CN109975692A

CN109975692A - 一种基于机械手的pcb板取出方法及pcb板抓取治具

Info

Publication number: CN109975692A
Application number: CN201910258366.1A
Authority: CN
Inventors: 饶建伟
Original assignee: CHENGDU TIANCHUANG PRECISION MOULD Co Ltd
Current assignee: CHENGDU TIANCHUANG PRECISION MOULD Co Ltd
Priority date: 2019-04-01
Filing date: 2019-04-01
Publication date: 2019-07-05

Abstract

本发明公开了一种基于机械手的PCB板取出方法及PCB板抓取治具，涉及PCB板ICT测试技术领域，包括以下内容：S100、在抓取治具上的第一夹取单元，夹紧PCB板的顶部，然后第一夹取单元向上移动到位；S200、在抓取治具上的第二夹取单元，夹紧PCB板的侧部，然后机械手将抓取治具移动到目标地。本发明通过第一夹取单元夹紧PCB板的顶部，并通过第二夹取单元夹紧PCB板的侧部，使抓取PCB板更稳定，避免了PCB板在转移过程中发生晃动。

Description

一种基于机械手的PCB板取出方法及PCB板抓取治具

技术领域

本发明属于PCB板ICT测试技术领域，具体涉及一种基于机械手的PCB板取出方法及PCB板抓取治具。

背景技术

目前，用于PCB板ICT测试的生产线中，从包装箱取出PCB板均由机械手完成。PCB板竖直插在包装箱的放置槽中，为避免PCB板倾斜过多与另外的PCB板碰撞，PCB板漏出放置槽的部分较短，导致机械手上的夹具夹持部位较短，在机械手转移PCB板的过程中，由于机械手的速度较快（>1m/s），PCB板容易发生晃动，导致机械手每次放置PCB板的位置发生变化，进而引起误判，甚至损坏PCB板。

发明内容

为了解决机械手转移PCB板的过程中，PCB板容易发生晃动的技术问题，本发明目的在于提供一种基于机械手的PCB板取出方法及PCB板抓取治具。本发明通过第一夹取单元夹紧PCB板的顶部，并通过第二夹取单元夹紧PCB板的侧部，使抓取PCB板更稳定，避免了PCB板在快速转移过程中发生晃动。

本发明所采用的技术方案为：

一种基于机械手的PCB板取出方法，包括下述步骤：

S100、在抓取治具上的第一夹取单元，夹紧PCB板的顶部，然后第一夹取单元向上移动到位；

S200、在抓取治具上的第二夹取单元，夹紧PCB板的侧部，然后机械手将抓取治具移动到目标地。

通过第一夹取单元夹紧PCB板的顶部，并通过第二夹取单元夹紧PCB板的侧部，使抓取PCB板更稳定，避免了PCB板在快速转移过程中发生晃动。

作为所述基于机械手的PCB板取出方法的进一步可选方案，所述步骤S100的具体过程为：

S101、在机械手上的视觉系统，获取当前待抓取的PCB板的位置信息；

S102、视觉系统将当前待抓取的PCB板的位置信息传输给机械手，机械手移动抓取治具，使第一夹取单元位于待抓取的PCB板的正上方；

S103、第一夹取单元夹紧PCB板的顶部，然后第一夹取单元向上移动到位。

一种基于机械手的PCB板抓取治具，包括基座、相对该基座上下滑动的第一夹取单元、驱动该第一夹取单元上下滑动的第一驱动机构和分别设置在该基座两侧的两个第二夹取单元；

所述第一夹取单元包括两个相向滑动的第一夹爪和驱动两个第一夹爪相向滑动的第二驱动机构；

所述第二夹取单元包括两个相向滑动的第二夹爪和驱动两个第二夹爪相向滑动的第三驱动机构。

作为所述基于机械手的PCB板抓取治具的进一步可选方案，所述基于机械手的PCB板抓取治具还包括调整两个所述第二夹取单元之间间距的间距调整结构。

作为所述基于机械手的PCB板抓取治具的进一步可选方案，所述间距调整结构包括两个滑块、驱动两个滑动相向滑动的第一驱动件、设置在两个滑块之间的限位块和驱动该限位块滑动的第二驱动件；两个滑块分别与两个第二夹取单元连接。

作为所述基于机械手的PCB板抓取治具的进一步可选方案，两个所述滑块与基座之间均设置有滑动导向结构。

作为所述基于机械手的PCB板抓取治具的进一步可选方案，所述第一夹取单元分别设置有两个，两个所述第一夹取单元分别上下滑动设置在两个第二夹取单元上。

作为所述基于机械手的PCB板抓取治具的进一步可选方案，所述第一驱动机构包括转动支承在基座上的丝杆、与该丝杆螺纹连接的丝杆螺母和传动连接在该丝杆一端的旋转驱动件；两个所述第一夹取单元均与丝杆螺母滑动连接，且两个第一夹取单元相对丝杆螺母滑动的方向均与第二夹取单元的滑动方向相同。

作为所述基于机械手的PCB板抓取治具的进一步可选方案，所述基于机械手的PCB板抓取治具还包括视觉组件；所述视觉组件包括固定在所述基座上的相机、固定在该相机上的镜头和固定在该基座上的光源。

作为所述基于机械手的PCB板抓取治具的进一步可选方案，所述第一夹取单元还包括安装件、传感器和弹性元件；所述安装件与第一驱动机构的输出端连接；所述第二驱动机构上设有与传感器对应的感应件，第二驱动机构上下滑动设置在安装件上；传感器固定在安装件上；弹性元件设置在安装件和第二驱动机构之间。

本发明的有益效果为：

本发明通过第一夹取单元夹紧PCB板的顶部，并通过第二夹取单元夹紧PCB板的侧部，使抓取PCB板更稳定，避免了PCB板在快速转移过程中发生晃动；其次，本发明通过设置视觉组件获取待抓取的PCB板的位置信息，实现快速定位PCB板及快速调整抓取治具的位置；并且，本发明通过设置间距调整结构，调整两个第二夹取单元的间距，使得本PCB板抓取治具能适应不同大小的PCB板。

本发明的其他有益效果将在具体实施方式中详细说明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解的是，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的基于机械手的PCB板抓取治具的结构示意图；

图2是图1所示的基于机械手的PCB板抓取治具的背面的结构示意图；

图3是图1所示的基于机械手的PCB板抓取治具中第一驱动机构的结构示意图；

图4是图1所示的基于机械手的PCB板抓取治具中第一夹取单元的结构示意图；

图5是图1所示的基于机械手的PCB板抓取治具中第二夹取单元和间距调整结构的结构示意图；

图6是图1所示的基于机械手的PCB板抓取治具中间距调整结构的结构示意图（省略第一驱动件和滑块）。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。可以理解的是，附图仅仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。附图中显示的连接关系仅仅是为了便于清晰描述，并不限定连接方式。

需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件时，它可以是直接连接到另一个组件，或者可能同时存在居中组件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐述。

实施例1：

本实施例中的基于机械手的PCB板取出方法，包括下述步骤：

抓取治具固定在机械手的输出端，在抓取治具上分别设置有第一夹取单元和第二夹取单元；第一夹取单元和第二夹取单元均可采用现有的夹紧机构实现，例如斜锲夹紧机构、螺旋夹紧机构、偏心夹紧机构、铰链夹紧机构等；上述夹紧机构公开在《机床夹具设计手册》第三版中，该《机床夹具设计手册》由王光斗，王春福主编，由上海科学技术出版社于2000年11月出版。显然，也可采用其他夹紧方式实现，本发明对此不做限定，只要能将PCB板夹紧即可。

机械手可以采用现有的多轴机械手实现，也可通过将多个单轴机械手组装成的多轴机械手实现；该单轴机械手可以为市购的成套装置，也可以为滚珠丝杠机构、曲柄滑块机构、气缸、油缸等实现直线运动的装置。

本实施例中，步骤S100的具体过程为：

由于每个包装箱的尺寸均有一定差异，如果通过定位包装箱来确定PCB板的位置，可能造成PCB板定位不准，并且会增加定位包装箱的动作。为此本实施例通过使用视觉系统来避免该问题。

视觉系统可以采用现有技术实现，例如KEYENCE公司销售的CV-X系列视觉系统和COGNEX公司销售的2D视觉系统。

如图1所示，本实施例中的基于机械手的PCB板抓取治具，包括基座100、相对该基座100上下滑动的第一夹取单元200、驱动该第一夹取单元200上下滑动的第一驱动机构600和分别设置在该基座100两侧的两个第二夹取单元300；所述第一夹取单元200包括两个相向滑动的第一夹爪207和驱动两个第一夹爪207相向滑动的第二驱动机构206；所述第二夹取单元300包括两个相向滑动的第二夹爪303和驱动两个第二夹爪303相向滑动的第三驱动机构302。

使用本PCB板抓取治具时，将基座100固定在机械手的输出端，然后机械手将本PCB板抓取治具移动到包装箱（图中未示出）上方，并使第一夹取单元200位于包装箱中其中一个待抓取的PCB板400的正上方，然后第二驱动机构206驱动两个第一夹爪207闭合，夹紧PCB板400的顶部，然后第一驱动机构600驱动第一夹取单元200向上移动到位，然后第三驱动机构302驱动两个第二夹爪303闭合，夹紧PCB板400的侧部，最后机械手（图中未示出）将本PCB板抓取治具移动至目标地。

第一夹取单元200可以设置一个或者一个以上，根据使用需要而定。

第一驱动机构600可以是气缸、油缸、电缸、曲柄滑块机构等现有技术中驱动负载做直线运动的装置。

第二驱动机构206和第三驱动机构302均可以为现有技术中驱动夹爪开闭的装置，如手指气缸等。

实施例2：

本实施例与实施例1的区别在于，设置间距调整结构500，调整两个第二夹取单元300之间的间距。通过调整两个第二夹取单元300之间的间距，即可使本实施例中的PCB板抓取治具适应不同大小的PCB板，提高通用性。

间距调整结构500可以为在基座100上加工出的多组安装孔，每组安装孔用于第二夹取单元300与基座100之间的连接。将两个第二夹取单元300分别安装到不同组的安装孔即可实现两个第二夹取单元300之间间距的调整；间距调整结构500也可以为驱动装置，该驱动装置驱动第二夹取单元300移动实现两个第二夹取单元300之间间距的调整；该驱动装置可以驱动两个第二夹取单元300中的任意一个第二夹取单元300移动，也可以同时驱动两个第二夹取单元300移动。显然，还可以通过现有技术中其他调整机构实现间距调整结构500的功能。

如图5所示，本实施例中的间距调整结构500包括两个滑块503、驱动两个滑动503相向滑动的第一驱动件501、设置在两个滑块503之间的限位块502和驱动该限位块502滑动的第二驱动件504；两个滑块503分别与两个第二夹取单元300连接，具体地，两个滑块503分别与移动板301固定连接。

第一驱动件501可以采用气缸、油缸等现有技术中驱动负载做直线运动的装置实现。本实施例中，第一驱动件501采用夹爪气缸实现，两个滑块503分别于夹爪气缸的两个手指固定连接。

第二驱动件504可以采用气缸、油缸、电缸、曲柄滑块机构等现有技术中驱动负载做直线运动的装置实现。本实施例中，如图6所示，第二驱动件504采用气缸实现。

如图6所示，限位块502外套接有滑套505，该滑套505固定在基座100上。滑套505起到对限位块502进行滑动导向的作用。

为提高间距调整结构500的刚性，本实施例中，如图5所示，两个滑块503与基座100之间均设置有滑动导向结构。滑动导向结构可以采用现有的直线导轨、衬套导向轴结构等实现。

实施例3：

在实施例2的基础上，本实施例中，如图3所示，第一夹取单元200分别设置有两个，两个第一夹取单元200分别上下滑动设置在两个第二夹取单元300上。设置两个第一夹取单元200分别夹紧PCB板400顶部两端，夹取更加可靠。将两个第一夹取单元200分别设置在两个第二夹取单元300上，使得两个第一夹取单元200之间的间距也可调整，增大了本PCB板抓取治具的适用范围。

如图3所示，每个移动板301上均固定有滑动块203，每个滑动块203上均插设有导轨201，两个第一夹取单元200分别固定在两个导轨201的一端。

实施例4：

在实施例3的基础上，如图3所示，本实施例中的第一驱动机构600包括转动支承在基座100上的丝杆607、与该丝杆607螺纹连接的丝杆螺母604和传动连接在该丝杆607一端的旋转驱动件606；两个所述第一夹取单元200均与丝杆螺母604滑动连接，且两个第一夹取单元200相对丝杆螺母滑动的方向均与第二夹取单元300的滑动方向相同。具体地，如图3所示，丝杠螺母604上固定有连接板605，该连接板605上设有两个相对滑动的滑板202，两个滑板202分别与两个导轨201固定连接。

本实施例中的第一驱动机构600能同时升降两个第一夹取单元200，减少了驱动机构的数量。

旋转驱动件606可以采用液压马达、气动马达或电机等实现。

传动连接可以为齿轮传动、带传动或链条传动等；本实施例中，如图3所示，旋转驱动件606采用伺服电机实现；驱动件606的输出端固定有主动带轮601；丝杆607的一端固定有从动带轮603；主动带轮601和从动带轮603通过皮带602连接，从而实现丝杆607和旋转驱动件606的传动连接。

实施例5：

在实施例3或4的基础上，如图4所示，本实施例中的第一夹取单元200还包括安装件204、传感器205和弹性元件208；所述安装件204与第一驱动机构600的输出端连接；所述第二驱动机构206上设有与传感器205对应的感应件209，第二驱动机构206上下滑动设置在安装件204上；传感器205固定在安装件204上；弹性元件208设置在安装件204和第二驱动机构206之间。传感器205通过控制器如单片机或PLC等与第二驱动机构206电连接。具体地，如图3所示，安装件204的一端固定在导轨201上；感应件209和第二驱动机构206固定在安装件204的另一端。

不同PCB板400的竖直高度可能存在差异，导致夹取位置的一致性差，因此本实施例通过设置传感器205、感应件209和弹性元件208避免该问题。具体地，机械手带动PCB板抓取治具向下移动，第一夹取单元200与PCB板400相抵，使第一夹取单元200向上移动，至感应件209触发传感器205，传感器205将信号传输给控制器，控制器控制机械手停止向下移动，并控制第二驱动机构206将两个第一夹爪207闭合，夹紧PCB板400的顶部。

传感器205可以采用接近传感器、光电传感器等现有传感器实现。

实施例6：

在实施例1或2或3或4或5的基础上，如图2所示，本实施例中的PCB板抓取治具还包括视觉组件700；视觉组件700包括固定在所述基座100上的相机701、固定在该相机701上的镜头702和固定在该基座100上的光源703。

由于每个包装箱的尺寸均有一定差异，如果通过定位包装箱来确定PCB板400的位置，可能造成PCB板400定位不准，并且会增加定位包装箱的动作。为此本实施例通过使用视觉组件700来避免该问题。具体地，相机701拍摄包装箱内PCB板400的图像，然后计算出待抓取的PCB板400的实际位置，机械手根据获取的PCB板400的实际位置信息，将本PCB板抓取治具移动到位，使第一夹取单元200位于待抓取的PCB板400的正上方。

本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种基于机械手的PCB板取出方法，其特征在于，包括下述步骤：

2.根据权利要求1所述的基于机械手的PCB板取出方法，其特征在于：所述步骤S100的具体过程为：

3.一种基于机械手的PCB板抓取治具，其特征在于：包括基座（100）、相对该基座（100）上下滑动的第一夹取单元（200）、驱动该第一夹取单元（200）上下滑动的第一驱动机构（600）和分别设置在该基座（100）两侧的两个第二夹取单元（300）；

所述第一夹取单元（200）包括两个相向滑动的第一夹爪（207）和驱动两个第一夹爪（207）相向滑动的第二驱动机构（206）；

所述第二夹取单元（300）包括两个相向滑动的第二夹爪（303）和驱动两个第二夹爪（303）相向滑动的第三驱动机构（302）。

4.根据权利要求3所述的基于机械手的PCB板抓取治具，其特征在于：所述基于机械手的PCB板抓取治具还包括调整两个所述第二夹取单元（300）之间间距的间距调整结构（500）。

5.根据权利要求4所述的基于机械手的PCB板抓取治具，其特征在于：所述间距调整结构（500）包括两个滑块（503）、驱动两个滑动（503）相向滑动的第一驱动件（501）、设置在两个滑块（503）之间的限位块（502）和驱动该限位块（502）滑动的第二驱动件（504）；两个滑块（503）分别与两个第二夹取单元（300）连接。

6.根据权利要求5所述的基于机械手的PCB板抓取治具，其特征在于：两个所述滑块（503）与基座（100）之间均设置有滑动导向结构。

7.根据权利要求4所述的基于机械手的PCB板抓取治具，其特征在于：所述第一夹取单元（200）分别设置有两个，两个所述第一夹取单元（200）分别上下滑动设置在两个第二夹取单元（300）上。

8.根据权利要求7所述的基于机械手的PCB板抓取治具，其特征在于：所述第一驱动机构（600）包括转动支承在基座（100）上的丝杆（607）、与该丝杆（607）螺纹连接的丝杆螺母（604）和传动连接在该丝杆（607）一端的旋转驱动件（606）；两个所述第一夹取单元（200）均与丝杆螺母（604）滑动连接，且两个第一夹取单元（200）相对丝杆螺母（604）滑动的方向均与第二夹取单元（300）的滑动方向相同。

9.根据权利要求3所述的基于机械手的PCB板抓取治具，其特征在于：所述基于机械手的PCB板抓取治具还包括视觉组件（700）；所述视觉组件（700）包括固定在所述基座（100）上的相机（701）、固定在该相机（701）上的镜头（702）和固定在该基座（100）上的光源（703）。

10.根据权利要求3所述的基于机械手的PCB板抓取治具，其特征在于：所述第一夹取单元（200）还包括安装件（204）、传感器（205）和弹性元件（208）；所述安装件（204）与第一驱动机构（600）的输出端连接；所述第二驱动机构（206）上设有与传感器（205）对应的感应件（209），第二驱动机构（206）上下滑动设置在安装件（204）上；传感器（205）固定在安装件（204）上；弹性元件（208）设置在安装件（204）和第二驱动机构（206）之间。