CN105905509A - 一种pcb刀具自动存取装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种PCB刀具自动存取装置，包括储存柜，所述存储柜的柜体外壳上开设有新生产刀具进货口、待研磨刀具出货口、空容纳盒输出口、单盒刀具的存取口以及人机交互的操作控制面板，所述存储柜的柜体外部配有一运送批量刀具的送料小车，所述储存柜1内设有控制系统、空容纳盒输送系统、容纳盒搬运机械手、刀具盒抓取机械手、扫码系统、刀具盒推送系统以及刀具盒存取机械手。以及提供一种PCB刀具自动存取方法。本发明提供一种成本较低、效率较高、精度较高的PCB刀具自动存取装置及方法。

Description

一种PCB刀具自动存取装置及方法

技术领域

本发明属于物流自动化装备技术领域，具体涉及一种PCB刀具自动存取装置及方法。

背景技术

随着电子产品行业的迅速发展，市场对印制电路板(PCB线路板)的需求量以及加工要求也越来越高，而PCB线路板加工刀具在其中发挥着重要的作用，对其的需求量也不断增加，然而这使得加工完成以及待研磨盒装PCB刀具的存取问题日益突出，传统的刀具存取多采用人工或半人工的形式，由于刀具种类多，生产使用过程中的刀具会经常性的进行存取操作，有时是大批量存取，有时是一小盒，这种多品种、高频率的存取作业单凭人工的形式实现很容易出现错误，且工作效率低，无法适应对刀具需求量不断增加的工业现状。

因此，面对PCB线路板盒装刀具存取现状，亟待开发一种低成本、高效率以及高精度的自动存取装置和方法来解决当前存在的一些问题。

发明内容

为了克服已有PCB线路板盒装刀具人工存取方式的成本较高、效率较低、精度较低的不足，本发明提供一种成本较低、效率较高、精度较高的PCB刀具自动存取装置及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种PCB刀具自动存取装置，包括储存柜，所述存储柜的柜体外壳上开设有新生产刀具进货口、待研磨刀具出货口、空容纳盒输出口、单盒刀具的存取口以及人机交互的操作控制面板，所述存储柜的柜体外部配有一运送批量刀具的送料小车，所述储存柜内设有控制系统、空容纳盒输送系统、容纳盒搬运机械手、刀具盒抓取机械手、扫码系统、刀具盒推送系统以及刀具盒存取机械手。

进一步，所述存储柜的存取工作区域包括入料处理区、待研磨针出料区和待研磨区，所述待研磨区靠近储存柜的最左端。

再进一步，靠近所述待研磨区设置用于将空容纳盒输送出存储柜的空容纳盒输送系统。

更进一步，所述的容纳盒搬运系统位于空容纳盒输送系统右侧的入料处理区位置，用于进行上下左右的运动，从而将盛放在容纳盒内的新生产的盒装刀具送到待研磨针出料区上方的指定位置，以便下一步刀具盒抓取机械手进行抓取作业，同时将空容纳盒搬运到空容纳盒输送系统。

所述的刀具盒抓取机械手设置在待研磨针出料区的正上方，用于抓取容纳盒内的盒装刀具，将其送到扫码位置进行扫码作业。

所述储存柜内还设有开门容错装置，所述的开门容错装置设置在入料处理区上方的整理平台固定板上，用以检测50支装的刀具盒的侧边盖子是否打开过大，如果打开过大，就执行报废流程。

所述的扫码系统位于整理平台固定板的后部，用于对运送过来的盒装刀具进行条形码识别，从而判断是哪一种类型的刀具，以便于进行下一步的推送和放置操作。

一种PCB刀具自动存取方法，所述存取方法分为存储和取货两种工况，批量的存储方法包括以下步骤：

1.1)批量盒装刀具放置在容纳盒内，由专用小车通过人工推到入料处理区前实现对接，容纳盒传送到入料处理区指定位置；

1.2)容纳盒通过容纳盒搬运机械手搬运到待研磨针出料区上方的指定位置；

1.3)刀具盒抓取机械手抓取刀具盒至开门容错装置，以检测刀具盒侧边是否打开，如果刀具盒为打开状态，则将刀具盒由单盒入料口推出刀具存储系统，并移送至废料回收处；

1.4)如果刀具盒没有打开，则刀具盒抓取机械手把刀具盒送到指定位置，进行扫码，并由控制系统分配存储单元地址；

1.5)扫码完毕后，刀具盒推送系统的对接装置接收刀具盒并传送到刀具盒存取机械手；

1.6)刀具盒存取机械手的运动模组把刀具盒存取机械手移动到相应存储单元地址，完成刀具盒存储。

批量取货方法包括以下步骤：

2.1)待研磨针出料区上方的刀具盒拿完后(批量存储)，容纳盒搬运机械手把空容纳盒放到待研磨区的指定位置；

2.2)在进行待研磨刀具盒存取工作时，对接传送系统会将空容纳盒传送到存储柜外部的折叠平台上；

2.3)通过人工扫码，录入刀具的相关信息，由人工推送到待研磨区；

2.4)容纳盒搬运机械手把装有待研磨刀具的容纳盒搬运到待研磨针出料区的相应位置；

2.5)与专用小车对接，输送到专用小车上通过人工运走。

单盒刀具存储方法包括以下步骤：

3.1)存储人员通过外部扫码装置录入待存储盒装刀具的信息；

3.2)控制系统分配存储单元地址；

3.3)将盒装刀具放入到单盒刀具的存储口；

3.4)刀具盒存取机械手与之对接，取放机械手模组把刀具盒存取机械手移动到指定的存储单元地址完成单盒刀具的存储；

单盒取货方法包括以下步骤：

4.1)当工人需要刀具时，通过人机交互操作控制面板输入所需刀具的参数；

4.2)控制系统确定刀具存储位置，并生成指令；

4.3)刀具盒存取机械手的运动模组根据控制系统的指令将机械手系统移动到存储柜的指定位置，取出所需刀具，并运送到相应存取口，与专用篮实现对接出货；

4.4)一段时间后，工人从专用篮里拿走所需刀具。

本发明的技术构思为：能够有效解决PCB刀具种类多样、存取要求不同(有时单盒，有时批量)的存取作业，设备结构简单，作业流程清晰，提高了刀具进出库及自动分类作业的效率，降低了误差率，所述装置定位精度高，成本较低，简单高效，所有刀具根据型号、是否已研磨进行分类存放，减少后续环节，可以实现PCB刀具的分类存取全自动化作业。

本发明的有益效果主要表现在：成本较低、效率较高、精度较高。

附图说明

图1是本发明PCB刀具自动存取装置的整体结构示意图及区域设置；

图2是本发明PCB刀具自动存取装置的容纳盒搬运系统的结构示意图；

图3是本发明PCB刀具自动存取装置的刀具盒存取机械手的结构示意图；

图4是本发明PCB刀具自动存取装置的刀具盒抓取机械手的结构示意图；

图5是本发明PCB刀具批量存储流程示意图；

图6是本发明PCB刀具自动存取装置的扫码平台的结构示意图；

图7是本发明PCB刀具自动存取装置的空容纳盒输送系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

参照图1～图7，一种PCB刀具自动存取装置，包括储存柜，所述存储柜的柜体外壳上开设有新生产刀具进货口、待研磨刀具出货口、空容纳盒输出口、单盒刀具的存取口以及人机交互的操作控制面板，所述存储柜的柜体外部配有一运送批量刀具的送料小车，所述储存柜1内设有控制系统、空容纳盒输送系统、容纳盒搬运机械手、刀具盒抓取机械手、扫码系统、刀具盒推送系统以及刀具盒存取机械手。

进一步，所述存储柜的存取工作区域包括入料处理区a、待研磨针出料区b和待研磨区c，所述待研磨区靠近储存柜的最左端。

再进一步，靠近所述待研磨区设置用于将空容纳盒输送出存储柜的空容纳盒输送系统。

更进一步，所述的容纳盒搬运系统位于空容纳盒输送系统右侧的入料处理区位置，用于进行上下左右的运动，从而将盛放在容纳盒内的新生产的盒装刀具送到待研磨针出料区上方的指定位置，以便下一步刀具盒抓取机械手进行抓取作业，同时将空容纳盒搬运到空容纳盒输送系统。

所述的刀具盒抓取机械手设置在待研磨针出料区的正上方，用于抓取容纳盒内的盒装刀具，将其送到扫码位置进行扫码作业。

所述储存柜内还设有开门容错装置，所述的开门容错装置设置在入料处理区上方的整理平台固定板上，用以检测50支装的刀具盒的侧边盖子是否打开过大，如果打开过大，就执行报废流程。

所述的扫码系统位于整理平台固定板的后部，用于对运送过来的盒装刀具进行条形码识别，从而判断是哪一种类型的刀具，以便于进行下一步的推送和放置操作。

一种PCB刀具自动存取方法，所述存取方法分为存储和取货两种工况，批量的存储方法包括以下步骤：

1.1)批量盒装刀具放置在容纳盒内，由专用小车通过人工推到入料处理区前实现对接，容纳盒传送到入料处理区指定位置；

1.2)容纳盒通过容纳盒搬运机械手搬运到待研磨针出料区上方的指定位置；

1.3)刀具盒抓取机械手抓取刀具盒至开门容错装置，以检测刀具盒侧边是否打开，如果刀具盒为打开状态，则将刀具盒由单盒入料口推出刀具存储系统，并移送至废料回收处；

1.4)如果刀具盒没有打开，则刀具盒抓取机械手把刀具盒送到指定位置，进行扫码，并由控制系统分配存储单元地址；

1.5)扫码完毕后，刀具盒推送系统的对接装置接收刀具盒并传送到刀具盒存取机械手；

1.6)刀具盒存取机械手的运动模组把刀具盒存取机械手移动到相应存储单元地址，完成刀具盒存储。

批量取货方法包括以下步骤：

2.1)待研磨针出料区上方的刀具盒拿完后(批量存储)，容纳盒搬运机械手把空容纳盒放到待研磨区的指定位置；

2.2)在进行待研磨刀具盒存取工作时，对接传送系统会将空容纳盒传送到存储柜外部的折叠平台上；

2.3)通过人工扫码，录入刀具的相关信息，由人工推送到待研磨区；

2.4)容纳盒搬运机械手把装有待研磨刀具的容纳盒搬运到待研磨针出料区的相应位置；

2.5)与专用小车对接，输送到专用小车上通过人工运走。

单盒刀具存储方法包括以下步骤：

3.1)存储人员通过外部扫码装置录入待存储盒装刀具的信息；

3.2)控制系统分配存储单元地址；

3.3)将盒装刀具放入到单盒刀具的存储口；

3.4)刀具盒存取机械手与之对接，取放机械手模组把刀具盒存取机械手移动到指定的存储单元地址完成单盒刀具的存储；

单盒取货方法包括以下步骤：

4.1)当工人需要刀具时，通过人机交互操作控制面板输入所需刀具的参数；

4.2)控制系统确定刀具存储位置，并生成指令；

4.3)刀具盒存取机械手的运动模组根据控制系统的指令将机械手系统移动到存储柜的指定位置，取出所需刀具，并运送到相应存取口，与专用篮实现对接出货；

4.4)一段时间后，工人从专用篮里拿走所需刀具。

本实施例中，刀具盒推送系统，在整理平台固定板的中间配置，包括周转平台单盒分离推送机构以及单盒入料推送机构，用以将扫码完成的刀具推送到放置作业前的指定位置；具盒存取机械手配置在所述存储柜的右下方，可以上下左右运动，从而将来自所述刀具盒推送系统的盒装刀具存放到指定位置，同时也能根据要求从所述的单盒刀具存、取口存取符合要求的单盒刀具，从而实现单盒刀具的进出料作业。

如图1所示，本发明包括存储柜1，柜体1外壳上开设有新生产刀具进货口、待研磨刀具出货口、空容纳盒输出口、单盒刀具的存取口以及人机交互的操作控制面板(图中未示出)，柜体1外部配有一专门运送批量刀具的专业小车，柜体1内设有控制系统、空容纳盒输送系统7、容纳盒搬运机械手8、刀具盒抓取机械手5、开门容错装置6、扫码系统4、刀具盒推送系统3以及刀具盒存取机械手2。

如图2所示，容纳盒搬运系统包括机械手81，有左右两个手臂，通过气缸提供动力，并设有传感器检测装置，因此不会对容纳盒造成机械伤害，高精度齿轮齿条82，能够实现竖直方向的上升和下降，一对水平方向的高精度模组83，可以让机械手左右移动。

如图3所示，刀具盒存取机械手包括底部运动单元21，旋转气缸运动单元22，直线移动气缸单元23，刀具盒存取单元24，通过底部运动单元21、旋转气缸运动单元22以及直线移动气缸单元23相互配合作业，将存放机械手移动到相应的位置，实现对接，由刀具盒存取单元24将刀具盒存入或取出。

如图4所示，刀具盒抓取机械手包括X向模组51，Y向模组52，Z向模组53，这三个模组可以让机械手实现X、Y、Z三个方向上的运动，机械手54，其上部的旋转电机可以360°旋转，方便控制机械手爪的空间位置。

如图5所示，刀具批量存储方法，其流程包括以下步骤：1.1)将批量盒装刀具放置在容纳盒内，由工人将专用小车通过推到入料处理区前，并实现对接，容纳盒传送到入料处理区指定位置；1.2)容纳盒搬运机械手将容纳盒搬运到待研磨针出料区上方的指定位置；1.3)刀具盒抓取机械手抓取刀具盒至开门容错装置，以检测刀具盒侧边是否打开，如果刀具盒为打开状态，则将刀具盒由单盒入料口推出刀具存储系统，并移送至废料回收处；1.4)如果刀具盒没有打开，则刀具盒抓取机械手把刀具盒送到指定位置，进行扫码，并由控制系统分配存储单元地址；1.5)扫码完毕后，刀具盒推送系统的对接装置接收刀具盒并传送到刀具盒存取机械手；1.6)刀具盒存取机械手的运动模组把刀具盒存取机械手移动到相应存储单元地址，完成刀具盒存储。

如图6所示，扫码系统包括旋转单元41，旋转气缸阻挡单元42，气缸夹紧单元43(刀具盒承载平板为透明板)，三者相互配合实现刀具盒的旋转，扫码器单元44，对刀具盒进行扫码操作，扫码器移动单元45，带动扫码器单元44往复运动，与刀具盒的旋转动作相配合，实现360°无死角扫码。

如图7所示，空容纳盒输送系统包括导轨单元71，动力单元72，空容纳盒承载单元73，由动力单元72提供动力，带动空容纳盒承载单元73在导轨单元71上下运动，从而将空容纳盒运送到相应位置，以便下次使用。

Claims (10)

1.一种PCB刀具自动存取装置，包括储存柜，其特征在于：所述存储柜的柜体外壳上开设有新生产刀具进货口、待研磨刀具出货口、空容纳盒输出口、单盒刀具的存取口以及人机交互的操作控制面板，所述存储柜的柜体外部配有一运送批量刀具的送料小车，所述储存柜内设有控制系统、空容纳盒输送系统、容纳盒搬运机械手、刀具盒抓取机械手、扫码系统、刀具盒推送系统以及刀具盒存取机械手。

2.如权利要求1所述的一种PCB刀具自动存取装置，其特征在于：所述存储柜的存取工作区域包括入料处理区、待研磨针出料区和待研磨区，所述待研磨区靠近储存柜的最左端。

3.如权利要求2所述的一种PCB刀具自动存取装置，其特征在于：靠近所述待研磨区设置用于将空容纳盒输送出存储柜的空容纳盒输送系统。

4.如权利要求3所述的一种PCB刀具自动存取装置，其特征在于：所述的容纳盒搬运系统位于空容纳盒输送系统右侧的入料处理区位置，用于进行上下左右的运动，从而将盛放在容纳盒内的新生产的盒装刀具送到待研磨针出料区上方的指定位置以便下一步刀具盒抓取机械手进行抓取作业，同时将空容纳盒搬运到空容纳盒输送系统。

5.如权利要求4所述的一种PCB刀具自动存取装置，其特征在于：所述的刀具盒抓取机械手设置在待研磨针出料区的正上方，用于抓取容纳盒内的盒装刀具，将其送到扫码位置进行扫码作业。

6.如权利要求2～5之一所述的一种PCB刀具自动存取装置，其特征在于：所述储存柜内还设有开门容错装置，所述的开门容错装置设置在入料处理区上方的整理平台固定板上，用以检测50支装的刀具盒的侧边盖子是否打开过大，如果打开过大，就执行报废流程。

7.如权利要求6所述的一种PCB刀具自动存取装置，其特征在于：所述的扫码系统位于整理平台固定板的后部，用于对运送过来的盒装刀具进行条形码识别，从而判断是哪一种类型的刀具，以便于进行下一步的推送和放置操作。

8.一种PCB刀具自动存取方法，其特征在于：所述存取方法分为存储和取货两种工况，批量的存储方法包括以下步骤：

1.1)批量盒装刀具放置在容纳盒内，由专用小车通过人工推到入料处理区前实现对接，容纳盒传送到入料处理区指定位置；

1.2)容纳盒通过容纳盒搬运机械手搬运到待研磨针出料区上方的指定位置；

1.3)刀具盒抓取机械手抓取刀具盒至开门容错装置，以检测刀具盒侧边是否打开，如果刀具盒为打开状态，则将刀具盒由单盒入料口推出刀具存储系统，并移送至废料回收处；

1.4)如果刀具盒没有打开，则刀具盒抓取机械手把刀具盒送到指定位置，进行扫码，并由控制系统分配存储单元地址；

1.5)扫码完毕后，刀具盒推送系统的对接装置接收刀具盒并传送到刀具盒存取机械手；

1.6)刀具盒存取机械手的运动模组把刀具盒存取机械手移动到相应存储单元地址，完成刀具盒存储。

9.如权利要求8所述的一种PCB刀具自动存取方法，其特征在于：批量取货方法包括以下步骤：

2.1)待研磨针出料区上方的刀具盒拿完后(批量存储)，容纳盒搬运机械手把空容纳盒放到待研磨区的指定位置；

2.2)在进行待研磨刀具盒存取工作时，对接传送系统会将空容纳盒传送到存储柜外部的折叠平台上；

2.3)通过人工扫码，录入刀具的相关信息，由人工推送到待研磨区；

2.4)容纳盒搬运机械手把装有待研磨刀具的容纳盒搬运到待研磨针出料区的相应位置；

2.5)与专用小车对接，输送到专用小车上通过人工运走。

10.如权利要求8或9所述的一种PCB刀具自动存取方法，其特征在于：单盒刀具存储方法包括以下步骤：

3.1)存储人员通过外部扫码装置录入待存储盒装刀具的信息；

3.2)控制系统分配存储单元地址；

3.3)将盒装刀具放入到单盒刀具的存储口；

3.4)刀具盒存取机械手与之对接，取放机械手模组把刀具盒存取机械手移动到指定的存储单元地址完成单盒刀具的存储；

单盒取货方法包括以下步骤：

4.1)当工人需要刀具时，通过人机交互操作控制面板输入所需刀具的参数；

4.2)控制系统确定刀具存储位置，并生成指令；

4.3)刀具盒存取机械手的运动模组根据控制系统的指令将机械手系统移动到存储柜的指定位置，取出所需刀具，并运送到相应存取口，与专用篮实现对接出货；

4.4)一段时间后，工人从专用篮里拿走所需刀具。