CN110589144A - 一种撕膜设备及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种撕膜设备，包括撕膜机构和用于装载物料的治具；所述撕膜机构设置有用于撕去物料贴膜的第一夹爪、能获取物料是否被撕去贴膜信息和第一夹爪上是否粘连有贴膜信息的撕膜检测装置、用于刮除第一夹爪上粘连的贴膜的剥膜装置。撕膜检测装置根据物料的光信号判断物料上是否还存在贴膜，第一夹爪重复撕膜动作直至判断贴膜已被撕除；撕膜检测装置还根据第一夹爪的光信号判断第一夹爪上是否粘连有被撕下的贴膜，剥膜装置的刮片移动靠近第一夹爪并将贴膜刮除，刮片重复刮膜动作直至判断第一夹爪上没有粘连有贴膜。采用治具固定物料、第一夹爪替代人手进行撕膜动作，释放了人力，生产成本低，生产效率高，且能24小时连续工作。

Description

一种撕膜设备及其应用

技术领域

本发明涉及自动化加工设备技术领域，尤其是指一种撕膜设备及其应用。

背景技术

产品加工组装过程中，所需的零部件，如摄像头模组，常常贴有保护膜(以下简称贴膜)，在组装时需要将贴膜除去。现有技术中，采用人工操作将贴膜撕去。但是，由于人员投入较大，不好管理，加工成本高，生产效率低，容易发生混淆物料现象，且容易对零部件造成碰刮伤或由于产生静电击穿损坏零部件，进而对产品自身的质量产生极大的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：使用自动化撕膜设备替代人工撕膜，提高生产效率，降低产品损耗。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种撕膜设备，包括撕膜机构和用于装载物料的治具；所述撕膜机构设置有用于撕去物料贴膜的第一夹爪、能获取物料是否被撕去贴膜信息和第一夹爪上是否粘连有贴膜信息的撕膜检测装置、用于刮除第一夹爪上粘连的贴膜的剥膜装置。

进一步的，所述治具上设置有装载空位，所述装载空位上设置有弹簧件。

进一步的，还包括上料盘、旋转吸头装置、能获取物料在所述上料盘的空间位置的第一上视觉装置和能获取所述装载空位的空间位置的第一下视觉装置；所述旋转吸头装置设置有吸头，所述吸头吸取所述上料盘的物料并转移放入所述装载空位上。

进一步的，还包括下料盘、第二夹爪装置、能获取物料在所述治具上的空间位置的第二下视觉装置和能获取所述下料盘空位的空间位置的第二上视觉装置；所述第二夹爪装置设置有第二夹爪，所述第二夹爪夹取所述治具上的物料并转移放入所述下料盘上。

进一步的，还包括用于固定所述治具的转盘；所述转盘转动并带动所述治具依次循环经过所述吸头、所述第一夹爪、所述第二夹爪。

进一步的，所述转盘上共固定有三个所述治具，所述转盘每次转动角度为120°。

进一步的，所述转盘上共固定有四个所述治具，所述转盘每次转动角度为90°。

进一步的，还包括风机过滤机组和静电风扇。

进一步的，还包括用于装载被所述第一夹爪撕下的物料贴膜的废料盒、由软件控制的气缸组和由软件控制的电机组；所述气缸组包括与所述吸头连接的气缸、与所述第一夹爪连接的气缸、与所述第二夹爪连接的气缸以及与所述弹簧件连接的气缸；所述电机组包括与所述第一夹爪电连接的电机、与所述剥膜装置电连接的电机、与所述旋转吸头装置电连接的电机、与所述第二夹爪装置电连接的电机以及与所述转盘电连接的电机。

上述所述撕膜设备，应用于摄像头模组撕膜。

本发明的有益效果在于：采用治具固定物料、第一夹爪替代人手进行撕膜动作。利用撕膜检测装置根据物料的光信号判断物料上是否还存在贴膜，当判断存在贴膜时，第一夹爪重复撕膜动作直至撕膜检测装置判断贴膜已被撕除，保证不会出现漏撕膜现象；撕膜检测装置还根据第一夹爪的光信号判断第一夹爪上是否粘连有被撕下的贴膜，当判断第一夹爪粘连有贴膜时，剥膜装置的刮片移动靠近第一夹爪并将贴膜刮除，刮片重复刮膜动作直至撕膜检测装置判断第一夹爪上没有粘连有贴膜。由于撕膜动作被机械所替代，释放了人力，生产成本低，生产效率高，且能24小时连续工作。

附图说明

下面结合附图详述本发明的具体结构

图1为本发明的一种撕膜设备的外观图；

图2为本发明的一种撕膜设备的内部结构立体图；

图3为本发明的一种撕膜设备的内部结构俯视图；

图4为本发明的一种撕膜设备的撕膜机构细节图；

图5为本发明的一种撕膜设备的转盘及治具细节图；

图6为本发明的一种撕膜设备的旋转吸头装置细节图；

图7为本发明的一种撕膜设备的第二夹爪装置细节图；

其中，1-治具，101-弹簧件，2-第一夹爪，3-撕膜检测装置，4-剥膜装置，5-上料盘，6-旋转吸头装置，601-吸头，7-第一上视觉装置，8-第一下视觉装置，9-第二夹爪装置，901-第二夹爪，10-下料盘，11-第二上视觉装置，12-第二下视觉装置，13-转盘，14-废料盒，15-风机过滤组，16-静电风扇，17-外罩18-撕膜机构。

具体实施方式

本发明最关键的构思在于：采用治具和第一夹爪模拟人的双手进行撕膜动作，采用撕膜检测装置检测撕膜是否符合要求，实现智能机械化撕膜操作。

为论述本发明构思的可行性，结合本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果的实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图4以及图5，一种撕膜设备，包括撕膜机构18和用于装载物料的治具1；所述撕膜机构18设置有用于撕去物料贴膜的第一夹爪2、能获取物料是否被撕去贴膜信息和第一夹爪2上是否粘连有贴膜信息的撕膜检测装置3、用于刮除第一夹爪2上粘连的贴膜的剥膜装置4。采用治具1固定物料、第一夹爪2替代人手进行撕膜动作。所述撕膜检测装置3设有第一光纤传感器。光纤传感器是一种将被测对象的状态转变为可测的光信号的传感器。光纤传感器的工作原理是将光源入射的光束经由光纤送入调制器，在调制器内与外界被测参数的相互作用，使光的光学性质如光的强度、波长、频率、相位、偏振态等发生变化，成为被调制的光信号，再经过光纤送入光电器件、经解调器后获得被测参数。整个过程中，光束经由光纤导入，通过调制器后再射出，其中光纤的作用首先是传输光束，其次是起到光调制器的作用。利用撕膜检测装置3根据物料的光信号判断物料上是否还存在贴膜，当判断存在贴膜时，第一夹爪2重复撕膜动作直至撕膜检测装置3判断贴膜已被撕除，保证不会出现漏撕膜现象；撕膜检测装置3还根据第一夹爪2的光信号判断第一夹爪2上是否粘连有被撕下的贴膜，当判断第一夹爪2粘连有贴膜时，剥膜装置4的刮片移动靠近第一夹爪2并将贴膜刮除，刮片重复刮膜动作直至撕膜检测装置3判断第一夹爪2上没有粘连有贴膜。由于撕膜动作被机械所替代，释放了人力，生产成本低，生产效率高，且能24小时连续工作。

进一步的，请参阅图5，所述治具1上设置有装载空位，所述装载空位上设置有弹簧件101。将物料放入前，先将弹簧件压缩，放入物料后，弹簧件由于弹簧恢复形变将物料固定在装载空位上，保证第一夹爪撕膜时物料不会从治具上脱落而对物料造成损伤，也保证了贴膜能够顺利与物料分离。

进一步的，请参阅图2、图3以及图6，还包括上料盘5、旋转吸头装置6、能获取物料在所述上料盘5的空间位置的第一上视觉装置7和能获取所述装载空位的空间位置的第一下视觉装置8；所述旋转吸头装置6设置有吸头601，所述吸头601吸取所述上料盘5的物料并转移放入所述装载空位上。第一上视觉装置7先对待撕膜物料进行拍照并与标准样比对判断物料是否合格：不合格时，第一上视觉装置7移动对下一个待撕膜物料进行拍照并做相应的物料合格判断，而不合格的物料被留在上料盘5上；合格后，第一上视觉装置7还同时拍照得到该合格的待撕膜物料在上料盘5上的位置，旋转吸头装置6移动使吸头前往并将该物料吸住，然后根据第一下视觉装置8拍照得到的装载空位所在位置，旋转吸头装置6移动使吸头将物料从上料盘5搬运到治具1上。上料盘5采用翠盘进行连续上料，保证设备连续工作。第一下视觉装置8还能获取被所述吸头601吸住的物料的空间摆放位置。由于物料在上料盘5上摆放时，各物料之间的摆放姿态均不一样，如果吸头601直接使用同样动作搬运物料会导致物料无法精确放入装载空位上，最后影响撕膜效果。采用第一下视觉装置8，通过对物料拍照并与标准样比对判断物料的空间摆放位置，预测物料是否能平移后能精确放入装载空位。若无法直接放入装载空位，旋转吸头装置6对物料的前后左右上下的相对位置进行调整，直至物料能平移后精确放入装载空位。连接在旋转吸头装置6上的电机能够通过自身旋转带动吸头601转动，实现位置调整功能。

进一步的，请参阅图2、图3以及图7，还包括下料盘10、第二夹爪装置9、能获取物料在所述治具1上的空间位置的第二下视觉装置12和能获取所述下料盘10空位的空间位置的第二上视觉装置11；所述第二夹爪装置9设置有第二夹爪901，所述第二夹爪901夹取所述治具1上的物料并转移放入所述下料盘10上。第二下视觉装置12拍照得到已撕膜物料在治具1上的位置后，第二夹爪装置9移动使第二夹爪901前往并将该物料夹住，然后根据第二上视觉装置11拍照得到的下料盘10空位所在位置，第二夹爪装置9移动使第二夹爪901将物料从治具1上搬运到下料盘10上。下料盘10采用翠盘进行连续下料，保证设备连续工作。第二上视觉装置11在第二夹爪901夹取物料前还对物料拍照并与标准样比对进行复检，检查物料在第二夹爪901夹取前是否由于弹簧件松开而发生移动；若已发生移动，第二夹爪901装置调整物料空间摆放位置后再放入下料盘10。第二夹爪901旁设置有第二光纤传感器，用于检测第二夹爪901是否夹取有物料。

进一步的，请参阅图5，还包括用于固定所述治具1的转盘13；所述转盘13转动并带动所述治具1依次循环经过所述吸头601、所述第一夹爪2、所述第二夹爪901。治具1固定在转盘13上后，转盘13绕其圆心运动，使得治具1做循环的圆周运动：治具1转到吸头工作位时，停下，吸头601将待撕膜物料放入治具1；转盘13转动使治具1转到第一夹爪工作位时，再次停下，第一夹爪2夹住贴膜并将其撕除；转盘13再次转动使治具1转到第二夹爪工作位时，再次停下，第二夹爪901夹住已撕膜的物料并转移到下料盘10上；转盘13再次转动使治具1再次转到吸头工作位……如此反复，设备连续重复撕膜工作。

进一步的，所述转盘13上共固定有三个所述治具1，所述转盘13每次转动角度为120°。转盘13每次转动角度一致，即治具1每次的行程一致，利于控制治具1且能保证治具1每次停放位置一致，降低设备工作负荷。设置三个治具1，一个治具1在吸头工作位，一个治具1在第一夹爪工作位，一个治具1在第二夹爪工作位，使得吸头601、第一夹爪2和第二夹爪901同时工作且互不干扰，提高工作效率。

进一步的，请参阅图5，所述转盘13上共固定有四个所述治具1，所述转盘13每次转动角度为90°。转盘13每次转动角度一致，即治具1每次的行程一致，利于控制治具1且能保证治具1每次停放位置一致，降低设备工作负荷。设置四个治具1，使得吸头601、第一夹爪2和第二夹爪901同时工作且互不干扰，提高工作效率。此时，一个治具1在吸头工作位，一个治具1在第一夹爪工作位，一个治具1在第二夹爪工作位，最后一个治具1等待转入吸头工作位。由于四个治具1呈正十字分布，利于各关联部件分布设计。

进一步的，请参阅图1，还包括风机过滤机组15和静电风扇16。撕膜设备设置有防尘外罩17，而风机过滤机组15设置在设备外罩17上。外界空气经过风机过滤机组15过滤除尘后进入设备内部，在带走物料自身带有的粉尘的同时保证撕膜后的物料不会沾有粉尘，利于后续组装加工，保证产品质量。静电风扇16将撕膜过程中形成的静电带走，保证不会发生由于静电累积而损坏物料的现象。

进一步的，请参阅图2以及图3，还包括用于装载被所述第一夹爪2撕下的物料贴膜的废料盒14、由软件控制的气缸组和由软件控制的电机组；所述气缸组包括与所述吸头601连接的气缸、与所述第一夹爪2连接的气缸、与所述第二夹爪901连接的气缸以及与所述弹簧件101连接的气缸；所述电机组包括与所述第一夹爪2电连接的电机、与所述剥膜装置4电连接的电机、与所述旋转吸头装置6电连接的电机、与所述第二夹爪装置9电连接的电机以及与所述转盘13电连接的电机。废料盒14回收贴膜。在吸头601贴住上料盘5的物料时，连接在吸头601上的气缸工作使吸头601内部形成负压而将物料吸住；吸头601将物料放入治具1上后气缸再次工作解除吸头601内部的负压，吸头601与物料分离。连接在弹簧件101上的气缸在吸头601将物料放入装载空位内前工作使弹簧压缩，物料被放入装载空位内后该气缸工作使弹簧恢复形变，弹簧件601固定物料。每个治具1的弹簧件101对应连接一个气缸。连接在第一夹爪2/第二夹爪901上电机驱动第一夹爪2/第二夹爪901进行移动，连接在第一夹爪2/第二夹爪901上的气缸驱动第一夹爪2/第二夹爪901进行夹持动作；连接在剥膜装置4的电机驱动刮片移动；连接在旋转吸头装置6的电机驱动吸头601移动搬运物料、驱动吸头601旋转调整物料的空间摆放姿态；连接在第二夹爪装置9的电机驱动第二夹爪901进行移动；连接转盘13的电机驱动转盘13转动。气缸组的各个气缸均连接有电磁阀，通过控制电池阀的开启和闭合实现气缸组分别控制第一夹爪2、第二夹爪901、吸头601和弹簧件101的功能。

上述所述撕膜设备，应用于摄像头模组撕膜。摄像头模组为待撕膜物料的一种，加工组装前贴有保护膜，现通常采用人工撕膜方式撕膜，由于人员投入较大，不好管理，加工成本高，生产效率低，容易发生混淆物料现象，且容易对零部件造成碰刮伤或由于产生静电击穿损坏零部件，进而对产品自身的质量产生极大的影响。根据摄像头模组结构对治具1进行开模设计，使装载空位与摄像头模组匹配，方便弹簧件101固定摄像头模组，保证撕膜过程摄像头模组不发生移动。采用该设备，只需要一个人维护设备运行即可，人力投入少，方便管理，加工成本低，每小时产出大于1000个，生产效率高，不会发生混淆物料现象，不会刮花摄像头模组，也不会由于静电累积击穿摄像头模组，摄像头模组不会带有过多粉尘。

撕膜设备由计算机软件控制，计算机分析所述撕膜检测装置3根据所获得待撕膜物料和第一夹爪901的光信号分析判断后向所述撕膜机构18发送控制信号；计算机分析所述第一上视觉装置7或所述第一下视觉装置8所拍照片与标准样比对后向所述旋转吸头装置6发送控制信号；计算机分析所述第二上视觉装置11或所述第二下视觉装置12所拍照片与标准样比对后向所述第二夹爪装置9发送控制信号；计算机还向所述转盘13发送控制信号。上述控制信号分别由电机组的不同电机和气缸组的不同气缸执行，实现撕膜机构18、旋转吸头装置6、第二夹爪装置9、转盘13、治具1的移动和相应功能。

在设计时，请参阅图3，将第一上视觉装置7设置在旋转吸头装置6上方，而将上料盘5、第一下视觉装置8、转盘13设置在旋转吸头装置6下方，方便旋转吸头装置6移动和搬运物料。将第二上视觉装置11设置在第二夹爪装置9上方，而将下料盘10、第二下视觉装置12、转盘13设置在第二夹爪装置9下方，方便第二夹爪装置9移动和搬运物料。将转盘13和废料盒14设置在撕膜机构18的第一夹爪2下方，方便撕膜机构18执行撕膜动作和丢弃贴膜。使用第一支架固定旋转吸头装置6和第二夹爪装置9，使用第二支架固定撕膜机构18，第一支架和第二支架分别位于转盘13两侧，可以保证撕膜机构18工作时不干扰旋转吸头装置6和第二夹爪装置9的工作。又转盘13、第一下视觉装置8、第二下视觉装置12均设置只在第一支架和第二支架之间，且转盘13位于第一下视觉装置8和第二下视觉装置12之间，能保证旋转吸头装置6、第二夹爪装置9、撕膜机构18三者之间工作互不干扰。

综上所述，本发明提供的一种撕膜设备，应用于摄像头模组撕膜，第一上视觉装置拍照得到合格的待撕膜物料在上料盘上的位置后，旋转吸头装置移动使吸头前往并将该物料吸住；吸有物料的吸头经过第一下视觉装置时，第一下视觉装置通过对物料拍照并与标准样比对判断物料的空间摆放位置，预测物料是否能平移后能精确放入装载空位；最后根据第一下视觉装置拍照得到的装载空位所在位置，旋转吸头装置移动使吸头将物料从上料盘搬运到治具上。将物料放入前，先将弹簧压缩，放入物料后，弹簧件由于弹簧恢复形变将物料固定在装载空位上，保证第一夹爪撕膜时物料不会从治具上脱落而对物料造成损伤，也保证了贴膜能够顺利与物料分离。转盘转动将物料送至第一夹爪工作位上，第一夹爪替代人手进行撕膜动作。利用撕膜检测装置根据物料的光信号判断物料上是否还存在贴膜，当判断存在贴膜时，第一夹爪重复撕膜动作直至撕膜检测装置判断贴膜已被撕除，保证不会出现漏撕膜现象；撕膜检测装置还根据第一夹爪的光信号判断第一夹爪上是否粘连有被撕下的贴膜，当判断第一夹爪粘连有贴膜时，剥膜装置的刮片移动靠近第一夹爪并将贴膜刮除，刮片重复刮膜动作直至撕膜检测装置判断第一夹爪上没有粘连有贴膜。转盘转动将物料送至第一夹爪装置工作位上，弹簧件受气缸压缩松开物料，第二下视觉装置拍照得到已撕膜物料在治具上的位置后，第二上视觉装置拍照检查物料是否移动；第二夹爪装置移动使第二夹爪前往并将该合格物料夹住，然后根据第二上视觉装置拍照得到的下料盘空位所在位置，第二夹爪装置移动使第二夹爪将物料从治具上搬运到下料盘上。至少包含三个治具，而其中三个治具位于三个不同工位，使三个工位同时工作，互不干扰，提高工作效率。整个撕膜过程处于风机过滤机组营造的无尘环境、静电风扇营造的无静电环境中进行，并全程由软件智能控制。本发明撕膜设备释放了人力，使人力投入少，方便管理，加工成本低，每小时产出大于1000个，生产效率高，且能24小时连续工作，不会发生混淆物料现象，不会刮花摄像头模组，也不会由于静电累积击穿摄像头模组，摄像头模组不会带有过多粉尘。

此处第一、第二……只代表其名称的区分，不代表它们的重要程度和位置有什么不同。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种撕膜设备，其特征在于，包括撕膜机构和用于装载物料的治具；所述撕膜机构设置有用于撕去物料贴膜的第一夹爪、能获取物料是否被撕去贴膜信息和第一夹爪上是否粘连有贴膜信息的撕膜检测装置、用于刮除第一夹爪上粘连的贴膜的剥膜装置。

2.如权利要求1所述撕膜设备，其特征在于，所述治具上设置有装载空位，所述装载空位上设置有弹簧件。

3.如权利要求2所述撕膜设备，其特征在于，还包括上料盘、旋转吸头装置、能获取物料在所述上料盘的空间位置的第一上视觉装置和能获取所述装载空位的空间位置的第一下视觉装置；所述旋转吸头装置设置有吸头，所述吸头吸取所述上料盘的物料并转移放入所述装载空位上。

4.如权利要求3所述撕膜设备，其特征在于，还包括下料盘、第二夹爪装置、能获取物料在所述治具上的空间位置的第二下视觉装置和能获取所述下料盘空位的空间位置的第二上视觉装置；所述第二夹爪装置设置有第二夹爪，所述第二夹爪夹取所述治具上的物料并转移放入所述下料盘上。

5.如权利要求4所述撕膜设备，其特征在于，还包括用于固定所述治具的转盘；所述转盘转动并带动所述治具依次循环经过所述吸头、所述第一夹爪、所述第二夹爪。

6.如权利要求5所述撕膜设备，其特征在于，所述转盘上共固定有三个所述治具，所述转盘每次转动角度为120°。

7.如权利要求5所述撕膜设备，其特征在于，所述转盘上共固定有四个所述治具，所述转盘每次转动角度为90°。

8.如权利要求6或7任一所述撕膜设备，其特征在于，还包括风机过滤机组和静电风扇。

9.如权利要求8所述撕膜设备，其特征在于，还包括用于装载被所述第一夹爪撕下的物料贴膜的废料盒、由软件控制的气缸组和由软件控制的电机组；所述气缸组包括与所述吸头连接的气缸、与所述第一夹爪连接的气缸、与所述第二夹爪连接的气缸以及与所述弹簧件连接的气缸；所述电机组包括与所述第一夹爪电连接的电机、与所述剥膜装置电连接的电机、与所述旋转吸头装置电连接的电机、与所述第二夹爪装置电连接的电机以及与所述转盘电连接的电机。

10.如权利要求1至9任一所述撕膜设备的应用，其特征在于，应用于摄像头模组撕膜。