CN215905395U - 自动上下料设备与Tray盘芯片料自动上料系统 - Google Patents

Abstract

一种自动上下料设备与Tray盘芯片料自动上料系统。自动上下料设备包括：可移动机架，其内部具有沿X轴方向呈左右分布的第一区域和第二区域；取放料装置，设置于第一区域，包括升降机构、移栽机构、旋转机构及传输机构，升降机构与移栽机构连接，传输机构、旋转机构、移栽机构沿Z轴方向由上至下堆叠和连接，传输机构被配置为在传输方向上往复运动以取放物料，旋转机构被配置为使传输机构相对于移栽机构在旋转方向上旋转运动，升降机构被配置为使移栽机构在Z轴方向上升降运动，移栽机构被配置为使旋转机构在X方向上往复运动；缓存装置，设置于第二区域，包括缓存箱以及缓存箱定位平台；缓存箱可取出/放入地设置于缓存箱定位平台的顶部。

Description

自动上下料设备与Tray盘芯片料自动上料系统

技术领域

本实用新型涉及智能制造领域，特别涉及一种自动上下料设备与Tray盘芯片料自动上料系统。

背景技术

目前智能制造和智能物流领域由于自动化程度越来越高，工厂越来越往少人化方向去发展。

目前SMT(Surface Mounted Technology，表面贴装技术)自动化产线芯片上料工序是：人工打开上料设备的柜门，取出无芯片的料盘(又称为Tray盘)并放入满芯片料盘，关闭上料设备的柜门，然后点击上料设备的上料完成按钮，以完成芯片上料。

为确保芯片无损伤、精准定位及对接、精密芯片移动时防撞击处理、机台和MES(Manufacturing Execution System，执行制造系统)数据交互等挑战，目前芯片的上下料是由人工来完成，但人工作业存在更换率高，程序繁琐，人工成本高等痛点。

因此，如何实现SMT产线的100％自动化，以完成物料输送的最后一里路，帮助工厂打造先进的SMT智能产线，成为业界迫切需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一自动上下料设备与Tray盘芯片料自动上料系统，可以解决现有技术的一或多个缺陷，实现SMT产线的自动化。

为了实现上述目的，依据本实用新型的一实施例，本实用新型提供了一种自动上下料设备，其包括：可移动机架，其内部具有沿X轴方向呈左右分布的第一区域和第二区域；取放料装置，设置于所述第一区域，所述取放料装置包括升降机构、移栽机构、旋转机构以及传输机构，所述升降机构与所述移栽机构连接，所述传输机构、所述旋转机构、所述移栽机构沿Z轴方向由上至下堆叠和连接，其中，所述传输机构被配置为能够在传输方向上往复运动以取放物料，所述旋转机构被配置为使所述传输机构相对于所述移栽机构在旋转方向上旋转运动，所述升降机构被配置为使所述移栽机构在所述Z轴方向上升降运动，所述移栽机构被配置为使所述旋转机构在X方向上往复运动；缓存装置，设置于所述第二区域，所述缓存装置包括缓存箱以及缓存箱定位平台；所述缓存箱可取出/放入地设置于所述缓存箱定位平台的顶部。

在本实用新型的一实施例中，所述自动上下料设备还包括以下一或多个系统：光学自校准系统，被配置为根据所述自动上下料设备与上料设备之间的相对位置信息，校正所述自动上下料设备的位置；重启自恢复系统，被配置为在断电重启之后，根据断电前的历史数据，使所述取放料装置自动回到断电前的位置；取放料力量控制系统，被配置为检测所述物料是否放入到位的第一位置信息及/或所述物料在取放过程中的阻力信息，并根据所述第一位置信息及/或所述阻力信息控制所述传输机构的运动；垂直位置定位系统，被配置为定位所述传输机构上的所述物料相对于所述缓存装置的一断面的垂直位置。

在本实用新型的一实施例中，所述光学自校准系统包括：第一光学标记点，设置在所述上料设备上；相机，设置于所述旋转机构面向所述上料设备的侧面的中部，被配置为能够采集所述第一光学标记点的第二位置信息；第一控制系统，被配置为根据所述第二位置信息生成第一控制指令控制所述传输机构、所述旋转机构及/或所述移栽机构的运动。

在本实用新型的一实施例中，所述第一光学标记点包含一个或多个红外LED光源；所述相机为红外相机。

在本实用新型的一实施例中，所述第一光学标记点包含多个所述红外LED光源，且所述光学自校准系统还包括：倾斜度调节机构，与所述旋转机构连接，所述倾斜度调节机构能够调节所述旋转机构在所述X轴方向上的倾斜度。

在本实用新型的一实施例中，所述断电前的历史数据是存储于一台工控机的数据库中，所述工控机能够根据断电前的历史数据，使所述取放料装置自动回到断电前的位置。

在本实用新型的一实施例中，所述工控机还被配置为存储所述自动上下料设备的运行数据及/或与外部的交互数据。

在本实用新型的一实施例中，所述取放料力量控制系统包括：第一力觉感应器，设置于所述传输机构的前端，被配置为能够获取所述物料是否放入到位的所述第一位置信息，及/或能够获取所述物料在取放过程中的阻力信息；第二控制系统，被配置为根据所述第一位置信息及/或所述阻力信息生成第二控制指令控制所述传输机构的往复运动。

在本实用新型的一实施例中，所述垂直位置定位系统包括：扫描测距机构，用于以一原点为中心旋转点，所述原点为所述旋转机构的中心点并具有一初始正对方向，对所述原点至所述缓存装置的所述断面的垂直位置的左右两侧的多个扫描点进行扫描测距，以获取对应的多个扫描结果；分析单元，用于分析所述多个扫描结果，以获取所述垂直位置的左右两侧的区域中扫描结果相等的扫描点作为参照点，并根据所述参照点，分析出所述初始正对方向与所述垂直位置的偏转角度；其中，所述旋转机构还被配置为能够旋转所述偏转角度，以使装载于所述传输机构上的所述物料的正对方向与所述断面垂直。

在本实用新型的一实施例中，所述可移动机架包括：框架结构、安装于所述框架结构上的外壳以及安装于所述框架结构上的脚轮。

在本实用新型的一实施例中，所述脚轮为可调节的脚轮，其被配置为能够在所述Z轴方向上调节高度。

在本实用新型的一实施例中，所述可移动机架还包括：可被电动控制的第一柜门，对应于所述第一区域设置；及/或，可被电动控制的第二柜门，对应于所述第二区域设置；电动控制机构，与所述第一柜门及/或所述第二柜门电动控制连接，并被配置为能够控制所述第一柜门及/或所述第二柜门自动打开或关闭。

在本实用新型的一实施例中，所述可移动机架还包括：第一开口，形成于所述可移动机架的一个侧面上，并被配置为供所述传输机构进出。

在本实用新型的一实施例中，所述升降机构包括：第一线性滑轨，沿所述Z轴方向布置，且其上设置有第一滑块；第一滚珠丝杆，与所述第一线性滑轨平行设置；升降承接板，与所述第一滚珠丝杆以及所述第一滑块同时连接，并承接所述移栽机构；第一电机，与所述第一滚珠丝杆驱动连接，所述第一电机能够带动所述第一滚珠丝杆使所述升降承接板上下滑动。

在本实用新型的一实施例中，所述第一线性滑轨的数量为两个，每一所述第一线性滑轨通过滑轨底板安装于所述可移动机架的一个侧面上；及/或，所述第一滚珠丝杆位于所述两个第一线性滑轨之间并通过固定底板固定安装。

在本实用新型的一实施例中，所述移栽机构包括：两个固定侧板，每一所述固定侧板的一侧面与所述升降承接板连接；第二线性滑轨，沿所述X轴方向布置，且其上设置有第二滑块；第二滚珠丝杆，与所述第二线性滑轨平行设置；平移底板，与所述固定侧板固定连接，且所述固定侧板、所述第二线性滑轨、以及所述第二滚珠丝杆均互相平行且由外到内的设置于所述平移底板上；第二电机，与所述第二滚珠丝杆驱动连接，所述第二电机能够带动所述第二滚珠丝杆沿所述X轴方向移动。

在本实用新型的一实施例中，所述第二线性滑轨包括两个第二线性滑轨，所述两个固定侧板位于所述平移底板的最外两侧，所述两个第二线性滑轨位于所述两个固定侧板之间，所述第二滚珠丝杆位于所述两个第二线性滑轨之间。

在本实用新型的一实施例中，所述旋转机构包括：旋转底板，与所述第二滚珠丝杆及所述第二滑块连接；第一同步轮，设置于所述旋转底板的正面；第二同步轮，设置于所述旋转底板的正面中部；第一同步带，连接所述第一同步轮和所述第二同步轮；旋转承接板，与所述第二同步轮法兰侧面连接；第三电机，设置于所述旋转底板的背面，并与所述第一同步轮驱动连接，所述第三电机能够驱动所述第一同步轮转动，并通过所述第一同步带带动所述第二同步轮同步转动，所述第二同步轮进一步带动所述旋转承接板在第一工位和第二工位之间转动。

在本实用新型的一实施例中，所述旋转机构还包括多个第一支柱，所述多个第一支柱均匀设置于所述旋转承接板的正面边缘，用以支撑连接所述传输机构。

在本实用新型的一实施例中，所述传输机构包括动力组件、连杆传输组件以及取料夹爪组件；所述动力组件与所述连杆传输组件连接，并带动所述连杆传输组件沿所述传输方向往复运动；所述取料夹爪组件设置于所述连杆传输组件的前端，用于取放所述物料。

在本实用新型的一实施例中，所述传输机构设置于一个传输工作台上，所述传输工作台具有相对的正面和背面，所述动力组件设置于所述传输工作台的所述背面一侧，所述连杆传输组件设置于所述传输工作台的所述正面一侧。

在本实用新型的一实施例中，所述缓存箱定位平台包括：缓存箱承接台，固定于所述第二区域；导向块，沿导入方向设置于所述缓存箱承接台的正面中部，被配置为与所述缓存箱底部的导槽配合引导所述缓存箱导入并放置在所述缓存箱承接台上；阻挡板，位于所述导向块的末端并与所述缓存箱承接台的侧边连接，用于所述缓存箱的存放限位；定位气缸，其具有定位推杆，与所述缓存箱底部的定位孔配合插入；移栽气缸，其具有移栽推杆，与所述定位气缸连接，其中，所述移栽气缸被配置为带动所述定位气缸使其定位推杆插入所述定位孔，所述定位气缸带动所述缓存箱滑动至存放位置。

在本实用新型的一实施例中，所述缓存箱定位平台还包括：四个定位支柱，用于将所述缓存箱承接台与所述可移动机架的底部固定连接。

为了实现上述目的，本实用新型又提供一种Tray盘芯片料自动上料系统，其包括：如上所述的自动上下料设备；上料设备；其中，通过所述自动上下料设备的所述取放料装置，能够从所述缓存箱的存储格中取出装有芯片的Tray盘放入所述上料设备中，以完成所述芯片的自动上料；或者，能够从所述上料设备中取出空的Tray盘并放入所述缓存箱的所述存储格中，以完成所述Tray盘的自动下料。

本实用新型采用创新思路的Tray盘芯片自动上下料设备，完成物料输送的最后一里路，能够帮助工厂打造先进的SMT智能产线，实现SMT产线的100％自动化。

本实用新型的额外方面和优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中变得显然，或者可以通过本实用新型的实践而习得。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本实用新型的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1A为本实用新型的Tray盘芯片料自动上料系统的结构示意图；

图1B为本实用新型的自动上下料设备的结构示意图；

图1C为本实用新型的自动上下料设备去除柜门之后的结构示意图；

图2为本实用新型的自动上下料设备中的取放料装置的结构示意图；

图3A为图2所示的取放料装置中的升降机构的结构示意图；

图3B为图2所示的取放料装置中的移栽机构的结构示意图；

图3C为图2所示的取放料装置中的旋转机构的结构示意图；

图3D和图3E分别为图2所示的取放料装置中的传输机构的正面和背面的结构示意图；

图3F为图1C所示的自动上下料设备中的缓存装置的结构示意图；

图3G为图3F所示的缓存装置中的缓存箱定位平台的结构示意图；

图4为本实用新型的光学自校准系统中的倾斜度调节机构的结构示意图；

图5为本实用新型的Tray盘的结构示意图；

图6为本实用新型的自动上下料方法的流程示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

在介绍这里所描述和/或图示的要素/组成部分/等时，用语“一个”、“一”、“该”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等。术语“包含”、“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。实施方式中可能使用相对性的用语，例如“上”或“下”以描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”侧的组件将会成为在“下”侧的组件。此外，权利要求书中的术语“第一”、“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数字限制。

如图1A～1C所示，本实用新型的Tray盘芯片料自动上料系统1000可包括自动上下料设备100(如图1B和图1C所示)以及上料设备200。在本实用新型的一实施例中，所述自动上下料设备100例如可包括可移动机架10、取放料装置20以及缓存装置30。在其它实施例中，所述自动上下料设备100例如还可进一步包括光学自校准系统40、重启自恢复系统50、取放料力量控制系统60、以及垂直位置定位系统70中的一个或多个系统。在本实用新型中，通过所述自动上下料设备100的取放料装置20，能够从缓存箱31的存储格311(参见图3F)中取出装有芯片的Tray盘300(如图5所示)并放入所述上料设备200中，以完成芯片的自动上料。或者，通过所述自动上下料设备100的取放料装置20，能够从所述上料设备200中取出空的Tray盘300并放入所述缓存箱31的存储格311中，以完成所述Tray盘300的自动下料。如图5所示，所述Tray盘300可具有长度L、宽度W以及高度H，且一端上还具有夹持部301。

如图1B～1C所示，在本实用新型的所述自动上下料设备100中，所述可移动机架10的内部具有沿X轴方向呈左右分布的第一区域11和第二区域12。在本实用新型的一些实施例中，所述可移动机架10例如可包括框架结构13、安装于所述框架结构13上的外壳14以及安装于所述框架结构13上的脚轮15。较佳地，所述框架结构13例如可为型材结构；所述脚轮15例如可为可调节的脚轮，其可被配置为能够在Z轴方向上调节高度。在本实用新型的一些实施例中，所述可移动机架10还可进一步包括可被电动控制的第一柜门16及/或可被电动控制的第二柜门17以及电动控制机构(图中未示)。其中，所述第一柜门16例如是对应于所述第一区域11设置，所述第二柜门17例如是对应于所述第二区域12设置。所述电动控制机构可与所述第一柜门16及/或所述第二柜门17电动控制连接，并可被配置为能够控制所述第一柜门16及/或所述第二柜门17自动打开或关闭。在本实用新型中，所述可移动机架10还包括有第一开口18，其例如是形成于所述可移动机架10的一个侧面(如图1C中所示的自动上下料设备100的背面)上，并可被配置为供所述取放料装置20的传输机构24进出。

如图1C所示，在本实用新型的所述自动上下料设备100中，所述取放料装置20是设置于所述第一区域11。结合参考图2，所述取放料装置20例如可包括升降机构21、移栽机构22、旋转机构23以及传输机构24。其中，所述升降机构21可与所述移栽机构22连接。所述传输机构24、所述旋转机构23以及所述移栽机构22是沿Z轴方向由上至下堆叠和连接。并且，所述传输机构24可被配置为能够在传输方向T上往复运动以取放物料，例如Tray盘300(如图5所示)。所述旋转机构23可被配置为使所述传输机构24相对于所述移栽机构22在旋转方向R上旋转运动。所述升降机构21可被配置为使所述移栽机构22在Z轴方向上升降运动。所述移栽机构22可被配置为使所述旋转机构23在X方向上往复运动。

如图2所示，此时的所述传输机构24例如是处于第一位置D1，其传输方向T在此时是与图中的X轴方向同方向，在此状态下，所述传输机构24可沿所述传输方向T(即X轴方向)往复运动，实现向缓存箱31取放物料。而当所述旋转机构23旋转带动所述传输机构24相对于所述移栽机构22在旋转方向R上由第一位置D1旋转至第二位置D2时，即所述传输机构24被逆时针旋转例如90度，此时所述传输机构24的传输方向T也相应发生改变，即变为图中虚线所示的传输方向T’(与图中的Y轴方向同方向)，在此状态下，所述传输机构24可沿所述传输方向T(即Y轴方向)往复运动，实现向上料设备200(如图1A所示)取放物料。

如图1C所示，结合参考图3F，在本实用新型的所述自动上下料设备100中，所述缓存装置30是设置于所述第二区域12，并可包括缓存箱31以及缓存箱定位平台32。其中，所述缓存箱31具有多个存储格311(如图3F中所示)，且所述缓存箱31是可取出/放入地设置于所述缓存箱定位平台32的顶部，例如，所述缓存箱31可以沿图3F中所示Y轴方向被取出或被放入。

如图3A所示，结合参考图2，在本实用新型的一实施例中，所述升降机构21例如可包括第一线性滑轨211、第一滚珠丝杆212、升降承接板213以及第一电机214。其中，所述第一线性滑轨211可沿Z轴方向布置，且其上还设置有第一滑块2111。所述第一滚珠丝杆212是与所述第一线性滑轨211平行设置。所述升降承接板213是与所述第一滚珠丝杆212以及所述第一滑块2111同时连接，并用以承接所述移栽机构22。所述第一电机214是与所述第一滚珠丝杆212驱动连接，其能够带动所述第一滚珠丝杆212使所述升降承接板213沿Z轴方向上下滑动。

较佳地，所述第一线性滑轨211的数量可为两个，每一所述第一线性滑轨211可通过滑轨底板216安装于所述可移动机架10的一个侧面上，例如，通过与所述可移动机架10的框架结构13配合安装在图1C中的左侧面上。所述第一滚珠丝杆212是位于所述两个第一线性滑轨211之间，并可通过固定底板215固定安装。

如图3B所示，结合参考图2，在本实用新型的一实施例中，所述移栽机构22如可包括两个固定侧板221、第二线性滑轨222、第二滚珠丝杆223、平移底板224以及第二电机225。其中，每一固定侧板221的一侧面可与所述升降承接板213连接。所述第二线性滑轨222可沿X轴方向布置，且其上还设置有第二滑块2221。所述第二滚珠丝杆223是与所述第二线性滑轨222平行设置。所述平移底板224是与所述固定侧板221固定连接，且所述固定侧板221、所述第二线性滑轨222以及所述第二滚珠丝杆223均互相平行且由外到内的设置于所述平移底板224上。所述第二电机225是与所述第二滚珠丝杆223驱动连接，其能够带动所述第二滚珠丝杆223沿X轴方向移动。

较佳地，所述第二线性滑轨222例如包括两个第二线性滑轨222，所述两个固定侧板221位于所述平移底板224的最外两侧，所述两个第二线性滑轨222位于所述两个固定侧板221之间，且所述第二滚珠丝杆223位于所述两个第二线性滑轨222之间。

如图3C所示，结合参考图2，在本实用新型的一实施例中，所述旋转机构23例如可包括旋转底板231、第一同步轮232、第二同步轮233、第一同步带234、旋转承接板235以及第三电机236。其中，所述旋转底板231可与所述第二滚珠丝杆223及第二滑块2221连接。所述第一同步轮232可设置于所述旋转底板231的正面。所述第二同步轮233可设置于所述旋转底板231的正面中部。所述第一同步带234是连接所述第一同步轮232和所述第二同步轮233。所述旋转承接板235与所述第二同步轮233法兰侧面连接。所述第三电机236是设置于所述旋转底板231的背面，并与所述第一同步轮232驱动连接，所述第三电机236能够驱动所述第一同步轮232转动，并通过所述第一同步带234带动所述第二同步轮233同步转动，所述第二同步轮233进一步带动所述旋转承接板235在第一工位(例如用于向缓存装置30取放物料所对应的工位)和第二工位(例如用于向上料设备200取放物料所对应的工位)之间转动。

较佳地，所述旋转机构23还可包括多个第一支柱237，其可均匀设置于所述旋转承接板235的正面边缘，用以支撑连接所述传输机构24。在本实用新型的一些实施中，第一支柱237的数量优选为4个。可以理解的是，第一支柱237的数量、位置均可灵活设置，本实用新型不进行限制。

如图3D和图3E所示，结合参考图2，在本实用新型的一实施例中，所述传输机构24例如可包括动力组件241、连杆传输组件242以及取料夹爪组件243。其中，所述动力组件241与所述连杆传输组件242连接，并可带动所述连杆传输组件242沿传输方向T往复运动。所述取料夹爪组件243是设置于所述连杆传输组件243的前端F，用于取放物料，例如Tray盘300(如图5所示)。

较佳地，所述传输机构24是设置于一个传输工作台244上。所述传输工作台244具有相对的正面2441(如图3D所示)和背面2442(如图3E所示)。所述动力组件241可设置于所述传输工作台244的背面2442一侧，所述连杆传输组件242可设置于所述传输工作台244的正面2441一侧。

在本实用新型的一实施例中，如图3E所示，所述动力组件241例如可包括电机2411、第一同步轮2412、第二同步轮2413、同步带2414、线性滑轨2415、第三滑块2416以及承接板2417。所述第一同步轮2412和所述第二同步轮2413可沿着传输方向T分别设置于所述传输工作台244的后端B和前端F，并由所述同步带2414连接。所述电机2411与所述第一同步轮2412连接，并设于所述传输工作台244的后端B。所述线性滑轨2415设置于所述传输工作台244的背面2442上。所述承接板2417与所述同步带2414以及设置于所述线性滑轨2415上的第三滑块2416连接，并与所述连杆传输组件242连接，用于带动所述连杆传输组件242沿传输方向T往复运动。

如图3D所示，所述连杆传输组件242能够带动所述取料夹爪组件243沿传输方向T往复运动。所述取料夹爪组件243例如可包括夹爪2431以及与所述夹爪2431连接的移动装置2432。所述移动装置2432能够控制所述夹爪2431沿移动方向M(在图3D中与X轴方向同方向)移动，以使所述夹爪2431夹紧或松开物料，例如与Tray盘300(如图5所示)一端上的夹持部301配合夹紧或松开。其中，所述传输方向T与移动方向M垂直。

在本实用新型的一些实施例中，所述传输机构24还可包括一对物料接驳块245，其可设置于所述传输工作台244的正面2441上。每一所述物料接驳块245是沿所述传输方向T延伸，并相对设置于所述传输工作台244的左右两侧，用于承接取出的物料。在其他实施例中，所述传输机构24还可包括支撑滚轮246，其可设置于所述传输工作台244的正面的前端F，用于辅助支撑取出的物料。所述传输机构24还可进一步包括光电传感器247，设置于所述传输工作台244的前端F，用于检测物料的取放状态。

如图3G所示，结合参考图3F以及图1C，在本实用新型的一实施例中，所述缓存箱定位平台32例如可包括缓存箱承接台321、导向块322、阻挡板323、定位气缸324以及移栽气缸325。其中，所述缓存箱承接台321是固定于所述第二区域12。所述导向块322可沿导入方向G(与图中的Y轴方向同方向)设置于所述缓存箱承接台321的正面中部，并可被配置为与所述缓存箱31底部的导槽312配合，以引导所述缓存箱31导入并放置在所述缓存箱承接台321上。所述阻挡板323是位于所述导向块322的末端并与所述缓存箱承接台321的侧边连接，用于所述缓存箱31的存放限位。所述定位气缸324具有定位推杆，其可与所述缓存箱31底部的定位孔(图中未标示)配合插入。所述移栽气缸325具有移栽推杆，其可与所述定位气缸324连接。其中，所述移栽气缸325可被配置为带动所述定位气缸324使其定位推杆插入所述缓存箱31底部的定位孔，所述定位气缸324带动所述缓存箱31滑动至存放位置。

较佳地，所述缓存箱定位平台32还可包括四个定位支柱326，用于将所述缓存箱承接台321与所述可移动机架10(如图1C所示)的底部固定连接。

在本实用新型中，所述光学自校准系统40可被配置为根据自动上下料设备100与上料设备200之间的相对位置信息，校正所述自动上下料设备100的位置。

在本实用新型的一实施例中，如图1A所示，所述光学自校准系统40例如可包括第一光学标记点41、相机42以及第一控制系统(图中未示)。其中，所述第一光学标记点41是设置在所述上料设备200上。较佳地，所述第一光学标记点41可包含一个或多个红外LED光源，例如图1A中可包含三个红外LED光源。所述相机42例如可为红外相机，其可设置于所述旋转机构23面向所述上料设备200的侧面的中部，并被配置为能够采集所述第一光学标记点41的第二位置信息。所述第一控制系统可被配置为根据所述第二位置信息生成第一控制指令，以控制所述传输机构24、所述旋转机构23及/或所述移栽机构22的运动。举例而言，所述光学自校准系统40可通过所述第一控制系统控制所述第二电机225带动所述第二滚珠丝杆223，完成所述自动上下料设备100与所述上料设备200之间在水平方向上的自校准。

在其他实施例中，所述第一光学标记点41例如是包含多个红外LED光源，且所述光学自校准系统40例如还可包括倾斜度调节机构43(如图4所示)，其是与所述旋转机构23连接，并能够调节所述旋转机构23在X轴方向上的倾斜度。如图4所示，所述倾斜度调节机构43例如可包括：固定底座431、转动机构432以及移动机构433。其中，所述固定底座431例如可为所述移栽机构22的平移底板224，并与所述旋转机构23的旋转底板231可转动地连接。所述转动机构432是安装在所述固定底座431上。所述移动机构433是连接所述转动机构432与所述旋转机构23，并被配置为可将所述转动机构432产生的旋转转动转换成沿第二方向F2(例如可与图1C中的Z轴方向为相同方向)的平行移动，其中，所述第二方向F2垂直于第一方向F1(例如可与图1C中的X轴方向为相同方向)，所述移动机构433能够带动所述旋转机构23沿所述第二方向F2移动以调整所述旋转机构23在所述第一方向F1上的倾斜度。

较佳地，所述转动机构432例如可包括驱动装置4321、轴承支座4322、轴承4323、螺纹套筒4324、第一皮带轮4325、第二皮带轮4326以及皮带4327。所述驱动装置4321例如可为马达，其可具有驱动轴。所述轴承支座4322是固定安装在所述固定底座431上。所述轴承4323是安装在所述轴承支座4322上。所述螺纹套筒4324是套接在所述轴承4323之上。所述第一皮带轮4325是套接在所述驱动装置4321的所述驱动轴之上。所述第二皮带轮4326是套接在所述螺纹套筒4324之上。所述皮带4327是连接所述第一皮带轮4325与所述第二皮带轮4326。其中，所述驱动装置4321能够驱动所述第一皮带轮4325通过所述皮带4327，带动所述第二皮带轮4326旋转，进而带动所述螺纹套筒4324产生旋转转动。

较佳地，所述移动机构433例如可包括限位块4331、限位轴4332以及螺纹杆4333。其中，所述限位块4331是固定安装在所述旋转机构23的所述旋转底板231的底部。所述限位轴4332的第一端是与所述限位块4331铰接。所述螺纹杆4333的第一端是与所述限位轴4332的第二端固定连接，所述螺纹杆4333的第二端是与所述螺纹套筒4324螺纹连接。如此，所述螺纹套筒4324的旋转转动能够带动所述螺纹杆4333沿所述第二方向F2平行移动。

所述驱动装置4321驱动所述第一皮带轮4325以通过所述皮带4327带动所述第二皮带轮4326旋转，由于所述螺纹套筒4324与所述第二皮带轮4326固定，从而可带动所述螺纹套筒4326旋转。由于所述螺纹套筒4324不能上下攒动只能旋转，而由于螺纹连接的特性，所述螺纹杆4333不能旋转而只能上下平移，所以当所述螺纹套筒4324旋转时就会驱动所述螺纹杆4333沿所述第二方向F2上、下平移，从而实现了通过所述驱动装置4321驱动所述螺纹杆4333平移，进而实现了对所述旋转机构23的倾斜度的调整。

在本实用新型中，所述重启自恢复系统50可被配置为在断电重启之后，根据断电前的历史数据，使所述取放料装置20自动回到断电前的位置。较佳地，所述断电前的历史数据例如是存储于一台工控机的数据库中，所述工控机能够根据断电前的历史数据，使所述取放料装置20自动回到断电前的位置。在本实用新型的一些实施例中，所述工控机还可被配置为存储所述自动上下料设备100的运行数据及/或与外部的交互数据。

在本实用新型中，所述取放料力量控制系统60可被配置为检测物料是否放入到位的第一位置信息及/或物料在取放过程中的阻力信息，并根据所述第一位置信息及/或所述阻力信息控制所述传输机构24的运动。

在本实用新型的一些实施例中，如图3D所示，并请结合参考图1B、图2，所述取放料力量控制系统60例如可包括力觉感应器61和第二控制系统(图中未示)。其中，所述力觉感应器61是设置于所述传输机构24的前端F，其例如可包括设置于所述取料夹爪组件243上的第一力觉感应器611及/或第二力觉感应器612，所述第一力觉感应器611例如可获取物料是否放入到位的第一位置信息，所述第二力觉感应器612例如可获取物料在取放过程中的阻力信息。所述第二控制系统可被配置为根据所述第一位置信息及/或所述阻力信息生成第二控制指令，以控制所述传输机构24的往复运动。

在本实用新型中，所述垂直位置定位系统70可被配置为定位所述传输机构24上的物料相对于所述缓存装置30的一断面的垂直位置。

在本实用新型的一些实施例中，所述垂直位置定位系统71例如可包括扫描测距机构71(如图2所示，例如可为激光测距机构)以及分析单元(图中未示)。其中，所述扫描测距机构71可用于以一原点为中心旋转点，所述原点例如可为所述旋转机构23的中心点并具有一初始正对方向，对所述原点至所述缓存装置30的所述断面的垂直位置的左右两侧的多个扫描点进行扫描测距，以获取对应的多个扫描结果。所述分析单元可用于分析所述多个扫描结果，以获取所述垂直位置的左右两侧的区域中扫描结果相等的扫描点作为参照点，并根据所述参照点，分析出所述初始正对方向与所述垂直位置的偏转角度。其中，所述旋转机构23还可被配置为能够旋转所述偏转角度，以使装载于所述传输机构24上的物料(例如Tray盘)的正对方向与所述断面垂直。

如图6所示，结合参考图1A、图1C以及图2，本实用新型还提供一种自动上下料方法600，其主要包括：

步骤S601，配置自动上下料设备100。

步骤S602，移动自动上下料设备100至与上料设备200相对(如图1A所示)，并调整自动上下料设备100的一或多个状态，使之处于待工作状态。

步骤S603，通过自动上下料设备100的取放料装置20，能够从缓存箱31的存储格311(如图3F所示)中取出装有芯片的Tray盘300(如图5所示)放入上料设备200中，以完成芯片的自动上料；或者，能够从上料设备200中取出空的Tray盘300并放入到缓存箱30的存储格311中，以完成Tray盘的自动下料。

在本实用新型的一些实施例中，在所述步骤S602中，所述调整自动上下料设备的一或多个状态可包括：根据自动上下料设备100与上料设备200之间的相对位置信息，校正自动上下料设备100的位置。

在本实用新型的一些实施例中，所述自动上下料方法600还可进一步包括：在自动上下料设备100断电重启之后，根据断电前的历史数据，使取放料装置20自动回到断电前的位置。

以上仅是本实用新型针对Tray盘芯片料自动上下料装置及方法的一些实施例的描述，在缓存装置的柜门17及底部支撑结构部分，为配合与自动导引车(Automated GuidedVehicle，AGV)的精准对接，可以增加相关的自动控制机构及电控元件，在调度系统及控制软件协助下，从而完成与AGV的精准对接，实现AGV的远程配送Tray盘芯片料。

本实用新型采用创新思路的Tray盘芯片自动上下料设备，可以完成物料输送的最后一里路，能够帮助工厂打造先进的SMT智能产线，实现SMT产线的100％自动化。

以上具体地示出和描述了本实用新型的示例性实施方式。应该理解，本实用新型不限于所公开的实施方式，相反，本实用新型意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效布置。

Claims (24)

1.一种自动上下料设备，其特征在于，包括：

可移动机架，其内部具有沿X轴方向呈左右分布的第一区域和第二区域；

取放料装置，设置于所述第一区域，所述取放料装置包括升降机构、移栽机构、旋转机构以及传输机构，所述升降机构与所述移栽机构连接，所述传输机构、所述旋转机构、所述移栽机构沿Z轴方向由上至下堆叠和连接，其中，所述传输机构被配置为能够在传输方向上往复运动以取放物料，所述旋转机构被配置为使所述传输机构相对于所述移栽机构在旋转方向上旋转运动，所述升降机构被配置为使所述移栽机构在所述Z轴方向上升降运动，所述移栽机构被配置为使所述旋转机构在X方向上往复运动；

缓存装置，设置于所述第二区域，所述缓存装置包括缓存箱以及缓存箱定位平台；所述缓存箱可取出/放入地设置于所述缓存箱定位平台的顶部。

2.根据权利要求1所述的自动上下料设备，其特征在于，还包括以下一或多个系统：

光学自校准系统，被配置为根据所述自动上下料设备与上料设备之间的相对位置信息，校正所述自动上下料设备的位置；

重启自恢复系统，被配置为在断电重启之后，根据断电前的历史数据，使所述取放料装置自动回到断电前的位置；

取放料力量控制系统，被配置为检测所述物料是否放入到位的第一位置信息及/或所述物料在取放过程中的阻力信息，并根据所述第一位置信息及/或所述阻力信息控制所述传输机构的运动；

垂直位置定位系统，被配置为定位所述传输机构上的所述物料相对于所述缓存装置的一断面的垂直位置。

3.根据权利要求2所述的自动上下料设备，其特征在于，所述光学自校准系统包括：

第一光学标记点，设置在所述上料设备上；

相机，设置于所述旋转机构面向所述上料设备的侧面的中部，被配置为能够采集所述第一光学标记点的第二位置信息；

第一控制系统，被配置为根据所述第二位置信息生成第一控制指令控制所述传输机构、所述旋转机构及/或所述移栽机构的运动。

4.根据权利要求3所述的自动上下料设备，其特征在于，所述第一光学标记点包含一个或多个红外LED光源；所述相机为红外相机。

5.根据权利要求4所述的自动上下料设备，其特征在于，所述第一光学标记点包含多个所述红外LED光源，且所述光学自校准系统还包括：

倾斜度调节机构，与所述旋转机构连接，所述倾斜度调节机构能够调节所述旋转机构在所述X轴方向上的倾斜度。

6.根据权利要求2所述的自动上下料设备，其特征在于，所述断电前的历史数据是存储于一台工控机的数据库中，所述工控机能够根据断电前的历史数据，使所述取放料装置自动回到断电前的位置。

7.根据权利要求6所述的自动上下料设备，其特征在于，所述工控机还被配置为存储所述自动上下料设备的运行数据及/或与外部的交互数据。

8.根据权利要求2所述的自动上下料设备，其特征在于，所述取放料力量控制系统包括：

第一力觉感应器，设置于所述传输机构的前端，被配置为能够获取所述物料是否放入到位的所述第一位置信息，及/或能够获取所述物料在取放过程中的阻力信息；

第二控制系统，被配置为根据所述第一位置信息及/或所述阻力信息生成第二控制指令控制所述传输机构的往复运动。

9.根据权利要求2所述的自动上下料设备，其特征在于，所述垂直位置定位系统包括：

扫描测距机构，用于以一原点为中心旋转点，所述原点为所述旋转机构的中心点并具有一初始正对方向，对所述原点至所述缓存装置的所述断面的垂直位置的左右两侧的多个扫描点进行扫描测距，以获取对应的多个扫描结果；

分析单元，用于分析所述多个扫描结果，以获取所述垂直位置的左右两侧的区域中扫描结果相等的扫描点作为参照点，并根据所述参照点，分析出所述初始正对方向与所述垂直位置的偏转角度；

其中，所述旋转机构还被配置为能够旋转所述偏转角度，以使装载于所述传输机构上的所述物料的正对方向与所述断面垂直。

10.根据权利要求1所述的自动上下料设备，其特征在于，所述可移动机架包括：框架结构、安装于所述框架结构上的外壳以及安装于所述框架结构上的脚轮。

11.根据权利要求10所述的自动上下料设备，其特征在于，所述脚轮为可调节的脚轮，其被配置为能够在所述Z轴方向上调节高度。

12.根据权利要求10所述的自动上下料设备，其特征在于，所述可移动机架还包括：

可被电动控制的第一柜门，对应于所述第一区域设置；及/或，

可被电动控制的第二柜门，对应于所述第二区域设置；

电动控制机构，与所述第一柜门及/或所述第二柜门电动控制连接，并被配置为能够控制所述第一柜门及/或所述第二柜门自动打开或关闭。

13.根据权利要求10所述的自动上下料设备，其特征在于，所述可移动机架还包括：

第一开口，形成于所述可移动机架的一个侧面上，并被配置为供所述传输机构进出。

14.根据权利要求1～13任一项所述的自动上下料设备，其特征在于，所述升降机构包括：

第一线性滑轨，沿所述Z轴方向布置，且其上设置有第一滑块；

第一滚珠丝杆，与所述第一线性滑轨平行设置；

升降承接板，与所述第一滚珠丝杆、以及所述第一滑块同时连接，并承接所述移栽机构；

第一电机，与所述第一滚珠丝杆驱动连接，所述第一电机能够带动所述第一滚珠丝杆使所述升降承接板上下滑动。

15.根据权利要求14所述的自动上下料设备，其特征在于，

所述第一线性滑轨的数量为两个，每一所述第一线性滑轨通过滑轨底板安装于所述可移动机架的一个侧面上；及/或，

所述第一滚珠丝杆位于所述两个第一线性滑轨之间并通过固定底板固定安装。

16.根据权利要求14所述的自动上下料设备，其特征在于，所述移栽机构包括：

两个固定侧板，每一所述固定侧板的一侧面与所述升降承接板连接；

第二线性滑轨，沿所述X轴方向布置，且其上设置有第二滑块；

第二滚珠丝杆，与所述第二线性滑轨平行设置；

平移底板，与所述固定侧板固定连接，且所述固定侧板、所述第二线性滑轨以及所述第二滚珠丝杆均互相平行且由外到内的设置于所述平移底板上；

第二电机，与所述第二滚珠丝杆驱动连接，所述第二电机能够带动所述第二滚珠丝杆沿所述X轴方向移动。

17.根据权利要求16所述的自动上下料设备，其特征在于，

所述第二线性滑轨包括两个第二线性滑轨，所述两个固定侧板位于所述平移底板的最外两侧，所述两个第二线性滑轨位于所述两个固定侧板之间，所述第二滚珠丝杆位于所述两个第二线性滑轨之间。

18.根据权利要求16所述的自动上下料设备，其特征在于，所述旋转机构包括：

旋转底板，与所述第二滚珠丝杆及所述第二滑块连接；

第一同步轮，设置于所述旋转底板的正面；

第二同步轮，设置于所述旋转底板的正面中部；

第一同步带，连接所述第一同步轮和所述第二同步轮；

旋转承接板，与所述第二同步轮法兰侧面连接；

第三电机，设置于所述旋转底板的背面，并与所述第一同步轮驱动连接，所述第三电机能够驱动所述第一同步轮转动，并通过所述第一同步带带动所述第二同步轮同步转动，所述第二同步轮进一步带动所述旋转承接板在第一工位和第二工位之间转动。

19.根据权利要求18所述的自动上下料设备，其特征在于，所述旋转机构还包括多个第一支柱，所述多个第一支柱均匀设置于所述旋转承接板的正面边缘，用以支撑连接所述传输机构。

20.根据权利要求1所述的自动上下料设备，其特征在于，所述传输机构包括动力组件、连杆传输组件以及取料夹爪组件；所述动力组件与所述连杆传输组件连接，并带动所述连杆传输组件沿所述传输方向往复运动；所述取料夹爪组件设置于所述连杆传输组件的前端，用于取放所述物料。

21.根据权利要求20所述的自动上下料设备，其特征在于，所述传输机构设置于一个传输工作台上，所述传输工作台具有相对的正面和背面，所述动力组件设置于所述传输工作台的所述背面一侧，所述连杆传输组件设置于所述传输工作台的所述正面一侧。

22.根据权利要求1所述的自动上下料设备，其特征在于，所述缓存箱定位平台包括：

缓存箱承接台，固定于所述第二区域；

导向块，沿导入方向设置于所述缓存箱承接台的正面中部，被配置为与所述缓存箱底部的导槽配合引导所述缓存箱导入并放置在所述缓存箱承接台上；

阻挡板，位于所述导向块的末端并与所述缓存箱承接台的侧边连接，用于所述缓存箱的存放限位；

定位气缸，其具有定位推杆，与所述缓存箱底部的定位孔配合插入；

移栽气缸，其具有移栽推杆，与所述定位气缸连接，其中，所述移栽气缸被配置为带动所述定位气缸使其定位推杆插入所述定位孔，所述定位气缸带动所述缓存箱滑动至存放位置。

23.根据权利要求22所述的自动上下料设备，其特征在于，所述缓存箱定位平台还包括：

四个定位支柱，用于将所述缓存箱承接台与所述可移动机架的底部固定连接。

24.一种Tray盘芯片料自动上料系统，其特征在于，包括：

如权利要求1～23任一项所述的自动上下料设备；

上料设备；

其中，通过所述自动上下料设备的所述取放料装置，能够从所述缓存箱的存储格中取出装有芯片的Tray盘放入所述上料设备中，以完成所述芯片的自动上料；或者，能够从所述上料设备中取出空的Tray盘并放入所述缓存箱的所述存储格中，以完成所述Tray盘的自动下料。

Images