CN105158676A - 精密电子产品基板功能自动检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种精密电子产品基板功能自动检测装置，其包括轨道装置、固定在所述轨道装置上的搬运装置、与所述搬运装置配合检测单元，所述搬运装置包括固定在所述轨道装置上的Y轴运动模组、固定在所述Y轴运动模组上的Z轴运动模组、固定在所述Z轴运动模组上的大臂旋转模组、固定在所述大臂旋转模组上的小臂旋转模组、固定在所述小臂旋转模组上的吸料装置。本发明设置了具有五轴自由度的搬运装置，实现了自动取料、自动上料、自动检测、自动下料的全自动化过程，大大减少了总体的检测时间，减少了人工成本，提高了工作效率。
Description
【技术领域】
本发明属于精密电子检测技术领域，特别是涉及一种精密电子产品基板功能自动检测装置。
【背景技术】
印制电路板(简称PCB)又称印刷线路板，是重要的电子部件、是电子元器件的支撑体、是电子元器件电气连接的载体。电子设备采用PCB板后，由于同类印制板的一致性，从而避免了人工接线的差错，并可实现电子元器件自动插装或贴装、自动焊锡、自动检测，保证了电子设备的质量，提高了劳动生产率、降低了成本，并便于维修。随着电子产品功能的多元化、单个产品所携带的功能越来越多，因此对于PCB板的功能检测所花费的时间也越来越长，现有技术中，是通过操作员控制单台检测设备，手动读码，手动放置基板，手动开启检测机进行压合测试，作业效率低；且操作员等待时间较长，且手工放入PCB板，存在放置错误的风险，对产品功能检测的结果的精度保证具有较大的影响。
因此，有必要提供一种新的精密电子产品基板功能自动检测装置来解决上述问题。
【发明内容】
本发明的主要目的在于提供一种精密电子产品基板功能自动检测装置，设计五轴机械手实现PCB板的自动上下料过程，减少人工、提高定位精度的稳定性。
本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种精密电子产品基板功能自动检测装置，其包括轨道装置、固定在所述轨道装置上的搬运装置、与所述搬运装置配合检测单元，所述搬运装置包括固定在所述轨道装置上的Y轴运动模组、固定在所述Y轴运动模组上的Z轴运动模组、固定在所述Z轴运动模组上的大臂旋转模组、固定在所述大臂旋转模组上的小臂旋转模组、固定在所述小臂旋转模组上的吸料装置，所述吸料装置为一轴对称结构。
进一步的，所述Y轴运动模组包括固定在所述轨道装置上的第一底板、固定在所述第一底板上一对相互平行的第一滑轨、固定在所述第一底板一端的第一驱动装置、连接所述第一驱动装置活动端且固定在所述第一底板上介于两条所述第一滑轨中间的第一传动螺杆、套在所述第一滑轨上且与之配合移动的第一滑块、套在所述第一传动螺杆上且与之配合传动的第一传动螺母、与所述第一传动螺母和所述第一滑块固定连接的第一连接板、固定在所述第一底板上且位于所述第一滑轨的两个末端用于限制所述Y轴运动模组运动范围的第一限位阻挡块。
进一步的，所述Z轴运动模组包括固定在所述第一连接板上的第一支撑座、竖向固定在所述第一支撑座上的一对相互平行的第二滑轨、固定在所述第一支撑座上的第二驱动装置、连接所述第二驱动装置活动端且固定在所述第一支撑座上介于两条所述第二滑轨中间的第二传动螺杆、套在所述第二滑轨上且与之配合移动的第二滑块、套在所述第二传动螺杆上且与之配合传动的第二传动螺母、与所述第二传动螺母和所述第二滑块固定连接的第二连接板、固定在所述第一支撑座上且位于所述第二滑轨的两个末端用于限制所述Z轴运动模组运动范围的第二限位阻挡块。
进一步的，所述大臂旋转模组包括固定在所述第二连接板上的第二支撑座、固定在所述第二支撑座上的第三驱动装置、垂直固定连接在所述第三驱动装置旋转端的旋转支撑板、固定在所述第二支撑座上用于限制所述大臂旋转模组旋转范围的限位感应器。
进一步的，所述小臂旋转模组包括固定在所述旋转支撑板下表面的第四驱动装置、固定在所述第四驱动装置旋转端的第一传动齿轮、穿过所述旋转支撑板一端上下表面且中空的转轴、套在所述转轴表面且与之通过键连接的第二传动齿轮、连接所述第一传动齿轮与所述第二传动齿轮的皮带、固定在所述转轴上端的第一感应片、固定在所述旋转支撑板上感应所述第一感应片的第一感应器。
进一步的，所述吸料装置包括固定套在所述转轴上的连接支架、对称固定在所述连接支架两边的第一气缸、固定连接在所述第一气缸活动端的第三连接板、固定在所述第三连接板上的若干吸盘、对称固定在所述连接支架上部的第二感应片、固定在所述旋转支撑板下表面且用于感应所述第二感应片的第二感应器。
进一步的，所述轨道装置包括第一底座、固定在所述第一底座上的第三滑轨、沿所述第三滑轨边缘固定设置的齿条、与所述第三滑轨配合移动的第三滑块、固定在所述第三滑块上的支架框、固定在所述支架框上的能提供旋转动力的第五驱动装置、连接在所述第五驱动装置活动端且与所述齿条配合传动的第三传动齿轮、固定在所述第一底座上的若干用于限制移动范围的感应器。
与现有技术相比，本发明一种精密电子产品基板功能自动检测装置的有益效果在于：
(1)设置了具有五轴自由度的搬运装置，实现了自动取料、自动上料、自动检测、自动下料的全自动化过程；
(2)通过设计大臂旋转模组，实现了X轴方向抓料、Y轴方向上料、下料的功能，更好的适应了生产线；
(3)通过在大臂旋转模组上设计小臂旋转模组实现了小空间内的垂直方向上的转换，并配合双头吸料装置，可一次性抓取两件产品，并同时将两件产品运送至检测单元，实现两个产品同时检测的功能，大大提高了工作效率；
(4)通过设计自动化的搬运装置大大减少了总体的检测时间，减少了人工成本，提高了工作效率。
【附图说明】
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例的搬运装置的结构示意图；
图3为本发明实施例的搬运装置中Y轴运动模组的结构示意图；
图4为本发明实施例的搬运装置中Z轴运动模组的结构示意图；
图5为本发明实施例的搬运装置中大臂旋转模组、小臂旋转模组以及吸料装置的组装结构示意图；
图6为本发明实施例的搬运装置中吸料装置的结构示意图；
图7为本发明实施例的入料流水线装置的结构示意图；
图8为本发明实施例的入料流水线装置中来料初定位装置的结构示意图；
图9为本发明实施例的轨道装置的结构示意图；
图10为本发明实施例的轨道装置的局部放大结构示意图；
图11为本发明实施例的轨道装置中驱动原理的结构示意图；
图12为本发明实施例的检测单元的结构示意图；
图13为本发明实施例的检测单元中下治具驱动部分的结构示意图；
图中数字表示：
100精密电子产品基板功能自动检测装置；
1入料流水线装置，11第二底座，12支撑杆，13固定件，14物料传输装置，15第六驱动装置，16阻挡气缸，17静电消除器，18来料初定位装置，181第三气缸，182定位板，183定位针；
2轨道装置；21第一底座，22第三滑轨，23齿条，24第三滑块，25支架框，26第五驱动装置，27第三传动齿轮，28感应器；
3搬运装置，
31Y轴运动模组，311第一底板，312第一滑轨，313第一驱动装置，314第一传动螺杆，315第一滑块，316第一传动螺母，317第一连接板，318第一限位阻挡块，
32Z轴运动模组，321第一支撑座，322第二滑轨，323第二驱动装置，324第二传动螺杆，325第二滑块，326第二传动螺母，327第二连接板，328第二限位阻挡块，
33大臂旋转模组，331第二支撑座、332第三驱动装置，333旋转支撑板，334限位感应器，
34小臂旋转模组，341第四驱动装置，342第一传动齿轮，343转轴，344第二传动齿轮，345皮带，346第一感应片，347第一感应器，
35吸料装置，351连接支架，352第一气缸，353第三连接板，354吸盘，355第二感应片，356第二感应器；
4检测单元，41下机柜，42支撑框架，43顶板，44导向杆，45第七驱动装置，46上治具，47第二气缸，48第四滑轨，49第四滑块，410第四连接板，411下治具，412第三限位阻挡块。
【具体实施方式】
实施例：
请参照图1，本实施例为精密电子产品基板功能自动检测装置100，其包括入料流水线装置1、轨道装置2、固定在轨道装置2上的搬运装置3、多单元式的检测单元4。
请参照图7、图8，入料流水线装置1包括第二底座11、固定在第二底座11上表面两端位置且相互平行的支撑杆12、套在支撑杆12上可移动以调节其位置的固定件13、固定在固定件13上的物料传输装置14、固定在第二底座11上且用于驱动物料传输装置14的第六驱动装置15、在物料传输装置14上等距离的设置有若干个用于阻挡来料产品的阻挡气缸16、固定在第二底座11上用于消除产品上静电的静电消除器17、固定在第二底座11尾端表面的来料初定位装置18。来料初定位装置18包括固定在第二底座11上的第三气缸181、固定连接在第三气缸181活动端的定位板182、固定在定位板182上且与产品上定位孔位置对应的定位针183。
请参照图9、图10、图11，轨道装置2包括第一底座21、固定在第一底座21上的第三滑轨22、沿第三滑轨22边缘固定的齿条23、与第三滑轨22配合移动的第三滑块24、固定在第三滑块24上的支架框25、固定在支架框25上的能提供旋转动力的第五驱动装置26、连接在第五驱动装置26活动端且与齿条23配合传动的第三传动齿轮27、固定在第一底座21上的若干用于限制移动范围的感应器28。
请参照图2，搬运装置3包括固定在支架框25上的Y轴运动模组31、固定在Y轴运动模组31上的Z轴运动模组32、固定在Z轴运动模组32上的大臂旋转模组33、固定大臂旋转模组33上的小臂旋转模组34、固定在小臂旋转模组34上的吸料装置35。
请参照图2、图3，Y轴运动模组31包括固定在支架框25上的第一底板311、固定在第一底板311上一对相互平行的第一滑轨312、固定在第一底板311一端的第一驱动装置313、连接第一驱动装置313活动端且固定在第一底板311上介于两条第一滑轨312中间的第一传动螺杆314、套在第一滑轨312上与之配合移动的第一滑块315、套在第一传动螺杆314上且与之配合传动的第一传动螺母316、与第一传动螺母316和第一滑块315固定连接的第一连接板317、固定在第一底板311上且位于第一滑轨312的两个末端用于限制Y轴运动模组31运动范围的第一限位阻挡块318。
请参照图2、图4，Z轴运动模组32包括固定在第一连接板317上的第一支撑座321、竖向固定在第一支撑座321上的一对相互平行的第二滑轨322、固定在第一支撑座321上的第二驱动装置323、连接第二驱动装置323活动端且固定在第一支撑座321上介于两条第二滑轨322中间的第二传动螺杆324、套在第二滑轨322上与之配合移动的第二滑块325、套在第二传动螺杆324上且与之配合传动的第二传动螺母326、与第二传动螺母326和第二滑块325固定连接的第二连接板327、固定在第一支撑座321上且位于第二滑轨322的两个末端用于限制Z轴运动模组32运动范围的第二限位阻挡块328。
请参照图2、图5，大臂旋转模组33包括固定在第二连接板327上的第二支撑座331、固定在第二支撑座331上的第三驱动装置332、垂直固定连接在第三驱动装置332旋转端的旋转支撑板333、固定在第二支撑座331上用于限制大臂旋转模组33旋转范围的限位感应器334。
请参照图2、图5，小臂旋转模组34包括固定在旋转支撑板333下表面的第四驱动装置341、固定在第四驱动装置341旋转端的第一传动齿轮342、穿过旋转支撑板333一端上下表面且中空的转轴343、套在转轴343表面且与之通过键连接的第二传动齿轮344、连接第一传动齿轮342与第二传动齿轮344的皮带345、固定在转轴343上端的第一感应片346、固定在旋转支撑板333上感应第一感应片346的第一感应器347。
请参照图2、图5、图6，吸料装置35为一轴对称结构，包括固定套在转轴343上的连接支架351、对称固定在连接支架351两边的第一气缸352、固定连接在第一气缸352活动端的第三连接板353、固定在第三连接板353上的若干用于吸取PCB板材的吸盘354、对称固定在连接支架351上部的第二感应片355、固定在旋转支撑板333下表面用于感应第二感应片355的第二感应器356。第三连接板353上设置有若干通孔，以便通过吸盘354的位置调整用于适用多种产品的吸取。
请参照图12、图13，检测单元4包括下机柜41、固定在下机柜41上的支撑框架42、固定在支撑框架42上部的顶板43、一端固定在下机柜41上表面且另一端固定在顶板43上的若干导向杆44、固定在顶板43上的第七驱动装置45、固定连接在第七驱动装置45活动端且被导向杆44贯穿的上治具46、固定在下机柜41表面的第二气缸47、一对相互平行的第四滑轨48、与第四滑轨48配合滑动的第四滑块49、与第二气缸47活动杆固定连接的第四连接板410、固定在第四连接板410上面的下治具411、固定在下机柜41上且位于第四滑轨48两端的用于限制下治具411移动范围的第三限位阻挡块412。在下机柜41上还设置有机柜外罩(未显示)，在机柜外罩表面固定有显示器(未显示)、键盘鼠标等操作元件(未显示)。
本实施例精密电子产品基板功能自动检测装置100包含有多个检测单元4，在轨道装置2上与检测单元4对应的位置上设置有对应的感应器28，多个检测单元4同时进行检测，大大减少了该工作站的节拍时间，提高了工作效率，且配合搬运装置3进行上料、下料，使得效率更快。
本实施例精密电子产品基板功能自动检测装置100的工作原理为：初始状态为搬运装置3停靠在入料流水装置1一端，入料流水线装置1中储存有多个待检PCB板；
(1)来料初始定位：PCB板在等距离设置的阻挡气缸16作用下等待继续向前补充上料；在物料传输装置14末端之前的阻挡气缸16旁，设置的静电消除器17会消除PCB板上的静电荷；当物料传输装置14末端没有产品时，阻挡气缸16下降，产品继续前进；PCB板被最后一个阻挡气缸16限制在设定的位置，来料初定位装置18将PCB板托起，定位针183穿过PCB板的定位孔，实现PCB板的初始定位。
(2)取料放料：搬运装置3中的大臂旋转模组33旋转90°与流水线方向平行，通过Z轴运动模组32、吸料装置35的运动进行PCB1板的吸取；然后小臂旋转模组34带动吸料装置35进行180°旋转，吸料装置35运动吸取PCB2板；吸料装置35中的两边吸盘354上都吸取PCB板后，小臂旋转模组34旋转90°，回到垂直流水线方向，检测单元4中的下治具411在第二气缸47的驱动下向外伸出；吸料装置35在Z轴运动模组32、Y轴运动模组31的驱动作用下，将PCB1板与PCB2板放置在下治具411上。
(3)压合检测：在第二气缸47驱动下，推回下治具411，第七驱动装置45驱动上治具46向下运动与下治具411进行压合，开始功能检测，此过程中，为了防治上治具46向下与下治具411压合过程中，下治具411发生位移，因此使得第二气缸47一直处于充气状态，推紧下治具411防止偏移。
(4)检测后下料：待PCB板检测完后，发出信号，搬运装置3收到检测完毕的信号后，通过轨道装置2上的第五驱动装置26的驱动，运动到对应的检测单元4的位置，吸料装置35同时吸取两个PCB板，并移动将其放在流往下一道工序的流水线上。
(5)补充上料，多单元同时检测：搬运装置3重复进行取料放料工作，直至所有的检测单元4放满待检的PCB板，当其中某个检测单元4中检测完毕后，发出需求信号，此时搬运装置3开始执行步骤(3)进行取料放料。这样的一个循环，便形成了一个搬运装置3服务于多单元的检测单元4，实现自动取料、自动上料、自动检测、自动下料的全自动化过程。
本实施例精密电子产品基板功能自动检测装置100通过设置入料流水装置1，实现产品的初始定位与待检产品的暂时中转存储功能，一方面有利于保证后续自动取料上料的位置精准度，另一方面能够保证PCB板的及时供应，避免了搬运装置3在取料过程中出现等待现象；通过在入料流水装置1设置静电消除器17，可实现自动消除静电功能，消除静电作用对产品检测结果的影响；将入料流水装置1中的物料传输装置14固定在可以调节位置的固定件13上，可实现物料传输装置14的宽度调整，从而实现更多规格产品的传输，增大其通用性；设置了具有五轴自由度的搬运装置3，实现多方位的移动、旋转，同时与多单元式的检测装置4配合，实现多个PCB板的同时检测，大大减少了总体的检测时间，减少了人工成本，提高了工作效率；将检测单元4中的下治具411设置成可移动式的，方便了搬运装置3的上料与下料，更好的实现了与自动化设备的对接功能。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种精密电子产品基板功能自动检测装置，其特征在于：其包括轨道装置、固定在所述轨道装置上的搬运装置、与所述搬运装置配合的检测单元，所述搬运装置包括固定在所述轨道装置上的Y轴运动模组、固定在所述Y轴运动模组上的Z轴运动模组、固定在所述Z轴运动模组上的大臂旋转模组、固定在所述大臂旋转模组上的小臂旋转模组、固定在所述小臂旋转模组上的吸料装置，所述吸料装置为一轴对称的双位吸料结构。
2.如权利要求1所述的精密电子产品基板功能自动检测装置，其特征在于：所述Y轴运动模组包括固定在所述轨道装置上的第一底板、固定在所述第一底板上一对相互平行的第一滑轨、固定在所述第一底板一端的第一驱动装置、连接所述第一驱动装置活动端且固定在所述第一底板上介于两条所述第一滑轨中间的第一传动螺杆、套在所述第一滑轨上且与之配合移动的第一滑块、套在所述第一传动螺杆上且与之配合传动的第一传动螺母、与所述第一传动螺母和所述第一滑块固定连接的第一连接板、固定在所述第一底板上且位于所述第一滑轨的两个末端用于限制所述Y轴运动模组运动范围的第一限位阻挡块。
3.如权利要求2所述的精密电子产品基板功能自动检测装置，其特征在于：所述Z轴运动模组包括固定在所述第一连接板上的第一支撑座、竖向固定在所述第一支撑座上的一对相互平行的第二滑轨、固定在所述第一支撑座上的第二驱动装置、连接所述第二驱动装置活动端且固定在所述第一支撑座上介于两条所述第二滑轨中间的第二传动螺杆、套在所述第二滑轨上且与之配合移动的第二滑块、套在所述第二传动螺杆上且与之配合传动的第二传动螺母、与所述第二传动螺母和所述第二滑块固定连接的第二连接板、固定在所述第一支撑座上且位于所述第二滑轨的两个末端用于限制所述Z轴运动模组运动范围的第二限位阻挡块。
4.如权利要求3所述的精密电子产品基板功能自动检测装置，其特征在于：所述大臂旋转模组包括固定在所述第二连接板上的第二支撑座、固定在所述第二支撑座上的第三驱动装置、垂直固定连接在所述第三驱动装置旋转端的旋转支撑板、固定在所述第二支撑座上用于限制所述大臂旋转模组旋转范围的限位感应器。
5.如权利要求4所述的精密电子产品基板功能自动检测装置，其特征在于：所述小臂旋转模组包括固定在所述旋转支撑板下表面的第四驱动装置、固定在所述第四驱动装置旋转端的第一传动齿轮、穿过所述旋转支撑板一端上下表面且中空的转轴、套在所述转轴表面且与之通过键连接的第二传动齿轮、连接所述第一传动齿轮与所述第二传动齿轮的皮带、固定在所述转轴上端的第一感应片、固定在所述旋转支撑板上感应所述第一感应片的第一感应器。
6.如权利要求5所述的精密电子产品基板功能自动检测装置，其特征在于：所述吸料装置包括固定套在所述转轴上的连接支架、对称固定在所述连接支架两边的第一气缸、固定连接在所述第一气缸活动端的第三连接板、固定在所述第三连接板上的若干吸盘、对称固定在所述连接支架上部的第二感应片、固定在所述旋转支撑板下表面且用于感应所述第二感应片的第二感应器。
7.如权利要求1所述的精密电子产品基板功能自动检测装置，其特征在于：所述轨道装置包括第一底座、固定在所述第一底座上的第三滑轨、沿所述第三滑轨边缘固定设置的齿条、与所述第三滑轨配合移动的第三滑块、固定在所述第三滑块上的支架框、固定在所述支架框上的能提供旋转动力的第五驱动装置、连接在所述第五驱动装置活动端且与所述齿条配合传动的第三传动齿轮、固定在所述第一底座上的若干用于限制移动范围的感应器。
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