CN107458876A - 一种能实现自动料盒切换的高速收放板机及其收放板方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种能实现自动料盒切换的高速收放板机，包括机架，所述机架上依次设置PCB传送机构和收放板机构，其特征在于收放板机构包括位于机架上部的收放板平台，所述收放板平台包括第一料盒工位和第二料盒工位，在第一料盒工位和第二料盒工位之间设置料盒横移机构，其中第一料盒工位设置在PCB传送机构的末端；第一料盒工位和第二料盒工位均设置料盒运输车以及与所述料盒运输车配合的升降系统，所述料盒运输车内设置有若干层料盒。本发明通过设置多个可堆叠的料盒工位，工位间的料盒可实现自动切换，从而提高品质增加产量。

Description

一种能实现自动料盒切换的高速收放板机及其收放板方法

技术领域

本发明涉及一种PCB板生产设备，具体涉及一种能实现自动料盒切换的高速收放板机及其收放板方法。

背景技术

在PCB（印制线路板）制造工厂如退膜、蚀刻等工序产线，因为PCB产品的特殊性，生产过程中都需要使用盒子作为载具来运输PCB至下道工序，这样不但保证PCB在工序间的运输过程和收放板过程不会因为载具的载板方式造成板面擦伤，折痕等不良品质产生，因此，该类产线所配置的收放板机多为料盒类自动收放板机。

该类设备常在各料盒工位放置一只料盒，待料盒内集满或取空后，需要将其拉出并更换新的料盒，然而在线速较高或单只料盒中放板数量较少的情形下，上述的料盒切换就变得非常频繁。如此带来三个方面的问题，一是员工作业强度大，二是自动化设备并未实现减少人工成本投入的问题，三是人工协作更换料盒需要时间，而且此工步必需是设备停线后才可以进行，增加了自动化设备周期时间，加上每个操作人员的操作习惯不一致，如果在规定时间不能完成更换料盒的工步动作，将会造成主线PCB的堆叠，使产品擦花造成不良品的隐患，并且打破了生产线的平衡，造成生产效率下降。没有达成上自动化设备后可以减少人工，降低用工成本，提高生产效率的目的。

该类设备从主线收放PCB至料盒时，需要PCB放置于料盒里相对准确的位置，便于提供下道工序的自动化需要PCB准确的位置关系实现自动化，同时需要保证每块PCB都能准确无误的放置在料盒内的指定位置，保证每块板摆放在料盒内的位置都在此位置公差范围内。满足此技术要求，需要有PCB的外形尺寸和PCB相对于吸盘手的X,Y,Z的位置尺寸，目前市面上的技术为通过人工停机后调整吸盘手的吸附范围来适配PCB的大小规则的外形尺寸，PCB相对于吸盘手的X的位置通过机械限位和位置传感器的信号反馈来完成，PCB相对于吸盘手的Y,的位置是由，设置在吸盘手上的位置传感器通过吸盘手沿Y轴移动通过此传感器正下方是否有PCB的信号反馈，确认PCB相对于吸盘手的Y,的位置，满足以上主要的条件，便可以完成收板。此技术存在的问题因为PCB的终端应用要求越来越高，PCB厂商设计生产出线路更加精密的产品来满足市场需求，同时对PCB的擦花和折痕有更高的要求，PCB相对于吸盘手的X的位置通过机械限位和位置传感器的信号反馈来完成的方式，存在PCB擦花和折痕的隐患，将不能满足品质要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能实现自动料盒切换的高速收放板机，旨在解决以料盒为载具的自动化收放板机中料盒频繁切换带来的不便。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种能实现自动料盒切换的高速收放板机，包括机架，所述机架上依次设置PCB传送机构和收放板机构，其特征在于

所述PCB传送机构一侧设置有六轴机器人吸附系统，所述六轴机器人吸附系统用于将PCB传送机构上的PCB搬运至收放板机构；

收放板机构包括位于机架上部的收放板平台，所述收放板平台包括第一料盒工位和第二料盒工位，在第一料盒工位和第二料盒工位之间设置料盒横移机构，其中第一料盒工位设置在PCB传送机构的末端；第一料盒工位和第二料盒工位均设置料盒运输车以及与所述料盒运输车配合的升降系统，所述料盒运输车内设置有若干层料盒，升降系统将所述第一料盒工位料盒运输车的若干层料盒依次提升到收放板平台第一料盒工位，所述六轴机器人用于将PCB传送机构上的PCB搬运至第一料盒工位的料盒内，所述料盒横移机构将收放板平台第一料盒工位的料盒横移至收放板平台第二料盒工位，升降系统将位于收放板平台第二料盒工位的料盒依次堆放至第二料盒工位的料盒运输车内。

根据本发明的优选实施例， 所述料盒横移机构包括平行设置的主动直线机器人和从动直线机器人，以及设置在主动直线机器人和从动直线机器人之间的龙门臂，所述龙门臂的下方设置有气动钳夹机构，所述气动钳夹机构用于夹取料盒，由主动直线机器人和从动直线机器人带动气动钳夹机构横移料盒。

根据本发明的优选实施例，所述升降系统，其包括传动丝杆、下安装块、对射感应器、电机和升降平台，在下安装块上设置有传动丝杆以及位于传动丝杆两侧的两根导向轴，在传动丝杆和导向轴的顶部设置有基板，传动丝杆连接有一升降平台，所述导向轴通过线性轴承与升降平台连接，在升降平台的正面固定连接有多个托举臂，在升降平台的侧面设置有对射感应器，在下安装块上设置有电机，所述电机底部设置主动同步轮，在传动丝杆的底部设置有用与所述主动同步轮配合的从动同步轮。

根据本发明的优选实施例，所述PCB传送机构包括同步轮传送系统，所述同步轮传动系统驱动旋转轴上的所有轮片形成一传送面，所述传动面的边缘部位设置有若干个扩散反射型光电开关，所述若干个扩散反射型光电开关用以检测PCB板在传动面上的位置，以便六轴机器人调整吸盘手的角度和位置。

本发明的另一目的在于提供一种PCB收放板方法，能实现自动料盒切换，增加产量。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种PCB收放板方法，包括以下步骤：

A、将堆放有若干层空料盒的料盒运输车放置在收放板机构的第一料盒工位，将一个空的料盒运输车放置在收放板机构的第二料盒工位；

B、升降系统将所述第一料盒工位料盒运输车的若干层空料盒按从上到下的顺序依次提升到收放板平台第一料盒工位；

C、PCB传送机构将PCB传送到输出端，并停放在指定位置，并由设置在PCB传送机构输出端的传感器检测PCB停放位置与指定位置的偏移角度，由六轴机器人吸附系统根据该偏移角度调整吸盘手的偏移角度，并控制吸盘手将PCB搬送至收放板平台第一料盒工位的料盒内；

D、料盒装满后，所述料盒横移机构将收放板平台第一料盒工位的料盒横移至收放板平台第二料盒工位，升降系统将位于收放板平台第二料盒工位的料盒按照从下到上的顺序依次堆放至第二料盒工位料盒运输车内；

E、待第一料盒工位的料盒运输车均横移至第二料盒工位的料盒运输车后，更换新的料盒运输车。

本发明通过设置多个可堆叠的料盒工位，工位间的料盒可实现自动切换，通过在PCB传送机构的传送面上设置若干个扩散反射型光电开关用以检测PCB板在传动面上的位置，实现产品智能定位技术，解决PCB的擦花及折痕的隐患。本发明的优点在于，能实现自动料盒切换，产品智能定位，从而提高品质增加产量。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为料盒横移机构的结构示意图。

图3为气动钳夹机构交替位图。

图4为升降系统的结构示意图。

图5为六轴机器人吸附系统的结构示意图。

图6为PCB传送机构的结构示意图。

图7为PCB位置检测示意图。

图中包括：

PCB传送机构1、六轴机器人2、吸盘手3、料盒横移机构4、第一料盒运输车5、第二料盒运输车6、升降系统7、横移吸附系统8、升降机械手9；

主动直线机器人11、从动直线机器人12、龙门臂13、气动钳夹机构14、料盒15；

安装基板21、固定钳夹板22、源动滑台气缸23、活动钳夹板24、钳夹初始位25、钳夹工作位26；

传动丝杆41、导向轴42、基板43、下安装块44、托举臂45、线性轴承46、电机47、主动同步轮48、从动同步轮49；

直线伺服模组51、距离设定型光电开关52、高性能颜色传感器53；

同步轮传送系统61、伺服电机62、第一扩散反射型光电开关63、第二扩散反射型光电开关64、第三扩散反射型光电开关65、第四扩散反射型光电开关66、第五扩散反射型光电开关67，PCB 68。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

如图1所示，一种能实现自动料盒切换的高速收放板机，包括机架，所述机架上依次设置PCB传送机构和收放板机构，其特征在于

所述PCB传送机构1一侧设置有六轴机器人吸附系统，所述六轴机器人吸附系统包括六轴机器人2以及设置在六轴机器人上的吸盘手3，所述六轴机器人吸附系统用于将PCB传送机构1上的PCB搬运至收放板机构；

收放板机构包括位于机架上部的收放板平台，所述收放板平台包括第一料盒工位和第二料盒工位，在第一料盒工位和第二料盒工位之间设置料盒横移机构4，其中第一料盒工位设置在PCB传送机构的末端；

第一料盒工位和第二料盒工位下方均设置料盒运输车以及与所述料盒运输车配合的升降系统7，设置在第一料盒工位下方的是第一料盒运输车5，第二料盒工位下方的是第二料盒运输车6，所述料盒运输车内设置有若干层料盒，升降系统将所述第一料盒工位料盒运输车5的若干层料盒按照从上到下的顺序依次提升到收放板平台第一料盒工位，所述六轴机器人吸附系统用于将PCB传送机构1上的PCB搬运至第一料盒工位的料盒内，料盒装满后，所述料盒横移机构将收放板平台第一料盒工位的料盒横移至收放板平台第二料盒工位，升降系统将位于收放板平台第二料盒工位的料盒按照从下到上的顺序依次堆放至第二料盒工位料盒运输车6内。

所述收放板机构一侧还设置有升降机械手9和横移吸附系统8，所述横移吸附系统9用于吸附胶片，在需要PCB板和胶片间隔叠合时，所述横移吸附系统9可吸附胶片，使之与PCB板叠合放置在料盒内。

本发明通过设置多个可堆叠的料盒工位，工位间的料盒可实现自动切换，克服因为设备的单个料盒人工切换的功能局限性，提升了生产效率，降低了用工成本。

如图2所示，所述料盒横移机构包括平行设置的主动直线机器人11和从动直线机器人12，以及设置在主动直线机器人11和从动直线机器人12之间的龙门臂13，主动直线机器人11和从动直线机器人12上分别设置有可沿主动直线机器人11和从动直线机器人12移动的横移块，所述龙门臂13的两端分别安装在横移块上，所述龙门臂可沿主动直线机器人11和从动直线机器人12移动，所述两个横移块的下方分别设置气动钳夹机构14，所述气动钳夹机构14用于夹取料盒15，由主动直线机器人11和从动直线机器人12带动气动钳夹机构14横移料盒15。收放板机构上或者料盒内可设置料盒满位传感器，料盒装满后，料盒满位传感器发出信号，气动钳夹机构14移至第一料盒工位，气动钳夹机构14夹取料盒15，由主动直线机器人11和从动直线机器人12带动气动钳夹机构14横移料盒15至第二料盒工位。

如图3所示，气动钳夹机构包括安装基板21，所述安装基板21安装在主动直线机器人11和从动直线机器人12的横移块上，所述安装基板21的上安装有固定钳夹板22，所述固定钳夹板的下方设置源动滑台气缸23和活动钳夹板24，所述源动滑台气缸23可活动钳夹板24在钳夹初始位25和钳夹工作位26之间运动。

如图4所示，所述升降系统，其包括传动丝杆41、下安装块44、对射感应器、电机和升降平台，在下安装块44上设置有传动丝杆41以及位于传动丝杆41两侧的两根导向轴42，在传动丝杆41和导向轴42的顶部设置有基板43，在传动丝杆41连接有一升降平台，所述导向轴42通过线性轴承46与升降平台连接，在升降平台的正面固定连接有多个托举臂45，在升降平台的侧面设置有对射感应器，在下安装块44上设置有电机47，所述电机47底部设置主动同步轮48，在传动丝杆41的底部设置有用与所述主动同步轮配合的从动同步轮49。电机运动，带动传动丝杆41转动，从而使得升降平台实现升降，所述对射感应器用于感应升降平台的位置，当升降平台升降到设定位置时，电机停止转动。料盒由托举臂45带动实现升降。

如图5所示，六轴机器人2的吸盘手3设置有直线伺服模组51，以及由所述直线伺服模组驱动的两列吸盘，根据设定的PCB外形尺寸，通过直线伺服模组自动调整两列吸盘至适用于PCB外形尺寸的吸附范围，所述吸盘手3上还设置有距离设定型光电开关52和高性能颜色传感器53，通过距离设定型光电开关52检测到PCB Z轴方向的位置，通过高性能颜色传感器53检测是否为PCB，如条件满足便会启动真空系统并吸附PCB至料盒，移栽过程中可以通过设定好的距离设定型光电开关监测PCB是否有掉落的事件发生，如有设备将会停机报警，提醒相关人员处理。根据本发明的优选实施例，所述吸盘手3可以根据检测到PCB的摆放角度调整吸盘角度，以适应PCB的位置。

如图6和图7所示，所述PCB传送机构包括同步轮传送系统61，所述同步轮传送系统61由伺服电机62驱动，所述同步轮传动系统61驱动旋转轴上的所有轮片形成一传送面，所述传动面的边缘部位设置有若干个扩散反射型光电开关，所述若干个扩散反射型光电开关用以检测PCB板在传动面上的位置，以便六轴机器人调整吸盘手的角度和位置。并可利用伺服电机的高精度，速度调整范围宽，低速时不会产生步进运行现象的特性，通过同步轮传动系统驱动旋转轴上的所有轮片形成一传送面，使PCB能够按照设定的速度平稳的移栽，按照设定的位置精准的停止，为机器人吸附系统提供非常优质的吸附工况。

如图6所示，在传动面沿传送方向，在输入端边缘设置第一扩散反射型光电开关63，在传动面的侧向边缘，沿传送方向依次设置第二扩散反射型光电开关64和第三扩散反射型光电开关65，在输出端边缘设置第四扩散反射型光电开关66和第五扩散反射型光电开关67。

当PCB板进入此工位时，第一扩散反射型光电开关63被覆盖，同时反馈信号给控制中心，伺服电机接受控制单元启动信号并启动，通过同步轮传动系统驱动滚轮面动作，利用PCB与滚轮面的摩擦原理，PCB按设定的速度位移，当PCB位移至第二扩散反射型光电开关64并覆盖其时，反馈信号给控制中心并加速，加速目的为加快滚轮面上的PCB位移速度以达到减少位移时间降低生产周期，当PCB位移至第三扩散反射型光电开关65并覆盖其时，传送滚轮面速度下降，PCB位移速度降低确保能可靠的停止在指定位置，当PCB未按设定的位置停止，并与停止基准成一定角度的工况时，我们需要计算出此角度，并反馈至控制中心，控制六轴机器人吸盘组与PCB相匹配位置实施吸附。

如图7所示，由输出端边缘设置的第四扩散反射型光电开关66和第五扩散反射型光电开关67检测PCB的角度，然后根据该角度调整六轴机器人吸盘手的旋转角度，使其与PCB角度相对应，从而实现准确收板的目的。

Claims (6)

1.一种能实现自动料盒切换的高速收放板机，包括机架，所述机架上依次设置PCB传送机构和收放板机构，其特征在于

所述PCB传送机构一侧设置有六轴机器人吸附系统，所述六轴机器人吸附系统用于将PCB传送机构上的PCB搬运至收放板机构；

收放板机构包括位于机架上部的收放板平台，所述收放板平台包括第一料盒工位和第二料盒工位，在第一料盒工位和第二料盒工位之间设置料盒横移机构，其中第一料盒工位设置在PCB传送机构的末端；第一料盒工位和第二料盒工位均设置料盒运输车以及与所述料盒运输车配合的升降系统，所述料盒运输车内设置有若干层料盒，升降系统将所述第一料盒工位料盒运输车的若干层料盒依次提升到收放板平台第一料盒工位，所述六轴机器人用于将PCB传送机构上的PCB搬运至第一料盒工位的料盒内，所述料盒横移机构将收放板平台第一料盒工位的料盒横移至收放板平台第二料盒工位，升降系统将位于收放板平台第二料盒工位的料盒依次堆放至第二料盒工位的料盒运输车内。

2.根据权利要求1所述的能实现自动料盒切换的高速收放板机，其特征在于所述料盒横移机构包括平行设置的主动直线机器人和从动直线机器人，以及设置在主动直线机器人和从动直线机器人之间的龙门臂，所述龙门臂的下方设置有气动钳夹机构，所述气动钳夹机构用于夹取料盒，由主动直线机器人和从动直线机器人带动气动钳夹机构横移料盒。

3.根据权利要求1所述的能实现自动料盒切换的高速收放板机，其特征在于所述升降系统，其包括传动丝杆、下安装块、对射感应器、电机和升降平台，在下安装块上设置有传动丝杆以及位于传动丝杆两侧的两根导向轴，在传动丝杆和导向轴的顶部设置有基板，传动丝杆连接有一升降平台，所述导向轴通过线性轴承与升降平台连接，在升降平台的正面固定连接有多个托举臂，在升降平台的侧面设置有对射感应器，在下安装块上设置有电机，所述电机底部设置主动同步轮，在传动丝杆的底部设置有用与所述主动同步轮配合的从动同步轮。

4.根据权利要求1所述的能实现自动料盒切换的高速收放板机，其特征在于所述PCB传送机构包括同步轮传送系统，所述同步轮传动系统驱动旋转轴上的所有轮片形成一传送面，所述传动面的边缘部位设置有若干个扩散反射型光电开关，所述若干个扩散反射型光电开关用以检测PCB板在传动面上的位置，以便六轴机器人调整吸盘手的角度和位置。

5.根据权利要求4所述的能实现自动料盒切换的高速收放板机，其特征在于在传动面沿传送方向，在输入端边缘设置第一扩散反射型光电开关，在传动面的侧向边缘，沿传送方向依次设置第二扩散反射型光电开关和第三扩散反射型光电开关，在输出端边缘设置第四扩散反射型光电开关和第五扩散反射型光电开关。

6.一种PCB收放板方法，包括以下步骤：

A、将堆放有若干层空料盒的料盒运输车放置在收放板机构的第一料盒工位，将一个空的料盒运输车放置在收放板机构的第二料盒工位；

B、升降系统将所述第一料盒工位料盒运输车的若干层空料盒按从上到下的顺序依次提升到收放板平台第一料盒工位；

C、PCB传送机构将PCB传送到输出端，并停放在指定位置，并由设置在PCB传送机构输出端的传感器检测PCB停放位置与指定位置的偏移角度，由六轴机器人吸附系统根据该偏移角度调整吸盘手的偏移角度，并控制吸盘手将PCB搬送至收放板平台第一料盒工位的料盒内；

D、料盒装满后，所述料盒横移机构将收放板平台第一料盒工位的料盒横移至收放板平台第二料盒工位，升降系统将位于收放板平台第二料盒工位的料盒按照从下到上的顺序依次堆放至第二料盒工位料盒运输车内；

E、待第一料盒工位的料盒运输车均横移至第二料盒工位的料盒运输车后，更换新的料盒运输车。