CN113772418A - 一种取料装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种取料装置，用于拾取物料，包括：基台，设有用于收容物料的料腔；第一取料件，设于基台上，第一取料件具有第一工作端面，第一工作端面上设有多个第一取料孔，第一取料件被配置为通过多个第一取料孔吸附料腔内的物料；以及喷气组件，喷气组件被配置为朝向第一工作端面喷射气流以使第一工作端面位于多个第一取料孔之外的区域上的物料被吹落；其中，第一取料件可相对料腔升降，以使第一工作端面具有位于料腔的物料面之上的第一状态和位于料腔的物料面之下的第二状态；喷气组件响应于第一工作端面由第二状态向第一状态的改变而朝向第一工作端面喷射气流。

Description

一种取料装置

技术领域

本发明涉及智能制造技术领域，尤其涉及一种取料装置。

背景技术

柔性线路板又称柔性电路板，是用柔性的绝缘基材制成的印刷电路。柔性线路板焊接时需要在柔性线路板上涂覆一层助焊剂，并将锡球放入线路板的焊盘中进行融化，再将元器件通过融化的锡料与焊盘连接。

现有技术中通常是依靠工人手动放置锡球，而用于焊接的锡球的尺寸又较小，存在取料精准度低、工作效率较低的问题。因此，有必要对现有技术予以改良以克服现有技术中的所述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种取料装置，能够实现自动化拾取物料，有效提高了取料精准度和工作效率。

为解决上述技术问题，本发明提供一种取料装置，用于拾取物料，包括：基台，设有用于收容所述物料的料腔；第一取料件，设于所述基台上，所述第一取料件具有第一工作端面，所述第一工作端面上设有多个第一取料孔，所述第一取料件被配置为通过所述多个第一取料孔吸附所述料腔内的所述物料；以及喷气组件，所述喷气组件被配置为朝向所述第一工作端面喷射气流以使所述第一工作端面位于所述多个第一取料孔之外的区域上的物料被吹落；其中，所述第一取料件可相对所述料腔升降，以使所述第一工作端面具有位于所述料腔的物料面之上的第一状态和位于所述料腔的物料面之下的第二状态；所述喷气组件响应于所述第一工作端面由所述第二状态向所述第一状态的改变而朝向所述第一工作端面喷射气流。

优先地，上述的取料装置，所述基台上凹陷形成有凹槽，所述凹槽的上方盖设有盖板，所述凹槽和所述盖板围设形成所述料腔；其中，所述盖板上设有通孔，所述喷气组件喷射的气流通过所述通孔进入所述料腔内。

优先地，上述的取料装置，所述凹槽的槽口尺寸大于所述凹槽的槽底尺寸，并且在沿所述槽口至所述槽底的方向上，所述凹槽的截面呈逐渐减小的态势。

优先地，上述的取料装置，所述盖板朝向所述凹槽的一侧设有导向面，所述导向面以所述通孔的中心轴线为中心环形分布；所述导向面被配置为使得所述料腔内的物料在受所述喷气组件的喷射气流的作用下顺着所述导向面落回料腔内。

优先地，上述的取料装置，所述喷气组件包括可移动地设于所述基台上的活动板，所述活动板位于所述盖板远离所述基台的一侧，所述活动板上设有与外部气源连通的出气口；其中，所述出气口响应于所述活动板的移动而靠近所述通孔或是远离所述通孔。

优先地，上述的取料装置，在沿所述活动板至所述基台的方向上，所述活动板和所述盖板之间存在预设间隙；其中，所述预设间隙被构造为形成供所述料腔内的气流流出所述料腔的出风通道。

优先地，上述的取料装置，所述预设间隙的取值范围为0.1～0.5mm；进一步地，所述预设间隙的大小为0.2mm。

优先地，上述的取料装置，所述喷气组件还包括第一驱动件，所述第一驱动件与所述活动板连接；其中，所述第一驱动件被配置为驱使所述活动板做直线往复运动。

优先地，上述的取料装置，所述活动板上还设有用于连通所述外部气源与所述出气口的进气口，所述进气口处设有真空过滤器。

优先地，上述的取料装置，所述第一取料件贯穿所述料腔的腔底设置，所述料腔的腔底形成有用于供所述第一取料件穿设的贯穿孔；在所述第一状态下，所述第一工作端面位于所述料腔内；在所述第二状态下，所述第一工作端面位于所述料腔内；或者，所述第一工作端面位于所述料腔的腔底；或者，所述第一工作端面位于所述贯穿孔内。

优先地，上述的取料装置，所述第一取料孔与所述物料接触的端口处设有扩口部，所述扩口部被构造为增大所述第一取料孔与所述物料之间的接触面积。

优先地，上述的取料装置，在沿所述第一工作端面由所述第一状态运动至所述第二状态的运动方向上，所述扩口部的内径呈逐渐减小的态势。

优先地，上述的取料装置，所述扩口部的孔壁为圆锥面；或者，所述扩口部的孔壁为球面；或者，所述扩口部的孔壁为折线面。

优先地，上述的取料装置，还包括升降组件，所述升降组件包括与所述第一取料件连接的第二驱动件，所述第二驱动件被配置为驱使所述第一取料件做升降运动。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明提供的取料装置，其第一取料件可升降设于料腔内，并通过第一取料件上的第一取料孔吸取料腔内的物料，喷气组件能够将第一工作端面上多余的物料吹去，具有取料方便，取料精准度高，工作效率高的优点。

附图说明

图1是本发明提供的取料装置在前视方向上的立体图；

图2是本发明提供的取料装置在后视方向上的立体图；

图3是图1中第一取料件与基台之间的位置关系示意图；

图4是图1中盖板的结构示意图；

图5是图1中活动板的结构示意图；

图6是图1中第一取料件的结构示意图；

图7是图6的剖面结构示意图；

图8是图7中I区域的放大结构示意图；

图9是本发明提供的取料装置的喷气组件在吹气时的示意图。

附图标记说明：

100-第一取料件；110-第一工作端面；120-第一取料孔；121-扩口部；130-安装部；200-基台；210-凹槽；220-盖板；221-通孔；222-导向面；300-喷气组件；310-活动板；311-进气口；312-出气口；320-第一驱动件；330-真空过滤器；400-升降组件；410-第二驱动件；420-连接板。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图，对本发明的具体实施方式做详细的说明。需要理解的是，下述的“上”、“下”、“顶”、“底”等指示方位或位置关系的词语仅基于附图所示的方位或位置关系，仅为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置/元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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至图9所示，本发明提供了一种取料装置，用于拾取物料，包括：基台200，设有用于收容物料的料腔；第一取料件100，设于基台200上，第一取料件100具有第一工作端面110，第一工作端面110上设有多个第一取料孔120，第一取料件100被配置为通过多个第一取料孔120吸附料腔内的物料；以及喷气组件300，喷气组件300被配置为朝向第一工作端面110喷射气流以使第一工作端面110位于多个第一取料孔120之外的区域上的物料被吹落；其中，第一取料件100可相对料腔升降，以使第一工作端面110具有位于料腔的物料面之上的第一状态和位于料腔的物料面之下的第二状态；喷气组件300响应于第一工作端面110由第二状态向第一状态的改变而朝向第一工作端面110喷射气流。上述料腔的物料面是指料腔内若干锡球堆叠后的高度，类似于液体的液面高度。

在一种示意性的场景中，上述物料为锡球，本发明的取料装置用于拾取锡球。值得注意的是，上述举例中取料装置被用作为锡球的拾取，仅是本装置一种可行的适用场景。在其他可行且不可被明确排除的场景中，取料装置也可以用作为其他类型物料的拾取。

下文将主要以取料装置用于拾取锡球作为主述场景来阐述。但基于上文描述可知，本发明实施例的保护范围并不因此而受到限定。

在本发明中，请参阅图3并结合图9所示，第一取料件100呈柱状体，可以是圆柱体、方柱体、椭圆柱体等。考虑到生产、加工及安装的方便性，优选地，第一取料件100呈圆柱体。第一取料件100的顶端部形成有上述第一工作端面110。本发明中，第一取料孔120以圆形阵列的方式分布，第一取料孔120的数量根据实际情况而定。

请参阅图6至图8所示，第一取料件100呈内部中空设置，第一取料件100的中空腔沿第一取料件100的轴向方向延伸，并且与第一取料孔120连通。第一取料件100的中空腔与外部的负压发生器(图未示)连接，以使第一取料孔120处形成负压。由此，第一取料件100利用负压形成的抽吸力吸取料腔内的锡球，具有取料方便，工作效率高的优点。

第一取料孔120与锡球接触的端口处设有扩口部121。在沿第一工作端面110由第一状态运动至第二状态的运动方向上(由上至下的方向上)，扩口部121的内径呈逐渐减小的态势。上述扩口部121用于增大第一取料孔120与锡球之间的接触面积，进而提高第一取料孔120的吸附力，由此，锡球能够牢固地吸附于第一取料孔120处。

扩口部121的孔壁的形状有多种，可以为圆锥面，也可以为球面，还可以为折线面。当扩口部121的孔壁为圆锥面时，扩口部121的锥角M的取值范围为：110°～126°，锥角M可取110°、118°、126°等数值的角度，也可以是锥角M的角度在110°至126°之间以1°、2°、3°、4°、5°、6°、7°、8°、9°为间隔单位的增长。

第一取料件100与料腔之间的位置关系如下：第一取料件100可以完全设于料腔内；第一取料件100也可以部分设于料腔内，部分位于料腔外侧。在本发明中，为了减小第一取料件100对料腔空间的占用率，在一实施例中，请参阅图3所示，第一取料件100贯穿料腔的腔底设置，料腔的腔底形成有用于供第一取料件100穿设的贯穿孔。由此，第一取料件100一部分位于料腔内，另一部分位于料腔外。

第一工作端面110相对于料腔的位置视工作情况而定，具体如下。当第一工作端面110处于第一状态时，第一工作端面110位于料腔内。当第一工作端面110处于第二状态时，第一工作端面110具有如下三种位置情况：第一种，第一工作端面110位于料腔内；第二种，第一工作端面110位于料腔的腔底；第三种，第一工作端面110位于贯穿孔内，即第一工作端面110位于料腔外侧。

在本发明中，第一工作端面110在第二状态下的位置根据料腔内锡球的数量决定。当料腔内的锡球数量较多时，料腔的物料面较高，上述物料面较高可以理解为：料腔的物料面远离料腔的腔底，此时，第一工作端面110位于料腔内即可实现取料。当料腔内的锡球数量较少时，料腔的物料面较低，上述物料面较低可以理解为：料腔的物料面靠近料腔的腔底，此时，第一工作端面110需下降于料腔的腔底或者位于贯穿孔内实现取料。由此，能够有效保证料腔内的所有锡球都能够被拾取到。

在第一工作端面110位于贯穿孔内的情况下，第一工作端面110低于料腔的腔底。优选地，第一工作端面110与料腔的腔底之间存在0.2mm的高度差。

在本发明中，料腔可以是开放式的，也可以是封闭式的。上述开放式是指：当喷气组件300朝向第一工作端面110喷射气流时，锡球处在一个开放的环境，此时，若喷气组件300喷射的气流过大，则易造成锡球从料腔内飞溅至外部环境中。上述封闭式是指：当喷气组件300朝向第一工作端面110喷射气流时，锡球处在一个相对封闭的环境，锡球不易受喷射气流的影响而飞溅至外部环境中。

在一实施例中，请参阅图1并结合图3所示，基台200上凹陷形成有凹槽210，凹槽210的上方盖设有盖板220，凹槽210和盖板220围设形成料腔。盖板220上设有通孔221，喷气组件300喷射的气流通过通孔221进入料腔内。由此，能够形成封闭式的料腔，有效避免在喷气组件300喷射气流时锡球飞溅至外部环境中。

在本发明中，凹槽210呈顶部开口设置，凹槽210沿由上至下的方向延伸。凹槽210的顶部开口为槽口，凹槽210的底部形成其槽底。其中，凹槽210的槽口尺寸大于凹槽210的槽底尺寸，并且在沿槽口至槽底的方向上，凹槽210的截面呈逐渐减小的态势。上述“截面”是指附图3中水平方向上的截面。由此，凹槽210内的锡球具有朝向凹槽210中心聚拢的运动态势，以利于第一取料件100吸取锡球。

凹槽210的形状有多种，譬如，凹槽210的槽口呈方形，凹槽210的槽底也呈方形，凹槽210的槽壁呈倾斜平面；也可以是凹槽210的槽口呈圆形，凹槽210的槽底也呈圆形，以形成漏斗结构；还可以是凹槽210的槽口呈方形，凹槽210的槽底呈圆形，凹槽210的槽壁为曲面。可以理解地，上述凹槽210的形状包括但不限于上述情况，其他利用槽口尺寸和槽底尺寸不同而获得锡球朝向凹槽210中心聚拢的方案均为本发明的保护范围。

盖板220固设于凹槽210的上方，盖板220和基台200之间可拆卸连接。盖板220可以是通过螺栓连接实现可拆卸连接，也可以通过卡扣实现可拆卸连接。在本发明中，盖板220和基台200之间通过螺栓连接，由此，工人能够方便地查看凹槽210内锡球的情况，还便于检修和维护。

在本发明中，喷气组件300能够将第一工作端面110上多余的锡球除去，由此，喷气组件300可保证第一工作端面110每次拾取的锡球数量相等，有效提高了取料的可靠性和精准度。

在本发明中，请参阅图1至图3所示，喷气组件300包括可移动地设于基台200上的活动板310和驱使活动板310做直线往复运动的第一驱动件320，第一驱动件320与活动板310连接。活动板310位于盖板220远离基台200的一侧，上述盖板220远离基台200的一侧为盖板220的上方，即活动板310设于盖板220的上方。

请参阅图5所示，活动板310上设有进气口311和出气口312，进气口311用于连通外部气源与出气口312。其中，活动板310内部还形成有用于连通进气口311和出气口312的空气流道，出气口312依次通过空气流道和进气口311实现与外部气源连通。

出气口312的孔径小于进气口311的孔径，且出气口312的数量设置有多个。在本发明中，将出气口312的数量设置为多个的用意是：用于匀风，以使气流均匀地吹向第一工作端面110，在确保第一工作端面110上多余的锡球被吹落的同时防止气流过大而将第一取料孔120处的锡球吹落。

出气口312响应于活动板310的运动而靠近通孔221或是远离通孔221。当活动板310远离盖板220时，带动出气口312远离通孔221，此时，通孔221上方无遮挡，通孔221处于敞开的状态。在此状态下，工人可通过通孔221向料腔内添加锡球。

当第一工作端面110在取料后需去除其上多余的锡球时，可通过第一驱动件320驱使活动板310靠近盖板220，以使出气口312靠近通孔221。为了能够使得第一工作端面110上多余的锡球被顺利地吹落，第一工作端面110位于通孔221的正下方。

吹气时，出气口312无限地接近通孔221，并且在通孔221的轴向方向上出气口312和通孔221的投影至少部分重叠。优选地，出气口312和通孔221的投影在通孔221的轴向方向上完全重叠。

考虑到出气口312喷射的气流在进入料腔后还需流出料腔，以保持料腔内外气压的平衡。在本发明中，请参阅图9所示，在沿活动板310至基台200的方向上(由上至下的方向上)，活动板310和盖板220之间存在预设间隙Q。上述预设间隙Q的设置是为了形成出风通道，从而使得料腔内的气流通过上述出风通道流出料腔。在本发明中，利用相邻的活动板310和盖板220之间形成出风通道，无需另设出风结构，有效减少了零件数量，具有结构简单紧凑的优点。

锡球的直径较小，通常为0.5mm左右，在本发明中，预设间隙Q的取值范围为0.1～0.5mm，由上述可知，预设间隙Q的大小等于或是小于锡球的直径，由此，锡球不易通过上述预设间隙Q。

进一步地，预设间隙Q可以是0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm等数值的间距，也可以是数值在0.1mm至0.5mm之间以0.05mm为间隔单位的增长。优选地，预设间隙Q的大小为0.2mm。

考虑到锡球的重量较轻，锡球在喷射气流的作用下易到处乱飞、不易下落。在本发明中，请继续参阅图4和图9所示，盖板220朝向凹槽210的一侧设有导向面222，导向面222以通孔221的中心轴线为中心环形分布。导向面222被配置为使得料腔内的锡球在受喷气组件300的喷射气流的作用下顺着导向面222落回料腔内，能够有效避免锡球随着气流飞出料腔。

考虑到外部气源输送至活动板310内的气体内可能夹杂了水气和灰尘，若将含有水气和灰尘的气体输送至料腔，则易影响锡球的质量，从而影响焊接质量。鉴于此，进气口311处设有真空过滤器330，真空过滤器330用于过滤外部气源中的水气、灰尘等杂质，从而有效保障了料腔内锡球的质量。

为了实现第一取料件100相对料腔升降，所述的取料装置还包括升降组件400。请参阅图3所示，升降组件400包括与第一取料件100连接的第二驱动件410，第二驱动件410被配置为驱使第一取料件100做升降运动。在本发明中，第一驱动件320和第二驱动件410为具有直线往复运动功能的驱动件，可以为气缸、液压缸、丝杠单元、直线模组等驱动件。在一实施例中，第一驱动件320和第二驱动件410均为气缸。

升降组件400还包括与第二驱动件410连接的连接板420，第一取料件100固设于连接板420的上方。第一取料件100靠近连接板420侧的端部上成型有安装部130，第一取料件100通过安装部130设于连接板420上，安装部130通过螺栓紧固在连接板420上。以第二驱动件410为气缸为例，连接板420设于气缸的活塞杆的自由端部上，通过活塞杆的运动而带动第一取料件100在上下方向上升降。

在本发明中，料腔的数量可以是一个，也可以是两个或者多个。附图3中展示的是设置有多个料腔的情况，多个料腔之间相互独立且等间隔分布，每一料腔内均设有上述第一取料件100。上述料腔之间相互独立是指：每个料腔可实现单独拾取锡球，由此，能够有效提高取料效率。

附图1中只设有一块盖板220和一块活动板310，上述一块盖板220作用于多个凹槽210，上述一块活动板310作用于多个通孔221，有效减少了零件数量，具有结构简单的优点。

可以理解地，当设有多个料腔时，升降组件400可只设置一个，也可以与第一取料件100一一对应设置。在本发明中，升降组件400只设有一个，多个第一取料件100由一个升降组件400驱动，有效简化了结构。

上述已经充分描述了取料装置的结构，本领域技术人员将理解如下的工作过程：

在初始状态下，活动板310远离盖板220，第一工作端面110靠近料腔的腔底，此时，通孔221上方无遮挡，通孔221处于敞开的状态，工人可通过通孔221向料腔内添加锡球；

第一取料件100的取料过程如下：通过第二驱动件410驱使第一工作端面110朝向通孔221侧移动，当第一工作端面110高于料腔内的物料面且到达预设取料高度时，第二驱动件410驱使第一工作端面110停止运动，此时第一工作端面110上附着有若干锡球；

多余锡球去除过程如下：通过第一驱动件320驱使活动板310移动至盖板220的正上方，出气口312位于通孔221的正上方且无限地接近通孔221，此时，出气口312朝向第一工作端面110喷射气流，此时，位于多个第一取料孔120之外的区域上的锡球被吹落，从而完成锡球的拾取。

上述仅为本发明的一个具体实施方式，其它基于本发明构思的前提下做出的任何改进都视为本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种取料装置，用于拾取物料，其特征在于，包括：

基台(200)，设有用于收容所述物料的料腔；

第一取料件(100)，设于所述基台(200)上，所述第一取料件(100)具有第一工作端面(110)，所述第一工作端面(110)上设有多个第一取料孔(120)，所述第一取料件(100)被配置为通过所述多个第一取料孔(120)吸附所述料腔内的所述物料；以及

喷气组件(300)，所述喷气组件(300)被配置为朝向所述第一工作端面(110)喷射气流以使所述第一工作端面(110)位于所述多个第一取料孔(120)之外的区域上的物料被吹落；

其中，所述第一取料件(100)可相对所述料腔升降，以使所述第一工作端面(110)具有位于所述料腔的物料面之上的第一状态和位于所述料腔的物料面之下的第二状态；

所述喷气组件(300)响应于所述第一工作端面(110)由所述第二状态向所述第一状态的改变而朝向所述第一工作端面(110)喷射气流。

2.如权利要求1所述的取料装置，其特征在于，

所述基台(200)上凹陷形成有凹槽(210)，所述凹槽(210)的上方盖设有盖板(220)，所述凹槽(210)和所述盖板(220)围设形成所述料腔；

其中，所述盖板(220)上设有通孔(221)，所述喷气组件(300)喷射的气流通过所述通孔(221)进入所述料腔内。

3.如权利要求2所述的取料装置，其特征在于，

所述凹槽(210)的槽口尺寸大于所述凹槽(210)的槽底尺寸，并且在沿所述槽口至所述槽底的方向上，所述凹槽(210)的截面呈逐渐减小的态势。

4.如权利要求2所述的取料装置，其特征在于，

所述盖板(220)朝向所述凹槽(210)的一侧设有导向面(222)，所述导向面(222)以所述通孔(221)的中心轴线为中心环形分布；

所述导向面(222)被配置为使得所述料腔内的物料在受所述喷气组件(300)的喷射气流的作用下顺着所述导向面(222)落回料腔内。

5.如权利要求2所述的取料装置，其特征在于，

所述喷气组件(300)包括可移动地设于所述基台(200)上的活动板(310)，所述活动板(310)位于所述盖板(220)远离所述基台(200)的一侧，所述活动板(310)上设有与外部气源连通的出气口(312)；

其中，所述出气口(312)响应于所述活动板(310)的移动而靠近所述通孔(221)或是远离所述通孔(221)。

6.如权利要求5所述的取料装置，其特征在于，

在沿所述活动板(310)至所述基台(200)的方向上，所述活动板(310)和所述盖板(220)之间存在预设间隙；

其中，所述预设间隙被构造为形成供所述料腔内的气流流出所述料腔的出风通道。

7.如权利要求6所述的取料装置，其特征在于，

所述预设间隙的取值范围为0.1～0.5mm；进一步地，所述预设间隙的大小为0.2mm。

8.如权利要求5所述的取料装置，其特征在于，

所述喷气组件(300)还包括第一驱动件(320)，所述第一驱动件(320)与所述活动板(310)连接；

其中，所述第一驱动件(320)被配置为驱使所述活动板(310)做直线往复运动。

9.如权利要求5所述的取料装置，其特征在于，

所述活动板(310)上还设有用于连通所述外部气源与所述出气口(312)的进气口(311)，所述进气口(311)处设有真空过滤器(330)。

10.如权利要求1所述的取料装置，其特征在于，

所述第一取料件(100)贯穿所述料腔的腔底设置，所述料腔的腔底形成有用于供所述第一取料件(100)穿设的贯穿孔；

在所述第一状态下，所述第一工作端面(110)位于所述料腔内；

在所述第二状态下，所述第一工作端面(110)位于所述料腔内；或者，所述第一工作端面(110)位于所述料腔的腔底；或者，所述第一工作端面(110)位于所述贯穿孔内。

11.如权利要求1所述的取料装置，其特征在于，

所述第一取料孔(120)与所述物料接触的端口处设有扩口部(121)，所述扩口部(121)被构造为增大所述第一取料孔(120)与所述物料之间的接触面积。

12.如权利要求11所述的取料装置，其特征在于，

在沿所述第一工作端面(110)由所述第一状态运动至所述第二状态的运动方向上，所述扩口部(121)的内径呈逐渐减小的态势。

13.如权利要求12所述的取料装置，其特征在于，

所述扩口部(121)的孔壁为圆锥面；或者，

所述扩口部(121)的孔壁为球面；或者，

所述扩口部(121)的孔壁为折线面。

14.如权利要求1所述的取料装置，其特征在于，还包括升降组件(400)，所述升降组件(400)包括与所述第一取料件(100)连接的第二驱动件(410)，所述第二驱动件(410)被配置为驱使所述第一取料件(100)做升降运动。

Images