CN110572999A - 一种不规则元器件自动化插件装置及实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种不规则元器件自动化插件装置及方法，涉及电子技术领域，解决了常规技术中无法自动化插入不规则元器件的技术弊端，本发明的装置包括工作台，其中所述工作台上设置有皮带输送线，用于传输ＰＣＢ印刷电路板；所述工作台下方设置有支撑装置，用于在插件时支撑ＰＣＢ印刷电路板；所述工作台上方设置有机械手，所述机械手下方设置有送料机构，所述送料机构用于提供插入ＰＣＢ印刷电路板的不规则元器件，所述送料机构连接有送料轨道，所述送料轨道用于传输所述送料机构输送出的不规则元器件，并且所述送料机构处于所述机械手和所述支撑装置之间。本发明能够在无人干预的情况下完成不规则元器件的自动化在线插件，效率高，无需人工值守。

Description

一种不规则元器件自动化插件装置及实现方法

技术领域

本发明涉及电子技术领域，且更具体地涉及一种不规则元器件自动化插件装置及实现方法。

背景技术

电能已成为人类社会赖以生存和发展必不可缺少的一种重要能源，人类的所有活动几乎都与电有密切的关系，因此，在目前市场上，电能表的需求就显得非常旺盛。在电子电能表生产行业中，就需要大量生产电能表来满足当前用户的需要。在电能表生产、制造过程中，离不开ＰＣＢ印刷电路板，ＰＣＢ印刷电路板是组成电能表以及以其电子设备的重要部分，由于ＰＣＢ印刷电路板是电子元器件的支撑体，也是电子元器件电气连接的载体，在其上插接元器件时，就要求非常高的准确度。在ＰＣＢ印刷电路板上插接外形不规则的元器件时，尤其是不规则元器件，比如，热敏元件，热敏元件具有呈扁平状的不规则的外形，在将其插入ＰＣＢ印刷电路板时，就显得非常困难，尤其是在批量作业时间，人工作业不仅效率低下，错误率非常高。

目前市场上也出现过机械作业，但是现有的单机插件需要人工送料，通过人工作业进行加载PCB印刷电路板,这种方式需要投入大量的人力成本，使得整体生产效率低下，这就需要一种自动化插件装置来替代传统的作业。

发明内容

针对上述技术的不足，本发明公开一种不规则元器件自动化插件装置及实现方法，能够在无人干预的情况下完成不规则元器件的自动化在线插件，效率高，无需人工值守。

本发明采用以下技术方案：

一种不规则元器件自动化插件装置，包括工作台，其中所述工作台上设置有皮带输送线，用于传输ＰＣＢ印刷电路板；所述工作台下方设置有支撑装置，用于在插件时支撑ＰＣＢ印刷电路板；所述工作台上方设置有机械手，所述机械手下方设置有送料机构，所述送料机构用于提供插入ＰＣＢ印刷电路板的不规则元器件，所述送料机构连接有送料轨道，所述送料轨道用于传输所述送料机构输送出的不规则元器件，并且所述送料机构处于所述机械手和所述支撑装置之间。

作为本发明进一步的技术方案，所述送料轨道为振料盘，所述振料盘以振动的方式输送不规则元器件。

作为本发明进一步的技术方案，所述送料轨道的轨道末端设置有微型气缸，所述微型气缸携待有刀具，用于剪切较长的不规则元器件引脚。

作为本发明进一步的技术方案，所述机械手为三轴联动机械手，所述机械手包括Ｘ轴伺服电机，用于驱动所述机械手在Ｘ轴方向上运动；Ｙ轴伺服电机，用于驱动所述机械手在Ｙ轴方向上运动；和Ｚ轴气缸，用于驱动所述机械手在Ｚ轴方向上运动。

作为本发明进一步的技术方案，所述机械手连接有插件机构。

作为本发明进一步的技术方案，所述插件机构包含气动手指，用于抓取不规则元器件并将不规则元器件插入ＰＣＢ印刷电路板上的插件孔中。

作为本发明进一步的技术方案，所述支撑装置包括支撑件和与所述支撑件连接的支撑驱动气缸，所述支撑驱动气缸驱动所述支撑件上下运动。

作为本发明进一步的技术方案，所述工作台为流水线线体。

本发明还采用以下技术方案：

一种自动化插件的方法，包括以下步骤：

（Ｓ１）供料步骤；采用振料盘振动的方式供料，将不规则元器件通过振料盘产生的高频振动从所述振料盘中抖出，使得不规则元器件沿着所述振料盘的振动轨迹运行，将不规则元器件调整到适宜插件状态，并通过送料轨道送出所述振料盘；

（Ｓ２）送料步骤；在所述送料轨道中，对不规则元器件进行预处理，使得不规则元器件适应待插ＰＣＢ印刷电路板；

（Ｓ３）插件步骤：所述插件步骤包括抓料步骤、支撑步骤和插入步骤；在所述抓料步骤中，所述机械手带动气动手指将送料轨道前端预处理完毕的不规则元器件送至ＰＣＢ印刷电路板中的插件孔位中；

在所述支撑步骤中，采用支撑装置支撑ＰＣＢ印刷电路板，避免由于ＰＣＢ印刷电路板悬空而造成插入时不稳定；

在所述插入步骤中，所述Ｚ轴气缸驱动所述气动手指运动到ＰＣＢ印刷电路板中的带插件孔中；

（Ｓ４）放行步骤：所述工作台上的皮带输送线将ＰＣＢ印刷电路板送至接驳台，接驳台升起，将完成插件的ＰＣＢ印刷电路板送入下一工位。

进一步地，所述步骤（Ｓ２）中预处理的方法为：用所述微型气缸带动其上设置的刀具，对引脚较长的不规则元器件进行剪切，使得不规则元器件满足插入ＰＣＢ印刷电路板的需要。

积极有益效果：

本发明采用振料盘供料，通过振料盘产生的高频振动从所述振料盘中抖出，使得不规则元器件沿着所述振料盘的振动轨迹运行，将不规则元器件调整到适宜插件状态，满足不规则元器件的送料的需求；

本发明通过在振料盘连接的送料轨道的轨道末端设置微型气缸，将微型气缸携待有刀具来剪切较长的不规则元器件引脚，使得不规则元器件适应ＰＣＢ印刷电路板插件插入的需要；

本发明通过在机械手上设置气动手指，满足不规则元器件的抓取需求；

本发明通过在流水线线体底部设置支撑装置，使得在插入不规则元器件时，使得支撑装置能够支撑ＰＣＢ印刷电路板，避免由于ＰＣＢ印刷电路板悬空而造成插入时不稳定；

通过采用上述技术方案，本发明能够在无人干预的情况下完成不规则元器件的自动化在线插件，效率高，无需人工值守，缩短了检测时间，节约人力成本，提高了工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：

图1为本发明一种不规则元器件自动化插件装置的结构示意图；

图2为本发明一种不规则元器件自动化插件装置一种实施例的结构布置示意图；

图3为本发明一种不规则元器件自动化插件方法的流程示意图；

附图标识：１工作台；２皮带输送线；３支撑装置；４机械手；５送料机构；６送料轨道；７气动手指；３１支撑件；３２支撑驱动气缸；４１Ｘ轴伺服电机；４２Ｙ轴伺服电机；４３Ｚ轴气缸。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-图2所示，一种不规则元器件自动化插件装置，包括工作台１，用于承载各个部件工作的结构载体，其中所述工作台１上设置有皮带输送线２，用于传输ＰＣＢ印刷电路板；所述工作台１下方设置有支撑装置３，用于在插件时支撑ＰＣＢ印刷电路板，避免ＰＣＢ印刷电路板在腾空状态下不稳定；所述工作台１上方设置有机械手４，该机械手４用于抓取来料，所述机械手４下方设置有送料机构５，所述送料机构５用于提供插入ＰＣＢ印刷电路板的不规则元器件，所述送料机构５连接有送料轨道６，所述送料轨道６用于传输所述送料机构５输送出的不规则元器件，并且所述送料机构５处于所述机械手４和所述支撑装置３之间。

在本发明中，所述送料轨道６为振料盘，所述振料盘以振动的方式输送不规则元器件。振动盘是一种自动定向排序的送料设备，振动盘的组成大致为:料斗、底盘、控制器、直线送料器等配套组成，其工作目的是通过振动将无序工件自动有序定向排列整齐,准确地输送到下道工序。本发明通过采用振料盘供料，通过振料盘产生的高频振动从所述振料盘中抖出，使得不规则元器件沿着所述振料盘的振动轨迹运行，将不规则元器件调整到适宜插件状态，满足不规则元器件的送料的需求

在上述实施例中，所述送料轨道６的轨道末端设置有微型气缸，所述微型气缸携待有刀具，用于剪切较长的不规则元器件引脚。使得不规则元器件适应ＰＣＢ印刷电路板插件插入的需要。在工作时，通过微型气缸推动刀具来截取不规则元器件引脚。

在本发明中，所述机械手４为三轴联动机械手，所述机械手４包括Ｘ轴伺服电机４１，用于驱动所述机械手４在Ｘ轴方向上运动；Ｙ轴伺服电机４２，用于驱动所述机械手４在Ｙ轴方向上运动；和Ｚ轴气缸４３，用于驱动所述机械手４在Ｚ轴方向上运动。本发明通过采用三轴联动机械手，满足机械手４在三维空间范围中的自由运动，适用抓取每个空间和位置的来料。

在上述实施例中，所述机械手４连接有插件机构。所述插件机构包含气动手指７，用于抓取不规则元器件并将不规则元器件插入ＰＣＢ印刷电路板上的插件孔中。气动手指也被称为气动夹爪或气动夹指，是利用压缩空气作为动力，用来夹取或抓取工件的执行装置。在具体实施例中，气动手指内设置有吸盘，通过吸盘抓取，吸盘内的空气由向下的挤压力排挤而出，使吸盘内部产生负压，形成吸力将物体吸住。在具体实施例中，可以采用挤压式吸盘、气流负压式吸盘、真空泵排气式吸盘等，吸盘也可以采用电磁吸盘和永久吸盘，用户根据实际需要可选择适当的方式。在此不做详细描述。

在本发明中，所述支撑装置３包括支撑件３１和与所述支撑件３１连接的支撑驱动气缸３２，所述支撑驱动气缸３２驱动所述支撑件３１上下运动。本发明通过在流水线线体底部设置支撑装置３，使得在插入不规则元器件时，使得支撑装置３能够支撑ＰＣＢ印刷电路板，避免由于ＰＣＢ印刷电路板悬空而造成插入时不稳定。

在本发明中，所述工作台１为流水线线体。以流水线的形式实现批量元器件的插入。

如图3所示，一种自动化插件的方法，包括以下步骤：

（Ｓ１）供料步骤；采用振料盘振动的方式供料，将不规则元器件通过振料盘产生的高频振动从所述振料盘中抖出，使得不规则元器件沿着所述振料盘的振动轨迹运行，将不规则元器件调整到适宜插件状态，并通过送料轨道送出所述振料盘。

（Ｓ２）送料步骤；在所述送料轨道６中，对不规则元器件进行预处理，使得不规则元器件适应待插ＰＣＢ印刷电路板；

在本步骤中，预处理的方法为：用所述微型气缸带动其上设置的刀具，对引脚较长的不规则元器件进行剪切，使得不规则元器件满足插入ＰＣＢ印刷电路板的需要。

（Ｓ３）插件步骤：所述插件步骤包括抓料步骤、支撑步骤和插入步骤；在所述抓料步骤中，所述机械手４带动气动手指（８）将送料轨道６前端预处理完毕的不规则元器件送至ＰＣＢ印刷电路板中的插件孔位中；

在所述支撑步骤中，采用支撑装置３支撑ＰＣＢ印刷电路板，避免由于ＰＣＢ印刷电路板悬空而造成插入时不稳定；

在所述插入步骤中，所述Ｚ轴气缸４３驱动所述气动手指（８）运动到ＰＣＢ印刷电路板中的带插件孔中。

（Ｓ４）放行步骤：所述工作台１上的皮带输送线２将ＰＣＢ印刷电路板送至接驳台，接驳台升起，将完成插件的ＰＣＢ印刷电路板送入下一工位。

通过采用上述技术方案，本发明能够在无人干预的情况下完成不规则元器件的自动化在线插件，效率高，无需人工值守，缩短了检测时间，节约人力成本，提高了工作效率。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些具体实施方式仅是举例说明，本领域的技术人员在不脱离本发明的原理和实质的情况下，可以对上述方法和系统的细节进行各种省略、替换和改变。例如，合并上述方法步骤，从而按照实质相同的方法执行实质相同的功能以实现实质相同的结果则属于本发明的范围。因此，本发明的范围仅由所附权利要求书限定。

Claims (10)

1.一种不规则元器件自动化插件装置，包括工作台（1），其特征在于：所述工作台（1）上设置有皮带输送线（２），用于传输ＰＣＢ印刷电路板；所述工作台（1）下方设置有支撑装置（３），用于在插件时支撑ＰＣＢ印刷电路板；所述工作台（1）上方设置有机械手（４），所述机械手（４）下方设置有送料机构（５），所述送料机构（５）用于提供插入ＰＣＢ印刷电路板的不规则元器件，所述送料机构（５）连接有送料轨道（６），所述送料轨道（６）用于传输所述送料机构（５）输送出的不规则元器件，并且所述送料机构（５）处于所述机械手（４）和所述支撑装置（３）之间。

2.根据权利要求1所述的不规则元器件自动化插件装置，其特征在于：所述送料机构（５）为振料盘，所述振料盘以振动的方式输送不规则元器件。

3.根据权利要求２所述的不规则元器件自动化插件装置，其特征在于：所述送料轨道（６）的轨道末端设置有微型气缸，所述微型气缸携待有刀具，用于剪切较长的不规则元器件引脚。

4.根据权利要求1所述的不规则元器件自动化插件装置，其特征在于：所述机械手（４）为三轴联动机械手，所述机械手（４）包括Ｘ轴伺服电机（４1），用于驱动所述机械手（４）在Ｘ轴方向上运动；Ｙ轴伺服电机（４２），用于驱动所述机械手（４）在Ｙ轴方向上运动；和Ｚ轴气缸（４３），用于驱动所述机械手（４）在Ｚ轴方向上运动。

5.根据权利要求４所述的不规则元器件自动化插件装置，其特征在于：所述机械手（４）连接有插件机构。

6.根据权利要求５所述的不规则元器件自动化插件装置，其特征在于：所述插件机构包含气动手指（７），用于抓取不规则元器件并将不规则元器件插入ＰＣＢ印刷电路板上的插件孔中。

7.根据权利要求1所述的不规则元器件自动化插件装置，其特征在于：所述支撑装置（３）包括支撑件（３1）和与所述支撑件（３1）连接的支撑驱动气缸（３２），所述支撑驱动气缸（３２）驱动所述支撑件（３1）上下运动。

8.根据权利要求1所述的不规则元器件自动化插件装置，其特征在于：所述工作台（1）为流水线线体。

9.利用权利要求1至８任意一项所述的插件装置实现自动化插件的方法，包括以下步骤：

（S1）供料步骤；采用振料盘振动的方式供料，将不规则元器件通过振料盘产生的高频振动从所述振料盘中抖出，使得不规则元器件沿着所述振料盘的振动轨迹运行，将不规则元器件调整到适宜插件状态，并通过送料轨道送出所述振料盘；

（S２）送料步骤；在所述送料轨道（６）中，对不规则元器件进行预处理，使得不规则元器件适应待插ＰＣＢ印刷电路板；

（S３）插件步骤：所述插件步骤包括抓料步骤、支撑步骤和插入步骤；在所述抓料步骤中，所述机械手（４）带动气动手指（８）将送料轨道（６）前端预处理完毕的不规则元器件送至ＰＣＢ印刷电路板中的插件孔中；

在所述支撑步骤中，采用支撑装置（３）支撑ＰＣＢ印刷电路板，避免由于ＰＣＢ印刷电路板悬空而造成插入时不稳定；

在所述插入步骤中，所述Ｚ轴气缸（４３）驱动所述气动手指（８）运动到ＰＣＢ印刷电路板中的带插件孔中；

（S４）放行步骤：所述工作台（1）上的皮带输送线（２）将ＰＣＢ印刷电路板送至接驳台，接驳台升起，将完成插件的ＰＣＢ印刷电路板送入下一工位。

10.根据权利要求９所述的自动化插件方法，所述步骤（Ｓ２）中预处理的方法为：用所述微型气缸带动其上设置的刀具，对引脚较长的不规则元器件进行剪切，使得不规则元器件满足插入ＰＣＢ印刷电路板的需要。