CN105704944A - 一种电路板移植双面自动对位装置 - Google Patents

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蔡忠安
王少东
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    • H—ELECTRICITY
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Abstract

市场上现有的移植工艺的缺点无法做到检测母板胀缩和子板运动过程中出现的偏差等情况，导致可能会报废以及移植过程中精度较低。本发明是一种电路板移植双面自动对位装置，解决了单面对位精度低的情况，利用双面对位的模式改进现有机器移植精度，同时增加了检测板子胀缩的功能。出现偏差在误差范围内的板子，利用台面上下两个高精度摄像头抓取的子板和母板上面光学点的位置，结合光学尺反馈的数据，通过计算机中的程序计算，计算出运动路径，给出信号，驱使电机和丝杠带动机械手臂运动来达到作业要求。

Description

一种电路板移植双面自动对位装置
技术领域
本发明涉及PCB板制造领域，尤其涉及一种PCB板辅助装置。
背景技术
在PCB板生产过程中，出现多个独立子片联排拼版是正常的提高生产效率的方法。但是应用这种高效的生产方法的同时，由于是采用多个独立子片联排的方式，很容易发生某一个子片报废，如果做全片报废难免伤及其他良品子片。
如图1所示，在母板上有3个子板排列在一起，3个子板编号为01、02、03。母板经过检测是否为OK板，为OK板的母板流入客户端。出现问题的母板有可能只有其中一个子板出现问题，如02，这就需要把02切割掉用OK的子板来填充进去。针对这种生产状况，急需要一台能够完成高精度拼接母板和子板的设备来降低报废，减少生产损失。市场上现有设备对位精度低，产品结构不合理，移植效率低，无法做到双面对位，无法检测板子胀缩等诸多方面不能满足印刷电路板的移植功能需求，仍有技术更新的空间。市场上现有的移植工艺的缺点无法做到检测母板胀缩和子板运动过程中出现的偏差等情况，导致可能会出现客户SMT时产生报废以及移植过程中精度较低。
发明内容
本发明解决了单面对位精度低的情况，利用双面对位的模式改进现有机器移植精度，同时增加了检测板子胀缩的功能。所采用的技术方案是：构造一种电路板移植的双面自动对位装置，整个装置包括机架、操作平台、PCB板自动对位系统、工业电脑、显示器。所述PCB板自动对位系统包括CDD光学监视系统和纠偏对位系统；所述CDD光学监视系统包括A面CDD光学监视相机、B面CDD光学监视相机；所述纠偏对位系统包括光学尺、四组X、Y轴独立运动的电机、丝杠、与工业电脑连接的机械手臂、吸盘；所述CDD光学监视相机分别位于操作平台的上下两面，抓取的子板和母板上面光学点的位置信息，结合光学尺反馈的数据，信息通过工业电脑的程序计算，计算出运动路径，给出信号，驱使电机和丝杠带动机械手臂运动来达到作业要求。
优选的，所述机架使用龙门架结构；
优选的，所述吸盘为特殊处理吸盘；
优选的，所述电机可沿Z轴、θ轴运动；
所述机架使用龙门架结构加大系统的阻尼，作业更加稳健；所述吸盘经过特殊处理，吸取板子产生的误差大大减小；所述电机同时增加了Z轴、θ轴运动，满足机器调节所需的功能，提高了机器的精准度。
附图说明
图1为本发明A面母板和子板定位的示意图。
图2为本发明B面母板和子板定位的示意图。
图3为本发明CDD光学监视系统的示意图。
图4为本发明自动对位机的示意图。
其中：1-PCB板自动对位系统、2-机架、3-操作平台、4-工业电脑、5-显示器、6-CDD光学监视系统、7-纠偏对位系统、8-A面CDD光学监视相机、9-B面CDD光学监视相机、10-光学尺、11-四组X、Y轴独立运动的电机、12-丝杠、13-机械手臂、14-吸盘
具体实施方式
本发明为一种电路板移植的双面自动对位装置，整个装置包括机架2、操作平台3、PCB板自动对位系统1、工业电脑4、显示器5。所述PCB板自动对位系统1包括CDD光学监视系统6和纠偏对位系统7；所述CDD光学监视系统6包括A面CDD光学监视相机8、B面CDD光学监视相机9；所述纠偏对位系统7包括光学尺10、四组X、Y轴独立运动的电机11、丝杠12、与工业电脑连接的机械手臂13、吸盘14；所述A面CDD光学监视相机8和B面CDD光学监视相机9分别位于操作平台的上下两面，抓取的子板和母板上面光学点的位置信息，结合光学尺反馈的数据，信息通过工业电脑的程序计算，计算出运动路径，给出信号，驱使电机和丝杠带动机械手臂运动来达到作业要求。移植对位装置改进了传统半自动化的操作方式，增加了检测PCB板胀缩的功能，实现自动化对位、微调。首先把母板放置于操作平台上，子板放置于另一边，开始作业前，人为抓取母板和子板光学点，以示教和记录定位整个作业流程中的关键光学点的位置。在完成样板位置定位后，进入生产环节，首先依据示教记录的光学点位置，寻找目标光学点位置(所有寻找和记录位置信息的地方均需机械执行机构的配合)，并比较母板，子板上关键光学点位置是否出现偏差，并依据客户要求之生产精度判别母板，子板是否在精度误差范围内。偏差在误差范围之外的母板，子板进行报废或者其他方式处理。增加的检测电路板胀缩的功能如图1所示，先检测母板上面A1和A4两个光学点，利用CCD镜头抓取的位置结合光学尺反馈的数据计算A1到A4的距离，比较与正常电路板的距离，在误差范围内的板子进行移植，在误差范围之外的板子进行报废或下一步处理。
出现偏差在误差范围内的板子，利用台面上下两个高精度摄像头抓取的子板和母板上面光学点的位置，结合光学尺反馈的数据，通过计算机中的程序计算，计算出运动路径，给出信号，驱使电机和丝杠带动机械手臂运动来达到作业要求。
作业时把母板固定在操作平台上，母板、子板上面设有光学点，通过摄像头抓取母板和子板的光学点，反馈给系统，通过计算机计算出路径，驱使机械手臂抓取子板自行对位和微调，由于A面、B面各有一个摄像头，这样校准和微调精度都较高。图1代表的是A面，在图1中A1代表母板左上方的光学点，A2代表母板左下方的光学点，A3代表母板右上方的光学点，A4代表母板右下方的光学点，B1代表子板上方的光学点，B2代表子板下方的光学点。图2代表的是B面，在图2中A5代表母板左上方的光学点，A6代表母板左下方的光学点，A7代表母板右上方的光学点，A8代表母板右下方的光学点，B3代表子板上方的光学点，B4代表子板下方的光学点。两面摄像头抓取的位置参数结合起来折中处理，作业更加精确。改变了传统的机器单纯单面计算距离而不考虑板子胀缩、手臂运动产生误差等情况，此种方法不仅对位精度高，还提高了工作效率，结构合理，功能强大，符合工业发展的需求。通过计算机调节，减小累积误差。龙门架结构加大系统的阻尼，作业更加稳健，吸盘经过特殊处理，吸取板子产生的误差大大减小，同时增加了Z轴、θ轴运动，满足机器调节所需的功能，提高了机器的精准度。增加的检测板子胀缩的功能可以避免在客户端SMT时造成报废，摄像头、光学尺都与电脑电连接，结构合理，更加人性设计，更好的体现了人机交互。对位完成后进行下站工序。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，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 (4)

1.一种电路板移植双面自动对位装置，整个装置包括机架、操作平台、PCB板自动对位系统、工业电脑、显示器，所述PCB板自动对位系统包括CDD光学监视系统和纠偏对位系统；所述CDD光学监视系统包括A面CDD光学监视相机、B面CDD光学监视相机；所述纠偏对位系统包括光学尺、四组X、Y轴独立运动的电机、丝杠、与工业电脑连接的机械手臂、吸盘；所述CDD光学监视相机分别位于操作平台的上下两面，抓取的子板和母板上面光学点的位置信息，结合光学尺反馈的数据，信息通过工业电脑的程序计算，计算出运动路径，给出信号，驱使电机和丝杠带动机械手臂运动来达到作业要求。
2.根据权利要求1所述的一种电路板移植双面对位装置，其特征在于：所述机架使用龙门架结构。
3.根据权利要求1所述的一种电路板移植双面对位装置，其特征在于：所述吸盘为特殊处理吸盘。
4.根据权利要求1所述的一种电路板移植双面对位装置，其特征在于：所述电机可沿Z轴、θ轴运动。
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