CN220874816U - 一种基于视觉定位的耦合贴装设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种基于视觉定位的耦合贴装设备，包括安装平台，所述安装平台的顶面设置有视觉治具机构、耦合点胶机构、视觉UV机构和供电机构，所述视觉治具机构包含下视觉组件、PCB板载具和元件料盘，所述PCB板载具上设置有用于夹持PCB板的弹性卡块，所述元件料盘上设置有负压吸气口，所述耦合点胶机构包含移动模组一，所述移动模组一上设置有气动夹爪和点胶组件，所述视觉UV机构包含移动模组二，所述移动模组二连接有上视觉组件和UV灯，所述供电机构包含供电伸缩模块，所述供电伸缩模块连接有夹持结构，所述夹持结构上设置有供电单元；本实用新型有着安装精度高、效率高、使用方便的优点。

Description

一种基于视觉定位的耦合贴装设备

技术领域

本实用新型属于耦合设备技术领域，具体涉及到一种基于视觉定位的耦合贴装设备。

背景技术

PCB板中文名称为印制电路板，又称印刷线路板，是电子元器件的支撑体，也是电子元器件电气相互连接的载体。

准直器属于光纤通信光器件的用于输入输出的一个光学元件。它的作用是使光最大效率的耦合进入所需的器件中或光信号最大效率的接受。

现有技术中，PCB板进行元件耦合贴装时，多使用人工操作，存在生产效率低，安装精度不足，产品合格率低、操作不便的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种基于视觉定位的耦合贴装设备，该方案有着安装精度高、效率高、使用方便的优点。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种基于视觉定位的耦合贴装设备，包括安装平台，所述安装平台的顶面设置有视觉治具机构、耦合点胶机构、视觉UV机构和供电机构，所述视觉治具机构包含下视觉组件、PCB板载具和元件料盘，所述PCB板载具上设置有用于夹持PCB板的弹性卡块，所述元件料盘上设置有负压吸气口，所述耦合点胶机构包含移动模组一，所述移动模组一上设置有气动夹爪和点胶组件，所述视觉UV机构包含移动模组二，所述移动模组二连接有上视觉组件和UV灯，所述供电机构包含供电伸缩模块，所述供电伸缩模块连接有夹持结构，所述夹持结构上设置有供电单元。

上述方案中，通过安装平台对各机构进行安装定位，视觉治具机构的PCB板载具上设置弹性卡块，用于保证PCB板定位方便耦合，元件料盘上设置元件料槽，元件料槽内开设负压吸气口，通过负压定位PCB元件，下视觉组件用于判断气动夹爪与PCB元件间吸附夹持的状态，也可拍取定位点胶组件的点胶针的位置，避免更换胶水时导致的点胶针的位置差异影响，下视觉也可做点胶位置的补正,保证每次点胶的位置都是一致的，耦合点胶机构的移动模组一用于带动气动夹爪和点胶组件移动，气动夹爪可夹紧PCB元件，从而将PCB元件移动到PCB板处，点胶组件点胶进行连接，视觉UV机构的移动模组二用于带动上视觉组件和UV灯移动，上视觉组件用于拍取定位PCB元件在料盘中的位置，然后位移到PCB板处拍取定位PCB元件耦合在PCB板上的位置，UV灯用于在耦合后使胶水固化，需要供电时，供电机构的伸缩机构带动供电单元移动，夹持结构工作，将供电单元与PCB接口压合接触，实现供电。

进一步的，所述视觉治具机构包含安装框架，所述下视觉组件设于安装框架的下部，所述PCB板载具和元件料盘设于安装框架的顶面，所述安装框架的顶面开设有观察口。

通过安装框架对各部件进行连接定位，将下视觉组件设于下部，方便于通过观察口来观察气动夹爪与PCB元件的夹持情况，PCB板载具和元件料盘设于顶面方便于气动夹爪进行移动连接。

进一步的，所述PCB板载具上开设有安装槽，所述安装槽处设置有固定卡块和弹性卡块，所述弹性卡块连接有复位弹簧。

设置安装槽来便于对PCB板进行初步定位，通过复位弹簧提供动力使固定卡块和弹性卡块配合实现对PCB板夹紧。

进一步的，所述安装槽内开设有吹气孔，所述吹气孔连接有吹气管路。

通过吹气管路将气体输送到吹气孔处，耦合时PCB上面的元器件会发光，PCB会产生一定的热量，吹气将热量带走。

进一步的，所述移动模组一包含三轴直线模块一和两个角度模块，所述气动夹爪处设置有吸嘴。

通过三轴直线模块一进行水平方向和竖直方向的直线移动，当吸嘴吸附起PCB元件后夹爪夹持原件，移动到下视觉组件拍照位置，下视觉组件拍取吸嘴和夹爪定位原件的状态，两个角度模块是用来补偿元件被吸附夹持起来的角度位置，对元件与PCB板贴装时光路对接的角度补正。

进一步的，所述移动模组二包含三轴直线模块二和UV伸缩模块，所述UV伸缩模块连接有UV安装架，所述UV安装架上设置有角度调节器。

通过三轴直线模块二带动上视觉组件和UV灯进行水平方向和竖直方向的直线移动，UV伸缩模块用于单独控制UV灯的位置调节，通过角度调节器可以根据点胶位置手动调节UV灯的角度。

进一步的，所述角度调节器包含水平调节部和垂直调节部。

水平调节部可实现UV灯在水平面上的角度调节，垂直调节部实现在垂直面上的角度调节。

进一步的，所述供电伸缩模块包含伸缩气缸，所述夹持结构包含平行气缸，所述供电单元包含供电探针。

通过伸缩气缸带动平行气缸和供电探针前后移动，需要供电时，平行气缸夹紧，使供电探针与PCB板电源接口接触。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.通过设置视觉治具机构、耦合点胶机构、视觉UV机构和供电机构，代替人手工机械能元件耦合，提高产品的安装精度和安装的合格率，降低产品返工成本；

2.通过设置上下视觉组件来实时观察元件的安装情况，配合移动模组一、气动夹爪、UV灯、供电单元和点胶组件，能够方便的实现元件的连接、点胶、通电测试一体化机械式生产，返工率低，生产效率高；通过UV灯和光敏胶的配合使用，加速胶水的固化，提高生产效率；

3.将PCB板和PCB元件定位在视觉治具机构上后，无需人工干预即可完成PCB耦合贴装，使用方便；UV灯和上视觉组件动力部件一体式设计，结构简单，操作方便，UV灯通过角度调节器可方便的进行角度调节，保证胶水固化效果。

附图说明

图1为本实用新型的实施例1的结构立体图；

图2为本实用新型的实施例1中视觉治具机构的立体图；

图3为本实用新型的实施例1中PCB板载具的俯视图；

图4为本实用新型的实施例1中视觉UV机构的立体图；

图5为本实用新型的实施例1中供电机构的立体图；

图6为本实用新型的实施例1中耦合点胶机构的立体图；

图中：1、安装平台；2、视觉治具机构；3、耦合点胶机构；4、视觉UV机构；5、供电机构；6、下视觉组件；7、PCB板载具；8、元件料盘；9、弹性卡块；10、负压吸气口；11、气动夹爪；12、点胶组件；13、三轴直线模块一；14、角度模块；15、吸嘴；16、三轴直线模块二；17、UV伸缩模块；18、UV安装架；19、水平调节部；20、垂直调节部；21、上视觉组件；22、UV灯；23、供电伸缩模块；24、夹持结构；25、供电单元；26、安装框架；27、观察口；28、安装槽；29、固定卡块；30、复位弹簧；31、滑动柱；32、吹气孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型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条件下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语前、后、左、右等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型或简化描述，而不是指示或暗示所指的机构或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例1

如图1-6所示，一种基于视觉定位的耦合贴装设备，包括安装平台1，所述安装平台1的顶面设置有视觉治具机构2、耦合点胶机构3、视觉UV机构4和供电机构5，所述视觉治具机构2包含下视觉组件6、PCB板载具7和元件料盘8，所述PCB板载具7上设置有用于夹持PCB板的弹性卡块9，所述元件料盘8上设置有负压吸气口10，所述耦合点胶机构3包含移动模组一，所述移动模组一上设置有气动夹爪11和点胶组件12，所述视觉UV机构4包含移动模组二，所述移动模组二连接有上视觉组件21和UV灯22，所述供电机构5包含供电伸缩模块23，所述供电伸缩模块23连接有夹持结构24，所述夹持结构24上设置有供电单元25。

上述方案中，通过安装平台1对各机构进行安装定位，视觉治具机构2的PCB板载具7上设置弹性卡块9，用于保证PCB板定位方便耦合，元件料盘8上设置元件料槽，元件料槽内开设负压吸气口10，通过负压定位PCB元件，下视觉组件6用于判断气动夹爪11与PCB元件间吸附夹持的状态，也可拍取定位点胶组件12的点胶针的位置，避免更换胶水时导致的点胶针的位置差异影响，下视觉也可做点胶位置的补正,保证每次点胶的位置都是一致的，耦合点胶机构3的移动模组一用于带动气动夹爪11和点胶组件12移动，气动夹爪11可夹紧PCB元件，从而将PCB元件移动到PCB板处，点胶组件12点胶进行连接，视觉UV机构4的移动模组二用于带动上视觉组件21和UV灯22移动，上视觉组件21用于拍取定位PCB元件在料盘中的位置，然后位移到PCB板处拍取定位PCB元件耦合在PCB板上的位置，UV灯22用于在耦合后使胶水固化，需要供电时，供电机构5的伸缩机构带动供电单元25移动，夹持结构24工作，将供电单元25与PCB接口压合接触，实现供电。

本方案中，PCB元件为准直器，通过使用高精度步进电机和CCD视觉组件辅助，通过CCD组件作为视觉组件，能更快更准确的从料盘中取料及快速判断出准直器贴装在PCB板上的准确位置，通过CCD视觉组件的运用及气动夹爪11的使用，可以有效提高耦合效率及耦合合格率。右侧的耦合点胶机构3是由三轴直线模块、两个弧度轴模块、气动夹爪11、压力感应器组件、配重平衡组件、点胶组件12组成；左侧有视觉UV机构4由三轴直线模块、视觉组件及UV灯22组成；供电机构2由伸缩气缸、平行气爪及探针固定组件组成；中间是有元件料盘8及PCB板载具7组成。

首先由人工手动将准直器放入料盘中，料盘分别有两路真空分别将准直器吸附在料盘中，再由人工手动将PCB板放入PCB板载具7中固定；上视觉组件21及UV组件位移到元件料盘8处，上视觉组件21拍取准直器在料盘中的位置，然后位移到PCB板处拍取准直器耦合在PCB板上的位置，然后回到原点，耦合点胶机构3移动到元件料盘8处，Z轴下降吸嘴15接触准直器后会有压力反馈，此时料盘处会断掉一路准直器真空，吸嘴15吸附准直器后夹爪夹持Z轴向上抬起移动到下视觉组件6拍照位置处，下视觉组件6拍取准直器底部图片，下视觉组件6用来判断准直器吸附夹持的状态，下视觉组件6拍照完成后此时供电机构2通过伸缩气缸移动到PCB板处给PCB板供电，耦合点胶机构3移动到PCB板处进行预耦合，预耦合是将准直器上面的通道与PCB板上面的光路对接，预耦合确认位置后点胶组件12在PCB板上进行点胶，然后进行耦合，移动模组一上设置有配重件和压力传感器，耦合时通过压力传感器来反馈准直器是否与PCB板接触，耦合的同时吸嘴15断掉负压，上视觉组件21及UV组件移动到需要UV固化的位置，UV灯22工作将胶水固化使准直器贴装在PCB板上，UV灯22照射固化后夹爪打开，依次循环在贴下一颗准直器,直到两颗准直器贴装完成后再进行下一个PCB板耦合。

所述耦合点胶机构3、视觉UV机构4和供电机构5设于视觉治具机构2的外周，方便各个机构进行操作。点胶组件12可以使用活塞压力式或螺杆式点胶机。

进一步的，所述视觉治具机构2包含安装框架26，所述下视觉组件6设于安装框架26的下部，所述PCB板载具7和元件料盘8设于安装框架26的顶面，所述安装框架26的顶面开设有观察口27。

通过安装框架26对各部件进行连接定位，将下视觉组件6设于下部，方便于通过观察口27来观察气动夹爪11与PCB元件的夹持情况，PCB板载具7和元件料盘8设于顶面方便于气动夹爪11进行移动连接。

进一步的，所述PCB板载具7上开设有安装槽28，所述安装槽28处设置有固定卡块29和弹性卡块9，所述弹性卡块9连接有复位弹簧30。

设置安装槽28来便于对PCB板进行初步定位，通过复位弹簧30提供动力使固定卡块29和弹性卡块9配合实现对PCB板夹紧。

弹性卡块9连接有滑动柱31，滑动柱31与PCB板载具7间滑动连接，滑动柱31与PCB板载具7间设置复位弹簧30。

进一步的，所述安装槽28内开设有吹气孔32，所述吹气孔32连接有吹气管路。

通过吹气管路将气体输送到吹气孔32处，耦合时PCB上面的元器件会发光，PCB会产生一定的热量，吹气将热量带走。

安装框架26的底部设置底座，方便于安装，安装框架26上设置有压力检测器，用于检测吹气管路气压和负压吸气口10处气压。

进一步的，所述移动模组一包含三轴直线模块一13和两个角度模块14，所述气动夹爪11处设置有吸嘴15。

通过三轴直线模块一13进行水平方向和竖直方向的直线移动，当吸嘴15吸附起PCB元件后夹爪夹持原件，移动到下视觉组件6拍照位置，下视觉组件6拍取吸嘴15和夹爪定位原件的状态，两个角度模块14是用来补偿元件被吸附夹持起来的角度位置，对元件与PCB板贴装时光路对接的角度补正。

吸嘴15的底面开设有吸附PCB元件的负压口。

进一步的，所述移动模组二包含三轴直线模块二16和UV伸缩模块17，所述UV伸缩模块17连接有UV安装架18，所述UV安装架18上设置有角度调节器。

通过三轴直线模块二16带动上视觉组件21和UV灯22进行水平方向和竖直方向的直线移动，UV伸缩模块17用于单独控制UV灯22的位置调节，通过角度调节器可以根据点胶位置手动调节UV灯22的角度。

进一步的，所述角度调节器包含水平调节部19和垂直调节部20。

水平调节部19可实现UV灯22在水平面上的角度调节，垂直调节部20实现在垂直面上的角度调节。

水平调节部19和垂直调节部20分别包含带刻度线的调节板以及调节螺母，松开调节螺母时即可进行角度的调节。

进一步的，所述供电伸缩模块23包含伸缩气缸，所述夹持结构24包含平行气缸，所述供电单元25包含供电探针。

通过伸缩气缸带动平行气缸和供电探针前后移动，需要供电时，平行气缸夹紧，使供电探针与PCB板电源接口接触。

平行气缸为MHZ2平形气缸，平行气缸的夹爪处设置安装孔，供电探针卡合安装在安装孔处。

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物限定。

Claims (8)

1.一种基于视觉定位的耦合贴装设备，其特征在于，包括安装平台，所述安装平台的顶面设置有视觉治具机构、耦合点胶机构、视觉UV机构和供电机构，所述视觉治具机构包含下视觉组件、PCB板载具和元件料盘，所述PCB板载具上设置有用于夹持PCB板的弹性卡块，所述元件料盘上设置有负压吸气口，所述耦合点胶机构包含移动模组一，所述移动模组一上设置有气动夹爪和点胶组件，所述视觉UV机构包含移动模组二，所述移动模组二连接有上视觉组件和UV灯，所述供电机构包含供电伸缩模块，所述供电伸缩模块连接有夹持结构，所述夹持结构上设置有供电单元。

2.根据权利要求1所述的基于视觉定位的耦合贴装设备，其特征在于，所述视觉治具机构包含安装框架，所述下视觉组件设于安装框架的下部，所述PCB板载具和元件料盘设于安装框架的顶面，所述安装框架的顶面开设有观察口。

3.根据权利要求1所述的基于视觉定位的耦合贴装设备，其特征在于，所述PCB板载具上开设有安装槽，所述安装槽处设置有固定卡块和弹性卡块，所述弹性卡块连接有复位弹簧。

4.根据权利要求3所述的基于视觉定位的耦合贴装设备，其特征在于，所述安装槽内开设有吹气孔，所述吹气孔连接有吹气管路。

5.根据权利要求1所述的基于视觉定位的耦合贴装设备，其特征在于，所述移动模组一包含三轴直线模块一和两个角度模块，所述气动夹爪处设置有吸嘴。

6.根据权利要求1所述的基于视觉定位的耦合贴装设备，其特征在于，所述移动模组二包含三轴直线模块二和UV伸缩模块，所述UV伸缩模块连接有UV安装架，所述UV安装架上设置有角度调节器。

7.根据权利要求6所述的基于视觉定位的耦合贴装设备，其特征在于，所述角度调节器包含水平调节部和垂直调节部。

8.根据权利要求1所述的基于视觉定位的耦合贴装设备，其特征在于，所述供电伸缩模块包含伸缩气缸，所述夹持结构包含平行气缸，所述供电单元包含供电探针。