CN110092176A - 一种机器人叠板机及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人叠板机及其操作方法，包括机架，在机架上设有以下部件：用于放置多个FPC托盘的分离托盘机构；用于放置隔离纸，并对隔离纸进行分离的分纸机构；将上一个FPC工序完成后的FPC产品进行输送到叠料工序的叠料皮带输送线；设于叠料皮带输送线的一端并用户获取到当叠料皮带输送线上端的叠板数量达到预设值时能够将叠板后的产品顶起上升的皮带线提升机构；一个能够有序地先从分离托盘机构上取下一个FPC托盘，放置到叠料皮带输送线上，然后在放置FPC产品的FPC托盘上放置一个从分纸机构上吸取的一张隔离纸，然后重复操作工序实现叠板的四轴机械手。本发明提高工作效率。

Description

一种机器人叠板机及其操作方法

技术领域

本发明涉及一种FPC叠板的技术领域，尤其是一种机器人叠板机及其操 作方法。

背景技术

在FPC(柔性电路板)进行加工过程中需要进行堆料，目前一般是通过 人工进行堆料，导致工序效率低，且在堆料过程中容易出现FPC磕碰、损坏 等不良问题，且人工堆料不整齐，容易导致存储及运输困难，因此需要改进。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种机器人叠板机 及其操作方法。

为了实现上述目的，本发明所设计的一种机器人叠板机，包括机架，在 机架上设有以下部件：

用于放置多个FPC托盘的分离托盘机构；

用于放置隔离纸，并对隔离纸进行分离的分纸机构；

将上一个FPC工序完成后的FPC产品进行输送到叠料工序的叠料皮带输 送线；在叠料皮带输送线上设有对输送过来的FPC产品进行缓存输送的皮带 传送缓存区；

设于叠料皮带输送线的一端并用户获取到当叠料皮带输送线上端的叠板 数量达到预设值时能够将叠板后的产品顶起上升的皮带线提升机构；

一个能够有序地先从分离托盘机构上取下一个FPC托盘，放置到叠料皮 带输送线上，然后在放置FPC产品的FPC托盘上放置一个从分纸机构上吸取 的一张隔离纸，然后按上述顺序先拿取FPC托盘，然后在拿取隔离纸放置已 经叠好的FPC托盘上，最终实现重复操作工序的四轴机械手。

所述的分纸机构包括隔离纸储存架，在隔离纸储存架内设有水平设置并 用于放置FPC隔离纸的隔离板托架，在隔离纸储存架的下方设有贯穿隔离纸 储存架后一端与隔离板托架固定连接并垂直设置的第一齿条，在隔离纸储存 架的下方的另一侧设有第一步进电机，所述第一步进电机的输出轴连接有与 第一齿条啮合并当齿轮旋转时能够带动第一齿条上下移动的第一齿轮顶升机 构，在隔离纸储存架上设有能够将隔离纸储存架隔离成分别能够容纳长宽为 350*260mm和100*80mm规格的FPC隔离纸的调节限位块，在隔离纸储存架 内设有第一齿轮顶升机构将隔离板托架顶升到指定高度时进行停止继续顶升 的光电传感器。

进一步，在隔离纸储存架的上方侧边设有固定板，在固定板上设有第一 滑槽，在第一滑槽上滑动连接有滑板，所述滑板与第一滑槽配合的位置通过 螺丝锁紧的方式固定，所述滑板的另一端位于隔离纸储存架的上方，且在滑 板的下方设有两根平行并间隔设置的所述调节限位块，所述调节限位块伸入 到隔离纸储存架内将隔离纸储存架隔离成两个FPC隔离纸储存区，在两根调 节限位块之间设置导向线，且所述的调节限位块随着滑板的滑动能够改变FPC 隔离纸储存区的大小。

进一步，在滑板上设有与后期气缸连接并能够实现吹气时防止四轴机械 手取料时夹纸的吹气口。

进一步，在隔离板托架上还设有贯穿隔离纸储存架的第一辅助导杆。

进一步，所述的分离托盘机构包括托盘固定板，在托盘固定板设上设有 两根平行设置的第一导轨，在两根第一导轨的左右两根均设有分别架设在两 根第一导轨之间的纵向连接板，在托盘固定板上相对于两块纵向连接板之间 设有托盘板，两块纵向连接板与之间的托盘板构成托盘安放空间，在每一块 纵向连接板的外侧均设有能够调节托盘安放空间的可调机构，每一块纵向连 接板通过外侧的皮带轮以及皮带驱动能够在第一导轨上滑动改变托盘安放空 间的间距，在托盘固定板的下方设有贯穿托盘固定板后一端与托盘板固定连 接并垂直设置的第二齿条，在托盘固定板的下方的另一侧设有第二步进电机， 所述第二步进电机的输出轴连接有与第二齿条啮合并当齿轮旋转时能够带动 第二齿条上下移动的第二齿轮顶升机构，在每一块纵向连接板的外侧还设有 用于卡住托盘板的抵挡机构。

进一步，所述可调机构包括位于托盘安放空间前端的限位顶板，所述限 位顶板的后端连接有带第二滑槽的连接杆，在每一块纵向连接板的外侧设有 避让槽，所述避让槽与第二滑槽之间通过螺丝锁紧固定。

本发明还公开了一种机器人叠板机的操作方法，其具体包括以下步骤：

A)通过人工先把托盘及隔离纸分别放入到到分离托盘机构以及分纸机 构上；

B)四轴机械手依次有序的先将托盘从分离托盘机构上取下，然后需要放 置到叠料皮带输送线上，然后将FPC产品经上一工站下料到叠料皮带输送线 对应的托盘上，然后慢慢进行传输到皮带传送缓存区内；

C)四轴机械手再吸取隔离纸放置到叠料皮带输送线上的托盘的FPC上；

然后回到步骤B，四轴机械手重复作业流程，随着托盘上叠板数量不断 增加，皮带线提升机构下降，当托盘叠板数量达到上限的产品经流水线流到 人工取料区，此时皮带线提升机构上的升光栅传感器感应到位后人工进行取 料。

本发明得到的一种机器人叠板机及其操作方法，具有以下优点：实现FPC 自动化叠装，解决了“现有技术中需要人工操作，因此导致人工成本高”的 问题，而本技术实现全自动主板生产线解决了自动化行业自动化程度不高、 人工成本高、设备回报周期长及设备兼容性差的问题。

附图说明

图1是实施例1中一种机器人叠板机的结构立体图；

图2是实施例1中一种机器人叠板机的结构正视图；

图3是实施例1中分纸机构的结构立体图；

图4是实施例1中分纸机构的结构正视图；

图5是实施例1中分离托盘机构的结构立体图。

附图标记中：机架1、分离托盘机构2、分纸机构3、叠料皮带输送线4、 皮带传送缓存区5、皮带线提升机构6、四轴机械手7、括隔离纸储存架3-1、 隔离板托架3-2、第一齿条3-3、第一步进电机3-4、第一齿轮顶升机构3-5、 调节限位块3-6、光电传感器3-7、固定板3-10、第一滑槽3-8、滑板3-9、FPC 隔离纸储存区3-11、导向线3-12、吹气口3-13、第一辅助导杆3-14、托盘固 定板2-1、第一导轨2-2、纵向连接板2-3、托盘板2-4、托盘安放空间2-5、 可调机构2-6、皮带轮2-7、皮带2-8、第二步进电机2-9、第二齿轮顶升机构 2-10、抵挡机构2-11、限位顶板2-12、第二滑槽2-13、连接杆2-14、避让槽 2-15、第二齿条2-16、调节螺丝3-20。

具体实施方式

下面结合实施例对发明创造作进一步说明。

实施例1：

如图1-图5所示，本实施例提供的一种机器人叠板机，包括机架1，在机 架1上设有以下部件：

用于放置多个FPC托盘的分离托盘机构2；

用于放置隔离纸，并对隔离纸进行分离的分纸机构3；

将上一个FPC工序完成后的FPC产品进行输送到叠料工序的叠料皮带输 送线4；在叠料皮带输送线4上设有对输送过来的FPC产品进行缓存输送的 皮带传送缓存区5；

设于叠料皮带输送线4的一端并用户获取到当叠料皮带输送线4上端的 叠板数量达到预设值时能够将叠板后的产品顶起上升的皮带线提升机构6；

一个能够有序地先从分离托盘机构2上取下一个FPC托盘，放置到叠料 皮带输送线4上，然后在放置FPC产品的FPC托盘上放置一个从分纸机构3 上吸取的一张隔离纸，然后按上述顺序先拿取FPC托盘，然后在拿取隔离纸 放置已经叠好的FPC托盘上，最终实现重复操作工序的四轴机械手7。

所述的分纸机构3包括隔离纸储存架3-1，在隔离纸储存架3-1内设有水 平设置并用于放置FPC隔离纸的隔离板托架3-2，在隔离纸储存架3-1的下方 设有贯穿隔离纸储存架3-1后一端与隔离板托架3-2固定连接并垂直设置的第 一齿条3-3，在隔离纸储存架3-1的下方的另一侧设有第一步进电机3-4，所 述第一步进电机3-4的输出轴连接有与第一齿条3-3啮合并当齿轮旋转时能够 带动第一齿条3-3上下移动的第一齿轮顶升机构3-5，在隔离纸储存架3-1上 设有能够将隔离纸储存架3-1隔离成分别能够容纳长宽为350*260mm和100*80mm规格的FPC隔离纸的调节限位块3-6，在隔离纸储存架3-1内设有 第一齿轮顶升机构3-5将隔离板托架3-2顶升到指定高度时进行停止继续顶升 的光电传感器3-7。

进一步，在隔离纸储存架3-1的上方侧边设有固定板3-10，在固定板3-10 上设有第一滑槽3-8，在第一滑槽3-8上滑动连接有滑板3-9，所述滑板3-9 与第一滑槽3-8配合的位置通过螺丝即调节螺丝3-20锁紧的方式固定，所述 滑板3-9的另一端位于隔离纸储存架3-1的上方，且在滑板3-9的下方设有两 根平行并间隔设置的所述调节限位块3-6，所述调节限位块3-6伸入到隔离纸 储存架3-1内将隔离纸储存架3-1隔离成两个FPC隔离纸储存区3-11，在两 根调节限位块3-6之间设置导向线3-12，且所述的调节限位块3-6随着滑板 3-9的滑动能够改变FPC隔离纸储存区3-11的大小。

进一步，在滑板3-9上设有与后期气缸连接并能够实现吹气时防止四轴机 械手7取料时夹纸的吹气口3-13。

进一步，在隔离板托架3-2上还设有贯穿隔离纸储存架3-1的第一辅助导 杆3-14。

进一步，所述的分离托盘机构2包括托盘固定板2-1，在托盘固定板2-1 设上设有两根平行设置的第一导轨2-2，在两根第一导轨2-2的左右两根均设 有分别架设在两根第一导轨2-2之间的纵向连接板2-3，在托盘固定板2-1上 相对于两块纵向连接板2-3之间设有托盘板2-4，两块纵向连接板2-3与之间 的托盘板2-4构成托盘安放空间2-5，在每一块纵向连接板2-3的外侧均设有 能够调节托盘安放空间2-5的可调机构2-6，每一块纵向连接板2-3通过外侧 的皮带轮2-7以及皮带2-8驱动能够在第一导轨2-2上滑动改变托盘安放空间2-5的间距，在托盘固定板2-1的下方设有贯穿托盘固定板2-1后一端与托盘 板2-4固定连接并垂直设置的第二齿条2-16，在托盘固定板2-1的下方的另一 侧设有第二步进电机2-9，所述第二步进电机2-9的输出轴连接有与第二齿条 2-16啮合并当齿轮旋转时能够带动第二齿条2-16上下移动的第二齿轮顶升机 构2-10，在每一块纵向连接板2-3的外侧还设有用于卡住托盘板2-4的抵挡机 构2-11。工作时，利用上述结构设计，实现分离托盘机构2可兼容不同尺寸 的推盘设计，机构上通过第一导轨2-2与纵向连接板2-3的配合构成托盘长度手动调节机构以及利用第二齿条2-16、第二步进电机2-9以及第二齿轮顶升 机构2-10的配合构成自动托盘宽度调节机构，实现托盘可兼容长度分别是不 同规格的产品，托盘放置到托盘板2-4上，第二齿轮顶升机构2-10升降控制 托盘板2-4到一定高度，传感器感应后停止，此时抵挡机构2-11压住托盘板 2-4，最终实现利用机械手一次性只取走一个托盘的作用。

进一步，所述可调机构2-6包括位于托盘安放空间2-5前端的限位顶板 2-12，所述限位顶板2-12的后端连接有带第二滑槽2-13的连接杆2-14，在每 一块纵向连接板2-3的外侧设有避让槽2-15，所述避让槽2-15与第二滑槽2-13 之间通过螺丝锁紧固定。

本发明还公开了一种机器人叠板机的操作方法，其具体包括以下步骤：

A)通过人工先把托盘及隔离纸分别放入到到分离托盘机构2以及分纸 机构3上；

B)四轴机械手7依次有序的先将托盘从分离托盘机构2上取下，然后需 要放置到叠料皮带输送线4上，然后将FPC产品经上一工站下料到叠料皮带 输送线4对应的托盘上，然后慢慢进行传输到皮带传送缓存区5内；

C)四轴机械手7再吸取隔离纸放置到叠料皮带输送线4上的托盘的FPC 上；

D)然后回到步骤B，四轴机械手7重复作业流程，随着托盘上叠板数量 不断增加，皮带线提升机构6下降，当托盘叠板数量达到上限的产品经流水 线流到人工取料区，此时皮带线提升机构6上的升光栅传感器感应到位后人 工进行取料。

本发明的一种集多工位于一体，自动完成FPC叠料的工作，配以高精度 四轴机器人，可快速完成对产品搬运工作，其重复定位精度达到±0.02mm； 料仓顶升机构前后配以SP级超高精密丝杆导轨双辅助滑轨，综合定位精度± 0.015mm；三段式叠料传送线，第一段缓存叠料板，利用升降机构始终保证上 料高度，第二段主要负责传送，最后一段负责顶升人工取料，有效的增加了 物料缓存数量，提高了效率，可以与传送线无缝衔接，有序完成各自工作。 其柔性化、智能化、集成化程度高，对实现智能工厂、智能制造做出巨大贡 献。本技术产品与现有技术产品对比，实现FPC自动化叠装，解决了“现有 技术中需要人工操作，因此导致人工成本高”的问题，而本技术实现全自动 主板生产线解决了自动化行业自动化程度不高、人工成本高、设备回报周期 长及设备兼容性差的问题。

在本实施例中所述的分纸机构3原理如下：分纸机构上设有可以调节调 节限位块3-6，可兼容长宽分别为350*260/100*80FPC隔离纸，隔离纸放在隔 离板托架3-2上，通过第一齿条3-3连接第一齿轮顶升机构3-5，并设置第一 齿轮顶升机构3-5，实现顶升机构向上顶升到指定高度，传感器感应到位置后 停止，机械手取走一张隔离纸，同时滑板3-9上配有吹起口可以有效防止取料 过程中夹纸。

分纸机构3的工作流程：人工放置隔离纸到隔离板托架3-2→四轴机械手 7吸取隔离纸→第一齿轮顶升机构3-5上升使上料位始终保持一个水平高度供 四轴机械手7吸取→当隔离板托架3-2的隔离纸取完后再由人工放料

该分纸机构3的优点：

1、吹气设计减少带纸率；

2、兼容性强(普通白纸、无硫纸、TPX)；

3、从上方取纸，可储存纸张多

4.利用齿条顶升机构，相对直线模组可承受的负载更大，缓存的物料更 多

5.零件安装在料仓底部，节省空间，方便设计布局；

6.安全，料仓下降时底板可以与齿条分离，防止操作失误压伤手。

分离托盘机构2的优点：

1、提高托盘成功率；

2、不损伤托盘；

3、从上方取托盘，可存储托盘多。

4、齿条顶升机构，负载大(相对直线模组)；齿条顶升机构，相对直线 模组可承受的负载更大，缓存的物料更多

5、零件安装在料仓底部，节省空间，方便设计布局；

6、料仓下降时底板可以与齿条分离，防止操作失误压伤手。

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，对于 本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在 不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发 明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限 制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落 在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。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精神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物限定。

Claims (8)

1.一种机器人叠板机，包括机架(1)，其特征在于，在机架(1)上设有以下部件：

用于放置多个FPC托盘的分离托盘机构(2)；

用于放置隔离纸，并对隔离纸进行分离的分纸机构(3)；

将上一个FPC工序完成后的FPC产品进行输送到叠料工序的叠料皮带输送线(4)；在叠料皮带输送线(4)上设有对输送过来的FPC产品进行缓存输送的皮带传送缓存区(5)；

设于叠料皮带输送线(4)的一端并用户获取到当叠料皮带输送线(4)上端的叠板数量达到预设值时能够将叠板后的产品顶起上升的皮带线提升机构(6)；

一个能够有序地先从分离托盘机构(2)上取下一个FPC托盘，放置到叠料皮带输送线(4)上，然后在放置FPC产品的FPC托盘上放置一个从分纸机构(3)上吸取的一张隔离纸，然后按上述顺序先拿取FPC托盘，然后在拿取隔离纸放置已经叠好的FPC托盘上，最终实现重复操作工序的四轴机械手(7)。

2.根据权利要求1所述的一种机器人叠板机，其特征在于：所述的分纸机构(3)包括隔离纸储存架(3-1)，在隔离纸储存架(3-1)内设有水平设置并用于放置FPC隔离纸的隔离板托架(3-2)，在隔离纸储存架(3-1)的下方设有贯穿隔离纸储存架(3-1)后一端与隔离板托架(3-2)固定连接并垂直设置的第一齿条(3-3)，在隔离纸储存架(3-1)的下方的另一侧设有第一步进电机(3-4)，所述第一步进电机(3-4)的输出轴连接有与第一齿条(3-3)啮合并当齿轮旋转时能够带动第一齿条(3-3)上下移动的第一齿轮顶升机构(3-5)，在隔离纸储存架(3-1)上设有能够将隔离纸储存架(3-1)隔离成分别能够容纳长宽为350*260mm和100*80mm规格的FPC隔离纸的调节限位块(3-6)，在隔离纸储存架(3-1)内设有第一齿轮顶升机构(3-5)将隔离板托架(3-2)顶升到指定高度时进行停止继续顶升的光电传感器(3-7)。

3.根据权利要求2所述的一种机器人叠板机，其特征在于：在隔离纸储存架(3-1)的上方侧边设有固定板(3-10)，在固定板(3-10)上设有第一滑槽(3-8)，在第一滑槽(3-8)上滑动连接有滑板(3-9)，所述滑板(3-9)与第一滑槽(3-8)配合的位置通过螺丝锁紧的方式固定，所述滑板(3-9)的另一端位于隔离纸储存架(3-1)的上方，且在滑板(3-9)的下方设有两根平行并间隔设置的所述调节限位块(3-6)，所述调节限位块(3-6)伸入到隔离纸储存架(3-1)内将隔离纸储存架(3-1)隔离成两个FPC隔离纸储存区(3-11)，在两根调节限位块(3-6)之间设置导向线(3-12)，且所述的调节限位块(3-6)随着滑板(3-9)的滑动能够改变FPC隔离纸储存区(3-11)的大小。

4.根据权利要求3所述的一种机器人叠板机，其特征在于：在滑板(3-9)上设有与后期气缸连接并能够实现吹气时防止四轴机械手(7)取料时夹纸的吹气口(3-13)。

5.根据权利要求2或3或4所述的一种机器人叠板机，其特征在于：在隔离板托架(3-2)上还设有贯穿隔离纸储存架(3-1)的第一辅助导杆(3-14)。

6.根据权利要求2或3或4所述的一种机器人叠板机，其特征在于：所述的分离托盘机构(2)包括托盘固定板(2-1)，在托盘固定板(2-1)设上设有两根平行设置的第一导轨(2-2)，在两根第一导轨(2-2)的左右两根均设有分别架设在两根第一导轨(2-2)之间的纵向连接板(2-3)，在托盘固定板(2-1)上相对于两块纵向连接板(2-3)之间设有托盘板(2-4)，两块纵向连接板(2-3)与之间的托盘板(2-4)构成托盘安放空间(2-5)，在每一块纵向连接板(2-3)的外侧均设有能够调节托盘安放空间(2-5)的可调机构(2-6)，每一块纵向连接板(2-3)通过外侧的皮带轮(2-7)以及皮带(2-8)驱动能够在第一导轨(2-2)上滑动改变托盘安放空间(2-5)的间距，在托盘固定板(2-1)的下方设有贯穿托盘固定板(2-1)后一端与托盘板(2-4)固定连接并垂直设置的第二齿条(2-16)，在托盘固定板(2-1)的下方的另一侧设有第二步进电机(2-9)，所述第二步进电机(2-9)的输出轴连接有与第二齿条(2-16)啮合并当齿轮旋转时能够带动第二齿条(2-16)上下移动的第二齿轮顶升机构(2-10)，在每一块纵向连接板(2-3)的外侧还设有用于卡住托盘板(2-4)的抵挡机构(2-11)。

7.根据权利要求6所述的一种机器人叠板机，其特征在于：所述可调机构(2-6)包括位于托盘安放空间(2-5)前端的限位顶板(2-12)，所述限位顶板(2-12)的后端连接有带第二滑槽(2-13)的连接杆(2-14)，在每一块纵向连接板(2-3)的外侧设有避让槽(2-15)，所述避让槽(2-15)与第二滑槽(2-13)之间通过螺丝锁紧固定。

8.一种机器人叠板机的操作方法，其特征在于具体包括以下步骤：

A)通过人工先把托盘及隔离纸分别放入到到分离托盘机构(2)以及分纸机构(3)上；

B)四轴机械手(7)依次有序的先将托盘从分离托盘机构(2)上取下，然后需要放置到叠料皮带输送线(4)上，然后将FPC产品经上一工站下料到叠料皮带输送线(4)对应的托盘上，然后慢慢进行传输到皮带传送缓存区(5)内；

C)四轴机械手(7)再吸取隔离纸放置到叠料皮带输送线(4)上的托盘的FPC上；

D)然后回到步骤B，四轴机械手(7)重复作业流程，随着托盘上叠板数量不断增加，皮带线提升机构(6)下降，当托盘叠板数量达到上限的产品经流水线流到人工取料区，此时皮带线提升机构(6)上的升光栅传感器感应到位后人工进行取料。