CN213342857U - 一种插件机设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种插件机设备，涉及插件机技术领域，所述插件机设备包括插件机本体；机械手末端抓取装置，所述机械手末端抓取装置设于所述插件机本体内，所述机械手末端抓取装置包括缓冲机构，所述缓冲机构用于缓冲所述机械手末端抓取装置在插件过程中对PCB板或PCB板托盘的压力。本实用新型的插件机设备通过缓冲机构缓冲在插件过程中机械手末端抓取装置对PCB板的压力，避免插件对PCB板造成的破坏，从而保证PCB板在插件过程中的安全性。

Description

一种插件机设备

技术领域

本实用新型涉及插件机技术领域，尤其涉及一种插件机设备。

背景技术

目前，在PCB板的工业生产领域，许多制造企业广泛使用的异形电子元件仍为手工插件装配方式，存在着工作效率低、劳动力成本高、错插和漏插现象严重、管理任务繁重的问题。

基于此问题，现有技术中已经存在用于在PCB板上进行自动插件的插件机，在现有的自动插件装配技术中，通常是将PCB板或者装有PCB板的托盘放置于插件机中，由机器人的机械手末端抓取装置对其进行插件，相对于手工插件装配方式，自动插件装配方式大大提高了PCB板的插件效率。

然而，在目前的插件机中，机器人在插件过程中损坏PCB板的情况时有发生，其原因在于机器人的机械手末端抓取装置在异常情况下对PCB板施加的压力过大。基于此，如何保证PCB板在插件过程中的安全性是亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种插件机设备，以解决现有技术中存在的如何保证PCB板在插件过程中安全性的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型实施例提供了一种插件机设备，包括：插件机本体；机械手末端抓取装置，所述机械手末端抓取装置设于所述插件机本体内，所述机械手末端抓取装置包括缓冲机构，所述缓冲机构用于缓冲所述机械手末端抓取装置在插件过程中对PCB板或PCB板托盘的压力。

在一些实施例中，所述缓冲机构包括气弹簧组件，所述气弹簧组件包括活塞柱和活塞腔体，所述活塞柱配合插接于所述活塞腔体内形成密闭气室，所述活塞腔体的底端设有气压调节阀，所述气压调节阀用于调节所述密闭气室中的气压，以调节所述机械手末端抓取装置对不同物料进行插件时的插件力度。

在一些实施例中，所述机械手末端抓取装置还包括感应片和光电传感器，所述感应片与所述活塞腔体连接形成一体，所述光电传感器与所述活塞柱连接形成一体，所述感应片和所述光电传感用于配合检测所述机械手末端抓取装置在插件过程中是否存在异常。

在一些实施例中，所述机械手末端抓取装置还包括滑台气缸和至少一个夹爪，所述滑台气缸与所述活塞柱连接形成一体，所述至少一个夹爪与所述活塞腔体连接形成一体，所述滑台气缸用于驱动所述至少一个夹爪进行往复运动，以对PCB板进行插件。

在一些实施例中，其特征在于，所述插件机设备还包括：PCB板传送装置，所述PCB板传送装置设于所述机械手末端抓取装置的下方，所述PCB板传送装置包括导轨和第一力矩传感器，所述导轨用于传送所述PCB板或PCB板托盘，所述第一力矩传感器装配在所述导轨内侧，所述第一力矩传感器用于检测所述导轨传送的PCB板或PCB板托盘的宽度，所述导轨根据所述PCB板或PCB板托盘的宽度自动调节自身的导轨宽度，以配合运载所述PCB板或PCB板托盘。

在一些实施例中，所述PCB板传送装置还包括动力机构和皮带机构，所述动力机构安装在所述导轨下方，所述皮带机构按照所述导轨的长度方向装配在所述导轨内侧，所述动力机构用于牵引所述皮带机构中的皮带运动，以驱动所述PCB板或PCB板托盘沿导轨的长度方向运动。

在一些实施例中，所述PCB板传送装置还包括阻挡件，所述阻挡件安装在所述导轨的第一预设位置的下方，所述阻挡件用于阻挡所述PCB板或PCB板托盘在沿导轨的长度方向上的运动，以将所述PCB板或PCB板托盘在所述沿导轨的长度方向上进行固定。

在一些实施例中，所述PCB板传送装置还包括上定位机构，所述上定位机安装在所述导轨的第二预设位置的下方，所述上定位机构用于将所述导轨中的PCB板或PCB板托盘顶升到待插件位置。

在一些实施例中，所述上定位机构包括第二力矩传感器，所述第二力矩传感器用于检测所述导轨中的PCB板或PCB板托盘的厚度，所述上定位机构根据所述导轨中的PCB板或PCB板托盘的厚度自动将所述导轨中的PCB板或PCB板托盘顶升到待插件位置。

在一些实施例中，所述上定位机构还包括抬升气缸和上顶机构，所述抬升气缸根据所述第二力矩传感器检测到的所述导轨中的PCB板或PCB板托盘的厚度，驱动所述上顶机构将所述导轨中的PCB板或PCB板托盘顶升到待插件位置。

由上述技术方案可知，本实用新型至少具有如下优点和积极效果：

机械手末端抓取装置在对PCB板进行插件时，会对PCB板正面施加一定的压力，如果压力过大或者插件异常(例如插件位置错误)，势必会破坏PCB板，而本实用新型所提出的缓冲机构则会缓冲这些压力，避免插件异常对PCB板造成的破坏，从而保证PCB板在插件过程中的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1为根据本实用新型实施例的插件机设备的整体结构图；

图2为根据本实用新型实施例的插件机设备整体结构的爆炸图；

图3为根据本实用新型实施例的PCB板传送装置的结构图；

图4为根据本实用新型实施例的机械手末端抓取装置的结构图；

附图标记说明如下：

100、插件机本体；

110、PCB板传送装置；

111、上定位机构； 112、第二力矩传感器； 113、抬升气缸；

114、动力机构； 115、皮带机构； 116、上顶机构；

117、导轨； 118、第一力矩传感器；

120、机械手末端抓取装置；

121、法兰； 122、缓冲机构； 1220、气弹簧组件；

1221、气压调节阀； 1222、密闭气室； 1223、活塞腔体；

1224、活塞柱； 123、夹爪； 124、滑台气缸；

125、感应片； 126、光电传感器；

130、第一上料装置；

140、第二上料装置；

150、PCB板入口；

160、PCB板出口。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

术语“第一”、“第二”、“第三”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”、“第三”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，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连通”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

首先，本实用新型将参照图1和图2对插件机设备进行简单阐述。

图1和图2分别示出了本实用新型实施例的插件机设备的整体结构图和插件机设备整体结构的爆炸图，具体的，插件机设备包括插件机本体100，本体包括有四个侧面，其中，两个相对的侧面分别开设有PCB板入口150和PCB板出口160，另外两个相对的侧面分别安装第一上料装置130和第二上料装置140。

在插件过程中，首先将PCB板或者PCB板托盘通过PCB板入口150装入插件机本体100内，然后由插件机本体100内的机器人将放置在第一上料装置130和第二上料装置140上的物料(例如电器元件)插入到PCB板上，在PCB板完成插件之后，将PCB板或者PCB板托盘通过PCB板出口160从插件机本体100内卸出。

需要说明的是，可以将PCB板放置在PCB板托盘上进行插件，这样做的好处在于可以一次性对多个PCB板进行插件。

在插件机本体100内，安装有PCB板传送装置110和机械手末端抓取装置120，其中，PCB板传送装置110用于承载PCB板或者PCB板托盘，并将PCB板或者PCB板托盘从PCB板入口150移动到PCB板出口160，机械手末端抓取装置120设于机器人上，用于直接对PCB板进行插件。

下面，将参照图2和图4对本实用新型提出的插件机设备进行具体阐述。

如图2和图4所示，本实用新型所提出的插件机设备包括插件机本体100；机械手末端抓取装置120，机械手末端抓取装置120设于插件机本体100内，机械手末端抓取装置120包括缓冲机构122，缓冲机构122用于缓冲机械手末端抓取装置120在插件过程中对PCB板或PCB板托盘的压力

在本实用新型中，机械手末端抓取装置120设于机器人上，用于直接对PCB板进行插件。

在本实用新型中，机械手末端抓取装置120在对PCB板进行插件时，会对PCB板正面施加一定的压力，如果压力过大或者插件异常(例如插件位置错误)，势必会破坏PCB板，而缓冲件则会缓冲这些压力，避免插件异常对PCB板造成的破坏，从而保证PCB板在插件过程中的安全性。

在本实用新型的一个实施例中，缓冲机构122可以有多个，其好处在于，可以增加机械手末端抓取装置120的缓冲性能。

在本实用新型的一个实施例中，缓冲机构122可以包括气弹簧组件1220，气弹簧组件1220包括活塞柱1224和活塞腔体1223，活塞柱1224配合插接于活塞腔体1223内形成密闭气室1222，活塞腔体1223的底端设有气压调节阀1221，气压调节阀1221用于调节密闭气室1222中的气压，以调节机械手末端抓取装置120对不同物料进行插件时的插件力度。

在本实施例中，当密闭气室1222中的气压较大时，则气弹簧组件1220的缓冲性能弱，此时适用于对需要较大插件力度的物料进行插件；当密闭气室1222中的气压较小时，则气弹簧组件1220的缓冲性能强，此时适用于对需要较小插件力度的物料进行插件。

在本实施例中，机械手末端抓取装置120还可以包括感应片125和光电传感器126，感应片125与活塞腔体1223连接形成一体，光电传感器126与活塞柱1224连接形成一体，感应片125和光电传感用于配合检测机械手末端抓取装置120在插件过程中是否存在异常。

具体的，当光电传感器126感应到感应片125时，则说明感应片125穿过光电传感器126，也就说明活塞柱1224在活塞腔体1223内的移动幅度较大，进一步说明机械手末端抓取装置120在插件过程中存在异常(例如没有将物料完全插入到PCB板中，或者物料没有对准PCB板相应的插件孔等等)。这样做的好处在于，可以对PCB板的插件过程进行监控，有效防止插件过程中异常情况对PCB板子的损坏，从而保证PCB板在插件过程中的安全性。

在本实施例中，机械手末端抓取装置120还可以包括滑台气缸124和至少一个夹爪123，滑台气缸124与活塞柱1224连接形成一体，至少一个夹爪123与活塞腔体1223连接形成一体，滑台气缸124用于驱动至少一个夹爪123进行往复运动，以对PCB板进行插件。

具体的，夹爪123主要用于直接抓取物料，并将物料插入到PCB板中，其在数量上可以为一个，也可以为多个，将夹爪123的数量设置为多个好处在于，可以做到一次取料，多次插件，从而提高插件效率。

下面，将参照图2和图3对本实用新型提出的插件机设备进行进一步阐述。

在一些实施例中，其特征在于，插件机设备还包括：PCB板传送装置110，PCB板传送装置110设于机械手末端抓取装置120的下方，PCB板传送装置110包括导轨117和第一力矩传感器118，导轨117用于传送PCB板或PCB板托盘，第一力矩传感器118装配在导轨117内侧，第一力矩传感器118用于检测导轨117传送的PCB板或PCB板托盘的宽度，导轨117根据PCB板或PCB板托盘的宽度自动调节自身的导轨117宽度，以配合运载PCB板或PCB板托盘。

如图2和图3所示，本实用新型所提出的插件机设备还包括PCB板传送装置110，PCB板传送装置110设于机械手末端抓取装置120的下方，PCB板传送装置110包括导轨117和第一力矩传感器118，导轨117用于传送PCB板或PCB板托盘，第一力矩传感器118装配在导轨117内侧，第一力矩传感器118用于检测导轨117传送的PCB板或PCB板托盘的宽度，导轨117根据PCB板或PCB板托盘的宽度自动调节自身的导轨117宽度，以配合运载PCB板或PCB板托盘。

在本实施例中，导轨117可以包括三个部分，分别是进板段A，工作段B和出板段C，其中，进板段A靠近PCB板入口150，进板段C靠近PCB板出口160，工作段B作为对PCB板进行插件的导轨117位置，位于进板段A和出板段C之间。

在实际插件过程中，PCB板或PCB板托盘通过PCB板入口150进入到进板段A，然后经过进板段A的导轨117运载到工作段B的导轨117并停留，以对PCB板进行插件，在插件结束之后，PCB板或PCB板托盘通过出板段C的导轨117从PCB板出口160运出

在本实施例中，第一力矩传感器118具体可以是装配在进板段A的导轨117内侧，也可以是装配在工作段B的导轨117内侧。在换产时，只需要将新的PCB板或PCB板托盘放在导轨117中，第一力矩传感器118可以根据PCB板或PCB板托盘对自身产生力矩的大小确定PCB板或PCB板托盘的宽度，进一步的，导轨117可以根据PCB板或PCB板托盘的宽度自动设定参数(即自动调节自身的导轨117宽度)，以适应PCB板或PCB板托盘，相比以往手动调节，换产时间大幅缩短。

进一步的，根据PCB板或PCB板托盘的宽度调整导轨117宽度，使得在插件过程中，能够保证PCB板或PCB板托盘在垂直于沿导轨117长度的方向得到固定，有利于PCB板在插件过程中的稳定性。

在本实用新型的一个实施例中，PCB板传送装置110还可以包括动力机构114和皮带机构115，动力机构114安装在导轨117下方，皮带机构115按照导轨117的长度方向装配在导轨117内侧，动力机构114用于牵引皮带机构115中的皮带运动，以驱动PCB板或PCB板托盘沿导轨117的长度方向运动。

在本实施例中，通过皮带机构115驱动PCB板或PCB板托盘的好处在于，由于皮带薄且有弹性，使得其占用空间小，长度可调节。

在本实施例中，动力机构114可以由步进电机和六角棱柱组成，因此可以通过调节步进电机的转速来调节PCB板的传送速度，保证生产节拍。

在本实用新型的一个实施例中，PCB板传送装置110还可以包括阻挡件，阻挡件安装在导轨117的第一预设位置D的下方，阻挡件用于阻挡PCB板或PCB板托盘在沿导轨117的长度方向上的运动，以将PCB板或PCB板托盘在沿导轨117的长度方向上进行固定。

在实际插件过程中，PCB板或PCB板托盘由进板段A完全移动到工作段时，由于收到设在导轨117的第一预设位置D下方的阻挡件的阻挡而停止运动，由此进入到插件位置，此外，设置阻挡件的好处还在于，能够保证PCB板或PCB板托盘在沿导轨117的长度方向得到固定，有利于PCB板在插件过程中的稳定性。

在本实用新型的一个实施例中，PCB板传送装置110还可以包括上定位机构111，上定位机构111安装在导轨117的第二预设位置E的下方，上定位机构111用于将导轨117中的PCB板或PCB板托盘顶升到待插件位置。

在实际插件过程中，PCB板的插件面需要置于一个标准的高度，即PCB板的插件面与机器人的机械手末端抓取装置120需要相差一个标准的距离，以保证在插件过程中，不会导致机器人对PCB板的插件力度过大或者过小。

在本实施例中，上定位机构111可以包括第二力矩传感器112，第二力矩传感器112用于检测导轨117中的PCB板或PCB板托盘的厚度，上定位机构111根据导轨117中的PCB板或PCB板托盘的厚度自动将导轨117中的PCB板或PCB板托盘顶升到待插件位置。

在本实施例中，上定位机构111还可以包括抬升气缸113和上顶机构116，抬升气缸113根据第二力矩传感器112检测到的导轨117中的PCB板或PCB板托盘的厚度，驱动上顶机构116将导轨117中的PCB板或PCB板托盘顶升到待插件位置。

具体的，上定位机构111是由抬升气缸113和上顶机构116组成，抬升气缸113串联第二力矩传感器112，可实现对PCB上顶板力的精确调节，不同厚度的PCB板或者PCB板托盘，厚度相差较大，传统气缸上顶形式，需要反复调节，费时费力，而按照本方案进行换产时，只需将PCB板或者PCB板托盘放在工作段中，上定位机构111上顶后自动记录力矩，这也能够杜绝了由于调试等原因导致的PCB板损坏，第二力矩传感器112通过精密导向轴和精密轴承与上顶柱连接，一个力矩传感器能够实现四个上顶柱的力矩反馈，结构简单，费用低。

由上述技术方案可知，本实用新型至少具有如下优点和积极效果：

本实用新型的插件机设备通过设在机械手末端抓取装置120的缓冲机构122，可以缓冲由于机械手末端抓取装置120的插件异常而导致的对PCB板的过大插件力度，避免了插件异常对PCB板造成的破坏，从而保证PCB板在插件过程中的安全性。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种插件机设备，其特征在于，所述插件机设备包括：

插件机本体；

机械手末端抓取装置，所述机械手末端抓取装置设于所述插件机本体内，所述机械手末端抓取装置包括缓冲机构，所述缓冲机构用于缓冲所述机械手末端抓取装置在插件过程中对PCB板或PCB板托盘的压力。

2.根据权利要求1所述的插件机设备，其特征在于，所述缓冲机构包括气弹簧组件，所述气弹簧组件包括活塞柱和活塞腔体，所述活塞柱配合插接于所述活塞腔体内形成密闭气室，所述活塞腔体的底端设有气压调节阀，所述气压调节阀用于调节所述密闭气室中的气压，以调节所述机械手末端抓取装置对不同物料进行插件时的插件力度。

3.根据权利要求2所述的插件机设备，其特征在于，所述机械手末端抓取装置还包括感应片和光电传感器，所述感应片与所述活塞腔体连接形成一体，所述光电传感器与所述活塞柱连接形成一体，所述感应片和所述光电传感用于配合检测所述机械手末端抓取装置在插件过程中是否存在异常。

4.根据权利要求2所述的插件机设备，其特征在于，所述机械手末端抓取装置还包括滑台气缸和至少一个夹爪，所述滑台气缸与所述活塞柱连接形成一体，所述至少一个夹爪与所述活塞腔体连接形成一体，所述滑台气缸用于驱动所述至少一个夹爪进行往复运动，以对PCB板进行插件。

5.根据权利要求1至4任一项所述的插件机设备，其特征在于，所述插件机设备还包括：

PCB板传送装置，所述PCB板传送装置设于所述机械手末端抓取装置的下方，所述PCB板传送装置包括导轨和第一力矩传感器，所述导轨用于传送所述PCB板或PCB板托盘，所述第一力矩传感器装配在所述导轨内侧，所述第一力矩传感器用于检测所述导轨传送的PCB板或PCB板托盘的宽度，所述导轨根据所述PCB板或PCB板托盘的宽度自动调节自身的导轨宽度，以配合运载所述PCB板或PCB板托盘。

6.根据权利要求5所述的插件机设备，其特征在于，所述PCB板传送装置还包括动力机构和皮带机构，所述动力机构安装在所述导轨下方，所述皮带机构按照所述导轨的长度方向装配在所述导轨内侧，所述动力机构用于牵引所述皮带机构中的皮带运动，以驱动所述PCB板或PCB板托盘沿导轨的长度方向运动。

7.根据权利要求5所述的插件机设备，其特征在于，所述PCB板传送装置还包括阻挡件，所述阻挡件安装在所述导轨的第一预设位置的下方，所述阻挡件用于阻挡所述PCB板或PCB板托盘在沿导轨的长度方向上的运动，以将所述PCB板或PCB板托盘在所述沿导轨的长度方向上进行固定。

8.根据权利要求5所述的插件机设备，其特征在于，所述PCB板传送装置还包括上定位机构，所述上定位机安装在所述导轨的第二预设位置的下方，所述上定位机构用于将所述导轨中的PCB板或PCB板托盘顶升到待插件位置。

9.根据权利要求8所述的插件机设备，其特征在于，所述上定位机构包括第二力矩传感器，所述第二力矩传感器用于检测所述导轨中的PCB板或PCB板托盘的厚度，所述上定位机构根据所述导轨中的PCB板或PCB板托盘的厚度自动将所述导轨中的PCB板或PCB板托盘顶升到待插件位置。

10.根据权利要求9所述的插件机设备，其特征在于，所述上定位机构还包括抬升气缸和上顶机构，所述抬升气缸根据所述第二力矩传感器检测到的所述导轨中的PCB板或PCB板托盘的厚度，驱动所述上顶机构将所述导轨中的PCB板或PCB板托盘顶升到待插件位置。

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