CN110383968A - 夹头衬比盘 - Google Patents

Abstract

提供了一种捡放机模块。该捡放机模块包括喷嘴和夹头盘。喷嘴包括本体、头部以及在本体与头部之间延伸的管状元件，使得头部经由管状元件而与本体连通，从而使得能够由头部来捡起部件。夹头盘绕管状元件附连至本体的面向头部的表面，并且构造成将入射到夹头盘上的光朝向基座的环绕部件的区域反射。

Description

夹头衬比盘

背景技术

本发明涉及夹头衬比盘，并且更具体地涉及设置有夹头衬比盘以提高捡放能力和精度的捡放机模块。

表面安装技术(SMT)部件放置系统通常被称为捡放机或P&P。捡放机是下述机器人化机器：所述机器人化机器用于将表面安装装置(SMD)放置到印刷电路板(PCB)上或者用于其中将小特征件捡起、移动并放下到另一部件上的其他类似动作。在任何情况下，它们通常用于将比如电容器、电阻器和集成电路的宽范围的电子部件高速、高精度地放置到PCB上，PCB又用于计算机和消费性电子产品以及工业设备、医疗设备、汽车设备、军事设备和电信设备。

捡放机通常具有喷嘴，所述喷嘴使用抽吸将特征件提离基座然后将该特征件保持在空中。喷嘴是光学定位的并且因此需要“看到”或光学检测到要被提升的特征件以及目标物。因此，在特征件和特征件被提离的基座具有类似颜色的情况下，捡放机难以“看到”或光学检测到特征件并且不能可靠地放置用于抽吸和提升的喷嘴。这种情形对于要被提离的特征件是黑色部件并且它们被提离的基座也是黑色或暗灰色的情况而言尤其如此。

当由于诸如上述原因而不能使用捡放机时，采用手动捡放作为替代并且导致由于人为误差产生的未对准以及总组装时间增加。

发明内容

根据本发明的一个实施方式，提供了一种捡放机模块。该捡放机模块包括喷嘴和夹头盘。喷嘴包括本体、头部和管状元件，管状元件在本体与头部之间延伸，使得头部经由管状元件而与本体连通，从而使得能够由头部来捡起部件。夹头盘绕管状元件附连至本体的面向头部的表面，并且构造成将入射在夹头盘上的光朝向基座的环绕部件的区域反射。

根据本发明的另一实施方式，提供了一种用于从基座上捡起部件的捡放机模块。该捡放机模块包括本体、头部、管状元件以及夹头盘，其中本体构造成用于传递吸引力。管状元件在本体与头部之间延伸，使得头部与吸引力连通，从而使得能够由头部来捡起部件。夹头盘绕管状元件附连至本体的面向头部的表面，并且构造成将入射在夹头盘上的光朝向基座的在部件周围的区域反射。

根据本发明的另一实施方式，提供了一种用于从基座上捡起部件的捡放机模块。该捡放机模块包括：本体，该本体构造成用于传递抽吸力；头部，该头部具有相反的向前面和向后面，并且该头部形成为限定从所述向前面延伸的通孔；管状元件；以及夹头盘。管状元件在本体与头部之间延伸，使得通孔与抽吸力连通，从而使得能够由头部的所述向前面捡起部件。夹头盘绕管状元件附连至本体的面向头部的向后面的向前面向表面，并且夹头盘构造成将入射在夹头盘上的光朝向基座的环绕部件的区域反射。

通过本发明的技术实现了其他特征和优点。本文中详细描述了本发明的其他实施方式和方面，并且本发明的其他实施方式和方面将被认为是所要求保护的本发明的一部分。参照说明书和附图以便更好地理解本发明的特征及优点。

附图说明

在所附的权利要求中特别指出并清楚地要求保护被视为本发明的主题。通过以下结合附图进行的详细描述中，本发明的前述特征和其他特征以及优点是明显的，其中：

图1是根据各实施方式的捡放机的侧视图；

图2是图1的捡放机的俯视图；

图3是图1的捡放机的捡放机模块的喷嘴本体和夹头盘的放大视图；

图4是图3的夹头盘的轴向视图；

图5是对要由不具有夹头盘的捡放机模块捡起的部件进行的光学读取的图示；

图6是对要由具有夹头盘的捡放机模块捡起的部件进行的光学读取的图示；

图7是根据替代实施方式的喷嘴本体和夹头盘的放大视图；

图8是根据另外的实施方式的具有弯曲表面的夹头盘的侧视示意图；

图9是根据另外的实施方式的能够沿着管状元件移动的夹头盘的侧视示意图；以及

图10是根据另外的实施方式的具有形状改变能力的夹头盘的侧视示意图。

具体实施方式

如以下将描述的，捡放机模块或工具的喷嘴本体设置有夹头盘。夹头盘用于使入射在夹头盘上的光或环境光朝向设置有部件的基座反射。这在部件周围产生光环效应，其增加或改善了捡放机的光学检测或“看到”部件的能力以进行捡起程序。如此，夹头盘的使用避免了手动定位捡放机以进行这种部件捡起程序的需要(以及相关的成本)或直接手动捡起部件的需要。

参照图1至图4以及图6，提供了捡放机10，并且捡放机10构造成用于将部件11提离基座12。捡放机10包括机器固定装置13、喷嘴14以及夹头盘15，其中机器固定装置13构造成用于产生吸引力、例如抽吸力(为了清楚和简洁的目的起见，以下描述将涉及吸引力为抽吸力的情况，但是应当理解的是，其他吸引力、例如电磁力和粘合力是可能的替代物)。

喷嘴14包括：喷嘴本体20、头部21和管状元件22，其中喷嘴本体20构造成用于传递经过喷嘴本体的吸引力(例如，抽吸力)。头部21具有向前定向面210以及与向前定向面210相反的向后定向面211，并且头部21形成为限定从向前定向面210延伸穿过头部21的通孔23。管状元件22在喷嘴本体20的向前面向表面201与头部21之间延伸，并且管状元件22在喷嘴本体20与头部21之间形成管状通道。该管状通道设置成使得通孔23与抽吸力连通，从而使得能够借助于向前定向面210与部件11的互补面之间的接触而将部件11提离基座12。

根据各实施方式，喷嘴本体20可以具有截头锥形形状，该截头锥形形状具有随靠近向前面向表面201而距离减小的变窄渐缩部，并且喷嘴本体20可以包括凸缘202和O形环203。凸缘202设置在喷嘴本体20上以用于操作和加工目的，并且O形环203设置成与机器固定装置13保持压力密封。

喷嘴本体20、头部21、管状元件22和夹头盘15配合地形成捡放机10的捡放机模块100。

夹头盘15构造成将入射在夹头盘15上的光的至少一部分朝向基座12的环绕部件11的区域进行反射。夹头盘15包括盘本体150，盘本体150具有第一面151以及与第一面151相反的第二面152。第一面151通过粘合剂或另一类似的紧固或粘合手段而附连至喷嘴本体20的向前面向表面201，并且第二面152面向头部21的向后定向面211。盘本体150绕管状元件22设置并且形成为限定从第一面151穿过盘本体150延伸至第二面152的开孔153。开孔153定尺寸成使得夹头盘15紧地或松地绕管状元件22进行配合。

根据各实施方式，盘本体150可以具有环形形状并且可以具有与凸缘202相比相类似或略微小的直径。另外，盘本体150可以设置为大致平面化或平坦的盘并且可以具有亮色(例如，白色或黄色)或高光色(例如，银色或镜面化)。

如图1和图2中所示，捡放机10的捡放机模块100的机器固定装置13包括光源30、光学瞄准机构40、联接喷嘴本体20的伺服机构50、以及控制器60。光源30可以设置为一个或更多个光源30，所述一个或更多个光源30绕部件11设置在基座12处，以发出要入射在夹头盘15上并因此反射到基座12的环绕部件11的区域上的光。也可以围绕机器固定装置13设置有附加光源，以产生附加光以及环境光。光学瞄准机构40可以设置为头部21中的光学传感器或对部件11或基座12具有清晰视线的另一部件，并且光学瞄准机构40构造成用于通过由夹头盘15朝向基座12的区域反射的光来光学识别基座12上的部件11的三维位置。伺服机构50可以设置为下述机械臂或起重机架：该机械臂或起重机架能够在三个维度上进行操纵并且具有达六个运动自由度，使得伺服机构50构造成在三个维度(例如，图1中的z维度和x维度以及图2中的x维度和y维度)上操纵喷嘴本体20，从而使得喷嘴本体20可以被朝向部件11引导并被向下引导到部件11上，并且使得喷嘴本体11可以在保持部件11的同时被从基座12向上引导。伺服机构50也可以构造成产生上述抽吸力。

控制器60可以容纳在伺服机构50中或者如图1中所示的那样支撑在伺服机构50上或者可以远离伺服机构50。在任何情况下，控制器60可以包括处理器61、存储器单元62以及通信单元63，处理器61借助于通信单元63而与光学瞄准机构40和伺服机构50进行通信。存储器单元62具有存储在其上的可执行指令，这些可执行指令在被执行时使处理器61执行本文中所描述的动作。也就是说，处理器61经由通信单元63而以可操作的方式至少联接至光学瞄准机构40和伺服机构50并因此从光学瞄准机构40接收反映基座12上的部件11的三维位置的信息，并且处理器61配置成根据该信息来控制伺服机构50的各种操作。

在捡放机10和捡放机10的捡放机模块100的操作期间，光学瞄准机构40对基座12上的部件11的三维位置进行光学检测并经由通信单元63将反映该三维位置的信息传送至控制器60的处理器61。处理器61随后通过该信息确定基座12上的部件11的三维位置并经由通信单元63向伺服机构50发出下述控制命令：这些控制指示指示伺服机构50将头部21定位在部件11上方然后将头部21降低到部件11上。在此时或在此之前，处理器61启动抽吸，使得头部21能够在头部21向下降低到部件11上时捡起部件11。最后，当头部21通过抽吸与部件11接触时，处理器61经由通信单元63向伺服机构50发出下述进一步的控制命令：这些控制命令指示伺服机构50将头部21升高并由此将部件11提离基座12。

参照图5和图6，由于伺服机构50的运动的可靠性是基于光学瞄准机构40的对基座12上的部件11的三维位置进行检测的能力，因而重要的是光学瞄准机构40能够清楚且容易地光学地检测基座12上的部件11的三维位置。然而，如图5中所示，不包括上述夹头盘15的常规的捡放机可能不能清楚且容易地光学检测到示例性基座上的示例性部件。这在示例性部件和示例性基座的颜色相似的情况下尤其如此。

通过对比，如图6中所示，捡放机10的捡放机模块100的夹头盘15将由光源30发出的光反射到基座12的环绕部件11的区域上并因此显著地增加了基座12的图像与部件11的图像之间的对比度。也就是说，夹头盘15在部件11周围产生光环效应，该光环效应被光学瞄准机构40清楚且容易地识别为中心暗区601、外部暗区602和内部亮区603。中心暗区601对应于部件11。外部暗区602对应于基座12的远离部件11的部分。内部亮区603径向置于中心暗区601与外部暗区602之间，并且与中心暗区601和外部暗区602二者形成明显对比。

根据替代性实施方式并且参照图7，夹头盘15可以设置为用于喷嘴本体20的表面的具有亮色或高光色的覆盖物701。此处，覆盖物701可以粘附或者以其他方式紧固至喷嘴本体20，并且因此可以具有与喷嘴本体20的外部形状类似的外部形状(例如，截头锥形形状)。通过这样的形状，覆盖物701的至少向前的面702将入射到其上的光朝向基座12的环绕部件11的区域反射。

根据另外的实施方式或其他实施方式并且参照图8、图9和图10，夹头盘15可以被构造成将被反射到基座12的环绕部件11的区域上的光聚焦，以便增大或减小内部亮区603和中心暗区601与外部暗区602之间的对比部的锐度。为此，夹头盘15可以包括弯曲的表面801(见图8)、可以沿着管状元件22的轴向长度移动(见图9)或者可以具有形状改变能力(见图10)。尽管在图8和图10中被描绘为凹形弯曲件，但是应当理解的是，夹头盘15在来自光源30的光以及环境光被朝向基座12反射的一些情况下也可以是凸形的。图9的夹头盘15的沿着管状元件22的轴向长度的运动可以设置为滑动运动或者旋转/螺旋运动，由此，夹头盘15沿着轴向长度被手动定位或自动定位以增加或减小光环效应。形状改变能力可以设置成响应于对夹头盘15的加热或对夹头盘15的施加电压。因此，夹头盘15可以由设计成响应于这种刺激而变形的材料(例如，智能材料、压电材料或具有不同热膨胀系数的层状复合材料)制成。

应当理解的是，图8至图10的实施方式可以单独提供或者彼此一起提供或者与上述实施方式中的一者或更多者一起提供。

本文中所使用的术语仅用于描述特定实施方式的目的，而不意在限制本发明。如本文中所使用的，单数形式“一”、“一种”和“该”意在也包括复数形式，除非上下文另有明确说明。将进一步理解的是，术语“包括”和/或“包含”在本说明书中使用时说明所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、元件部件和/或它们的组的存在或附加。

所附权利要求中的所有器件或步骤以及功能元件的对应结构、材料、动作和等同物意在包括与具体阐述的其他要求保护的元件相结合来执行功能的任何结构、材料或动作。已经出于说明和描述的目的给出了对本发明的描述，但是所述描述并不意在是穷举的或是将本发明限于所公开的形式。在不脱离本发明的范围和精神的情况下，许多改型和变型对于本领域普通技术人员来说将是明显的。所选择和描述的实施方式是为了最好地解释本发明的原理和实际应用，并且使本领域普通技术人员能够理解本发明所包括的具有适合于预期的具体使用的各种实施方式。

尽管已经描述了本发明的实施方式，但是将理解的是，本领域技术人员现在和将来都可以进行各种改进和增强，这些改进和增强都落入所附权利要求的范围内。这些权利要求应当被解释为保持对首先描述的本发明的适当保护。

Claims (20)

1.一种捡放机模块，包括：

喷嘴，所述喷嘴包括本体、头部以及在所述本体与所述头部之间延伸的管状元件，

所述头部经由所述管状元件而与所述本体连通，以使得能够由所述头部来捡起部件；以及

夹头盘，所述夹头盘绕所述管状元件附连至所述本体的面向所述头部的表面，并且所述夹头盘构造成将入射在所述夹头盘上的光朝向所述基座的环绕所述部件的区域反射。

2.根据权利要求1所述的捡放机模块，其中，所述夹头盘包括具有亮色或高光色的平坦盘。

3.根据权利要求1所述的捡放机模块，其中，所述夹头盘包括用于所述本体的表面的覆盖物，所述覆盖物具有亮色或高光色。

4.根据权利要求1所述的捡放机模块，其中，所述夹头盘包括弯曲表面。

5.根据权利要求1所述的捡放机模块，其中，所述夹头盘具有聚焦能力。

6.根据权利要求5所述的捡放机模块，其中，所述夹头盘是能够相对于所述本体轴向移动的以及形状改变的中的至少一种。

7.一种用于从基座上捡起部件的捡放机，所述捡放机包括：

捡放机模块，所述捡放机模块包括：

本体，所述本体构造成用于传递吸引力；

头部；

管状元件，所述管状元件在所述本体与所述头部之间延伸，所述头部借助于所述管状元件而与所述吸引力连通，以使得能够由所述头部来捡起所述部件；以及

夹头盘，所述夹头盘绕所述管状元件附连至所述本体的面向所述头部的表面，并且所述夹头盘构造成将入射在所述夹头盘上的光朝向所述基座的环绕所述部件的区域反射。

8.根据权利要求7所述的捡放机模块，还包括：

光源，所述光源绕所述部件设置在所述基座处，并且所述光源构造成发出入射在所述夹头盘上的光；

光学瞄准机构，所述光学瞄准机构构造成通过由所述夹头盘朝向所述基座的所述区域反射的光来识别所述基座上的所述部件的三维位置；

伺服机构，所述伺服机构联接至所述本体并且构造成在三维上操纵所述本体；以及

控制器，所述控制器从所述光学瞄准机构接收反映所述三维位置的信息，并且所述控制器配置成根据所述信息来控制所述伺服机构。

9.根据权利要求7所述的捡放机模块，其中，所述吸引力包括抽吸力。

10.根据权利要求7所述的捡放机模块，其中，所述夹头盘包括具有亮色或高光色的平坦盘。

11.根据权利要求7所述的捡放机模块，其中，所述夹头盘包括用于所述本体的表面的覆盖物，所述覆盖物具有亮色或高光色。

12.根据权利要求7所述的捡放机模块，其中，所述夹头盘包括弯曲表面。

13.根据权利要求7所述的捡放机模块，其中，所述夹头盘构造成将光聚焦到所述基座的所述区域上。

14.根据权利要求14所述的捡放机模块，其中，所述夹头盘是能够相对于所述本体轴向移动的以及形状改变的中的至少一种。

15.一种用于从基座上捡起部件的捡放机，所述捡放机包括：

捡放机模块，所述捡放机模块包括：

本体，所述本体构造成用于传递抽吸力；

头部，所述头部具有相反的向前面和向后面，并且所述头部形成为限定从所述向前面延伸的通孔；

管状元件，所述管状元件在所述本体与所述头部之间延伸，所述通孔借助于所述管状元件而与所述抽吸力连通，以使得能够由所述头部的所述向前面来捡起所述部件；以及

夹头盘，所述夹头盘绕所述管状元件附连至所述本体的面向所述头部的所述向后面的向前面向表面，并且所述夹头盘构造成将入射在所述夹头盘上的光朝向所述基座的环绕所述部件的区域反射。

16.根据权利要求15所述的捡放机，还包括：

光源，所述光源绕所述部件设置在所述基座处，并且构造成发出入射在所述夹头盘上的光；

光学瞄准机构，所述光学瞄准机构构造成通过由所述夹头盘朝向所述基座的所述区域反射的光来识别所述基座上的所述部件的三维位置；

伺服机构，所述伺服机构联接至所述本体并且构造成在三维上操纵所述本体；以及

控制器，所述控制器从所述光学瞄准机构接收反映所述三维位置的信息，并且所述控制器配置成根据所述信息来控制所述伺服机构。

17.根据权利要求15所述的捡放机模块，其中，所述夹头盘包括具有亮色或高光色的平坦盘。

18.根据权利要求15所述的捡放机模块，其中，所述夹头盘包括用于所述本体的表面的覆盖物，所述覆盖物具有亮色或高光色。

19.根据权利要求15所述的捡放机模块，其中，所述夹头盘包括弯曲表面。

20.根据权利要求15所述的捡放机模块，其中，所述夹头盘是能够相对于所述本体轴向移动的以及形状改变的中的至少一种，以将光聚焦到所述基座的所述区域上。