CN215031810U - 智能型smt吸嘴清洗检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种智能型SMT吸嘴清洗检测装置，所述装置包括台板、真空泵、工控机，台板上设有治具机构、机械臂、治具槽、z轴直线驱动机构、补光圈、压力测试机构、超声波清洗箱及多个不良分类盒，治具槽内设有清洗治具以及驱动清洗治具升降的升降气缸组件；治具槽底部一侧设有与超声波清洗箱相通的滑轨，另一侧设有驱动清洗治具沿滑轨来回移动的侧推气缸组件；超声波清洗箱内设有与滑轨对应的清洗架，清洗架与z轴直线驱动机构连接；机械臂前端上设有吸嘴爪及中心吹头；补光圈下方设有底拍相机。本实用新型大大提高了清洗效果和检测的效率，实现了SMT吸嘴从清洗—烘干—检测的全流程自动化，为SMT贴片机的高性能、高效率、高品质运行提供保障。

Description

智能型SMT吸嘴清洗检测装置

技术领域

本实用新型涉及SMT吸嘴清洗检测技术领域，尤其涉及一种智能型SMT吸嘴清洗检测装置。

背景技术

随着电子、5G通讯等行业的发展，SMT贴片机也在飞速发展，不但元器件的尺寸越来越小，SMT贴片组装密度越来越高，而且还不断推出新型封装形式，为了适应高密度、高难度的SMT贴片加工组装技术的需要，对SMT贴片机的吸嘴要求越来越高。

现有技术中，SMT吸嘴在清洗后，主要是采用人工检测的方式。SMT吸嘴清洗完成后再人工吹干，再进行人工目视检测的这种方式效率低，且人工目视检测的方式也难识别出不良，识别准确率低。

实用新型内容

本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供一种智能型SMT吸嘴清洗检测装置，以实现SMT吸嘴的自动清洗和检测。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提出了一种智能型SMT吸嘴清洗检测装置，包括台板、真空泵、工控机，台板上设有治具机构和xyzθ4轴的机械臂，台板上还设有治具槽、z轴直线驱动机构和超声波清洗箱，治具槽内设有清洗治具以及驱动清洗治具升降的升降气缸组件；治具槽底部一侧设有与超声波清洗箱相通的滑轨，另一侧设有驱动清洗治具沿滑轨来回移动的侧推气缸组件；超声波清洗箱内设有与滑轨对应的清洗架，清洗架与z轴直线驱动机构连接；机械臂前端上设有吸嘴爪及中心吹头，中心吹头对应设于吸嘴爪中心处；治具机构包括固定槽、安装于固定槽内的SMT吸嘴治具盘和驱动SMT吸嘴治具盘开关的推板气缸；

台板上还设有补光圈，补光圈下方设有底拍相机；补光圈一侧设有补光板，另一侧设有侧拍相机；台板上设有压力测试机构，台板上设有多个不良分类盒；工控机与z轴直线驱动机构、超声波清洗箱、升降气缸组件、侧推气缸组件、机械臂、吸嘴爪、侧拍相机、底拍相机、压力测试机构连接通信。

进一步地，机械臂前端上还设有流量检测头，台板上设有与工控机连接通信的流量测试仪，流量测试仪与流量检测头连接。

进一步地，机械臂前端上还设有顶拍相机，工控机与顶拍相机连接通信，SMT吸嘴治具盘上设有二维码标签，清洗治具以及SMT吸嘴治具盘上均设有用于光学定位的mark点。

进一步地，清洗架由多层截面为横“U”字形的置物架组成。

进一步地，清洗治具由清洗盘和活动设于清洗盘上的上滑盖组成，清洗盘上开设有吸嘴槽，上滑盖上开设有与吸嘴槽对应的卡孔；治具槽侧面设有用于推动上滑盖沿清洗盘左右滑动的推盖气缸，推盖气缸上竖设有导轨，上滑盖上设有对应的滑槽。

进一步地，SMT吸嘴治具盘包括底盘和装于底盘上的盖板，盖板上沿左右方向上设有多个导向孔，底盘上设有多个分别一一对应穿过导向孔的导柱，底盘上开设有吸嘴槽，盖板上开设有与吸嘴槽对应的卡孔；卡孔为一大一小圆相交的葫芦状，其中，卡孔的大圆部分直径大于等于SMT吸嘴宽部直径，卡孔的小圆部分直径小于SMT吸嘴宽部直径；盖板的侧边连有侧板，侧板底部开设有拨动槽；推板气缸的活塞杆作用于拨动槽内。

进一步地，压力测试机构包括量程不同的压力测试器A和压力测试器B。

进一步地，台板上还设有与真空泵连通，用于吹干的吹气机构。

实用新型本实用新型的有益效果为：本实用新型针对人工清洗检测效率低的问题，采用视觉定位系统+机器人移送抓取的设计，大大提高了检测的效率；实现了SMT吸嘴从清洗—烘干—检测的全流程自动化；本实用新型实现了精准检测判断吸嘴良品/不良的有益效果，为SMT贴片机的高性能、高效率、高品质运行提供保障；本实用新型采用超声波清洗的方式，清洗效果更好，能够达到提升吸嘴使用寿命的效果。

附图说明

图1是本实用新型实施例的智能型SMT吸嘴清洗检测装置的立体结构图。

图2是本实用新型实施例的智能型SMT吸嘴清洗检测装置一个角度的内部立体结构图。

图3是本实用新型实施例的台板部分的立体结构图。

图4是本实用新型实施例的智能型SMT吸嘴清洗检测装置另一个角度的内部立体结构图。

图5是本实用新型实施例的智能型SMT吸嘴清洗检测装置一个角度的部分结构图。

图6是本实用新型实施例的智能型SMT吸嘴清洗检测装置另一个角度的部分结构图。

图7是本实用新型实施例的超声波清洗箱的立体结构图。

图8是本实用新型实施例的z轴直线驱动机构的立体结构图。

图9是本实用新型实施例的治具槽的立体结构图。

图10是本实用新型实施例的机械臂的立体结构图。

图11是本实用新型实施例的SMT吸嘴治具盘的立体结构图。

图12是本实用新型实施例的SMT吸嘴治具盘的仰视图。

图13是本实用新型实施例的盖板的立体结构图。

图14是本实用新型实施例的底盘的立体结构图。

附图标号说明

底盘1，盖板2，导向孔3，导柱4，吸嘴槽5，卡孔6，侧板7，拨动槽8，卡扣9，台板10，治具机构11，补光圈12，底拍相机13，补光板14，侧拍相机15，压力测试器A16，压力测试器B17，不良分类盒18，机械臂20，吸嘴爪21，中心吹头22，流量检测头23，顶拍相机24，治具槽30，上滑盖31，清洗盘32，推盖气缸33，导轨34，滑槽35，侧推气缸组件36，滑轨37，升降气缸组件38，超声波清洗箱40，z轴直线驱动机构41，清洗架42。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

本实用新型实施例中若有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中若涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。

请参照图1～图14，本实用新型实施例的智能型SMT吸嘴清洗检测装置包括台板、真空泵、工控机。

台板上设有治具机构和xyzθ4轴的机械臂。xyzθ4轴为xyz三轴加上水平角度转动，机械臂可采用现有的xyzθ4轴的机械臂。

台板上还设有治具槽、z轴直线驱动机构和超声波清洗箱。治具槽内设有清洗治具以及驱动清洗治具升降的升降气缸组件。清洗治具用于装载SMT吸嘴。清洗治具结构与SMT吸嘴治具盘结构类似，清洗治具由清洗盘和上滑盖组成。上滑盖设于清洗盘上，且上滑盖可沿清洗盘左右滑动。清洗盘上开设有吸嘴槽，上滑盖上开设有与吸嘴槽对应的卡孔。卡孔为一大一小圆相交的葫芦状，其中，卡孔的大圆部分直径大于等于SMT吸嘴宽部直径，卡孔的小圆部分直径小于SMT吸嘴宽部直径。拨动上滑盖滑动时，当卡孔大圆部分在吸嘴槽上方时，吸嘴爪可以直接抓取走SMT吸嘴；当反向拨动上滑盖滑动，卡孔的小圆部分在吸嘴槽上方时，上滑盖将吸嘴槽内的SMT吸嘴盖住固定，防止SMT吸嘴脱落。治具槽侧面设有用于推动上滑盖沿清洗盘左右滑动的推盖气缸，推盖气缸上竖设有导轨，上滑盖上设有对应的滑槽。

本实用新型采用清洗治具装载SMT吸嘴进行清洗，相比现有的堆积式清洗，清洗效果更佳，同时避免了在清洗过程中容易引起吸嘴划伤/形变，导致吸嘴不良的问题。

治具槽底部一侧设有与超声波清洗箱相通的滑轨，另一侧设有驱动清洗治具沿滑轨来回移动的侧推气缸组件。超声波清洗箱内设有与滑轨对应的清洗架，清洗架与z轴直线驱动机构连接。机械臂前端上设有吸嘴爪及中心吹头，中心吹头对应设于吸嘴爪中心处。中心吹头用于将SMT吸嘴的吸嘴头吹下至复位状态。

治具机构包括固定槽、安装于固定槽内的SMT吸嘴治具盘和驱动SMT吸嘴治具盘开关的推板气缸。SMT吸嘴治具盘包括底盘和盖板。盖板装于底盘上。盖板上沿左右方向上设有多个导向孔，底盘上设有多个分别一一对应穿过导向孔的导柱。导向孔和导柱用于定向，导柱在导向孔内左右滑动。导向孔和导柱方便盖板左右滑动。

底盘上开设有吸嘴槽，盖板上开设有与吸嘴槽对应的卡孔。卡孔为一大一小圆相交的葫芦状，其中，卡孔的大圆部分直径大于等于SMT吸嘴宽部直径，卡孔的小圆部分直径小于SMT吸嘴宽部直径。拨动盖板滑动时，当卡孔大圆部分在吸嘴槽上方时，吸嘴爪可以直接抓取走SMT吸嘴；当反向拨动盖板滑动，卡孔的小圆部分在吸嘴槽上方时，盖板将吸嘴槽内的SMT吸嘴盖住固定，防止SMT吸嘴脱落。

盖板的侧边连有侧板，侧板底部开设有拨动槽。拨动槽便于通过推板气缸进行拨动盖板。

作为一种实施方式，底盘底部设有便于快速拆卸/安装的卡扣，便于快速安装到固定槽内。

作为一种实施方式，导向孔为腰圆形。

台板上还设有补光圈，补光圈即环状的LED光圈，补光圈朝上照射，为底拍相机的拍摄提供照明。补光圈下方设有底拍相机。补光圈一侧设有补光板，补光板即LED灯板，为侧拍相机的拍摄提供照明。补光圈另一侧设有侧拍相机。

台板上设有压力测试机构。台板上设有多个不良分类盒。不良分类盒有多个，检测后，便于将不同不良种类的不良品进行分类。

工控机与z轴直线驱动机构、超声波清洗箱、升降气缸组件、侧推气缸组件、机械臂、吸嘴爪、侧拍相机、底拍相机、压力测试机构连接通信。机械臂从治具机构中抓取SMT吸嘴至清洗治具中时，清洗治具位于治具槽顶部，此时，推盖气缸上的导轨是穿于滑槽内，推盖气缸驱动上滑盖打开清洗盘的吸嘴槽；待清洗的SMT吸嘴装载完成后，推盖气缸驱动上滑盖复位，盖住清洗盘的吸嘴槽，升降气缸组件将清洗治具驱动至治具槽底部（此时，推盖气缸上的导轨脱离上滑盖的滑槽），再由侧推气缸组件将清洗治具沿滑轨推至超声波清洗箱内的清洗架上；z轴直线驱动机构驱动清洗架向下运动，使清洗架上的清洗治具进入超声波清洗箱内的清洗液进行清洗；清洗完成后，z轴直线驱动机构驱动清洗架向上运动；再由侧推气缸组件将清洗治具沿滑轨推至治具槽底部；升降气缸组件将清洗治具驱动至治具槽顶部，此时，推盖气缸上的导轨插入滑槽内；推盖气缸驱动上滑盖打开，机械臂抓走完成清洗的SMT吸嘴。

工控机通过顶拍相机识别二维码标签上的二维码信息，再拍摄SMT吸嘴的位置图片，工控机计算得到SMT吸嘴的坐标和规格信息；控制机械臂、吸嘴爪将SMT吸嘴抓至补光圈上方，采用相机低/侧拍的方式，全方位立体检测SMT吸嘴形变量；再将SMT吸嘴抓至压力测试器A或压力测试器B上进行压力测试，进行滑动检测；再控制流量检测头对准治具机构上的SMT吸嘴，进行流量检测。整个检测过程中，如果发现不良，则根据SMT吸嘴的不良类型将不良的SMT吸嘴抓至对应的不良分类盒内。相比现有的人工目视检测的无法对吸嘴的二维码、细小内孔的堵塞程度识别等缺陷（这种不良的SMT吸嘴装到SMT贴片机上，导致贴片不良，会给生产带来损失），本实用新型采用相机识别效率更高。

作为一种实施方式，机械臂前端上还设有流量检测头，台板上设有与工控机连接通信的流量测试仪，流量测试仪与流量检测头连接。本实用新型的工控机通过机械臂控制流量检测头对准清洗治具上完成清洗的SMT吸嘴，进行流量检测，以测试SMT吸嘴的堵塞程度。

作为一种实施方式，机械臂前端上还设有顶拍相机，工控机与顶拍相机连接通信，SMT吸嘴治具盘上设有二维码标签，清洗治具以及SMT吸嘴治具盘上均设有用于光学定位的mark点。mark点便于工控机通过顶拍相机进行视觉定位，计算坐标。二维码标签印有治具机构上SMT吸嘴的规格参数、编号等二维码信息。顶拍相机拍摄SMT吸嘴的位置图片（同时检测SMT吸嘴是否有破损）和识别二维码标签上的二维码信息以及识别SMT吸嘴上的二维码信息。

作为一种实施方式，清洗架由多层截面为横“U”字形的置物架组成。横“U”字形的置物架的开口处对应滑轨，清洗治具置于置物架的“U”字形的中间处；多层置物架便于同时清洗多组清洗治具。

作为一种实施方式，SMT吸嘴治具盘包括底盘和装于底盘上的盖板，盖板上沿左右方向上设有多个导向孔，底盘上设有多个分别一一对应穿过导向孔的导柱，底盘上开设有吸嘴槽，盖板上开设有与吸嘴槽对应的卡孔；卡孔为一大一小圆相交的葫芦状，其中，卡孔的大圆部分直径大于等于SMT吸嘴宽部直径，卡孔的小圆部分直径小于SMT吸嘴宽部直径；盖板的侧边连有侧板，侧板底部开设有拨动槽；推板气缸的活塞杆作用于拨动槽内。

作为一种实施方式，压力测试机构包括量程不同的压力测试器A和压力测试器B。机械臂和吸嘴爪作用将SMT吸嘴分别抓至两个高精度的压力测试器上测试压力，进而测试吸嘴中心轴柱的滑动性。

作为一种实施方式，台板上还设有与真空泵连通，用于吹干的吹气机构。吹气机构优选为旋转吹气机构。

本实用新型实施例采用一种智能型SMT吸嘴清洗检测装置的控制方法，包括：

步骤1：装有待清洗SMT吸嘴的SMT吸嘴治具盘安装后开始启动，启动后，工控机驱动机械臂前端至SMT吸嘴治具盘上方；扫描SMT吸嘴治具盘上的二维码获取SMT吸嘴治具盘以及装入的待清洗SMT吸嘴信息，判断待清洗SMT吸嘴与清洗治具是否匹配；若是，则驱动机械臂前端向下，通过顶拍相机抓拍SMT吸嘴治具盘上的mark点，计算出SMT吸嘴治具盘坐标位置；再驱动机械臂前端至清洗治具上方，通过顶拍相机抓拍清洗治具上的mark点，计算出清洗治具的坐标位置；

步骤2：工控机控制推盖气缸打开清洗治具，控制推板气缸打开SMT吸嘴治具盘；驱动机械臂前端至SMT吸嘴治具盘上方，通过吸嘴爪开始抓取SMT吸嘴，将SMT吸嘴治具盘内的SMT吸嘴依次移至清洗治具内；

步骤3：SMT吸嘴转移完成后，推盖气缸复位，关闭清洗治具，并控制升降气缸组件驱动装有待清洗SMT吸嘴的清洗治具下降，再由侧推气缸组件沿滑轨将清洗治具推入清洗架，z轴直线驱动机构通过清洗架驱动清洗治具下降至超声波清洗箱底部，开始清洗；清洗完成后，再由z轴直线驱动机构、侧推气缸组件、升降气缸组件将清洗治具移至治具槽上，推盖气缸驱动打开清洗治具；

步骤4：工控机驱动机械臂前端至清洗治具上方，通过顶拍相机抓拍清洗治具上的mark点，计算出完成清洗的清洗治具的坐标点，按照坐标点驱动中心吹头对准清洗治具内完成清洗的SMT吸嘴，通过中心吹头对SMT吸嘴中心吹气，将SMT吸嘴的中心细孔内的残留水及脏污吹干净；

步骤5：工控机通过顶拍相机抓拍SMT吸嘴上的二维码，识别SMT吸嘴上二维码的好/坏，若检测到二维码损坏，则将不良的SMT吸嘴送入对应的不良分类盒中；若否则进入步骤6；

步骤6：SMT吸嘴的二维码识别通过后，通过机械臂驱动流量检测头移至SMT吸嘴中心，启动流量测试仪，开始测试SMT吸嘴流量，识别SMT吸嘴的中心细孔堵塞程度，若检测到堵塞情况，则将堵塞的SMT吸嘴送入对应的不良分类盒中；若否，则进入步骤7；

步骤7：通过机械臂驱动机械爪将通过流量测试的SMT吸嘴抓取至吹气机构上方位置，将SMT吸嘴附带的水气吹干净；SMT吸嘴吹干后，将SMT吸嘴移至对应补光圈的上方，通过底拍相机和侧拍相机抓拍SMT吸嘴，根据所拍图像识别SMT吸嘴嘴头的破损程度、SMT吸嘴中心细孔内堵塞程度以及检测SMT吸嘴嘴头是否断裂；若检测到不良的情况，则将不良的SMT吸嘴送入对应的不良分类盒中；若否，则进入步骤8；

步骤8：检测完后，将SMT吸嘴移至压力测试机构上方，通过机械臂控制SMT吸嘴往下移动，测试SMT吸嘴中心轴柱的滑动性；若通过滑动性测试则进入步骤9，若否，则将滑动性测试不通过的SMT吸嘴送入对应的不良分类盒中；

步骤9：循环步骤4-步骤8，直至将清洗治具内所有完成清洗的SMT吸嘴检测完成。

作为一种实施方式，步骤2中，工控机先通过顶拍相机识别SMT吸嘴治具盘的各吸嘴槽位置是否有SMT吸嘴；若有SMT吸嘴，机械爪抓取；若无SMT吸嘴，则控制机械爪移动至下个吸嘴槽位置，依次将SMT吸嘴治具盘内的SMT吸嘴移至清洗治具内。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同范围限定。

Claims (8)

1.一种智能型SMT吸嘴清洗检测装置，其特征在于，包括台板、真空泵、工控机，台板上设有治具机构和xyzθ4轴的机械臂，台板上还设有治具槽、z轴直线驱动机构和超声波清洗箱，治具槽内设有清洗治具以及驱动清洗治具升降的升降气缸组件；治具槽底部一侧设有与超声波清洗箱相通的滑轨，另一侧设有驱动清洗治具沿滑轨来回移动的侧推气缸组件；超声波清洗箱内设有与滑轨对应的清洗架，清洗架与z轴直线驱动机构连接；机械臂前端上设有吸嘴爪及中心吹头，中心吹头对应设于吸嘴爪中心处；治具机构包括固定槽、安装于固定槽内的SMT吸嘴治具盘和驱动SMT吸嘴治具盘开关的推板气缸；

台板上还设有补光圈，补光圈下方设有底拍相机；补光圈一侧设有补光板，另一侧设有侧拍相机；台板上设有压力测试机构，台板上设有多个不良分类盒；工控机与z轴直线驱动机构、超声波清洗箱、升降气缸组件、侧推气缸组件、机械臂、吸嘴爪、侧拍相机、底拍相机、压力测试机构连接通信。

2.如权利要求1所述的智能型SMT吸嘴清洗检测装置，其特征在于，机械臂前端上还设有流量检测头，台板上设有与工控机连接通信的流量测试仪，流量测试仪与流量检测头连接。

3.如权利要求1所述的智能型SMT吸嘴清洗检测装置，其特征在于，机械臂前端上还设有顶拍相机，工控机与顶拍相机连接通信，SMT吸嘴治具盘上设有二维码标签，清洗治具以及SMT吸嘴治具盘上均设有用于光学定位的mark点。

4.如权利要求1所述的智能型SMT吸嘴清洗检测装置，其特征在于，清洗架由多层截面为横“U”字形的置物架组成。

5.如权利要求1所述的智能型SMT吸嘴清洗检测装置，其特征在于，清洗治具由清洗盘和活动设于清洗盘上的上滑盖组成，清洗盘上开设有吸嘴槽，上滑盖上开设有与吸嘴槽对应的卡孔；治具槽侧面设有用于推动上滑盖沿清洗盘左右滑动的推盖气缸，推盖气缸上竖设有导轨，上滑盖上设有对应的滑槽。

6.如权利要求1所述的智能型SMT吸嘴清洗检测装置，其特征在于，SMT吸嘴治具盘包括底盘和装于底盘上的盖板，盖板上沿左右方向上设有多个导向孔，底盘上设有多个分别一一对应穿过导向孔的导柱，底盘上开设有吸嘴槽，盖板上开设有与吸嘴槽对应的卡孔；卡孔为一大一小圆相交的葫芦状，其中，卡孔的大圆部分直径大于等于SMT吸嘴宽部直径，卡孔的小圆部分直径小于SMT吸嘴宽部直径；盖板的侧边连有侧板，侧板底部开设有拨动槽；推板气缸的活塞杆作用于拨动槽内。

7.如权利要求1所述的智能型SMT吸嘴清洗检测装置，其特征在于，压力测试机构包括量程不同的压力测试器A和压力测试器B。

8.如权利要求1所述的智能型SMT吸嘴清洗检测装置，其特征在于，台板上还设有与真空泵连通，用于吹干的吹气机构。

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