CN207916333U - 一种随意角度的自动喷码机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种随意角度的自动喷码机，能够快速判断出物料的喷码区域及角度，喷码头实现自动上下、旋转功能，根据控制组件的角度信号快速校正喷码头的喷码角度，降低了喷码对物料排版的要求，根据不同物料喷印字符大小要求，精确调整上下位置，大大扩大了物料适用范围和调整便捷性，大大提高喷码效率。扫码机构自动扫码识别，实时扫描喷码内容是否准确，大大提高品质稳定性和建立生产监控、追溯流程等资料档案和效率。自动提取并添加垫板，避免了因物料直接叠加放置而造成的品质问题。本实用新型具有结构简单合理的优点，还能在安装调试后，运行平稳可靠，达到设计效果。单机效率高于人工速度，如果一人看管多机，可以大大减少工人数量。

Description

一种随意角度的自动喷码机

技术领域

本实用新型涉及FPC电路板机械自动化制造领域，更具体地说，涉及一种随意角度的自动喷码机。

背景技术

目前，FPC制造行业所使用的喷码机设备作业操作，采用手工上、下料、扫码。但由于不同的物料之间，拼板方式差异大、拼板喷码数量不同，导致不同的物料都需对位定位孔放置才能喷码，生产效率低。

人工频繁对位放置物料，导致工人的劳动强度大和人工扫码出现漏操作等现象，而且容易发生人为因素引起物料损伤、混料，漏工序风险增大，则流向下一道工艺，影响整线的生产。

在FPC电路板机械自动化制造行业中，现有技术虽然提供了一些技术方案能够进行一定程度的自动化生产，但无一例外地需要进行物料的对位放置。有些现有技术的技术方案实现了机械化的自动对位放置，但结构相对复杂，需要占用更大的工作空间，并且存在一定概率的物料损伤问题，同样会影响下一道工艺及整线的生产。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种无需进行产品的对位，即可实现准确喷码，生产效率高、劳动力成本低、产品品质有保障的随意角度的自动喷码机。

本实用新型的技术方案如下：

一种随意角度的自动喷码机，包括机架、控制组件、喷码组件，喷码组件布置于机架的工作平台上，喷码组件包括上下料搬运机构、移动平台机构、图像获取机构、喷码机构、扫码机构和垫板添加机构；图像获取机构与喷码机构设置在高于移动平台机构的上方；通过上下料搬动机构上料至移动平台机构，通过图像获取机构采集位于移动平台机构上的待喷码物料的图像，喷码机构包括喷码头、旋转装置，喷码头设置于旋转装置上，通过旋转装置带动喷码头转动，在与待喷码物料对应的角度进行喷码；通过上下料搬动机构将已喷码物料搬至扫码机构；垫板添加机构将扫码机构上的物料搬至垫板添加机构的成品框，再从垫板框将垫板搬至成品框，并覆盖在物料上。

作为优选，上下料搬运机构包括上料机械手、下料机械手、上料驱动装置、下料驱动装置，上料驱动装置、下料驱动装置分别驱动上料机械手、下料机械手进行直线往返运动。

作为优选，上料驱动装置包括上料步进电机、上料同步传动装置、上料直线导轨、上料滑块，下料驱动装置包括下料步进电机、下料同步传动装置、下料直线导轨、下料滑块，上料机械手、下料机械手分别安装于上料滑块、下料滑块上；上料机械手包括上料气缸、上料真空吸取放置机构，下料机械手包括下料气缸、下料真空吸取放置机构。

作为优选，上下料搬运机构还包括安装直板，上料机械手、上料驱动装置设置在安装直板的一端，下料机械手、下料驱动装置设置在安装直板的另一端，上料直线导轨与下料直线导轨共用一对平行的直线导轨组，上料机械手、下料机械手设置在安装直板的同一面。

作为优选，移动平台机构包括两轴平移装置、真空平台，真空平台设置在两轴平移装置，通过两轴平移装置带动真空平台进行X轴方向平移、Y轴方向平移。

作为优选，工作平台上设置有上料平台、扫码机构包括扫码平台，上料平台与扫码平台分别设置在真空平台的两侧，上料平台与扫码平台分别对应上料机械手、下料机械手的位置进行设置。

作为优选，喷码机构还包括高度移动装置，带动喷码头与旋转装置进行上下运动。

作为优选，扫码机构包括扫码平台、扫码装置、平台步进电机、平台同步传动装置、平台直线导轨、平台滑块、扫码步进电机、扫码同步传动装置、扫码直线导轨、扫码滑块；扫码平台设置在平台滑块上，平台直线导轨与上下料搬运机构垂直设置；扫码装置设置在扫码滑块上，扫码直线导轨与平台直线导轨空间垂直设置，并且扫码装置设置于扫码平台上方。

作为优选，喷码机构与扫码装置、扫码同步传动装置、扫码直线导轨、扫码滑块通过高架直板设置在移动平台机构上方，扫码装置与喷码机构设置在高架直板的同一面；垫板添加机构设置在高架直板的另一面。

作为优选，垫板添加机构包括成品框、垫板框、扫码下料机械手、扫码下料步进电机、扫码下料同步传动装置、扫码下料直线导轨、扫码下料滑块、垫板添加机械手、垫板添加步进电机、垫板添加同步传动装置、垫板添加直线导轨、垫板添加滑块；扫码下料机械手、垫板添加机械手分别安装于扫码下料滑块、垫板添加滑块上；扫码下料机械手包括扫码下料气缸、扫码下料真空吸取放置机构，垫板添加机械手包括垫板添加气缸、垫板添加真空吸取放置机构；扫码下料机械手、扫码下料驱动装置设置在靠近扫码机构的一端，扫码下料直线导轨与垫板添加直线导轨平行并上下错位设置。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型所述的随意角度的自动喷码机，能够快速判断出物料的喷码区域及角度，喷码头实现自动上下、旋转功能，根据控制组件的角度信号快速校正喷码头的喷码角度，降低了喷码对物料排版的要求，根据不同物料喷印字符大小要求，精确调整上下位置，大大扩大了物料适用范围和调整便捷性，大大提高喷码效率。扫码机构可执行自动扫码识别功能，根据喷码完成以后实时扫描喷码内容是否准确，且实时上传至客户指定存储位置，大大提高品质稳定性和建立生产监控、追溯流程等资料档案和效率。本实用新型对物料来料的垫板可以自动提取，扫码完成以后的物料可自动添加垫板，避免了因物料直接叠加放置而造成的品质问题。

本实用新型具有结构简单合理的优点，还能在安装调试后，运行平稳可靠，达到设计效果。单机效率高于人工速度，如果一人看管多机，可以大大减少工人数量。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是喷码组件的俯视图；

图3是上下料搬运机构的结构示意图；

图4是移动平台机构的结构示意图；

图5是图像获取机构、喷码机构与扫码装置的结构示意图；

图6是垫板添加机构的结构示意图；

图7是扫码机构的结构示意图；

图8是本实用新型的工作流程图；

图中：10是机架，11是上机罩，12是下机罩，13是工作平台，14是高架直板，15是上料平台，21是三色灯，22是显示器，23是控制面板，24是键盘鼠标，30是上下料搬运机构，31是上料机械手，32是上料步进电机，33是上料同步传动装置，34是上料滑块，35是下料机械手，36是下料步进电机，37是下料同步传动装置，38是下料滑块，39是上下料直线导轨组，300是安装直板，40是移动平台机构，41是真空平台，42是X轴模组，43是Y轴模组，50是图像获取机构，60是喷码机构，61是喷码头，62是旋转装置，63是高度移动装置，70是扫码机构，71是扫码平台，72是平台同步传动装置，73是平台直线导轨，74是平台滑块，75是平台进步电机，76是扫码装置，77是扫码同步传动装置，78是扫码直线导轨，79是扫码滑块，710是扫码步进电机，80是垫板添加机构，81是成品框，82是扫码下料机械手，83是扫码下料同步传动装置，84是垫板框，85是垫板添加机械手，86是垫板添加同步传动装置，87是成品直线导轨组。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本实用新型进行进一步的详细说明。

本实用新型为了解决现有技术存在的必须对物料进行对位放置的不足，提供一种随意角度的自动喷码机，配合工业电脑、API程序控制机械运动、结合CCD捕捉定位实现自动上下料、自动喷码、自动扫码、自动添加垫板等工作，提高生产效率、降低劳动力成本，保障产品品质。

如图1所示，本实用新型所述的自动喷码机，包括机架10、控制组件、喷码组件，喷码组件布置于机架10的工作平台13上，本实施例中，机架10包括上机罩11与下机罩12，控制组件包括用于实现自动化控制的主机、上位机或工业电脑，配合API程序控制喷码组件的机械运动，作为人机交互的显示器22、控制面板23、键盘鼠标24等，设置于机架10上，并通过三色灯21显示不同的工作状态。

如图2所示，喷码组件包括上下料搬运机构30、移动平台机构40、图像获取机构50、喷码机构60、扫码机构70和垫板添加机构80；喷码组件根据工序流程，各机构合理布局于工作平台13上，减少设备整体的体积。其中，图像获取机构50与喷码机构60设置在高于移动平台机构40的上方；通过上下料搬动机构上料至移动平台机构40，通过图像获取机构50采集位于移动平台机构40上的待喷码物料的图像，控制组件通过图像获取机构50采集的物料图像，根据物料上的标记点(即Mark点)进行角度识别与对位，得到准确的喷码角度与位置。喷码机构60包括喷码头61、旋转装置62，喷码头61设置于旋转装置62上，通过旋转装置62带动喷码头61转动，在与待喷码物料对应的角度进行喷码；通过上下料搬动机构将已喷码物料搬至扫码机构70；垫板添加机构80将扫码机构70上的物料搬至垫板添加机构80的成品框81，再从垫板框84将垫板搬至成品框81，并覆盖在物料上。

如图3所示，上下料搬运机构30包括上料机械手31、下料机械手35、上料驱动装置、下料驱动装置，上料驱动装置、下料驱动装置分别驱动上料机械手31、下料机械手35进行直线往返运动，分别完成上料至移动平台机构40、下料至扫码机构70。本实施例中，上料驱动装置包括上料步进电机32、上料同步传动装置33、上料直线导轨、上料滑块34，下料驱动装置包括下料步进电机36、下料同步传动装置37、下料直线导轨、下料滑块38，上料机械手31、下料机械手35分别安装于上料滑块34、下料滑块38上；上料机械手31包括上料气缸、上料真空吸取放置机构，下料机械手35包括下料气缸、下料真空吸取放置机构。上料真空吸取放置机构、下料真空吸取放置机构均包括若干真空吸嘴、吸嘴安装板、安装在真空吸嘴上的真空吸盘、分流板、真空发生器、真空检测开关，真空吸嘴、吸嘴安装板与气缸依次相连，吸嘴方向朝下。

为了实现方便组装，实现结构紧凑，上下料搬运机构30还包括安装直板300，安装直板300设置于工作平台13上。上料机械手31、上料驱动装置设置在安装直板300的一端，下料机械手35、下料驱动装置设置在安装直板300的另一端，则上料机械手31、下料机械手35分别在安装直板300的两端进行直线往返运动，分别完成上料至移动平台机构40、下料至扫码机构70。真空发生器、真空检测开关安装在安装直板300的背面，且用钣金外罩装饰外观，保留真空检测开关可调整端口。

由于上料机械手31、下料机械手35的运动行程可能存在重合，且不互相干扰，则上料直线导轨与下料直线导轨理论上可以存在重叠部分，只要上料机械手31、下料机械手35在工作中不发生相向撞击即可，可由程度精确控制。本实施例中，在安装直板300上设置有两条平行的直线导轨，即可作为上料直线导轨，也可以作为下料直线导轨，即上料直线导轨与下料直线导轨共用一对平行的上下料直线导轨组39。为了实现方便组装，实现结构紧凑，上料机械手31、下料机械手35设置在安装直板300的同一面。

如图4所示，移动平台机构40包括两轴平移装置(实现X轴方向运动、Y轴方向运动)、真空平台41，真空平台41设置在两轴平移装置，通过两轴平移装置带动真空平台41进行X轴方向平移、Y轴方向平移。真空平台41通过真空软管与鼓风机相连，实现吸真空功能。本实施例中，两轴平移装置包括实现X轴方向运动的X轴模组42、实现Y轴方向运动的Y轴模组43，X轴模组42设置在工作平台13上，Y轴模组43设置在X轴模组42上，真空平台41设置在Y轴模组43上，X轴模组42、Y轴模组43分别通过伺服电机与丝杆进行实现。利用X轴模组42、Y轴模组43背负真空平台41进行两轴平移，通过改变真空平台41的位置，直接改变物料的位置，间接实现喷码作业全区域覆盖。

工作平台13上设置有上料平台15、扫码机构70包括扫码平台71，上料平台15与扫码平台71分别设置在真空平台41的两侧，上料平台15与扫码平台71分别对应上料机械手31、下料机械手35的位置进行设置。本实施例中，上下料搬运机构30对应于两轴平移装置的X轴方向设置，即上料机械手31、下料机械手35平行于X轴方向进行直线运动。真空平台41在两轴平移装置的驱动下，可实现“T”型运动路线，即分别靠近上料平台15、喷码机构60、扫码平台71，方便实现上料、喷码、下料等操作。

如图5、图6所示，喷码机构60还包括高度移动装置63，带动喷码头61与旋转装置62进行上下运动。旋转装置62包括伺服电机、旋转轴，旋转轴与喷码头61连接，通过伺服电机驱动旋转轴转动，进而带动喷码头61转动。高度移动装置63包括伺服电机、直线运动装置，伺服电机结合直线运动装置驱动喷码头61、旋转装置62在Z轴方向进行上下直线运动。

如图7所示，扫码机构70包括扫码平台71、平台同步传动装置72、平台直线导轨73、平台滑块74、平台步进电机75、扫码装置76、扫码同步传动装置77、扫码直线导轨78、扫码滑块79、扫码步进电机710；扫码平台71设置在平台滑块74上，平台直线导轨73与上下料搬运机构30垂直设置；扫码装置76设置在扫码滑块79上，扫码直线导轨78与平台直线导轨73空间垂直设置，并且扫码装置76设置于扫码平台71上方，方便对低位置的扫码平台71上的已喷码物料进行扫码。

为了实现方便组装，实现结构紧凑，喷码机构60与扫码装置76、扫码同步传动装置77、扫码直线导轨78、扫码滑块79、扫码步进电机710通过高架直板14设置在移动平台机构40上方，高架直板14的中间直板通过两端的高脚架空于一定的高度位置。扫码装置76与喷码机构60设置在高架直板14的同一面；垫板添加机构80设置在高架直板14的另一面。则根据工序流程，上下料搬运机构30、扫码机构70和垫板添加机构80构成近似“匚”型流水线，充分利用了正反两面的空间，缩短长度方向上的占用，节省大量的空间占用。

如图6所示，垫板添加机构80包括成品框81、垫板框84、扫码下料机械手82、扫码下料步进电机、扫码下料同步传动装置83、扫码下料直线导轨、扫码下料滑块、垫板添加机械手85、垫板添加步进电机、垫板添加同步传动装置86、垫板添加直线导轨、垫板添加滑块；扫码下料机械手82、垫板添加机械手85分别安装于扫码下料滑块、垫板添加滑块上；扫码下料机械手82包括扫码下料气缸、扫码下料真空吸取放置机构，垫板添加机械手85包括垫板添加气缸、垫板添加真空吸取放置机构；扫码下料机械手82、扫码下料驱动装置设置在靠近扫码机构70的一端，扫码下料直线导轨与垫板添加直线导轨平行并上下错位设置。

本实施例中，扫码下料机械手82、扫码下料步进电机、扫码下料同步传动装置83、扫码下料直线导轨、扫码下料滑块、垫板添加机械手85、垫板添加步进电机、垫板添加同步传动装置86、垫板添加直线导轨、垫板添加滑块的实现原理与上下料搬运机构30的实现原理相同，扫码下料直线导轨与垫板添加直线导轨同理，共同一对平行的成品直线导轨组87，而结构与位置设置上，根据实际实施需求进行对应的调整即可。图像获取机构50、扫码装置76均采用CCD视觉机构，同步传动装置均可采用同步带结合同步轮的结构，并通过伺服电机或步进进行驱动，结合直线导轨实现传动。

本实用新型的工作流程如图8所示，步骤如下：

1)人工上料至上料平台15；

2)上料机械手31抓取至真空平台41；

3)图像获取机构50结合控制组件识别物料的角度；

4)根据步骤3)的识别结果，判断是否旋转喷码头61；如果是，则喷码头61转动至对应的角度，进行喷码；如果否，则在默认角度进行喷码；

5)真空平台41进行两轴平移，完成喷码；

6)下料机械手35抓取至扫码平台71；

7)由控制组件判断是否进行扫码；如果是，则控制扫码平台71与扫码装置76移动，进行扫码，扫码完成后，扫码平台71移动至添加垫板区域；如果否，则扫码平台71移动至添加垫板区域；

8)通过扫码下料机械手82抓取至成品框81；

9)通过垫板添加机械手85从垫板框84抓取垫板，并放置于成品框81的物料上，完成垫板添加；

循环步骤1)至9)，直至任务结束。

本实用新型涉及的控制组件及其实现的自动化控制、物料角度识别、扫码等通过软件实现的技术特征，均采用现有技术进行实现，本实用新型的目的是提供一种全新的结构组合，不要求对涉及的软件进行保护。

上述实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作对本实用新型的限定。只要是依据本实用新型的技术实质，对上述实施例进行变化、变型等都将落在本实用新型的权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种随意角度的自动喷码机，包括机架、控制组件、喷码组件，喷码组件布置于机架的工作平台上，其特征在于，喷码组件包括上下料搬运机构、移动平台机构、图像获取机构、喷码机构、扫码机构和垫板添加机构；图像获取机构与喷码机构设置在高于移动平台机构的上方；通过上下料搬动机构上料至移动平台机构，通过图像获取机构采集位于移动平台机构上的待喷码物料的图像，喷码机构包括喷码头、旋转装置，喷码头设置于旋转装置上，通过旋转装置带动喷码头转动，在与待喷码物料对应的角度进行喷码；通过上下料搬动机构将已喷码物料搬至扫码机构；垫板添加机构将扫码机构上的物料搬至垫板添加机构的成品框，再从垫板框将垫板搬至成品框，并覆盖在物料上。

2.根据权利要求1所述的随意角度的自动喷码机，其特征在于，上下料搬运机构包括上料机械手、下料机械手、上料驱动装置、下料驱动装置，上料驱动装置、下料驱动装置分别驱动上料机械手、下料机械手进行直线往返运动。

3.根据权利要求2所述的随意角度的自动喷码机，其特征在于，上料驱动装置包括上料步进电机、上料同步传动装置、上料直线导轨、上料滑块，下料驱动装置包括下料步进电机、下料同步传动装置、下料直线导轨、下料滑块，上料机械手、下料机械手分别安装于上料滑块、下料滑块上；上料机械手包括上料气缸、上料真空吸取放置机构，下料机械手包括下料气缸、下料真空吸取放置机构。

4.根据权利要求3所述的随意角度的自动喷码机，其特征在于，上下料搬运机构还包括安装直板，上料机械手、上料驱动装置设置在安装直板的一端，下料机械手、下料驱动装置设置在安装直板的另一端，上料直线导轨与下料直线导轨共用一对平行的直线导轨组，上料机械手、下料机械手设置在安装直板的同一面。

5.根据权利要求4所述的随意角度的自动喷码机，其特征在于，移动平台机构包括两轴平移装置、真空平台，真空平台设置在两轴平移装置，通过两轴平移装置带动真空平台进行X轴方向平移、Y轴方向平移。

6.根据权利要求5所述的随意角度的自动喷码机，其特征在于，工作平台上设置有上料平台、扫码机构包括扫码平台，上料平台与扫码平台分别设置在真空平台的两侧，上料平台与扫码平台分别对应上料机械手、下料机械手的位置进行设置。

7.根据权利要求1所述的随意角度的自动喷码机，其特征在于，喷码机构还包括高度移动装置，带动喷码头与旋转装置进行上下运动。

8.根据权利要求1所述的随意角度的自动喷码机，其特征在于，扫码机构包括扫码平台、扫码装置，平台步进电机、平台同步传动装置、平台直线导轨、平台滑块、扫码步进电机、扫码同步传动装置、扫码直线导轨、扫码滑块；扫码平台设置在平台滑块上，平台直线导轨与上下料搬运机构垂直设置；扫码装置设置在扫码滑块上，扫码直线导轨与平台直线导轨空间垂直设置，并且扫码装置设置于扫码平台上方。

9.根据权利要求8所述的随意角度的自动喷码机，其特征在于，喷码机构与扫码装置、扫码同步传动装置、扫码直线导轨、扫码滑块通过高架直板设置在移动平台机构上方，扫码装置与喷码机构设置在高架直板的同一面；垫板添加机构设置在高架直板的另一面。

10.根据权利要求9所述的随意角度的自动喷码机，其特征在于，垫板添加机构包括成品框、垫板框、扫码下料机械手、扫码下料步进电机、扫码下料同步传动装置、扫码下料直线导轨、扫码下料滑块、垫板添加机械手、垫板添加步进电机、垫板添加同步传动装置、垫板添加直线导轨、垫板添加滑块；扫码下料机械手、垫板添加机械手分别安装于扫码下料滑块、垫板添加滑块上；扫码下料机械手包括扫码下料气缸、扫码下料真空吸取放置机构，垫板添加机械手包括垫板添加气缸、垫板添加真空吸取放置机构；扫码下料机械手、扫码下料驱动装置设置在靠近扫码机构的一端，扫码下料直线导轨与垫板添加直线导轨平行并上下错位设置。