CN110255179A - 一种多载台抽拉式收放板设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多载台抽拉式收放板设备，其特征在于，包括：输送段；机械手；N个抽拉式多载台载具；N个AGV小车；抽拉机构、旋转机构及升降机构。本发明采用机械手搭配各组成机构达到自动收放板功能，实现搭配PCB生产主线，对PCB板进行收放板。本发明实现了多种类小批量PCB工单快速更换不同种类规格PCB板时设备连续工作的功能，适用于小批量多工单收放板。
Description
技术领域
本发明涉及一种用双抽拉式多载台采用机器人抓取移载线路板(以下简称PCB板)的设备，用于对PCB板的自动收放板，实现PCB板生产智能化和自动化，属于PCB自动生产设备技术领域。
背景技术
目前PCB板自动收放板主要采用的是传统机械结构或者机械手臂收放板，目前PCB生产小批量多料号的时候，多采用多料号放置在一个PCB生产载具上，采用传统设备进行收放板，采用传统设备主要有以下问题：
传统设备上下料速率较低导致PCB生产产速降低，多料混合后分工单耽误时间，更换载具时，设备需要处于停机状态。机械手臂收放板时，虽然可以做到自动收放板，但需要人工上下料，而且在PCB生产工艺中板的数量少批次多情况下更是无法完成不停机工作，达不到自动化生产的流水线要求。
发明内容
本发明的目的是：能够实现PCB板小批量多料号分开生产的全自动化收放板。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种多载台抽拉式收放板设备，其特征在于，包括：
输送段，用于将PCB板送入PCB生产主线；
机械手，用于从平板载台上抓取PCB板后，将PCB板放置在输送段上，平板载台用于存放至少一片PCB板；
N个抽拉式多载台载具，N≥2，每个抽拉式多载台载具包括由上至下布置的M层存储空间，M≥2，每层存储空间用于存放一个平板载台；
N个AGV小车，每个抽拉式多载台载具对应一台AGV小车，每台AGV小车用于将对应的抽拉式多载台载具运载至预定位置；
抽拉机构、旋转机构及升降机构，抽拉机构在旋转机构的作用下旋转至目标抽拉式多载台载具，抽拉机构在升降机构的作用下上升或下降至目标抽拉式多载台载具的目标层存储空间的高度，在旋转机构及升降机构的共同作用下使得抽拉机构对准目标抽拉式多载台载具上目标层存储空间内存储的平板载台后，再由抽拉机构将平板载台从目标抽拉式多载台载具内完全抽拉出来；平板载台完全抽拉出来后，抽拉机构在旋转机构的作用下旋转至机械手附近，同时，抽拉机构在升降机构的作用下上升或下降至设定高度，使得机械手可以从平板载台上抓取PCB板，抽拉机构上的空的平板载台再通过旋转机构及升降机构对准目标抽拉式多载台载具的目标层存储空间后，由抽拉机构将空的平板载台抽拉入相应存储空间内。
优选地，所述抽拉式多载台载具包括多层架，多层架具有由上至下布置有所述M层存储空间，每层存储空间内设有一个所述平板载台，在所述平板载台的前端设有用于与所述抽拉机构相结合的夹爪固定轴，所述平板载台的左、右两侧分别设有一条导轨槽，每层所述存储空间的左、右两侧分别设有多个可自由滚动的滚轮，当前存储空间的左、右两侧的滚轮分别卡入当前存储空间内的所述平板载台左、右两侧的导轨槽内。
优选地，每层所述存储空间的左、右两侧还分别设有多个可自由滚动的导向轴承，当前存储空间的左、右两侧的导向轴承的外圆周面与当前存储空间内的所述平板载台的左、右两侧边缘相贴合。
优选地，每层所述存储空间的后侧设有至少一块吸合磁吸，当前存储空间内的所述平板载台吸合在当前存储空间的吸合磁吸上。
优选地，所述多层架固定在支撑桌台上，所述AGV小车驶入支撑桌台后，将所述抽拉式多载台载具运载至预定位置。
优选地，所述抽拉机构包括抽拉支架，在抽拉支架的左、右两侧分别设有多个可自由滚动的抽拉支撑轮，左侧及右侧的抽拉支撑轮分别与所述平板载台同侧的导轨槽相配合，在两侧的抽拉支撑轮之间设有固定在抽拉支架上的支撑直线导轨，夹爪安装架通过滑块设于支撑直线导轨上，由动力横移伺服马达驱动夹爪安装架沿支撑直线导轨前、后移动，用于横移补偿行程的横移气缸设于夹爪安装架上，横移气缸的输出端设有由气缸驱动动作的夹爪，夹爪在气缸的驱动下与所述夹爪固定轴相结合，随后在动力横移伺服马达的作用下将所述平板载台从所述抽拉式多载台载具内完全抽拉出来，或将所述平板载台抽拉入所述抽拉式多载台载具内。
本发明采用机械手搭配各组成机构达到自动收放板功能，实现搭配PCB生产主线，对PCB板进行收放板。本发明实现了多种类小批量PCB工单快速更换不同种类规格PCB板时设备连续工作的功能，适用于小批量多工单收放板。
本发明设备主要是将PCB生产上的多种类小批量生产的PCB板从抽拉式多载台载具上用抽拉机构抽拉所需相对应的一层平板载台至升降机构上并上升至一定高度后通过机械手通过吸盘架将PCB板抓取到输送段上，进入PCB生产主线。当该层平板载台处于空板架状态再下降至对应高度用夹爪推拉至抽拉式多载台载具上相应的层数。当抽拉式多载台载具所有载台处于空板架状态，AGV小车运出抽拉式多载台载具更换载具，机械手抓取另外一个抽拉式多载台载具上各层平板载台的PCB板，升降机构上的抽拉机构通过旋转机构旋转到位后抽拉相应平板载台动作与前述动作一致。当第二个抽拉式多载台载具上所有载台均处于空板架状态时，AGV小车运出抽拉式多载台载具更换载具。如此往复抓取抽拉式多载台载具上每一层平板载台上的板子，并自动更换载具以实现自动上下料及连续性放板，整个动作过程中的AGV调度以及12种批次的板的生产。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、由于本发明采用6轴机械手进行PCB板放板，大大提高了PCB板生产效率，提高生产时的灵活性和包容性；
2、由于本发明采用抽拉式多载台载具，可以实现多种类小批量PCB板同时在线生产，大大提高了生产效率；
3、本发明采用升降旋转机构，可以一个升降旋转机构对接两个抽拉式多载台载具，大大提高了生产的灵活性和减小了设备大小对空间的限制；
4、采用双载位设计，实现了设备不停机工作，节省了因更换原料而浪费的时间。
附图说明
图1为本发明提供的多载台抽拉式收放板设备的结构示意图；
图2为输送段结构示意图；
图3及图4为抽拉机构的结构示意图；
图5为抽拉式多层载具的结构示意图；
图6及图7为旋转机构的结构示意图；
图8为机械手所使用的吸盘架的结构示意图；
图9为升降机构的结构示意图；
图10为抽拉式多层载具与AGV小车对接示意图；
图11及图12为机架的结构示意图；
图13及图14为抽拉多层载具与机架对接示意图；
图15为机械手通过吸盘架抓取PCB板示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
如图1所示，本发明提供的一种多载台抽拉式收放板设备包括输送段1，机械手2，两个用于承载多层平板载台的抽拉式多载台载具A6、B6与对应的AGV小车A7、B7，抽拉机构5，旋转机构4，升降机构3，吸盘架11，PCB板10，机架9等。
输送段1的结构示如图2所示，包括用于输送PCB板10的输送滚轮1-1，输送滚轮1-1由输送马达1-2驱动转动。还包括位于PCB板10左、右两侧的拍板机构1-3，通过拍板机构1-3对PCB板10进行整列。输送段1通过输送连接件1-4与机架9相连。
抽拉机构5结构如图3及图4所示，包括抽拉支架，在抽拉支架的左、右两侧分别设有多个可自由滚动的抽拉支撑轮2-2。左侧及右侧的抽拉支撑轮2-2分别与平板载台2-1同侧的导轨槽相配合。在抽拉机构5将平板载台2-1抽拉出来的过程中，以及在抽拉机构5将平板载台2-1推入抽拉式多载台载具A6、B6内的过程中，抽拉支撑轮2-2卡入平板载台2-1同侧的导轨槽中，使得平板载台2-1能够顺畅移动。在两侧的抽拉支撑轮2-2之间设有固定在抽拉支架上的支撑直线导轨2-3，夹爪安装架通过滑块设于支撑直线导轨2-3上，由动力横移伺服马达2-7驱动夹爪安装架沿支撑直线导轨2-3前、后移动。用于横移补偿行程的横移气缸2-6固定在夹爪安装架上，横移气缸2-6的输出端设有由气缸2-5驱动动作的夹爪2-4。先通过动力横移伺服马达2-7驱动夹爪安装架沿支撑直线导轨2-3前、后移动，使得夹爪2-4靠近平板载台2-1上的夹爪固定轴6-5，再利用横移气缸2-6使得夹爪2-4进一步前、后移动，对动力横移伺服马达2-7进行补偿，从而使得夹爪2-4能够精确地与夹爪固定轴6-5相结合。夹爪2-4与夹爪固定轴6-5结合后，平板载台2-1便可以在动力横移伺服马达2-7的带动下前、后移动，从而实现将平板载台2-1从抽拉式多载台载具A6、B6抽来出来，或将平板载台2-1推入抽拉式多载台载具A6、B6中。
抽拉式多载台载具A6与抽拉式多载台载具B6的结合相同，如图5所示，包括多层架6-2，多层架6-2具有由上至下布置有M层存储空间。每层存储空间内设有一个平板载台2-1，在平板载台2-1的前端设有用于与抽拉机构相结合的夹爪固定轴6-5。平板载台2-1的左、右两侧分别设有一条导轨槽，每层存储空间的左、右两侧分别设有多个可自由滚动的滚轮及多个可自由滚动的导向轴承6-1。当前存储空间的左、右两侧的滚轮分别卡入当前存储空间内的平板载台2-1左、右两侧的导轨槽内，同时，当前存储空间的左、右两侧的导向轴承6-1的外圆周面与当前存储空间内的平板载台2-1的左、右两侧边缘相贴合。
每层存储空间的后侧设有至少一块吸合磁吸6-3，当前存储空间内的平板载台2-1吸合在当前存储空间的吸合磁吸6-3上。
多层架6-2固定在支撑桌台6-4上，AGV小车A7、B7驶入支撑桌台6-4后，将抽拉式多载台载具运载至预定位置。
旋转机构4如图6及图7所示，包括用于将抽拉机构5与旋转机构4连接的旋转轴4-1、为旋转提供动力的旋转气缸4-2、与旋转气缸4-2连接起到支撑作用的旋转固定座4-3。
如图9所示，升降机构3包括升降丝杆3-1、连接升降丝杆3-1与旋转机构4的升降丝杆螺母连接件3-5、用于升降导向的升降光轴3-2、套设在升降光轴3-2外的直线轴承3-4及提供升降动力的升降马达3-3。直线轴承3-4固定在旋转机构4。升降马达3-3通过升降丝杆3-1、升降丝杆螺母连接件3-5驱动旋转机构4沿升降光轴3-2上升、下降。
工作时，抽拉机构5在旋转机构4的作用下旋转至目标抽拉式多载台载具，抽拉机构5在升降机构3的作用下上升或下降至目标抽拉式多载台载具的目标层存储空间的高度，在旋转机构4及升降机构3的共同作用下使得抽拉机构5对准目标抽拉式多载台载具上目标层存储空间内存储的平板载台2-1后，再由抽拉机构5将平板载台2-1从目标抽拉式多载台载具内完全抽拉出来。平板载台2-1完全抽拉出来后，抽拉机构5在旋转机构4的作用下旋转至机械手2附近，同时，抽拉机构5在升降机构3的作用下上升或下降至设定高度，使得机械手2可以从平板载台2-1上抓取PCB板。抽拉机构5上的空的平板载台2-1再通过旋转机构4及升降机构3对准目标抽拉式多载台载具的目标层存储空间后，由抽拉机构5将空的平板载台2-1推入相应存储空间内。
安装在机械手2上的吸盘架11如图8所示，包括用于吸取PCB板10的真空吸盘11-1、与机器人连接的机器人连接件11-2、将真空吸盘11-1与机械手2相连接的主干型材导轨11-3。
如图10所示，为抽拉式多载台载具A6、B6与AGV小车A7、B7对接示意图。
机架9的如11及图12所示，包括机架架构9-1、左支撑抽拉式多载台载具A6的左支撑台9-2、定位多层载具的定位销9-4、安装定位销的左支撑架9-3、右支撑抽拉式多载台载具B6的右支撑台9-5和安装定位销的右支撑架9-6。如图13所示为抽拉式多载台载具A6、B6与机架9对接示意图。
机械手2通过吸盘架11抓取PCB板10的示意图如图15所示。
本发明的工作过程如下：
AGV小车A 7、B 7将抽拉式多载台载具A 6、B 6运入设备中，通过机架9上的定位销9-4实现抽拉式多载台载具A 6、B 6的精准定位。旋转机构4按需求旋转至与抽拉式多载台载具A 6、B 6相对。升降机构3将抽拉机构5升降至所需对应某层平板载台2-1的水平位置。旋转机构4上的抽拉机构5前进/后退，将该层平板载台2-1从抽拉式多载台载具A 6、B 6中完全抽拉出来。升降机构3再升降至特定高度后，机械手2带动吸盘架11离开输送段1，随即抓取平板载台2-1上的PCB板10至输送段1。机械手2循环上述抓放板动作并自动判别平板载台2-1的空板状态。待到平板载台2-1处于空板架状态后，升降机构3再次将抽拉机构5升降至抽拉式多载台载具A 6、B 6所需对应该层平板载台处，抽拉机构5前进/后退，将该层平板载台抽拉至抽拉式多载台载具A 6、B 6的原位，如此循环抽拉、升降载台动作和抓放板动作待到抽拉式多载台载具A 6、B 6上所有平板载台2-1为空板状态。旋转机构4转至另一个抽拉式多载台载具A 6、B 6，同时，机械手2自动判别抓取位置，AGV小车A 7、B 7将相对应的抽拉式多载台载具A 6、B 6运输离开更换载具，以实现更换载具时机器继续工作，提高工作效率。
此设备主要是将PCB生产上的多种类小批量生产的PCB板从抽拉式多载台载具上用抽拉机构抽拉所需相对应的一层平板载台至升降机构上并上升至一定高度后通过机械手将PCB板抓取到输送段上，进入PCB生产主线，当该层平板载台处于空板架状态再下降至对应高度用夹爪推拉至抽拉式多载台载具上相应的层数以下简称放板设备。当抽拉式多载台载具A6所有载台处于空板架状态，AGV小车A7运出抽拉式多载台载具A6更换载具，机械手抓取抽拉式多载台载具B6上各层平板载台的PCB板，升降机构上的抽拉机构通过旋转机构旋转到位后抽拉相应平板载台动作与前述动作一致。当抽拉式多载台载具B6上所有载台均处于空板架状态时，AGV小车A7运出抽拉式多载台载具B6更换载具。如此往复抓取抽拉式多载台载具A6/B6上每一层平板载台上的板子，并自动更换载具以实现自动上下料及连续性放板，整个动作过程中的AGV调度以及12种批次的板的生产。
Claims (6)
1.一种多载台抽拉式收放板设备，其特征在于，包括：
输送段(1)，用于将PCB板送入PCB生产主线；
机械手(2)，用于从平板载台(2-1)上抓取PCB板后，将PCB板放置在输送段(1)上，平板载台(2-1)用于存放至少一片PCB板；
N个抽拉式多载台载具，N≥2，每个抽拉式多载台载具包括由上至下布置的M层存储空间，M≥2，每层存储空间用于存放一个平板载台(2-1)；
N个AGV小车，每个抽拉式多载台载具对应一台AGV小车，每台AGV小车用于将对应的抽拉式多载台载具运载至预定位置；
抽拉机构、旋转机构及升降机构，抽拉机构在旋转机构的作用下旋转至目标抽拉式多载台载具，抽拉机构在升降机构的作用下上升或下降至目标抽拉式多载台载具的目标层存储空间的高度，在旋转机构及升降机构的共同作用下使得抽拉机构对准目标抽拉式多载台载具上目标层存储空间内存储的平板载台(2-1)后，再由抽拉机构将平板载台(2-1)从目标抽拉式多载台载具内完全抽拉出来；平板载台(2-1)完全抽拉出来后，抽拉机构在旋转机构的作用下旋转至机械手(2)附近，同时，抽拉机构在升降机构的作用下上升或下降至设定高度，使得机械手(2)可以从平板载台(2-1)上抓取PCB板，抽拉机构上的空的平板载台(2-1)再通过旋转机构及升降机构对准目标抽拉式多载台载具的目标层存储空间后，由抽拉机构将空的平板载台(2-1)抽拉入相应存储空间内。
2.如权利要求1所述的一种多载台抽拉式收放板设备，其特征在于，所述抽拉式多载台载具包括多层架(6-2)，多层架(6-2)具有由上至下布置有所述M层存储空间，每层存储空间内设有一个所述平板载台(2-1)，在所述平板载台(2-1)的前端设有用于与所述抽拉机构相结合的夹爪固定轴(6-5)，所述平板载台(2-1)的左、右两侧分别设有一条导轨槽，每层所述存储空间的左、右两侧分别设有多个可自由滚动的滚轮，当前存储空间的左、右两侧的滚轮分别卡入当前存储空间内的所述平板载台(2-1)左、右两侧的导轨槽内。
3.如权利要求2所述的一种多载台抽拉式收放板设备，其特征在于，每层所述存储空间的左、右两侧还分别设有多个可自由滚动的导向轴承(6-1)，当前存储空间的左、右两侧的导向轴承(6-1)的外圆周面与当前存储空间内的所述平板载台(2-1)的左、右两侧边缘相贴合。
4.如权利要求2所述的一种多载台抽拉式收放板设备，其特征在于，每层所述存储空间的后侧设有至少一块吸合磁吸(6-3)，当前存储空间内的所述平板载台(2-1)吸合在当前存储空间的吸合磁吸(6-3)上。
5.如权利要求1所述的一种多载台抽拉式收放板设备，其特征在于，所述多层架(6-2)固定在支撑桌台(6-4)上，所述AGV小车驶入支撑桌台(6-4)后，将所述抽拉式多载台载具运载至预定位置。
6.如权利要求2所述的一种多载台抽拉式收放板设备，其特征在于，所述抽拉机构包括抽拉支架，在抽拉支架的左、右两侧分别设有多个可自由滚动的抽拉支撑轮(2-2)，左侧及右侧的抽拉支撑轮(2-2)分别与所述平板载台(2-1)同侧的导轨槽相配合，在两侧的抽拉支撑轮(2-2)之间设有固定在抽拉支架上的支撑直线导轨(2-3)，夹爪安装架通过滑块设于支撑直线导轨(2-3)上，由动力横移伺服马达(2-7)驱动夹爪安装架沿支撑直线导轨(2-3)前、后移动，用于横移补偿行程的横移气缸(2-6)设于夹爪安装架上，横移气缸(2-6)的输出端设有由气缸(2-5)驱动动作的夹爪(2-4)，夹爪(2-4)在气缸(2-5)的驱动下与所述夹爪固定轴(6-5)相结合，随后在动力横移伺服马达(2-7)的作用下将所述平板载台(2-1)从所述抽拉式多载台载具内完全抽拉出来，或将所述平板载台(2-1)抽拉入所述抽拉式多载台载具内。
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