CN104918475A - 一种电子产品自动装配设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电子产品自动装配设备，其包括机架(1)、输送产品的运输平台(2)、机械手(3)、末端执行装置(4)，所述运输平台(2)、机械手(3)分别安装于所述机架(1)上，所述末端执行装置(4)安装于所述机械手(3)，基板经所述运输平台(2)输送并定位，所述机械手(3)带动所述末端执行装置(4)拾取电子元件安装于所述基板上。本发明生产效率高，精度好，无静电产生，报废几率小，实现一定压力、自动化安装基板。

Description

一种电子产品自动装配设备

技术领域

本发明涉及电子加工技术领域，特别是涉及一种电子产品自动装配设备。

背景技术

随着工业的发展，PCB板成为当代电子元件业中最为活跃的产业。故PCB板上安装电子元件是一个很大的工作量，生产效率低。目前PCB板上电子元件的安装主要是人工操作，在安装过程中，一些是卡口和螺丝一起来固定，一些是平放于外壳上通过只锁螺丝来定位，一些是把基板插入外壳的滑槽中在打螺丝固定等方式。这就对基板的安装有了一定的精度要求，以保证与螺丝孔位相对应，另外对于基板的安装得需要一些压力才能够安装到接近理想的位置。但是人工操作会直接跟基板直接接触，产生静电增加了产品的报废几率。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

针对上述现有技术，本发明所要解决的技术问题是提供一种生产效率高，精度好，无静电产生，报废几率小，实现一定压力、自动化安装的电子产品自动装配设备。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电子产品自动装配设备，包括机架、输送产品的运输平台、机械手、末端执行装置，所述运输平台、机械手分别安装于所述机架上，所述末端执行装置安装于所述机械手，基板经所述运输平台输送并定位，所述机械手带动所述末端执行装置拾取电子元件安装于所述待装配电子产品上。

本发明的进一步改进为，所述运输平台包括输送装置和宽度调节装置，所述输送装置和宽度调节装置安装于所述机架上，所述输送装置用于输送待装配电子产品并定位，所述宽度调节装置用于调整输送装置的宽度。

本发明的进一步改进为，所述机械手包括基座、水平初步定位装置、水平精确定位装置、Z轴运动装置、Z轴角度调整装置、Z轴，所述水平初步定位装置安装于所述基座，所述水平精确定位装置安装于所述水平初步定位装置，所述Z轴运动装置、Z轴角度调整装置、Z轴安装于所述水平精确定位装置，所述水平初步定位装置实现水平初步定位，所述水平精确定位装置实现水平精确定位，所述Z轴运动装置实现Z轴在Z轴方向运动精确定位，所述Z轴角度调整装置实现Z轴角度精确调整，所述Z轴用于安装所述末端执行装置。

本发明的进一步改进为，所述末端执行装置包括夹具、夹取装置，所述夹具安装于所述Z轴的另一端，所述夹取装置安装于所述夹具下。

本发明的进一步改进为，所述水平初步定位装置包括第一步进电机、第一减速器、主臂，所述第一步进电机设有第一步进电机输出轴，所述第一步进电机、第一减速器分别安装于所述基座，所述第一步进电机输出轴与所述第一减速器连接，所述主臂的一端与所述第一减速器连接。

本发明的进一步改进为，所述水平精确定位装置包括第二步进电机、第二减速器、副臂，所述第二步进电机设有第二步进电机输出轴，所述第二步进电机、第二减速器分别安装于所述副臂的一端，所述第二步进电机输出轴与所述第二减速器连接，所述第二减速器与所述主臂的另一端连接。

本发明的进一步改进为，所述Z轴运动装置包括第三步进电机、第三步进电机安装座、第一同步带轮、第二同步带轮、第一同步带、丝杆、丝杆安装座、丝杆螺母、丝杆螺母安装板，所述第三步进电机通过第三步进电机安装座安装于所述副臂上，所述第一同步带轮安装于所述第三步进电机的输出轴，所述第二同步带轮安装于所述丝杆的一端，所述第一同步带同时与所述第一同步带轮、第二同步带轮传动连接，所述丝杆的一端转动安装于所述丝杆安装座，所述丝杆安装座安装于所述副臂上，所述丝杆螺母安装于所述丝杆螺母安装板，所述丝杆与所述丝杆螺母传动连接，所述Z轴的一端转动安装于所述丝杆螺母安装板。

本发明的进一步改进为，所述Z轴角度调整装置包括第四步进电机、第四步进电机安装座、第三同步带轮、第四同步带轮、第二同步带、花键、花键安装座、第三减速器，所述Z轴为花键轴，所述第四步进电机通过第四步进电机安装座安装于所述副臂上，所述第三同步带轮安装于所述第四步进电机的输出轴，所述第三减速器安装于所述副臂的另一端，所述第四同步带轮安装于所述第三减速器上，所述第三减速器安装于所述花键安装座上，所述花键安装于所述花键安装座内，所述第二同步带同时与所述第三同步带轮、第四同步带轮传动连接，所述Z轴依次松动穿过所述第四同步带轮、第三减速器与所述花键连接。

本发明的进一步改进为，所述机架包括机架台面和支架，所述机架台面固定安装于所述支架上。

本发明的进一步改进为，所述支架底部还安装有万向轮。

与现有技术相比，本发明采用机械手带动末端执行装置拾取电子元件并将电子元件安装于基板上。本发明生产效率高，精度好，无静电产生，报废几率小，实现一定压力、自动化安装基板。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图;

图2是本发明的机架、运输平台、基架立体结构示意图;

图3是本发明的机械手立体结构示意图;

图4是图3的立体展开图;

图5是本发明的末端执行装置立体结构示意图;

图6是图5的立体展开图。

图中各部件名称如下：

1—机架;

11—机架台面;

12—支架;

13—万向轮;

2—运输平台;

21—输送装置;

22—宽度调节装置;

3—机械手;

31—基座;

32—水平初步定位装置;

321—第一步进电机;

322—第一减速器;

323—主臂;

324—第一角度限位块;

33—水平精确定位装置;

331—第二步进电机;

332—第二减速器;

333—副臂;

334—第二角度限位块;

34—Z轴运动装置;

341—第三步进电机;

342—第三步进电机安装座;

343—第一同步带轮;

344—第二同步带轮;

345—第一同步带;

346—丝杆;

347—丝杆安装座;

348—丝杆螺母;

349—丝杆螺母安装板;

35—Z轴角度调整装置;

351—第四步进电机;

352—第四步进电机安装座;

353—第三同步带轮;

354—第四同步带轮;

355—第二同步带;

356—花键;

357—花键安装座;

358—第三减速器;

36—Z轴;

4—末端执行装置;

41—夹具;

42—夹取装置;

43—照相机;

44—传感器;

45—扫描枪;

5—基架。

具体实施方式

下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1所示，一种电子产品自动装配设备，包括机架1、输送产品的运输平台2、机械手3、末端执行装置4，所述运输平台2、机械手3分别安装于所述机架1上，所述末端执行装置4安装于所述机械手3，基板经所述运输平台2输送并定位，所述机械手3带动所述末端执行装置4拾取电子元件安装于基板上。

具体地，如图1至图2所示，所述机架1包括机架台面11和支架12，所述机架台面11固定安装于所述支架12上。所述支架12底部还固定安装有万向轮13。

具体地，如图1至图2所示，所述运输平台2包括输送装置21和宽度调节装置22，所述输送装置21和宽度调节装置22固定安装于所述机架1的机架台面11上，所述输送装置21设有两导轨，基板经两导轨输送并定位，所述宽度调节装置22用于调整输送装置21的两导轨间的宽度，以便于适应不同宽度的基板，实现柔性化，并适应生产现场。输送装置21和宽度调节装置22都为常用的现有技术，不是本发明的发明点，在此不作详细说明。

具体地，如图3至图4所示，所述机械手3包括基座31、水平初步定位装置32、水平精确定位装置33、Z轴运动装置34、Z轴角度调整装置35、Z轴36，所述基座31通过基架5固定安装于所述机架1的机架台面11上，所述水平初步定位装置32安装于所述基座31，所述水平精确定位装置33安装于所述水平初步定位装置32，所述Z轴运动装置34、Z轴角度调整装置35、Z轴36安装于所述水平精确定位装置33，所述水平初步定位装置32实现水平初步定位，所述水平精确定位装置33实现水平精确定位，所述Z轴运动装置34实现Z轴36在Z轴方向运动精确定位，所述Z轴角度调整装置35实现Z轴36角度精确调整，所述Z轴36用于安装所述末端执行装置4。

具体地，如图3至图4所示，所述水平初步定位装置32包括第一步进电机321、第一减速器322、主臂323，所述第一步进电机321设有第一步进电机输出轴，所述第一步进电机321固定安装于所述基座31内，所述第一减速器322的一端固定安装于所述基座31上，所述第一步进电机输出轴与所述第一减速器322固定连接，所述主臂323的一端与第一减速器322的另一端固定连接。所述水平精确定位装置33包括第二步进电机331、第二减速器332、副臂333，所述第二步进电机331设有第二步进电机输出轴，所述第二步进电机331固定安装于所述副臂333的一端，所述第二减速器332的一端固定安装于所述主臂323的另一端上，所述第二减速器332的另一端固定安装于所述副臂333的一端下，所述第二步进电机输出轴与所述第二减速器332固定连接。所述Z轴运动装置34包括第三步进电机341、第三步进电机安装座342、第一同步带轮343、第二同步带轮344、第一同步带345、丝杆346、丝杆安装座347、丝杆螺母348、丝杆螺母安装板349，所述第三步进电机341通过第三步进电机安装座342固定安装于所述副臂333上，所述第一同步带轮343固定安装于所述第三步进电机341的输出轴，所述第二同步带轮344固定安装于所述丝杆346的一端，所述第一同步带345同时与所述第一同步带轮343、第二同步带轮344传动连接，所述丝杆346的一端通过轴承转动安装于所述丝杆安装座347，所述丝杆安装座347固定安装于所述副臂333上，所述丝杆螺母348固定安装于所述丝杆螺母安装板349，所述丝杆346与所述丝杆螺母348传动连接，所述Z轴36的一端通过轴承转动安装于所述丝杆螺母安装板349。所述Z轴角度调整装置35包括第四步进电机351、第四步进电机安装座352、第三同步带轮353、第四同步带轮354、第二同步带355、花键356、花键安装座357、第三减速器358，所述Z轴36为花键轴，所述第四步进电机351通过第四步进电机安装座352固定安装于所述副臂333上，所述第三同步带轮353固定安装于所述第四步进电机351的输出轴，所述第三减速器358的一端固定安装于所述副臂333的另一端中，所述第四同步带轮354固定安装于所述第三减速器358上，所述第三减速器358的另一端固定安装于所述花键安装座357上，所述花键356固定安装于所述花键安装座357内，所述第二同步带355同时与所述第三同步带轮353、第四同步带轮354传动连接，所述Z轴36依次松动穿过所述第四同步带轮354、第三减速器358与所述花键356连接，所述Z轴36(花键轴)即可与花键356上下滑动又可由花键356带动旋转。所述第一减速器322、第二减速器332、第三减速器358都采用谐波减速器。优选地，所述水平初步定位装置32还包括第一角度限位块324，所述第一角度限位块324固定安装于所述主臂323下，用于限定所述主臂323旋转的角度;所述水平精确定位装置33还包括第二角度限位块334，所述第二角度限位块334固定安装于所述副臂333下，用于限定所述副臂333旋转的角度。

具体地，如图5至图6所示，所述末端执行装置4包括夹具41、夹取装置42，所述夹具41固定安装于所述Z轴36的另一端，所述夹取装置42固定安装于所述夹具41下。优选地，所述末端执行装置4还包括500万像素的照相机43、传感器44、扫描枪45，所述照相机43、传感器44、扫描枪45分别固定安装于所述夹具41的侧面。所述夹取装置42、照相机43、传感器44、扫描枪45都为常用的现有技术，不是本发明的发明点，在此不作详细说明。

优选地，本发明还包括控制系统，所述控制系统用于接收所述照相机43、传感器44、扫描枪45的信号，控制所述输送装置21、第一步进电机321、第二步进电机331、第三步进电机341、第四步进电机351、夹取装置42的工作。所述控制系统还设有显示装置。

本发明的传感器44为一个感应头，此感应头与夹具齐平，当接触到PCB开始，感应头就会将感应的结果传送到控制系统，安装PCB板时的压力超过传感器44的设定值时，此时的结果会反馈到控制系统进行处理，减少了不良品的发生。本发明的扫描枪，在PCB板、电子元件外壳上面有有相对应的二维码，扫描枪是安装在夹具41侧面，在电子元件外壳安装到PCB板上时，扫描枪会对其二维码扫描，其读取信息会传送到控制系统进行处理，严格控制了不良品的发生。本发明的照相机43为安装在夹具41侧面的500万像素的工业相机，将自动安装时的位置找正，纠正信息传输到控制系统进行处理。

下面简述本发明的工作原理: 基板经输送装置21的两导轨输送并定位;第一步进电机321工作，通过第一减速器322带动主臂323转动;第二步进电机331工作，通过第二减速器332带动副臂333转动;第三步进电机341工作，通过第一同步带轮343、第一同步带345带动第二同步带轮344转动，从而带动丝杆346转动，进而通过丝杆螺母348带动Z轴36(花键轴)上下移动; 第四步进电机351工作，通过第三同步带轮353、第二同步带355带动第四同步带轮354转动，从而通过第三减速器358、花键安装座357、花键356带动Z轴36(花键轴)转动;夹取装置42工作拾取电子元件，照相机43的照相信号、传感器44的感应信号、扫描枪45扫描的信号输送给控制系统，通过显示装置显示出基板、电子元件的相关信息，是否有质量缺陷，装配基板时的压力等。

本发明的优点在于，本发明采用机械手带动末端执行装置拾取基板并将基板安装于所述待装配电子产品上。本发明生产效率高，精度好，无静电产生，报废几率小，实现一定压力、自动化安装基板。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电子产品自动装配设备，其特征在于：包括机架(1)、输送产品的运输平台(2)、机械手(3)、末端执行装置(4)，所述运输平台(2)、机械手(3)分别安装于所述机架(1)上，所述末端执行装置(4)安装于所述机械手(3)，基板经所述运输平台(2)输送并定位，所述机械手(3)带动所述末端执行装置(4)拾取电子元件安装于所述基板上。

2.如权利要求1所述的电子产品自动装配设备，其特征在于：所述运输平台(2)包括输送装置(21)和宽度调节装置(22)，所述输送装置(21)和宽度调节装置(22)安装于所述机架(1)上，所述输送装置(21)用于输送待装配电子产品，所述宽度调节装置(22)用于调整输送装置(21)的宽度。

3.如权利要求1所述的电子产品自动装配设备，其特征在于：所述机械手(3)包括基座(31)、水平初步定位装置(32)、水平精确定位装置(33)、Z轴运动装置(34)、Z轴角度调整装置(35)、Z轴(36)，所述水平初步定位装置(32)安装于所述基座(31)，所述水平精确定位装置(33)安装于所述水平初步定位装置(32)，所述Z轴运动装置(34)、Z轴角度调整装置(35)、Z轴(36)安装于所述水平精确定位装置(33)，所述水平初步定位装置(32)实现水平初步定位，所述水平精确定位装置(33)实现水平精确定位，所述Z轴运动装置(34)实现Z轴(36)在Z轴方向运动精确定位，所述Z轴角度调整装置(35)实现Z轴(36)角度精确调整，所述Z轴(36)用于安装所述末端执行装置(4)。

4.如权利要求3所述的电子产品自动装配设备，其特征在于：所述末端执行装置(4)包括夹具(41)、夹取装置(42)，所述夹具(41)安装于所述Z轴(36)的另一端，所述夹取装置(42)安装于所述夹具(41)下。

5.如权利要求3所述的电子产品自动装配设备，其特征在于：所述水平初步定位装置(32)包括第一步进电机(321)、第一减速器(322)、主臂(323)，所述第一步进电机(321)设有第一步进电机输出轴，所述第一步进电机(321)、第一减速器(322)分别安装于所述基座(31)，所述第一步进电机输出轴与所述第一减速器(322)连接，所述主臂(323)的一端与所述第一减速器(322)连接。

6.如权利要求3所述的电子产品自动装配设备，其特征在于：所述水平精确定位装置(33)包括第二步进电机(331)、第二减速器(332)、副臂(333)，所述第二步进电机(331)设有第二步进电机输出轴，所述第二步进电机(331) 、第二减速器(332)分别安装于所述副臂(333)的一端，所述第二步进电机输出轴与所述第二减速器(332)连接，所述第二减速器(332)与所述主臂(323)的另一端连接。

7.如权利要求6所述的电子产品自动装配设备，其特征在于：所述Z轴运动装置(34)包括第三步进电机(341)、第三步进电机安装座(342)、第一同步带轮(343)、第二同步带轮(344)、第一同步带(345)、丝杆(346)、丝杆安装座(347)、丝杆螺母(348)、丝杆螺母安装板(349)，所述第三步进电机(341)通过第三步进电机安装座(342)安装于所述副臂(333)上，所述第一同步带轮(343)安装于所述第三步进电机(341)的输出轴，所述第二同步带轮(344)安装于所述丝杆(346)的一端，所述第一同步带(345)同时与所述第一同步带轮(343)、第二同步带轮(344)传动连接，所述丝杆(346)的一端转动安装于所述丝杆安装座(347)，所述丝杆安装座(347)安装于所述副臂(333)上，所述丝杆螺母(348)安装于所述丝杆螺母安装板(349)，所述丝杆(346)与所述丝杆螺母(348)传动连接，所述Z轴(36)的一端转动安装于所述丝杆螺母安装板(349)。

8.如权利要求6所述的电子产品自动装配设备，其特征在于：所述Z轴角度调整装置(35)包括第四步进电机(351)、第四步进电机安装座(352)、第三同步带轮(353)、第四同步带轮(354)、第二同步带(355)、花键(356)、花键安装座(357)、第三减速器(358)，所述Z轴(36)为花键轴，所述第四步进电机(351)通过第四步进电机安装座(352)安装于所述副臂(333)上，所述第三同步带轮(353)安装于所述第四步进电机(351)的输出轴，所述第三减速器(358)安装于所述副臂(333)的另一端，所述第四同步带轮(354)安装于所述第三减速器(358)上，所述第三减速器(358)安装于所述花键安装座(357)上，所述花键(356)安装于所述花键安装座(357)内，所述第二同步带(355)同时与所述第三同步带轮(353)、第四同步带轮(354)传动连接，所述Z轴(36)依次松动穿过所述第四同步带轮(354)、第三减速器(358)与所述花键(356)连接。

9.如权利要求1所述的电子产品自动装配设备，其特征在于：所述机架(1)包括机架台面(11)和支架(12)，所述机架台面(11)固定安装于所述支架(12)上。

10.如权利要求9所述的电子产品自动装配设备，其特征在于：所述支架(12)底部还安装有万向轮(13)。