所述水平汽缸5的传感器的数字信息，控制所述上下汽缸4、水平汽缸5将所述PCB移动到装置内部的PCB放置处；夹爪汽缸6，一端与所述双轴3固定连接，同时另一端与气动夹爪1固定连接；PLC控制系统控制所述双轴3移动到PCB的位置，气动夹爪1在夹爪气缸6的作用下抓取PCB。

抓取成功后，所述双轴3移动到PCB需被放置在所述外壳上的具体位置，将PCB放置在所述外壳上；放置好之后，所述双轴3移开，所述外壳等待压合；压合时，所述上下汽缸4与所述压合机构配合下压，下压一段时间后完成，所述托盘夹具将外壳移出装置，作业人员直接将托盘移走。

以上各部件的通信及控制均通过PLC控制系统进行。如此便完成了PCB自动装配到外壳的指定位置上。

作为本发明的进一步改进，所述PCB装配装置获取所述PCB产品和外壳的信息，采用的是RFID系统。RFID （Radio Frequency Identification ），即射频识别，是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象，可快速地进行物品追踪和数据交换。在本发明中RFID主要包括：二维码标签，所述二维码标签附着在所述PCB上和所述壳体上，用于记录所述PCB和所述壳体的信息；扫描枪2，用于读取写入所述二维码标签信息；天线，用于在所述二维码标签和扫描枪2间传递射频信号。RFID系统在目前已经被广泛应用，其他形式在此不再赘述。

具体地，当所述PCB或所述外壳放置在扫描枪2的感应区域内时，PLC控制系统控制扫描枪2对二维码标签进行扫描，获取信息后与PLC控制系统建立数据通信，进行数据传输。

作为本发明的进一步改进，所述PCB装配装置采用PLC控制系统进行通信控制，PLC即可编程逻辑控制器又称可编程控制器件（（Programmable Logic Controller）。主要包括电源、中央处理单元(CPU)、存储器、输入输出接口电路、功能模块、通信模块。

本发明中PLC控制系统包括：信号输入系统、信号输出系统、对所述RFID系统读取的产品信息进行服务器通讯的通讯系统，及所述双轴3的控制系统对所述上下气缸4的控制系统、对所述水平气缸5的控制系统。信号输入系统的输入信号包括：所述上下汽缸4的输入信号、所述水平汽缸5的输入信号、所述夹爪汽缸6的传感器的数字信号；输入信号既可以是数字信号，也可以是模拟信号。所述信号输出系统的输出信号包括：所述上下汽缸4的输出信号、所述水平汽缸5输出信号、所述夹爪汽缸6的电磁阀控制信号。信号还包括来源于扫描枪2读取的二维码标签信息。

本发明中，所述信号输入系统的输入方式为Ethercat总线控制方式。EtherCAT 是开放的实时以太网络通讯协议，在本领域已经被广泛应用，在此不再赘述。

作为本发明的进一步改进，PCB的装配装置还包括：检测判定装置和状态显示装置。检测判定装置用于检测判定所述PCB的好坏，和被安装的外壳的好坏；所述检测判定装置的输入信息来源于所述扫描枪2读取的所述PCB信息和所述外壳信息；除前面所述的PCB和外壳的位置信息外，还包括RFID系统提取的前道工作站的生产信息，包括PCB和外壳的结果好坏、外壳中的胶水固化时间长短、及PCB的是否放反的模拟量信号等；状态显示装置，用于显示所述检测判定装置所获取的信息；所述检测判定装置和所述状态显示装置通过线路与所述PLC 控制系统及所述RFID系统相连。

具体地，检测判定装置内预置正确的PCB及外壳的信息，通过与RFID系统获取的信息进行比较，获得检测判定结果。当结果均正确时，会反馈给PLC控制系统，进行正常程序的装配；当结果错误，或检测不到所述PCB及外壳的结果时，表明所述PCB或外壳不合格、或PCB或外壳未完成测试。此时，状态显示装置会显示出检测到的错误结果、或没有检测到结果，作业人员看到后会知道具体地不良情况。此时不能继续实施装配，不合格的PCB或外壳必须退出装置，同时终止程序。作业人员会进行相应的处理。例如：如果外壳的固化时间超出正常设定时间范围，就要报废了。

作为本发明的进一步改进，所述PCB的装配装置还包括：压力调整装置，用于调整所述上下汽缸4及与其配合的压合机构对PCB的压力；所述压力调整装置通过线路与PLC 控制系统相连。

作为本发明的进一步改进，所述压合机构为弹簧。

当然，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能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种PCB的装配装置, 其特征在于，包括：

PLC控制系统、RFID系统、用于PCB夹取的气动夹爪（1）、双轴（3）、夹爪汽缸（6）、用于PCB定位的上下汽缸（4）、水平汽缸（5）、与所述上下汽缸（4）配合压合PCB的压合机构（7）；

所述夹爪汽缸（6）一端固定连接于双轴（3），另一端固定连接所述气动夹爪（1）；

所述RFID系统、气动夹爪（1）、双轴（3）、上下汽缸（4）、水平汽缸（5）、夹爪汽缸（6）、压合机构通过线路与PLC 控制系统相连；

还包括：检测判定装置，用于检测判定所述PCB的好坏和被安装的外壳的好坏，所述检测判定装置的输入信息来源于扫描枪（2）读取的所述PCB信息和所述外壳信息；

状态显示装置，用于显示所述检测判定装置所获取的信息；

所述检测判定装置和所述状态显示装置通过线路与所述PLC 控制系统及所述RFID系统相连。

2.根据权利要求1所述的PCB的装配装置，其特征在于，所述RFID系统包括：

二维码标签，所述二维码标签附着在所述PCB和所述壳体上，用于记录所述PCB和所述壳体的位置信息；扫描枪(2)，用于读取写入所述二维码标签信息；天线，用于在所述二维码标签和扫描枪（2）间传递射频信号。

3.根据权利要求1所述的PCB的装配装置，其特征在于，所述PLC控制系统，包括：

信号输入系统、信号输出系统、对所述RFID系统读取的产品信息进行服务器通讯的通讯系统，及所述双轴（3）、上下汽缸（4）、水平汽缸（5）的控制系统。

4.根据权利要求3所述的PCB的装配装置，其特征在于：

所述信号输入系统的输入信号包括：所述上下汽缸（4）的输入信号、所述水平汽缸（5）的输入信号、所述夹爪汽缸（6）的传感器的数字信号；

所述信号输出系统的输出信号包括：所述上下汽缸（4）的输出信号、所述水平汽缸（5）输出信号、所述夹爪汽缸（6）的电磁阀控制信号。

5.根据权利要求3所述的PCB的装配装置，其特征在于：所述信号输入系统的输入方式为Ethercat总线控制方式。

6.根据权利要求1所述的PCB的装配装置，其特征在于，还包括：压力调整装置，用于调整所述上下汽缸（4）对PCB的压力；所述压力调整装置通过线路与PLC 控制系统相连。

7.根据权利要求1所述的PCB的装配装置，其特征在于：所述压合机构为弹簧。