CN109719518A - 一种模块化悬梁式龙门结构的通用设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模块化悬梁式龙门结构的通用设备，该模块化悬梁式龙门结构的通用设备包括主机架、双驱纵向移料模块、横向移料模块、模块化的功能头、用于运送治具盘的第一送料模块及用于运送tray盘的第二送料模块。各个部分均采用模块化，每个模块可单独置换而不影响其他模块，该模块化悬梁式龙门结构的通用设备具有通用性，应用范围广泛。在更换生产线过程中，通过更换不同功能的功能头可实现设备在功能上的快速切换，缩短更换生产线的时间；且功能头成本较小，降低了置换设备投入成本。在故障维修过程中，只需对故障模块进行更换，能快速处理故障且维修成本较低。

Description

一种模块化悬梁式龙门结构的通用设备

技术领域

本发明涉及机械设备的技术领域，特别涉及一种应用于3C电子组装行业的模块化悬梁式龙门结构的通用设备。

背景技术

3C电子，即计算机(Computer)、通信(Communication)和消费类电子产品(ConsumerElectronics)的统称。3C电子行业发展迅速，3C电子行业自动化的应用、改造潜力巨大，有很大的提升空间。

现有3C电子组装行业主要涉及CCD检测、激光打标、异形件贴装、等离子清洗、点胶喷胶、贴IC器件、组装等功能的自动化设备。当企业基于多功能需求更换生产线时，现有自动化设备不具有通用性，需要对整个设备进行置换，置换设备投入成本较高；且换线时间较长，影响生产效率。再者，设备如果出现故障需要进行维修时，需对整个设备进行停机维修处理或对整台设备进行置换，这样故障处理时间较长且维修成本较高。

因此，有必要提供一种应用于3C电子组装行业的模块化的通用设备，各个部分均采用模块化。在更换生产线过程中，只需更换不同功能头模块而不需更换其他模块，即可实现设备在功能上的快速切换，缩短了更换生产线的时间；且功能头成本较小，降低了置换设备投入成本。在故障维修过程中，只需对故障模块进行更换，能快速处理故障且维修成本较低。

为此，我们提出了一种应用于3C电子组装行业的模块化悬梁式龙门结构的通用设备。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种模块化悬梁式龙门结构的通用设备，具有快速切换生产线、快速处理故障且成本降低的优点。

为实现上述目的，本发明提供了一种模块化悬梁式龙门结构的通用设备，包括主机架、双驱纵向移料模块、横向移料模块、模块化的功能头、用于运送治具盘的第一送料模块及用于运送tray盘的第二送料模块，所述双驱移料模块沿前后方向滑动设于所述主机架上，所述横向移料模块沿左右方向滑动设于所述双驱纵向移料模块上，所述功能头朝下并活动安装于所述横向移料模块上，所述第一送料模块位于所述主机架前端，所述第二送料模块位于所述主机架后端，所述功能头滑动于所述第一送料模块与所述第二送料模块的工作区之间。

优选的，所述功能头为CCD检测工作头、激光打标工作头、异形件贴装工作头、等离子清洗工作头、点胶喷胶工作头、贴IC器件工作头或组装工作头。

优选的，所述主机架包含连接架及驱动架，两所述驱动架沿竖直方向设置并分别连接于所述连接架两侧，所述驱动架包含基板、立柱、固定座、钣金板及第一拖链，所述固定座、所述立柱及所述基板由上至下依次叠放设置，所述固定座沿水平方向放置，每个所述固定座内设有一第一直线电机定子及第一直线电机动子，所述钣金板沿所述固定座放置方向固定于所述固定座上方，所述第一拖链安装于所述钣金板内，所述第一直线电机动子套设并滑动于所述第一直线电机定子上，所述第一拖链输出端与所述第一直线电机动子连接。

优选的，所述主机架还包含下相机，所述下相机设于所述连接架上方的中间位置，所述下相机拍取口向上。

优选的，所述双驱纵向移料模块包含横梁、第二直线电机定子、第二直线电机动子、第二拖链及第一滑块，所述横梁、第二直线电机定子均沿左右方向设置，所述第二直线电机定子设于所述横梁上，所述第二直线电机动子套设并滑动于所述第二直线电机定子上，所述第二拖链输出端连接于所述第二直线电机动子，所述第一滑块固定于所述横梁两端，所述第一滑块沿前后方向滑动于所述固定座上，所述第一直线电机动子设于所述横梁上。

优选的，所述横向移料模块包含基准板、电机夹套及第二滑块，所述电机夹套套设固定于所述第二直线电机定子外侧，所述基准板沿竖直方向设置，所述电机夹套、所述第二滑块均设于所述基准板一侧，所述组装工作头设于所述基准板另一侧；所述双驱纵向移料模块还包含导轨，所述导轨沿左右方向固定设置于所述横梁上，所述第二滑块沿左右方向滑动于所述导轨上。

优选的，所述组装工作头包含两个组装头、CCD相机及同轴光源，所述组装头、所述同轴光源均安装于所述基准板另一侧，所述CCD相机及所述同轴光源均设于两所述组装头之间，所述CCD相机拍取口及所述同轴光源出光口均向下。

优选的，所述第一送料模块、所述第二送料模块为在线式送料机或离线式送料机。

优选的，所述在线式送料机包含第一机架、送料底板、两组送料组件及两组顶料组件，所述送料底板设于所述第一机架顶部，所述送料组件设于所述送料底板上，所述顶料组件沿上下方向滑动设于所述第一机架上，两所述顶料组件位于两所述送料组件之间，所述送料组件及所述组顶料组件均包含三层送料层，所述tray盘移动于所述送料层上。

优选的，所述离线式送料机包含第二机架、固定板、料盘下降组件、传送履带、升降组件及位移组件，所述固定板设于所述第二机架上，所述治具盘放置于所述料盘下降组件上方，所述传送履带沿水平方向传动设置，所述治具盘位于所述传送履带一端上方，所述升降组件位于所述传送履带另一端下方，所述升降组件将所述治具盘升至工作区，所述位移组件平行于所述传送履带设置，所述位移组件将所述工作区的所述治具盘沿水平方向滑动至所述料盘下降组件上方。

现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明模块化悬梁式龙门结构的通用设备包括主机架、用于运送治具盘的第一送料模块、用于运送tray盘的第二送料模块、双驱纵向移料模块、横向移料模块及模块化的功能头，各个部分均采用模块化的设计思路，每个模块可以单独置换而不影响其他模块，在更换生产线过程中，通过更换不同的功能头模块可实现设备在功能上的快速切换，缩短更换生产线的时间；且功能头成本较小，降低了置换设备投入成本。在故障维修过程中，只需对故障模块进行更换，能快速处理故障且维修成本较低。

附图说明

图1为本发明实施例为组装工作头的模块化悬梁式龙门结构的通用设备的组合立体图。

图2为本发明实施例为组装工作头的模块化悬梁式龙门结构的通用设备的爆炸图。

图3为本发明实施例主机架的组合立体图。

图4为本发明实施例主机架的俯视图。

图5为本发明实施例双驱纵向移料模块的组合立体图。

图6为本发明实施例横向移料模块与功能头配合的组合立体图。

图7为本发明实施例横向移料模块与功能头配合的左视图。

图8为本发明实施例第一送料模块的组合立体图。

图9为本发明实施例顶料组件的组合立体图。

图10为本发明实施例第二送料模块的组合立体图。

图11为本发明实施例料盘下降组件的组合立体图。

图12为本发明实施例第二送料模块的主视图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

模块化设计是指在对一定范围内的不同功能或相同功能不同性能、不同规格的产品进行功能分析的基础上，划分并设计出一系列功能模块，通过模块的选择和组合可以构成不同的产品，以满足市场的不同需求的设计方法。本发明提供了一种模块化悬梁式龙门结构的通用设备100，采用模块化的设计思路，每个模块可以单独置换而不影响其他模块，通过更换功能头模块能实现功能的快速切换，且能通过更换任意故障模块对故障设备进行快速维修。下面对模块化悬梁式龙门结构的通用设备100的结构进行详细描述：

图1为本发明实施例为组装工作头的模块化悬梁式龙门结构的通用设备100的组合立体图，图2为本发明实施例为组装工作头的模块化悬梁式龙门结构的通用设备100的爆炸图。请参阅图1、图2，本发明的模块化悬梁式龙门结构的通用设备100包括主机架10、双驱纵向移料模块20、横向移料模块30、功能头40、用于运送治具盘的第一送料模块50及用于运送tray盘的第二送料模块60。本发明的主机架10、双驱纵向移料模块20、横向移料模块30、功能头40、第一送料模块50及第二送料模块60均为模块化设计，实际设备的组装过程中，将这些模块按照一定位置进行组合即可实现，该组合完成的模块化悬梁式龙门结构的通用设备100适用于3C设备各工艺流水线。

具体的，对各个模块组合位置如下：

双驱移料模块沿前后方向滑动设于主机架10上，横向移料模块30沿左右方向滑动设于双驱纵向移料模块20上，功能头40朝下并可拆卸的设于横向移料模块30上，第一送料模块50滑动安装入主机架10前端，第二送料模块60滑动安装入主机架10后端，功能头40滑动于第一送料模块50与第二送料模块60的工作区之间。其中，第一送料模块50及第二送料模块60均是进行送料操作，双驱移料模块及横向移料模块30在两个方向对功能头40进行移动，从而使得将功能头40移动至第一送料模块50及第二送料模块60中工作区。

上述只是对通用设备的结构进行描述，而3C检测设备及半导体加工设备领域的结构大同小异，主要区别在于功能头40，在设备上组装上不同工艺的功能头40即可实现与其对应的工艺工作。优选的，实现不同功能的功能头40可为CCD检测工作头、激光打标工作头、异形件贴装工作头、等离子清洗工作头、点胶喷胶工作头、贴IC器件工作头或组装工作头等，但并不以此为限，只要能实现不同工艺的功能头40均可。

下面对模块化悬梁式龙门结构的通用设备100的每个模块具体结构进行描述，主机架10、双驱纵向移料模块20、横向移料模块30、第一送料模块50及第二送料模块60在通用设备中均是相同的，只有功能头40有所差异，下面以功能头40为组装工作头的模块化悬梁式龙门结构的通用设备100为例进行说明。

附图说明中图1～图12为组装工作头的模块化悬梁式龙门结构的通用设备100的不同视角的示意图，下面结合图1～图12对模块化悬梁式龙门结构的通用设备100的各个具体模块的结构进行详细说明：

先对主机架10的结构进行描述，主机架10采用钢板焊接或方通焊接而成，其为其他模块提供安装主体且提供安装基准面。请参阅图3，本实施例的主机架10包含连接架11及驱动架12，两所述驱动架12沿竖直方向设置并分别连接于所述连接架11两侧，连接架11用于连接并支撑该驱动架12。请继续参阅图3，本实施例的驱动架12包含基板121、立柱122、固定座123、钣金板124及第一拖链125，固定座123、立柱122及基板121由上至下依次叠放设置，优选的，立柱122与基板121之间构成前后两个凹槽122a，一凹槽122a开口朝前，另一凹槽122a开口向后，在凹槽122a下边上设有导向板121a，在第一送料模块50、第二送料模块60上均设有配合导向板121a的滑动块，从而使得第一送料模块50与第二送料模块60可轻松的配合安装入主机架10上。再者，固定座123沿水平方向放置，每个固定座123内设有一第一直线电机定子(图中未示)及第一直线电机动子126，钣金板124沿固定座123放置方向固定于固定座123上方，第一拖链125安装于钣金板124内，第一直线电机动子126套设并滑动于第一直线电机定子上，第一拖链125输出端与第一直线电机动子连接。则，第一拖链125为第一直线电机动子126提供动力，驱使第一直线电机动子126沿第一直线电机定子运动。

再者，请参阅图4，本实施例的主机架10还包含下相机13，下相机13设于连接架11上方的中间位置，下相机13拍取口向上，下相机13用于拍取功能头40上吸取零件的坐标。

本实施例的双驱纵向移料模块20是进行前后方向移动，横向移料模块30是进行左右方向移动，双驱纵向移料模块20与横向移料模块30均采用模块化设计，在优化减小零部件重量的情况下又可以保证模块在高速运动时所需的刚性与精度。请参阅图5，本实施例的双驱纵向移料模块20包含横梁21、第二直线电机定子22、第二直线电机动子23、第二拖链24及第一滑块25。优选的，横梁21为铝型材挤压而成，可保证横梁21的刚性同时减轻双驱纵向移料模块20的重量。具体的，各个部件之间的连接关系如下：

本实施例的横梁21、第二直线电机定子22均沿左右方向设置，第二直线电机定子22设于横梁21上，第二直线电机动子23套设并滑动于第二直线电机定子22上，第二拖链24输出端连接于第二直线电机动子23。则，第二拖链24为第二直线电机动子23提供动力，第二直线电机动子23沿第二直线电机定子22运动。再者，第一滑块25固定于横梁21两端，第一滑块25沿前后方向滑动于固定座123上，第一直线电机动子126设于横梁21上，通过第一滑块25及第一直线电机动子126将双驱纵向移料模块20与主机架10之间进行联系，第一直线电机动子126运动带动整个双驱纵向移料模块20沿前后方向运动。

请参阅图6、图7，本实施例的横向移料模块30包含基准板31、电机夹套32及第二滑块33，具体的，本实施例的电机夹套32套设固定于第二直线电机定子22外侧，基准板31沿竖直方向设置，电机夹套32、第二滑块33均设于基准板31一侧，组装工作头设于基准板31另一侧；双驱纵向移料模块20还包含导轨26，导轨26沿左右方向固定设置于横梁21上，第二滑块33沿左右方向滑动于导轨26上。则，第二直线电机定子22带动电机夹套32移动，从而使得与之连接的基准板31带动组装工作头移动。

请继续参阅图6、图7，本实施例中功能头40为组装工作头，具体的，组装工作头包含两个组装头41、CCD相机42及同轴光源43，组装头41、同轴光源43均安装于基准板31另一侧，CCD相机42及同轴光源43均设于两组装头41之间，CCD相机42拍取口及同轴光源43出光口均向下。其中，组装头41用于对产品的零部件进行组装，组装头41下端包含吸嘴411，吸嘴411用于吸取治具盘，通过两个组装头41设置可以保证吸取的治具盘的水平性及稳定性。CCD相机42用于拍取治具盘及tray盘的坐标；同轴光源43用于进行光源控制，同轴光源43比传统光源更均匀的照明，同时避免物体的反光因此提高了机器视觉的准确性和重现性。该组装头41也可根据各种模块化的工作头做出对应的功能性的增减。

本实施例的第一送料模块50、第二送料模块60为在线式送料机或离线式送料机。在线式送料机是配合流水线作业，而离线式送料机是独立式设备工作，用户可根据自身生产的工序进行送料机类型的选择。如只是单独产品工序，第一送料模块50及第二送料模块60均可以选择为离线式送料机；如是多个产品工序产生的流水线，则第一送料模块50、第二送料模块60均可选择在线式送料机，根据用于自身需求进行配置送料机，可以进一步提高设备的工作效率。

进一步的，请继续参阅图1、图2，本实施例中第一送料模块50为在线式送料机，第二送料模块60为离线式送料机，对在线式送料机与离线式送料机的结构进行详细说明。请参阅图8，本实施例的在线式送料机包含第一机架51、送料底板52、两组送料组件53及两组顶料组件54，送料底板52设于第一机架51顶部，送料组件53设于送料底板52上，顶料组件54沿上下方向滑动设于第一机架51上，两组顶料组件54位于两组送料组件53之间，每组送料组件53及顶料组件54均包含三层送料层55，第一层为工作层551，第二层为过料层552，第三为回料层553，tray盘根据工作状态移动于对应的送料层55上。在线式送料机工作过程中，tray盘放置于送料层55中，tray盘放置于送料层55的层数由tray盘的工作状态确定。

其中，两个送料组件53为待料区或回料区，两个顶料组件54为工作区。顶料组件54可以上升，顶料组件54可以升一次或两次，当升一次时，顶料组件54的过料层552与送料组件53的工作层551平齐，可以传送tray盘；当升两次时，顶料组件54的回料层553与送料组件53的工作层551平齐，同样可以传送tray盘。在工作过程中，两个顶料组件54是交替上升，保证可以同时进行工作及送料；通过多层送料层55设置可同时进行工作与送料，交替工作及送料的方式实现了设备处于零等待全负荷工作，提高了生产线的生产效率。请参阅图9，优选的，本实施例的顶料组件54包含第一顶升气缸541、底板542及侧板543，所述第一顶升气缸541固定于第一机架51上，第一顶升气缸541沿竖直方向设置，底板542连接于第一顶升气缸541的输出端，侧板543垂直于底板542，两个侧板543与底板542构成一送料区间，工作层551、过料层552及回料层553由上至下依次并均匀分布于送料区间内。

请参阅图10、图12，本实施例的离线式送料机包含第二机架61、固定板62、料盘下降组件63、传送履带64、升降组件65及位移组件66，固定板62设于第二机架61上，治具盘放置于料盘下降组件63上方，传送履带64沿水平方向传动设置，治具盘位于传送履带64一端上方，升降组件65位于传送履带64另一端下方，升降组件65将治具盘升至工作区，位移组件66平行于传送履带64设置，位移组件66将工作区的治具盘沿水平方向滑动至料盘下降组件63上方。料盘下降组件63可将治具盘由上到下落至传送履带64上，具体的，本实施例中不限定料盘下降组件63控制治具盘下降的方式。如图11所示，料盘下降组件63包含第二顶升气缸631、托板632及内含插销弹簧的销钉633，第二顶升气缸631固定于固定板62上，第二顶升气缸631的输出端抵接于托板632底部，治具盘放置于托板632上方，销钉633一端固定于固定板62上，销钉633另一端抵接于托板632四周。则，顶升气缸顶起时，销钉633弹开，料盘通过托板632托住并降落至传送履带64上，传送履带64将治具盘传送至升降组件65上方，升降组件65将治具盘上升至工作区，工作区完成操作后，位移组件66将治具盘移动至料盘下降组件63上方。

下面结合图1～图12，对整个设备的工作原理进行说明：

通过第一送料模块50对治具盘进行上料，第二送料模块60对tray盘进行上料；CCD相机42拍取治具盘穴位坐标，组装头41吸取治具盘；双驱纵向移料模块20向前移动将组装头41移动至下相机13上方，下相机13拍取组装头41吸取零件坐标；双驱纵向移料模块20继续向前移动，将组装头41移动至tray盘工作区，CCD相机42拍取tray盘穴位坐标，组装头41旋转校正零件，组装头41下降至在线式送料机上方，横向移料模块30驱使组装头41位于tray盘的工作区，完成组装；组装头41上升待返回离线送料机取治具盘，进入下一个循环。

现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明模块化悬梁式龙门结构的通用设备100包括主机架10、用于运送治具盘的第一送料模块50、用于运送tray盘的第二送料模块60、双驱纵向移料模块20、横向移料模块30及模块化的功能头40，各个部分均采用模块化的设计思路，每个模块可以单独置换而不影响其他模块，每个模块可以单独置换而不影响其他模块，在更换生产线过程中，通过更换不同的功能头模块可实现设备在功能上的快速切换，缩短更换生产线的时间；且功能头成本较小，降低了置换设备投入成本。在故障维修过程中，只需对故障模块进行更换，能快速处理故障且维修成本较低。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种模块化悬梁式龙门结构的通用设备，其特征在于，包括主机架、双驱纵向移料模块、横向移料模块、模块化的功能头、用于运送治具盘的第一送料模块及用于运送tray盘的第二送料模块，所述双驱移料模块沿前后方向滑动设于所述主机架上，所述横向移料模块沿左右方向滑动设于所述双驱纵向移料模块上，所述功能头朝下并可拆卸的设于所述横向移料模块上，所述第一送料模块滑动安装入所述主机架前端，所述第二送料模块滑动安装入所述主机架后端，所述功能头滑动于所述第一送料模块与所述第二送料模块的工作区之间。

2.根据权利要求1所述的模块化悬梁式龙门结构的通用设备，其特征在于，所述功能头为CCD检测工作头、激光打标工作头、异形件贴装工作头、等离子清洗工作头、点胶喷胶工作头、贴IC器件工作头或组装工作头。

3.根据权利要求1所述的模块化悬梁式龙门结构的通用设备，其特征在于，所述主机架包含连接架及驱动架，两所述驱动架沿竖直方向设置并分别连接于所述连接架两侧，所述驱动架包含基板、立柱、固定座、钣金板及第一拖链，所述固定座、所述立柱及所述基板由上至下依次叠放设置，所述固定座沿水平方向放置，每个所述固定座内设有一第一直线电机定子及第一直线电机动子，所述钣金板沿所述固定座放置方向固定于所述固定座上方，所述第一拖链安装于所述钣金板内，所述第一直线电机动子套设并滑动于所述第一直线电机定子上，所述第一拖链输出端与所述第一直线电机动子连接。

4.根据权利要求3所述的模块化悬梁式龙门结构的通用设备，其特征在于，所述主机架还包含下相机，所述下相机设于所述连接架上方的中间位置，所述下相机拍取口向上。

5.根据权利要求3所述的模块化悬梁式龙门结构的通用设备，其特征在于，所述双驱纵向移料模块包含横梁、第二直线电机定子、第二直线电机动子、第二拖链及第一滑块，所述横梁、第二直线电机定子均沿左右方向设置，所述第二直线电机定子设于所述横梁上，所述第二直线电机动子套设并滑动于所述第二直线电机定子上，所述第二拖链输出端连接于所述第二直线电机动子，所述第一滑块固定于所述横梁两端，所述第一滑块沿前后方向滑动于所述固定座上，所述第一直线电机动子设于所述横梁上。

6.根据权利要求5所述的模块化悬梁式龙门结构的通用设备，其特征在于，所述横向移料模块包含基准板、电机夹套及第二滑块，所述电机夹套套设固定于所述第二直线电机定子外侧，所述基准板沿竖直方向设置，所述电机夹套、所述第二滑块均设于所述基准板一侧，所述组装工作头设于所述基准板另一侧；所述双驱纵向移料模块还包含导轨，所述导轨沿左右方向固定设置于所述横梁上，所述第二滑块沿左右方向滑动于所述导轨上。

7.根据权利要求6所述的模块化悬梁式龙门结构的通用设备，其特征在于，所述组装工作头包含两个组装头、CCD相机及同轴光源，所述组装头、所述同轴光源均安装于所述基准板另一侧，所述CCD相机及所述同轴光源均设于两所述组装头之间，所述CCD相机拍取口及所述同轴光源出光口均向下。

8.根据权利要求1所述的模块化悬梁式龙门结构的通用设备，其特征在于，所述第一送料模块、所述第二送料模块为在线式送料机或离线式送料机。

9.根据权利要求8所述的模块化悬梁式龙门结构的通用设备，其特征在于，所述在线式送料机包含第一机架、送料底板、两组送料组件及两组顶料组件，所述送料底板设于所述第一机架顶部，所述送料组件设于所述送料底板上，所述顶料组件沿上下方向滑动设于所述第一机架上，两所述顶料组件位于两所述送料组件之间，所述送料组件及所述组顶料组件均包含三层送料层，所述tray盘移动于所述送料层上。

10.根据权利要求8所述的模块化悬梁式龙门结构的通用设备，其特征在于，所述离线式送料机包含第二机架、固定板、料盘下降组件、传送履带、升降组件及位移组件，所述固定板设于所述第二机架上，所述治具盘放置于所述料盘下降组件上方，所述传送履带沿水平方向传动设置，所述治具盘位于所述传送履带一端上方，所述升降组件位于所述传送履带另一端下方，所述升降组件将所述治具盘升至工作区，所述位移组件平行于所述传送履带设置，所述位移组件将所述工作区的所述治具盘沿水平方向滑动至所述料盘下降组件上方。