CN212449436U - 一种pcb板自动码垛设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种PCB板自动码垛设备，包括：机架、上料装置、传送装置、识别抓取装置、码垛装置，所述码垛装置设置于所述传送装置的下方，且位于所述传送装置的一侧，所述码垛装置包括：回转盘组件、与所述回转盘组件配合的丝杆模组，所述丝杆模组与所述回转盘组件适配，用于实现PCB板的码垛。本实用新型提供的设备能够识别PCB板正反面、进行正反面分开码垛，代替了传统的人工的码垛，码垛时间大大的缩短，提高了工作效率。

Description

一种PCB板自动码垛设备

技术领域

本实用新型涉及电子工业技术领域，特别涉及一种PCB板自动码垛设备。

背景技术

PCB(printed circuit board)即印制线路板，简称印制板，是电子工业的重要部件之一。小尺寸单个PCB板在机台生产过程中，上料需要将空 PCB板整齐排放，同一朝向，且缺口方向一致。在这个过程中是由人工识别 PCB板的正反朝向，利用治具，将不同类别的板按一定数量进行堆垛在治具里，堆垛完成后，用橡皮筋捆绑好，然后放置在备料盘为机台生产备料。这一过程中，由于PCB板正反面结构类似，由人工逐个识别，然后排列在治具里，用时较长，效率低下。

实用新型内容

本实用新型提供了一种PCB板自动码垛设备，可以有效解决上述问题。

本实用新型是这样实现的：

一种PCB板自动码垛设备，包括：

机架，其包括第一机架以及与所述第一机架相邻设置的第二机架；上料装置，设置于所述第一机架中；传送装置，所述传送装置的前端隔开设置于所述上料装置的出料口的下方，所述传送装置的后端延伸进入所述第二机架；识别抓取装置，设置于所述第二机架中且位于所述传送装置上方，其包括识别机构和抓取机构，所述识别机构设置于靠近所述传送装置的前端，所述抓取机构设置于靠近所述传送装置的后端；码垛装置，设置于所述传送装置的下方，且位于所述传送装置的一侧，所述码垛装置包括：回转盘组件、与所述回转盘组件配合的丝杆模组，所述回转盘组件固定于所述第二机架的中部，所述丝杆模组固定在所述第二机架底部上且与所述回转盘组件适配，用于实现PCB板的码垛。

作为进一步改进的，所述上料装置包括并排且隔开设置的料仓、振动盘，所述振动盘内部呈螺旋结构，所述螺旋结构的方向是沿着所述振动盘的底部朝上，在所述螺旋结构的最上端设置一第二出料口，所述第二出料口正对所述传送装置的前端的上方设置；所述料仓上设置一第一出料口，所述第一出料口正对于所述螺旋结构的底部的上方设置。

作为进一步改进的，所述识别机构包括一相机、一光源、一编码器，所述光源、所述相机从下往上依次设置于所述传送装置的上方，且位于所述第二机架中靠近所述第一机架处；所述编码器设置于所述光源的一侧。

作为进一步改进的，所述抓取机构包括一DELTA机器人，所述DELTA 机器人固定于所述第二机架上。

作为进一步改进的，所述回转盘组件包括2个回转盘、若干固定设置于每一所述回转盘上的码垛治具、设置于每一所述回转盘下部的气动回转分割器，所述气动回转分割器固定在所述第二机架中间的第二隔板上；所述回转盘上绕圆心均匀设置若干第一方形通孔，每一所述码垛治具包括两个限位治具，两个所述限位治具隔开设置于所述第一方形通孔相对的两侧，每一所述限位治具包括一直线部以及垂直于所述直线部两侧的翻边。

作为进一步改进的，所述回转盘组件进一步包括2个码垛导向治具，所述码垛导向治具固定设置于所述传送装置的侧边，所述码垛导向治具的中间设置有第二方形通孔，所述码垛导向治具与移动到其下部的所述码垛治具匹配，以使进行码垛的PCB板在升降时均可穿过所述第二方形通孔、所述第一方形通孔。

作为进一步改进的，所述丝杆模组固定在所述第二机架的底部上，所述丝杆模组的上端设置一升降治具，所述升降治具顶端设置一定位板，所述升降治具在上升过程中依次穿过所述第一方形通孔、所述码垛治具、所述码垛导向治具后停留在所述第二方形通孔内。

作为进一步改进的，进一步包括电控及显示装置，包括显示屏、机器人控制柜、设备电控柜、工业电脑、三色灯，所述显示屏、所述工业电脑安装于所述第二机架上，所述机器人控制柜安装于所述第一机架中，所述设备电控柜安装于所述第二机架中，所述三色灯安装于所述机架的顶部。

作为进一步改进的，进一步包括设置于所述机架底部的福马轮。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供一种PCB板自动码垛设备，采用振动盘和料仓进行上料，然后将PCB板通过传送装置传送，在传送装置的前端设置识别机构对PCB板的正反面进行识别，将识别的结果反馈给机器人，并且由机器人进行抓取。采用的码垛装置具有2个回转盘，由机器人识别PCB板的正反面并且分别将正面朝向和反面朝向的PCB板码垛在2 个回转盘上，有回转盘进行码垛，直至回转盘上所有的码垛治具都码垛完成，才由人工取下。这种识别PCB板正反面、正反面分开码垛的过程，代替了传统的人工的码垛，码垛时间大大得缩短，提高了工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型实施例提供的PCB自动码垛设备的外部示意图。

图2是本实用新型实施例提供的PCB自动码垛设备的内部结构示意图。

图3是本实用新型实施例提供的PCB自动码垛设备除机架外的内部结构示意图。

图4是本实用新型实施例提供的上料装置与传送装置的示意图。

图5是本实用新型实施例提供的上料装置与码垛装置的侧视图。

图6是本实用新型实施例提供的升降治具与码垛导向治具的整体剖视图。

图7是本实用新型实施例提供的局部剖视图A的放大图。

图8是本实用新型实施例提供的传送装置与码垛装置的结构示意图。

图9是本实用新型实施例提供的回转盘的结构示意图。

附图中各标记对应的部件名称是：

1-机架，11-第一机架，111-第一隔板，12-第二机架，121-第二隔板，122-第一支架，2-上料装置，21-料仓，211-第一出料口，22-振动盘，221- 第二出料口，3-传送装置，4-识别抓取装置，41-识别机构，411-相机，412- 光源，413-编码器，4131-同步轮，42-抓取结构，421-DELTA机器人，5- 码垛装置，51-回转盘组件，511-回转盘，5111-第一方形通孔，512-码垛治具，5121-限位治具，51211-直线部，51212-翻边，513-气动回转分割器， 514-码垛导向治具，5141-第二方形通孔，52-丝杆模组，521-升降治具， 522-定位板，6-电控及显示装置，61-显示屏，62-机器人控制柜，63-设备电控柜，64-工业电脑，65-三色灯，7-福马轮，A-局部剖视图。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

参照图1所示，图1为一种PCB板自动码垛设备的外部图，在其框架的外部具有对应方便开关和操作的门。为了能够详细描述其内部结构，所以在下面的叙述中隐去外部显示的门。

参照图2所示，一种PCB板自动码垛设备，包括：机架1，其包括第一机架11以及与所述第一机架11相邻设置的第二机架12；上料装置2，设置于所述第一机架11中；传送装置3，所述传送装置3的前端隔开设置于所述上料装置2的出料口的下方，所述传送装置3的后端延伸进入所述第二机架12；识别抓取装置4，设置于所述第二机架12中且位于所述传送装置3上方，其包括识别机构41和抓取机构42，所述识别机构41设置于靠近所述传送装置3的前端，所述抓取机构42设置于靠近所述传送装置3的后端；码垛装置5，设置于所述传送装置3的下方，且位于所述传送装置3 的一侧，所述码垛装置5包括：回转盘组件51、与所述回转盘组件51配合的丝杆模组52，所述回转盘组件51固定于所述第二机架12的中部，所述丝杆模组52固定在所述第二机架12底部上且与所述回转盘组件51适配，用于实现PCB板的码垛。需要进行码垛的PCB板经过所述上装装置2上料至所述传送装置3上，在经过所述传送装置3的传送过程中，经过所述识别机构41进行PCB板正面朝向或者反面朝向的识别，反馈给所述抓取机构 42，由所述抓取结构42抓取并放置于所述码垛装置5上进行码垛，由于事先在所述码垛装置5上放置有橡皮筋，所以最后一步由人工将码垛好的PCB 板捆绑起来放在备用盘放好即可。

参照图2-4所示，所述上料装置2包括并排且隔开设置的料仓21、振动盘22，所述振动盘22内部呈螺旋结构，所述螺旋结构的方向是沿着所述振动盘22的底部朝上，在所述螺旋结构的最上端设置一第二出料口221，所述第二出料口221正对所述传送装置3的前端的上方设置；所述料仓21 上设置一第一出料口211，所述第一出料口211正对于所述螺旋结构的底部的上方设置。所述料仓21、所述振动盘22安装于所述第一机架11中间的第一隔板111上。所述料仓21用于补料(待处理的PCB板)，所述振动盘 22用于上料(将PCB板放入所述传送装置3)。工作时，有所述料仓21经过所述第一出料口21将待处理的PCB板投入所述振动盘22底部，由于所述振动盘22内部呈向上的螺旋结构，所以待处理的PCB板沿着所述螺旋结构慢慢向上移动运送至所述第二出料口221，从所述第二出料口221投入至所述传送装置3的前端，进而输送。所述传送装置3的运行速度可以调节，并且与所述料仓21、振动盘22是间隔开设置的，或者说错开安装的。因为所述振动盘22在工作时是震动的，可以避免其在工作过程中由于振动而影响其他部件的正常运行。特别的，如果影响所述传送装置3，将会影响所述识别抓取装置4的抓取精度。在本实施例中，所述传送装置3是流水线。

参照图3所示，所述抓取机构42包括一DELTA机器人421，所述DELTA 机器人421固定于所述第二机架12上。从整体上来说，所述DELTA机器人 421位于所述传送装置3的后端，通过钢板固定于所述第二机架12上，牢固可靠。

参照图3-4所示，所述识别机构41包括一相机411、一光源412、一编码器413，所述光源412、所述相机411从下往上依次设置于所述传送装置3的上方，且位于所述第二机架12中靠近所述第一机架11处；所述编码器413设置于所述光源412的一侧。所述第二机架12上靠近所述第一机架11处的中部设置一第一支架122，所述第一支架122横跨在所述传送装置3的前端的两侧，所述相机411固定在所述第一支架122的顶端，所述光源412固定在所述第一支架122上且靠近所述传送装置3，所述光源412 位于所述相机411与所述传送装置3之间。所述编码器413固定在所述第一支架122的下端且位于所述传送装置3的一侧，所述编码器413上具有一同步轮4131。当所述传送装置3启动，上面的PCB板就随之传送，所述同步轮4131实时转动并检测所述传送装置3的速度，将信息实时反馈给所述DELTA机器人421，由所述DELTA机器人421调节其机械臂抓取的时间和速度。

所述编码器413可以实时测出所述传送装置3的速度，便于视觉(所述光源412、所述相机411)和所述DELTA机器人421协同工作。所述相机 411的安装可以上下左右调节，所述光源412可以前后调节，便于视觉调试。应当知道的是，光源是为相机进行适当的照明而设计的，使相机图像中的目标信息与背景信息得到最佳分离，使得相机具有较高的图像拍摄质量。当所述传送装置3来料时，经过所述相机411、所述光源412的视觉识别，将识别的信息反馈给所述DELTA机器人，与所述DELTA机器人的协同工作，由所述DELTA机器人识别出PCB板正面朝向或者反向朝向，将正面朝向或者反向朝向的PCB板分别放置于所述码垛装置5的不同位置。采用DEALTA 机器人码垛，速度快，准确性高，效率高。

参照图2、3、5、8、9所示，所述回转盘组件51包括2个回转盘511、若干固定设置于每一所述回转盘511上的码垛治具512、设置于每一所述回转盘511下部的气动回转分割器513，所述气动回转分割器513固定在所述第二机架12中间的第二隔板121上；所述回转盘511上绕圆心均匀设置若干第一方形通孔5111，每一所述码垛治具512包括两个限位治具5121，两个所述限位治具5121隔开设置于所述第一方形通孔5111相对的两侧，每一所述限位治具5121包括一直线部51211以及垂直于所述直线部51211两侧的翻边51212。在本实施例中，2个所述回转盘511一个是顺时针回转，一个是逆时针回转，每个所述回转盘511上设置8个所述码垛治具512，在设备工作时，首先由人工将橡皮筋套在所述码垛治具512上，由DELTA机器人将正面朝向或者反向朝向的PCB板分别放置于2个所述回转盘511上，一个回转盘码垛正向朝向的PCB板，一个回转盘码垛反向朝向的PCB板。采取双工位、8工位回转盘实现正反朝向的码垛，8工位码垛治具码垛的数量多，节约反复操作的时间。如果要码垛不同尺寸规格的PCB板，可以调节所述码垛治具512的位置，或者更换成匹配的回转盘及码垛治具，以实现不同类别板材的码垛需求，结构紧凑。

参照图3、5、6、7、8所示，所述回转盘组件51进一步包括2个码垛导向治具514，所述码垛导向治具514固定设置于所述传送装置3的侧边，所述码垛导向治具514的中间设置有第二方形通孔5141，所述码垛导向治具514与移动到其下部的所述码垛治具512匹配，以使进行码垛的PCB板在升降时均可穿过所述第二方形通孔5141、所述第一方形通孔5111。所述码垛导向治具514安装在所述传送装置3的侧边，保持和所述码垛治具512 码垛要求一致，实现PCB板准确放置。

参照图2、3、5、6、7、8，所述丝杆模组(52)固定在所述第二机架 (12)的底部上，所述丝杆模组(52)的上端设置一升降治具(521)(具体参照图6、7所示)，所述升降治具(521)顶端设置一定位板(522)，所述升降治具(521)在上升过程中依次穿过所述第一方形通孔(5111)、所述码垛治具(512)、所述码垛导向治具(514)后停留在所述第二方形通孔(5141)内。所述丝杆模组52采用的丝杆是滚珠丝杆，还与与其配套的驱动电机。所述升降治具521的初始位置是这么定义的：所述升降治具(521) 的最高点位于所述回转盘511的下方。码垛时，所述滚珠丝杆配套的电机驱动所述升降治具521上升到工作位置(所述码垛导向治具514中所述第二方形通孔5141的最高点)，随着所述DELTA机器人每次码垛完成一块PCB 板，所述升降治具521受所述滚珠丝杆控制下降一个板厚的距离，直到一个所述码垛治具512码垛完成，此时所述DELTA机器人停止码垛，但是此时所述传送装置3不停机，所述升降治具521下降至初始位置，所述回转分割器513转动至下一个所述码垛治具512的位置，此时下一个所述码垛治具512位于所述码垛导向治具514的正下方。随后，所述升降治具521 上升至工作位置，所述DELTA机器人继续进行码垛，直至两个所述回转盘 511上全部的所述码垛治具512码垛完成后，所述PCB板自动码垛设备停机。然后由人工用预先套好的橡皮筋取所述码垛治具512里面的PCB板，具体是用配做的治具提取码垛好的每一捆PCB板，放置在备料盘里面。然后重新在所述码垛治具512上放置橡皮筋，进行下一轮的码垛。

参照图2所示，所述PCB板自动码垛设备进一步包括电控及显示装置6，包括显示屏61、机器人控制柜62、设备电控柜63、工业电脑64、三色灯 65，所述显示屏61、所述工业电脑64安装于所述第二机架12上，所述机器人控制柜62安装于所述第一机架11中，所述设备电控柜63安装于所述第二机架12中，所述三色灯65安装于所述机架1的顶部。所述显示屏61与所述设备电控柜63、所述机器人控制柜62电连接，所述设备电控柜63 与所述上料装置2、传送装置3、所述识别抓取装置4、所述码垛装置5电连接，所述机器人控制柜62与所述识别抓取装置4电连接。

所述料仓21、所述振动盘22通过所述设备电控柜63来调节上料速度，可根据实际生产需求调节上料速度。所述料仓21能够定时补料，避免频繁加料。而所述振动盘22的料道可以调节，可适应不同类型板材的上料。当面对朝向所述PCB自动码垛设备时，所述显示屏61设置在所述第二机架12 的左上角，所述显示屏61上还设置一启动按钮，所述启动按钮用来控制所述PCB自动码垛设备的运行。所述PCB自动码垛设备可以手动或者自动操作，可以统计并提示码垛总数量。所述启动按钮处还有备注信息，和所述显示屏61的提示操作一起提示工作人员如何操作，使得工作人员上手较快，提高生产效率。

所述三色灯65安装于所述PCB自动码垛设备的顶部，具有显示设备运行及故障报警的作用。所述机器人控制柜62安装于所述第一机架11的底部，所述设备电控柜63安装于所述第二机架12的底部，这种部件的排布结构紧凑，便于维护。所述工业电脑64安装于所述第二机架12的右上角，便于所述DELTA机器人视觉的调试。

参照图2所示，所述PCB板自动码垛设备进一步包括设置于所述机架1 底部的福马轮7。本设备机身整体尺寸1825*900*1925mm，整体框架分为左右框架单独的两部分，即左侧是上料功能，右侧是码垛功能，设备结构紧凑，运输方便。框架底部装有福马轮，可以方便移动位置。整个设备移动位置便捷的同时还节省空间。

本实用新型的工作原理是：

由所述粮仓21自动定时补料，由所述振动盘22自动上料，所述传送装置3进行送料，在PCB板经过所述识别机构41时，进行视觉识别，判断所述PCB板的正面朝向或者反面朝向，反馈给所述DELTA机器人421，由所述DELTA机器人421进行抓取并且准确码垛在所述回转盘511上。采用2 个回转盘511，一个回转盘511码垛正向朝向的PCB板，一个回转盘511码垛反向朝向的PCB板，每个回转盘511上设置8个工位的码垛治具512，由人工预先放置橡皮筋到每个码垛治具512上，当单个工位的码垛治具512 码垛到指定高度时，所述DELTA机器人421停止码垛，所述回转盘511自动转动至下一工位(2个回转盘一个顺时针转，一个逆时针转)，继续进行码垛，待全部的码垛治具512码垛完成后，设备停机，由人工用预先放置的橡皮筋将每个码垛治具512内的PCB板捆绑好，取出放置。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，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 (9)

1.一种PCB板自动码垛设备，其特征在于，包括：

机架(1)，其包括第一机架(11)以及与所述第一机架(11)相邻设置的第二机架(12)；

上料装置(2)，设置于所述第一机架(11)中；

传送装置(3)，所述传送装置(3)的前端隔开设置于所述上料装置(2)的出料口的下方，所述传送装置(3)的后端延伸进入所述第二机架(12)；

识别抓取装置(4)，设置于所述第二机架(12)中且位于所述传送装置(3)上方，其包括识别机构(41)和抓取机构(42)，所述识别机构(41)设置于靠近所述传送装置(3)的前端，所述抓取机构(42)设置于靠近所述传送装置(3)的后端；

码垛装置(5)，设置于所述传送装置(3)的下方，且位于所述传送装置(3)的一侧，所述码垛装置(5)包括：回转盘组件(51)、与所述回转盘组件(51)配合的丝杆模组(52)，所述回转盘组件(51)固定于所述第二机架(12)的中部，所述丝杆模组(52)固定在所述第二机架(12)底部上且与所述回转盘组件(51)适配，用于实现PCB板的码垛。

2.根据权利要求1所述一种PCB板自动码垛设备，其特征在于，所述上料装置(2)包括并排且隔开设置的料仓(21)、振动盘(22)，所述振动盘(22)内部呈螺旋结构，所述螺旋结构的方向是沿着所述振动盘(22)的底部朝上，在所述螺旋结构的最上端设置一第二出料口(221)，所述第二出料口(221)正对所述传送装置(3)的前端的上方设置；所述料仓(21)上设置一第一出料口(211)，所述第一出料口(211)正对于所述螺旋结构的底部的上方设置。

3.根据权利要求1所述一种PCB板自动码垛设备，其特征在于，所述识别机构(41)包括一相机(411)、一光源(412)、一编码器(413)，所述光源(412)、所述相机(411)从下往上依次设置于所述传送装置(3)的上方，且位于所述第二机架(12)中靠近所述第一机架(11)处；所述编码器(413)设置于所述光源(412)的一侧。

4.根据权利要求1所述一种PCB板自动码垛设备，其特征在于，所述抓取机构(42)包括一DELTA机器人(421)，所述DELTA机器人(421)固定于所述第二机架(12)上。

5.根据权利要求1所述一种PCB板自动码垛设备，其特征在于，所述回转盘组件(51)包括2个回转盘(511)、若干固定设置于每一所述回转盘(511)上的码垛治具(512)、设置于每一所述回转盘(511)下部的气动回转分割器(513)，所述气动回转分割器(513)固定在所述第二机架(12)中间的第二隔板(121)上；所述回转盘(511)上绕圆心均匀设置若干第一方形通孔(5111)，每一所述码垛治具(512)包括两个限位治具(5121)，两个所述限位治具(5121)隔开设置于所述第一方形通孔(5111)相对的两侧，每一所述限位治具(5121)包括一直线部(51211)以及垂直于所述直线部(51211)两侧的翻边(51212)。

6.根据权利要求5所述一种PCB板自动码垛设备，其特征在于，所述回转盘组件(51)进一步包括2个码垛导向治具(514)，所述码垛导向治具(514)固定设置于所述传送装置(3)的侧边，所述码垛导向治具(514)的中间设置有第二方形通孔(5141)，所述码垛导向治具(514)与移动到其下部的所述码垛治具(512)匹配，以使进行码垛的PCB板在升降时均可穿过所述第二方形通孔(5141)、所述第一方形通孔(5111)。

7.根据权利要求6所述一种PCB板自动码垛设备，其特征在于，所述丝杆模组(52)固定在所述第二机架(12)的底部上，所述丝杆模组(52)的上端设置一升降治具(521)，所述升降治具(521)顶端设置一定位板(522)，所述升降治具(521)在上升过程中依次穿过所述第一方形通孔(5111)、所述码垛治具(512)、所述码垛导向治具(514)后停留在所述第二方形通孔(5141)内。

8.根据权利要求1所述一种PCB板自动码垛设备，其特征在于，进一步包括电控及显示装置(6)，包括显示屏(61)、机器人控制柜(62)、设备电控柜(63)、工业电脑(64)、三色灯(65)，所述显示屏(61)、所述工业电脑(64)安装于所述第二机架(12)上，所述机器人控制柜(62)安装于所述第一机架(11)中，所述设备电控柜(63)安装于所述第二机架(12)中，所述三色灯(65)安装于所述机架(1)的顶部。

9.根据权利要求1所述一种PCB板自动码垛设备，其特征在于，进一步包括设置于所述机架(1)底部的福马轮(7)。

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