CN111573224B - 电路板翻转机 - Google Patents

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CN111573224B CN202010389865.7A CN202010389865A CN111573224B CN 111573224 B CN111573224 B CN 111573224B CN 202010389865 A CN202010389865 A CN 202010389865A CN 111573224 B CN111573224 B CN 111573224B
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Abstract

本发明涉及一种电路板翻转机，具有：承载支架组件，包括固定设置的上部支架和可升降的下部支架，上部支架和下部支架均具有两个半圆形承载导轨；夹持翻转组件，包括两个半圆形齿轮构件和两个夹持面板，其中一个半圆形齿轮构件可旋转地承载在上部支架的两个半圆形承载导轨上，另一个半圆形齿轮构件可旋转地承载在下部支架的两个半圆形承载导轨上；翻转驱动机构，包括与半圆形齿轮构件啮合的齿轮和驱动齿轮旋转的翻转电机；电路板翻转时，下部支架向上运动至两个半圆形齿轮构件形成一圆形齿轮构件，此时电路板被夹持在两个夹持面板之间，并随着圆形齿轮构件的旋转而发生原位翻转。本发明具有应用对象广泛，翻转效率高且使用便捷的优点。

Description

电路板翻转机
技术领域
本发明涉及一种电路板翻转机。
背景技术
按其基材的材质，电路板可划分为柔性电路板、刚性电路板和刚柔结合电路板三类。无论对于哪一类电路板来说，许多情形下电路板都是两面具有线路(本文称之为双面电路板)的。在双面电路板的生产/检测过程中，通常在生产/检测线上设置电路板翻转机，以便于进行双面线路的制作及检测。
例如，中国专利申请CN200810218822.1公开了一种配合传送带使用的电路板翻板机构，包括两个分别位于生产线或检测线传送带两侧对称设置且竖直安装的上下驱动部件，上下驱动部件上安装有可上下移动用于夹持印刷电路板并旋转的夹持组件。
如上述现有技术公开的，现有的电路板夹持翻转机构通常是从水平两侧对电路板进行夹持翻转，这种夹持翻转机构不仅翻转效率低，而且不是很适合于对柔性电路板和刚柔结合电路板进行翻转操作。另外，两个夹持组件之间的距离需要根据不同电路板的尺寸进行调节，使用上较为不便。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种应用对象广泛、翻转效率高且使用便捷的电路板翻转机。
为了实现上述主要目的及其他目的，本发明提供的电路板翻转机包括：
承载支架组件，包括上部支架和下部支架，所述上部支架固定设置，所述下部支架则与一升降驱动装置连接；所述上部支架具有两个同轴设置的上部半圆形承载导轨，所述下部支架具有两个与所述上部半圆形导轨对应设置的下部半圆形承载导轨；
夹持翻转组件，包括两个半圆形齿轮构件、分别设置在所述两个半圆形齿轮构件上且彼此相对的两个夹持面板；所述两个半圆形齿轮构件中的一个可旋转地承载在两个所述上部半圆形承载导轨上，所述两个半圆形齿轮构件中的另一个可旋转地承载在两个所述下部半圆形承载导轨上；
翻转驱动机构，包括与所述半圆形齿轮构件啮合的齿轮和驱动所述齿轮旋转的翻转电机；执行电路板翻转时，所述下部支架在所述升降驱动装置的作用下向上运动，直至所述两个半圆形齿轮构件组合成一个完整的圆形齿轮构件，此时电路板被夹持在所述两个夹持面板之间，并随着所述圆形齿轮构件的旋转而发生原位翻转。
由以上技术方案可见，本发明利用两个夹持面板从上、下两侧对电路板进行夹持翻转，由于夹持面板可实现对整个电路板的承托和夹持，因而本发明同时适于刚性电路板、柔性电路板及刚柔结合电路板的夹持翻转，具有应用对象广泛的优点；并且，夹持翻转组件只需执行升降运动和旋转运动，能够高效率地进行电路板翻转作业。当生产线/检测线所处理电路板的尺寸发生变化时，无需另行对电路板翻转机进行调节，使用上比现有电路板夹持翻转机构更为便捷。
根据本发明的一种具体实施方案，夹持面板上设置有多个真空吸嘴，半圆形齿轮构件具有与所述多个真空吸嘴连通的气孔；下部支架上设置有能够在抽吸位置与避让位置之间运动的移动式负压接头，在所述抽吸位置，所述负压接头与承载在所述下部支架上的半圆形齿轮构件抵接，并与该半圆形齿轮构件上的气孔连通；在所述避让位置，所述负压接头与承载在所述下部支架上的半圆形齿轮构件分离而不干涉该半圆形齿轮构件的旋转。
在下部支架的升降过程中，电路板由下部夹持面板(即下部支架上的半圆形齿轮构件上所设置的夹持面板)承托，在此过程中控制移动式负压接头处于抽吸位置，则下部夹持面板上的真空吸嘴可对承载在该夹持面板上的电路板进行真空吸附，使得在下部支架的升降过程中，电路板在下部夹持面板上的位置能够保持不变。这也意味着翻转前后电路板在下部夹持面板上的位置是保持不变的，使得在后续的电路板生产/检测工序中，可以更为快速、便捷地对电路板进行定位。
作为本发明的一种优选实施方案，所述负压接头与安装在所述下部支架上的一升降气缸连接；当上升至抽吸位置时，所述负压接头与承载在所述下部支架上的半圆形齿轮构件的底部形成平整的面接触，以对设置在该半圆形齿轮构件上的夹持面板进行水平限位。
作为本发明的另一优选实施方案，所述真空吸嘴凸伸出于所述夹持面板的夹持表面，且所述真空吸嘴凸伸出于所述夹持表面的部分具有弹性。当两个夹持面板对电路板进行夹持时，具有弹性且凸伸出于夹持表面的真空吸嘴可以避免夹持面板直接夹持电路板，并缓冲夹持面板的夹紧力，以避免或降低夹持过程中夹持面板对电路板的损伤。
根据本发明的一种具体实施方案，所述升降驱动装置为升降气缸；所述电路板翻转机还具有一接料行程限制机构，所述接料行程限制机构包括一平移驱动装置和与所述平移驱动装置连接的止动构件，所述下部支架具有与所述止动构件配合的锁止部；其中，所述止动构件可在所述平移驱动装置的驱动下移动至与所述锁止部接合的位置，以阻止所述下部支架向上运动而将所述下部支架限制在承接电路板的接料位置。
本发明的电路板翻转机可以由生产/检测线的机械手进行上料操作，翻转作业前，上料机械手先将电路板输送至略高于下部夹持面板的位置，而后控制下部支架上升至其接料位置，该接料位置可以设置为使得下部夹持面板非常靠近甚至接触上料机械手输送的电路板，使得电路板在由上料机械手转移至下部夹持面板时基本上不会产生位置上的变化，从而能够更为准确地控制电路板在下部夹持面板上的位置。
作为本发明的一种优选实施方案，所述锁止部安装有液压缓冲器；当所述止动构件与所述锁止部接合时，所述液压缓冲器与所述止动构件抵接。液压缓冲器可以缓冲止动构件所受到的作用力，对止动构件起到保护作用。
本发明中，翻转驱动机构可以安装在下部支架或者上部支架上。由于下部支架需作升降运动，若将翻转驱动机构安装在下部支架上，则与下部支架连接的升降驱动装置将需要更大的驱动力及动力消耗，因此本发明优选将所述翻转驱动机构安装在所述上部支架上。
根据本发明的一种具体实施方案，与半圆形齿轮构件啮合的齿轮的半径及齿面硬度均低于该半圆形齿轮构件的齿轮部。这就意味着该齿轮比半圆形齿轮构件更容易损坏，而该齿轮的更换便捷程度和成本显然更优于半圆形齿轮构件。
根据本发明的一种具体实施方案，所述半圆形齿轮构件包括环形本体和形成在所述环形本体径向外周的半圆形齿轮部，所述环形本体的轴向两侧各设置有至少两组滚轮组件，每组所述滚轮组件均包括成对设置且从径向两侧滚动夹持所述上部半圆形承载导轨或所述下部半圆形承载导轨的滚轮构件。
根据本发明的一种具体实施方案，所述上部支架和所述下部支架均具有两个相对侧壁，两个所述上部半圆形承载导轨分别设置在所述上部支架的两个相对侧壁上，两个所述下部半圆形承载导轨分别设置在所述下部支架的两个相对侧壁上；每个所述侧壁上均具有与所述夹持面板的转动轨迹相适配的半圆形凹槽。
为了更清楚地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
附图说明
图1是本发明电路板翻转机实施例的第一立体结构图；
图2是本发明电路板翻转机实施例中上部支架部分的结构图；
图3是本发明电路板翻转机实施例中滚轮组件部分的结构图；
图4是本发明电路板翻转机实施例中半圆形齿轮构件的轴向侧视图；
图5是本发明电路板翻转机实施例中半圆形齿轮构件的立体图；
图6是本发明电路板翻转机实施例中半圆形齿轮构件与移动式负压接头的配合结构图；
图7是本发明电路板翻转机实施例中移动式负压接头的结构图；
图8是本发明电路板翻转机实施例中接料行程限制机构部分的结构图；
图9是止挡构件及下部支架均处于各自初始位置时的状态图；
图10是止挡构件处于止挡位置、下部支架处于接料位置时的状态图；
图11是本发明电路板翻转机实施例的第二立体结构图；
图12是本发明电路板翻转机实施例的翻转状态图。
需说明的是，为清楚表达的目的，本发明的部分附图中省略了部分的结构或部件，这些省略的结构或部件参照其他附图将显而易见，不再具体指出。
具体实施方式
请参阅图1，电路板翻转机实施例包括承载支架组件、夹持翻转组件和翻转驱动机构50，该承载支架组件包括上部支架21和下部支架22，该夹持翻转组件包括两个半圆形齿轮构件41、分别设置在两个半圆形齿轮构件41上且彼此相对的两个夹持面板42。
图2是上部支架21部分的结构图，如图1和2所示，上部支架21固定设置在电路板翻转机的上部，包括固定安装板211(图2中省略了固定安装板211)和两个相对侧壁212，两个上部半圆形承载导轨213分别设置在上部支架21的两个相对侧壁212上，每个侧壁212上均具有与夹持面板42的转动轨迹相适配的半圆形凹槽2121。翻转驱动机构50安装在上部支架21的固定安装板211上，包括与半圆形齿轮构件41啮合的齿轮51和驱动齿轮51旋转的翻转电机52。其中，齿轮51的半径及齿面硬度均低于半圆形齿轮构件41的齿轮部411，以便于进行后期维护(齿轮51的更换成本较半圆形齿轮构件41更低，更换操作也更便捷)；举例来说，齿轮51的材质可以为塑料，半圆形齿轮构件41的齿轮部411的材质可以为碳钢或合金钢。
与上部支架21的结构类似，如图1和8所示，下部支架22包括底壁221和两个相对侧壁222，每个侧壁222上均具有与夹持面板42的转动轨迹相适配的半圆形凹槽2221。下部支架22的两个相对侧壁222上各设置有一个下部半圆形承载导轨223(图8中省略了下部半圆形承载导轨223)，两个下部半圆形承载导轨223与两个上部半圆形导轨213对应设置，每个下部半圆形承载导轨223和与其对应设置的上部半圆形导轨213可组合成完整的圆形导轨。下部支架22与作为升降驱动装置的升降气缸31连接，由升降气缸31驱动而作升降运动。
请继续参阅图1，两个半圆形齿轮构件41中的一个可旋转地承载在两个上部半圆形承载导轨213上，两个半圆形齿轮构件41中的另一个可旋转地承载在两个下部半圆形承载导轨223上。如图2所示，半圆形齿轮构件41包括环形本体411和形成在环形本体411径向外周的半圆形齿轮部412，环形本体411的轴向两侧各设置有至少两组滚轮组件413，半圆形齿轮构件41藉由滚轮组件413可旋转地承载在上部半圆形承载导轨213或下部半圆形承载导轨223上。
具体地，进一步参考图3-5所示，环形本体411的轴向两侧各对称设置有两组滚轮组件413，每组滚轮组件413均包括与环形本体411固定连接的安装底板4131，安装底板4131上具有成对设置且滚动夹持上部半圆形承载导轨213或下部半圆形承载导轨223径向两侧的滚轮构件4132，例如每组滚轮组件413包括两对滚轮构件4132。
本发明的实施例中，可以在夹持面板42上设置多个真空吸嘴43。如图4所示，真空吸嘴43凸伸出于夹持面板42的夹持表面421，且真空吸嘴43凸伸出于夹持表面421的部分具有弹性。具体的，真空吸嘴43可以自夹持表面421凸伸出1mm至5mm，优选为1mm至3mm。弹性的真空吸嘴43可以避免夹持面板42直接夹持电路板，并缓冲夹持面板42的夹紧力，以避免或降低夹持过程中夹持面板42对电路板的损伤。进一步参考图5，环形本体411中形成有气孔415，气孔415的一端露出于环形本体411径向外表面，气孔415的另一端具有管道接头416，管道接头416与真空吸嘴43的管道接头431之间通过气体管道(图中未示出)连接。
请参阅图6，下部支架22上设置有能够在抽吸位置与避让位置之间运动的移动式负压接头61；例如，负压接头61与固定在底壁221上的升降气缸62连接，升降气缸62驱动负压接头61在抽吸位置与避让位置之间运动。如图7所示，负压接头61具有负压接口611、与负压接口611及真空系统连接的管道接头612、以及环绕负压接口611设置的弹性密封圈613，弹性密封圈613具有大于气孔415的孔径。在如图6所示的抽吸位置，负压接头61与承载在下部支架22上的半圆形齿轮构件41抵接，并连通该半圆形齿轮构件41上的气孔415；在避让位置，负压接头61与承载在下部支架22上的半圆形齿轮构件41分离而不干涉该半圆形齿轮构件41的旋转。
进一步地，可以利用负压接头61对承载在下部支架22上的半圆形齿轮构件41及下部夹持面板42(即下部支架22上的半圆形齿轮构件41上所设置的夹持面板42)进行水平限位，便于更为精准地控制电路板在下部夹持面板42上的初始位置。为此目的，如图5和6所示，半圆形齿轮构件41的底部具有一平整的配合表面414，气孔415的一端设置在配合表面414上，当负压接头61上升至图6所示的抽吸位置时，负压接头61与承载在下部支架22上的半圆形齿轮构件41底部的配合表面414形成平整的面接触，进而对下部夹持面板42进行水平限位。
进一步地，本实施例中电路板翻转机还具有一接料行程限制机构。请参阅图8，该接料行程限制机构包括作为平移驱动装置的平移气缸32和与平移气缸32连接的止动构件33，止动构件33可滑动地设置在滑轨34上。下部支架22的底壁221的下表面中央位置具有与止动构件33配合的锁止部224，锁止部224安装有液压缓冲器225，当止动构件33与锁止部224接合时，液压缓冲器225与止动构件33抵接，以缓冲施加至止动构件33的作用力。升降气缸31的活塞杆可以与锁止部224连接，从而降低气缸31施加至止动构件33的力矩。
如图9所示，止动构件33和下部支架22均处于初始位置，此时下部支架22可自由升降；如图10所示，当平移气缸32驱使止动构件33移动到止动位置时，止动构件33能够与锁止部224接合，接合时液压缓冲器225与止动构件33抵接，止动构件33阻止下部支架22向上运动，下部支架22将被限制在承接电路板的接料位置。该接料位置设置为使得下部夹持面板非常靠近甚至接触上料机械手输送的电路板，这样电路板在由上料机械手转移至下部夹持面板时基本上不会产生位置上的变化，从而能够准确地控制电路板在下部夹持面板上的位置。
本发明电路板翻转机的典型工作流程如下：
首先，生产/检测线的上料机械手将电路板输送至略高于下部支架22上的夹持面板42(下部夹持面板)的位置；下部支架22由升降气缸31驱使而上升，并被接料行程限制机构定位在接料位置，便于下部夹持面板承接上料机械手输送的待翻转电路板。在承接待翻转电路板之前，升降气缸62已驱动负压接头61移动至抽吸位置，对下部支架22上的半圆形齿轮构件41及下部夹持面板42进行水平限位，从而可精确地控制电路板从上料机械手转移至下部夹持面板时的初始位置。
然后，如图11所示，平移气缸32驱使止动构件33从锁止部224脱离，下部支架22将在升降气缸31的驱动下继续上升，直至两个半圆形齿轮构件41组合成一个完整的圆形齿轮构件，且下部半圆形承载导轨223和与其对应设置的上部半圆形导轨213组合成一个完整的圆形导轨，电路板被夹持在两个夹持面板42之间。在下部支架22上升的过程中，负压接头61始终处于抽吸位置，下部夹持面板上的电路板被真空吸嘴43吸附定位，使得电路板在下部夹持面板上的位置能够保持不变。
接着，翻转驱动机构50带动两个半圆形齿轮构件41旋转180度(图12示出了旋转90度时的状态)，即两个半圆形齿轮构件41的位置互换，夹持在两个夹持面板42之间的电路板则随着半圆形齿轮构件41的旋转而发生原位翻转。在半圆形齿轮构件41的旋转过程中，控制负压接头61始终处于避让位置，使其不会与半圆形齿轮构件41干涉。
在电路板原位翻转后，控制升降气缸31驱使下部支架22下降至初始位置，再由生产/检测线的下料机械手(图中未示出)将下部夹持面板上的电路板输送至后续工位。在下部支架22下降的过程中，负压接头61始终处于抽吸位置，下部夹持面板上的电路板被真空吸嘴43吸附定位，使得电路板在下部夹持面板上的位置能够保持不变。
需说明的是，本发明的电路板翻转机也可以用于无需对电路板进行翻转作业的生产/检测流程中。此种情形下，下部支架22上的夹持面板可以作为两个吸附机械手之间的中转载台，即前一个吸附机械手将电路板摆放在下部夹持面板上，不对电路板进行翻转而直接由后一个吸附机械手将下部夹持面板上的电路板移走。
虽然本发明以具体实施例揭露如上，但这些具体实施例并非用以限定本发明实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的发明范围内，当可作些许的变化/修改，即凡是依照本发明所做的同等变化/修改，应为本发明的保护范围所涵盖。

Claims (9)

1.一种电路板翻转机，其特征在于包括：
承载支架组件，包括上部支架和下部支架，所述上部支架固定设置，所述下部支架则与一升降驱动装置连接；所述上部支架具有两个同轴设置的上部半圆形承载导轨，所述下部支架具有两个与所述上部半圆形导轨对应设置的下部半圆形承载导轨；
夹持翻转组件，包括两个半圆形齿轮构件、分别设置在两个所述半圆形齿轮构件上且彼此相对的两个夹持面板；两个所述半圆形齿轮构件中的一个可旋转地承载在两个所述上部半圆形承载导轨上，两个所述半圆形齿轮构件中的另一个可旋转地承载在两个所述下部半圆形承载导轨上；
翻转驱动机构，包括与所述半圆形齿轮构件啮合的齿轮和驱动所述齿轮旋转的翻转电机；执行电路板翻转时，所述下部支架在所述升降驱动装置的作用下向上运动，直至两个所述半圆形齿轮构件组合成一个完整的圆形齿轮构件，此时电路板被夹持在两个所述夹持面板之间，并随着所述圆形齿轮构件的旋转而发生原位翻转；
其中，所述夹持面板上设置有多个真空吸嘴，所述半圆形齿轮构件具有与所述多个真空吸嘴连通的气孔；所述下部支架上设置有能够在抽吸位置与避让位置之间运动的移动式负压接头，在所述抽吸位置，所述负压接头与承载在所述下部支架上的半圆形齿轮构件抵接，并与该半圆形齿轮构件上的气孔连通；在所述避让位置，所述负压接头与承载在所述下部支架上的半圆形齿轮构件分离而不干涉该半圆形齿轮构件的旋转。
2.根据权利要求1所述的电路板翻转机，其特征在于：所述负压接头与安装在所述下部支架上的一升降气缸连接；当上升至所述抽吸位置时，所述负压接头与承载在所述下部支架上的半圆形齿轮构件的底部形成平整的面接触，以对承载在该半圆形齿轮构件上的夹持面板进行水平限位。
3.根据权利要求1所述的电路板翻转机，其特征在于：所述真空吸嘴凸伸出于所述夹持面板的夹持表面，且所述真空吸嘴凸伸出于所述夹持表面的部分具有弹性。
4.根据权利要求1所述的电路板翻转机，其特征在于：所述升降驱动装置为升降气缸；所述电路板翻转机还具有一接料行程限制机构，所述接料行程限制机构包括一平移驱动装置和与所述平移驱动装置连接的止动构件，所述下部支架具有与所述止动构件配合的锁止部；其中，所述止动构件可在所述平移驱动装置的驱动下移动至与所述锁止部接合的位置，以阻止所述下部支架向上运动而将所述下部支架限制在承接电路板的接料位置。
5.根据权利要求4所述的电路板翻转机，其特征在于：所述锁止部安装有液压缓冲器；当所述止动构件与所述锁止部接合时，所述液压缓冲器与所述止动构件抵接。
6.根据权利要求1所述的电路板翻转机，其特征在于：所述翻转驱动机构安装在所述上部支架上。
7.根据权利要求1所述的电路板翻转机，其特征在于：所述齿轮的半径及齿面硬度均低于所述半圆形齿轮构件的齿轮部。
8.根据权利要求1所述的电路板翻转机，其特征在于：所述半圆形齿轮构件包括环形本体和形成在所述环形本体径向外周的半圆形齿轮部，所述环形本体的轴向两侧各设置有至少两组滚轮组件，每组所述滚轮组件均包括成对设置且从径向两侧滚动夹持所述上部半圆形承载导轨或所述下部半圆形承载导轨的滚轮构件。
9.根据权利要求1所述的电路板翻转机，其特征在于：所述上部支架和所述下部支架均具有两个相对侧壁，两个所述上部半圆形承载导轨分别设置在所述上部支架的两个相对侧壁上，两个所述下部半圆形承载导轨分别设置在所述下部支架的两个相对侧壁上；每个所述侧壁上均具有与所述夹持面板的转动轨迹相适配的半圆形凹槽。
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