CN110104429B - 一种智能贴装装置及智能贴装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能贴装装置及智能贴装方法，智能贴装装置包括机架、进料机构、工料输送平台、二次定位机构和送料机构。进料机构设置在机架上。工料输送平台设置在远离于进料机构的一侧。二次定位机构设置在进料机构与工料输送平台之间。送料机构设置在进料机构、工料输送平台与二次定位机构的上方，送料机构上设有视觉定位装置。送料机构抓取工料并进行第一次视觉定位检测，若不合格，则送料机构将工料送至二次定位机构，对工料进行重新校正；若合格，则第一取料机械手将工料送至至工料输送平台，并返回原处进行下一次作业。本装置自动化程度高，精准度高，可以实现对FPC/PCB工料正反面贴装作业，贴装效率高，具有较高的经济价值。

Description

一种智能贴装装置及智能贴装方法

技术领域

本发明涉及贴装技术领域，特别是涉及一种智能贴装装置及智能贴装方法。

背景技术

随着信息技术的高速发展，电子产品的生命周期越来越短，更新速度明显加快，电子制造业面临多机种少批量的生产环境。所以表面贴装技术(SMT)作为新一代电子装联技术，也在向着高效、灵活、智能化方向发展，以适应多用户、多任务、多机种的生产要求。传统的贴装设备庞大工序繁琐，浪费人力，提高了生产成本；且贴装精度不高，贴装质量难以控制，生产效率低；适用性差，不能满足多种规格多种类产品的贴装，而且不能在线生产。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术问题，提供一种智能贴装装置及智能贴装方法，其自动化程度高，精准度高，且贴装效率高。

为解决现有技术问题，本发明公开了一种智能贴装装置，包括：

机架；

进料机构，所述进料机构设置于所述机架上；

工料输送平台，所述工料输送平台设置于远离于所述进料机构的一侧；

二次定位机构，所述二次定位机构设置于所述进料机构与所述工料输送平台之间；

送料机构，所述送料机构设置于所述进料机构、工料输送平台与二次定位机构的上方，所述送料机构上设有视觉定位装置；所述进料机构包括第一导轨、设于第一导轨上的上升平台、以及控制所述上升平台升降的第一伸缩驱动件；

所述进料机构上还设置有一吸料机构，所述吸料机构包括升降气缸、与所述升降气缸的活塞端固定连接的第一抓盘、位于所述第一抓盘上的整平气缸、分离气缸和第一吸盘、以及平移电机，所述分离气缸的活塞端处设置有卡块，所述平移电机连接于所述第一抓盘；

所述二次定位机构包括定位平台和设于所述定位平台上的真空吸附结构，所述真空吸附结构为多个真空吸盘；

所述送料机构包括第一取料机械手、第一X轴运动结构、Y轴运动结构和Z轴运动结构，所述第一X轴运动结构包括第一X轴线性模组及与所述第一X轴线性模组连接的第一X轴伺服电机，所述Y轴运动结构包括Y轴线性模组及与所述Y轴线性模组连接的Y轴伺服电机，所述Z轴运动结构包括Z轴线性模组及与所述Z轴线性模组连接的Z轴伺服电机，所述第一取料机械手设于所述Z轴运动结构上，所述送料机构还包括第二X轴运动结构和设于所述第二X轴运动结构上的第二取料机械手。

其中的一个实施例中，还包括一取废料机构，所述取废料机构设于所述进料机构一侧，所述取废料机构包括第二导轨、设于所述第二导轨上的下降平台、以及控制所述下降平台升降的第二伸缩驱动件。

其中的一个实施例中，所述送料机构还包括一R轴运动结构和第二抓盘，所述R轴运动结构设置于所述第一取料机械手和第二取料机械手上，所述视觉定位装置设于所述第一取料机械手和所述第二取料机械手660上，所述R轴运动结构包括R轴线性模组及与所述R轴线性模组连接的R轴伺服电机，所述R轴线性模组的活塞端连接所述第二抓盘。

本发明还提供一种智能贴装方法，其步骤包括：

所述进料机构放置工料；

所述第一取料机械手抓取工料，进行第一次视觉定位，若不合格，所述第一取料机械手将工料送至所述二次定位机构，矫正后所述第二取料机械手将工料送至工料输送平台并进行视觉二次定位贴装工料于所述工料输送平台的载板上；

若合格，所述第一取料机械手将工料送至工料输送平台并进行视觉二次定位贴装工料于所述工料输送平台的载板上；

所述第一取料机械手返回原处进行下一次作业。

上述的智能贴装方法与智能贴装装置的有益效果一致，在此不再赘述。

附图说明

图1为本发明一种智能贴装装置的立体结构示意图；

图2为图1另一视角的结构示意图；

图3为本发明一种智能贴装装置的取废料机构和吸料机构的立体结构示意图；

图4为本发明一种智能贴装装置的送料机构图的立体结构示意图；

附图标记说明如下：

10 一种智能贴装装置，

100机架；

200进料机构，210第一导轨，220上升平台，230第一伸缩驱动件；

300取废料机构，310第二导轨，320下降平台，330第二伸缩驱动件；

400吸料机构，410升降气缸，420第一抓盘，430整平气缸，440分离气缸，441卡块，450第一吸盘，460平移电机，470固定板；

500二次定位机构，510定位平台；

600送料机构，610第一取料机械手，620第一X轴运动结构，621第一X轴线性模组，622第一X轴伺服电机，630 Y轴运动结构，631 Y轴线性模组，632 Y轴伺服电机，640 Z轴运动结构，641 Z轴线性模组，642 Z轴伺服电机，650第二X轴运动结构，660第二取料机械手，670 R轴运动结构，680第二抓盘；

700钢片载台；

800工料输送平台。

实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

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。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1至图3，本发明公开了一种智能贴装装置10，包括机架100、进料机构200、工料输送平台800、二次定位机构500和送料机构600。进料机构200设置在机架100上。工料输送平台800设置在远离于进料机构200的一侧。二次定位机构500设置在进料机构200与工料输送平台800之间。送料机构600设置在进料机构200、工料输送平台800与二次定位机构500的上方，送料机构600上设有视觉定位装置。

在本图实施例中，进料机构200包括第一导轨210、设在第一导轨210上的上升平台220、以及控制上升平台220升降的第一伸缩驱动件230。可选的，第一导轨210的数量为两个，且平行设置。上升平台220为一矩形板，架设在两条第一导轨210上。第一伸缩驱动件230可以为电动缸，驱动上升平台220上升或者下降。当人工或自动放置工料（FPC/PCB/吸塑盘）到上升平台220之后，通过第一伸缩驱动件230上的伸缩杆可将工料上升至进料机构200的出口给第一取料机械手610抓取工料并进行第一次视觉定位。若视觉定位检测合格，则将工料送至工料输送平台800上；若视觉定位检测不合格，则将工料送至旁边的取废料机构300。

该取废料机构300设在进料机构200的一侧。取废料机构300包括第二导轨310、设在第二导轨310上的下降平台320、以及控制下降平台320升降的第二伸缩驱动件330。可选地，第二导轨310的数量为两个，且平行设置。下降平台320为一矩形板，架设在两条第二导轨310上。第二伸缩驱动件330可以为电动缸，驱动下降平台320上升或者下降。当视觉定位检测的结果为废品时，工料被吸附送到取废料机构300的下降平台320上，工料被回收再处理。

进料机构200上还设置有一吸料机构400。吸料机构400包括升降气缸410、与升降气缸410的活塞端固定连接的第一抓盘420、位于第一抓盘420上的整平气缸430、分离气缸440和第一吸盘450、以及平移电机460。分离气缸440的活塞端处设置有卡块441，平移电机460连接于第一抓盘420。优选地，平移电机460通过一履带连接一固定板470，升降气缸410的一端固定连接该固定板470，升降气缸410的活塞端连接第一抓盘420。第一抓盘420为一矩形镂空板。整平气缸430的数量为4个，对称分布在第一抓盘420的四个角。第一吸盘450的数量为若干个，同样对称分布在第一抓盘420的四个角及中部。分离气缸440固定连接在固定板470上，卡块441固定连接在分离气缸440的活塞端处，该卡块441为L字型。当检测到第一种工料（吸塑盘）时，分离气缸440的活塞转动使得卡块441卡入工料（吸塑盘）,整平气缸430的活塞端伸出压住吸塑盘。第一吸盘450为真空吸盘，吸住工料的周边，使得工料能顺利将FPC/PCB从吸塑盘分离取出。当检测到第二种工料（FPC/PCB带隔层纸），升降气缸410下降带动吸盘450打开真空吸附,直接将FPC/PCB上保护纸吸出，取出真正目地要用到的FPC/PCB工料。该吸料机构400可取消，用送料机构600代替其作用实现吸出工料的功能，本保护方案不限定于含有吸料机构400的设备。

二次定位机构500包括定位平台510和设于所述定位平台510上的真空吸附结构。作为一个优选的实施例，定位平台510上可设有多个气孔，真空吸附结构连通上述气孔提供吸力吸附放置在定位平台510上的工料。作为另一个优选的实施例，真空吸附结构可以为多个真空吸盘，分布在定位平台510上，提供吸力吸附放置在定位平台510上的工料。

请一并参阅图4，送料机构600包括第一取料机械手610、第一X轴运动结构620、Y轴运动结构630和Z轴运动结构640。第一X轴运动结构620包括第一X轴线性模组621及与第一X轴线性模组621连接的第一X轴伺服电机622， Y轴运动结构630包括Y轴线性模组631及与Y轴线性模组631连接的Y轴伺服电机632，Z轴运动结构640包括Z轴线性模组641及与Z轴线性模组641连接的Z轴伺服电机642, 第一取料机械手610设在Z轴运动结构640上。其中，Z轴线性模组641的滑块与第一取料机械手610固定连接，使第一取料机械手610在Z轴伺服电机642的带动下能够沿Z轴线性模组641移动；Z轴线性模组641和Y轴线性模组631的滑块固定连接，使得Z轴线性模组641能够在Y轴伺服电机632的带动下沿Y轴线性模组631移动，从而带动Y轴线性模组631移动，从而带动第一取料机械手610沿Y轴线性模组631移动；Y轴线性模组631滑动地固定在第一X轴线性模组621上，第一X轴线性模组621固定在机座上，从而使第一取料机械手610能够进一步沿着第一X轴线性模组621移动，最终使得第一取料机械手610能够实现X轴、Y轴、Z轴的移动，能够自由分拣工料。

进一步地，送料机构600还包括第二X轴运动结构650和设在第二X轴运动结构650上的第二取料机械手660。第一取料机械手610和第二取料机械手660同时工作，能大大提高工作效率。第一取料机械手610用以抓取FPC/PCB/吸塑盘/隔层纸上工料，第二取料机械手660用以抓取FPC/PCB工料和钢片，第一取料机械手610和第二取料机械手660协同工作，大大提高了工作效率。

优选地，送料机构600还包括一R轴运动结构670和第二抓盘680，R轴运动结构670设置于第一取料机械手610和第二取料机械手660上，视觉定位装置设在第一取料机械手610和第二取料机械手660上。当检测到第二种工料（FPC/PCB带隔层纸），升降气缸410下降带动吸盘450打开真空吸附,直接将FPC/PCB上保护纸吸出，取出真正目地要用到的FPC/PCB工料。R轴运动结构670包括R轴线性模组及与R轴线性模组连接的R轴伺服电机，该R轴线性模组的活塞端连接所述第二抓盘680。R轴伺服电机驱动R轴线性模组的活塞端转动，从而带动该第二抓盘680的转动，使得第二抓盘680能够实现R轴的移动，能够多角度的抓取工料。

工料输送平台800采用履带结构，用以输送载板。工料输送平台800的旁侧设有一钢片载台700，用以放置钢片。

上述的贴装方法，步骤流程如下：

1、进料机构200放置工料；

2、第一取料机械手610抓取工料，进行第一次视觉定位，若不合格，第一取料机械手610将工料送至二次定位机构500，矫正后所述第二取料机械手660将工料送至工料输送平台800并进行视觉二次定位贴装工料于所述工料输送平台800的载板上；

3、若合格，第一取料机械手610将工料送至工料输送平台800并进行视觉二次定位贴装工料于所述工料输送平台800的载板上。

4、所述第一取料机械手610返回原处进行下一次作业。

如此，在此智能贴装装置上，可实现工料的自动视觉定位及智能贴装作业。

本技术方案还提供了一种贴装方法，其步骤包括：

S100，进料机构200放置工料。

具体的，当检测到工料时，工料其中FPC/PCB和隔层纸之间的空隙，整平气缸430的活塞端伸出吸住隔层纸，第一吸盘450为吸住隔层纸，使得工料能顺利将FPC/PCB和隔层纸分离。

在这一步骤时，当检测到工料为废品时，工料被吸附送到取废料机构300的下降平台320上，工料被回收再处理。

S200、第一取料机械手610抓取工料，进行第一次视觉定位，若不合格，第一取料机械手610将工料送至二次定位机构500，矫正后所述第二取料机械手660将工料送至工料输送平台800并进行视觉二次定位贴装工料于所述工料输送平台800的载板上，并返回原点。

具体的，第二取料机械手660移至二次定位机构500进行视觉定位,视别完成将工料送至工料输送平台800上的载板并进行视觉二次定位,完成视觉定位后贴装工料于所述工料输送平台800的载板上。

具体的，视觉定位装置进行第一次视觉定位，可通过拍摄同一条的的两个直角或者对角，若不合格，第一取料机械手610将工料送至二次定位机构500进行对工料的重新校正。

S300、若合格，第一取料机械手610将工料送至工料输送平台800并进行视觉二次定位贴装工料于所述工料输送平台800的载板上。

具体的，第一取料机械手610将FPC/PCB/吸塑盘工料贴附在工料输送平台800上的载板上，之后，第一取料机械手610抓取钢片载台700上的钢片至工料输送平台800上并将钢片贴附在工料的表面上，完成贴装作业。

优选地，在该步骤时，视觉定位装置可对钢片进行视觉定位检测。

综上所述，上述一种智能贴装装置10包括机架100、进料机构200、工料输送平台800、二次定位机构500和送料机构600。二次定位机构500设置在进料机构200与工料输送平台800之间。进料机构200放置工料并进行第一次视觉定位检测，送料机构600设置在进料机构200、工料输送平台800与二次定位机构500的上方，送料机构600上设有视觉定位装置。送料机构600抓取工料并进行第一次视觉定位检测，若不合格，则送料机构600将工料送至二次定位机构500，第二取料机械手660移至二次定位机构500进行视觉定位,视别完成将工料送至工料输送平台800上的载板并进行视觉二次定位,完成视觉定位后贴装工料于所述工料输送平台800的载板上，并返回原点；若合格，则第一取料机械手610将工料送至至工料输送平台800并进行视觉二次定位贴装工料于所述工料输送平台800的载板上，最后第一取料机械手610返回原处进行下一次作业。自动化程度高，精准度高，可以实现对FPC/PCB工料正反面贴装作业，贴装效率高，具有较高的经济价值。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种智能贴装装置，其特征在于，包括：

机架；

进料机构，所述进料机构设置于所述机架上；

工料输送平台，所述工料输送平台设置于远离于所述进料机构的一侧；

二次定位机构，所述二次定位机构设置于所述进料机构与所述工料输送平台之间；

送料机构，所述送料机构设置于所述进料机构、工料输送平台与二次定位机构的上方，所述送料机构上设有视觉定位装置；所述进料机构包括第一导轨、设于第一导轨上的上升平台、以及控制所述上升平台升降的第一伸缩驱动件；

所述进料机构上还设置有一吸料机构，所述吸料机构包括升降气缸、与所述升降气缸的活塞端固定连接的第一抓盘、位于所述第一抓盘上的整平气缸、分离气缸和第一吸盘、以及平移电机，所述分离气缸的活塞端处设置有卡块，所述平移电机连接于所述第一抓盘；

所述二次定位机构包括定位平台和设于所述定位平台上的真空吸附结构，所述真空吸附结构为多个真空吸盘；

所述送料机构包括第一取料机械手、第一X轴运动结构、Y轴运动结构和Z轴运动结构，所述第一X轴运动结构包括第一X轴线性模组及与所述第一X轴线性模组连接的第一X轴伺服电机，所述Y轴运动结构包括Y轴线性模组及与所述Y轴线性模组连接的Y轴伺服电机，所述Z轴运动结构包括Z轴线性模组及与所述Z轴线性模组连接的Z轴伺服电机，所述第一取料机械手设于所述Z轴运动结构上，所述送料机构还包括第二X轴运动结构和设于所述第二X轴运动结构上的第二取料机械手。

2.根据权利要求1所述的一种智能贴装装置，其特征在于，还包括一取废料机构，所述取废料机构设于所述进料机构一侧，所述取废料机构包括第二导轨、设于所述第二导轨上的下降平台、以及控制所述下降平台升降的第二伸缩驱动件。

3.根据权利要求1所述的一种智能贴装装置，其特征在于，所述送料机构还包括一R轴运动结构和第二抓盘，所述R轴运动结构设置于所述第一取料机械手和第二取料机械手上，所述视觉定位装置设于所述第一取料机械手和所述第二取料机械手上，所述R轴运动结构包括R轴线性模组及与所述R轴线性模组连接的R轴伺服电机，所述R轴线性模组的活塞端连接所述第二抓盘。

4.一种智能贴装方法，其特征在于，应用于如上述权利要求1-3任一项所述的智能贴装装置，其步骤包括：

所述进料机构放置工料；

所述第一取料机械手抓取工料，进行第一次视觉定位，若不合格，所述第一取料机械手将工料送至所述二次定位机构，矫正后所述第二取料机械手将工料送至工料输送平台并进行视觉二次定位贴装工料于所述工料输送平台的载板上；

若合格，所述第一取料机械手将工料送至工料输送平台并进行视觉二次定位贴装工料于所述工料输送平台的载板上；

所述第一取料机械手返回原处进行下一次作业。