CN112621145B - 一种精密探针自动插针机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种精密探针自动插针机，视觉精密振动盘、探针定位检测激光、旋转平台、第一视觉相机以及直线电机分别设于机架上，所述探针定位检测激光位于视觉精密振动盘和旋转平台之间，所述第一视觉相机位于直线电机靠近旋转平台一侧，所述第二视觉相机位于直线电机上，一个气缸与一个吸料组件连接，各气缸与吸料组件分别均匀设于旋转平台上，真空发生器组件与各吸料组件连接，探针装配针座设于针座工装夹具上，针座工装夹具设于直线电机上。本发明和人工插针相比，效率远远高于人工，大大节省了人工成本；人工长时间插针眼睛疲劳后，插针质量得不到保证，设备长时间自动插针，插针质量可以得到保证。

Description

一种精密探针自动插针机

技术领域

本发明涉及探针自动插针领域，尤其涉及的是一种精密探针自动插针机。

背景技术

目前精密探针的装配为人工通过镊子夹取探针进行装配，由于精密探针外形尺寸很小，直径只有φ0.31mm，长度4.75mm不等，并且人工夹取探针装配时，还需要区分探针两端方向进行装配，需要在人工装配时眼睛很专注，所以很容易造成人员工作疲劳，对探针装配质量造成影响，同时工作效率下降。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种精密探针自动插针机，用于解决上述人工工作效率低、人员容易疲劳影响产品质量、改善作业人员工作条件等问题。

本发明的技术方案如下：一种精密探针自动插针机，包括视觉精密振动盘、探针定位检测激光、旋转平台、若干气缸、真空发生器组件、第一视觉相机、若干吸料组件、直线电机、探针装配针座、针座工装夹具、第二视觉相机以及机架。

所述视觉精密振动盘、探针定位检测激光、旋转平台、第一视觉相机以及直线电机分别设于机架上，所述探针定位检测激光位于视觉精密振动盘和旋转平台之间，所述第一视觉相机位于直线电机靠近旋转平台的一侧，所述第二视觉相机位于直线电机上。

一个所述气缸与一个吸料组件连接，各所述气缸与吸料组件分别均匀设于旋转平台上，所述真空发生器组件与各吸料组件连接，所述探针装配针座设于针座工装夹具上，所述针座工装夹具设于直线电机上。

优选的，所述直线电机上还设置有对位YZ滑台，所述针座工装夹具设于对位YZ滑台上。

优选的，所述视觉精密振动盘包括直振控制器、圆振控制器、直振组件、圆振盘、探针筛选组件、探针回流管、探针回流吹气管以及探针吸取组件，所述直振控制器与直振组件电性连接，所述圆振控制器与圆振盘电性连接，所述直振组件与圆振盘非接触相接，所述探针筛选组件位于直振组件的轨道上，所述探针回流管与探针回流吹气管连通，所述探针回流管朝向圆振盘，所述探针回流吹气管位于直振组件前端，所述探针吸取组件位于直振组件前端。

优选的，所述探针筛选组件包括探针判别相机、视觉光源、筛选吹气管，所述探针判别相机位于直振组件和圆振盘连接处上方，所述视觉光源位于直振组件的轨道下方，所述筛选吹气管位于直振组件和圆振盘连接处一侧，所述筛选吹气管朝向圆振盘。

优选的，所述直振组件包括直振轨道和探针回流通道，所述直振轨道设置有两个并排的槽道，其中一个槽道与探针回流通道连接，另一个槽道与圆振盘对接，所述探针回流通道中设置探针回流管和探针回流吹气管，所述探针回流吹气管位于探针回流通道前端，所述探针吸取组件位于直振轨道前端。

优选的，所述探针吸取组件包括探针定位真空吸管组以及探针位置检测光纤，所述探针定位检测激光位于探针定位真空吸管组前端的上方，所述探针位置检测光纤位于探针定位真空吸管组下方。

优选的，所述探针定位真空吸管组包括若干并排设置的真空吸口，所述探针位置检测光纤包括若干并排设置的真空光纤，各所述真空吸口与一个真空光纤一一对应。

优选的，所述吸料组件包括吸嘴、吸嘴安装架、导轨连接板、导轨以及快速接头，所述吸嘴设于吸嘴安装架上，所述吸嘴安装架设于导轨连接板上，所述导轨连接板设于导轨上，所述导轨固定于旋转平台上，所述气缸与导轨连接板连接，所述吸嘴的后侧与快速接头连接，所述快速接头与真空发生器组件连接。

优选的，所述导轨连接板的一侧设置有缓冲块，所述缓冲块前侧设置有缓冲器，所述缓冲器固定于旋转平台上。

优选的，所述吸嘴可上下调节固定于吸嘴安装架上，所述吸嘴安装架可左右调节固定于导轨连接板上。

采用上述各个技术方案，本发明和人工插针相比，效率远远高于人工，大大节省了人工成本；人工长时间插针眼睛疲劳后，插针质量得不到保证，设备长时间自动插针，插针质量可以得到保证。自动化程度高，操作人员只需要把多个针座装夹在精密探针针座工装夹具上，简便的安装在对位yz滑台上，按下启动按钮就可以实现全部自动插针流程，插针完成后蜂鸣报警灯提示更换密探针针座工装夹具。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的视觉振动盘放大示意图；

图3为本发明的中间部分放大示意图；

图4为本发明的插针部分放大示意图；

图5为本发明的旋转平台、气缸以及吸料组件示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。

如图1～5，一种精密探针自动插针机，包括视觉精密振动盘1、探针定位检测激光2、旋转平台3、若干气缸4、真空发生器组件5、第一视觉相机6、若干吸料组件7、直线电机8、探针装配针座9、针座工装夹具10、第二视觉相机11以及机架13。第一视觉相机6用于检测探针装配针座9的针孔位置以及针孔是否有探针，第二视觉相机11用于检测吸料组件7中的探针位置，再通过计算机软件系统对第一视觉相机6和第二视觉相机11的位置信息等进行比对，以精准完成探针的插针。

如图5，旋转平台3实际上包括DD马达31和转盘基板32，DD马达31的输出轴与转盘基板32的中心底部连接。吸料组件7和气缸4的数量分别为八个，即八个吸料组件7呈圆周排布在转盘基板32上，通过DD马达31的精准转动，使每个吸料组件7精准转动到对应的位置。

如图1，视觉精密振动盘1、探针定位检测激光2、旋转平台3、第一视觉相机6以及直线电机8分别设于机架13上，探针定位检测激光2位于视觉精密振动盘1和旋转平台3之间，第一视觉相机6位于直线电机8靠近旋转平台3的一侧，第二视觉相机11位于直线电机8上。一个气缸4与一个吸料组件7连接，各气缸4与吸料组件7分别均匀设于旋转平台3上，真空发生器组件5与各吸料组件7连接，探针装配针座9设于针座工装夹具10上，针座工装夹具10设于直线电机8上。

如图4，为了更加精准的使探针装配针座9与吸料组件7对准，以便于精准插针，直线电机8上还设置有对位YZ滑台12，针座工装夹具10设于对位YZ滑台12上，通过对位YZ滑台12调整探针装配针座9的相对位置。

如图2，视觉精密振动盘1包括直振控制器101、圆振控制器102、直振组件1013、圆振盘105、探针筛选组件、探针回流管107、探针回流吹气管1010以及探针吸取组件。直振控制器101与直振组件1013连接，圆振控制器102与圆振盘105连接。其中，还设置有控制面103，直振控制器101、圆振控制器102分别通过控制面板103与直振组件1013、圆振盘105连接。

直振组件1013与圆振盘105非接触相接，即直振组件1013与圆振盘5的相接处非常接近，但不接触，防止两者的振动影响到彼此，圆振控制器102使圆振盘105将无序的探针振动送至直振组件1013位置。探针筛选组件位于直振组件1013的轨道上，当探针的状态不合格，探针筛选组件将探针吹回圆振盘105，只允许探针状态合格的通过。探针回流管107与探针回流吹气管1010连通，探针回流管107朝向圆振盘105，探针回流吹气管1010位于直振组件1013前端，探针吸取组件位于直振组件1013前端。当探针被探针吸取组件固定时，后面的探针被固定的探针挤落到直振组件1013的另一个槽道中，被探针回流吹气管1010将探针吹到探针回流管107中，最终从探针回流管107掉入圆振盘105，防止探针在前端堆积。

如图2，探针筛选组件包括探针判别相机104、视觉光源108、筛选吹气管106，探针判别相机104位于直振组件1013和圆振盘105连接处上方，视觉光源108位于直振组件1013的轨道下方，直振组件1013的轨道有部分设置为镂空结构，在镂空结构处设置透明玻璃等，光源从玻璃中透过，向上打光。筛选吹气管106位于直振组件1013的轨道上，筛选吹气管106朝向圆振盘105。

工作时，圆振盘105会将精密探针一字排开，送至探针判别相机104的判别位置，探针判别相机104会对精密探针的状态进行判断，符合要求的会直接通过，不符合要求的精密探针，筛选吹气管106会吹气将探针吹落到圆振盘105中重新排序。

直振组件1013包括直振轨道和探针回流通道，直振轨道包括两个并排的槽道，其中一个槽道与探针回流通道连接，直振轨道的另一个槽道与圆振盘105对接，探针回流通道中设置探针回流管107和探针回流吹气管1010，探针回流吹气管1010位于探针回流通道前端，探针吸取组件位于直振轨道前端。

通过双轨道设置，探针在直振轨道的一个槽道中运动至前端，当探针在前端被固定住使，后方的探针容易堆积在一起，导致卡料现象出现。因此在设置两个槽道，后一个探针被阻挡挤到另一个槽道中，而这个槽道与探针回流通道连接。探针回流通道的前端又设置有可以吹气的探针回流吹气管1010，将探针吹到探针回流管107中，探针回流管107对准圆振盘105，探针进入圆振盘105进行重新排序。

与传统的上料方式相比，本发明采用双轨道的开放方式出料，解决了卡料问题；并在直振的前端设计了多个有光纤感应的真空吸孔，当前一个真空光纤感应到探针到达位置后真空口吸住探针，同时后一个真空光纤感应到探针到达位置，后一个真空口才会吸住探针，这种光纤真空吸口的设计既保证了探针针尖不会相互接触卡料又保证了比较高的的效率；振盘相机的应用可以对相同直径各种长度的探针进行判别，增加了振盘对物料的兼容性

如图2，探针吸取组件包括探针定位真空吸管组1011以及探针位置检测光纤1012，所述探针检测激光位于探针定位真空吸管组1011前端的上方，探针位置检测光纤1012位于探针定位真空吸管组1011下方。探针定位真空吸管组1011包括若干并排设置的真空吸口，探针位置检测光纤1012包括若干并排设置的真空光纤，各真空吸口与一个真空光纤一一对应。

当探针检测激光检测到探针时，直振上运送的探针，被探针位置检测光纤1012检测到后，探针定位真空吸管组1011的真空吸口会吸住一个探针，等探针检测激光检测位置的探针被后一工序的自动插针机取走后，探针定位真空吸管组1011才会松开被探针位置检测光纤1012检测到的探针。

如图5，吸料组件7包括吸嘴72、吸嘴安装架73、导轨连接板74、导轨75以及快速接头76，吸嘴72设于吸嘴安装架73上，吸嘴安装架73设于导轨连接板74上，导轨连接板74设于导轨75上，导轨75固定于旋转平台3上，气缸4与导轨连接板74连接，吸嘴72的后侧与快速接头76连接，快速接头76与真空发生器组件5连接。吸嘴72的前端呈喇叭口状，方便吸取探针或吹气插探针。气缸4带动导轨连接板74沿导轨75直线运动，使吸嘴72能前后移动。

为了调整吸嘴72伸出位置，防止吸嘴72多度伸出，导轨连接板74的一侧设置有缓冲块，缓冲块前侧设置有缓冲器71，缓冲器71固定于旋转平台3上。

为了使吸嘴72适应不同探针针座或者吸取不同位置的探针，吸嘴72可上下调节固定于吸嘴安装架73上，所述吸嘴安装架73可左右调节固定于导轨连接板74上。也就是说，吸嘴72位置的调节可以使每个工位准确的吸取或者吹出探针。

本插针机的整体原理如下：工作时由视觉精密振动盘1将探针依据产品装配工艺要求排好顺序，依次送至精密探针定位激光检测位置，然后旋转平台3旋转，使旋转平台3上的八个吸料组件7工位依次对准视觉精密振动盘1。探针送至探针定位检测激光2处后，和吸料组件7连接的真空发生器组件5会开启真空，使吸料组件7具有真空，气缸4会将吸料组件7中的吸嘴72向前推移至可以用真空吸取到探针的位置，真空发生器组件5吸嘴72吸取探针成功后，气缸4会带动吸料组件7退回，旋转平台3旋转，下一个吸料组件7吸取探针。

探针装配针座9装夹在针座工装夹具10上，装夹针座完毕后的针座工装夹具10再安装在对位YZ滑台12上，对位YZ滑台12和第二视觉相机11都安装在直线电机8上。直线电机8将装夹完成的针座工装夹具10移送到第一视觉相机6拍照位置，第一视觉相机6会对每个针座上的探针装配孔位进行坐标定位，第二视觉相机11会对吸料组件7上的探针进行坐标定位。针座上的探针装配孔位坐标和吸料组件7上的探针坐标经过软件计算处理，驱使直线电机8和对位YZ滑台12到达旋转平台3的插针位置，气缸4将吸料组件7的吸嘴72向前推移至插针位置。然后真空发生器组件5会向吸料组件7的吸嘴72吹出气流，使探针插进探针装配针座9孔内。

完成所有插针后，直线电机8会将插针完成后的每个探针装配针座9移至第一视觉相机6位置，进行拍照检测每个探针装配针座9有没有缺少插针，若某一个针座有缺少插针的情况，第一视觉相机6会对缺少插针的孔位进行坐标定位，然后补插。该自动插针机利用双相机定位，有非常高的插针精度，综合误差可以控制在0.015mm以内。气吹的插针方式，可以保证探针在插针失败的情况下，探针不会因为受到外力的情况下而损坏。

采用上述各个技术方案，本发明和人工插针相比，效率远远高于人工，大大节省了人工成本；人工长时间插针眼睛疲劳后，插针质量得不到保证，设备长时间自动插针，插针质量可以得到保证。自动化程度高，操作人员只需要把多个针座装夹在精密探针针座工装夹具上，简便的安装在对位YZ滑台上，按下启动按钮就可以实现全部自动插针流程，插针完成后蜂鸣报警灯提示更换密探针针座工装夹具。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种精密探针自动插针机，其特征在于，包括视觉精密振动盘、探针定位检测激光、旋转平台、若干气缸、真空发生器组件、第一视觉相机、若干吸料组件、直线电机、探针装配针座、针座工装夹具、第二视觉相机以及机架；

所述视觉精密振动盘、探针定位检测激光、旋转平台、第一视觉相机以及直线电机分别设于机架上，所述第二视觉相机设于直线电机上，所述探针定位检测激光位于视觉精密振动盘和旋转平台之间，所述第一视觉相机位于直线电机靠近旋转平台的一侧；

一个所述气缸与一个吸料组件连接，各所述气缸与吸料组件分别均匀设于旋转平台上，所述真空发生器组件与各吸料组件连接，所述探针装配针座设于针座工装夹具上，所述针座工装夹具设于直线电机上；

所述视觉精密振动盘包括直振控制器、圆振控制器、直振组件、圆振盘、探针筛选组件、探针回流管、探针回流吹气管以及探针吸取组件，所述直振控制器与直振组件电性连接，所述圆振控制器与圆振盘电性连接，所述直振组件与圆振盘非接触相接，所述探针筛选组件位于直振组件的轨道上，所述探针回流管与探针回流吹气管连通，所述探针回流管朝向圆振盘，所述探针回流吹气管位于直振组件前端，所述探针吸取组件位于直振组件前端。

2.根据权利要求1所述的精密探针自动插针机，其特征在于，所述直线电机上还设置有对位YZ滑台，所述针座工装夹具设于对位YZ滑台上。

3.根据权利要求1所述的精密探针自动插针机，其特征在于，所述探针筛选组件包括探针判别相机、视觉光源、筛选吹气管，所述探针判别相机位于直振组件和圆振盘连接处上方，所述视觉光源位于直振组件的轨道下方，所述筛选吹气管位于直振组件和圆振盘连接处一侧，所述筛选吹气管朝向圆振盘。

4.根据权利要求3所述的精密探针自动插针机，其特征在于，所述直振组件包括直振轨道和探针回流通道，所述直振轨道设置有两个并排的槽道，其中一个槽道与探针回流通道连接，另一个槽道与圆振盘对接，所述探针回流通道中设置探针回流管和探针回流吹气管，所述探针回流吹气管位于探针回流通道前端，所述探针吸取组件位于直振轨道前端。

5.根据权利要求4所述的精密探针自动插针机，其特征在于，所述探针吸取组件包括探针定位真空吸管组以及探针位置检测光纤，所述探针定位检测激光位于探针定位真空吸管组前端的上方，所述探针位置检测光纤位于探针定位真空吸管组下方。

6.根据权利要求5所述的精密探针自动插针机，其特征在于，所述探针定位真空吸管组包括若干并排设置的真空吸口，所述探针位置检测光纤包括若干并排设置的真空光纤，各所述真空吸口与一个真空光纤一一对应。

7.根据权利要求2所述的精密探针自动插针机，其特征在于，所述吸料组件包括吸嘴、吸嘴安装架、导轨连接板、导轨以及快速接头，所述吸嘴设于吸嘴安装架上，所述吸嘴安装架设于导轨连接板上，所述导轨连接板设于导轨上，所述导轨固定于旋转平台上，所述气缸与导轨连接板连接，所述吸嘴的后侧与快速接头连接，所述快速接头与真空发生器组件连接。

8.根据权利要求7所述的精密探针自动插针机，其特征在于，所述导轨连接板的一侧设置有缓冲块，所述缓冲块前侧设置有缓冲器，所述缓冲器固定于旋转平台上。

9.根据权利要求8所述的精密探针自动插针机，其特征在于，所述吸嘴可上下调节固定于吸嘴安装架上，所述吸嘴安装架可左右调节固定于导轨连接板上。

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