CN113301720B - 一种印刷电路板生产用自动机械手臂及工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了电路板自动生产技术领域的一种印刷电路板生产用自动机械手臂及工作方法，包括装夹装置、翻转装置和进给装置，进给装置包括底座，底座的上方固定安装有一号电机，一号电机的输出端固定安装有一号进给齿轮，螺纹杆贯穿一号竖直进给板和二号竖直进给板，螺纹杆的活动配合有丝杠，翻转装置包括外盘，外盘的顶部与丝杠固定连接，外盘的内腔转动配合有内盘，内盘的外壁固定安装有内盘固定筒，内盘固定筒的内腔设置为矩形空腔，内盘固定筒的内腔活动配合有矩形长板，装夹装置包括装夹头和装夹箱，本发明实现对装夹后的印刷电路板实现多自由度精确控制，并且可以便于印刷电路板的翻转，便于实现印刷电路板的自动化加工。

Description

一种印刷电路板生产用自动机械手臂及工作方法

技术领域

本发明涉及电路板自动生产技术领域，具体为一种印刷电路板生产用自动机械手臂及工作方法。

背景技术

在印刷电路板（PCB）用表面组装技术（Surface Mount Technology）搭载好常规零件后，通常有一些配件仍然需要人工组装来完成，例如组装散热片、导电泡棉、屏蔽盖等。现有工艺基本都是人工流水线的方式手工安装，从智能制造及自动化生产上考虑，需要实现各种加工工具的自动定位，作业量大，设备多，往复切换，不方便使用，本发明旨在实现对装夹后的印刷电路板实现多自由度精确控制，便于实现印刷电路板的自动化加工。

基于此，本发明设计了一种印刷电路板生产用自动机械手臂及工作方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种印刷电路板生产用自动机械手臂及工作方法，以解决上述背景技术中提出印刷电路板从智能制造及自动化生产上考虑，需要实现各种加工工具的自动定位，作业量大，设备多，往复切换，不方便使用，本发明旨在实现对装夹后的印刷电路板实现多自由度精确控制，便于实现印刷电路板的自动化加工的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种印刷电路板生产用自动机械手臂，包括装夹装置、翻转装置和进给装置，所述进给装置包括底座，所述底座的顶部固定安装有限位内杆和限位外杆，所述限位内杆和限位外杆的顶部固定安装有上顶板，所述底座的上方固定安装有一号电机，所述一号电机的输出端固定安装有一号进给齿轮，所述底座的上方设置有一号竖直进给板和二号竖直进给板，所述一号竖直进给板设置有纵向内腔，所述限位内杆与一号竖直进给板滑动配合，所述一号竖直进给板的外壁固定设置有一号齿条，所述一号齿条与一号进给齿轮啮合，所述二号竖直进给板的侧壁固定安装有二号电机，所述二号电机的输出端固定安装有螺纹杆，所述螺纹杆贯穿一号竖直进给板和二号竖直进给板，所述螺纹杆的活动配合有丝杠;

所述翻转装置包括外盘，所述外盘的顶部与丝杠固定连接，所述外盘的内腔转动配合有内盘，所述内盘的外壁固定安装有内盘固定筒，所述内盘固定筒的内腔设置为矩形空腔，所述内盘固定筒的内腔活动配合有矩形长板，所述矩形长板的一端外壁均匀设置有三号齿条，所述内盘的外壁固定安装有三号电机，所述三号电机的输出端固定安装有三号进给齿轮，所述三号进给齿轮与三号齿条啮合，所述外盘的外壁固定安装有电机端板，所述电机端板的外壁固定安装有四号电机，所述四号电机的输出端固定安装有四号齿轮，所述内盘的外壁均匀设置有内盘齿，所述四号齿轮与内盘齿啮合，所述外盘的外壁固定安装有若干组外盘连接座，所述外盘连接座的另一端固定安装有套筒，所述套筒与内盘固定筒转动配合;

所述装夹装置包括装夹头和装夹箱，所述装夹头与矩形长板固定连接，所述装夹头的顶部转动配合有装夹头上板，所述装夹头上板的顶部固定安装有旋钮，所述旋钮与装夹头转动配合，所述装夹头的底部螺纹配合有螺纹柱调节钮，所述装夹箱的包括若干组空心箱和调节长条，所述空心箱的外壁固定安装有定位箱，所述调节长条的外壁均匀设置有四号齿条，所述空心箱的侧壁滑动安装有电路板卡板，所述电路板卡板的外壁固定安装有两组电路板卡齿，所述定位箱的内腔活动设置有内板，所述内板的外壁固定安装有若干组定位卡齿，所述定位卡齿与四号齿条啮合，所述内板的外壁固定安装有内板圆筒，所述定位箱的外壁开设有横向矩形槽，所述定位箱内壁开设有纵向矩形槽，所述横向矩形槽与纵向矩形槽之间设置有圆槽，所述圆槽内腔横向插接有调节柱，所述调节柱的一端固定安装有多调节钮，所述调节柱的外壁固定安装有定位板，所述调节柱的另一端固定安装有弹簧安装板，所述弹簧安装板的侧壁设置有弹簧，所述弹簧位于内板圆筒内腔。

优选的，所述底座的顶部固定安装有垫位箱，所述垫位箱的顶部固定安装有一号电机卡板，所述一号电机卡板与一号电机固定连接。

优选的，所述一号竖直进给板和二号竖直进给板之间固定安装有光杆，所述外盘的底部固定安装有光杆滑块，所述光杆滑块与光杆滑动配合。

优选的，所述二号竖直进给板的外壁固定设置有凸起，所述凸起与限位外杆滑动配合。

优选的，所述矩形长板的一端固定安装有尾端板。

一种印刷电路板生产用自动机械手臂的工作方法，

S1.旋转旋钮，将装夹头上板转动180°，将装夹箱从装夹头上取下；

S2.手动操作多调节钮，旋转90°，使定位卡齿与四号齿条脱离，手动拉伸调节长条与空心箱，自由调节装夹箱的尺寸；

S3.挑选合适规格的，将印刷电路板的侧边槽与配合，将印刷电路板夹在两组电路板卡齿之间，调节装夹箱的尺寸，进一步夹紧印刷电路板；

S4.手动转动多调节钮，旋转90°并按压多调节钮尾端，使定位卡齿与四号齿条紧密啮合；

S5.将装夹箱安装在装夹头上，手动旋转旋钮，将装夹头上板转动180°，手动钮紧螺纹柱调节钮，固定装夹箱的位置；

S6.控制一号电机的正反向启动与关闭，实现印刷电路板的上下移动，控制二号电机的正反向启动与关闭，实现印刷电路板的左右移动，控制三号电机正反向启动与关闭，实现印刷电路板的前后移动，控制四号电机单向启动与关闭，实现印刷电路板的翻转。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过手动将慕印刷电路板安装在装夹箱上，通过调节长条与空心箱的滑动配合，自由调节装夹箱的尺寸大小，适配不同大小的印刷电路板，通过电路板卡板可更换的设计，使装置能够适配不同的印刷电路板，通过装夹头的设置，使装置能够以印刷电路板的一角定位为原点，进行定位，初步固定印刷电路板后，通过手动旋转多调节钮，使定位板与纵向矩形槽卡合，通过弹簧的作用使四号齿条与定位卡齿紧紧的卡合，实现对印刷电路板的固定，通过操作旋钮，将装夹箱安装在装夹头内，通过螺纹柱调节钮，将装夹箱进行固定，控制一号电机的正反向启动与关闭，通过一号齿条与一号进给齿轮的啮合，实现一号竖直进给板和二号竖直进给板在限位内杆和限位外杆的限位下上下移动，实现印刷电路板的上下移动，控制二号电机的正反向启动与关闭，通过丝杠与螺纹杆的配合，实现印刷电路板的左右移动，控制三号电机正反向启动与关闭，通过矩形长板与三号进给齿轮的配合，精确控制装夹头的前后位置，实现印刷电路板的前后移动，控制四号电机单向启动与关闭，通过四号齿轮和内盘齿的啮合和内盘固定筒与套筒的设置，实现印刷电路板的翻转，通过较重质量四号电机的设置，保证印刷电路板在以一端为原点进行工作时，不会发生倾斜，本发明实现对装夹后的印刷电路板实现多自由度精确控制，并且可以便于印刷电路板的翻转，通过一端设置为起点，便于后期对印刷电路板上设置坐标进行定位，能够适配不同大小的印刷电路板，操作简单，工作稳定，便于实现印刷电路板的自动化加工。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明主视角结构示意图；

图2为本发明后视角结构示意图；

图3为本发明仰视角结构示意图；

图4为本发明工作筒剖视俯视角结构示意图；

图5为本发明工作筒定位箱内腔横向截面结构示意图；

图6为本发明工作筒定位箱内腔纵向截面结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-底座，2-限位外杆，3-限位内杆，4-上顶板，5-一号竖直进给板，6-二号竖直进给板，7-凹槽，8-螺纹杆，9-丝杠，10-二号电机，11-外盘，12-内盘，13-内盘齿，14-电机端板，15-四号电机，16-四号齿轮，17-外盘连接座，18-套筒，19-内盘固定筒，20-矩形长板，21-尾端板，22-三号电机，23-三号进给齿轮，24-一号齿条，25-垫位箱，26-一号电机，27-一号电机卡板，28-一号进给齿轮，29-装夹头，30-装夹头上板，31-旋钮，32-螺纹柱调节钮，33-空心箱，34-定位箱，35-电路板卡板，36-电路板卡齿，37-调节长条，38-四号齿条，39-内板，40-定位卡齿，41-内板圆筒，42-横向矩形槽，43-多调节钮，44-纵向矩形槽，45-弹簧，46-圆槽，47-调节柱，48-弹簧安装板，49-定位板，50-光杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种印刷电路板生产用自动机械手臂，包括装夹装置、翻转装置和进给装置，进给装置包括底座1，底座1的顶部固定安装有限位内杆3和限位外杆2，限位内杆3和限位外杆2的顶部固定安装有上顶板4，底座1的上方固定安装有一号电机26，一号电机26的输出端固定安装有一号进给齿轮28，底座1的上方设置有一号竖直进给板5和二号竖直进给板6，一号竖直进给板5设置有纵向内腔，限位内杆3与一号竖直进给板5滑动配合，一号竖直进给板5的外壁固定设置有一号齿条24，一号齿条24与一号进给齿轮28啮合，二号竖直进给板6的侧壁固定安装有二号电机10，二号电机10的输出端固定安装有螺纹杆8，螺纹杆8贯穿一号竖直进给板5和二号竖直进给板6，螺纹杆8的活动配合有丝杠9;

翻转装置包括外盘11，外盘11的顶部与丝杠9固定连接，外盘11的内腔转动配合有内盘12，内盘12的外壁固定安装有内盘固定筒19，内盘固定筒19的内腔设置为矩形空腔，内盘固定筒19的内腔活动配合有矩形长板20，矩形长板20的一端外壁均匀设置有三号齿条，内盘12的外壁固定安装有三号电机22，三号电机22的输出端固定安装有三号进给齿轮23，三号进给齿轮23与三号齿条啮合，外盘11的外壁固定安装有电机端板14，电机端板14的外壁固定安装有四号电机15，四号电机15的输出端固定安装有四号齿轮16，内盘12的外壁均匀设置有内盘齿13，四号齿轮16与内盘齿13啮合，外盘11的外壁固定安装有若干组外盘连接座17，外盘连接座17的另一端固定安装有套筒18，套筒18与内盘固定筒19转动配合;

装夹装置包括装夹头29和装夹箱，装夹头29与矩形长板20固定连接，装夹头29的顶部转动配合有装夹头上板30，装夹头上板30的顶部固定安装有旋钮31，旋钮31与装夹头29转动配合，装夹头29的底部螺纹配合有螺纹柱调节钮32，装夹箱的包括若干组空心箱33和调节长条37，空心箱33的外壁固定安装有定位箱34，调节长条37的外壁均匀设置有四号齿条38，空心箱33的侧壁滑动安装有电路板卡板35，电路板卡板35的外壁固定安装有两组电路板卡齿36，定位箱34的内腔活动设置有内板39，内板39的外壁固定安装有若干组定位卡齿40，定位卡齿40与四号齿条38啮合，内板39的外壁固定安装有内板圆筒41，定位箱34的外壁开设有横向矩形槽42，定位箱34内壁开设有纵向矩形槽44，横向矩形槽42与纵向矩形槽44之间设置有圆槽46，圆槽46内腔横向插接有调节柱47，调节柱47的一端固定安装有多调节钮43，调节柱47的外壁固定安装有定位板49，调节柱47的另一端固定安装有弹簧安装板48，弹簧安装板48的侧壁设置有弹簧45，弹簧45位于内板圆筒41内腔。

其中，底座1的顶部固定安装有垫位箱25，垫位箱25的顶部固定安装有一号电机卡板27，一号电机卡板27与一号电机26固定连接，一号竖直进给板5和二号竖直进给板6之间固定安装有光杆50，外盘11的底部固定安装有光杆滑块，光杆滑块与光杆50滑动配合，二号竖直进给板6的外壁固定设置有凸起，凸起与限位外杆2滑动配合，矩形长板20的一端固定安装有尾端板21。

一种印刷电路板生产用自动机械手臂的工作方法，

S1.旋转旋钮，将装夹头上板转动180°，将装夹箱从装夹头上取下；

S2.手动操作多调节钮，旋转90°，使定位卡齿与四号齿条脱离，手动拉伸调节长条与空心箱，自由调节装夹箱的尺寸；

S3.挑选合适规格的，将印刷电路板的侧边槽与配合，将印刷电路板夹在两组电路板卡齿之间，调节装夹箱的尺寸，进一步夹紧印刷电路板；

S4.手动转动多调节钮，旋转90°并按压多调节钮尾端，使定位卡齿与四号齿条紧密啮合；

S5.将装夹箱安装在装夹头上，手动旋转旋钮，将装夹头上板转动180°，手动钮紧螺纹柱调节钮，固定装夹箱的位置；

S6.控制一号电机的正反向启动与关闭，实现印刷电路板的上下移动，控制二号电机的正反向启动与关闭，实现印刷电路板的左右移动，控制三号电机正反向启动与关闭，实现印刷电路板的前后移动，控制四号电机单向启动与关闭，实现印刷电路板的翻转。

本实施例的一个具体应用为：本发明通过手动将慕印刷电路板安装在装夹箱上，通过调节长条37与空心箱33的滑动配合，自由调节装夹箱的尺寸大小，适配不同大小的印刷电路板，通过电路板卡板35可更换的设计，使装置能够适配不同的印刷电路板，通过装夹头29的设置，使装置能够以印刷电路板的一角定位为原点，进行定位，初步固定印刷电路板后，通过手动旋转多调节钮43，使定位板49与纵向矩形槽44卡合，通过弹簧45的作用使四号齿条38与定位卡齿40紧紧的卡合，实现对印刷电路板的固定，通过操作旋钮31，将装夹箱安装在装夹头29内，通过螺纹柱调节钮32，将装夹箱进行固定，控制一号电机26的正反向启动与关闭，通过一号齿条24与一号进给齿轮28的啮合，实现一号竖直进给板5和二号竖直进给板6在限位内杆3和限位外杆2的限位下上下移动，实现印刷电路板的上下移动，控制二号电机10的正反向启动与关闭，通过丝杠9与螺纹杆8的配合，实现印刷电路板的左右移动，控制三号电机22正反向启动与关闭，通过矩形长板20与三号进给齿轮23的配合，精确控制装夹头29的前后位置，实现印刷电路板的前后移动，控制四号电机15单向启动与关闭，通过四号齿轮16和内盘齿13的啮合和内盘固定筒19与套筒18的设置，实现印刷电路板的翻转，通过较重质量四号电机15的设置，保证印刷电路板在以一端为原点进行工作时，不会发生倾斜，本发明实现对装夹后的印刷电路板实现多自由度精确控制，并且可以便于印刷电路板的翻转，通过一端设置为起点，便于后期对印刷电路板上设置坐标进行定位，能够适配不同大小的印刷电路板，操作简单，工作稳定，便于实现印刷电路板的自动化加工。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种印刷电路板生产用自动机械手臂，包括装夹装置、翻转装置和进给装置，其特征在于：所述进给装置包括底座（1），所述底座（1）的顶部固定安装有限位内杆（3）和限位外杆（2），所述限位内杆（3）和限位外杆（2）的顶部固定安装有上顶板（4），所述底座（1）的上方固定安装有一号电机（26），所述一号电机（26）的输出端固定安装有一号进给齿轮（28），所述底座（1）的上方设置有一号竖直进给板（5）和二号竖直进给板（6），所述一号竖直进给板（5）设置有纵向内腔，所述限位内杆（3）与一号竖直进给板（5）滑动配合，所述一号竖直进给板（5）的外壁固定设置有一号齿条（24），所述一号齿条（24）与一号进给齿轮（28）啮合，所述二号竖直进给板（6）的侧壁固定安装有二号电机（10），所述二号电机（10）的输出端固定安装有螺纹杆（8），所述螺纹杆（8）贯穿一号竖直进给板（5）和二号竖直进给板（6），所述螺纹杆（8）的活动配合有丝杠（9）; 所述翻转装置包括外盘（11），所述外盘（11）的顶部与丝杠（9）固定连接，所述外盘（11）的内腔转动配合有内盘（12），所述内盘（12）的外壁固定安装有内盘固定筒（19），所述内盘固定筒（19）的内腔设置为矩形空腔，所述内盘固定筒（19）的内腔活动配合有矩形长板（20），所述矩形长板（20）的一端外壁均匀设置有三号齿条，所述内盘（12）的外壁固定安装有三号电机（22），所述三号电机（22）的输出端固定安装有三号进给齿轮（23），所述三号进给齿轮（23）与三号齿条啮合，所述外盘（11）的外壁固定安装有电机端板（14），所述电机端板（14）的外壁固定安装有四号电机（15），所述四号电机（15）的输出端固定安装有四号齿轮（16），所述内盘（12）的外壁均匀设置有内盘齿（13），所述四号齿轮（16）与内盘齿（13）啮合，所述外盘（11）的外壁固定安装有若干组外盘连接座（17），所述外盘连接座（17）的另一端固定安装有套筒（18），所述套筒（18）与内盘固定筒（19）转动配合;所述装夹装置包括装夹头（29）和装夹箱，所述装夹头（29）与矩形长板（20）固定连接，所述装夹头（29）的顶部转动配合有装夹头上板（30），所述装夹头上板（30）的顶部固定安装有旋钮（31），所述旋钮（31）与装夹头（29）转动配合，所述装夹头（29）的底部螺纹配合有螺纹柱调节钮（32），所述装夹箱的包括若干组空心箱（33）和调节长条（37），所述空心箱（33）的外壁固定安装有定位箱（34），所述调节长条（37）的外壁均匀设置有四号齿条（38），所述空心箱（33）的侧壁滑动安装有电路板卡板（35），所述电路板卡板（35）的外壁固定安装有两组电路板卡齿（36），所述定位箱（34）的内腔活动设置有内板（39），所述内板（39）的外壁固定安装有若干组定位卡齿（40），所述定位卡齿（40）与四号齿条（38）啮合，所述内板（39）的外壁固定安装有内板圆筒（41），所述定位箱（34）的外壁开设有横向矩形槽（42），所述定位箱（34）内壁开设有纵向矩形槽（44），所述横向矩形槽（42）与纵向矩形槽（44）之间设置有圆槽（46），所述圆槽（46）内腔横向插接有调节柱（47），所述调节柱（47）的一端固定安装有多调节钮（43），所述调节柱（47）的外壁固定安装有定位板（49），所述调节柱（47）的另一端固定安装有弹簧安装板（48），所述弹簧安装板（48）的侧壁设置有弹簧（45），所述弹簧（45）位于内板圆筒（41）内腔。

2.根据权利要求1所述的印刷电路板生产用自动机械手臂，其特征在于：所述底座（1）的顶部固定安装有垫位箱（25），所述垫位箱（25）的顶部固定安装有一号电机卡板（27），所述一号电机卡板（27）与一号电机（26）固定连接。

3.根据权利要求1所述的印刷电路板生产用自动机械手臂，其特征在于：所述一号竖直进给板（5）和二号竖直进给板（6）之间固定安装有光杆（50），所述外盘（11）的底部固定安装有光杆滑块，所述光杆滑块与光杆（50）滑动配合。

4.根据权利要求1所述的印刷电路板生产用自动机械手臂，其特征在于：所述二号竖直进给板（6）的外壁固定设置有凸起，所述凸起与限位外杆（2）滑动配合。

5.根据权利要求1所述的印刷电路板生产用自动机械手臂，其特征在于：所述矩形长板（20）的一端固定安装有尾端板（21）。

6.一种印刷电路板生产用自动机械手臂的工作方法，其特征在于：

S1.旋转旋钮，将装夹头上板转动180°，将装夹箱从装夹头上取下；

S2.手动操作多调节钮，旋转90°，使定位卡齿与四号齿条脱离，手动拉伸调节长条与空心箱，自由调节装夹箱的尺寸；

S3.挑选合适规格的，将印刷电路板的侧边槽与配合，将印刷电路板夹在两组电路板卡齿之间，调节装夹箱的尺寸，进一步夹紧印刷电路板；

S4.手动转动多调节钮，旋转90°并按压多调节钮尾端，使定位卡齿与四号齿条紧密啮合；

S5.将装夹箱安装在装夹头上，手动旋转旋钮，将装夹头上板转动180°，手动钮紧螺纹柱调节钮，固定装夹箱的位置；

S6.控制一号电机的正反向启动与关闭，实现印刷电路板的上下移动，控制二号电机的正反向启动与关闭，实现印刷电路板的左右移动，控制三号电机正反向启动与关闭，实现印刷电路板的前后移动，控制四号电机单向启动与关闭，实现印刷电路板的翻转。

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