CN111744811A - 全自动智能传感器检测机 - Google Patents

Abstract

全自动智能传感器检测机，属于部件批量检测领域，为了解决能够自动化的将检测器件有序、自动运输给检测系统检测的问题，料机的上层运输机构、下层运输机构上、下并行排列，且位于升降系统的下游，下层运输机构的下游是升降机构，工作台位于升降机构下游，工作台台面安装水平输送机构，所述待测件插接在PCB托盘上，多层PCB托盘竖向叠放并置于料筐中，所述升降机构构造成在上、下层运输机构间竖向升降而调整料筐中不同层PCB托盘相对于工作台台面的高度，使推盘机构准备推出的相应层的PCB托盘与工作台台面基本等高，机械人系统位于工作台的下游，并将工作台的待测件抓送至检测系统，效果是能够自动化的将检测器件有序、自动运输给检测系统检测。

Description

全自动智能传感器检测机

技术领域

本发明属于部件批量检测领域，涉及一种全自动智能传感器检测机。

背景技术

当前的精密电子部件检测环境，大多仍采用人工方式对批量需检测部件进行检测，存在数据的输入环境出错率高，检测数据校对偏差，操作繁琐，时间连续性差等问题，特别是由于人的反映不及时影响测试结构，导致效率低，而人与自动化夹具配合，易出现人员安全问题等诸多问题。对于电子器件的检测已经可以通过现有的检测系统实现，能够自动化的将检测器件有序、自动运输给检测系统检测，并在检测完成后有序、自动回收则显得尤为重要。

发明内容

为了解决能够自动化的将检测器件有序、自动运输给检测系统检测，并进一步在检测完成后有序、自动回收的问题，本发明提出如下技术方案：一种全自动智能传感器检测机，包括机械人系统、检测系统、不良品放置架和工作台，位于工作台的待测件由机械人系统抓送至检测系统，机械人系统将检测系统检测出的不良品抓送至不良品放置架，将合格品抓送回工作台，所述检测机还包括升降系统、料机，所述的料机包括上层运输机构、下层运输机构、升降机构、推盘机构，料机的上层运输机构、下层运输机构上、下并行排列，且位于升降系统的下游，下层运输机构的下游是升降机构，工作台位于升降机构下游，工作台台面安装水平输送机构，所述待测件插接在PCB托盘上，多层PCB托盘竖向叠放并置于料筐中，所述升降机构构造成在上、下层运输机构间竖向升降而调整料筐中不同层PCB托盘相对于工作台台面的高度，使推盘机构准备推出的相应层的PCB托盘与工作台台面基本等高，机械人系统位于工作台的下游，并将工作台的待测件抓送至检测系统。

进一步的，料机还包括收盘机构，所述收盘机构安装在工作台台面上靠近机械人系统的一侧，其构造成通过收盘机构回推PCB托盘，将位于工作台的PCB托盘回推至位于升降机构升降面的料筐中，且所述升降机构对升降面升降调整以适应PCB托盘回推高度。

进一步的，料机包括上料机和下料机，上料机和下料机均分别包括一组上层运输机构、下层运输机构、升降机构、推盘机构、收盘机构，上料机和下料机水平并行安装，上料机对应上料机工作台，上料机工作台接收插接待测件的PCB托盘，并由机械人系统将PCB托盘上的待测件抓取至检测系统，通过收盘机构将空的PCB托盘运输回位于升降机构升降面的料筐，下料机对应下料机工作台，下料机工作台的空的托盘接收合格品待测件，并通过机械人系统将合格品待测件插接在空的托盘，并将插接合格品待测件的托盘通过收盘机构运输回位于升降机构升降面的料筐。

进一步的，上料机工作台还包括定位机构，定位机构包括安装在工作台台面的定位挡板及升降定位销，定位挡板安装用于检测PCB托盘达到挡板位置的传感器，升降定位销是圆锥形定位销，由气动滑台带动插入或拔出PCB托盘的定位孔。

进一步的，收盘机构是回盘推杆，其安装在台面的水平输送机构的两个传送带间，且推杆上具有用于在推盘时释放弹性的弹簧；推盘机构是托盘推杆，其安装在上层运输机构的水平输送机构的两个输送带间，且推杆上具有用于在推盘时释放弹性的弹簧。

进一步的，上层输送机构包括电机、链轮机构、输送带，电机带动链轮机构，链轮带动输送带传输，下层输送机构包括电机、链轮机构、输送带，电机带动链轮机构，链轮带动输送带传输。

进一步的，升降机构采用由电机带动的滚珠丝杠和两套根直线轴承组合的机构用于升降，且升降机构的升降面安装水平输送机构，包括电机、链轮机构、输送带，电机带动链轮机构，链轮带动输送带传输。

进一步的，视觉系统用于对工作台拍摄，视觉系统的工业相机通过相机安装板安装到可调支架上，可调支架底座安装到安装面板上，安装面板固定在铝型材框架上，下端的四周通过灯支架安装LED照明灯。

进一步的，升降系统安装流利条和防滑出挡板，外侧有铝型材外罩，设备出口配备了安全光幕，入口下端与料筐转运车接触处安装不锈钢挡板。

进一步的，工作台台面安装水平输送机构是皮带传送机构，包括步进电机带动、两套皮带轮及与皮带轮配合的皮带。

有益效果：能够自动化的将检测器件有序、自动运输给检测系统检测，并在检测完成后有序、自动回收。

附图说明

图1全自动智能传感器检测机总装图。

图2上下料机总装图。

图3上、下料机安装示意图。

图4机械人系统示意图。

图5视觉系统示意图。

图6图5的俯视图。

图7不良品放置架总装图。

图8图7的侧视图。

图9升降系统俯视图

图10待测件示意图。

图11设备运作示意图。

1.料筐转运车，2.升降系统，3.上下料机，4.视觉系统，5.机械人系统，6.检测系统，7.不良品放置架，8.下层输送机构，9.上层输送机构，10.料筐，11.推盘机构，12.升降机构，13.工作台，14.固定面，15.定位机构，16.收盘机构推杆，17.合格品回收托盘，18.检测件，19.收盘机构，20.PCB托盘，21.上下料机控制系统，22.联接支架，23.机器人底座，24.电动夹爪，25.夹爪支架，26.六轴机械人，27.可调支架，28.相机安装板，29.工业相机，30.LED照明灯，31.灯支架，32.铝型材框架，33.安装面板，34.安全光幕，35.操作手柄，36.电液升降机，37.铝型材外罩，38.不锈钢挡板，39.流利条，40，防滑出挡板，41.不良品回收架，42.不良品回收盒。

具体实施方式

本发明是在检测中对需进行性能检测及参数判别的大批量的精密电子部件自动运输、检测和回收的系统，并完成了对合格品和不良品分类回收的工作。其目的是将需检测部件放置在载具上，并一次性大批量放入设备，开机后可全自动执行运输、检测、分类和回收流程，该流程包括：自动进行待测件的供给，待测件放入检测机进行检测，检测完成后自动取出，自动对合格品回收，及对不良品按其失效形式进行分类放置于不同失效形式的不良品回收盒42中。本实施例提出一种全自动智能传感器检测机，包括升降系统2、上下料机3、工作台13、视觉系统4、机械人系统5、检测系统6、不良品放置架7。

在一种方案中，升降系统2包含电液升降机36、外罩及安全光幕34，电液升降机36安装流利条39和防滑出挡板40，外侧罩接铝型材外罩37，设备出口配备安全光幕34，升降系统2入口下端与料筐转运车1接触处安装不锈钢挡板38。

在一种方案中，上下料机3包含：上料机和下料机，两部分平行相靠安装固定，上料机和下料机结构和功能一致。上料机结构分为：下层运输机构、上层运输机构、升降机构12，升降机构12在上层输送机构9和下层输送机构8的一端，并将上、下层运输机构上下相连形成C型的连续路径，工作台13的水平输送机构在上、下层运输机构与升降机构12相连侧的相对一侧。

在一种方案中，对于上料机来说，升降系统2的台面提升，使得下层运输机构可以将位于下层的装有待测件的料筐10输送至升降机构12下降至下层的升降面。

上层运输机构有托盘推杆可将PCB托盘20从料筐10逐层推出到工作台13台面的轨道上，工作台13的水平输送机构有定位机构15将PCB托盘20固定，升降机构12在上、下层运输机构间竖向升降而调整料筐10中不同层PCB托盘20相对于工作台13台面的高度，使托盘推杆准备推出的相应层的PCB托盘20与工作台13台面基本等高，机械人系统5位于工作台13的下游，并将工作台13的待测件抓送至检测系统6。

升降机构12采用由电机带动的滚珠丝杠和两套根直线轴承组合的机构用于升降，且升降机构12的升降面安装水平输送机构，包括电机、链轮机构、输送带，电机带动链轮机构，链轮带动输送带传输。靠近机械人系统5的一端有回盘推杆可将空的PCB托盘20回推以回收到料筐10中，料框由升降机构12水平输送机构输送到上层运输机构，并由上层运输机构输送至升降台的台面，升降台此时为升高状态，在升降台台面接收到料筐10后，料框随升降台台面下降，可以由料筐转运车1将料筐10运送走。

下层输送机构8再将一个装有待测件的料框输送到下降到下层的升降机构12的升降面上，并由升降机构12，将该料框上升，进行下一轮的待测件被运输到工作台13并被机械人系统5抓取检测的工序。

在一种方案中，对于下料机来说，升降系统2的台面提升，使得下层运输机构可以将位于下层的带有空的PCB托盘20的料筐10输送至升降机构12下降至下层的升降面。并通过升降机构12将料筐10上升到与工作台13基本等高的位置，回盘推杆可将插接合格待测件的PCB托盘20回推以回收到料筐10中，料框由升降机构12水平输送机构输送到上层运输机构，并由上层运输机构输送至升降台的台面，升降台此时为升高状态，在升降台台面接收到料筐10后，料框随升降台台面下降，可以由料筐转运车1将料筐10运送走。

下层输送机构8再将一个装有多层空的PCB托盘20的料框输送到下降到下层的升降机构12的升降面上，并由升降机构12，将该料框上升，进行下一轮的合格待测件运输的工序。

在一种方案中，视觉系统4包含：工业相机291套，将其固定在上下料机3的上料机的工作台13的上方，工业相机29的四周有LED照明灯30。

在一种方案中，机械人系统5包含：六轴机械人261台，将其安装到机械人底座上，前端安装电动夹爪24，而机械人底座是整台设备的基准，上下料机3固定到机械人底座的左侧安装法兰上。

在一种方案中，检测系统6可输出被测部件的参数，并提供检测部件的检测环境变量，其检测技术属于现有技术。

不良品回收支架有多个滑道，滑道下方是不良品回收盒42。

上述全自动智能传感器检测机能够实现如下效果：

1、物料升降系统2可降低操作人员的直接搬用时的负荷，并避免了料筐10砸伤操作人员的安全风险。2、上下料机3的设计实现了一天的工作量一次装机，减少了更换频率；可连续供给，避免了设备的停产；可在无人值守状态下进行全自动运作。3、视觉系统4的应用避免了机器人抓空所耽误的时间。4、机械人系统5可实现待测件的从待测件托盘的自动抓取；可实现测试件自动放入检测系统6的空位并测试完成后自动取出；可实现测试件检测完成后，根据测试结果自动放到合格品回收托盘17，或不同失效形式的不良品回收盒42；可避免人工抓取的不及时，及设备的自动夹具对操作人员的安全隐患。5、不良品回收架41的设计，实现了客户对不良品的不同失效形式的区分。

本实施例记载是一种气体传感器的全自动化的检测设备，优选为为外形尺寸为直径20mm X高17mm的检测设备。

在一种实施例中，如图2所示，插接待测件的PCB托盘20为满足该传感器的工艺要求，采用双层PCB设计，并有保护电路，该气体传感器的两个引脚可直接插入到PCB托盘20中，一个PCB托盘20可容纳50个检测件18，一个料筐10可以放17层待测件PCB托盘20，PCB托盘20摆放在料筐10的滑道上，便于上下料机3对PCB托盘20进行推出和返回的操作，上下料机3的上料机可一次性上料3个料筐10，即可一次性传输该传感器2550个检测件18。

在一种方案中，上下料机3包括上料机、下料机各1套，其结构一致，在图11示出的结构中，上料机位于左侧，下料机位于右侧，上料机包含位于设备左下侧的下层输送机构8，采用的是电机带动链轮机构，链轮带动输送带，输送带为外侧平面的塑料链节输送带，40mm宽，置于料筐10的两侧，使其运动。下层输送机构8上方为上层输送机构9，结构与下层输送机构8一致，升降机构12在上层输送机构9和下层输送机构8的右侧，使上、下层输送机构8上下相连，形成反C型，其采用的是滚珠丝杠和两套根直线轴承组合的机构，由电机带动。

在一种方案中，在图11示出的结构中，工作台13在升降机构12的右侧，其台面在上层输送机构9的工作面向下150mm。台面的工作区有独立的输送机构，由步进电机带动两套皮带轮。为了保证PCB上被测件和机器人抓取的相对坐标精度，采用双重定位的结构，第一次定位由定位挡板完成，输送带将PCB拖到定位挡板处停止，先于传感器响应；第二次定位是有两套升降定位销完成，由气动滑台带动圆锥形定位销直接插入电路板的两个定位孔中，进行精确定位。最终在用两侧轨道上的压板将PCB托盘20压紧。工作区下方，位于两个传送带中间，是回盘推杆，推杆上有弹簧，顶与末端时会下降，推盘时弹簧压力释放，推杆翘起，接触PCB托盘20，可将其推回料筐10。

在一种方案中，下料机的下料托盘为吸塑件因无定位要求，空间宽松，每个托盘可以摆放100个检测件18，每个料筐10可放置17层，下料机也可放置3个料筐10。

如图4所示。在一种方案中，机械人系统5的六轴机械人26选用ABB的IRB1200-5/0.9，电动夹爪24选用IAI的RCP4-GRSML-I-28P,电动夹爪24通过夹爪支架25安装到六轴机械人26手臂前端，六轴机械人26通过其下端法兰安装到机械人底座上，并通过左侧的联接支架22的法兰固定上下料机3右侧的固定面14上。

为了满足待测试件与PCB托盘20之间的定位精度要求，及机械人再插入测试设备的测试底座的定位要求，在一种方案中，机器人电动夹爪24采用V型圆弧设计，保证了使待测件有向心定位的作用，也保证了足够的接触面积，可以产生包裹力又不对待测件表面产生破坏。

如图5个6所示，视觉系统4可解决PCB上无检测件18时，机器人抓空运行的情况，在一种方案中，其工业相机29选用：森泰克的STC-MB33USB，工业相机29通过相机安装板28安装到可调支架27上，可调支架27底座安装到安装面板33上，安装面板33固定在铝型材框架32上，下端的四周通过灯支架31安装了4套LED照明灯30。

在一种方案中，如图9所示物料升降系统2由电液升降机36选用：HOULAR的MJ-A1001，上平面安装了流利条39和防滑出挡板40，外侧有铝型材外罩37，设备出口配备了安全光幕34，选用：莱恩的MCⅡ7210，入口下端与料筐转运车1接触处采用不锈钢挡板38。

在一种方案中，如图7和8所示，不良品放置架7共有2套，每套可放6个不良品回收盒42，共计12个不良品回收盒42。采用滑道设计，机器人从上端投掷口投入不良品，不良品通过滑道滑到废品盒里，可以有效的避免与人手的接触。

在一种方案中，检测系统6为气体传感器检测设备，共两台，功能一致，各有检测工位6个，共计12个，每个检测工位对待测件的检测时间大约为2分钟。

在一种方案中，全自动智能传感器检测机工作过程是：准备工作：操作人员将待测件插到PCB托盘20上，将PCB托盘20放到料筐10上。接下来操作人员通过料筐转运车1将料筐10推到设备的升降系统2入口处，通过流利条39滑道进入上料机的下层输送机构8，一次性放置3个料筐10，下料机的输送机构同样装入有合格品回收托盘17的料筐103个。

开机工作图11所示：操作人员通过控制系统点击全自动运行键，上料机和下料机同时工作，先将料筐10由下层输送机构8输送到升降机构12，再分别由设备的推盘机构11将待测件PCB托盘20和合格品回收托盘17推到工作区。工作区输送机构将其放置到固定位置，并通过定位机构15固定。此时，视觉系统4识别托盘上检测件18是否有空位，如有空位，会在机械人的程序中去掉该坐标。

机械人开始工作，从托盘上拾取检测件18，将其放入检测机检测过程需要一段时间，机械人会继续工作。检测系统6完成检测后会通过系统给机械人信号，机械人进行抓取。如检测数据合格会放入下料机的托盘上，如不合格，会根据失效形式分别放入1～12标记为不同失效形式的不良回收盒中。

上下料机3完成一个托盘后，将再次从工作区通过收盘机构19回盘推杆将其收回料筐10，接着升起料筐10，推出下盘。完成一整料筐10后，将料筐10送到上层输送机构9，并将下层输送机构8的料筐10输送到升降机构12，继续进行工作。

操作人员通过升降系统2将上下料机3的上层输送机构9的料筐10降到下层高度，再通过料筐转运车1移出。而且操作人员可在满足上下料机3容量的条件下持续补给料筐10，满足连续不间断生产的要求。

以上所述，仅为本发明创造较佳的具体实施方式，但本发明创造的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明创造披露的技术范围内，根据本发明创造的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种全自动智能传感器检测机，包括机械人系统(5)、检测系统(6)、不良品放置架(7)、工作台(13)，位于工作台(13)的待测件由机械人系统(5)抓送至检测系统(6)，机械人系统(5)将检测系统(6)检测出的不良品抓送至不良品放置架(7)，将合格品抓送回工作台(13)，

其特征在于，

所述检测机还包括升降系统(2)、料机，所述的料机包括上层运输机构、下层运输机构、升降机构(12)、推盘机构(11)，料机的上层运输机构、下层运输机构上、下并行排列，且位于升降系统(2)的下游，下层运输机构的下游是升降机构(12)，工作台(13)位于升降机构(12)下游，工作台(13)台面安装水平输送机构，

所述待测件插接在PCB托盘(20)上，多层PCB托盘(20)竖向叠放并置于料筐(10)中，

所述升降机构(12)构造成在上、下层运输机构间竖向升降而调整料筐(10)中不同层PCB托盘(20)相对于工作台(13)台面的高度，使推盘机构(11)准备推出的相应层的PCB托盘(20)与工作台(13)台面基本等高，机械人系统(5)位于工作台(13)的下游，并将工作台(13)的待测件抓送至检测系统(6)。

2.如权利要求1所述的全自动智能传感器检测机，其特征在于，

料机还包括收盘机构(19)，所述收盘机构(19)安装在工作台(13)台面上靠近机械人系统(5)的一侧，其构造成通过收盘机构(19)回推PCB托盘(20)，将位于工作台(13)的PCB托盘(20)回推至位于升降机构(12)升降面的料筐(10)中，且所述升降机构(12)对升降面升降调整以适应PCB托盘(20)回推高度。

3.如权利要求2所述的全自动智能传感器检测机，其特征在于，

料机包括上料机和下料机，上料机和下料机均分别包括一组上层运输机构、下层运输机构、升降机构(12)、推盘机构(11)、收盘机构(19)，上料机和下料机水平并行安装，

上料机对应上料机工作台(13)，上料机工作台(13)接收插接待测件的PCB托盘(20)，并由机械人系统(5)将PCB托盘(20)上的待测件抓取至检测系统(6)，通过收盘机构(19)将空的PCB托盘(20)运输回位于升降机构(12)升降面的料筐(10)，

下料机对应下料机工作台(13)，下料机工作台(13)的空的托盘接收合格品待测件，并通过机械人系统(5)将合格品待测件插接在空的托盘，并将插接合格品待测件的托盘通过收盘机构(19)运输回位于升降机构(12)升降面的料筐(10)。

4.如权利要求3所述的全自动智能传感器检测机，其特征在于，

上料机工作台(13)还包括定位机构(15)，定位机构(15)包括安装在工作台(13)台面的定位挡板及升降定位销，定位挡板安装用于检测PCB托盘(20)达到挡板位置的传感器，升降定位销是圆锥形定位销，由气动滑台带动插入或拔出PCB托盘(20)的定位孔。

5.如权利要求3所述的全自动智能传感器检测机，其特征在于，

收盘机构(19)是回盘推杆，其安装在台面的水平输送机构的两个传送带间，且推杆上具有用于在推盘时释放弹性的弹簧；推盘机构(11)是托盘推杆，其安装在上层运输机构的水平输送机构的两个输送带间，且推杆上具有用于在推盘时释放弹性的弹簧。

6.如权利要求1所述的全自动智能传感器检测机，其特征在于，

上层输送机构(9)包括电机、链轮机构、输送带，电机带动链轮机构，链轮带动输送带传输，下层输送机构(8)包括电机、链轮机构、输送带，电机带动链轮机构，链轮带动输送带传输。

7.如权利要求1所述的全自动智能传感器检测机，其特征在于，

升降机构(12)采用由电机带动的滚珠丝杠和两套根直线轴承组合的机构用于升降，且升降机构(12)的升降面安装水平输送机构，包括电机、链轮机构、输送带，电机带动链轮机构，链轮带动输送带传输。

8.如权利要求1所述的全自动智能传感器检测机，其特征在于，

视觉系统(4)用于对工作台(13)拍摄，视觉系统(4)的工业相机(29)通过相机安装板(28)安装到可调支架(27)上，可调支架(27)底座安装到安装面板(33)上，安装面板(33)固定在铝型材框架(32)上，下端的四周通过灯支架(31)安装LED照明灯(30)。

9.如权利要求1所述的全自动智能传感器检测机，其特征在于，

升降系统(2)安装流利条(39)和防滑出挡板(40)，外侧有铝型材外罩(37)，设备出口配备了安全光幕(34)，入口下端与料筐转运车(1)接触处安装不锈钢挡板(38)。

10.如权利要求1所述的全自动智能传感器检测机，其特征在于，

工作台(13)台面安装水平输送机构是皮带传送机构，包括步进电机带动、两套皮带轮及与皮带轮配合的皮带。

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