CN111204583A - 一种用于取板装置的板件定位机构及定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及印刷电路板加工设备技术领域，具体是一种用于取板装置的板件定位机构及定位方法，板件定位机构包括板框移载机构、激光光电传感器和控制装置，激光光电传感器包括激光发射器和激光接收器，激光发射器固设在板件前侧且低于板件上沿，激光接收器固设在板件后侧且高于板件上沿，激光发射器朝向激光接收器，控制装置连接板框移载机构和激光光电传感器。本发明板件定位机构，能够准确测量板框内待取板件的上沿高度，从而能够为取板装置将板件从板框中取出提供位置依据，为自动化取板装置取代传统的人工取板方式创造先决条件，以提高工作效率和工作精确度。

Description

一种用于取板装置的板件定位机构及定位方法

技术领域

本发明涉及印刷电路板加工设备技术领域，具体是一种用于取板装置的板件定位机构及定位方法。

背景技术

目前，印刷电路板(PCB板)在加工制作时，通常为尺寸较大的方形板，制作后期才裁切成若干块尺寸较小的成品板件。在PCB板裁切之前，通常是将同样尺寸的若干块PCB板插置在板框内进行收纳，板框内一般并列设有若干竖向插槽，插槽的长度一般大致等于PCB板的长度，但插槽的宽度通常大于PCB板的厚度，因此PCB板在插槽内会略微倾斜，且各PCB板的倾斜角度也不一定相同，因此使得板框内的各个PCB板上沿的高度难以准确确定。由于PCB板件上印刷了电路，只有边沿部位的空白区域可供取板装置的机械夹爪抓取，而板件边沿部位的空白区域一般比较窄，如果夹持的深度过深则有可能超过空白区域而损坏板件上的电路结构，如果夹持过浅则有可能夹持不牢靠，因此，如果PCB板的上沿高度无法准确确定，就会导致无法采用取板装置从板框中将PCB板取出并放置在印刷电路板加工设备的放板位上进行加工，因此，目前本领域还是基本只能采用人工作业的方式将PCB板从板框中取出并放置在放板位上，费时费力，效率较低，而且放置位置的精确度较低。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种用于取板装置的板件定位机构及定位方法，能够准确测量板框内待取板件的上沿高度，从而能够为取板装置将板件从板框中取出提供位置依据，为自动化取板装置取代传统的人工取板方式创造先决条件，以提高工作效率和工作精确度。

本发明通过下列技术方案来实现：

一种取板装置，包括用于沿X轴方向移动板框的板框移载机构以及激光光电传感器和控制装置，所述激光光电传感器包括激光发射器和激光接收器，激光发射器固定设置在板框的前侧且高度低于待取板件的上沿，激光接收器固定设置在板框的后侧且高度高于待取板件的上沿，激光发射器发射激光的方向斜向上以朝向激光接收器，所述控制装置连接板框移载机构和激光光电传感器。

优选，所述板框移载机构包括底座以及用于定位放置板框的载框座，载框座放置在底座上并与底座通过沿X轴方向设置的直线驱动模组进行传动连接，从而使载框座能够相对底座沿着X轴方向往复移动。

一种采用权利要求1-2任一所述板件定位机构的定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在所述板框移载机构的起始点位置上放置已经插置板件的板框，并在控制装置中预存板框插槽的位置信息、板件的尺寸信息、以及所述激光发射器发射激光的斜向上角度；

(2)所述控制装置控制所述激光发射器朝向激光接收器发射激光信号，激光接收器收到激光信号并反馈至控制装置，控制装置控制所述板框移载机构驱动板框沿X轴方向向前移动，直至最前方的第一板件的上沿挡住激光发射器发射的激光信号，激光接收器停止收到激光信号并反馈至控制装置，控制装置控制所述板框移载机构停止驱动板框移动；

(3)所述控制装置记录所述板框向前移动的距离，并结合第一板件所在插槽的位置信息以及激光的斜向上角度，从而分析计算出第一板件上沿的高度，进而分析计算出第一板件上沿中点处的XYZ轴坐标。

相较于现有技术，本发明的有益效果是：能够准确测量板框内待取板件的上沿高度，从而能够为取板装置将板件从板框中取出提供位置依据，为自动化取板装置取代传统的人工取板方式创造先决条件，以提高工作效率和工作精确度。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的效果作进一步说明，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明板件定位机构的结构示意图；

图2是实施例中取板装置的结构示意图。

其中：板框移载机构1，底座11，载框座12，第四丝杠滑台模组13，提板机构2，上夹具21，第二夹爪211，第二夹爪气缸212，横向支架22，第二丝杠滑台模组23，第三丝杠滑台模组24，立柱25，放板机构3，夹具座31，机械臂32，左夹具33，右夹具34，第一夹爪35，第一夹爪气缸36，第一丝杠滑台模组37，激光发射器41，激光接收器42，板框5，板件6，放板位7。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面以一种采用本发明板件定位机构的取板装置为例，并结合附图及实施例，对本发明板件定位机构进行进一步详细说明。应当理解，此处说描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“连接”另一个元件，它可以死直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件，本说明书所使用的术语“固定”、“连接”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”以及类似表述只是为了说明的目的，并不用于限定本发明。另外，本实施例中的“机械臂”“气缸”“丝杠滑台模组”“夹爪”“控制装置”“激光光电传感器”等部件均可选用的是现有技术中已经非常成熟的通用产品，且上述机构的具体结构不影响本发明技术方案的实施和发明目的的实现，因此本文对其结构并未详细介绍和限定，另外“控制装置”的设置位置和方式具有多种选择方式，本发明对此不做具体限定，因此在附图中未示出。

如图1所示，本发明一种用于取板装置的板件定位机构，包括用于沿X轴方向移动板框5的板框移载机构1、以及激光光电传感器和控制装置，激光光电传感器包括激光发射器41和激光接收器42，激光发射器41固定设置在板框5的前侧且高度低于待取板件6的上沿，激光接收器42固定设置在板框5的后侧且高度高于待取板件6的上沿，激光发射器41发射激光的方向斜向上以朝向激光接收器42(如附图1中箭头所示)，制装置连接板框移载机构1和激光光电传感器。

如图2所示，一种取板装置，包括机架(机架在附图1中未示出)，机架上设有：用于对竖向插置在板框5内的方形待取板件6进行抓取并沿Z轴方向上提至移出板框5的提板机构2、用于对提出板框5的板件6进行平衡抓取并移动翻转至平放在放板位7的放板机构3、以及本发明板件定位机构，其中控制装置还与提板机构2和放板机构3进行连接。

放板机构3包括夹具座31、用于驱动夹具座31进行移动并翻转的机械臂32，以及设置在夹具座31的左、右两端以分别夹持板件6左、右边沿的左夹具33和右夹具34，且左夹具33和右夹具34的上下两端分别能够对称夹持板件6左、右边沿的上下两侧，以使板件6在翻转时受力平衡，从而避免板件6平面产生弯折或翘曲变形。

左夹具33和右夹具34分别包括两个间隔设置的第一夹爪35、以及能够驱动第一夹爪35旋转并进行张合动作的第一夹爪气缸36，从而使左夹具33和右夹具34能够同时从板件6的两侧夹持或松开板件6。当左夹具33和右夹具34分别位于板件6的左右两侧时，第一夹爪气缸36先驱动各第一夹爪35旋转以使第一夹爪35的两个夹头分别位于板件6侧边沿的前后两侧，然后再驱动各第一夹爪35的两个夹头合拢从而夹紧板件6的侧边沿。

右夹具34与夹具座31通过第一丝杠滑台模组37进行传动连接，从而能够调整左夹具33和右夹具34之间的距离。

提板机构2包括用于夹持板件6上边沿的上夹具21，上夹具21通过沿Y轴方向设置的第二丝杠滑台模组23与横向支架22进行传动连接从而能够相对横向支架22沿Y轴方向往复移动，横向支架22的一端通过沿Z轴方向设置的第三丝杠滑台模组24连接立柱25并能在第三丝杠滑台模组24的驱动下沿Z轴方向往复移动。由于同一板框内的板件宽度及其在Y轴方向的位置通常时一样的，所以一般不需要第二丝杠滑台模组23动作，当板件的型号进行整体调整时，可以通过横向滑台23调整上夹具21在Y轴方向的位置，使上夹具21重新对准板件的中间位置。上夹具21包括第二夹爪211以及能够驱动第二夹爪211进行张合动作的第二夹爪气缸212。

板框移载机构1包括底座11以及用于定位放置板框5的载框座12，载框座12放置在底座11上并与底座11通过沿X轴方向设置的第四丝杠滑台模组13进行传动连接，从而使载框座12能够在第四丝杠滑台模组13的驱动下沿着X轴方向往复移动。

本实施例中的各个直线驱动模组和夹爪驱动机构均分别选用的是现有技术中已经非常成熟的丝杠滑台模组和夹爪气缸。当然，在其他实施例中，也可以选用其他现有技术中能够实现相同或类似功能的其他产品，本实施例不再一一举例。

本实施例中取板装置的取板方法，包括以下步骤：

(1)在板框移载机构的起始点位置上放置已经插置板件的板框，并在控制装置中预存板框插槽的位置信息、板件的尺寸信息、以及激光发射器发射激光的斜向上角度；

(2)控制装置控制激光发射器朝向激光接收器发射激光信号，激光接收器收到激光信号并反馈至控制装置，控制装置控制板框移载机构驱动板框沿X轴方向向前移动，直至最前方的第一板件的上沿挡住激光发射器发射的激光信号，激光接收器停止收到激光信号并反馈至控制装置，控制装置控制板框移载机构停止驱动板框移动；

(3)控制装置记录板框向前移动的距离，并结合第一板件所在插槽的位置信息以及激光的斜向上角度，从而分析计算出第一板件上沿的高度，并结合板件尺寸信息分析计算出第一板件上沿中点处的XYZ轴坐标，控制装置根据第一板件上沿中点处的XYZ轴坐标，控制提板机构对第一板件的上沿进行抓取并上提，以使第一板件平衡向上移动，直至第一板件离开板框后，控制装置控制提板机构停止向上移动；此处应当说明的是，虽然板框插槽的宽度大于板件的厚度，会导致板件的前后位置(即X轴坐标)不是特别精确，但是由于提板机构的夹爪是从板件的两侧合拢以夹持板件，因此板件前后位置的些许偏差并不会对板件的夹持造成影响，但是板件的上沿高度如果不精确，就会导致夹爪夹持过深而损坏板件上的电路结构，或者夹持过浅而难以夹持牢靠，因此各板件的上沿高度必须测量准确，才能对板件进行夹持上提；

(4)控制装置记录第一板件向上移动的距离，并结合板件尺寸信息分析计算出此时第一板件左、右边沿中点处的XYZ轴坐标，控制装置根据第一板件左、右边沿中点处的XYZ轴坐标，控制放板机构的左、右夹具对第一板件的左、右边沿进行对称抓取，并根据放板位的目标坐标，将第一板件移动至放板位上方并翻转平放在放板位上，待板件水平放置在放板位上后，印刷电路板加工设备便可以对板件进行下一步的加工制作；同时，当第一板件被提板机构提出板框而不再遮挡激光时，激光接收器重新收到激光信号并反馈至控制装置，控制装置控制板框移载机构驱动板框沿X轴方向继续向前移动，直至最前方的第二板件的上沿挡住激光发射器发射的激光信号，激光接收器停止收到激光信号并反馈至控制装置，控制装置控制板框移载机构停止驱动板框移动，然后依次循环往复。

直至板框内的最后一个板件被提板机构提出板框后，板框移载机构向后返回运动至起始点位置，重新放置插置板件的板框，依次循环往复。

本实施例中的取板装置，通过采用本发明的板件定位机构，从而能够准确测量板框5内待取板件6的上沿高度，进而通过提板机构2和放板机构3相配合的方式，先通过提板机构2将板件6上提出板框5，再通过放板机构3对板件6进行平衡抓取并对板件6进行移动、翻转直至将板件6水平放置在放板位7上，代替了人工取板的方式，高效便捷，精确度高，而且在移动、翻转板件6的过程中有利于保持板件6的受力平衡，避免板件6平面产生弯折或翘曲变形。

附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。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。

Claims (3)

1.一种用于取板装置的板件定位机构，其特征在于，包括用于沿X轴方向移动板框的板框移载机构以及激光光电传感器和控制装置，所述激光光电传感器包括激光发射器和激光接收器，激光发射器固定设置在板框的前侧且高度低于待取板件的上沿，激光接收器固定设置在板框的后侧且高度高于待取板件的上沿，激光发射器发射激光的方向斜向上以朝向激光接收器，所述控制装置连接板框移载机构和激光光电传感器。

2.根据权利要求1所述的用于取板装置的板件定位机构，其特征在于，所述板框移载机构包括底座以及用于定位放置板框的载框座，载框座放置在底座上并与底座通过沿X轴方向设置的直线驱动模组进行传动连接，从而使载框座能够相对底座沿着X轴方向往复移动。

3.一种采用权利要求1-2任一所述板件定位机构的定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在所述板框移载机构的起始点位置上放置已经插置板件的板框，并在控制装置中预存板框插槽的位置信息、板件的尺寸信息、以及所述激光发射器发射激光的斜向上角度；

(2)所述控制装置控制所述激光发射器朝向激光接收器发射激光信号，激光接收器收到激光信号并反馈至控制装置，控制装置控制所述板框移载机构驱动板框沿X轴方向向前移动，直至最前方的第一板件的上沿挡住激光发射器发射的激光信号，激光接收器停止收到激光信号并反馈至控制装置，控制装置控制所述板框移载机构停止驱动板框移动；

(3)所述控制装置记录所述板框向前移动的距离，并结合第一板件所在插槽的位置信息以及激光的斜向上角度，从而分析计算出第一板件上沿的高度，进而分析计算出第一板件上沿中点处的XYZ轴坐标。

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