CN113601938B - 一种复合压合系统 - Google Patents

Abstract

本发明旨在提供一种自动上下料、对位精准、自动复检回收不合格品且调试时各个机构不会相互干涉的复合压合系统。本发明包括若干组上下料压合模组、复合板供料模组、复检搬运模组以及机械手模组，上下料压合模组包括相配合的第一直线运输机构以及压合机构，复检搬运模组包括直线搬运机构、第一视觉模块以及回流传送带，若干组上下料压合模组的第一直线运输机构以及复合板供料模组均与机械手模组配合；复合压合系统包括若干相互独立的半自动逻辑单元，半自动逻辑单元用于控制动作机构执行动作，若干半自动逻辑单元均独立设置有调试继电器，任意一个调试继电器的线圈同时与其他调试继电器的常闭开关连接。本发明应用于产品组装系统的技术领域。

Description

一种复合压合系统

技术领域

本发明应用于产品组装系统的技术领域,特别涉及一种复合压合系统。

背景技术

笔记本电脑是人们出差办公或者日常办公常用的电子设备之一，虽然日常使用过程中人们通常会使用外接鼠标的方式进行作业，然而鼠标键盘等外设携带相对比较麻烦，占用空间比较大，故而还是需要使用笔记本自带的触摸板作为操控元件。为了保证触摸板的操控精度，需要保证触摸板元件在压合组装过程中的精准安装，笔记本电脑触摸板的整装贴合主要为将PCB板以及复合板压合为一体，以往整装贴合通常采用人工贴合或半自动贴合，存在耗时长、精度低、错误率高、报废率高的问题，不利于企业生产。

现有公开号为CN110936141A的中国专利，其公开了一种新型笔记本触摸板自动贴合装置，该专利文献中提供了一种通过液压缸实现触摸板压合的机构，但仍需要人工进行上料对位，精度低，错误率高，报废率高。

另公开号为CN104924044A的中国专利，其公开了一种新型笔记本触摸板自动贴合装置，该专利文献中公开了一种具有定位结构的触摸板压合的机构，但仍需要人工进行复检，耗时长。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种自动上下料、对位精准、自动复检回收不合格品且调试时各个机构不会相互干涉的复合压合系统。

本发明所采用的技术方案是：本发明包括若干组上下料压合模组、复合板供料模组、复检搬运模组以及机械手模组，所述上下料压合模组包括相配合的第一直线运输机构以及压合机构，所述复检搬运模组包括直线搬运机构、第一视觉模块以及回流传送带，若干组所述上下料压合模组的所述第一直线运输机构以及所述复合板供料模组均与所述机械手模组配合，所述直线搬运机构搬运产品在若干所述上下料压合模组、所述第一视觉模块以及所述回流传送带之间移动；所述复合压合系统包括若干相互独立的半自动逻辑单元，所述半自动逻辑单元用于控制动作机构执行动作，若干所述半自动逻辑单元均独立设置有调试继电器，任意一个所述调试继电器的线圈同时与其他所述调试继电器的常闭开关连接。

由上述方案可见，通过所述第一直线运输机构实现与外部的运输机构或作业员配合，进行PCB板的上料和压合产品的下料，同时通过设置所述复检搬运模组进行压合产品的自动检测，实现快速甄别不合格产品进行回收减少人工劳动强度，并实现准确快速的识别压合状态，提高生产效率。所述直线搬运机构配合进行压合产品的夹起和搬运，并与所述第一视觉模组配合实现对压合产品的外观进行图像捕获，进而获取产品在压合过程中是否出现偏差，通过偏差值判断是否符合出货标准，所述直线搬运机构通过判断结果执行放回所述第一直线运输机构或置于所述回流传送带，其中所述回流传送带用于回收不合格的产品。通过为每个动作机构设置所述调试继电器，实现在进入调试模式时，动作模组之间的相互锁定，防止两个以上动作机构同时启动并进入调试动作，避免动作机构间没有协同通信的情况下启动而导致相互碰撞，在调试过程中保护动作机构。另外，所述复合板供料模组能够自主上料运行，在第一次启动之后无需人工再次启动，内部将一直循环，直到停止生产或者原料耗尽；上下料压合模组为人工上下料线路，投料后人为启动；出料后，等待操作员投料再次启动；正是这种部分线路自循环，分工序同步进行的方法，才使这套复合压合系统的动作逻辑变得简单、合理、高效。

一个优选方案是，所述复合板供料模组包括上料机构、所述第二直线运输机构、中转平台、撕膜机构以及第二视觉模块，所述第二直线运输机构带动所述上料机构输出的物料移动至所述中转平台，所述机械手模组与所述中转平台配合进行物料的取料，所述机械手模组与所述撕膜机构配合进行物料上覆膜的撕除，所述第二视觉模块与所述机械手模组配合获取物料的姿态信息。

由上述方案可见，通过所述上料机构将层叠的物料依次分离并推动至取料位，所述第二直线运输机构将所述取料位的物料夹取并移动至所述中转平台处，所述中转平台用于承载物料以及分别与所述机械手模组、所述第二直线运输机构配合，通过设置所述中转平台实现所述机械手模组所述中转平台无需相互等待，节省中转时间提高效率。通过设置所述撕膜机构针对贴附有保护膜的物料进行撕膜处理，其中通过夹紧和真空吸附的原理实现保护膜的夹持限位，配合所述机械手模组实现自动撕膜，而没有覆膜的物料则无需进行撕膜处理。通过所述第二视觉模组进行物料与所述机械手模组之间的位置偏差检测，进而实现调整所述机械手模组的放置姿态，保证该物料能够准确的与另一物料贴合，保证压合能够精准的进行。

进一步优选方案是所述复合压合系统还包括以下作业步骤：

步骤S1.作业员或外部运输机构将物料置于所述第一直线运输机构上的载具后，所述第一直线运输机构带动载具移动至贴合工位，所述上料机构将层叠的另一物料抬升至取料工位，所述第二直线运输机构进行该物料的夹持并带动该物料移动至所述中转平台上；

步骤S2.所述机械手模组移动至所述中转平台进行物料的夹取，接着将物料移动至所述撕膜机构，所述撕膜机构夹紧物料覆膜的边缘并通过真空吸附将覆膜吸紧，由所述机械手模组带动物料移动实现将覆膜撕除，所述机械手模组将撕除覆膜后的移动至所述第二视觉模块上方，所述第二视觉模块捕捉物料的特征以及所述机械手模组的特征，生成物料与所述机械手模组之间的位置参数，其中所述位置参数包括物料边缘与所述机械手模组边缘特征之间的间距和角度偏差；

步骤S3.所述机械手模组根据物料的位置参数进行姿态调整，并移动至所述贴合工位，将两个物料贴合在一起并限位在所述线运输机构的载具上，完成贴合后所述机械手模组复位，所述第一直线运输机构带动完成贴合的产品移动还在所述压合机构下，所述压合机构的活动部件下降并与产品接触，在活动部件与产品接触后对产品施加压力使两个物料压合固定为一体；

步骤S4.所述直线搬运机构从所述第一直线运输机构的载具上取出产品后移动至所述第一视觉模块，所述第一视觉模块捕抓所述直线搬运机构上夹取的产品图像并获取产品两个组成部件的边缘特征，判断是否存在边缘特征错位；

步骤S5.完成检测后，所述直线搬运机构将合格品放置回所述第一直线运输机构的载具上进行下料，非合格品则移动至所述回流传送带处放置并进行回收。

由上述方案可见，通过所述第一直线运输机构以及所述复合板供料模组分别进行需要压合的两种物料的供应，分别通过所述第一视觉模组和所述第二视觉模组进行图像识别，进而获取复合板物料以及压合后产品上的特征，包括边缘距离、角度偏差等，进而实现调整两个物料贴合时的姿态，以及检测是否完成压合。

一个优选方案是所述复合压合系统还包括以下调试复位步骤：

步骤S6.在断电或停机后进行复位作业时，外部的控制端先控制所述机械手模组复位，再控制所述直线搬运机构的Z轴机构复位，最后再控制若干所述第一直线运输机构和所述直线搬运机构的水平移动结构复位；

步骤S7.进行调试时，进行调试时，其中一个所述半自动逻辑单元启动时通过所述调试继电器与其他所述半自动逻辑单元达成互锁，在第二个所述半自动逻辑单元启动时断开已启动的所述半自动逻辑单元。

由上述方案可见，通过采用让所述机械手模组先回原回到安全的位置，确保其他移动轴无论运动到哪个位置都不会与所述机械手模组发生撞击，再将所有的Z轴复位，确保所有的XY轴运动时，不会与Z轴发生撞击，在Z轴回原完成后，同时将所有的X轴、Y轴复位，最后所有的气缸复位，完成整机复位。另外，通过所述调试继电器实现单一动作机构启动时与其他动作机构达成互锁，保证调试过程中只有一个动作机构在运行，避免调试时动作机构之间发生碰撞。

附图说明

图1是本发明的作业流程图；

图2是本发明的复位流程图。

实施方式

在本实施例中，本发明包括若干组上下料压合模组、复合板供料模组、复检搬运模组以及机械手模组，所述上下料压合模组包括相配合的第一直线运输机构以及压合机构，所述复检搬运模组包括直线搬运机构、第一视觉模块以及回流传送带，所述第一直线运输机构的活动端上设置有取料气缸，所述取料气缸的活动端上设置有真空吸盘，若干组所述上下料压合模组的所述第一直线运输机构以及所述复合板供料模组均与所述机械手模组配合，所述直线搬运机构搬运产品在若干所述上下料压合模组、所述第一视觉模块以及所述回流传送带之间移动；所述复合压合系统包括若干相互独立的半自动逻辑单元，所述半自动逻辑单元用于控制动作机构执行动作，若干所述半自动逻辑单元均独立设置有调试继电器，任意一个所述调试继电器的线圈同时与其他所述调试继电器的常闭开关连接。

在本实施例中，所述第一直线运输机构的载具上设置有与PCB板配合的真空吸盘和光电感应器，通过真空吸盘对PCB板进行吸附定位，同时载具上设置有导向结构，光电感应器检测是否放置PCB板，所述第一直线运输机构带动载具在各个工位之间进行移动运输。

在本实施例中，所述机械手模组包括机械手单元和第三视觉模块，所述第三视觉模块设置在所述机械手单元的活动端上，所述机械手单元的活动端还设置有若干真空吸盘结构，真空吸盘结构用于进行物料的夹持搬运等作业，通过所述第三视觉模组进行视觉识别，实现获取物料的位置进行取料。

在本实施例中，所述压合机构包括下压Z轴组件以及设置在下压Z轴组件活动端上的压力传感器，通过压力传感器进行压力数据的获取，伺服系统搭配压合传感器，可保证每次压合的压合在设定的固定值内，进而在压合过程中准确的控制下压Z轴组件的行程，防止损伤产品。

在本实施例中，所述复合板供料模组包括上料机构、第二直线运输机构、中转平台、撕膜机构以及第二视觉模块，所述第二直线运输机构带动所述上料机构输出的物料移动至所述中转平台，所述机械手模组与所述中转平台配合进行物料的取料，所述机械手模组与所述撕膜机构配合进行物料上覆膜的撕除，所述第二视觉模块与所述机械手模组配合获取物料的姿态信息。所述上料机构包括供料箱、产品感应器、光纤传感器以及上料Z轴组件，上料Z轴组件用于带动物料从供料箱中抬升至取料工位；产品感应器进行供料箱中物料存储情况的检测，空料时报警；光纤传感器检测是否有物料到达取料工位。所述第二直线运输机构包括搬运Y轴组件和搬运Z轴组件，搬运Y轴组件和搬运Z轴组件为直线电机或气缸或电缸等直线动力单元，搬运Z轴组件设置在搬运Y轴组件的活动端上，搬运Z轴组件的活动端上设置有真空吸盘，进而通过负压进行取料作业。

在本实施例中，所述撕膜机构包括夹爪、等离子气刀以及撕膜气缸，所述夹爪用于夹紧覆膜，所述撕膜气缸带动所述夹爪拉动覆膜实现撕掉覆膜，等离子气刀用于掀开覆膜的边角使夹爪能够夹紧覆膜的边缘，同时在撕膜的过程中辅助。

在本实施例中，所述第一视觉模块、所述第二视觉模块以及所述第三视觉模块为工业相机。通过设置三组视觉模块实现从取料，到贴合，再到复检，都通过视觉模块计算出正确的贴合坐标，保证贴合的稳定性及其重复性。由于视觉定位带来的精度提高，有效的降低了贴合的报废率。

如图1所示，所述复合压合系统还包括以下作业步骤：

步骤S1.作业员或外部运输机构将物料置于所述第一直线运输机构上的载具后，所述第一直线运输机构带动载具移动至贴合工位，所述上料机构将层叠的另一物料抬升至取料工位，所述第二直线运输机构进行该物料的夹持并带动该物料移动至所述中转平台上；

步骤S2.所述机械手模组移动至所述中转平台进行物料的夹取，接着将物料移动至所述撕膜机构，所述撕膜机构夹紧物料覆膜的边缘并通过真空吸附将覆膜吸紧，由所述机械手模组带动物料移动实现将覆膜撕除，所述机械手模组将撕除覆膜后的移动至所述第二视觉模块上方，所述第二视觉模块捕捉物料的特征以及所述机械手模组的特征，生成物料与所述机械手模组之间的位置参数，其中所述位置参数包括物料边缘与所述机械手模组边缘特征之间的间距和角度偏差，同时所述机械手模组的第三视觉模块对所述第一直线运输机构的载具上的物料进行拍照检测，进而通过两个物料的位置信息进行匹配调整贴合参数，并计算得出贴合坐标；

步骤S3.所述机械手模组根据物料的位置参数进行姿态调整，并移动至所述贴合工位，将两个物料贴合在一起并限位在所述线运输机构的载具上，完成贴合后所述机械手模组复位，所述第一直线运输机构带动完成贴合的产品移动还在所述压合机构下，所述压合机构的活动部件下降并与产品接触，在活动部件与产品接触后对产品施加压力使两个物料压合固定为一体；

步骤S4.所述直线搬运机构从所述第一直线运输机构的载具上取出产品后移动至所述第一视觉模块，所述第一视觉模块捕抓所述直线搬运机构上夹取的产品图像并获取产品两个组成部件的边缘特征，判断是否存在边缘特征错位；

步骤S5.完成检测后，所述直线搬运机构将合格品放置回所述第一直线运输机构的载具上进行下料，非合格品则移动至所述回流传送带处放置并进行回收。

如图2所示，所述复合压合系统还包括以下调试复位步骤：

步骤S6.在断电或停机后进行复位作业时，外部的控制端先控制所述机械手模组复位，再控制所述直线搬运机构的Z轴机构复位，最后再控制若干所述第一直线运输机构和所述直线搬运机构的水平移动结构复位；

步骤S7.进行调试时，进行调试时，其中一个所述半自动逻辑单元启动时通过所述调试继电器与其他所述半自动逻辑单元达成互锁，在第二个所述半自动逻辑单元启动时断开已启动的所述半自动逻辑单元。

在本实施例中，所述复合压合系统包括PLC控制器、复合板供料半自动逻辑单元、复合板转移半自动逻辑单元、撕膜半自动逻辑单元、PCB进料半自动逻辑单元、贴合半自动逻辑单元、压合半自动逻辑单元、复检半自动逻辑单元以及出料半自动逻辑单元，每个半自动逻辑单元相互独立运行并执行相应的动作步骤，所述PLC控制器通过依次调用半自动逻辑单元实现自动压合作业，在执行调试作业时，所述PLC控制器通过所述调试继电器实现只执行一个所述半自动逻辑单元。

所述复合板供料半自动逻辑单元触发之后，先利用光纤传感器判断是否需要供料，判定为有料时直接给供料完成信号，完成该逻辑；判断无料时上料Z轴组件向上运动，直到光纤传感器感应到有料，完成该逻辑。

所述复合板转移半自动逻辑单元触发后，搬运Y轴组件运动到供料箱上方的取料位，利用搬运Z轴组件与真空吸取料，再用搬运Y轴组件运动到所述中转平台放料，完成该逻辑。

所述撕膜半自动逻辑单元触发后，所述机械手模组运动前往所述中转平台取料，再运动到夹爪位等待撕膜；到位后，夹爪加紧，气缸下拉，完成撕膜动作；撕膜完成后所述机械手模组回到安全位置，完成该逻辑。

所述PCB进料半自动逻辑单元触发后，监控光电感应器的状态，若检测载具上无料，所述第一直线运输机构运动到进料工位，完成进料动作。

所述贴合半自动逻辑单元触发后，所述机械手模组运动到所述第二视觉模块的位置，让所述第二视觉模块拍取产品的两个对角，计算出当前复合板产品的位置；然后运动到贴合位，利用所述第三视觉模块拍取PCB产品的两个对角，计算出当前PCB产品的位置；最后由视觉系统将两个坐标进行计算得出贴合坐标发送给所述机械手模组，完成贴合动作。

所述压合半自动逻辑单元触发后，所述第一直线运输机构带动载具运动到压合工位；然后，下压Z轴组件缓慢下降，下降到压力数值达标后，再向上运动，完成压合。

所述复检半自动逻辑单元触发后，所述第一直线运输机构和所述直线搬运机构运动到复检位，利用气缸和真空吸抓取已经压合好成品；最后通过所述第一视觉模块抓取产品各边缘的值，再将判定结果发送给所述PLC控制器。若通过产品则放回载具；若不合格，产品则放置在所述回流传送带上。

所述出料半自动逻辑单元触发后，所述第一直线运输机构运动到出料位，完成出料动作。

Claims (2)

1.一种复合压合系统，其特征在于，它包括若干组上下料压合模组、复合板供料模组、复检搬运模组以及机械手模组，所述上下料压合模组包括相配合的第一直线运输机构以及压合机构，所述复检搬运模组包括直线搬运机构、第一视觉模块以及回流传送带，若干组所述上下料压合模组的所述第一直线运输机构以及所述复合板供料模组均与所述机械手模组配合，所述直线搬运机构搬运产品在若干所述上下料压合模组、所述第一视觉模块以及所述回流传送带之间移动；所述复合压合系统包括若干相互独立的半自动逻辑单元，所述半自动逻辑单元用于控制动作机构执行动作，若干所述半自动逻辑单元均独立设置有调试继电器，任意一个所述调试继电器的线圈同时与其他所述调试继电器的常闭开关连接；所述复合板供料模组包括上料机构、第二直线运输机构、中转平台、撕膜机构以及第二视觉模块，所述第二直线运输机构带动所述上料机构输出的物料移动至所述中转平台，所述机械手模组与所述中转平台配合进行物料的取料，所述机械手模组与所述撕膜机构配合进行物料上覆膜的撕除，所述第二视觉模块与所述机械手模组配合获取物料的姿态信息；所述机械手模组包括机械手单元和第三视觉模块，所述第三视觉模块设置在所述机械手单元的活动端上，所述机械手单元的活动端还设置有若干真空吸盘结构；所述压合机构包括下压Z轴组件以及设置在下压Z轴组件活动端上的压力传感器，通过压力传感器进行压力数据的获取；所述撕膜机构包括夹爪、等离子气刀以及撕膜气缸，所述夹爪用于夹紧覆膜，所述撕膜气缸带动所述夹爪拉动覆膜实现撕掉覆膜，等离子气刀用于掀开覆膜的边角使夹爪能够夹紧覆膜的边缘；所述复合压合系统包括以下作业步骤：

步骤S1.作业员或外部运输机构将物料置于所述第一直线运输机构上的载具后，所述第一直线运输机构带动载具移动至贴合工位，所述上料机构将层叠的另一物料抬升至取料工位，所述第二直线运输机构进行该物料的夹持并带动该物料移动至所述中转平台上；

步骤S2.所述机械手模组移动至所述中转平台进行物料的夹取，接着将物料移动至所述撕膜机构，所述撕膜机构夹紧物料覆膜的边缘并通过真空吸附将覆膜吸紧，由所述机械手模组带动物料移动实现将覆膜撕除，所述机械手模组将撕除覆膜后的移动至所述第二视觉模块上方，所述第二视觉模块捕捉物料的两个对角特征以及所述机械手模组的特征，生成物料与所述机械手模组之间的位置参数，其中所述位置参数包括物料边缘与所述机械手模组边缘特征之间的间距和角度偏差，同时所述机械手模组的第三视觉模块对所述第一直线运输机构的载具上的物料进行拍照检测，获得物料两个对角计算物料当前位置，通过两个物料的位置信息进行匹配调整贴合参数，并计算得出贴合坐标；

步骤S3.所述机械手模组根据物料的位置参数进行姿态调整，并移动至所述贴合工位，将两个物料贴合在一起并限位在所述线运输机构的载具上，完成贴合后所述机械手模组复位，所述第一直线运输机构带动完成贴合的产品移动还在所述压合机构下，所述压合机构的活动部件下降并与产品接触，在活动部件与产品接触后对产品施加压力使两个物料压合固定为一体，并在压力数值达标后，再向上运动；

步骤S4.所述直线搬运机构从所述第一直线运输机构的载具上取出产品后移动至所述第一视觉模块，所述第一视觉模块捕抓所述直线搬运机构上夹取的产品图像并获取产品两个组成部件的边缘特征，判断是否存在边缘特征错位；

步骤S5.完成检测后，所述直线搬运机构将合格品放置回所述第一直线运输机构的载具上进行下料，非合格品则移动至所述回流传送带处放置并进行回收。

2.根据权利要求1所述的一种复合压合系统，其特征在于，它包括以下调试复位步骤：

步骤S6.在断电或停机后进行复位作业时，外部的控制端先控制所述机械手模组复位，再控制所述直线搬运机构的Z轴机构复位，最后再控制若干所述第一直线运输机构和所述直线搬运机构的水平移动结构复位；

步骤S7.进行调试时，其中一个所述半自动逻辑单元启动时通过所述调试继电器与其他所述自动逻辑单元达成互锁，在第二个所述半自动逻辑单元启动时断开已启动的所述半自动逻辑单元。

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