CN107278119B - 电路板原件插装辅助装置及插装方法 - Google Patents

电路板原件插装辅助装置及插装方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种电路板原件插装辅助装置及插装方法，本电路板原件插装辅助装置包括：控制模块，由该控制模块控制的定位引导机构和喂料机构；所述控制模块适于通过定位引导机构对待插装的PCB板中元件插装位置进行激光定位，并控制喂料机构提供与元件插装位置相匹配的元件；本发明的电路板原件插装辅助装置及插装方法，通过定位引导机构对待插装的PCB板中元件插装位置进行激光定位，并控制喂料机构提供与元件插装位置相匹配的元件，使工人能够快速、准确的清楚需要插接的元件位置和元件种类，工人通过本电路板原件插装辅助装置能够快速实现插装，并且具有错误率低、插装效率高的优点。

Description

电路板原件插装辅助装置及插装方法
技术领域
本发明涉及一种PCB板插装设备，具体涉及一种电路板原件插装辅助装置及插装方法。
背景技术
虽然目前PCB板很多都采用贴片元件，可以通过专门的贴片机完成PCB元器件的贴焊工作，但是对于直立元器件较多的PCB板，还是依靠人工来实现元器件的插装。
对于PCB板的插装，工人需要通过一段时间的培训才能胜任此项工作，否则很容易造成错插。
因此，如何降低工人的工作强度，使工人能够很快的上手完成插装工作是本领域的技术难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种电路板原件插装辅助装置及插装方法，以实现元件的快速、准确插装。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电路板原件插装辅助装置，包括：
控制模块，由该控制模块控制的定位引导机构和喂料机构；
所述控制模块适于通过定位引导机构对待插装的PCB板中的元件插装位置进行激光定位，并控制喂料机构提供与元件插装位置相匹配的元件。
进一步，所述电路板原件插装辅助装置还包括：PCB板进料导轨；各PCB板逐一从PCB板进料导轨进入插装工位；所述定位引导机构包括位于PCB板进料导轨上方的激光引导装置；当PCB板位于插装工位后，所述控制模块调用预存的与该PCB板对应的插装数据，以控制激光引导装置通过激光对PCB板上的元件插装位置进行逐一定位。
进一步，所述激光引导装置包括：激光发射器，适于安装该激光发射器的自由度平台，所述自由度平台适于调节激光发射器的激光发射角度，以对PCB板中的各元件插装位置进行激光定位。
进一步，所述喂料机构位于PCB板进料导轨的前方；
所述喂料机构与PCB板进料导轨之间设有背板，背板上开设一取料口；
所述喂料机构包括：
料盒，
在所述料盒内按照插装元件种类分割成的相应多个直线排列的料仓，以及
用于带动料盒移动的丝杆机构；
所述控制模块通过丝杆机构控制料盒平移滑动，以使相应料仓的开口与所述取料口对齐，以提供与当前被激光定位的元件插装位置相匹配的元件。
进一步，所述取料口处设有防夹手光幕传感器；
当防夹手光幕传感器触发时，所述控制模块控制喂料机构停止动作。
进一步，所述电路板原件插装辅助装置还包括：检测机构；
所述检测机构位于PCB板进料导轨上方且位于插装工位的下游，以对完成插装的PCB板进行视觉检测。
又一方面，本发明还提供了一种电路板原件插装方法，包括：控制模块控制激光引导装置对待插装的PCB板中的元件插装位置进行激光定位，且同时喂料机构提供与元件插装位置相匹配的元件。
进一步，预存PCB板对应的插装数据，该数据包括：待插装PCB板对应的元件类型和元件插装位置；
一元件的插装工序包括：当一PCB板进入插装工位后，控制模块通过调用所述插装数据，控制激光引导装置对PCB板的元件插装位置进行激光定位，同时控制喂料机构提供与当前被激光定位的元件插装位置相匹配的元件，并通过人工拾取相应的元件插入相应的插装位置，这样完成一元件的插装；然后进行另一元件的插装，如此反复，以完成该PCB板上所有元件的插接工序。
进一步，在完成PCB板的插接工序后，将该PCB板沿进料导轨滑动至检测工位，对PCB板进行视觉检测，以判定各元件插接是否准确，以确保插接质量。
本发明的有益效果是，本发明的电路板原件插装辅助装置及插装方法，通过定位引导机构对待插装的PCB板中元件插装位置进行激光定位，并控制喂料机构提供与元件插装位置相匹配的元件，使工人能够快速、准确的清楚需要插接的元件位置和元件种类，工人通过本电路板原件插装辅助装置能够快速实现插装，并且具有错误率低、插装效率高的优点；插装步骤简单，新员工培训时所需掌握的知识要点较少，可快速上岗，大幅减少了员工培训的成本。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的电路板原件插装辅助装置的主视图；
图2是本发明的电路板原件插装辅助装置的后视图；
图3是本发明的激光引导装置的结构框图一；
图4是本发明的激光引导装置的结构框图二。
图中：
定位引导机构1、引导交互界面100、激光引导装置110、激光发射器111、自由度平台112、固定架112a、第一摆槽112b、第一步进电机112c、第二摆槽112d、第二组步进电机112e；
喂料机构2、背板201、取料口202、料盒203、料仓203a、丝杆机构204、防夹手光幕传感器205；
检测机构3、检测交互界面300；
PCB板进料导轨4；
PCB板5；
控制模块6。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
对于PCB板的插装，工人需要通过一段时间的培训才能胜任此项工作，并且插装过程很容易发生错装，降低PCB板的良品率。
基于此目的，本实施例提供的一种电路板原件插装辅助装置及电路板原件插装方法，并且通过以下两种实施方式对本实施例进行详细说明。
实施例1
图1是本发明的电路板原件插装辅助装置的主视图；
图2是本发明的电路板原件插装辅助装置的后视图；
请参见图1和图2，本实施例1提供了一种电路板原件插装辅助装置，包括：
定位引导机构1、引导交互界面100、激光引导装置110、喂料机构2、背板201、取料口202、料盒203、料仓203a、丝杆机构204、防夹手光幕传感器205、检测机构3、检测交互界面300、PCB板进料导轨4；其中
定位引导机构1和喂料机构2均由控制模块6控制；所述控制模块6适于通过定位引导机构1对待插装的PCB板5中元件插装位置进行激光定位，并控制喂料机构2提供与元件插装位置相匹配的元件。
所述控制模块6例如但不限于采用PLC模块、工控机等控制实现。
本发明的电路板原件插装辅助装置通过定位引导机构1对待插装的PCB板中元件插装位置进行激光定位，并控制喂料机构2提供与元件插装位置相匹配的元件，使工人能够快速、准确的清楚需要插接的元件位置和元件种类，工人通过本电路板原件插装辅助装置能够快速实现插装，并且具有错误率低、插装效率高的优点。
请参见图1，所述电路板原件插装辅助装置还包括：PCB板进料导轨；各PCB板逐一从PCB板进料导轨进入；所述PCB板在PCB板进料导轨上可以通过手动方式进行推动，也可以采用自动方式。
所述定位引导机构1包括位于PCB板进料导轨上方的激光引导装置110；当PCB板位于插装工位后，所述控制模块6调用预存的该PCB板对应的插装数据，以控制激光引导装置110对PCB板的元件插装位置进行逐一定位。
所述控制模块6预存的插装数据包括多种PCB板的印刷工艺文件，包括但不限于PCB板的尺寸，所需插装的元件种类（型号），在PCB板的元件的具体坐标位置，即按照PCB板的尺寸建立一XY坐标系，各元件插装位置在该XY坐标系中分别对应相应坐标位置，当PCB板位于插装工位后，可以通过引导交互界面100选择该PCB板对应的印刷工艺文件，以获得该PCB对应的元件坐标位置，并通过元件坐标位置控制激光引导装置110照射元件插装位置。
图3是本发明的激光引导装置110的结构框图一；
图4是本发明的激光引导装置110的结构框图二。
所述激光引导装置110包括：激光发射器111，适于安装该激光发射器111的自由度平台112，所述自由度平台112适于调节激光发射器111的激光发射角度，以对PCB板中各元件插装位置进行激光定位。
其中，作为自由度平台112一种优选的实施方式，所述自由度平台112包括：固定架112a，位于固定架112a下方的第一摆槽112b，第一步进电机112c的转轴部穿过固定架112a连接于第一摆槽112b的连接部，所述第一摆槽112b内部装配有第二摆槽112d，所述第一摆槽112b的两端分别安装有适于同步转动的第二组步进电机112e，第二组步进电机112e中的两步进电机的转轴分别从第一摆槽112b的两端穿过后与第二摆槽112d的两端相连；所述第二摆槽112d的连接部安装有激光发射器111，且激光发射器11向下；所述控制模块6适于控制第一步进电机112c和第二组步进电机112e转动，即所述第一步进电机112c适于通过第一摆槽112b带动第二摆槽112d沿F1方向转动，所述第二组步进电机112e适于带动第二摆槽112d沿F2方向转动，以实现调整激光发射器111的激光发射角度，进而实现对PCB板中元件插装位置进行激光定位。
请参见图2，所述喂料机构2位于电路板原件插装辅助装置的前方；所述电路板原件插装辅助装置的背板201开设一取料口202；所述喂料机构2包括：料盒203，在所述料盒203内按照插装元件种类分割成的相应料仓203a，以及用于带动料盒203平移滑动的丝杆机构204；所述控制模块6通过丝杆机构204控制料盒203平移滑动，以使相应料仓203a的开口与取料口202对齐，以提供与元件插装位置相匹配的元件。
具体的，在PCB板中元件插装位置进行激光定位的同时，控制丝杆机构204带动料盒203平移滑动，通过光电编码器可以确定丝杆机构204中的伺服电机转动角度与料盒203平移滑动的位置关系，即使元件插装位置相匹配的元件对应的料仓203a的开口与取料口202对齐，然后通过人工或者机械的方式将相应元件取出。
为了防止夹手，所述取料口202处设有防夹手光幕传感器205；当防夹手光幕传感器205触发时，所述控制模块6控制喂料机构2停止动作。
优选的，为了对插装的PCB板进行检测，降低插装的错误率，所述电路板原件插装辅助装置还包括：检测机构3；所述检测机构3沿PCB板进料导轨方向设置且位于定位引导机构1的后侧，以适于对完成插装的PCB板进行视觉识别。
具体的，所述检测机构3中包括有检测交互界面300，可以直观的显示PCB板的插装元件布局，判断是否出现插装错误。
本电路板原件插装辅助装置的工作方式如下：
通过控制模块6、定位引导机构1实现对待插装的PCB板中元件插装位置进行激光定位，以及通过喂料机构2提供与元件插装位置相匹配的元件，使工人执行人工插装时，准确拾取待插装的元件，并且准确获知当前要插装元件的准确位置，进而提高PCB板插装的效率和准确性，使工人无需进行培训即可完成插装工作。
实施例2
请参见图1至图4，在实施例1基础上，本实施例2提供了一种电路板原件插装方法，对待插装的PCB板中的元件插装位置进行激光定位，且同时提供与元件插装位置相匹配的元件，使工人能够快速、准确的清楚需要插接的元件位置和元件种类，工人通过本电路板原件插装辅助装置能够快速实现插装，并且具有错误率低、插装效率高的优点。
本电路板原件插装方法可以通过电路板原件插装辅助装置实现，关于电路板原件插装辅助装置的具体工作原理请参见实施例1，此处不再赘述。
预存PCB板对应的插装数据，即待插装PCB板对应的元件类型和元件插装位置；当一PCB板进入插装工位后，通过调用所述插装数据，控制激光引导装置110对PCB板的元件插装位置进行逐次引导，并在逐次引导过程中依次提供与元件插装位置相匹配的元件，通过拾取元件依次插入相应的元件插装位置，以完成PCB板的插接工序。
具体的，所述控制模块6预存PCB板对应的插装数据包括预存有多种PCB板的印刷工艺文件，其包括PCB板的尺寸，所需插装的元件种类（型号），在PCB板的元件的具体坐标位置，即按照PCB板的尺寸建立一XY坐标系，各元件插装位置在该XY坐标系中分别对应相应坐标位置，当PCB板位于插装工位后，可以通过引导交互界面100选择该PCB板对应的印刷工艺文件，以获得该PCB对应的元件坐标位置，并通过元件坐标位置控制激光引导装置110照射元件插装位置。
在完成一次插装元件后，通过按钮或者其他方式触发，使控制模块6控制定位引导机构1对下一元件插装位置的激光定位，同时控制喂料机构2将该元件插装位置对应的元件的料仓移动至取料口202，便于取料插装，以完成本次插装元件，重复多次进而实现对PCB板完成插装工艺。
在完成PCB板的插接工序后，对PCB板进行视觉检测，以判定插接质量，有效的降低插装错误率。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (7)

1.一种电路板原件插装辅助装置，其特征在于，包括：
控制模块，由该控制模块控制的定位引导机构和喂料机构；
所述控制模块适于通过定位引导机构对待插装的PCB板中的元件插装位置进行激光定位，并控制喂料机构提供与元件插装位置相匹配的元件；
所述控制模块预存PCB板对应的插装数据，插装数据包括预存有多种PCB板的印刷工艺文件，印刷工艺文件包括PCB板的尺寸，所需插装的元件种类，在PCB板的元件的具体坐标位置，即按照PCB板的尺寸建立一XY坐标系，各元件插装位置在该XY坐标系中分别对应相应坐标位置，当PCB板位于插装工位后，通过引导交互界面选择该PCB板对应的印刷工艺文件，以获得该PCB板对应的元件坐标位置，并通过元件坐标位置控制激光引导装置照射元件插装位置；
在完成一次插装元件后，再触发下一次插装过程，使控制模块控制定位引导机构对下一元件插装位置的激光定位，同时控制喂料机构将该元件插装位置对应的元件的料仓移动至取料口，便于取料插装，以完成本次插装元件，重复多次进而实现对PCB板完成插装工艺；
所述电路板原件插装辅助装置的背板开设一取料口，所述取料口处设有防夹手光幕传感器；当防夹手光幕传感器触发时，所述控制模块控制喂料机构停止动作。
2.根据权利要求1所述的电路板原件插装辅助装置，其特征在于，
所述电路板原件插装辅助装置还包括：PCB板进料导轨；
各PCB板逐一从PCB板进料导轨进入插装工位；
所述定位引导机构包括位于PCB板进料导轨上方的激光引导装置；
当PCB板位于插装工位后，所述控制模块调用预存的与该PCB板对应的插装数据，以控制激光引导装置通过激光对PCB板上的元件插装位置进行逐一定位。
3.根据权利要求2所述的电路板原件插装辅助装置，其特征在于，
所述激光引导装置包括：激光发射器，适于安装该激光发射器的自由度平台，所述自由度平台适于调节激光发射器的激光发射角度，以对PCB板中的各元件插装位置进行激光定位。
4.根据权利要求1-3任一项所述的电路板原件插装辅助装置，其特征在于，
所述喂料机构位于PCB板进料导轨的前方；
所述喂料机构与PCB板进料导轨之间设有背板，背板上开设一取料口；
所述喂料机构包括：
料盒，
在所述料盒内按照插装元件种类分割成的相应多个直线排列的料仓，以及
用于带动料盒移动的丝杆机构；
所述控制模块通过丝杆机构控制料盒平移滑动，以使相应料仓的开口与所述取料口对齐，以提供与当前被激光定位的元件插装位置相匹配的元件。
5.根据权利要求1所述的电路板原件插装辅助装置，其特征在于，
所述电路板原件插装辅助装置还包括：检测机构；
所述检测机构位于PCB板进料导轨上方且位于插装工位的下游，以对完成插装的PCB板进行视觉检测。
6.一种电路板原件插装方法，其特征在于，包括：
控制模块控制激光引导装置对待插装的PCB板中的元件插装位置进行激光定位，且
同时喂料机构提供与元件插装位置相匹配的元件；
所述控制模块预存PCB板对应的插装数据，插装数据包括预存有多种PCB板的印刷工艺文件，印刷工艺文件包括PCB板的尺寸，所需插装的元件种类，在PCB板的元件的具体坐标位置，即按照PCB板的尺寸建立一XY坐标系，各元件插装位置在该XY坐标系中分别对应相应坐标位置，当PCB板位于插装工位后，通过引导交互界面选择该PCB板对应的印刷工艺文件，以获得该PCB板对应的元件坐标位置，并通过元件坐标位置控制激光引导装置照射元件插装位置；
在完成一次插装元件后，再触发下一次插装过程，使控制模块控制定位引导机构对下一元件插装位置的激光定位，同时控制喂料机构将该元件插装位置对应的元件的料仓移动至取料口，便于取料插装，以完成本次插装元件，重复多次进而实现对PCB板完成插装工艺；
所述电路板原件插装辅助装置的背板开设一取料口，所述取料口处设有防夹手光幕传感器；当防夹手光幕传感器触发时，所述控制模块控制喂料机构停止动作。
7.根据权利要求6所述的电路板原件插装方法，其特征在于，
在完成PCB板的插接工序后，将该PCB板沿进料导轨滑动至检测工位，对PCB板进行视觉检测，以判定各元件插接是否准确。
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