CN217135778U - 一种抓具切换装置以及兼容多尺寸pcb板收板的设备 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种抓具切换装置，包括：夹爪组，所述夹爪组包括气缸以及固定在气缸两侧的夹爪，每侧夹爪设置有定位部，所述气缸驱动两侧夹爪相向或者背离运动，至少一侧夹爪设置有进气导口，进气导口的一端与外部气源连接；分流铝排，所述分流铝排备设有与定位部紧密配合的容纳部、与所述进气导口另一端气路联通的进气口，以及分气口；每一所述分流铝排一一对应固定连接待切换抓具，分流铝排的分气口与抓具的气路连通。实现对不同尺寸的PCB板进行抓取时，切换对应尺寸的抓具，避免二者尺寸不匹配出现漏气或者作业经济的问题，进一步提出一种兼容多尺寸PCB板收板的设备，以提高对PCB板抓取作业的速度。

Description

一种抓具切换装置以及兼容多尺寸PCB板收板的设备

技术领域

本申请涉及PCB板加工设备技术，更具体的说，特别涉及一种抓具切换装置以及兼容多尺寸PCB收板的设备。

背景技术

在工业生产时，一般采用人工或者半自动方式进行下料。人工收板一般适用于批量小的产品，而大批量的产品一般采用自动化的抓具进行下料。

在PCB板的加工领域内，通常采用吸盘架作为抓具，现有技术使用传统搭建横移、升降模组以固定和直接驱动吸盘架移动，在气动系统控制下使吸盘架直接吸取以及卸下PCB板，为了实现对PCB板的快速收与放的切换，吸盘架一般采用真空发生器或者真空吸盘等真空元件，但此类方式工作效率过于缓慢。

并且当送料有不同规格尺寸板时，例如PCB板后段制程，包括化锡线、 OSP线等此类工序中，接收的PCB板的尺寸通常有50*50mm至600*600mm，若以最大板尺寸的吸盘架作为抓具兼具抓取小板，容易出现吸盘漏气的情况。为了避免出现漏气的情况，现有技术中有采用吸盘区域可变的方式，例如分为内圈吸盘与外圈吸盘，内圈吸盘与外圈吸盘不共用进气管道，在吸取小板时，外圈吸盘上升，由内圈吸盘吸取小板，吸取大板时，外圈吸盘与内圈吸盘同一高度吸取大板，但此类方式仍然是以最大板尺寸的吸盘架兼具吸取小板的情形，而适用大板的吸盘架一般较大，其用于的抓取小板耗能增加，且速度较慢。

因而现有技术一般以最小板尺寸的吸盘架作为抓具一并吸取其他大板，但由于切换到吸取大板时，大板的重量增大导致吸盘吸力不足，可能存在漏气掉板的情况。

综上所述，现有技术同时或分别存在以下问题：(1)只能进行横向和纵向的移动，运行速度较慢，工作效率低；(2)收不同规格尺寸的PCB板时，不能自动切换相应尺寸的抓具，兼容性较差。(3)抓具切换的方式容易出现漏气掉板或者运行不经济的情况。

因此，在关于物料输送设备领域，亟需一种运行速度快、生产效率高、兼容性好的可自动切换抓具的装置。

进一步地，传统搭建横移、升降模组模组应用不灵活，生产速度慢，跟不上生产所需节拍，而且传统搭建模组调节的难度大。本领域也亟需一种兼容多尺寸PCB板收板的设备。

发明内容

基于此，为了解决背景技术部分所提及的现有技术的问题，第一方面，提出一种抓具切换装置，至少可以解决背景技术所存在的部分或者全部问题，具体的，所述抓具切换装置包括：

夹爪组，所述夹爪组包括气缸以及固定在气缸两侧的夹爪，每侧夹爪设置有定位部，所述气缸驱动两侧夹爪相向或者背离运动，至少一侧夹爪设置有进气导口，进气导口的一端与外部气源连接；

分流铝排，所述分流铝排备设有与定位部紧密配合的容纳部、与所述进气导口另一端气路联通的进气口，以及分气口；

每一所述分流铝排一一对应固定连接待切换抓具，分流铝排的分气口与抓具的气路连通。

该方案中，为了使不同尺寸的PCB板对应使用不同尺寸的抓具抓取，需要根据待抓取的PCB板的尺寸，切换适应尺寸的抓具。进而采用固定的夹爪组与不同的抓具对接，完成抓具的切换。为实现对PCB板快速收放的切换，抓具通常采用真空吸附技术，因为需要解决对接后整体气路的连通。在本申请中，确定目标尺寸的抓具后，与目标尺寸的抓具固定连接的分流铝排的容纳部紧密配合夹爪组的定位部，即夹爪组、分流铝排、抓具三者的紧密连接完成夹爪组与目标尺寸抓具的对接，并且连通外部气源至抓具内部气道，不需外接多余的气路管道，即可使气道在夹爪组与抓具配合后保持贯通。从而实现采用与PCB板尺寸对应抓具进行抓取和释放作业，而且对目标抓具的切换方便、快捷，解决了现有技术以最小板尺寸吸盘架吸取大的PCB板时存在漏气掉板的问题，另外，避免在对尺寸较小的PCB板进行抓取作业，须一直采用尺寸较大的抓具，减少作业损耗。

在一种可能的实施方式中，两侧夹爪相向运动，定位部与容纳部紧密配合，外部气源依次经过夹爪组的进气导口、分流铝排的进气口、分气口，进入抓具；两侧夹爪背离运动，定位部与容纳部分离，进气导口与进气口分离。

作为的另一种配合方式，可选的，两侧夹爪背离运动，定位部与容纳部紧密配合，外部气源依次经过夹爪组的进气导口、分流铝排的进气口、分气口，进入抓具，

两侧夹爪相向运动，定位部与容纳部分离，进气导口与进气口分离。

在一种可能的实施方式中，所述定位部与容纳部过渡配合或者间隙配合。

在一种可能的实施方式中，所述定位部为定位销，所述容纳部为定位销套。

进一步地，为了提高生产节拍，第二方面提出一种兼容多尺寸PCB板抓取的设备，包括并联机器人、第一方面以及第一方面可能实施方式的抓具切换装置，夹爪组与并联机器人固定连接，并联机器人带动夹爪组运动。并联机器人具有多个自由度，使得其带动夹爪进行抓具的切换及或带动已完成抓具切换的夹爪组对PCB板进行抓取时，动作更加灵活、快速，相对于传统搭建模组应用不灵活，生产速度慢，跟不上生产所需节拍，而且传调节的难度大的缺点，使用并联机器人的成本几乎与使用传统搭建模组的成本持平。

在一种可能的实施方式中，所述抓具为吸盘架，且吸盘架上设有吸盘组，吸盘组包括朝下设置的吸头、与朝上设置的真空发生器，分流铝排的分气口与真空发生器连接，抓具吸取PCB板时，外部气源往进气导口的一端注入高速的压缩空气，经由分流铝排的进气口以及分气口，使真空发生器处产生真空，吸头在大气压作用下，吸取PCB板。

在一种可能的实施方式中，所述设备还设置有相机，所述相机位于待抓取的PCB板上方，所述相机对待抓取的PCB板成像，后该成像经处理传送到并联机器人，以对待抓取的PCB板定位。

在一种可能的实施方式中，所述设备设置抓具底座，所述抓具底座设置有多个抓具工位，每一抓具对应放置于每一抓具工位。

结合以下附图以及具体实施例的说明，本申请的内容将显而易见。

附图说明

图1为本申请一实施方式中夹爪组与分流铝排示意图；

图2为本申请一实施方式中夹爪组、分流铝排、抓具夹紧前的一示意图；

图3为本申请一实施方式中夹爪组、分流铝排、抓具夹紧前的另一示意图；

图4为本申请的一实施方式中夹爪组、分流铝排、抓具夹紧后的一示意图；

图5为本申请的一实施方式中夹爪组、分流铝排、抓具夹紧后的另一示意图；

图6为本申请一实施方式中并联机器人与夹爪组示意图；

图7为图6的A处局部放大图；

图8为本申请一实施方式中收板设备的一示意图；

图9为本申请抓具固定座示意图。

主要元件符号说明:

具体实施方式

为了使实用新型的目的、原理、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，正如本实用新型内容部分所述，此处所描述的具体实施例用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要特别说明的是，根据说明书的文字或者技术内容可以确定的连接或位置关系，为了图画的简洁进行了部分的省略或者没有画出全部的位置变化图，本说明书未明确说明省略的或者没有画出的位置变化图，不能认为没有说明，为了阐述的简洁，在具体阐述时不再一一进行说明，在此统一说明。

本申请所提出抓具切换装置用于对PCB板收取时，PCB板存在多规格尺寸的情形，对应不同规格尺寸的PCB板切换对应规格尺寸的抓具，并且为了适应 PCB板加工领域生产节拍的要求，本申请提出的方案限定适用于切换采用真空吸附技术的抓具，此类抓具内部设置有气路，如采用真空吸盘或者称真空发生器等。

结合图1至图5所示，为本申请抓具切换装置的一个实施例，夹爪组10，所述夹爪组10包括气缸104以及固定在气缸104两侧的夹爪101，每侧夹爪101 设置有定位部102，所述气缸104驱动两侧夹爪101相向或者背离运动，至少一侧夹爪101设置有进气导口103，进气导口103的一端与外部气源连接；分流铝排，所述分流铝排备设有与定位部102紧密配合的容纳部201、与所述进气导口103另一端气路联通的进气口202，以及分气口；

每一所述分流铝排一一对应固定连接待切换的抓具，待切换的所述抓具采用真空吸附方式时，分流铝排的分气口与抓具的气路连通。例如，当待切换的抓具为吸盘302架，吸盘302架上设有吸盘302组，且所述吸盘302组采用朝下设置的吸头、与朝上设置的真空发生器配合的形式时，具体地，分流铝排的分气口与真空发生器连接，从而外部气源朝进气导口103吹入高速的压缩空气，经由分流铝排的进气口202、分气口，至真空发生器处产生真空，吸盘302组的吸头吸取位于工作台面或者输送段上的PCB板。

应理解，待切换抓具并非为本申请抓具切换装置的组成部分，但本申请所提出的抓具切换装置用于切换采用真空吸附方式的抓具。一般的，作为切换装置组成部分的分流铝排与抓具是预先固定连接的，即夹爪组10并非通过直接连接抓具以切换，而是通过前述预定的分流铝排作为中间件，实现与抓具的固定以及气路的贯通，从而，也可以理解为夹爪组10与不同的分流铝排紧密连接，或者说夹爪组10的切换不同的分流铝排。

在应对不同尺寸的抓具时，夹爪组10可以保持不变的结构，抓具本身也不需要进行过多改变，只需一一对应预先固定连接分流铝排即可，无需额外的外部气道对接，夹爪组10兼容多尺寸的抓具，且对不同抓具切换的效率高，在满足定位部102与容纳部201准确定位以及紧密配合的基础上，基本可以实现抓具随时切换，随时使用，不影响生产节拍。

优选的，对于夹爪组10与分流铝排的配合方式，参见图1以及图3，采用两侧夹爪101相向运动，定位部102与容纳部201紧密配合，外部气源依次经过夹爪组10的进气导口103、分流铝排的进气口202、分气口，进入抓具，而两侧夹爪101背离运动，定位部102与容纳部201分离，进气导口103与当前抓具的进气口202分离。此实施方式下，分流铝排位于两侧夹爪101之间，两侧夹爪101的定位部102相对，采用两侧夹爪101相向运动合拢的方式，夹爪101的定位部102与分流铝排的容纳部201紧密配合。

当然，作为另一些可选方式，夹爪组10与分流铝排的配合方式也可采用如下方式，两侧夹爪101背离运动，定位部102与容纳部201紧密配合，外部气源依次经过夹爪组10的进气导口103、分流铝排的进气口202、分气口，进入抓具，而两侧夹爪101相向运动，定位部102与容纳部201分离，进气导口103 与进气口202分离。此种实施方式下，分流铝排中部下凹，容纳部201位于下凹处的内侧面，两侧夹爪101位于的该下凹处，两侧的定位部102相背，采用两侧夹爪101背离外扩的方式，夹爪101的定位部102与分流铝排的容纳部201 紧密配合。但此种方式可能对外部气源管路的布设空间要求高。

定位部102与容纳部201紧密配合，夹爪组10夹紧分流铝排，进而夹持与已预先与分流铝排固定连接的目标抓具，从而进气导口103与分流铝排准确且稳固连接，连通外部气源经由分流铝排的进气口202以及分气口至抓具的气路管道，以实现抓具进行真空吸附作业。可选的，所述定位部102与容纳部201 过渡配合或者间隙配合。

进一步地，对于定位部102以及与其配合的容纳部201，所述定位部102 可为定位销，相应的所述容纳部201为定位销套。应注意，本申请并不对定位部102的具体形状进行限定，只需满足其与容纳部201紧密配合以实现定位即可，举例而言，所述定位部102可以楔形块或者是尖顶状。当然，保证进气导口103在与不同的分流铝排的进气口202间进行切换时的密封效果是重要的，进而进气导口103处可以设置有密封圈或者密封环等。应注意，在本申请中，夹爪组10与抓具的对接，或者如前述，夹爪组10与分流铝排的对接，是依靠定位部102与容纳部201的配合，分流铝排与抓具的重量由定位部102承受，而进气导口103一般不作为受力部，即进气导口103与定位部102两个不同的部件。但在进气导口103具备一定的强度时，本申请并不排斥，进气导口103 同时作为定位部102与分流铝排的容纳部201进行配合的情形，那么对应的，分流铝排的容纳部201也同时作为进气口202。

第二方面，在前述抓具30切换装置的基础上提出一种兼容多尺寸PCB板收板的设备1，参见图6至图8，其包括并联机器人40(Parallel Mechanism， PM)，所述并联机器人40可以定义为动平台和定平台通过至少两个独立的运动链相连接，机构具有两个或两个以上自由度，且以并联方式驱动的一种闭环机构。在本申请中，并联机器人40具有空间活动和转动调节“3+1”个自由度，并不局限于传统模组只具备横移与升降驱动的方式。以及多个不同尺寸的抓具 30，如前述，所述抓具30采用真空吸附技术，例如，所述抓具30为吸盘302 架，吸盘302架上设有吸盘302组，且吸盘302组包括朝下设置的吸头、与朝上设置的真空发生器，分流铝排的分气口与真空发生器连接。所述夹爪组10 与并联机器人40固定连接，可选的，二者采用法兰连接，并联机器人40带动夹爪组10移动，进而带动完成与夹爪组10连接的抓具30进行作业。

进一步的，所述设备1还设置有相机，所述相机位于待抓取的PCB板上方，所述相机对待抓取的PCB板成像，后该成像经处理传送到并联机器人40，以对待抓取的PCB板定位。并且并联机器人40根据成像的PCB板尺寸，带动夹爪组10切换对应用于抓取对应尺寸PCB板的抓具30。可选的，所述相机可以配合视觉护罩使用，以避免外部光线的干扰。进一步地，参见图2与图9，所述设备设置抓具底座50，所述抓具底座50设置有多个抓具30工位，每一抓具30对应放置于每一固定的抓具30工位，便于切换抓具30时定位。

结合以上实施例，对设备1中抓具30的切换过程进行说明，PCB板由输送段输送至预定作业空间内，相机对的该区域内的PCB板成像，成像结果经处理传送至并联机器人40。相机对于设备进行自动化作业而言是重要的，举例说明，若当前夹爪组10配合的抓具30用于小尺寸的PCB板抓取，而成像结果为此批次PCB板为大板，从而需要切换用于大尺寸PCB板抓取的抓具30，并联机器人40先位移至前一抓具30在抓具底座50上对应的抓具30工位，通过夹爪组10的气缸104控制两侧夹爪101背离，使其与前一抓具30分离，抓具30 上的抓具定位销301与抓具30固定座上的定位销套(未图示)精准配合，由近接感应器检测该抓具30是否放置到位，并联机器人40再位移到后一适用于大尺寸PCB板的抓具30所对应的抓具30工位，通过夹爪组10的定位部102控制位置，两侧夹爪101收紧，完成该抓具30的切换，并联机器人40带动该完成切换的抓具30回到抓取工位，连通的气路使抓具30可快速进行PCB板的收取与释放作业。

完成该批次的PCB板的收取作业后，预定的作业空间内接受输送的下一批次的PCB板，重复以上步骤，完成对所有PCB板的收取作业。

结合以上说明，本申请所提出的兼容多尺寸PCB板的收板设备，采用并联机器人40控制与夹爪组10连接的抓具30进行抓取作业，产能达到60pcs/min，相对于人工收板极大地提高了效率；而且并联机器人40相对传统模组具备更多的自由度，当设备处于多种尺寸收板状态时，并联机器人40根据不同规格尺寸的PCB板快捷切换相应的抓具30，兼容性更高，解决了现有技术以最小板尺寸抓具30抓取大板时存在漏气掉板的问题，或者以最大板尺寸的抓具30抓取小板时容易漏气且不经济的问题。

值得注意的是，上述实施例中，所包括的各个模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本实用新型的保护范围。除非另有明确的规定和限定，术语“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，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型创造中的具体含义。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种抓具切换装置，其特征在于，包括：

夹爪组，所述夹爪组包括气缸以及固定在气缸两侧的夹爪，每侧夹爪设置有定位部，所述气缸驱动两侧夹爪相向或者背离运动，至少一侧夹爪设置有进气导口，进气导口的一端与外部气源连接；

分流铝排，所述分流铝排备设有与定位部紧密配合的容纳部、与所述进气导口另一端气路联通的进气口，以及分气口；

每一所述分流铝排一一对应固定连接待切换的抓具，分流铝排的分气口与抓具的气路连通。

2.如权利要求1所述的抓具切换装置，其特征在于，

两侧夹爪相向运动，定位部与容纳部紧密配合，外部气源依次经过夹爪组的进气导口、分流铝排的进气口、分气口，进入抓具；

两侧夹爪背离运动，定位部与容纳部分离，进气导口与进气口分离。

3.如权利要求1所述的抓具切换装置，其特征在于，

两侧夹爪背离运动，定位部与容纳部紧密配合，外部气源依次经过夹爪组的进气导口、分流铝排的进气口、分气口，进入抓具，

两侧夹爪相向运动，定位部与容纳部分离，进气导口与进气口分离。

4.如权利要求2或3所述的抓具切换装置，其特征在于，所述定位部与所述容纳部过渡配合或者间隙配合。

5.如权利要求4所述的抓具切换装置，其特征在于，所述定位部为定位销，所述容纳部为定位销套。

6.一种兼容多尺寸PCB板收板的设备，其特征在于，包括并联机器人、如权利要求1所述的抓具切换装置，多个不同尺寸的抓具，所述夹爪组与并联机器人固定连接，并联机器人带动夹爪组移动，夹爪组切换连接不同抓具。

7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述抓具为吸盘架，且吸盘架上设有吸盘组，吸盘组包括朝下设置的吸头、与朝上设置的真空发生器，分流铝排的分气口与真空发生器连接。

8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，还设置有相机，所述相机位于待抓取的PCB板上方，所述相机对待抓取的PCB板成像，后该成像经处理传送到并联机器人，以对待抓取的PCB板定位。

9.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述设备设置有抓具底座，所述抓具底座设置有多个抓具工位，每一抓具对应放置于每一抓具工位。

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