CN111646215A - 管装物料真空供料模块、设备及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种管装物料真空供料模块、设备及其控制方法，所述模块包括供料座、盖板、推动气缸，供料座上开设有前端开口的送料槽，送料槽从前往后由料管槽和取料槽两个部分组成，料管槽的口径与管装物料的料管口径相匹配，供料座上开设有与取料槽相连通的真空管接口；盖板盖设于供料座的送料槽上方；推动气缸设于供料座侧面，推动气缸的活塞杆与盖板相连，推动气缸控制盖板盖住或打开取料槽，盖板盖住取料槽时，盖板与送料槽之间密封。本发明通过前端吹气推送，后端进行真空吸附将料管内物料持续送至取料槽位置，方便取料，进而降低了生产成本，提高了工作效率，减少了物料损耗，提高了生产线良品直通率。

Description

管装物料真空供料模块、设备及其控制方法

技术领域

本发明涉及IC贴片加工技术领域，尤其涉及一种管装物料真空供料模块、设备及其控制方法。

背景技术

管装IC物料在使用时，需要将IC物料从料管中取出进行供料，再由机械手抓取安装到PCB板上。目前，供料主要有3种方式：1、通过震动供料器进行供料；2、由人工进行摆盘供料；3、外包供应商，对进行IC物料进行编带。

其中，方式1存在供料不稳定，易反向，物料遗失，需经常换料的缺点；方式2存在易物料反向，物料IC脚易变形，易遗失，人工成本高等缺点；方式3的外包编带，成本高，容易延误交期。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种管装物料真空供料模块，以使能够连续自动供料。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提出了一种管装物料真空供料模块，包括供料座、盖板、推动气缸，供料座上开设有前端开口的送料槽，送料槽从前往后由料管槽和取料槽两个部分组成，料管槽的口径与管装物料的料管口径相匹配，供料座上开设有与取料槽相连通的真空管接口；盖板盖设于供料座的送料槽上方；推动气缸设于供料座侧面，推动气缸的活塞杆与盖板相连，推动气缸控制盖板盖住或打开取料槽，盖板盖住取料槽时，盖板与送料槽之间密封。

进一步地，料管槽中间凸设有凸轨，取料槽底部高度比凸轨高预设高度。

进一步地，盖板上开设有导向槽，供料座上设有多个穿过导向槽的导向柱，导向柱与导向槽之间的导向作用防止盖板发生偏移；导向柱上套设有与盖板相匹配的轴承；导向柱上对应盖板的上方处凸设有限位部，限位部防止盖板向上发生偏移。

进一步地，取料槽两侧对应设有用于检测取料槽内是否有芯片的红外光电感应器；供料座上还设有检测取料槽上方位置是否有物体的光纤感应器。

进一步地，料管槽两侧还设有橡胶柱。

进一步地，盖板下方凸设有限位凸点，盖板盖住取料槽时，限位凸点防止取料槽内的物料发生错位情况。

相应地，本发明实施例还提供了一种管装物料真空供料设备，包括上述的管装物料真空供料模块，还包括真空发生器以及管装物料的送料装置，管装物料的送料装置包括底座、前上料架、后上料架、推管机构，前上料架和后上料架设于底座上，前上料架和后上料架上分别竖直设有槽口相对的下料槽；下料槽的上下两端开口，下料槽的底部与底座间隔预设距离；推管机构设于底座下方，推管机构包括推管滑块、推管气缸、连杆、弹簧连轴器及行程调节管，推管气缸的活塞杆、弹簧连轴器、行程调节管、连杆、推管滑块依次连接；底座对应前上料架的下方处开设有通槽；推管滑块顶部凸设有穿过通槽且朝后上料架方向吹气的吹气孔，推管滑块上还设有与吹气孔相通的进气孔；管装物料真空供料模块对应设于底座尾端；真空发生器与进气孔以及真空管接口相连通。

进一步地，管装物料的送料装置还包括退管机构和PLC控制器，退管机构包括物料感应器以及用于推出位于下料槽底部的料管的退管气缸，物料感应器设于底座尾端上，PLC控制器与退管气缸、推管气缸、物料感应器电连接；管装物料的送料装置还包括设于底座上的压管机构，压管机构包括压管气缸和压管头，压管头连接压管气缸的活塞杆，压管头底部开设有压管槽，压管气缸用于推动压管头压于前后料管的衔接处。

进一步地，前上料架和后上料架均由调节螺丝、张力弹簧、活动夹边、固定夹边和固定块组成，活动夹边、固定夹边分别设于固定块两侧形成下料槽；张力弹簧设于活动夹边与固定块之间；调节螺丝依次穿过活动夹边、固定块和固定夹边，调节下料槽的宽度。

进一步地，底座上还设有导向气缸，导向气缸上设有用于控制料管在推进过程中限位的限位块。

相应地，本发明实施例还提供了一种管装物料真空供料设备的控制方法，包括：

步骤1：根据料管的宽度与长度调整下料槽的宽度以及推管滑块的位置，将用于对接的后段料管插入送料槽中；

步骤2：将装有物料的料管放入下料槽内；

步骤3：驱动推管气缸使推管滑块推动最下层料管后移，同时驱动导向气缸使限位块向下进行限位，最下层料管沿限位区域移动，并与后段料管相对接；

步骤4：驱动压管气缸使压管头压于前后料管的衔接处；

步骤5：驱动推动气缸使盖板盖于取料槽上，同时对取料槽抽真空以及对最下层料管尾部吹气，使料管内的物料运动至取料槽内；

步骤6：停止抽真空和吹气，驱动推动气缸使盖板打开；

步骤7：取料完成后，重复步骤5-6，进行下一个供料动作。

进一步地，步骤7之后还包括：

退管步骤：当检测到最下层料管内没有物料时，控制压管头、推管滑块、限位块复位，并控制退管气缸推出空的料管，再重复步骤3-7，进行下一个料管的供料动作。

本发明的有益效果为：本发明通过前端吹气推送，后端进行真空吸附将料管内物料持续送至取料槽位置，方便取料，进而降低了生产成本，提高了工作效率，减少了物料损耗，提高了生产线良品直通率。

附图说明

图1是本发明实施例的管装物料真空供料模块的立体结构图。

图2是本发明实施例的管装物料真空供料模块的后视图。

图3是本发明实施例的供料座的俯视图。

图4是本发明一种实施例的管装物料真空供料模块的立体结构图。

图5是本发明实施例的盖板的立体结构图。

图6是本发明实施例的管装物料真空供料设备的立体结构图。

图7是本发明实施例的料管的立体结构图。

图8是本发明实施例的管装物料的送料装置一个角度的立体结构图。

图9是本发明实施例的管装物料的送料装置另一个角度的立体结构图。

图10是本发明实施例的管装物料的送料装置的部分结构图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明实施例中若有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中若涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

请参照图1～图5，本发明实施例的管装物料真空供料模块100包括供料座110、盖板120、推动气缸130。

供料座110上开设有前端开口的送料槽，送料槽从前往后由料管槽111和取料槽112两个部分组成，料管槽111的口径与管装物料的料管口径相匹配，供料座110上开设有与取料槽112相连通的真空管接口113。优选地，取料槽112尾端开2个吸气口，吸气口与真空管接口113相连通。料管槽111用于插入对接的料管。

盖板120盖设于供料座110的送料槽上方。推动气缸130设于供料座110侧面，推动气缸130的活塞杆与盖板120相连，推动气缸130控制盖板120盖住或打开取料槽112，盖板120盖住取料槽112时，盖板120与送料槽之间密封，形成密封腔。

作为一种实施方式，料管槽111中间凸设有凸轨117，取料槽112槽底的高度（水平高度）比凸轨117高预设高度。预设高度=料管管壁的厚度。凸轨117可以让从料管内吸出的不同厚度的IC物料始终保持在一个平面上进行供料，防止IC物料出现叠加、错位等情况。

作为一种实施方式，盖板120上开设有导向槽121，供料座110上设有多个穿过导向槽121的导向柱114，导向柱114与导向槽121之间的导向作用防止盖板120发生偏移。导向槽121优选为腰形。具体实施时，供料座110上对应盖板120的侧边处同样设有多个导向柱114，侧边处的导向柱114和导向槽121内的导向柱114相平行。优选地，所述导向柱114上套设有与盖板120相匹配的轴承115。轴承115能够有效减少导向柱114与盖板120之间的摩擦力，提升盖板120运动的流畅度，同时防止导向柱114与盖板120之间出现磨损情况。

作为一种实施方式，导向柱114上对应盖板120的上方处凸设有限位部116，限位部116防止盖板120向上发生偏移。具体实施时，可直接采用是带卡边的限位轴承，即限位部116和轴承115二合一。

作为一种实施方式，取料槽112两侧对应设有用于检测取料槽112内是否有芯片的红外光电感应器140。红外光电感应器140的发射端和接收端分别通过密封胶圈密封的设于取料槽112的两侧。

作为一种实施方式，供料座110上还设有检测取料槽112上方位置是否有物体的光纤感应器119。当抓IC物料的机械手（吸嘴）接近取料槽112上方时，控制盖板120停止前移动作，保护盖板120及机械手（吸嘴）设备。

作为一种实施方式，料管槽111两侧还设有橡胶柱118。橡胶柱118用于料管两侧的密封。提升整个密封腔的密封性。

作为一种实施方式，盖板120下方凸设有限位凸点122，盖板120盖住取料槽112时，限位凸点122防止取料槽112内的物料发生错位情况。

请参照图1～图10，本发明实施例的管装物料真空供料设备包括管装物料真空供料模块100、真空发生器（图未示出）以及管装物料的送料装置200。

请参照图8～图10，本发明实施例的管装物料的送料装置200包括底座210、前上料架220、后上料架230、推管机构240。

前上料架220和后上料架230设于底座210上，前上料架220和后上料架230上分别竖直设有槽口相对的下料槽221。前上料架220和后上料架230间隔距离=管装物料的料管长度，具体实施时，可根据管装物料管宽度与长度，相应调整前上料架220和后上料架230之间的距离，下料槽221的宽度以及推管滑块241的位置。下料槽221的上下两端开口，下料槽221的底部与底座210间隔预设距离。装有IC物料的料管从前上料架220和后上料架230的下料槽221顶部放入（先将料管两端胶塞取出，水平放置于前上料架220和后上料架230的下料槽221内，层叠至下料槽221顶部）。下料槽221顶部可随时补充料管，以8脚IC为例，物料管厚度约4MM，下料槽221高度约150MM(可根据需要加高），下料槽221内约可叠加放置36管物料36*100（颗）， 约3600 颗8脚 IC。如果管装物料的送料装置200对称设置2个，则可放置7200颗IC。

推管机构240设于底座210下方，推管机构240包括推管滑块241、推管气缸242、连杆243、弹簧连轴器244及行程调节管245，推管气缸242的活塞杆、弹簧连轴器244、行程调节管245、连杆243、推管滑块241依次连接。行程调节管245内部中空，两端螺纹，连接连杆243的一端套设有调节螺母。连杆243一端与推管滑块241固定，另一端与行程调节管245活动连接，通过旋转调节螺母来调整连杆243在行程调节管245管外部分的长度，进而调整推管滑块241的运动行程。本发明调节简单，能够使推管滑块241适用长度不同料管。

推管气缸242通过弹簧连轴器244与推管滑块241柔性连接，在料管推送到底座210后端到达位置时料管与推管滑块241弹性缓冲，保证物料管平顺到位。弹簧连轴器244能够降低推管气缸242的活塞杆、连杆243的轴与轴之间同心度要求；弹簧连轴器244的伸缩特性具有缓冲性能。

本发明通过采用弹簧连轴器244实现推管气缸242与推管滑块241间柔性连接，减小推管滑块241沿导轨248运动时的阻力，使推管滑块241的滑动平顺性增加；此外，在料管推至底座210后端定位时，缓冲并减少料管与推管滑块241定位时撞击力度。

底座210对应前上料架220的下方处开设有通槽212。推管滑块241顶部穿过通槽212，顶部凸设有朝后上料架230方向吹气的吹气孔246，推管滑块241上还设有与吹气孔246相通的进气孔247，使用时，驱动推管滑块241至工作位置，进气孔247连接真空发生器的正气压端。真空发生器的抽真空端与真空管接口113相连通。本发明通过推管滑块241顶端上的吹气孔246向接触的料管尾端口内吹气，将料管内物料吹动前移，根据物料的体积可调节吹气量大小。本发明具有送料速度快的特点。

作为一种实施方式，管装物料的送料装置200还包括退管机构250和PLC控制器260，退管机构250包括物料感应器252以及用于推出位于下料槽221底部空的料管的退管气缸251，物料感应器252设于底座210尾端上，PLC控制器260与退管气缸251、推管气缸242、物料感应器252电连接。物料感应器252优选有2个，分别检测前后两段料管内的物料情况。退管气缸251水平设置于底座210上。物料感应器252检测最下层的料管内的物料，当料管内的物料全部送出后，PLC控制器260控制退管气缸251将最下层的料管推出，上层的料管在重力的作用下落入最下层，推管滑块241将落入最下层的料管往后推，同时吹气孔246吹气，继续将物料送出。退管气缸251可采用单动自复位气缸，占位置小，结构简单耐用。

作为一种实施方式，管装物料的送料装置200还包括设于底座210上的压管机构260，压管机构260包括压管气缸261和压管头262，压管头262连接压管气缸261的活塞杆，压管头262底部开设有压管槽，压管气缸261用于推动压管头262压于前后料管的衔接处。下料槽221底部最底层的料管被推管滑块241往后推动预设距离，与管装物料真空供料模块（具体实施时，可采用管装物料真空供料模块和管装物料的送料装置200配套使用，也可采用其他的供料装置配套使用，组成送料流水线）中插入的料管对接；压管气缸261向下推动压管头262，压于前后料管的衔接处进行密封，提升送料效率。

作为一种实施方式，推管机构240还包括设于底座210下方的导轨248，导轨248活动穿过推管滑块241，防止推管滑块241在运动时发生偏移。

作为一种实施方式，前上料架220和后上料架230均由调节螺丝222、张力弹簧、活动夹边223、固定夹边225和固定块224组成，活动夹边223、固定夹边225分别设于固定块224两侧形成下料槽221；张力弹簧设于活动夹边223与固定块224之间；调节螺丝222依次穿过活动夹边223、固定块224和固定夹边225，调节下料槽221的宽度。当需要加宽前上料架220和后上料架230的下料槽221宽度时，旋松螺丝，在张力弹簧的作用下，活动夹边223、固定夹边225之间的距离增大，下料槽221宽度增大；当需要降低宽度时，旋紧调节螺丝222即可。

作为一种实施方式，底座210上还设有调整架211，前上料架220通过调整架211设于底座210上。调整架211优选为“L”型，侧边开设有多个固定孔位，便于通过固定螺丝调整前上料架220的位置，进而调整前上料架220和后上料架230之间的距离，以适应不同长度的料管。

作为一种实施方式，底座210上还设有导向气缸214，导向气缸214上设有用于控制料管在推进过程中限位的限位块213。具体实施时，还可分别在3个位置设置3种不同限位块：（1）斜边三角管导向限位块，斜边三角管导向限位块用于料管外侧限位；斜边三角管导向限位块利用斜边，将料管在前推过程中外侧限位；（2）内侧蘑菇螺丝限位块，用于料管管内侧限位；利用螺丝头曲面与顶端为料管内侧导向定位，并由张力弹簧自锁位置；（3）八字形开口限位块，料管被送到位后，八字形开口限位块使前后两段物料管外形精确对齐。

作为一种实施方式，底座210上对应后上料架230后侧处还设有料管感应器215（料管感应器215与PLC控制器260电连接），料管感应器215检测后上料架230的下料槽221内是否有料管。

本发明的工作原理为：先将料管两端胶塞取出，再将料管水平放置于前上料架220和后上料架230的下料槽221内，料管在下料槽221内层层叠加；将真空管接口113连接真空发生器，将后段对接的料管插入料管槽111；PLC控制器260驱动推管气缸242，推动推管滑块241推动最下层的料管后移，同时，导向气缸214驱动限位块213向下进行限位；设于物料管上方的物料感应器252检测料管内的物料；推管行程到位后，前段料管尾端刚好与后端物料料管前端口接触；压管气缸261推动压管头262向下，压住前后料管的衔接处，使前后两段料管的管道连通并保持衔接处的密封，推动气缸130推动盖板120盖住整个送料槽，形成密封腔；推管滑块241的吹气孔246向前段物料管前端管口持续吹气，进行供料动作；同时，真空发生器抽真空，在真空的作用下，料管内的IC物料被吸入至取料槽112内；推动气缸130驱动盖板120打开取料槽112，抓IC物料的机械手（吸嘴）抓走IC物料；推动气缸130推动盖板120盖住整个送料槽，形成密封腔，继续进行下一个供料动作。当物料感应器252（前段料管内物料向后段物料管移动过程中，被物料感应器252检测到）检测到料管内没有物料，变为空管时，PLC控制器260驱动推管气缸242使推管滑块241复位，压管气缸261使压管头262复位，导向气缸214驱动限位块213复位，退管气缸251将空料管推出，上一层的料管在重力的作用下落到最下层；推管气缸242推动推管滑块241使最下层的料管后移，重复以上供料过程。

本发明实施例的管装物料真空供料设备的控制方法，包括：

步骤1：根据料管的宽度与长度调整下料槽221的宽度以及推管滑块241的位置，将用于对接的后段料管插入送料槽中；

步骤2：将装有物料的料管放入下料槽221内；

步骤3：驱动推管气缸242使推管滑块241推动最下层料管后移，同时驱动导向气缸214使限位块213向下进行限位，最下层料管沿限位区域移动，并与后段料管相对接；

步骤4：驱动压管气缸261使压管头262压于前后料管的衔接处；

步骤5：驱动推动气缸130使盖板120盖于取料槽221上，同时对取料槽112抽真空以及对最下层料管尾部吹气，使料管内的物料运动至取料112槽内；

步骤6：停止抽真空和吹气，驱动推动气缸130使盖板120打开；

步骤7：取料完成后，重复步骤5-6，进行下一个供料动作。

作为一种实施方式，步骤7之后还包括：

退管步骤：当检测到最下层料管内没有物料时，控制压管头262、推管滑块241、限位块213复位，并控制退管气缸251推出空的料管，再重复步骤3-7，进行下一个料管的供料动作。当检测到最下层没有料管时，则进行报警，提醒用户向下料槽221添加管装物料。

作为一种实施方式，步骤5之前还包括保护步骤：若检测到取料槽112上方有物体（即抓取IC物料的吸嘴或机械手），则暂停步骤5动作。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同范围限定。

Claims (12)

1.一种管装物料真空供料模块，其特征在于，包括供料座、盖板、推动气缸，供料座上开设有前端开口的送料槽，送料槽从前往后由料管槽和取料槽两个部分组成，料管槽的口径与管装物料的料管口径相匹配，供料座上开设有与取料槽相连通的真空管接口；盖板盖设于供料座的送料槽上方；推动气缸设于供料座侧面，推动气缸的活塞杆与盖板相连，推动气缸控制盖板盖住或打开取料槽，盖板盖住取料槽时，盖板与送料槽之间密封。

2.如权利要求1所述的管装物料真空供料模块，其特征在于，料管槽中间凸设有凸轨，取料槽底部高度比凸轨高预设高度。

3.如权利要求1所述的管装物料真空供料模块，其特征在于，盖板上开设有导向槽，供料座上设有多个穿过导向槽的导向柱，导向柱与导向槽之间的导向作用防止盖板发生偏移；导向柱上套设有与盖板相匹配的轴承；导向柱上对应盖板的上方处凸设有限位部，限位部防止盖板向上发生偏移。

4.如权利要求1所述的管装物料真空供料模块，其特征在于，取料槽两侧对应设有用于检测取料槽内是否有芯片的红外光电感应器；供料座上还设有检测取料槽上方位置是否有物体的光纤感应器。

5.如权利要求1所述的管装物料真空供料模块，其特征在于，料管槽两侧还设有橡胶柱。

6.如权利要求1所述的管装物料真空供料模块，其特征在于，盖板下方凸设有限位凸点，盖板盖住取料槽时，限位凸点防止取料槽内的物料发生错位情况。

7.一种管装物料真空供料设备，其特征在于，包括如权利要求1-6中任一项所述的管装物料真空供料模块，还包括真空发生器以及管装物料的送料装置，管装物料的送料装置包括底座、前上料架、后上料架、推管机构，前上料架和后上料架设于底座上，前上料架和后上料架上分别竖直设有槽口相对的下料槽；下料槽的上下两端开口，下料槽的底部与底座间隔预设距离；推管机构设于底座下方，推管机构包括推管滑块、推管气缸、连杆、弹簧连轴器及行程调节管，推管气缸的活塞杆、弹簧连轴器、行程调节管、连杆、推管滑块依次连接；底座对应前上料架的下方处开设有通槽；推管滑块顶部凸设有穿过通槽且朝后上料架方向吹气的吹气孔，推管滑块上还设有与吹气孔相通的进气孔；管装物料真空供料模块对应设于底座尾端；真空发生器与进气孔以及真空管接口相连通。

8.如权利要求7所述的管装物料真空供料设备，其特征在于，管装物料的送料装置还包括退管机构和PLC控制器，退管机构包括物料感应器以及用于推出位于下料槽底部的料管的退管气缸，物料感应器设于底座尾端上，PLC控制器与退管气缸、推管气缸、物料感应器电连接；管装物料的送料装置还包括设于底座上的压管机构，压管机构包括压管气缸和压管头，压管头连接压管气缸的活塞杆，压管头底部开设有压管槽，压管气缸用于推动压管头压于前后料管的衔接处。

9.如权利要求7所述的管装物料真空供料设备，其特征在于，前上料架和后上料架均由调节螺丝、张力弹簧、活动夹边、固定夹边和固定块组成，活动夹边、固定夹边分别设于固定块两侧形成下料槽；张力弹簧设于活动夹边与固定块之间；调节螺丝依次穿过活动夹边、固定块和固定夹边，调节下料槽的宽度。

10.如权利要求7所述的管装物料真空供料设备，其特征在于，底座上还设有导向气缸，导向气缸上设有用于控制料管在推进过程中限位的限位块。

11.一种管装物料真空供料设备的控制方法，其特征在于，包括：

步骤1：根据料管的宽度与长度调整下料槽的宽度以及推管滑块的位置，将用于对接的后段料管插入送料槽中；

步骤2：将装有物料的料管放入下料槽内；

步骤3：驱动推管气缸使推管滑块推动最下层料管后移，同时驱动导向气缸使限位块向下进行限位，最下层料管沿限位区域移动，并与后段料管相对接；

步骤4：驱动压管气缸使压管头压于前后料管的衔接处；

步骤5：驱动推动气缸使盖板盖于取料槽上，同时对取料槽抽真空以及对最下层料管尾部吹气，使料管内的物料运动至取料槽内；

步骤6：停止抽真空和吹气，驱动推动气缸使盖板打开；

步骤7：取料完成后，重复步骤5-6，进行下一个供料动作。

12.如权利要求11所述的管装物料真空供料设备的控制方法，其特征在于，步骤7之后还包括：

退管步骤：当检测到最下层料管内没有物料时，控制压管头、推管滑块、限位块复位，并控制退管气缸推出空的料管，再重复步骤3-7，进行下一个料管的供料动作。

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