CN107801307B - 一种单臂机器人冲压搬运装置 - Google Patents

一种单臂机器人冲压搬运装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种单臂机器人冲压搬运装置,包括机台,机台的中部设有直线升降平台,机台位于直线升降平台的一端设有可升降的机器人搬运装置,机台位于直线升降平台的另一端设有隔离纸摆盘和将该隔离纸摆盘上的隔离纸一张一张搬运至成品摆盘上的隔离纸搬运装置,成品摆盘位于直线升降平台上,直线升降平台上还设置有具有补偿升降功能的来料盘结构。本发明主要是针对柔性FPC板冲压搬运。本装置底座可升降的4轴机器人,该机器人的Z轴在于底座,便于机器人在冲床的上下模组狭窄的空间中工作。机器人末端是吸盘,吸盘吸附位置增加了产品保护功能;吸盘可旋转,便于对称性产品实现二次冲压功能;底座可升降的4轴机器人,主要用于物料的搬运。

Description

一种单臂机器人冲压搬运装置
技术领域
本发明涉及柔性FPC板的冲压设备,特别涉及一种单臂机器人冲压搬运装置。
背景技术
考虑到人的安全,目前FPC板冲床冲压搬运摆放需要用机器来代替人的操作。但由于柔性FPC板冲床Z轴空间较小,精度要求较高,柔性的FPC板具有软性,导致搬运过程定位及对模困难。同时由于柔性的FPC板设计,一般具有对称性,但考虑到冲床的成本及生产空间大小,冲床的设计只有FPC的一半,因此在冲压过程,需要进行二次对模,从而增加了对模的难度。
由于FPC板具有的柔性特质,导致了搬运过程定位及换膜比较困难;同时FPC板是一种印刷电路板,因此对其搬运需要做搬运保护设置;FPC板的冲压的冲床上下模组之间空间狭窄,对于搬运难度较大。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的上述缺陷,提供一种单臂机器人冲压搬运装置。
为解决现有技术的上述缺陷,本发明提供的技术方案是:一种单臂机器人冲压搬运装置,包括机台,所述机台的中部设有直线升降平台,所述机台位于所述直线升降平台的一端设有可升降的机器人搬运装置,所述机台位于所述直线升降平台的另一端设有隔离纸摆盘和将该隔离纸摆盘上的隔离纸一张一张搬运至成品摆盘上的隔离纸搬运装置,所述成品摆盘位于所述直线升降平台上,所述直线升降平台上还设置有具有补偿升降功能的来料盘结构;
所述机器人搬运装置从所述来料盘结构上吸取单个产品,将产品移至固定位置,机器人搬运装置吸取产品搬运到冲床模组的固定位置,待冲压;所述机器人搬运装置将冲床模组冲压完成后的成品搬运到成品摆盘上;所述隔离纸搬运装置动作将隔离纸搬运到成品上面,隔离纸将上下两层的产品分离,防止上下两层的成品之间互相接触产生摩擦。
作为本发明单臂机器人冲压搬运装置的一种改进,所述机器人搬运装置包括具有升降功能的底座,所述底座通过第一轴连接第一摆臂,所述第一摆臂的另一端通过第二轴连接第二摆臂,所述第二摆臂内设有第三轴承和第四轴承,所述第三轴承和第四轴承外均镶有皮带齿轮,两个皮带齿轮通过皮带连接,所述第三轴承连接驱动电机的输出轴,所述第四轴承为旋转轴,所述皮带齿轮外镶在所述第三轴承和第四轴承外,用于减小第二摆臂的安装厚度,所述第四轴承上连接有一吸盘,该吸盘由第四轴承带动旋转,可实现二次冲压的功能,所述吸盘上间隔布满了若干个硅胶吸嘴,硅胶吸嘴在吸附产品时,起到了保护产品的作用;吸盘采用阵列方式布满了硅胶吸嘴,机器人搬运装置在搬运过程更好地保护FPC板变形。
作为本发明单臂机器人冲压搬运装置的一种改进,所述直线升降平台由一直线升降机构控制升降,所述直线升降机构包括直线丝杆传动机构,所述直线升降平台的两侧分别设有直线滑轨,所述直线滑轨穿设在直线滑套上,所述直线丝杆传动机构位于所述直线升降平台的中部;
所述直线丝杆传动机构包括直线驱动电机,所述直线驱动电机通过传动皮带带动一直线丝杆传动,所述直线丝杆设置在所述直线升降平台的中部,所述直线驱动电机固定在电机底座上。
作为本发明单臂机器人冲压搬运装置的一种改进,所述来料盘结构由一补偿升降控制机构控制升降补偿高度,所述补偿升降控制机构包括补偿控制电机,所述补偿控制电机通过皮带传动组件连接齿条,所述齿条与齿轮啮合,所述齿轮安装在一推板上,所述推板连接在所述来料盘结构上,所述补偿升降控制机构安装在所述直线升降平台的一侧。
作为本发明单臂机器人冲压搬运装置的一种改进,所述来料盘结构包括底盘和上盘,所述底盘和上盘通过导杆和导套连接,所述底盘的其中两个对角处或其中一个转角处设有位置传感器,该位置传感器用于感应放置在上盘上的产品,当该位置传感器未感应到产品时,所述补偿升降控制机构控制所述上盘上升,所述机器人搬运装置每搬运一次产品,所述补偿升降控制机构控制所述上盘上升至所述位置传感器能够感应到产品为止,使得来料每次到达的位置均是固定不变的。
作为本发明单臂机器人冲压搬运装置的一种改进,所述上盘其中两个对角处分别设有一个定位产品的定位针。
作为本发明单臂机器人冲压搬运装置的一种改进,所述直线升降平台上还设有用于拍摄所述冲床模组图像的CCD校正系统,所述CCD校正系统与所述定位针配合使用,实现快速换冲床模组的功能,换模时,所述CCD校正系统对新的冲床模组进行取样,所述机器人搬运装置根据新的冲床模组位置调整产品的摆放位置、并利用定位针对产品进行位置定位,定位针定位产品的位置后,所述机器人搬运装置每次取产品的位置就是对应新的冲床模组的冲压位置。
作为本发明单臂机器人冲压搬运装置的一种改进,所述隔离纸搬运装置包括支撑座,所述支撑座上安装有横梁,所述横梁上安装有一隔离纸取料机器人臂,所述隔离纸取料机器人臂由气缸推动左右移动,所述隔离纸取料机器人臂的下端设有真空吸嘴,所述真空吸嘴通过气缸控制上下取料运动;所述机器人搬运装置每搬运一个产品放置在所述成品摆盘上;所述隔离纸搬运装置动作将隔离纸搬运到成品上面。
与现有技术相比,本发明的优点是:本发明主要是针对柔性FPC板冲压搬运。本装置主要由底座可升降的4轴机器人、物料升降台(来料摆盘和成品摆盘)、CCD校正系统及隔离纸摆盘及隔离纸搬运设备等组成。
底座可升降的4轴机器人,该机器人的Z轴在于底座,便于机器人在冲床的上下模组狭窄的空间中工作。机器人末端是吸盘,吸盘吸附位置增加了产品保护功能;吸盘可旋转,便于对称性产品实现二次冲压功能;底座可升降的4轴机器人,主要用于物料的搬运。
物料升降台上有来料摆盘、成品摆盘。来料摆盘上有定位针,用于定位;同时来料盘上设计了一个位置传感器,用于物料高度补偿调节,便于物料抓取时位置保持一致性,同时可以节省抓取时间,提升效率;成品摆盘与来料摆盘方向一致。
CCD校正系统,主要用于搬运来料过程,对来料进行定位及对模,CCD对模可节省人工对模时间,效率提升500%,利于多款产品换膜,提高生产效率。
隔离纸搬运设备主要是将摆盘上的隔离纸搬到成品上,隔离纸将每个成品隔开,起到了保护成品的作用。
还具有以下优点:冲床搬运代替人工操作,做到安全生产;增加了产品保护功能(1、机器人抓取采用硅胶吸附,可起到保护产品作用;使用隔离纸,将成品隔开,减少成品之间的摩擦,从而损坏成品);使用CCD校正功能,柔性的FPC板可实现快速换膜及定位;底座可升降的机器人,便于机器人在上下模组狭窄的空间作业,在模组内抓取产品并且旋转,可实现二次冲压功能;柔性FPC板搬运过程的定位;来料摆盘上增加了位置传感器,用于信号输入给位置补偿机构,调节来料位置,从而保证了来料抓取的快速、高效性;物料升降台,使用电机带动丝杆作为驱动力,从而保证了升降台的位置精度。在狭窄的生产空间内,实现来料抓取、成品摆盘及保护功能,整个设备的布置极其巧妙。
附图说明
下面就根据附图和具体实施方式对本发明及其有益的技术效果作进一步详细的描述,其中:
图1是本发明立体结构示意图。
图2是本发明机器人搬运装置立体结构示意图。
图3是本发明机器人搬运装置第二摆臂打开后的结构示意图。
图4是本发明直线升降机构结构示意图。
图5是本发明隔离纸搬运装置结构示意图。
附图标记名称:1、机台 2、直线升降平台 3、机器人搬运装置 4、隔离纸摆盘 5、成品摆盘 6、隔离纸搬运装置 7、来料盘结构 31、底座 32、第一摆臂 33、第二摆臂 34、皮带齿轮 35、皮带 36、驱动电机 37、吸盘 38、硅胶吸嘴 21、直线升降机构 22、直线丝杆传动机构 23、直线滑轨 24、直线滑套 221、直线驱动电机 222、直线丝杆 223、电机底座 71、补偿升降控制机构 72、底盘 73、上盘 74、位置传感器 711、补偿控制电机 712、齿条 713、齿轮 714、推板 61、支撑座 62、横梁 63、隔离纸取料机器人臂。
具体实施方式
下面就根据附图和具体实施例对本发明作进一步描述,但本发明的实施方式不局限于此。
如图1-图5所示,一种单臂机器人冲压搬运装置,包括机台1,机台1的中部设有直线升降平台2,机台1位于直线升降平台2的一端设有可升降的机器人搬运装置3,机台1位于直线升降平台2的另一端设有隔离纸摆盘4和将该隔离纸摆盘4上的隔离纸一张一张搬运至成品摆盘5上的隔离纸搬运装置6,成品摆盘5位于直线升降平台2上,直线升降平台2上还设置有具有补偿升降功能的来料盘结构7;成品摆盘5和来料盘结构7的摆放方向相同,便于机器人摆放搬运。
机器人搬运装置3从来料盘结构7上吸取单个产品,将产品移至固定位置,机器人搬运装置3吸取产品搬运到冲床模组的固定位置,待冲压;机器人搬运装置3将冲床模组冲压完成后的成品搬运到成品摆盘5上;隔离纸搬运装置6动作将隔离纸搬运到成品上面,隔离纸将上下两层的产品分离,防止上下两层的成品之间互相接触产生摩擦。
优选的,机器人搬运装置3包括具有升降功能的底座31,底座31通过第一轴连接第一摆臂32,第一摆臂32的另一端通过第二轴连接第二摆臂33,第二摆臂33内设有第三轴承和第四轴承,第三轴承和第四轴承外均镶有皮带齿轮34,两个皮带齿轮34通过皮带35连接,第三轴承连接驱动电机36的输出轴,第四轴承为旋转轴,皮带齿轮34外镶在第三轴承和第四轴承外,用于减小第二摆臂33的安装厚度,第四轴承上连接有一吸盘37,该吸盘37由第四轴承带动旋转,可实现二次冲压的功能,吸盘37上间隔布满了若干个硅胶吸嘴38,硅胶吸嘴38在吸附产品时,起到了保护产品的作用;吸盘37采用阵列方式布满了硅胶吸嘴38,机器人搬运装置3在搬运过程更好地保护FPC板变形。
优选的,直线升降平台2由一直线升降机构21控制升降,直线升降机构21包括直线丝杆传动机构22,直线升降平台2的两侧分别设有直线滑轨23,直线滑轨23穿设在直线滑套24上,直线丝杆传动机构22位于直线升降平台2的中部;
直线丝杆传动机构22包括直线驱动电机221,直线驱动电机221通过传动皮带带动一直线丝杆222传动,直线丝杆222设置在直线升降平台2的中部,直线驱动电机221固定在电机底座223上。
优选的,来料盘结构7由一补偿升降控制机构71控制升降补偿高度,补偿升降控制机构71包括补偿控制电机711,补偿控制电机711通过皮带传动组件连接齿条712,齿条712与齿轮713啮合,齿轮713安装在一推板714上,推板714连接在来料盘结构7上,补偿升降控制机构71安装在直线升降平台1的一侧。
优选的,来料盘结构7包括底盘72和上盘73,底盘72和上盘73通过导杆和导套连接,底盘72的其中两个对角处或其中一个转角处设有位置传感器74,该位置传感器74用于感应放置在上盘73上的产品,当该位置传感器74未感应到产品时,补偿升降控制机构71控制上盘73上升,机器人搬运装置3每搬运一次产品,补偿升降控制机构71控制上盘73上升至位置传感器74能够感应到产品为止,使得来料每次到达的位置均是固定不变的。
优选的,上盘73其中两个对角处分别设有一个定位产品的定位针。
优选的,直线升降平台2上还设有用于拍摄冲床模组图像的CCD校正系统,CCD校正系统与定位针配合使用,实现快速换冲床模组的功能,换模时,CCD校正系统对新的冲床模组进行取样,机器人搬运装置3根据新的冲床模组位置调整产品的摆放位置、并利用定位针对产品进行位置定位,定位针定位产品的位置后,机器人搬运装置3每次取产品的位置就是对应新的冲床模组的冲压位置。
优选的,隔离纸搬运装置6包括支撑座61,支撑座61上安装有横梁62,横梁62上安装有一隔离纸取料机器人臂63,隔离纸取料机器人臂63由气缸推动左右移动,隔离纸取料机器人臂63的下端设有真空吸嘴,真空吸嘴通过气缸控制上下取料运动;机器人搬运装置3每搬运一个产品放置在成品摆盘5上;隔离纸搬运装置6动作将一张隔离纸搬运到成品上面。
本发明主要是针对柔性FPC板冲压搬运。本装置主要由底座可升降的4轴机器人、物料升降台(来料摆盘和成品摆盘)、CCD校正系统及隔离纸摆盘及隔离纸搬运设备等组成。
底座可升降的4轴机器人,该机器人的Z轴在于底座,便于机器人在冲床的上下模组狭窄的空间中工作。机器人末端是吸盘,吸盘吸附位置增加了产品保护功能;吸盘可旋转,便于对称性产品实现二次冲压功能;底座可升降的4轴机器人,主要用于物料的搬运。
物料升降台上有来料摆盘、成品摆盘。来料摆盘上有定位针,用于定位;同时来料盘上设计了一个位置传感器,用于物料高度补偿调节,便于物料抓取时位置保持一致性,同时可以节省抓取时间,提升效率;成品摆盘与来料摆盘方向一致。
CCD校正系统,主要用于搬运来料过程,对来料进行定位及对模,CCD对模可节省人工对模时间,效率提升500%,利于多款产品换膜,提高生产效率。
隔离纸搬运设备主要是将摆盘上的隔离纸搬到成品上,隔离纸将每个成品隔开,起到了保护成品的作用。
还具有以下优点:冲床搬运代替人工操作,做到安全生产;增加了产品保护功能(1、机器人抓取采用硅胶吸附,可起到保护产品作用;使用隔离纸,将成品隔开,减少成品之间的摩擦,从而损坏成品);使用CCD校正功能,柔性的FPC板可实现快速换膜及定位;底座可升降的机器人,便于机器人在上下模组狭窄的空间作业,在模组内抓取产品并且旋转,可实现二次冲压功能;柔性FPC板搬运过程的定位;来料摆盘上增加了位置传感器,用于信号输入给位置补偿机构,调节来料位置,从而保证了来料抓取的快速、高效性;物料升降台,使用电机带动丝杆作为驱动力,从而保证了升降台的位置精度。在狭窄的生产空间内,实现来料抓取、成品摆盘及保护功能,整个设备的布置极其巧妙;
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和结构的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同范围限定。

Claims (8)

1.一种单臂机器人冲压搬运装置,包括机台,其特征在于,所述机台的中部设有直线升降平台,所述机台位于所述直线升降平台的一端设有可升降的机器人搬运装置,所述机台位于所述直线升降平台的另一端设有隔离纸摆盘和将该隔离纸摆盘上的隔离纸一张一张搬运至成品摆盘上的隔离纸搬运装置,所述成品摆盘位于所述直线升降平台上,所述直线升降平台上还设置有具有补偿升降功能的来料盘结构;
所述机器人搬运装置从所述来料盘结构上吸取单个产品,将产品移至固定位置,机器人搬运装置吸取产品搬运到冲床模组的固定位置,待冲压;所述机器人搬运装置将冲床模组冲压完成后的成品搬运到成品摆盘上;所述隔离纸搬运装置动作将隔离纸搬运到成品上面,隔离纸将上下两层的产品分离,防止上下两层的成品之间互相接触产生摩擦。
2.根据权利要求1所述的单臂机器人冲压搬运装置,其特征在于,所述机器人搬运装置包括具有升降功能的底座,所述底座通过第一轴连接第一摆臂,所述第一摆臂的另一端通过第二轴连接第二摆臂,所述第二摆臂内设有第三轴承和第四轴承,所述第三轴承和第四轴承外均镶有皮带齿轮,两个皮带齿轮通过皮带连接,所述第三轴承连接驱动电机的输出轴,所述第四轴承为旋转轴,所述皮带齿轮外镶在所述第三轴承和第四轴承外,用于减小第二摆臂的安装厚度,所述第四轴承上连接有一吸盘,该吸盘由第四轴承带动旋转,可实现二次冲压的功能,所述吸盘上间隔布满了若干个硅胶吸嘴,硅胶吸嘴在吸附产品时,起到了保护产品的作用;吸盘采用阵列方式布满了硅胶吸嘴,机器人搬运装置在搬运过程更好地保护FPC板变形。
3.根据权利要求2所述的单臂机器人冲压搬运装置,其特征在于,所述直线升降平台由一直线升降机构控制升降,所述直线升降机构包括直线丝杆传动机构,所述直线升降平台的两侧分别设有直线滑轨,所述直线滑轨穿设在直线滑套上,所述直线丝杆传动机构位于所述直线升降平台的中部;
所述直线丝杆传动机构包括直线驱动电机,所述直线驱动电机通过传动皮带带动一直线丝杆传动,所述直线丝杆设置在所述直线升降平台的中部,所述直线驱动电机固定在电机底座上。
4.根据权利要求3所述的单臂机器人冲压搬运装置,其特征在于,所述来料盘结构由一补偿升降控制机构控制升降补偿高度,所述补偿升降控制机构包括补偿控制电机,所述补偿控制电机通过皮带传动组件连接齿条,所述齿条与齿轮啮合,所述齿轮安装在一推板上,所述推板连接在所述来料盘结构上,所述补偿升降控制机构安装在所述直线升降平台的一侧。
5.根据权利要求4所述的单臂机器人冲压搬运装置,其特征在于,所述来料盘结构包括底盘和上盘,所述底盘和上盘通过导杆和导套连接,所述底盘的其中两个对角处或其中一个转角处设有位置传感器,该位置传感器用于感应放置在上盘上的产品,当该位置传感器未感应到产品时,所述补偿升降控制机构控制所述上盘上升,所述机器人搬运装置每搬运一次产品,所述补偿升降控制机构控制所述上盘上升至所述位置传感器能够感应到产品为止,使得来料每次到达的位置均是固定不变的。
6.根据权利要求5所述的单臂机器人冲压搬运装置,其特征在于,所述上盘其中两个对角处分别设有一个定位产品的定位针。
7.根据权利要求6所述的单臂机器人冲压搬运装置,其特征在于,所述直线升降平台上还设有用于拍摄所述冲床模组图像的CCD校正系统,所述CCD校正系统与所述定位针配合使用,实现快速换冲床模组的功能,换模时,所述CCD校正系统对新的冲床模组进行取样,所述机器人搬运装置根据新的冲床模组位置调整产品的摆放位置、并利用定位针对产品进行位置定位,定位针定位产品的位置后,所述机器人搬运装置每次取产品的位置就是对应新的冲床模组的冲压位置。
8.根据权利要求6所述的单臂机器人冲压搬运装置,其特征在于,所述隔离纸搬运装置包括支撑座,所述支撑座上安装有横梁,所述横梁上安装有一隔离纸取料机器人臂,所述隔离纸取料机器人臂由气缸推动左右移动,所述隔离纸取料机器人臂的下端设有真空吸嘴,所述真空吸嘴通过气缸控制上下取料运动;所述机器人搬运装置每搬运一个产品放置在所述成品摆盘上;所述隔离纸搬运装置动作将隔离纸搬运到成品上面。
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