CN204028014U - 一种aoi自动线系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种AOI自动线系统，包括AOI机台；机架，所述机架架设于所述AOI机台的工作台上；第一多自由度机械手，所述第一多自由度机械手设置于所述机架的顶部；第二多自由度机械手，所述第二多自由度机械手设置于所述机架的侧部；控制主机，所述控制主机分别与所述第一多自由度机械手和第二自由度机械手连接；上板装置；下板装置，所述上板装置和下板装置均设置所述机架的底部，并且所述上板装置和下板装置均与所述控制主机连接。通过上述方式，本实用新型能够减少自动线系统的水平占用空间。
Description
技术领域
本实用新型涉及机械设计技术领域，特别是涉及一种AOI自动线系统。
背景技术
机械手是模仿人的手和臂，以实现抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置，因此，机械手很适合代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，并且能够在有害的环境下操作，以保护人身安全。
AOI(Automatic Optic Inspection，自动光学检测)机台用于对电路板进行坏点检测，但在AOI机台检测时，需要人工手动上板、清洁、翻面、下板、书写检测信息、取放隔垫工作，而人工手动的操作方式，效率低。目前，也出现通过给AOI机台配置机械手，组成AOI自动线系统，以实现自动上板、清洁、翻面、下板、书写检测信息、取放隔垫工作，但该AOI自动线系统是多设备联机工作，如图1所示，AOI自线系统包括放板机101、第一清洁机102、第一移载机103、翻板机104、第二清洁机105、第二移载机106和下板机107。放板机101、第一清洁机102、第一移载机103、翻板机104、第二清洁机105、第二移载机106和下板机107依次联接，电路板依次经历放板->取放隔垫->清洁->翻板->下板等。由此可知：现有技术中AOI自动线系统中的各个设备均是水平设置，使得AOI自动线系统在水平空间占用的体积非常庞大。
实用新型内容
本实用新型主要解决的技术问题是提供一种AOI自动线系统，能够减少AOI自动线系统的水平占用空间。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一 种AOI自动线系统，包括AOI机台；机架，所述机架架设于所述AOI机台的工作台上；第一多自由度机械手，所述第一多自由度机械手设置于所述机架的顶部；第二多自由度机械手，所述第二多自由度机械手设置于所述机架的侧部；控制主机，所述控制主机分别与所述第一多自由度机械手和第二自由度机械手连接；上板装置；下板装置，所述上板装置和下板装置均设置所述机架的底部，并且所述上板装置和下板装置均与所述控制主机连接。
其中，所述机架包括四个支杆和四个连杆；所述四个连杆首尾连接，形成四角机构；所述四个支杆固定在所述AOI机台的工作台面的四周，并且所述四个支杆支撑所述四角机构。
其中，所述第一多自由度机械手设置于与两相对的连杆上；所述第二多自由度机械手设置于所述支杆上。
其中，所述第一多自由度机械手和第二多自由度机械手均设置有吸板装置。
其中，所述第一多自由度机械手为龙门型四自由度机械手，所述龙门型四自由度机械手可进行三维直线运动和绕垂直轴的旋转运动。
其中，所述第二多自由度机械手为二自由度机械手，所述二自由度机械手可进行绕垂直轴的旋转运动和绕水平轴的翻转运动。
其中，所述系统还包括视觉对位装置；所述视觉对位装置设于所述第一多自由度机械手上，并且所述视觉对位装置与所述控制主机连接。
其中，所述上板装置和下板装置均包括物料叉、升降装置和位置传感器；所述物料叉固定于所述升降装置上，所述位置传感器固定于所述物料叉上，所述升降装置固定于所述机架上，并且所述升降装置和位置传感器均与所述控制主机连接。
其中，所述系统还包括喷码装置；所述喷码装置包括运动机构和喷码机，其中，所述喷码机设置于所述运动机构上，所述运动机构设置于所述机架上。
其中，所述系统还包括清洁装置；所述清洁装置设置于所述AOI机台的工作台面。
本实用新型的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型的第一多自由度机械手和第二多自由度机械手通过机架架设在AOI机台的工作台面上，利用了AOI机台的上下空间，减少AOI自动线系统的水平占用空间；另外，第一多自由度机械手和第二多自由度机械手均设置机架上，并且二者可利用上下空间协调工作，减少第一多自由度机械手和第二多自由机械手的水平占用空间，进而减少AOI自动线系统的水平占用空间，综上，本实用新型通过合理利用上下空间，达到的减少AOI自动线系统水平占用空间的目的。
附图说明
图1是现有技术AOI自动线系统实施例的截面示意图；
图2是本实用新型AOI自动线系统实施例的立体示意图；
图3是本实用新型AOI自动线系统实施例的截面示意图。
具体实施方式
为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图2和图3，AOI自动线系统包括AOI机台21、机架22、第一多自由度机械手23、第二多自由度机械手24、控制主机(图未示)、 上板装置25和下板装置26。
AOI机台21设置有工作台211。AOI(Automatic Optic Inspection，自动光学检测仪)是基于光学原理来对电路板生产过程中遇到的常见缺陷进行检测的设备，应用于电路板制造行业，主要包括电路板刷锡后贴片前、电路板贴片后回流焊前、电路板回流焊或波峰焊后的检测。电路板放置在工作台211后，AOI机台21则会自动取板，并进行检测，在检测后，退回工作台211。
机架22架设于AOI机台21的工作台211上，并且工作台211嵌入机架22所围成的空间内，减少工作台211与机架22所占用的空间。第一多自由度机械手23设置于机架22的顶部，第二多自由度机械手24设置于机架22的侧部，第一多自由度机械手23和第二多自由度机械手24协同工作，实现对AOI机台的自动放置电路板和收取电路板，其中，第一多自由度机械手23和第二多自由度机械手24均在机架22所围成的空间内工作，在一多自由度机械手工作时，另一多自由度机械手可在上下空间或者左右空间进行避让，解决多自由度机械手占用空间过大的技术问题。
上板装置25和下板装置26均设置机架22的底部，上板装置25用于放置电路板，以供机械手取电路板，下板装置26也用于承放电路板，在AOI机台对电路板检测完成后，机械手机将电路板放回下板装置26上。控制主机分别与第一多自由度机械手23、第二自由度机械手24、上板装置25和下板装置26连接。其中，多自由度机械手设置于机架22的上部，上板装置25和下板装置26设置于机架22的下部，充分利用了机架22的上下空间，进一步减少各个设备的占用的空间。
为了解决机架22方便架设的技术问题，优选的，机架22包括四个支杆222和四个连杆221，四个支杆222固定在AOI机台21的工作台211的四周，并且工作台211嵌入四个支杆222所围成的空间内，四个连杆221首尾连接，形成四角机构，并且四个支杆222支撑四角机构。支杆222之间固定方式、支杆222与连杆221之间的固定方式优选为螺栓固定，当然，支杆222之间固定方式、支杆222与连杆221之间的固 定方式也可为其它固定方式，例如：卡合固定，胶水固定等等。
第一多自由度机械手23设置于与两相对的连杆221上，第一多自由度机械手23为龙门型四自由度机械手，龙门型四自由度机械以手龙门架形式直接固定在机架22上，龙门型四自由度机械手至少包括三个直线关节和一个旋转关节，各关节由伺服电机驱动丝杠或同步带方式实现龙门型四自由度机械手的三维直线运动和绕垂直轴的旋转运动，当然，也可设定龙门型四自由度机械手的预定动作，在本实用新型实施方式中，第一多自由度机械手23用于实现从上板装置25上取电板板放置到AOI机台21上，在AOI机台21检测完成后，把电路板从AOI机台21上取下电路板，并放置到下板装置26上。
第二多自由度机械手24设置于支杆222上，第二多自由度机械手24为二自由度机械手，二自由度机械手至少包括两个旋转关节，二自由度机械手可进行绕垂直轴的旋转运动和绕水平轴的翻转运动。第二多自由度机械手24的各关节由电机驱动丝杠或同步带方式实现预定动作。第一多自由度机械手23和第二多自由度机械手24均设置有吸板装置(未标示)，吸板装置用于吸附电路板，吸板装置可由多组真空吸盘和用于安装吸盘的吸盘架组成，当然，吸盘安装位置是可调整的，吸盘的开启、关闭根据电路板通孔位置确定，例如：有通孔处关闭、无通孔处开启，当然，也可通过人工打开或者关闭吸盘。
在叠放电路板的时候，为了防止电路板之间相互刮花，损坏电路板，电路板之间通常放置隔垫，但AOI机台21通常不具有识别垫的功能，AOI机台21也无法对隔垫进行检测，为了解决将隔垫等异常物放置到AOI机台21上，系统还包括视觉对位装置(未标示)，视觉对位装置设于机架22上，并且视觉对位装置与控制主机连接。视觉对位装置能区分上板装置25中内出现物品是电路板、隔垫或者其他异常物体，进一步的，视觉对位装置还可获取电路板上板前准确的坐标位置，通过视觉对位装置可以保证电路板上板到AOI机台21时的位置准确度。视觉对位装置可包括相机、光学镜头、光源和线缆，光源用于照射检测区域以获取良好的图像效果，镜头与相机共同组成视觉系统，并通过通讯线缆 与控制主机电连接。
上板装置25和下板装置26均包括物料叉(未标示)、升降装置(未标示)和位置传感器(未标示)。物料叉固定于升降装置上，位置传感器固定于物料叉上，升降装置和位置传感器均与控制主机连接，物料叉用于放置待检测电路板，升降装置用于将升降电路板，位置传感器检测物料叉所在高度，例如：在取电路板时，升降装置提升物料叉，当位置传感器检测到物料叉到达取板高度时，升降装置停止运动，第一多自由度机械手23取板，使得第一多自由度机械手23可以同一高度取电路板；下电路板时，物料叉上不断收取完成检测的电路板，升降装置降低物料叉的高度，直到收取的电路板达到指定数量。进一步的，为了方便用户使用，上板装置25还包括上板推车(未标示)，下板装置26包括下板推车(未标示)，上板推车和下板推车均可放置电路板，物料叉固定推车，升降装置通过升降物料叉，以实现推车的升降，进而实现电路板的升降。
AOI自动线系统还包括视觉对位装置(未标示)、喷码装置(未标示)和清洁装置(未标示)。
视觉对位装置设于第一多自由度机械手23，并且视觉对位装置与控制主机连接。视觉对位装置用于获取电路板上板前准确坐标位置的装置，通过该装置可以保证电路板上板到AOI机台时的位置准确度，并正确区分电路板、隔垫和异常物体。具体的，视觉对位装置可包括工业相机、光学镜头、光源和通讯线缆。光源用于照射相机检测区域以获取良好的图像效果，镜头与相机共同组成视觉系统，并通过通讯线缆与控制主机的CPU电连，在工作时，视觉系统获取的实时图像信息通过安装在控制主机内的本方案的软件模块进行处理，分析出相关的位置和分类信息，供其他装置工作使用，其中，本实用新型中的软件模块是现有技术，无需保护。
喷码装置包括运动机构(未标示)和喷码机(未标示)，其中，喷码机设置于运动机构上，运动机构设置于机架22上。运动机构具有两个自由度，可沿喷码方向和垂直方向运动，喷码机根据AOI机台的检 测结果，在电路板面上喷码相关的数据信息。
清洁装置设置于AOI机台21的工作台面，清洁装置是对电路板进行清洁，具体的，本实用新型的清洁装置采用离子吸附、静电刷物理除尘、真空吸尘组合方式对电路板进行清洁。
为了方便读者更好地理本实用新型的内容，以下举例进行说明。
工作准备
1)装载有电路板的上板推车放至电路板上板装置处并固定；
2)上板装置通过升降装置提升物料叉，将电路板提升；
3)待检测电路板提升到设定高度后，上板装置停止提升；
4)视觉对位装置拍摄待检测电路板区域的图像；
5)控制主机根据拍摄得到的图像进行分析；
6)控制主机分析图像结果，如为隔垫，则执行步骤7～8后继续从步骤5开始执行；分析图像结果为待检测电路板，则跳过7～8)执行；如果分析结果为异常，则执行报错机制；
7)第一多自由度机械手移动至上板装置处上方，通过吸板装置吸附覆盖在待检测电路板上的隔垫；
8)第一多自由度机械手移动至下板装置区域上方，将隔垫放置到位于下板装置处的下板推车上；
9)第一多自由度机械手根据控制主机的计算结果，移动至上板装置处待检测电路板的正上方，通过吸板装置吸附一块待检测电路板；
10)第一多自由度机械手移动，将待检测电路板放置到AOI工作台面上；
11)控制主机以电连接方式发送信号给AOI机台，AOI机台工作台面将电路板输送至AOI机台内部，在此过程中，电路板经过清洁装置下方，清洁装置对电路板进行清洁除尘；
12)AOI机台执行电路板第一面检测工作；
13)第一多自由度机械手移动至下板装置区域上方并下降，吸附一块隔垫；
14)第二多自由度机械手旋转，并移动至AOI机台的工作台面上的 出板位置处上方，等待AOI机台检测工作完成；
15)第一多自由度机械手移动至下板装置区域的上方，并将吸附的隔垫放置到下板装置的收料叉上；
16)第一多自由度机械手提升到设定的安全高度，等待电路板在AOI机台上的单面检测工作完成；
17)电路板在AOI机台上的正面检测完成，AOI机将电路板送出至工作台上的出板位置处，并以电连接方式发送信号给控制主机；
18)第二多自由度机械手下降至AOI机台的工作台面处，通过吸板装置吸附单面检测完成的电路板；
19)第二多自由度机械手沿水平面翻转180度，使吸板装置上吸附的电路板(已完成单面检测)朝上，呈被托举状态；
20)第一多自由度机械手移动，使其上固连的吸板装置对准下板机械手所吸附的电路板(已完成单面检测)通过机械手上固定连接的吸板装置的正上方；
21)第二多自由度机械手下降，并通过固连在其上的吸板装置吸附被下板机械手托举的电路板(已完成单面检测)；
22)第二多自由度机械手手移开至指定位置，并翻转至初始状态；
23)上板机械手将其吸附的电路板(已完成单面检测)放置到AOI机的工作台面上；
24)控制主机以电连接方式发送信号给AOI机台，AOI机台的工作台面将电路板输送至AOI机台内部，在此过程中，电路板经过清洁装置下方，清洁装置对电路板进行清洁除尘；
25)AOI机台执行电路板背面的检测工作；
26)视觉对位装置在控制主机控制下拍摄待检测电路板区域的图像；
27)控制主机根据拍摄得到的图像进行待检测电路板位置分析；
28)第一多自由度机械手根据步骤27中分析的位置信息结果，移动至上板装置区域上方的特定位置，吸附下一块电路板，并移动到安全位置，等待AOI机台完成上一块电路板背面的检测工作；
29)电路板在AOI机台上的背面检测完成，AOI机台将电路板送出至工作台上的出板位置处，以电连接方式发送信号给控制主机；
30)第二多自由度机械手移动到AOI机台的工作台上的出板位置，下降，吸附电路板(已完成双面测试)；
31)第二多自由度机械手升起，移动至下板装置区域上方，将电路板(已完成两面测试)放置到下板装置的物料叉上；
32)喷码装置在电路板上方移动喷码；
33)循环执行1～32步骤，直到下板装置收取的电路板的数量达到指定数量。
在本实用新型实施例中，第一多自由度机械手和第二多自由度机械手通过机架架设在AOI机台的工作台面上，利用了AOI机台的上下空间，减少AOI自动线系统的水平占用空间；另外，第一多自由度机械手和第二多自由度机械手均设置机架上，并且二者可利用上下空间协调工作，减少第一多自由度机械手和第二多自由机械手的水平占用空间，进而减少AOI自动线系统的水平占用空间，具体的，本实用新型通过合理利用上下空间，达到的减少AOI自动线系统水平占用空间的目的。
需要说明的是，本实用新型的说明书及其附图中给出了本实用新型的较佳的实施例，但是，本实用新型可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例，这些实施例不作为对本实用新型内容的额外限制，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本实用新型说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种AOI自动线系统，其特征在于，包括：
AOI机台；
机架，所述机架架设于所述AOI机台的工作台上；
第一多自由度机械手，所述第一多自由度机械手设置于所述机架的顶部；
第二多自由度机械手，所述第二多自由度机械手设置于所述机架的侧部；
控制主机，所述控制主机分别与所述第一多自由度机械手和第二自由度机械手连接；
上板装置；
下板装置，所述上板装置和下板装置均设置所述机架的底部，并且所述上板装置和下板装置均与所述控制主机连接。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述机架包括四个支杆和四个连杆；
所述四个连杆首尾连接，形成四角机构；
所述四个支杆固定在所述AOI机台的工作台面的四周，并且所述四个支杆支撑所述四角机构。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，
所述第一多自由度机械手设置于与两相对的连杆上；
所述第二多自由度机械手设置于所述支杆上。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，
所述第一多自由度机械手和第二多自由度机械手均设置有吸板装置。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，
所述第一多自由度机械手为龙门型四自由度机械手，所述龙门型四自由度机械手可进行三维直线运动和绕垂直轴的旋转运动。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，
所述第二多自由度机械手为二自由度机械手，所述二自由度机械手可进行绕垂直轴的旋转运动和绕水平轴的翻转运动。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述系统还包括视觉对位装置；
所述视觉对位装置设于所述第一多自由度机械手上，并且所述视觉对位装置与所述控制主机连接。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述上板装置和下板装置均包括物料叉、升降装置和位置传感器；
所述物料叉固定于所述升降装置上，所述位置传感器固定于所述物料叉上，所述升降装置固定于所述机架上，并且所述升降装置和位置传感器均与所述控制主机连接。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述系统还包括喷码装置；
所述喷码装置包括运动机构和喷码机，其中，所述喷码机设置于所述运动机构上，所述运动机构设置于所述机架上。
10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述系统还包括清洁装置；
所述清洁装置设置于所述AOI机台的工作台面。
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