CN106385792A - 一种高速智能自动插件机 - Google Patents

Abstract

为克服现有插件机存在取料识别时间长及插件效率低的问题，本发明提供了一种高速智能自动插件机，包括机座以及设置于机座上的工作台、取料机头，驱动装置、元器件进料机构和用于识别元器件引脚的第一视觉识别组件；所述驱动装置位于工作台的上方，所述取料机头安装于所述驱动装置的底部，所述驱动装置用于驱动取料机头在水平XY轴上的运动，所述取料机头的底部设置有多个(2个及以上)取料头，所述元器件进料机构上设置有用于供应元器件的供料端，所述供料端有多个，所述取料头与供料端的数量一致，且多个取料头和多个供料端的相对位置一一对应设置。本发明实现多个元器件的同步一次取料，极大缩短了插件机在取料过程中所花费的时间，提高了生产效率。

Description

一种高速智能自动插件机

本申请以2016年08月25日提交的申请号为201620936143.8，名称为“一种自动化插件机”的中国实用新型专利为基础，并要求其优先权。

技术领域

本发明属于异形件插件机设备技术领域，具体涉及一种高速智能自动插件机。

背景技术

现有的一些电子和机械产品基本采用PCB电路板作为其内部线路的主要载体，而各类电子元器件则是PCB电路板实现其作用和功能的基本元件，故在PCB电路板的加工过程中，有一个插件工序，一般是通过人工或插件机将电子元器件插入到PCB板上预设好的线脚插孔中，当PCB板完成插件后再对插有电子元器件的线脚插孔进行焊接加固。

现有的高速智能自动插件机通常设置有一可活动的机械手，通过机械手活动端的物料夹持头对电子元器件进行夹持，再通过CCD或CMOS识别装置识别后进行插件，该种插件方式在每次插件时均需重新进行取料-识别-插件的过程，插件效率较为低下；现有另一种改进的插件方式，是通过在机械手活动端设置多个夹持头，通过将机械手按顺序移动到不同的供料装置上进行夹件，在CCD或CMOS识别装置上转动机械手的活动端对元器件进行逐一识别，然后转移至工作台上进行插件；该种插件设置虽然相较前一种插件方法在效率上有了一定提高，然而其在机械手取料和识别环节仍花费了较长的时间，依旧存在插件效率较低的问题。

发明内容

针对现有插件机存在取料识别时间长及插件效率低的问题，本发明提供了一种高速智能自动插件机，本插件机能够实现多个元器件的同步一次取料，极大缩短了插件机在取料过程中所花费的时间，提高了生产效率。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

提供一种高速智能自动插件机，包括机座以及设置于机座上的工作台、取料机头、驱动装置、元器件进料机构、用于识别元器件引脚的第一视觉识别组件和用于识别电路板位置的第二视觉识别组件；

所述驱动装置位于工作台的上方，所述取料机头安装于所述驱动装置的底部，所述驱动装置用于驱动取料机头在水平XY轴上的运动，所述取料机头的底部设置有多个取料头，所述取料头上设置有用于在抓取方向上升降所述取料头的升降组件和用于驱动所述取料头绕其轴线旋转的旋转组件，所述元器件进料机构上设置有用于供应元器件且与所述取料头数量一致的多个供料端，且多个取料头和多个供料端的相对位置一一对应设置，以使得多个取料头能够同时抓取多个供料端的元器件。

进一步的，所述插件机还包括有输送装置，所述输送装置包括用于输送PCB板的进料导轨和出料导轨，所述进料导轨和出料导轨设置于所述工作台的两端。

进一步的，所述元器件进料机构包括振动管送料器、振动盘送料器、编带供料器及托盘供料器中的一种或多种。

进一步的，所述元器件进料机构引出有供料道，所述供料端位于所述供料道的末端。

进一步的，所述取料头包括夹料头和真空吸料头。

进一步的，所述第一视觉识别组件包括第一相机和第一光源，所述第一相机为CCD相机或CMOS相机，所述第一光源位于第一相机的顶部。

进一步的，所述第一视觉识别组件的数量为多个，且所述第一视觉识别组件的数量与取料头的数量一致，多个第一视觉识别组件和多个取料头的相对位置一一对应设置，以使多个第一视觉识别组件能够同时对多个取料头抓取的元器件进行特征识别。

进一步的，所述第二视觉识别组件(43)设置于取料机头的底部，所述第二视觉识别组件包括第二相机和第二光源，所述第二相机为CCD相机或CMOS相机，所述第二光源位于第二相机的底部。

进一步的，所述工作台的单侧或两侧设置有元器件进料机构和第一视觉识别组件。

进一步的，所述高速智能自动插件机还包括有防护罩，所述防护罩设置于所述机座的顶部，且所述工作台、取料机头，驱动装置和第一视觉识别组件位于所述防护罩的内部，所述机座的两侧还设置有用于支撑元器件进料机构的第一延伸座和第二延伸座。

采用本发明提供的高速智能自动插件机，在取料机头的底部设置了多个取料头，同时设置有多个用于元器件供应的供料端，通过将多个取料头和多个供料端的位置对应设置，使得该自动插件的一次在取料过程中，能够将取料机头移动至供料端上部，不同取料头对应不同的供料端进行元器件的同步取料，不需要多次移动取料机头和对取料头的转换，有效缩短了取料机头进行取料的时间，提高了生产效率。

需要说明的是，本发明的技术方案不仅适用于现有的插件机，同时也适用于同类型的元器件插接或贴装设备，如贴片机等，不应理解为对本发明的限制。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的高速智能自动插件机的结构示意图；

图2是本发明一实施例提供的高速智能自动插件机的正视图；

图3是本发明一实施例提供的高速智能自动插件机的下部结构俯视图；

图4是本发明一实施例提供的元器件进料机构的结构示意图；

图5是本发明一实施例提供的元器件进料机构的俯视图；

图6是本发明一实施例提供的取料机头的结构示意图；

图7是本发明一实施例提供的取料机头的仰视图。

说明书附图中的附图标记如下：

1、机座；11、第一延伸座；12、第二延伸座；13、万向轮；2、元器件进料机构；21、供料道；22、供料端；3、防护罩；4、取料机头；41、升降组件；42、取料头；43、第二视觉识别组件；5、工作台；6、第一视觉识别组件；7、进料导轨；71、第一轨道；72、第一传动杆；73、第一电机；8、出料导轨；81、第二轨道；82、第二传动杆；83、第二电机。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

参见图1～3所示，本实施例公开了一种高速智能自动插件机，包括机座1以及设置于机座1上的工作台5、取料机头4，驱动装置、元器件进料机构2、用于识别元器件引脚的第一视觉识别组件6和用于识别电路板位置的第二视觉识别组件43，所述工作台5用于待插件PCB板的定位固定以及给PCB板提供底部支撑，便于插件；

所述驱动装置位于工作台5的上方，所述取料机头4安装于所述驱动装置的底部，所述驱动装置用于驱动取料机头4在水平XY轴上的运动，所述取料机头4的底部设置有多个取料头42，所述取料头上设置有用于在抓取方向上升降所述取料头的升降组件和用于驱动所述取料头绕其轴线旋转的旋转组件，多个取料头42可相对于所述取料机头4上升下降，同时可进行可控角度的旋转，所述驱动装置可设置相互垂直的运行轨道和电机实现，为本领域技术人员所公知，不再进行赘述。

所述元器件进料机构2上设置有用于供应元器件的供料端22，所述供料端22有多个，所述取料头42与供料端22的数量一致，且多个取料头42和多个供料端22的相对位置一一对应设置，以使得多个取料头能够同时抓取多个供料端的元器件。

当进行插件作业时，所述驱动装置驱动取料机头4，将其移动至供料端22上部，所述取料机头4的移动路线可控制系统规划，控制系统通过取料机头4与供料端22的相对位置来确定驱动装置的运行，从而带动取料机头4准确移动至供料端22上部，且不同的取料头42对应位于不同供料端22的顶部，取料头42下降，不同取料头42对应不同的供料端22进行元器件的同步取料，不需要多次移动取料机头4和对取料头42的转换，有效缩短了取料机头4进行取料的时间，完成元器件的同步取料后，取料机头4移动至第一视觉识别组件6处进行特征识别。

如图3所示，为实现该插件机的自动化生产，所述高速智能自动插件机还包括有输送装置，所述输送装置包括用于输送PCB板的进料导轨7和出料导轨8，所述进料导轨7和出料导轨8设置于所述工作台5的两端。

所述进料导轨7包括第一电机73和两条相互平行的第一轨道71，所述第一轨道71上均设置有第一传送皮带和第一牵引轮，所述第一传送皮带环绕所述第一牵引轮设置，所述两条第一轨道71之间设置有第一传动杆72，所述第一电机73设置于第一轨道71外侧，通过所述第一电机73驱动所述第一传动杆72转动，所述第一传动杆72联动两条第一轨道71上的第一牵引轮，实现第一轨道71的同步运行，进行PCB板的输送时，将PCB板的左右两端放置于左右两条第一轨道71上，通过第一轨道71的运行将PCB板运输至所述工作台5上定位。

所述出料导轨8包括第二电机83和两条相互平行的第二轨道81，所述第二轨道81上均设置有第二传送皮带和第二牵引轮，所述第二传送皮带环绕所述第二牵引轮设置，所述两条第二轨道81之间设置有第二传动杆82，所述第二电机83设置于第二轨道81外侧，通过所述第二电机83驱动所述第二传动杆82转动，所述第二传动联动两条第二轨道81上的第二牵引轮，实现第二轨道81的同步运行，当PCB板完成插件时，工作台5解除对PCB板的限制，通过第二轨道81的运行将PCB板带离工作台5进入下一工序。

需要说明的是，以上的皮带传输方式仅为本实施例优选，其他传输方式，如链条传动，等也应包括在本发明的保护范围之内。

所述元器件进料机构2包括振动管送料器、振动盘送料器、编带装供料器、托盘装供料器中的一种或多种，所述编带装供料器的作用为：输送小型电子元器件的编带料，如电容类、电阻类元器件，同时进行编带料的剪脚，其供料端22位于其剪脚位置；所述振动管送料器、振动盘送料器和托盘装供料器用于输送一些多引脚电子元器件的散料，如双列直插式元器件、圆形矩阵式元器件，具体可根据电子元器件的外部形状选择相应元器件进料机构2，需要说明的是，选择其他元器件进料机构进行替换的技术方案也应包括在本发明的保护范围之内。

如图6和图7所示，为实现取料头42的升降和旋转，所述取料头42与取料机头4之间设置有升降组件41和旋转组件进行连接，所述升降组件41为伸缩杆，通过电机驱动上下运动，所述旋转组件可设置在取料机头4内部，也可设置于取料机头4的外部与取料头42连接，本领域技术人员可根据需要进行设置；所述取料头42包括夹料头或真空吸料头，所述夹料头即通过两个可开合的夹片对元器件进行夹取，所述真空吸料头则是通过抽吸产生的负压作用将元器件吸住，本领域技术人员也可根据不同元器件的取料需要选用其他类型的取料头42进行替换。

在本实施例中，所述第一视觉识别组件6包括第一相机和第一光源，所述第一相机为CCD相机或CMOS相机，所述第一相机位于机座1上，且第一相机的镜头朝上，所述第一光源位于第一相机的顶部，且第一光源的中部设有供第一相机摄取图像的通孔。

作为本实施例进一步改进，所述第一视觉识别组件6的数量设置为多个，且所述第一视觉识别组件6的数量与取料头42的数量一致，多个第一视觉识别组件6和多个取料头42的相对位置一一对应设置，当进行元器件的特征识别时，取料机头4夹取元器件并移动至第一视觉识别组件6的上方，元器件的引脚朝下，此时不同的取料头42分别朝向对应的第一视觉识别组件6，多个第一光源的光线分别照射在多个元器件的底部，以提高元器件底部的亮度，不同第一相机分别接收不同元器件底部图像，同步识别引脚的相对位置和弯曲度，若元器件的引脚位置合格，根据不同元器件引脚位置调整对应元器件的角度朝向进行插件。

如图7所示，在本实施例中，第二视觉识别组件43设置于取料机头4的底部，所述第二视觉识别组件43包括第二相机和第二光源，所述第一相机为CCD相机或CMOS相机，所述第二相机位于所述取料机头4的内部，且第二相机的镜头朝下，所述第二光源位于第二相机的底部，第二光源的中部设有供第二相机摄取图像的通孔，当完成元器件的特征识别后进行插件时，取料机头4移动至工作台5的顶部，所述PCB板固定于工作台5上，且PCB板上设有标识点，第二光源开启，第二光源的光线照射在PCB板上，以提高PCB板的亮度，第二相机接收PCB板顶面的图像，识别出PCB板上的标示点，从而确定PCB板以及PCB板上线脚插孔的准确位置，根据PCB板和元器件的相对位置确定运行路线，运行取料机头4将电子元器件逐一插入线脚插孔中。

本实施例中，通过将取料头42、供料端22和第一视觉识别组件6一一对应设置，从而实现了取料操作中的一次同步取料和特征识别操作中的一次同步识别，相比于传统插件机的逐一取料和逐一识别，本高速智能自动插件机极大的缩短了用于取料和特征识别的时间，提高了加工效率。

实施例2

本实施例公开了一种高速智能自动插件机，包括实施例1中的大部分技术特征，其不同之处在于：

参见图3所示，在本实施例中，所述元器件进料机构2采用振动盘送料器，所述振动盘送料器引出有供料道21，所述供料端22位于所述供料道21的末端，通过振动盘振动产生的动能将元器件导入供料道21中，所述供料道21倾斜设置，所述元器件沿供料道21前进并定位于所述供料道21末端的供料端22上。

所述工作台5的两侧均设置有元器件进料机构2和第一视觉识别组件6。

所述高速智能自动插件机还包括有防护罩3，所述防护罩3设置于所述机座1的顶部，且所述工作台5、取料机头4，驱动装置和第一视觉识别组件6位于所述防护罩3的内部，所述机座1的两侧还设置有用于支撑元器件进料机构2的第一延伸座11和第二延伸座12，所述第一延伸座11和第二延伸座12底部均设置有万向轮13。

如图4和图5所示，所述第一延伸座11的朝向所述工作台5的一端设置有支撑架，在第一延伸座11顶部设置有多个振动盘送料器，多个振动盘送料器均引出有相互平行的供料道21，所述供料道21的末端为供料端22，供料道21倾斜设置，且供料道21朝上的一端连接振动盘送料器，朝下的一端置于所述支撑架的顶部，多个供料端22在所述支撑架的顶部呈直线等距排列。

如图7所示，相应的，所述取料机头4的底部设置有多个取料头42，多个取料头42之间呈直线等距排列，且多个取料头42的数量和相对位置与多个供料端22对应。

所述第二延伸座12的设置与第一延伸座11一致，不再赘述。

所述工作台5的两侧分别设置有多个第一视觉识别组件6，单侧的多个第一视觉识别组件6呈直线等距排列，多个第一视觉识别组件6的数量和相对位置与多个供料端22对应，且所述多个第一视觉识别组件6位于工作台5与供料端22之间，有利于取料机头4取料后直接进行特征识别。

在实施例的描述中，需要理解的是，术语“末端”、“顶部”、“底部”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高速智能自动插件机，其特征在于，包括机座(1)以及设置于机座(1)上的工作台(5)、取料机头(4)、驱动装置、元器件进料机构(2)，用于识别元器件引脚的第一视觉识别组件(6)和用于识别电路板位置的第二视觉识别组件(43)；

所述驱动装置位于工作台(5)的上方，所述取料机头(4)安装于所述驱动装置的底部，所述驱动装置用于驱动取料机头(4)在水平XY轴上的运动，所述取料机头(4)的底部设置有多个取料头(42)，所述取料头(42)上设置有用于在抓取方向上升降所述取料头(42)的升降组件(41)和用于驱动所述取料头(42)绕其轴线旋转的旋转组件，所述元器件进料机构(2)上设置有用于供应元器件且与所述取料头(42)数量一致的多个供料端(22)，且多个取料头(42)和多个供料端(22)的相对位置一一对应设置，以使得多个取料头(42)能够同时抓取多个供料端(22)的元器件。

2.根据权利要求1所述的高速智能自动插件机，其特征在于，所述插件机还包括有输送装置，所述输送装置包括用于输送PCB板的进料导轨(7)和出料导轨(8)，所述进料导轨(7)和出料导轨(8)设置于所述工作台(5)的两端。

3.根据权利要求1所述的高速智能自动插件机，其特征在于，所述元器件进料机构(2)包括振动管送料器、振动盘送料器、编带供料器及托盘供料器中的一种或多种。

4.根据权利要求3所述的高速智能自动插件机，其特征在于，所述元器件进料机构(2)引出有供料道(21)，所述供料端(22)位于所述供料道(21)的末端。

5.根据权利要求1所述的高速智能自动插件机，其特征在于，所述取料头(42)包括夹料头和真空吸料头。

6.根据权利要求1所述的高速智能自动插件机，其特征在于，所述第一视觉识别组件(6)包括第一相机和第一光源，所述第一相机为CCD相机或CMOS相机，所述第一光源位于第一相机的顶部。

7.根据权利要求1或6所述的高速智能自动插件机，其特征在于，所述第一视觉识别组件(6)的数量为多个，且所述第一视觉识别组件(6)的数量与取料头(42)的数量一致，多个第一视觉识别组件(6)和多个取料头(42)的相对位置一一对应设置，以使多个第一视觉识别组件(6)能够同时对多个取料头(42)抓取的元器件进行特征识别。

8.根据权利要求7所述的高速智能自动插件机，其特征在于，所述第二视觉识别组件(43)设置于取料机头(4)的底部，所述第二视觉识别组件(43)包括第二相机和第二光源，所述第二相机为CCD相机或CMOS相机，所述第二光源位于第二相机的底部。

9.根据权利要求1所述的高速智能自动插件机，其特征在于，所述工作台(5)的单侧或两侧设置有元器件进料机构(2)和第一视觉识别组件(6)。

10.根据权利要求9所述的高速智能自动插件机，其特征在于，所述高速智能自动插件机还包括有防护罩(3)，所述防护罩(3)设置于所述机座(1)的顶部，且所述工作台(5)、取料机头(4)，驱动装置和第一视觉识别组件(6)位于所述防护罩(3)的内部，所述机座(1)的两侧还设置有用于支撑元器件进料机构(2)的第一延伸座(11)和第二延伸座(12)。