CN202805184U - 机械手取放设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种机械手取放设备，包括支撑架体、垂直移动模组、水平移动模组、第一机械手臂及第二机械手臂，所述支撑架体支撑所述垂直移动模组、所述水平移动模组、第一机械手臂及第二机械手臂，所述垂直移动模组一端与所述支撑架体相接设置，所述第一机械手臂及第二机械手臂与所述水平移动模组相接设置，所述水平移动模组带动所述第一机械手臂及第二机械手臂在水平方向上水平移动，所述垂直移动模组带动所述第一机械手臂及第二机械手臂在垂直方向自由升降。本实用新型的机械手取放设备提高基板取放效率、提高产品良率及降低危险性。

Description

机械手取放设备

技术领域

本实用新型涉及一种机械取放设备，尤其是涉及一种适用于板材的机械取放设备。 

背景技术

随着电子产业的飞速发展，作为电子产品基本构件的印刷电路板的制作技术显得越来越重要。印刷电路板通常是采用覆铜基板进行加工而成。对于硬性印刷电路板加工工艺而言，由覆铜基板经裁切、钻孔、蚀刻、曝光、显影、压合、成型等一系列工艺制作而成。 

一般地，印刷电路板加工过程中需要在工艺流水线依次经过上述裁切工站、钻孔工站、蚀刻工站、曝光工站、显影工站、压合工站、成型工站等，每一工站加工后的覆铜基板表面对应形成不同的导电线路、防护层等，因此在不同工站之间输送加工过程中的覆铜基板需要多次的取放覆铜基板。所谓“取”，是指将流水线上的加工后的半成品或者成品移动至中转站、或者仓库等位置，以方便运输或者存储；所谓“放”，是指将运输车上或者暂时存放地的产品投放至流水线，以便后续的加工作业。 

现有的工艺流水线中，通常采用人工手动搬运作业的方式，但该种模式存在如下缺陷： 

首先，手工搬运效率较低，且人工成本较高； 

其次，在加工过程中，覆铜基板表面存在多个不同大小的功能元器件，当作业人员手工误操作，触碰存在于上述覆铜基板表面的功能元器件、电路等后，容易造成对半成品或者成品的损坏，降低生产良率； 

再者，就是因为在生产过程中，覆铜基板表面往往存在化学残留液，该类化学液体一旦与皮肤接触，容易对人体产生不同程度的伤害，具危险性。 

鉴于此，如何改善上述印刷电路板的加工设备的缺陷是业界亟待解决的问题。 

实用新型内容

针对现有技术基板运送、取放存在生产效率低下、生产良率低及具危险性的技术问题，本实用新型提供一种生产效率高、良率提升及降低危险性的机械手取放设备。 

一种机械手取放设备，包括支撑架体、垂直移动模组、水平移动模组、第一机械手臂及第二机械手臂，所述支撑架体支撑所述垂直移动模组、所述水平移动模组、第一机械手臂及第二机械手臂，所述垂直移动模组一端与所述支撑架体相接设置，所述第一机械手臂及第二机械手臂与所述水平移动模组相接设置，所述水平移动模组带动所述第一机械手臂及第二机械手臂在水平方向上水平移动，所述垂直移动模组带动所述第一机械手臂及第二机械手臂在垂直方向自由升降。 

作为上述机械手取放设备的进一步改良，所述支撑架体包括底座、二间隔设置的支撑柱及横梁，所述底座支撑所述支撑柱及所述横梁，所述横梁两端架设在所述二支撑柱上，所述垂直移动模组滑动套设在所述横梁上。 

作为上述机械手取放设备的进一步改良，所述垂直移动模组包括滑动支架及升降支架，所述滑动支架套设在所述横梁上，并能够沿所述横梁在水平面内移动，所述升降支架设置在所述滑动支架的端部，并能够相对所述升降支架上升或者下降。 

作为上述机械手取放设备的进一步改良，所述垂直移动模组还包括驱动马达，所述驱动马达与所述滑动支架沿所述横梁水平移动，所述驱动马达驱动所述升降支架在高度方向上升或者下降移动。 

作为上述机械手取放设备的进一步改良，所述水平移动模组包括间隔设置的第一连接挡板及第二连接挡板，所述第一机械手臂与所述第一连接挡板相接设置，所述第二机械手臂与所述第二连接挡板相接设置。 

作为上述机械手取放设备的进一步改良，所述水平移动模组还包括调节旋钮，所述调节旋钮调节所述第一机械手臂、所述第二机械手臂在水平面方向上垂直于横梁方向的移动。 

作为上述机械手取放设备的进一步改良，所述第一机械手臂包括多个第一真空吸盘，所述第二机械手臂包括多个第二真空吸盘，所述第一真空吸盘与所述第二真空吸盘在水平方向间隔设置。 

作为上述机械手取放设备的进一步改良，所述第一机械手臂与所述第二机 械手臂在高度上非同步升降。 

作为上述机械手取放设备的进一步改良，所述第一机械手臂与所述第二机械手臂在水平面内同步移动。 

作为上述机械手取放设备的进一步改良，所述机械手取放设备还包括多个平行间隔设置的垂直移动模组、水平移动模组及第一机械手臂、第二机械手臂，所述多个垂直移动模组间隔设置在所述支撑架体的横梁上，每一水平移动模组对应于其中一垂直移动模组相接设置，所述多个第一机械手臂、第二机械手臂分别对应与其中一水平移动模组相接设置。 

相较于现有技术，本实用新型的机械手取放设备采用水平移动模组和垂直移动模组配合带动所述第一机械手臂及第二机械手臂在三维空间内自由移动，所述第一机械手臂与所述第二机械手臂分别对应实现对板材的移动，有效提高板材堆叠移动取放操作，提高效率的同时，避免人手工操作对板材带来的损坏，提高产品良率。同时，因为采用机械手作业，避免板材与作业人员接触，有效保护操作人员免于化学伤害，降低危险性。 

附图说明

图1是本实用新型第一实施方式所揭示机械手取放设备立体组装结构示意图。 

图2是图1所述机械手取放设备的立体分解结构示意图。 

图3是图2所示机械手取放设备升降原理示意图。 

图4是图2所示机械手取放设备水平移动原理示意图。 

图5a-图5f是图2所示机械手臂移动原理示意图。 

图6是本实用新型第二实施方式所揭示采用机械手取放设备应用于多条基板加工流水线的整体结构示意图。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。 

请参阅图1，是本实用新型所揭示机械手取放设备的立体组装结构示意图。所述机械手取放设备2包括支撑架体21、垂直移动模组23、水平移动模组25、第一机械手臂28及第二机械手臂29。在本实施方式中，设定所述机械 手臂28、29在三维空间的移动方向界定一XYZ坐标轴，其中定义在水平面内的左右移动方向为X轴方向，定义在水平面内的前后移动方向为Y轴方向，定义垂直于所述水平面的高度方向为Z轴方向。 

再请参阅图2，是图1所示机械手取放设备的立体分解示意图。所述支撑架体21是一支撑框架，其支撑所述垂直移动模组23、水平移动模组25、所述第一机械手臂28及第二机械手臂29于设定高度，同时维持所述机械手臂28、29在三维空间内自由移动。 

所述支撑架体21包括二底座211、二支撑柱213及一横梁215。所述底座211是一支撑平台，其设置在水平表面，支撑整个机械手取放设备2。所述支撑柱213是垂直设置在所述底座211上的柱体，所述支撑柱213的延伸方向垂直于水平面，且二支撑柱213相对平行间隔设置。所述横梁215的两端架设在所述支撑柱213的同一高度处，形成平行于水平面放置的水平横梁，实现所述机械手臂28、29在水平方向的左右移动，即X轴方向移动。 

所述垂直移动模组23包括滑动支架231、升降支架233及驱动马达235。所述滑动支架231套设在所述支撑架体21的横梁215上，并能够沿所述横梁215所在轴线上于所述二支撑柱213之间水平滑动。所述横梁215作为所述滑动支架231的水平移动轨道。 

所述升降支架233是一组竖直设置的升降杆2331、2333，其本体设置在所述滑动支架231的端部，且嵌套设置在所述滑动支架231内。所述升降支架233与所述滑动支架231通过滑动枢接方式固定在一起，在所述驱动马达235的驱动作用下，所述升降支架233在竖直方向上相对所述滑动支架231自由升降活动，实现在高度方向的移动，即Z轴方向的移动。同时，所述驱动马达235还可以驱动所述滑动支架233沿所述横梁215在水平面内自由移动。 

所述驱动马达235与所述升降支架233机械相接设置，所述驱动马达235接受外部驱动信号后，对应产生驱动作用力驱动所述升降支架233升降移动。 

所述水平移动模组25实现所述机械手臂28、29在水平方向的前后移动，即Y轴方向移动。所述水平移动模组25包括第一连接挡板251、第二连接挡板253及手动调节旋钮255。所述第一连接挡板251一端连接所述升降支架213，而另一端则固定连接支撑所述第一机械手臂28。所述第二连接挡板253一端与所述升降支架213固定连接，另一端同样与所述第二机械手臂29相接固定在一起，所述第一连接挡板251、第二连接挡板253相对间隔设置，所述 第一机械手臂28与所述第二机械手臂29同样平行间隔设置。所述手动调节旋钮255调节所述机械手臂28、29在Y轴方向的定位，即前后方向的微调。 

所述第一机械手臂28包括四个第一真空吸盘281，所述四个第一真空吸盘281呈正方形矩阵分布设置，所述第一真空吸盘281的开口方向相对水平面侧设置。 

同样，所述第二机械手臂29也包括四个第二真空吸盘291，所述四个第二真空吸盘291呈正方形矩阵设置，所述第二真空吸盘291的开口方向相对所述水平面所在侧表面设置。 

所述真空吸盘281、291是采用真空吸附方式对基板进行吸附，并在所述机械手臂28、29的带动作用下随其同步移动。当然，作为上述实施方式的进一步变形，所述机械手臂28、29还可以通过其他方式实现与待移动的板材实现取放，如磁铁吸附、吸气式吸附、机械夹取等，凡是实现板材与所述机械手臂相互暂时固定在一起的方式皆等同于本创作的变形方式，属于本创作的一致创作方案。 

再请同时参阅图3及图4，其中图3是图2所示机械手取放设备升降原理示意图，图4是图2所示机械手取放设备水平移动原理示意图。首先，在所述机械手取放设备2中，因为所述第一机械手臂28与所述第二机械手臂29分别通过所述连接挡板251、253与所述水平移动模组25相接设置，所以所述第一机械手臂28及第二机械手臂29能够在所述水平移动模组25的带动下在平行于水平面内沿Y轴所在方向前后自由移动。 

其次，因为所述水平移动模组25一端滑动固定在所述垂直移动模组23上，所以所述水平移动模组25能够在竖直方向自由上升或者下降，同时因为所述第一机械手臂28、第二机械手臂29通过所述连接挡板251、253固定至所述水平移动模组25上，所以当所述水平移动模组25在高度方向沿着所述垂直移动模组23上升或者下降的同时，带动所述机械手臂28、29在Z轴所在高度方向自由升降。 

另一方面，所述滑动支架231能够沿横梁215所形成的X轴方向轨道做左右移动，从而带动所述垂直移动模组23、水平移动模组25、第一机械手臂28及第二机械手臂29同步在X轴方向做自由移动。 

至此，实现所述机械手臂28、29在三维空间内的自由移动，且在所述机械手臂28、29移动过程中，因为所述第一连接挡板251、第二连接档板253 相对位置固定，二者之间的间隔固定，所以所述第一机械手臂28与所述第二机械手臂29之间亦相对固定，如此实现所述机械手臂28、29的在水平方向的同步移动。而在高度方向，所述驱动马达235的驱动作用下，所述升降支架233的升降杆2331、2333分别调整各自的高度，从而使得所述第一机械手臂28与所述第二机械手臂29在高度方向上能够不同步升降。 

综上，所述机械手臂28、29在所述水平移动模组25及垂直移动模组23的带动下，能够在三维空间内自由移动。也就是说，所述机械手取放设备2的真空吸盘281、291能够在所述垂直移动模组23、水平移动模组25的作用下在空间内自由移动。当所述真空吸盘281、291对应吸附待移动的板材10时，通过所述真空吸盘281、291的移动，带动所述板材10的移动。所述板材10可以是印刷电路板、覆铜基板、塑胶垫片等。 

再请参阅图5a至图5f，是采用所述机械手取放设备移动堆放覆铜基板10的工作流程示意图。所述覆铜基板10置放于所述印刷电路板加工流水线18上流动，提供多片垫片40叠置在所述第一置放平台1。 

所述机械手取放设备2的真空吸盘281对应吸附所述覆铜基板10并移动至所述第二置放平台19，同时，所述真空吸盘291对应吸附垫片40依次叠置在所述第二置放平台19上，并在所述第二平台19上形成叠合体30，所述叠合体30是由覆铜基板10与所述垫片40相互间隔叠置，其立体分解结构如图5所示。 

在该过程中，当取所述覆铜基板10时，所述机械手取放设备2的垂直移动模组23的升降杆2331降低所述第一机械手臂28的高度，对应吸附所述覆铜基板10，然后再调整升高所述升降杆2331的高度，如图5a所示。 

当需要水平移动所述第一机械手臂28至所述第二置放平台19上方时，所述滑动支架231水平移动，带动所述第一机械手臂28沿所述横梁215移动至所述第二置放平台19上方，如图5b所示。 

当需要置放所述覆铜基板10至所述第二置放平台19时，所述机械手取放设备2的垂直移动模组23的升降杆2331再次降低所述第一机械手臂28的高度，对应释放所述覆铜基板10至第二置放平台19，然后再调整升高所述升降杆2331的高度，如图5c所示。 

同时，当需要所述第二机械手臂29吸附垫片40时，同样所述机械手取放设备2的垂直移动模组23的升降杆2333降低所述第二机械手臂29的高度， 对应吸附置放于第一置放平台1上的所述垫片40，然后再调整升高所述升降杆2333的高度，如图5d所示。其中所述第一机械手臂28与所述第二机械手臂29在高度方向非同步升降。 

当需要水平移动所述第二机械手臂29至所述第二置放平台19上方时，所述滑动支架231水平移动，带动所述第二机械手臂29沿所述横梁215移动至所述第二置放平台19上方，如图5e所示。 

当需要置放所述垫片40至所述第二置放平台19时，所述机械手取放设备2的垂直移动模组23的升降杆2333再次降低所述第二机械手臂29的高度，对应释放所述垫片40至第二置放平台19，然后再调整升高所述升降杆2333的高度，如图5f所示。在该过程中，所述第一机械手臂28与所述第二机械手臂29在水平方向上同步移动。 

如此，实现所述机械手取放设备2对覆铜基板10与所述垫片40的取放及叠置设置，大大提高作业效率，且提高操作的精度及便捷性。 

相较于现有技术，采用机械手臂28、29取代手工作业，具有如下效果： 

首先，采用机械手臂28、29同时依次移动所述覆铜基板10及所述垫片40在三维空间内自由移动，形成叠合体30，大大提高作业效率，且提高操作精度，避免人为操作失误给覆铜板10带来损坏的可能，提高产品可靠度。 

其次，因为所述机械手臂28、29采用吸盘吸附的方式移动，避免操作人员皮肤直接接触覆铜基板10的可能，降低作业危险系数，简化作业程序。 

再请参阅图6，是本实用新型第二实施方式所揭示采用机械手取放设备应用于多条基板加工流水线的整体结构示意图。 

在本实施方式中，其提供多条并行设置的加工基板材料的流水线5，每一流水线5包括临近其端部并行设置的第一置放平台58、第二置放平台59，所述第二置放平台59夹设于所述第一置放平台58与流水线5端部之间。 

同时，本实施方式中的机械手取放设备6包括多个并行间隔设置的第一机械手臂68、第二机械手臂69。每二相邻第一机械手臂28之间的间隔等于二相邻流水线5之间的间隔距离。 

当本实施方式所揭示的所述机械手取放设备6用于传送分类置放于所述所述基板加工流水线5的基板50时，其操作步骤与上一实施方式所揭示的工作流程和原理一致，唯区别在于：本实施方式整合多个并行间隔设置的第一机械手臂68、第二机械手臂69，同时对多条流水线5进行传送分类设置，使得 在同样的时间段内形成多个叠合体70。进一步提高传送分类效率，减少人工作业工作量，降低人工成本。 

以上仅为本实用新型的较佳实施案例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (10)

1.一种机械手取放设备，包括:

支撑架体；

垂直移动模组；

水平移动模组；

第一机械手臂及第二机械手臂，所述支撑架体支撑所述垂直移动模组、所述水平移动模组、第一机械手臂及第二机械手臂，其特征在于：所述垂直移动模组一端与所述支撑架体相接设置，所述第一机械手臂及第二机械手臂与所述水平移动模组相接设置，所述水平移动模组带动所述第一机械手臂及第二机械手臂在水平方向上水平移动，所述垂直移动模组带动所述第一机械手臂及第二机械手臂在垂直方向自由升降。

2.根据权利要求1所述的机械手取放设备，其特征在于：所述支撑架体包括底座、二间隔设置的支撑柱及横梁，所述底座支撑所述支撑柱及所述横梁，所述横梁两端架设在所述二支撑柱上，所述垂直移动模组滑动套设在所述横梁上。

3.根据权利要求2所述的机械手取放设备，其特征在于：所述垂直移动模组包括滑动支架及升降支架，所述滑动支架套设在所述横梁上，并能够沿所述横梁在水平面内移动，所述升降支架设置在所述滑动支架的端部，并能够相对所述升降支架上升或者下降。

4.根据权利要求3所述的机械手取放设备，其特征在于：所述垂直移动模组还包括驱动马达，所述驱动马达与所述滑动支架沿所述横梁水平移动，所述驱动马达驱动所述升降支架在高度方向上升或者下降移动。

5.根据权利要求4所述的机械手取放设备，其特征在于：所述水平移动模组包括间隔设置的第一连接挡板及第二连接挡板，所述第一机械手臂与所述第一连接挡板相接设置，所述第二机械手臂与所述第二连接挡板相接设置。

6.根据权利要求5所述的机械手取放设备，其特征在于：所述水平移动模组还包括调节旋钮，所述调节旋钮调节所述第一机械手臂、所述第二机械手臂在水平面方向上垂直于横梁方向的移动。

7.根据权利要求6所述的机械手取放设备，其特征在于：所述第一机械手臂包括多个第一真空吸盘，所述第二机械手臂包括多个第二真空吸盘，所述第一真空吸盘与所述第二真空吸盘在水平方向间隔设置。

8.根据权利要求7所述的机械手取放设备，其特征在于：所述第一机械手臂与所述第二机械手臂在高度上非同步升降。

9.根据权利要求7所述的机械手取放设备，其特征在于：所述第一机械手臂与所述第二机械手臂在水平面内同步移动。

10.根据权利要求9所述的机械手取放设备，其特征在于：所述机械手取放设备还包括多个平行间隔设置的垂直移动模组、水平移动模组及第一机械手臂、第二机械手臂，所述多个垂直移动模组间隔设置在所述支撑架体的横梁上，每一水平移动模组对应于其中一垂直移动模组相接设置，所述多个第一机械手臂、第二机械手臂分别对应与其中一水平移动模组相接设置。

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