CN110040505A - 3d补材贴合机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种提高生产效率的3D补材贴合机,包括:主机架(10)、供料机构(20)、FPC板传送机构(30)、取料机构(40)、XY轴运动平台(50)、空料盘搬运吸盘(200)和空料盘回收口(300),XY轴运动平台(50)控制取料机构(40)从供料机构(20)取3D补材(1)后移至FPC板传送机构(30)的FPC板载具(100)上方,将3D补材(1)的定位孔(11)与FPC板载具(100)上相对应的定位针对齐,取料机构(40)向下移动释放其上的3D补材(1),3D补材(1)插到相应的定位针上。
Description
技术领域
本发明涉及PFC板贴合机领域,特别涉及一种用于贴装具有异形结构的铝质材料的元件的3D补材贴合机。
背景技术
柔性电路板(Flexible Printed Circuit简称FPC)具有配线密度高、重量轻、厚度薄、弯折性好等特点,被广泛应用。在汽车的FPC板生产过程中,会涉及具有异形结构的钢片材料(如补强板/补材)的贴装,如图1中所示的FPC上使用的一种3D补材。目前FPC板生产过程中,针对如图1中所示的3D补材的贴装还采用人工先将3D补材定位到FPC板上后,再通过压合设备将3D补材压合到FPC板相应的位置,生产效率低,精度差。
发明内容
根据上述要解决的技术问题,本发明提供的技术方案是:
3D补材贴合机,包括:主机架(10),设有安装平台;
供料机构(20),装有3D补材(1)的料盘叠放于其中;
FPC板传送机构(30),通过FPC板载具(100)传送FPC板,所述FPC板载具(100)上设有定位针,所述定位针插入到FPC板上的定位孔中;
XY轴运动平台(50),包括X轴(51)和Y轴(52),X轴(51)安装在所述安装平台上,Y轴(52)滑动安装在X轴(51)上;
取料机构(40),安装在Y轴(52)上,由XY轴运动平台(50)控制其延X、 Y轴方向运动;
空料盘搬运吸盘(200),安装在Y轴(52)的一端上,用于搬运供料机构(20) 上的空料盘;和
空料盘回收口(300),用于回收空料盘;
XY轴运动平台(50)控制取料机构(40)从供料机构(20)取3D补材(1)后移至FPC板传送机构(30)的FPC板载具(100)上方,将3D补材(1)的定位孔(11) 与FPC板载具(100)上相对应的定位针对齐,取料机构(40)向下移动释放其上的3D补材(1),3D补材(1)插到相应的定位针上。
如上所述的3D补材贴合机,延主机架(10)的长度方向,XY轴运动平台 (50)、FPC板传送机构(30)和供料机构(20)依次安装在主机架(10)的安装平台上,X轴(51)固定在主机架(10)的安装平台的第一宽边并与所述第一宽边平行设置,Y轴(52)与主机架(10)的安装平台的长边平行设置,FPC板传送机构(30)设置在主机架(10)的安装平台的中间位置并位于Y轴(52)的下方,供料机构(20)设置在主机架(10)的安装平台的第二宽边且处于X方向的下游,空料盘回收口(300)设置在主机架(10)的安装平台的第二宽边且处于X方向的上。
如上所述的3D补材贴合机,供料机构(20)包括:长方体结构的主体(21),主体(21)在长度方向上分隔为第一料仓(22)和第二料仓(23),分别储存不同料盘;第一料仓(22)中安装有第一托举盘(24),第一托举盘(24)由第一升降机构(25)控制其上下升降;第二料仓(23)中安装有第二托举盘(26),第二托举盘(26)由第二升降机构(27)控制其上下升降;第一升降机构(25)安装在主体(21)的第一侧面上,包括:电机(251)、丝杠(252)和抬升件(253),电机(251) 通过一固定板(254)固定在主体(21)的第一侧面上,丝杠(252)的螺杆沿Z轴方向安装,抬升件(253)与主体(21)的第一侧面滑动连接、与丝杠(252)的螺母固定连接,第一托举盘(24)与抬升件(253)固定连接,电机(251)带动丝杠 (252)的螺杆旋转,丝杠(252)的螺母带动抬升件(253)沿Z轴上下移动;第二升降机构(27)安装在主体(21)的第一端面上,包括:电机(271)、丝杠(272) 和抬升件(273);电机(271)安装在主体(21)的第一端面上与丝杠(272)相反的一面,通过一带轮组与丝杠(272)连接;丝杠(272)的螺杆沿Z轴方向安装;抬升件(273)与主体(21)的第一端面滑动连接、与丝杠(272)的螺母固定连接,第二托举盘(26)与抬升件(273)固定连接,电机(271)带动丝杠(272)的螺杆旋转,丝杠(272)的螺母带动抬升件(273)沿Z轴上下移动。
如上所述的3D补材贴合机,FPC板传送机构(30)包括:沿Y方向平行设置的两底部导轨(31)、沿X方向平行设置的第一传送导轨(32)和第二传送导轨(33),第一传送导轨(32)与两底部导轨(31)固定连接,驱动机构(34)通过皮带带动第一传送导轨32和第二传送导轨33上的FPC板载具300移动,手动调节器36调节第二传送导轨(33)在两底部导轨(31)上相对第一传送导轨 (32)移动以适应不同尺寸的PFC板,PFC板载具(100)由第一传送导轨(32)和第二传送导轨(33)沿X方向传送,FPC板传送机构(30)还设有阻挡机构(35), 阻挡机构(35)设置在X方向的下游。
如上所述的3D补材贴合机,取料机构(40)包括:主板(41)、第一吸杆组件(42)、第二吸杆组件(43)和Z轴运动控制机构,第一吸杆组件(42)和第二吸杆组件(43)对称设置在主板(41)的正面的两侧,所述Z轴运动控制机构位于第一吸杆组件(42)和第二吸杆组件(43)的中间且在主板(41)的偏上位置;第一吸杆组件(42)的下端固定在第一滑块(44)上,第一滑块(44)滑动连接在主板(41)的前端面上,第一吸杆组件(42)的上端支撑在第一固定座(45)上,第一固定座(45)固定在主板(41)的前端面上并位于第一滑块(44)的上方,第一旋转控制机构(46)固定在第一固定座(45)上,控制第一吸杆组件(42)旋转;第二吸杆组件(43)的下端固定在第二滑块上,所述第二滑块滑动连接在主板 (41)的前端面上,第二吸杆组件(43)的上端支撑在第二固定座(47)上,第二固定座(47)固定在主板(41)的前端面上并位于所述第二滑块的上方,第二旋转控制机构(48)固定在第二固定座(47)上,控制第二吸杆组件(43)旋转;Z 轴运动控制机构包括:电机(491)、带轮组件(492)、第一控制杆(493)和第二控制杆(494),电机(491)安装在主板(41)的背面上且位于主板(41)的顶端,带轮组件(492)位于主板(41)的的正面,其一端与电机(491)连接,另一端固定在主板(41)上,第一控制杆(493)的上端通过第一连接件(495)与带轮组件 (492)的皮带的一侧固定,下端与第一滑块(44)固定连接,第二控制杆(494) 的上端通过第二连接件与带轮组件(492)的皮带的另一侧固定,下端与所述第二滑块固定连接;电机(491)旋转带动带轮组件(492)转动,带轮组件(492) 带动第一连接件(495)和所述第二连接件上下运动,第一控制杆(493)和第二控制杆(494)分别通过第一滑块(44)和所述第二滑块带动第一吸杆组件(42) 和第二吸杆组件(43)上下移动,第一吸杆组件(42)和第二吸杆组件(43)上安装有吸取物料的吸嘴。
本发明提供的3D补材贴合机,提高了贴装精度,提高了生产效率,降低了生产成本。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本发明的实施例,并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1为现有的FPC板上使用的一种异形结构3D补料的立体结构示意图;
图2为本发明提供的3D补材贴合机的立体结构示意图;
图3为本发明的3D补材贴合机的供料机构的立体结构示意图;
图4为本发明的3D补材贴合机的供料机构的正视图;
图5为本发明的3D补材贴合机的FPC板传送机构的立体结构示意图;
图6为本发明的3D补材贴合机的取料机构的立体结构示意图。
通过上述附图,已示出本发明明确的实施例,后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本发明构思的范围,而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的3D补材贴合机适用于具有异形结构或立体结构的FPC元件或具有异形结构或立体结构的FPC补强板的贴装。因CCD视觉定位是本领域的常规技术手段,不是本发明的发明点或者改进点,故在本发明的描述中予以略写,以突出发明点。
本发明的3D补材贴合机可以与PFC板供料器、压合设备或者其他电子元器件贴装机联机工作。
为清楚显示本发明的3D补材贴合机的各个模块,下面所述的附图中均隐藏了设备外罩以及操作面板等,下面结合附图对发明做详细说明。
如图1所示,3D补材1的底面具有供FPC板载具的定位针插入的定位孔 11。
图2为本发明提供的3D补材贴合机的立体结构示意图,如图所示,3D 补材贴合机包括:主机架10、供料机构20、FPC板传送机构30、取料机构 40和XY轴运动平台50;延主机架10的长度方向(Y方向),XY轴运动平台 50、FPC板传送机构30和供料机构20依次安装在主机架10的安装平台上, XY轴运动平台50的X轴51固定在主机架10的安装平台的第一宽边并与所述第一宽边平行设置(X方向),XY轴运动平台50的Y轴52与X轴51滑动连接并与主机架10的安装平台的长边平行设置(Y方向),Y轴52可在X方向上相对X轴51自由滑动;取料机构40滑动连接在XY轴运动平台50的Y 轴52上,并可在Y方向上相对于Y轴52自由滑动;FPC板传送机构30设置在主机架10的安装平台的中间位置并位于Y轴52的下方,FPC板传送机构 30延X方向通过FPC板载具100运送FPC板;供料机构20设置在主机架10 的安装平台的第二宽边且处于X方向的下游,盛放元件的料盘延Z轴方向叠放于供料机构20中;贴装时,FPC板传送机构30延X方向传送FPC板到贴装位置,XY轴运动平台50控制取料机构40从供料机构20上吸取3D补材1 后将其上的定位孔11与FPC板载具的定位针对齐并插入,FPC板传送机构30 继续将PFC板运送至下一工序。
本发明提供的3D补材贴合机的各个模块,空间布局紧凑,节省空间。
图3为本发明的3D补材贴合机的供料机构的立体结构示意图,图4为本发明的3D补材贴合机的供料机构的正视图,如图3和图4所示,供料机构 20包括:长方体结构的主体21,主体21在长度方向上分隔为第一料仓22和第二料仓23,分别储存不同料盘;第一料仓22中安装有第一托举盘24,第一托举盘24由第一升降机构25控制其上下(Z轴)升降;第二料仓23中安装有第二托举盘26,第二托举盘26由第二升降机构27控制其上下(Z轴) 升降;第一升降机构25安装在主体21的第一侧面上,包括:电机251、丝杠252和抬升件253,电机251通过一固定板254固定在主体21的第一侧面上,丝杠252的螺杆沿Z轴方向安装,抬升件253与主体21的第一侧面滑动连接、与丝杠252的螺母固定连接,第一托举盘24与抬升件253固定连接,电机251带动丝杠252的螺杆旋转,丝杠252的螺母带动抬升件253沿Z轴上下移动;第二升降机构27安装在主体21的第一端面上,包括:电机271、丝杠272和抬升件273;电机271安装在主体21的第一端面上与丝杠272相反的一面,通过一带轮组与丝杠272连接;丝杠272的螺杆沿Z轴方向安装;抬升件273与主体21的第一端面滑动连接、与丝杠272的螺母固定连接,第二托举盘26与抬升件273固定连接,电机271带动丝杠272的螺杆旋转,丝杠272的螺母带动抬升件273沿Z轴上下移动。
本发明的供料机构20可以根据选择配置更多个料仓,如将第一料仓22 继续分割出第三料仓28,第三料仓28由第三升降机构29控制。
图5为本发明的3D补材贴合机的FPC板传送机构的立体结构示意图,如图所示,FPC板传送机构30包括:沿Y轴方向平行设置的两底部导轨31、沿 X轴方向平行设置的第一传送导轨32和第二传送导轨33,第一传送导轨32 与两底部导轨31固定连接,驱动机构34通过皮带带动第一传送导轨32和第二传送导轨33上的FPC板载具300移动,手动调节器36调节第二传送导轨 33在两底部导轨31上相对第一传送导轨32移动以适应不同尺寸的PFC板, PFC板载具100由第一传送导轨32和第二传送导轨33沿X轴方向传送,FPC 板传送机构30还设有阻挡机构35,阻挡机构35设置在X方向的下游。
图6为本发明的3D补材贴合机的取料机构的立体结构示意图,如图所示,取料机构40包括:主板41、第一吸杆组件42、第二吸杆组件43和Z轴运动控制机构,第一吸杆组件42和第二吸杆组件43对称设置在主板41的正面的两侧,所述Z轴运动控制机构位于第一吸杆组件42和第二吸杆组件43的中间且在主板41的偏上位置;第一吸杆组件42的上端固定在第一滑块44上,第一滑块44滑动连接在主板41的前端面上,第一吸杆组件42的上端支撑在第一固定座45上,第一固定座45固定在主板41的前端面上并位于第一滑块 44的上方,第一旋转控制机构46固定在第一固定座45上,控制第一吸杆组件42旋转;第二吸杆组件43的下端固定在第二滑块(未示出)上,所述第二滑块滑动连接在主板41的前端面上,第二吸杆组件43的上端支撑在第二固定座47上,第二固定座47固定在主板41的前端面上并位于所述第二滑块的上方,第二旋转控制机构48固定在第二固定座47上,控制第二吸杆组件43旋转;Z轴运动控制机构包括:电机491、带轮组件492、第一控制杆493 和第二控制杆494,电机491安装在主板41的背面上且位于主板41的顶端,带轮组件492位于主板41的的正面,其一端与电机491连接,另一端固定在主板41上,第一控制杆493的上端通过第一连接件495与带轮组件492的皮带的一侧固定,下端与第一滑块44固定连接,第二控制杆494的上端通过第二连接件(未示出)与带轮组件492的皮带的另一侧固定,下端与所述第二滑块固定连接;电机491旋转带动带轮组件492转动,带轮组件492带动第一连接件495和所述第二连接件上下运动(Z方向),第一控制杆493和第二控制杆494分别通过第一滑块44和所述第二滑块带动第一吸杆组件42和第二吸杆组件43上下移动(Z方向),第一吸杆组件42和第二吸杆组件43上安装有吸取物料的吸嘴。
本发明中的第一吸杆组件和第二吸杆组件、第一滑块和第二滑块、第一固定座和第二固定座、第一旋转控制机构和第二旋转控制机构、第一控制杆和第二控制杆,具有相同的组成结构。
本发明的3D补材贴合机还设有空料盘搬运吸盘200和空料盘回收口300,空料盘搬运吸盘200安装在XY轴运动平台50的Y轴52的一端上,空料盘回收口300设置在主机架10的安装平台的第二宽边且处于X方向的上,空料盘回收口300、空料盘搬运吸盘200以及供料机构20延X方向依次设置,当供料机构20中的顶层料盘空时,空料盘搬运吸盘200吸取供料机构20中的空料盘丢入到空料盘回收口300中。
本发明中的XY轴运动平台由直线电机配合滑轨组成。
本发明的3D补材贴合机的工作流程:接入气源、电源输入后,手动或前联机将带有需要贴装FPC板的载具放入FPC板传送机构30的传送轨道,轨道启动,FPC载具100到达定位点后,3D补材贴合机的上相机开始扫描FPC板上的mark点,扫描完后,取料机构40至元件供料机构20的料仓取料,取料机构40取料后至下相机200飞拍后移动至需要贴装的位置进行贴补或单独定位后贴补。
本发明的3D补材贴合机具有如下技术效果:
1、实现了对3D补材的全自动贴装,提高了生产效率,降低了生产成本。
2、各模块布局紧凑,节省空间;
3、提高贴合效率和精度,减少人员及劳动强度,兼容性强,节约了FPC 制程中的生产成本。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“中心”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“竖直”、“水平”、“顶”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接或可以互相通讯;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (5)
1.3D补材贴合机,用于将具有异形结构的3D补材(1)贴合到PFC板上,3D补材(1)的底面设有与FPC板上的定位孔对应的定位孔(11),其特征在于,所述3D补材贴合机包括:
主机架(10),设有安装平台;
供料机构(20),装有3D补材(1)的料盘叠放于其中;
FPC板传送机构(30),通过FPC板载具(100)传送FPC板,所述FPC板载具(100)上设有定位针,所述定位针插入到FPC板上的定位孔中;
XY轴运动平台(50),包括X轴(51)和Y轴(52),X轴(51)安装在所述安装平台上,Y轴(52)滑动安装在X轴(51)上;
取料机构(40),安装在Y轴(52)上,由XY轴运动平台(50)控制其延X、Y轴方向运动;
空料盘搬运吸盘(200),安装在Y轴(52)的一端上,用于搬运供料机构(20)上的空料盘;和
空料盘回收口(300),用于回收空料盘;
XY轴运动平台(50)控制取料机构(40)从供料机构(20)取3D补材(1)后移至FPC板传送机构(30)的FPC板载具(100)上方,将3D补材(1)的定位孔(11)与FPC板载具(100)上相对应的定位针对齐,取料机构(40)向下移动释放其上的3D补材(1),3D补材(1)插到相应的定位针上。
2.根据权利要求1所述的3D补材贴合机,其特征在于,延主机架(10)的长度方向,XY轴运动平台(50)、FPC板传送机构(30)和供料机构(20)依次安装在主机架(10)的安装平台上,X轴(51)固定在主机架(10)的安装平台的第一宽边并与所述第一宽边平行设置,Y轴(52)与主机架(10)的安装平台的长边平行设置,FPC板传送机构(30)设置在主机架(10)的安装平台的中间位置并位于Y轴(52)的下方,供料机构(20)设置在主机架(10)的安装平台的第二宽边且处于X方向的下游,空料盘回收口(300)设置在主机架(10)的安装平台的第二宽边且处于X方向的上。
3.根据权利要求1或2所述的3D补材贴合机,其特征在于,供料机构(20)包括:长方体结构的主体(21),主体(21)在长度方向上分隔为第一料仓(22)和第二料仓(23),分别储存不同料盘;第一料仓(22)中安装有第一托举盘(24),第一托举盘(24)由第一升降机构(25)控制其上下升降;第二料仓(23)中安装有第二托举盘(26),第二托举盘(26)由第二升降机构(27)控制其上下升降;第一升降机构(25)安装在主体(21)的第一侧面上,包括:电机(251)、丝杠(252)和抬升件(253),电机(251)通过一固定板(254)固定在主体(21)的第一侧面上,丝杠(252)的螺杆沿Z轴方向安装,抬升件(253)与主体(21)的第一侧面滑动连接、与丝杠(252)的螺母固定连接,第一托举盘(24)与抬升件(253)固定连接,电机(251)带动丝杠(252)的螺杆旋转,丝杠(252)的螺母带动抬升件(253)沿Z轴上下移动;第二升降机构(27)安装在主体(21)的第一端面上,包括:电机(271)、丝杠(272)和抬升件(273);电机(271)安装在主体(21)的第一端面上与丝杠(272)相反的一面,通过一带轮组与丝杠(272)连接;丝杠(272)的螺杆沿Z轴方向安装;抬升件(273)与主体(21)的第一端面滑动连接、与丝杠(272)的螺母固定连接,第二托举盘(26)与抬升件(273)固定连接,电机(271)带动丝杠(272)的螺杆旋转,丝杠(272)的螺母带动抬升件(273)沿Z轴上下移动。
4.根据权利要求1或2所述的3D补材贴合机,其特征在于,FPC板传送机构(30)包括:沿Y方向平行设置的两底部导轨(31)、沿X方向平行设置的第一传送导轨(32)和第二传送导轨(33),第一传送导轨(32)与两底部导轨(31)固定连接,驱动机构(34)通过皮带带动第一传送导轨32和第二传送导轨33上的FPC板载具300移动,手动调节器36调节第二传送导轨(33)在两底部导轨(31)上相对第一传送导轨(32)移动以适应不同尺寸的PFC板,PFC板载具(100)由第一传送导轨(32)和第二传送导轨(33)沿X方向传送,FPC板传送机构(30)还设有阻挡机构(35),阻挡机构(35)设置在X方向的下游。
5.根据权利要求1或2所述的3D补材贴合机,其特征在于,取料机构(40)包括:主板(41)、第一吸杆组件(42)、第二吸杆组件(43)和Z轴运动控制机构,第一吸杆组件(42)和第二吸杆组件(43)对称设置在主板(41)的正面的两侧,所述Z轴运动控制机构位于第一吸杆组件(42)和第二吸杆组件(43)的中间且在主板(41)的偏上位置;第一吸杆组件(42)的下端固定在第一滑块(44)上,第一滑块(44)滑动连接在主板(41)的前端面上,第一吸杆组件(42)的上端支撑在第一固定座(45)上,第一固定座(45)固定在主板(41)的前端面上并位于第一滑块(44)的上方,第一旋转控制机构(46)固定在第一固定座(45)上,控制第一吸杆组件(42)旋转;第二吸杆组件(43)的下端固定在第二滑块上,所述第二滑块滑动连接在主板(41)的前端面上,第二吸杆组件(43)的上端支撑在第二固定座(47)上,第二固定座(47)固定在主板(41)的前端面上并位于所述第二滑块的上方,第二旋转控制机构(48)固定在第二固定座(47)上,控制第二吸杆组件(43)旋转;Z轴运动控制机构包括:电机(491)、带轮组件(492)、第一控制杆(493)和第二控制杆(494),电机(491)安装在主板(41)的背面上且位于主板(41)的顶端,带轮组件(492)位于主板(41)的的正面,其一端与电机(491)连接,另一端固定在主板(41)上,第一控制杆(493)的上端通过第一连接件(495)与带轮组件(492)的皮带的一侧固定,下端与第一滑块(44)固定连接,第二控制杆(494)的上端通过第二连接件与带轮组件(492)的皮带的另一侧固定,下端与所述第二滑块固定连接;电机(491)旋转带动带轮组件(492)转动,带轮组件(492)带动第一连接件(495)和所述第二连接件上下运动,第一控制杆(493)和第二控制杆(494)分别通过第一滑块(44)和所述第二滑块带动第一吸杆组件(42)和第二吸杆组件(43)上下移动,第一吸杆组件(42)和第二吸杆组件(43)上安装有吸取物料的吸嘴。
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