CN107598382B - 具有分选功能的全自动pcb激光打码机、方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有分选功能的全自动PCB激光打码机,包括模组机构、轨道输送机构、激光打码光学机构、CCD视觉定位扫码检测机构、PCB电路板传感器及控制机构,模组机构可沿着水平方向运动,其运动使得激光打码光学机构和CCD相机同步移动以使激光打码光学机构移动至PCB电路板打码位置上方、CCD相机移动至PCB电路板标识位置或PCB电路板打码位置上方;控制机构,响应于相机反馈的码读取结果不合格时,生成警报信号。本发明提出的具有分选功能的全自动PCB激光打码机、方法及系统,CCD视觉定位扫码检测机构自动定位打码的位置,激光打码光学机构打码完毕后、CCD视觉定位扫码检测机构进行扫码检测,不会造成打码不良的PCB产品入库造成整个批次的产品报废。

Description

具有分选功能的全自动PCB激光打码机、方法及系统
技术领域
本发明涉及激光打码机领域,尤其涉及一种具有分选功能的全自动PCB激光打码机、方法及系统。
背景技术
激光打码技术相对于现有工艺喷墨的方式更加环保、经济,永久性标记不会被轻易抹除,非接触式无损打标,不会伤及基材,加工精度高,最小可做到2X2mm的32位二维码激光打码,使用寿命长,连续工作10万个小时以上,加工效率快,一个二维码在1秒钟以内完成,标记精美,手触摸在上面无明显触感,人工操作简便,傻瓜式加工。
综合激光打码技术的优点与现有工艺喷墨方式的优缺点比较,可以看到的是,新一代的PCB二维码标记与激光打码结合已成为完美搭档,广阔的PCB板市场为激光打码机行业提供了广阔的发展空间,但是也存在一些问题。
印制电路板(PCB)行业,在生产过程中采用的一般都是基于批次的管理方案。单批次数量的大小是由最佳批量的算法计算得出的,不同的板件类型,批次数量也不尽相同,EBS(E-BusinessSuit)系统以及MES系统中已经实现基于批次的管理方案。如果生产过程中,某一块板子出现异常,则导致整个批次的板子停滞生产;如果已经入库或者发给客户的板子出现异常则确认异常原因之后,需要将整个批次的板子全部退回核查,最佳批量越大,召回核查实物就越多,在一定程度上也造成了人力和物料资源、成本的浪费。另外,在印制PCB电路板过程中,因为加工流程较长,并且每一道工序牵扯到的设备及人员较多,生产过程中容易出错,传统的做法增加人力设关卡工序,用制度约束作业人员,采用增加培训或者处罚当事人、管理者的方法来防止错误的发生,需要消耗大量的时间、人力成本;另外,不同码号的多层板的芯板厚度、铜厚、经纬向及材质可能相似或者相同,靠人眼观察、管控容易导致产品混乱出错,人为管控效果往往不佳;打码不合格也只能靠人工质量管控,效果不佳的同时效率也较低。
另外,许多PCB激光打码机系统主要靠人工上料、下料、翻转,常常发生意外事件,工人受伤或者是机器受损亦或是工件受损,造成大量的人力成本、物力成本和时间成本的浪费。
发明内容
本发明旨在解决上述问题,提供一种具有分选功能的全自动PCB激光打码机、方法及系统。
为达成上述目的,本发明所采用的技术方案如下:
一种具有分选功能的全自动PCB激光打码机,位于打码机支架上,包括模组机构、轨道输送机构、激光打码光学机构、CCD视觉定位扫码检测机构、PCB电路板传感器及控制机构,其中:
所述模组机构,位于打码机支架上方,与控制机构电连接,被设置成受控制机构控制可沿着水平方向运动;
所述轨道输送机构,位于模组机构下方,用于将PCB电路板输送至PCB电路板工位;
所述激光打码光学机构,固定在模组机构上方并且与控制机构电连接,并可随模组机构运动至PCB电路板打码位置上方,用于为PCB电路板打码;
所述CCD视觉定位扫码检测机构,包括CCD相机和相机固定架,
其中,所述相机固定架,固定在模组机构上方;
CCD相机,安装在相机固定架上且镜头朝下并且与控制机构电连接,并可随模组机构运动至PCB电路板标识位置或PCB电路板打码位置上方,用于识别PCB电路板上的标识、自动定位打码的位置、读取PCB电路板上的码并将之反馈至控制机构;
所述模组机构的运动使得激光打码光学机构和CCD相机同步移动以使激光打码光学机构移动至PCB电路板打码位置上方、CCD相机移动至PCB电路板标识位置或PCB电路板打码位置上方;
所述PCB电路板传感器设置在轨道输送机构的入口,与控制机构电连接,用于感应PCB电路板的型号并反馈至控制机构;
控制机构,具有一设定面板,该设定面板用于设定不同型号的PCB电路板的唯一码、唯一标识及标识对应的位置,
控制机构被设置成响应于所述PCB电路板传感器感应到的PCB电路板型号,生成标识位置信号、控制模组机构将CCD相机运送至PCB电路板的标识位置的正上方;
控制机构还被设置成响应于CCD相机反馈的标识识别结果;
其中,当标识识别结果与正确的标识不相同时,生成警报信号;当标识识别结果与正确的标识相同时,根据CCD视觉定位扫码检测机构自动定位的打码位置控制模组机构将激光打码光学机构运送至打码位置上方以供激光打码光学机构为PCB电路板打码;
控制机构还被设置成响应于CCD相机反馈的码读取结果不合格时,生成警报信号。
进一步的实施例中,所述模组机构包括X轴高精度模组、Y轴高精度模组、固定底板、Y轴纵向底板及Y轴平台,其中:
所述固定底板固定在打码机支架上方;
所述X轴高精度模组,固定在固定底板上方,与控制机构电连接;
所述Y轴纵向底板位于X轴高精度模组上且与X轴高精度模组垂直,并且被设置成沿着X轴高精度模组纵向方向来回移动;
Y轴高精度模组,固定在Y轴纵向底板上方,与控制机构电连接;
Y轴平台位于Y轴高精度模组上方,并且可沿着Y轴高精度模组纵向方向来回移动。
进一步的实施例中,所述X轴高精度模组包括两个前部底板、横向前部支撑板、两个横向后部支撑板、两条直线导轨、X轴模组滚珠丝杠、X轴模组丝杠螺母、两个X轴模组轴承座固定座及X轴模组伺服电机,其中:
前部底板固定在打码机支架上;
两个所述横向后部支撑板,垂直固定在固定底板上方,并且横向后部支撑板与横向后部支撑板平行等高;
横向前部支撑板,垂直固定在前部底板上方,并且与横向后部支撑板平行等高,用于支撑Y轴纵向底板;
两个所述X轴模组轴承座固定座,固定在横向后部支撑板与横向后部支撑板之间,且与横向后部支撑板垂直;
两条直线导轨分别位于横向后部支撑板上方,且与横向后部支撑板平行;
X轴模组滚珠丝杠的两端分别固定在两X轴模组轴承座固定座上;
X轴模组丝杠螺母,套接在X轴模组滚珠丝杠上,且与Y轴纵向底板固定连接;
X轴模组伺服电机,与控制机构电连接,并且通过中间联轴器驱动X轴模组滚珠丝杠带动Y轴纵向底板移动。
进一步的实施例中,所述Y轴高精度模组包括两条直线导轨、Y轴模组滚珠丝杠、Y轴模组丝杠螺母、两个Y轴模组轴承座固定座及Y轴模组伺服电机,其中:
两个所述Y轴模组轴承座固定座,垂直固定在Y轴纵向底板上方;
两条直线导轨平行位于Y轴纵向底板上方,且与Y轴纵向底板平行;
Y轴模组滚珠丝杠的两端分别固定在两个Y轴模组轴承座固定座上;
Y轴模组丝杠螺母,套接在Y轴模组滚珠丝杠上,且与Y轴平台固定连接;
Y轴模组伺服电机,与控制机构电连接,并且通过中间联轴器驱动Y轴模组滚珠丝杠带动Y轴平台移动。
进一步的实施例中,轨道输送机构包括两个输送机构底板、宽度调节固定板、轴承座固定板、两条直线导轨、宽度调节移动板、滚珠丝杠、滚珠丝杠螺母、双轴步进电机、输送装置及顶夹装置,其中:
所述输送机构底板,固定在打码机支架上,位于Y轴高精度模组下方并且平行于Y轴高精度模组;
宽度调节固定板,垂直固定在输送机构底板第一端的上方,且与Y轴高精度模组垂直;
轴承座固定板,垂直固定在输送机构底板第二端的上方,且与Y轴高精度模组垂直;
两条直线导轨分别位于所述输送机构底板上方,且与Y轴高精度模组平行;
宽度调节移动板,与宽度调节固定板平行,位于直线导轨上方,并且可沿着导轨方向来回移动;
滚珠丝杠的两端分别固定在宽度调节固定板和轴承座固定板3-8)上;
滚珠丝杠螺母,套接在滚珠丝杠上,且与宽度调节移动板固定连接;
双轴步进电机,与控制机构电连接,并且通过中间联轴器驱动滚珠丝杠从而带动宽度调节移动板移动;
所述输送装置,包括两组滑轮、传送带,每组滑轮分别固定在宽度调节固定板与宽度调节移动板内壁上;传送带,安装在所述滑轮上,用于实现PCB电路板运输;
所述顶夹装置包括两个顶块、两个基板和一升降装置,两个所述顶块分别设置在宽度调节固定板、宽度调节移动板的内壁上并且远离Y轴高精度模组;两个所述基板分别设置在宽度调节固定板、宽度调节移动板的上方,受升降装置驱动上下移动;所述升降装置,与控制机构电连接,被设置成驱动两个基板上下移动、夹紧传送带上的PCB电路板。
进一步的实施例中,所述轨道输送机构还设置有双气缸上顶装置,固定在宽度调节固定板与宽度调节移动板之间并且临近Y轴高精度模组,与控制机构电连接,并且被设置成受控制机构控制将PCB电路板上顶至输送装置的传送带上。
进一步的实施例中,所述轨道输送机构包括与双轴步进电机的后轴端连接的手轮。
进一步的实施例中,所述CCD视觉定位扫码检测机构的相机固定架的上方设置有一具有镜头成像通孔的相机支撑板,相机固定架的下方还设置有一照明装置,该照明装置整体呈环形结构,环形结构中间的通孔与镜头成像通孔同心并被设置成不遮挡CCD相机镜头。
进一步的实施例中,所述具有分选功能的全自动PCB激光打码机还具有一警报装置,与控制机构电连接,被设置成响应于警报信号,发出警报。
进一步的实施例中,所述控制机构的设定面板,还用于设定不同型号的PCB电路板所对应的放置宽度。
进一步的实施例中,所述控制机构还被设置成响应于所述PCB电路板传感器感应到的PCB电路板型号,控制轨道输送机构调整到该型号PCB电路板对应的放置宽度。
进一步的实施例中,控制机构还具有一存储装置,该存储装置用于存储不同型号的PCB电路板的码、标识、标识对应的位置及其型号对应的放置宽度,还存储、记录打码的时间、批次。
根据本发明的改进,还提出一种具有分选功能的全自动PCB激光打码机的方法,所述方法包括:
具有分选功能的全自动PCB激光打码机启动;
控制机构响应于所述PCB电路板传感器感应到的PCB电路板型号,生成标识位置信号、控制模组机构将CCD相机运送至PCB电路板的标识位置的正上方;
CCD相机识别PCB电路板的标识;
控制机构响应于CCD相机反馈的标识识别结果,执行下述动作:
当标识识别结果与正确的标识不相同时,生成警报信号;
当标识识别结果与正确的标识相同时,根据CCD视觉定位扫码检测机构自动定位的打码位置控制模组机构将激光打码光学机构运送至打码位置上方,激光打码光学机构为PCB电路板打码;
打码完成后,控制机构将CCD相机运送至PCB电路板的打码位置的正上方;
CCD相机读取PCB电路板的码;
控制机构响应于CCD相机反馈的码读取结果,执行下述动作:
当码读取结果不合格时,生成警报信号,该PCB电路板被分选为不合格产品;
当码读取结果合格时,该PCB电路板被分选为合格产品。
根据本发明的改进,还提出一种具有分选功能的全自动PCB激光打码机系统,包括依次布设的用于上料的可调上板机、前述任一项所述的具有分选功能的全自动PCB激光打码机、用于对PCB电路板除静电并清洁的板面清洁机、用于将PCB电路板翻转的全自动翻板机及用于下料的可调收板机,其中:
所述可调上板机、全自动PCB激光打码机、板面清洁机、全自动翻板机、及可调收板机之间通过通信接口进行数据传输。
本发明提出的具有分选功能的全自动PCB激光打码机、方法及系统,采用自动识别PCB电路板上唯一标识的方式避免打错PCB电路板,CCD视觉定位扫码检测机构自动定位打码的位置,激光打码光学机构打码完毕后CCD视觉定位扫码检测机构进行扫码,如果扫码合格将PCB产品输送到下一工艺设备,如果不合格则将PCB产品输送到不合格区,同时发出报警信号提醒工作人员检查、维修设备,不会造成打码不良的PCB产品入库造成整个批次的产品报废、退回,节省了大量的人力、物力资源;另外全自动PCB激光打码机系统简捷、安全性、维护性、集成性高。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,附图不意在按比例绘制。在附图中,在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见,在每个图中,并非每个组成部分均被标记。现在,将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例,在附图中:
图1为本发明较优实施例的具有分选功能的全自动PCB激光打码机的整体结构示意图。
图2为本发明较优实施例的具有分选功能的全自动PCB激光打码机的模组机构的结构示意图。
图3为本发明较优实施例的具有分选功能的全自动PCB激光打码机的轨道输送机构的结构示意图。
图4为本发明较优实施例的具有分选功能的全自动PCB激光打码机的电控部分的示意图。
图5为本发明较优实施例的具有分选功能的全自动PCB激光打码机系统的示意图。
具体实施方式
为了更了解本发明的技术内容,特举具体实施例并配合上述所附图式说明如下。
如图1至图4所示,根据本发明的较优实施例,一种具有分选功能的全自动PCB激光打码机,位于打码机支架上,包括模组机构、轨道输送机构3、激光打码光学机构4、CCD视觉定位扫码检测机构5、PCB电路板传感器及控制机构。
模组机构,位于打码机支架上方,与控制机构电连接,被设置成受控制机构控制可沿着水平方向运动。
轨道输送机构3,位于模组机构下方,用于将PCB电路板输送至PCB电路板工位,并且能够夹紧PCB电路板。
激光打码光学机构4,固定在模组机构上方且与控制机构电连接,并可随模组机构运动至PCB电路板打码位置上方,用于为PCB电路板打码。如此,通过模组机构的运动将激光打码光学机构4运送到PCB电路板打码位置上方,保证打码位置的准确性。
CCD视觉定位扫码检测机构5,包括CCD相机和相机固定架。
相机固定架,固定在模组机构上方。
CCD相机,安装在相机固定架上且与控制机构电连接,且镜头朝下并可随模组机构运动至PCB电路板标识位置或PCB电路板打码位置上方,用于识别PCB电路板上的标识、自动定位打码的位置、读取PCB电路板上的码并将之反馈至控制机构。
模组机构的运动使得激光打码光学机构4和CCD相机同步移动以使激光打码光学机构4移动至PCB电路板打码位置上方、CCD相机移动至PCB电路板标识位置或PCB电路板打码位置上方。如此,通过模组机构的运动,可使模组机构上方设置的激光打码光学机构4和CCD相机随之同步移动到合适的位置。在一次打码过程中,模组机构需要运动到至少3个位置,第一位置为模组机构运动以使CCD相机移动至PCB电路板标识位置读取标识;扫码合格CCD相机得到第二位置,该第二位置为PCB电路板打码位置,第二位置为模组机构运动以使激光打码光学机构4移动至PCB电路板打码位置进行打码;第三位置为模组机构运动以使CCD相机移动至PCB电路板打码位置读取码,码合格完成一次打码过程。
PCB电路板传感器设置在轨道输送机构3的入口,与控制机构电连接,用于感应PCB电路板的型号并反馈至控制机构。
控制机构,具有一设定面板,该设定面板用于设定不同型号的PCB电路板的唯一码、唯一标识、标识对应的位置及其型号对应的放置宽度;控制机构还具有一存储装置,该存储装置用于存储不同型号的PCB电路板的码、标识、标识对应的位置及其型号对应的放置宽度,还存储打码的时间、批次。这样,便于工作人员查找历史记录提高管控效率。在本实施例中,码为二维码。
控制机构被设置成响应于PCB电路板传感器感应到的PCB电路板型号,生成标识位置信号、控制模组机构将CCD相机运送至PCB电路板的标识位置的正上方。
控制机构还被设置成响应于CCD相机反馈的标识识别结果,当标识识别结果与正确的标识不相同时,生成警报信号;当标识识别结果与正确的标识相同时,根据CCD视觉定位扫码检测机构5自动定位的打码位置控制模组机构将激光打码光学机构4运送至打码位置上方以供激光打码光学机构4为PCB电路板打码。
控制机构还根据CCD视觉定位扫码检测机构(5)自动定位的打码位置控制模组机构将CCD相机运送至PCB电路板的打码位置的正上方。
控制机构还被设置成响应于CCD相机反馈的码读取结果不合格时,生成警报信号。
在一些优选的实施例中,如图1所示,模组机构,包括X轴高精度模组1、Y轴高精度模组2、固定底板1-1,1-2、Y轴纵向底板2-1及Y轴平台2-7。
其中,固定底板1-1,1-2固定在打码机支架上方。
X轴高精度模组1,固定在固定底板1-1,1-2上方,与控制机构电连接。
X轴高精度模组1包括两个前部底板1-3、1-4、横向前部支撑板1-7、两个横向后部支撑板1-5、1-6、两条直线导轨1-8,1-10、X轴模组滚珠丝杠1-9、X轴模组丝杠螺母、两个X轴模组轴承座固定座1-12,1-14及X轴模组伺服电机1-13;前部底板1-3、1-4固定在打码机支架上;两个横向后部支撑板1-5,1-6,垂直固定在固定底板1-1,1-2上方,并且横向后部支撑板1-5与横向后部支撑板1-6平行等高;横向前部支撑板1-7,垂直固定在前部底板1-3、1-4上方,并且与横向后部支撑板1-5平行等高,用于支撑Y轴纵向底板2-1;两个X轴模组轴承座固定座1-12,1-14,固定在横向后部支撑板1-6与横向后部支撑板1-5之间,且与横向后部支撑板1-5,1-6垂直;两条直线导轨1-8,1-10分别位于横向后部支撑板1-5,1-6上方,且与横向后部支撑板1-5,1-6平行;X轴模组滚珠丝杠1-9的两端分别固定在两X轴模组轴承座固定座1-12,1-14上;X轴模组丝杠螺母,套接在X轴模组滚珠丝杠1-9上,且与Y轴纵向底板2-1固定连接;X轴模组伺服电机1-13,与控制机构电连接,并且通过中间联轴器驱动X轴模组滚珠丝杠1-9从而带动Y轴纵向底板2-1沿着X轴高精度模组1纵向方向移动。
Y轴纵向底板2-1位于X轴高精度模组1上且与X轴高精度模组1垂直,并且与X轴模组丝杠螺母固定连接,因此当X轴模组伺服电机1-13通过中间联轴器驱动X轴模组滚珠丝杠1-9运动时,Y轴纵向底板2-1将沿着X轴高精度模组1纵向方向移动。
Y轴高精度模组2,固定在Y轴纵向底板2-1上方,因此当Y轴纵向底板2-1将沿着X轴高精度模组1纵向方向移动时,Y轴高精度模组2也会随之沿着X轴高精度模组1纵向方向移动。
Y轴高精度模组2包括两条直线导轨2-2,2-3、Y轴模组滚珠丝杠2-4、Y轴模组丝杠螺母、两个Y轴模组轴承座固定座2-6,2-8及Y轴模组伺服电机2-5;两个Y轴模组轴承座固定座2-6,2-8,垂直固定在Y轴纵向底板2-1上方;两条直线导轨2-2,2-3平行位于Y轴纵向底板2-1上方,且与Y轴纵向底板2-1平行;Y轴模组滚珠丝杠2-4的两端分别固定在两个Y轴模组轴承座固定座2-6,2-8上。
Y轴模组丝杠螺母,套接在Y轴模组滚珠丝杠2-4上,且与Y轴平台2-7固定连接;Y轴模组伺服电机2-5,与控制机构电连接,并且通过中间联轴器驱动Y轴模组滚珠丝杠2-4从而带动Y轴平台2-7移动。
Y轴平台2-7位于Y轴高精度模组2上方,并且与Y轴模组丝杠螺母固定连接,因此当X轴模组伺服电机1-13通过中间联轴器驱动X轴模组滚珠丝杠1-9运动时,Y轴平台2-7也会随之沿着Y轴高精度模组2纵向方向移动,结合前述,Y轴平台2-7既能实现沿着X轴高精度模组1纵向方向移动,又能实现沿着Y轴高精度模组2纵向方向移动。因此,设置在模组机构上方的CCD视觉定位扫码检测机构5和激光打码光学机构4既能实现沿着X轴高精度模组1纵向方向移动,又能实现沿着Y轴高精度模组2纵向方向移动。这样,控制机构控制模组机构运动能够保证CCD视觉定位扫码检测机构5和激光打码光学机构4随着模组机构运动到前述的三个位置。
应当理解的是,X轴高精度模组1、Y轴高精度模组2还可以通过不同的方式构造或者未来开发的任何适当的结构来实现模组机构在水平方向上移动的功能。
在某些实施例中,如图2所示,轨道输送机构3,位于Y轴高精度模组2-1下方,包括两个输送机构底板3-3,3-5、宽度调节固定板3-1、轴承座固定板3-8、两条直线导轨3-4,3-6、宽度调节移动板3-2、滚珠丝杠3-7、滚珠丝杠螺母、双轴步进电机3-9、输送装置3-12及顶夹装置。
输送机构底板3-3,3-5,固定在打码机支架上,位于Y轴高精度模组2下方并且平行于Y轴高精度模组2;宽度调节固定板3-1,垂直固定在输送机构底板3-3,3-5第一端的上方,且与Y轴高精度模组2垂直;轴承座固定板3-8,垂直固定在输送机构底板3-3,3-5第二端的上方,且与Y轴高精度模组2垂直;两条直线导轨3-4,3-6分别位于输送机构底板3-3,3-5上方,且与Y轴高精度模组2平行;宽度调节移动板3-2,与宽度调节固定板3-1平行,位于直线导轨3-4,3-6上方,并且被设置成具有沿着导轨方向来回移动的趋势;滚珠丝杠3-7的两端分别固定在宽度调节固定板3-1和轴承座固定板3-8上;滚珠丝杠螺母,套接在滚珠丝杠3-7上,且与宽度调节移动板3-2固定连接;双轴步进电机3-9,与控制机构电连接,并且通过中间联轴器驱动滚珠丝杠3-7从而带动宽度调节移动板3-2移动。如此,轨道输送机构3能够实现宽度调节。
应当理解的是,轨道输送机构3还可以通过不同的方式构造或者未来开发的任何适当的结构来实现其宽度调节的功能。
输送装置3-12,包括两组滑轮、传送带,每组滑轮分别固定在宽度调节固定板3-1与宽度调节移动板3-2内壁上;传送带,安装在滑轮上,滑轮连接至一驱动装置,受驱动装置驱动带动传动带运动,PCB电路板放置在传送带上,从而实现PCB电路板的运输。当然,输送装置3-12可以通过不同的方式构造,尤其是具有平缓稳定的传送系统(如链、滑轨等)以利于稳固地平缓的传送PCB电路板到PCB电路板工位。
顶夹装置包括两个顶块3-16、两个基板3-13,3-14和一升降装置3-15,两个顶块3-16分别设置在宽度调节固定板3-1、宽度调节移动板3-2的内壁上,当传送带将PCB电路板送至两个顶块3-16处,实现PCB电路板的前后定位;两个基板分别设置在宽度调节固定板3-1、宽度调节移动板3-2的上方,受升降装置3-15驱动上下移动;升降装置3-15,与控制机构电连接,被设置成驱动两个基板3-13,3-14上下移动、夹紧PCB电路板,实现PCB电路板的上下位置的定位。如此,PCB电路板牢固的固定在PCB工位,能够避免其受外力移动导致打码位置不精准。
在本实施例中,轨道输送机构3还包括双气缸上顶装置3-11,双气缸上顶装置3-11固定在宽度调节固定板3-1与宽度调节移动板3-2之间,与控制机构电连接,受控制机构控制将PCB电路板上顶至输送装置3-12的传送带上。当然,在某些实施例中,轨道输送机构3的PCB电路板入口高度与传送带平齐或者PCB板直接放置在传送带上,该设备可以无需设置该双气缸上顶装置3-11。
如此,整个打码过程为:当PCB产品进入具有分选功能的全自动PCB激光打码机的输送装置3-12入口时,双气缸上顶装置3-11将将PCB电路板上顶至输送装置3-12的传送带上,然后由传送带送到顶块3-16处,实现PCB电路板前后位置的初定位,然后两个基板3-13,3-14上下移动、夹紧PCB电路板,实现PCB电路板的上下位置的二次定位保证PCB电路板牢固平稳的放置在PCB电路板工位上,然后CCD相机通过模组机构运动到PCB电路板的标识对应的位置上方,该位置PCB电路板上面有该PCB电路板的唯一标识,CCD相机拍到标识发送至控制机构,控制机构判断标识是否正确,如果否,发出报警信号,提示有产品混淆、错误,请工作人员立即处理;如果是,CCD视觉定位扫码检测机构5自动定位打码的位置,激光打码光学机构4随着模组机构移动到打码的位置处为PCB电路板打码;打码后CCD视觉定位扫码检测机构5进行扫码并将扫码的结果发送至控制装置;如果码能够被读取且码与存储装置内预先设置的码相同,则判断为合格,进入下一步工序;如果码不能够被读取或者码与存储装置内预先设置的码不相同,则判断为不合格,将不合格产品送至不合格产品区,同时记录该产品所属批次、打码时间,为质量管控人员的工作提供依据,方便核查,划清问题产品范围,将影响率降低。正如背景技术所分析的,以传统的人工方式来管控,需要消耗大量的时间、人力成本,效果也不好;采用该发明公开的方式来打码,全程实现自动检测电路板是否正确、自动打码、自动检测打码结果、分选,并且PCB电路板的工位只有一个位置不需要反复移动PCB电路板,CCD视觉定位扫码检测机构和激光打码光学机构4均固定在模组机构上方,两者共用一套模组机构,节省了设备空间,也降低了设备成本。综上所述,该打码机既具有防错的功能,效率也较高,避免了人力、物力和时间成本的浪费。
在某些优选的实施例中,如图1结合图2所示,轨道输送机构3还包括与双轴步进电机3-9的后轴端连接的手轮3-10,手轮3-10随电机一起运动,表面具有滚齿结构,便于人工操作和维护。
在一些优选的实施例中,如图1所示,CCD视觉定位扫码检测机构5的相机固定架的上方设置有一具有镜头成像通孔的相机支撑板5-1,相机固定架的下方还设置有一照明装置5-2,该照明装置5-2整体呈环形结构,环形结构中间的通孔与镜头成像通孔同心并被设置成不遮挡相机镜头。如此,照明装置5-2能够帮助相机打光,使其成像更清楚。
在一些实施例中,具有分选功能的全自动PCB激光打码机还具有一警报装置,与控制机构电连接,被设置成响应于警报信号,发出警报,用于提示工作人员。
在本实施例中,警报装置为蜂鸣器和/或报警灯,能够发出声音和灯光提示工作人员。
在一些优选的实施例中,控制机构还被设置成响应于PCB电路板传感器感应到的PCB电路板型号,控制轨道输送机构3调整到预先设定的该型号PCB电路板对应的放置宽度。
如此,当PCB产品进入具有分选功能的全自动PCB激光打码机的输送装置3-12入口时,PCB电路板传感器感应PCB电路板型号,控制机构响应于PCB电路板传感器感应到的PCB电路板型号,控制轨道输送机构3调整到该型号PCB电路板预先设定的对应的放置宽度;双气缸上顶装置3-11将将PCB电路板上顶至输送装置3-12的传送带上;然后由传送带送到顶块3-16处,实现PCB电路板前后位置的初定位;控制机构还响应于PCB电路板传感器感应到的PCB电路板型号,控制升降装置驱动两个基板3-13,3-14向下移动、夹紧PCB电路板,实现PCB电路板的上下位置的二次定位。控制机构还响应于PCB电路板传感器感应到的PCB电路板型号,生成标识位置信号、控制模组机构将CCD相机运送至PCB电路板的标识位置的正上方,该位置的PCB电路板上面有该PCB电路板的唯一标识,CCD相机拍到标识发送至控制机构,控制机构判断标识是否正确,如果否,发出报警信号,提示有产品混淆、错误,请工作人员立即处理;如果是,CCD视觉定位扫码检测机构5自动定位打码的位置,激光打码光学机构4随着模组机构移动到打码的位置处、为PCB电路板打码。打码后CCD视觉定位扫码检测机构5进行扫码并将扫码的结果发送至控制装置;如果码能够被读取且码与存储装置内预先设定的码相同,则判断为合格,进入下一步工序;如果码不能够被读取或者码与存储装置内预先设置的码不相同,则判断为不合格,将不合格产品送至不合格产品区,同时记录该产品所属批次、打码时间,为质量管控人员的工作提供依据,方便核查,划清问题产品范围,将影响率降低。
根据本发明的改进,还提出一种具有分选功能的全自动PCB激光打码机的方法,方法包括:
具有分选功能的全自动PCB激光打码机启动。
控制机构响应于PCB电路板传感器感应到的PCB电路板型号,生成标识位置信号、控制模组机构将CCD相机运送至PCB电路板的标识位置的正上方;
CCD相机识别PCB电路板的标识;
控制机构响应于CCD相机反馈的标识识别结果,执行下述动作:
当标识识别结果与正确的标识不相同时,生成警报信号;
当标识识别结果与正确的标识相同时,根据CCD视觉定位扫码检测机构5自动定位的打码位置控制模组机构将激光打码光学机构4运送至打码位置上方,激光打码光学机构4为PCB电路板打码;
打码完成后,控制机构将CCD相机运送至PCB电路板的打码位置的正上方;
CCD相机读取PCB电路板的码;
控制机构响应于CCD相机反馈的码读取结果,执行下述动作:
当码读取结果不合格时,生成警报信号,该PCB电路板被分选为不合格产品;
当码读取结果合格时,该PCB电路板被分选为合格产品。
根据本发明的改进,如图5所示,还提出一种具有分选功能的全自动PCB激光打码机系统,包括依次布设的用于上料的可调上板机10、前述任一项的具有分选功能的全自动PCB激光打码机20、用于对PCB电路板除静电并清洁的板面清洁机30、用于将PCB电路板翻转的全自动翻板机40及用于下料的可调收板机50。
可调上板机10、全自动PCB激光打码机20、板面清洁机30、全自动翻板机40、及可调收板机50之间通过通信接口进行数据传输。
可调上板机10设置在整线的起始位置,下游为全自动PCB激光打码机20,其和全自动PCB激光打码机20之间设有专门的通信接口,用于对PCB电路板进行自动化上料。在本实施例中,可调上板机10的工作范围为510mmX460mm,可涵盖行业内所有的PCB大小板,通用性极高,采用全自动化PLC控制,程序化操作,速度可调,根据指定的程序来运行的,修改程序内容,就可以控制整线的动作。可调上板机10整体采用铝材加钢架结构,稳固可靠操作界面简单,方便快捷;采用PLC中央控制系统,性能稳定。
全自动PCB激光打码机20在打码之前可对PCB电路板上的标识进行识别进行防呆处理,又可对定位点进行高精度识别以保证打码精度,还可以在打码完成后对码进行快速读取检测打码内容,高速高效。在本实施例中,全自动PCB激光打码机20的打码适用范围为105mmX105mm,510mmX460mm;还可内置翻板结构,具有高精度、高速、高效的优势,占地面积小。
板面清洁机30在整线的第三位置,上游为全自动PCB激光打码机20,下游为全自动翻板机40,和上、下游之间均设有专门的通信接口。在本实施例中,板面清洁机为毛刷或滚轮单面型清洁机,在为PCB电路板印刷锡膏或红胶之前对PCB电路板进行除静电并清洁PCB表面板屑、灰尘、毛发、玻璃纤维等,从而降低后续的空焊虚焊等不良隐患,提升产品直通率,满足制程清洁需求。
全自动翻板机40用于将PCB电路板产品进行翻转,为PCB电路板反面的二次打码或者其他反面的处理工艺做好准备,在有限的空间能够实现PCB电路板的自动翻转,输送平稳。
可调收板机50,用于自动化下料。在本实施例中,工作范围为可达到510mmX460mm,可涵盖行业内所有的大小板,通用性极高,全自动化PLC控制,程序化操作,速度可调,根据指定的程序来运行的,修改程序内容,就可以控制整线的动作。采用铝材加钢架结构,稳固可靠操作界面简单,方便快捷;采用PLC中央控制系统,性能稳定。
如此,设备间的通信采用通信接口进行无缝连接,使整个系统简捷、安全性、维护性、集成性高。
本发明提出的具有分选功能的全自动PCB激光打码机、方法及系统,采用自动识别PCB电路板上唯一标识的方式避免打错PCB电路板,CCD视觉定位扫码检测机构自动定位打码的位置,激光打码光学机构打码完毕后CCD视觉定位扫码检测机构进行扫码,如果扫码合格将PCB产品输送到下一工艺设备,如果不合格则将PCB产品输送到不合格区,同时发出报警信号提醒工作人员检查、维修设备,不会造成打码不良的PCB产品入库造成整个批次的产品报废、退回,节省了大量的人力、物力资源;另外,全自动PCB激光打码机系统,简捷、安全性、维护性、集成性高。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各种的更动与润饰。因此,本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (14)

1.一种具有分选功能的全自动PCB激光打码机,位于打码机支架上,其特征在于,包括模组机构、轨道输送机构(3)、激光打码光学机构(4)、CCD视觉定位扫码检测机构(5)、PCB电路板传感器及控制机构,其中:
所述模组机构,位于打码机支架上方,与控制机构电连接,被设置成受控制机构控制可沿着水平方向运动;
所述轨道输送机构(3),位于模组机构下方,用于将PCB电路板输送至PCB电路板工位;
所述激光打码光学机构(4),固定在模组机构上方且与控制机构电连接,可随模组机构运动至PCB电路板打码位置上方,用于为PCB电路板打码;
所述CCD视觉定位扫码检测机构(5),包括CCD相机和相机固定架,
其中,所述相机固定架,固定在模组机构上方;
CCD相机,安装在相机固定架上且镜头朝下并且与控制机构电连接,可随模组机构运动至PCB电路板标识位置或PCB电路板打码位置上方,用于识别PCB电路板上的标识、自动定位打码的位置、读取PCB电路板上的码并将之反馈至控制机构;
所述模组机构的运动使得激光打码光学机构(4)和CCD相机同步移动以使激光打码光学机构(4)移动至PCB电路板打码位置上方、CCD相机移动至PCB电路板标识位置或PCB电路板打码位置上方;
所述PCB电路板传感器设置在轨道输送机构(3)的入口,与控制机构电连接,用于感应PCB电路板的型号并反馈至控制机构;
控制机构,具有一设定面板,该设定面板用于设定不同型号的PCB电路板的唯一码、唯一标识及标识对应的位置,
控制机构被设置成响应于所述PCB电路板传感器感应到的PCB电路板型号,生成标识位置信号、控制模组机构将CCD相机运送至PCB电路板的标识位置的正上方;
控制机构还被设置成响应于CCD相机反馈的标识识别结果,
当标识识别结果与正确的标识不相同时,生成警报信号;当标识识别结果与正确的标识相同时,根据CCD视觉定位扫码检测机构(5)自动定位的打码位置控制模组机构将激光打码光学机构(4)运送至打码位置上方以供激光打码光学机构(4)为PCB电路板打码;
控制机构还被设置成响应于CCD相机反馈的码读取结果不合格时,生成警报信号。
2.根据权利要求1所述的具有分选功能的全自动PCB激光打码机,其特征在于,所述模组机构包括X轴高精度模组(1)、Y轴高精度模组(2)、固定底板(1-1,1-2)、Y轴纵向底板(2-1)及Y轴平台(2-7),其中:
所述固定底板(1-1,1-2)固定在打码机支架上方;
所述X轴高精度模组(1),固定在固定底板(1-1,1-2)上方,与控制机构电连接;
所述Y轴纵向底板(2-1)位于X轴高精度模组(1)上且与X轴高精度模组(1)垂直,并且被设置成沿着X轴高精度模组(1)纵向方向来回移动;
Y轴高精度模组(2),固定在Y轴纵向底板(2-1)上方,与控制机构电连接;
Y轴平台(2-7)位于Y轴高精度模组(2)上方,并且可沿着Y轴高精度模组(2)纵向方向来回移动。
3.根据权利要求2所述的具有分选功能的全自动PCB激光打码机,其特征在于,所述X轴高精度模组(1)包括两个前部底板(1-3、1-4)、横向前部支撑板(1-7)、两个横向后部支撑板(1-5、1-6)、两条直线导轨(1-8,1-10)、X轴模组滚珠丝杠(1-9)、X轴模组丝杠螺母、两个X轴模组轴承座固定座(1-12,1-14)及X轴模组伺服电机(1-13),其中:
前部底板(1-3、1-4)固定在打码机支架上;
两个所述横向后部支撑板(1-5,1-6),垂直固定在固定底板(1-1,1-2)上方,并且横向后部支撑板(1-5)与横向后部支撑板(1-6)平行等高;
横向前部支撑板(1-7),垂直固定在前部底板(1-3、1-4)上方,并且与横向后部支撑板(1-5)平行等高,用于支撑Y轴纵向底板(2-1);
两个所述X轴模组轴承座固定座(1-12,1-14),固定在横向后部支撑板(1-6)与横向后部支撑板(1-5)之间,且与横向后部支撑板(1-5,1-6)垂直;
两条直线导轨(1-8,1-10)分别位于横向后部支撑板(1-5,1-6)上方,且与横向后部支撑板(1-5,1-6)平行;
X轴模组滚珠丝杠(1-9)的两端分别固定在两X轴模组轴承座固定座(1-12,1-14)上;
X轴模组丝杠螺母,套接在X轴模组滚珠丝杠(1-9)上,且与Y轴纵向底板(2-1)固定连接;
X轴模组伺服电机(1-13),与控制机构电连接,并且通过中间联轴器驱动X轴模组滚珠丝杠(1-9)带动Y轴纵向底板(2-1)移动。
4.根据权利要求2所述的具有分选功能的全自动PCB激光打码机,其特征在于,所述Y轴高精度模组(2)包括两条直线导轨(2-2,2-3)、Y轴模组滚珠丝杠(2-4)、Y轴模组丝杠螺母、两个Y轴模组轴承座固定座(2-6,2-8)及Y轴模组伺服电机(2-5),其中:
两个所述Y轴模组轴承座固定座(2-6,2-8),垂直固定在Y轴纵向底板(2-1)上方;
两条直线导轨(2-2,2-3)平行位于Y轴纵向底板(2-1)上方,且与Y轴纵向底板(2-1)平行;
Y轴模组滚珠丝杠(2-4)的两端分别固定在两个Y轴模组轴承座固定座(2-6,2-8)上;
Y轴模组丝杠螺母,套接在Y轴模组滚珠丝杠(2-4)上,且与Y轴平台(2-7)固定连接;
Y轴模组伺服电机(2-5),与控制机构电连接,并且通过中间联轴器驱动Y轴模组滚珠丝杠(2-4)带动Y轴平台(2-7)移动。
5.根据权利要求2所述的具有分选功能的全自动PCB激光打码机,其特征在于,轨道输送机构(3)包括两个输送机构底板(3-3,3-5)、宽度调节固定板(3-1)、轴承座固定板(3-8)、两条直线导轨(3-4,3-6)、宽度调节移动板(3-2)、滚珠丝杠(3-7)、滚珠丝杠螺母、双轴步进电机(3-9)、输送装置(3-12)及顶夹装置,其中:
所述输送机构底板(3-3,3-5),固定在打码机支架上,位于Y轴高精度模组(2)下方并且平行于Y轴高精度模组(2);
宽度调节固定板(3-1),垂直固定在输送机构底板(3-3,3-5)第一端的上方,且与Y轴高精度模组(2)垂直;
轴承座固定板(3-8),垂直固定在输送机构底板(3-3,3-5)第二端的上方,且与Y轴高精度模组(2)垂直;
两条直线导轨(3-4,3-6)分别位于所述输送机构底板(3-3,3-5)上方,且与Y轴高精度模组(2)平行;
宽度调节移动板(3-2),与宽度调节固定板(3-1)平行,位于直线导轨(3-4,3-6)上方,并且可沿着导轨方向来回移动;
滚珠丝杠(3-7)的两端分别固定在宽度调节固定板(3-1)和轴承座固定板(3-8)上;
滚珠丝杠螺母,套接在滚珠丝杠(3-7)上,且与宽度调节移动板(3-2)固定连接;
双轴步进电机(3-9),与控制机构电连接,并且通过中间联轴器驱动滚珠丝杠(3-7)从而带动宽度调节移动板(3-2)移动;
所述输送装置(3-12),包括两组滑轮、传送带,每组滑轮分别固定在宽度调节固定板(3-1)与宽度调节移动板(3-2)内壁上;传送带,安装在所述滑轮上,用于实现PCB电路板运输;
所述顶夹装置包括两个顶块(3-16)、两个基板(3-13,3-14)和一升降装置(3-15),两个所述顶块(3-16)分别设置在宽度调节固定板(3-1)、宽度调节移动板(3-2)的内壁上并且远离Y轴高精度模组(2);两个所述基板分别设置在宽度调节固定板(3-1)、宽度调节移动板(3-2)的上方,受升降装置(3-15)驱动上下移动;所述升降装置(3-15),与控制机构电连接,被设置成驱动两个基板(3-13,3-14)上下移动、夹紧传送带上的PCB电路板。
6.根据权利要求5所述的具有分选功能的全自动PCB激光打码机,其特征在于,所述轨道输送机构(3)还设置有双气缸上顶装置(3-11),固定在宽度调节固定板(3-1)与宽度调节移动板(3-2)之间并且临近Y轴高精度模组(2),与控制机构电连接,并且被设置成受控制机构控制将PCB电路板上顶至输送装置(3-12)的传送带上。
7.根据权利要求5-6中任意一项所述的具有分选功能的全自动PCB激光打码机,其特征在于,所述轨道输送机构(3)包括与双轴步进电机(3-9)的后轴端连接的手轮(3-10)。
8.根据权利要求1所述的具有分选功能的全自动PCB激光打码机,其特征在于,所述CCD视觉定位扫码检测机构(5)的相机固定架的上方设置有一具有镜头成像通孔的相机支撑板(5-1),相机固定架的下方还设置有一照明装置(5-2),该照明装置(5-2)整体呈环形结构,环形结构中间的通孔与镜头成像通孔同心并被设置成不遮挡CCD相机镜头。
9.根据权利要求1所述的具有分选功能的全自动PCB激光打码机,其特征在于,所述具有分选功能的全自动PCB激光打码机还具有一警报装置,与控制机构电连接,被设置成响应于警报信号,发出警报。
10.根据权利要求1所述的具有分选功能的全自动PCB激光打码机,其特征在于,所述控制机构的设定面板,还用于设定不同型号的PCB电路板所对应的放置宽度。
11.根据权利要求10所述的具有分选功能的全自动PCB激光打码机,其特征在于,所述控制机构还被设置成响应于所述PCB电路板传感器感应到的PCB电路板型号,控制轨道输送机构(3)调整到该型号PCB电路板对应的放置宽度。
12.根据权利要求1所述的具有分选功能的全自动PCB激光打码机,其特征在于,控制机构还具有一存储装置,该存储装置用于存储不同型号的PCB电路板的码、标识、标识对应的位置及其型号对应的放置宽度,还存储、记录打码的时间、批次。
13.一种具有分选功能的全自动PCB激光打码机的方法,其特征在于,所述方法包括:
一种前述权利要求1-12中任意一项所述的具有分选功能的全自动PCB激光打码机启动;
控制机构响应于所述PCB电路板传感器感应到的PCB电路板型号,生成标识位置信号、控制模组机构将CCD相机运送至PCB电路板的标识位置的正上方;
CCD相机识别PCB电路板的标识;
控制机构响应于CCD相机反馈的标识识别结果,执行下述动作:
当标识识别结果与正确的标识不相同时,生成警报信号;
当标识识别结果与正确的标识相同时,根据CCD视觉定位扫码检测机构(5)自动定位的打码位置控制模组机构将激光打码光学机构(4)运送至打码位置上方,激光打码光学机构(4)为PCB电路板打码;
打码完成后,控制机构将CCD相机运送至PCB电路板的打码位置的正上方;
CCD相机读取PCB电路板的码;
控制机构响应于CCD相机反馈的码读取结果,执行下述动作:
当码读取结果不合格时,生成警报信号,该PCB电路板被分选为不合格产品;
当码读取结果合格时,该PCB电路板被分选为合格产品。
14.一种具有分选功能的全自动PCB激光打码机系统,其特征在于,包括依次布设的用于上料的可调上板机(10)、前述权利要求1-12任一项所述的具有分选功能的全自动PCB激光打码机(20)、用于对PCB电路板除静电并清洁的板面清洁机(30)、用于将PCB电路板翻转的全自动翻板机(40)及用于下料的可调收板机(50),其中:
所述可调上板机(10)、全自动PCB激光打码机(20)、板面清洁机(30)、全自动翻板机(40)及可调收板机(50)之间通过通信接口进行数据传输。
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