CN217024413U - 一种防翘曲辅助吸附装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防翘曲辅助吸附装置，包括机械手本体、检测机构、校平机构和控制器，所述检测机构用于检测产品是否翘曲，包括用于放置产品的载台和连接于载台上的检测单元，载台位于机械手本体的行程范围内，所述校平机构位于载台上方，所述机械手本体、检测机构和校平机构均与控制器电连接；机械手本体上设有若干用于吸附产品的吸嘴，用于将产品吸取并放置到所述载台上进行检测，当检测结果为翘曲时，所述控制器控制校平机构对载台上的产品进行压平。本实用新型的防翘曲辅助吸附装置通过设置检测机构和校平机构对产品是否翘曲进行检测判断和校平，提高机械手工作的稳定性和安全性，避免产品损耗，节约成本。

Description

一种防翘曲辅助吸附装置

技术领域

本实用新型属于自动化制造技术领域，尤其涉及一种防翘曲辅助吸附装置。

背景技术

机械手是一种能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置，广泛应用于智能制造中。对于板材的抓取转运一般使用吸盘或吸嘴，但对于容易翘曲变形的产品，则常常因为翘曲而无法建立真空现象，导致吸附异常而报警。而对于板材上放置有其他零件或产品的情况下，也常发生因板材翘曲引起其上零件或产品脱落的问题。例如图1所示的待转运产品，包括FPC( Flexible Printed Circuit，柔性电路板)软板10和其上的产品芯片11，吸嘴吸附FPC软板10进行转运，由于芯片11与FPC软板10没有直接连接，当FPC软板10发生翘曲时，芯片11容易脱落，不易稳定交握至压接治具，即使转运至压接治具上，也往往因为翘曲而治具不能吸住芯片11背面的钢板，给下一道压接工序带来困难。

目前，对于这一类问题的解决，通常是在吸附异常报警后再进行人工修复，自动化程度低，严重影响产能，导致自动化设备需配一名作业员，造成一定的人力成本。

因此，有必要提供一种能够保证吸附效果、自动化、智能化程度高的防翘曲辅助吸附装置。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的不足，本实用新型的目的在于：提供一种能够保证吸附效果、自动化、智能化程度高的防翘曲辅助吸附装置，在抓取后第一时间检测产品是否翘曲，并对翘曲产品进行校平。

为实现上述实用新型全部或部分目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种防翘曲辅助吸附装置，包括机械手本体、检测机构、校平机构和控制器，所述检测机构用于检测产品是否翘曲，包括用于放置产品的载台和连接于载台上的检测单元，所述载台位于所述机械手本体的行程范围内，所述校平机构位于所述载台上方，所述机械手本体、检测机构和校平机构均与控制器电连接；所述机械手本体上设有若干用于吸附产品的吸嘴，用于将产品吸取并放置到所述载台上进行检测，当检测结果为翘曲时，所述控制器控制所述校平机构对所述载台上的产品进行压平。

工作时，机械手本体上的吸嘴从托盘或工作台上吸附产品，当产品翘曲时，容易因吸附不牢固导致产品或产品上的零部件在搬运过程中脱落，此时机械手本体先将产品放置于检测机构上的载台上，利用检测单元判断产品是否翘曲，当判断为未翘曲时，控制器控制机械手本体由检测机构上吸取产品进行搬运；当判断翘曲时，控制器控制校平机构对产品进行按压，校平后再由机械手本体吸取产品进行搬运。目的在于促使产品或产品及其上的零件进行稳定交握。

所述检测单元包括真空发生器和压力传感器，所述载台上设有吸附孔，所述吸附孔通过气管连接所述真空发生器，所述压力传感器设于所述气管上，用于监测负压值，所述控制器根据所述压力传感器反馈的负压值判断产品是否翘曲。机械手本体将产品放置于载台上，检测时，真空发生器通过吸附孔吸附产品，压力传感器对气管内的负压值进行检测，控制器将测得的负压值与设定范围相比较，从而判定产品是否翘曲。当吸附孔对应位置的产品翘曲时，该吸附孔会发生泄气，影响负压值监测结果，此时便可根据检测结果判定产品是否在同一平面，即是否翘曲。

所述校平机构包括按压机构，所述按压机构包括升降驱动和按压件，当所述按压机构动作时，所述按压件位于所述载台正上方，所述按压件在所述升降驱动的带动下按压产品。当检测机构判定需要校平机构作业时，按压件在升降驱动的带动下对产品进行按压，对翘曲进行校平，使其处于同一水平面上。

所述按压件为柔性按压板、柔性按压条和气流柱中的至少一种。能够给予产品向下的力，使产品向下运动，从而改善产品的翘曲变形，同时避免损坏产品。

所述校平机构还包括微调机构，所述微调机构包括固定块和浮动块，所述固定块安装于所述升降驱动上，所述按压件安装于所述浮动块上，所述浮动块通过弹性件连接所述固定块，用于控制所述按压件的按压力。在按压件按压过程中，产品会给予按压件一定的反作用力并传递至浮动块，当反作用力大于弹性件的压缩力时，浮动块上移防止按压力过大损坏产品；当反作用力等于弹性件的压缩力时，该力的大小为按压件对产品的按压力。

所述浮动块上设有凸块，所述固定块上连接有限位轴，所述凸块位于所述限位轴正上方，用于限定所述浮动块相对所述固定块的下降极限。当浮动块下降至与限位轴相抵时，由于限位轴与固定块连接，与固定块相对静止，因此浮动块受到阻力无法继续向下运动。从浮动块的运动行程设置上保护产品。

所述限位轴通过安装座连接所述固定块，所述安装座为锁紧环。便于限位轴的安装高度调节，从而调节了浮动块的行程。

所述限位轴为微分头。在不拆卸锁紧环的情况下也可以对浮动块的行程做出小距离调节。

所述防翘曲辅助吸附装置还包括运动机构，所述运动机构包括直线导轨和转盘，所述转盘设于所述直线导轨的滑块上，所述载台设于所述转盘上，所述直线导轨位于所述机械手本体行程范围内，且位于所述校平机构正下方，在所述直线导轨上形成检测工位和校平工位，节约机械手本体的运行距离，提高工作效率，有利于各机构间的协调运作；当按压件为柔性按压条时，通过转盘调整产品放置角度，方便使产品与按压条对齐。

所述机械手本体通过X、Y、Z三轴运动机构安装于机座上，所述校平机构通过连接板安装于所述机座上，所述直线导轨位于所述校平机构下方，结构作为整体安装搬运简单，一体性高。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果主要包括：

1、通过设置检测机构和校平机构对产品是否翘曲进行检测判断和校平，在机械手本体吸附产品转运过程中，能够保证吸嘴对产品的吸附力，防止产品或产品及其上的零件在转运过程中脱落，提高机械手工作的稳定性和安全性，避免产品损耗，节约成本。

2、通过设置微调机构和按压件配合，按压件使用柔性材料或气流柱，防止损伤产品，同时微调机构能够利用弹性件对按压件的按压力进行控制，双重保护产品，避免按压力过大引起的产品损伤，提高校平机构动作的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施例中的技术方案，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为本实施例中所吸附产品的结构示意图；

图2为实施例一中本实用新型的防翘曲辅助吸附装置的结构示意图；

图3为图2的防翘曲辅助吸附装置的右视图；

图4为图2和图3中校平机构的结构示意图；

图5为图4中微调机构的结构示意图。

附图标记：10-FPC软板，11-芯片，20-机械手本体，30-检测机构，31-载台，32-压力传感器，40-运动机构，41-直线导轨，42-转盘，50-校平机构，51-按压机构，511-升降驱动，512-按压件，52-微调机构，520-微调开关，521-固定块，5211-限位轴，5212-安装座，522-浮动块，5221-凸块，60-连接板。

具体实施方式

下面将对本实用新型具体实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，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。

实施例一：

以图1所示的待吸附产品为例，包括FPC软板10和两排八列放置在FPC软板10上的芯片11，芯片11没有通过其他固定件固定而仅仅放置在FPC软板10上，FPC软板10上对应芯片11底部设有通孔，本实施例中防翘曲辅助吸附装置的工作为将产品从托盘转运至压接治具内。

结合图2和图3所示的本实用新型的防翘曲辅助吸附装置，包括机械手本体20、检测机构30、校平机构50和控制器，检测机构30用于检测FPC软板10是否翘曲，避免在翘曲状态下转运过程中其上的芯片11脱落且到达压接治具后无法压接，检测机构30包括用于放置FPC软板10的载台31和连接于载台31上的检测单元，载台31位于机械手本体20的行程范围内，校平机构50位于载台31上方，机械手本体20、检测机构30和校平机构50均与控制器电连接；机械手本体20上设有用于吸附FPC软板10四角的吸嘴，用于将FPC软板10吸取并放置到载台31上进行检测，在吸附过程中吸嘴可按压FPC软板10使得吸附牢固。当检测结果为翘曲时，所述控制器控制校平机构50对载台31上FPC软板10上的芯片11进行压平，从而对FPC软板10进行校平；当检测不需校平时，机械手本体20可直接对FPC软板10进行转运。

在本实施例中，防翘曲辅助吸附装置还包括运动机构40，运动机构40包括直线导轨41和转盘42，转盘42设于直线导轨41的滑块上，载台31设于转盘42上，直线导轨41位于机械手本体20行程范围内，且位于校平机构50的正下方，在直线导轨41上形成检测工位和校平工位，检测机构30的初始位置为检测工位，位于机械手本体20正下方，便于机械手本体20放置FPC软板10及其上的芯片11，减少机械手本体20的运动行程，直线导轨41用于将FPC软板10及其上的芯片11转运至校平机构50正下方，即校平工位，转盘42用于调整FPC软板10放置角度。在其他实施例中，也可以不设置运动机构40，而直接将检测机构30设于校平机构50正下方，或者由机械手本体20来实现这一动作。

如图3所示，检测机构30包括载台31和连接在载台31上的检测单元，检测单元包括真空发生器（图中未示出）和压力传感器32，载台31上对应每个芯片11设有吸附孔，在放置过程中调整载台31位置使载台31上的吸附孔与芯片11相对应。所述吸附孔通过气管连接真空发生器，压力传感器32设于所述气管上，用于监测负压值，控制器根据压力传感器32反馈的负压值判断FPC软板10是否翘曲。当FPC软板10到达载台31上后，真空发生器作业开始抽真空，在FPC软板10与载台31相贴的位置，吸附孔均可以与对应位置的芯片11建立真空现象，而在翘曲部位的芯片11处则会泄气，此时压力传感器32监测的气管负压值与设定负压范围对比，则可判定FPC软板10是否翘曲。在另外的实施例中，对于没有芯片11的板材进行翘曲情况检测时，吸附孔则直接与板材本身建立真空环境。

当判断结果为没有翘曲时，控制器控制机械手本体20直接完成转运。

当判断结果为翘曲时，控制器控制直线导轨41将载台31移动至校平机构50正下方进行按压校平。

如图4所示，校平机构50包括按压机构51，按压机构51包括升降驱动511和按压件512，按压件512在升降驱动511的带动下按压芯片11。在本实施例中，由于芯片11在FPC软板10上排列放置，所以按压件512设为柔性按压条，具体可以为硅胶条，一次按压可校正一排芯片11，在另外的实施例中，按压件512也可以为柔性按压板、气流柱等。

当按压件512为柔性按压板或柔性按压条等实体而非气流柱时，校平机构50还包括微调机构52。如图5所示，微调机构52包括固定块521和浮动块522，固定块521安装于升降驱动511上，由升降驱动511驱动进行升降运动。按压件512安装于浮动块522上，浮动块522通过弹性件连接固定块521，用于控制按压件512的按压力。弹性件可以为任何可以压缩将形变转换为压力的弹性元件，在本实施例中为拉簧。手动松开微调螺丝520，微调机构52开始工作。按压时，按压件512按压芯片11，当按压力过大时，浮动块522受到反作用挤压拉簧上升，防止芯片11损坏，拉簧的弹性和硅胶条的弹性起到双重缓冲保护作用。

在浮动块522上设有凸块5221，固定块521上连接有限位轴5211，凸块5221位于限位轴5211正上方，用于限定所述浮动块522相对固定块521的下降极限，限位轴5211的安装高度根据产品的不同人工设定，仅需在更换产品时调节一次即可。限位轴5211通过安装座5212连接所述固定块521，所述安装座5212为锁紧环，便于人工调节。限位轴5211为微分头，在不拆开锁紧环的情况下也可以通过改变微分头自身长度来调节浮动块的行程。

如图2所示，机械手本体20通过X、Y、Z三轴运动机构安装于机座上，校平机构50通过连接板60安装于所述机座上，直线导轨41位于校平机构50下方，整体结构紧凑，在直线导轨41上形成检测机构30初始位置所在的检测工位和校平机构50正下方的校平工位，整个作业运行简单，操作方便。

具体的，利用本实用新型的防翘曲辅助吸附装置进行FPC软板10及其上芯片11的工作过程为：

机械手本体20吸附FPC软板10，并放置至检测机构30的载台31上，利用压力传感器32对平整度进行检测，若无翘曲则直接由机械手本体20进行转运，若有翘曲则由运动机构40运输至校平机构50处进行校平；

校平过程为转盘42调整使芯片11成排与按压件512对齐，在升降驱动511的驱动下按压件512向下按压芯片11，从而使该排芯片11平齐，在这个过程中，若下降位移过大，浮动块522在反作用力的作用下向上微调，防止损坏芯片11；

在运动机构40的带动下调整载台31位置，对FPC软板10上的每一排芯片11进行压平，从而实现整个FPC软板10的校平；

对校平后的FPC软板10再次利用检测机构30进行检测，确定无翘曲后由机械手本体20进行转运。此时，由于FPC软板10已经校平，吸嘴由四角进行抓取时对FPC软板10四角的相对位置进行固定，在转运过程中不会发生翘曲，放置至压接治具后也能保证治具能吸附到芯片11。

以上对本实用新型所提供的防翘曲辅助吸附装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的结构及工作原理进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种防翘曲辅助吸附装置，其特征在于，包括机械手本体（20）、检测机构（30）、校平机构（50）和控制器，所述检测机构（30）用于检测产品是否翘曲，包括用于放置产品的载台（31）和连接于载台（31）上的检测单元，所述载台（31）位于所述机械手本体（20）的行程范围内，所述校平机构（50）位于所述载台（31）上方，所述机械手本体（20）、检测机构（30）和校平机构（50）均与控制器电连接；所述机械手本体（20）上设有若干用于吸附产品的吸嘴，用于将产品吸取并放置到所述载台（31）上进行检测，当检测结果为翘曲时，所述控制器控制所述校平机构（50）对所述载台（31）上的产品进行压平。

2.根据权利要求1所述的防翘曲辅助吸附装置，其特征在于，所述检测单元包括真空发生器和压力传感器（32），所述载台（31）上设有若干吸附孔，所述吸附孔通过气管连接所述真空发生器，所述压力传感器（32）设于所述气管上，用于监测负压值，所述控制器根据所述压力传感器（32）反馈的负压值判断产品是否翘曲。

3.根据权利要求1所述的防翘曲辅助吸附装置，其特征在于，所述校平机构（50）包括按压机构（51），所述按压机构（51）包括升降驱动（511）和按压件（512），当所述按压机构（51）动作时，所述按压件（512）位于所述载台（31）正上方，所述按压件（512）在所述升降驱动（511）的带动下按压产品。

4.根据权利要求3所述的防翘曲辅助吸附装置，其特征在于，所述按压件（512）为柔性按压板、柔性按压条和气流柱中的至少一种。

5.根据权利要求3所述的防翘曲辅助吸附装置，其特征在于，所述校平机构（50）还包括微调机构（52），所述微调机构（52）包括固定块（521）和浮动块（522），所述固定块（521）安装于所述升降驱动（511）上，所述按压件（512）安装于所述浮动块（522）上，所述浮动块（522）通过弹性件连接所述固定块（521），用于控制所述按压件（512）的按压力。

6.根据权利要求5所述的防翘曲辅助吸附装置，其特征在于，所述浮动块（522）上设有凸块（5221），所述固定块（521）上连接有限位轴（5211），所述凸块（5221）位于所述限位轴（5211）正上方，用于限定所述浮动块（522）相对所述固定块（521）的下降极限。

7.根据权利要求6所述的防翘曲辅助吸附装置，其特征在于，所述限位轴（5211）通过安装座（5212）连接所述固定块（521），所述安装座（5212）为锁紧环。

8.根据权利要求6所述的防翘曲辅助吸附装置，其特征在于，所述限位轴（5211）为微分头。

9.根据权利要求1-8任一项所述的防翘曲辅助吸附装置，其特征在于，还包括运动机构（40），所述运动机构（40）包括直线导轨（41）和转盘（42），所述转盘（42）设于所述直线导轨（41）的滑块上，所述载台（31）设于所述转盘（42）上，所述直线导轨（41）位于所述机械手本体（20）的行程范围内，且位于所述校平机构（50）的正下方，在所述直线导轨（41）上形成检测工位和校平工位。

10.根据权利要求9所述的防翘曲辅助吸附装置，其特征在于，所述机械手本体（20）通过X、Y、Z三轴运动机构安装于机座上，所述校平机构（50）通过连接板（60）安装于所述机座上，所述直线导轨（41）位于所述校平机构（50）下方。

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