一种电路板产品自动化加工装配系统及装配方法与流程

专利2022-06-29  58


本发明涉及一种电路板产品自动化加工装配系统及装配方法,属于电子产品自动化给料加工和装配技术领域。



背景技术:

目前很多电子产品的加工和装配采用流水线方式作业。在流水线中布置许多加工装配设备,并在流水线上安排大量的人员来操作和使用这些设备来完成产品的加工和组装。

一些能利用振动盘给料的物料,人们会使用振动盘给料机来实现自动给料。但面对不规则、易损坏的电路板元件的加工装配,还是采用人工的方式给料。目前,电路板产品的加工和装配生产线仍需要配备大量的人员和各种设备,才能实现流水线化作业,产线长、占地面积大而且生产的产品质量和效率不高,因此,这类电子产品的产线自动化程度和生产效率有待提高。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题在于提供一种电路板产品自动化加工装配系统,能够实现对电路板元件的装配,尤其是包含不规则、易损坏元件比例较高的加工装配产线的连续自动给料,工位之间自动移转,使生产加工和装配作业实现自动化。

为了解决上述问题,本发明采用的技术方案如下:

一种电路板产品自动化加工装配系统,包括中央多工位转盘机构、底板多料匣转盘给料装置、自动贴胶机、自动锁螺丝机、底座多料匣转盘给料装置、电路板料穴料匣料架给料装置、元件多料匣转盘给料装置、装配机器人、自动锡焊机和控制系统。

所述中央多工位转盘机构包括安装在1号分割器上的1号转盘,所述1号转盘沿转动方向具有底板给料贴标工位,锁螺丝工位,装配工位和锡焊工位,每个工位上都安装有可上下移动的滑台和可旋转的夹爪,

所述自动贴标机的安装位置对应底板给料贴标工位,所述底板多料匣转盘给料装置位于自动贴标机旁,所述自动锁螺丝机的安装位置对应锁螺丝工位,所述底座多料匣转盘给料装置安装在自动锁螺丝机旁,所述电路板料穴料匣料架给料装置的安装位置对应装配工位,所述元件多料匣转盘给料装置安装于电路板料穴料匣料架给料装置旁,所述装配机器人的安装位置临近元件多料匣转盘给料装置和装配工位,所述自动锡焊机的安装位置对应锡焊工位,

上述所有机构和装置均由控制系统控制。

进一步,底板多料匣转盘给料装置包括2号分割器、固接于2号分割器上的2号转盘和固接于工作台的2号托盘,所述2号转盘位于2号托盘的上方,2号托盘固定不动,2号转盘由分割器控制旋转,所述2号转盘沿周向具有数个工位,每个工位上各安装一底板料匣,

所述2号托盘的侧面安装沿y向的送给料导槽,2号托盘25正对y向的送给料导槽处开设有底板下料口,当底板料匣旋转至底板送给料导槽处时,底板料匣中的底板从底板下料口落入送给料导槽中,

自动贴标机下方安装沿x向的送给料导槽,x向、y向的送给料导槽相连接,两个送给料导槽内各安装有送给料气缸,x向的送给料导槽与底板给料贴标工位相对应。

进一步,所述底座多料匣转盘给料装置包括3号分割器、固接于3号分割器上的3号转盘和固接于工作台上的3号托盘,所述3号转盘位于托盘的上方,3号托盘固定不动,3号转盘由分割器控制旋转,所述3号转盘沿周向具有数个工位,每个工位上各安装一底座料匣,所述3号托盘的侧面安装3号送给料导槽,所述3号送给料导槽中安装3号送料气缸,

所述3号托盘正对3号送给料导槽处开设底座下料口,当底座料匣旋转至送给料导槽上方时,底座料匣中的底座从底座下料口落入3号送给料导槽中,所述3号送给料导槽与锁螺丝工位相对应。

进一步,所述电路板料穴料匣料架给料装置包括料架和安装在料架上的料匣推进装置,所述料架靠近装配工位的一端安装有伺服给料滑台和空料匣推出装置,料架的两个相对内侧均安装有若干滚珠轴承,所述伺服给料滑台上安装有伺服进给机构,伺服给料滑台给料一侧安装有料匣工位固定装置,

所述料匣推进装置用于将电路板多料穴料匣沿滚珠轴承推送至伺服给料滑台工位上,料匣工位固定装置用于将电路板多料穴料匣定位,伺服给进机构用于将电路板多料穴料匣里的电路板推送于装配工位中,电路板多料穴料匣里的所有电路板装配完后被空料匣推出装置推出伺服给料滑台。

进一步,所述元件多料匣转盘给料装置包括4号分割器、固接于4号分割器上的4号转盘和固接于工作台上的托盘,所述4号转盘位于4号托盘的上方,4号托盘固定不动,4号转盘由分割器控制旋转,所述4号转盘沿周向具有数个工位,每个工位上各安装一元件料匣,所述4号托盘的侧面安装4号送给料导槽,所述4号送给料导槽中安装4号送料气缸,

所述4号托盘在正对4号送给料导槽处开设元件下料口,当元件料匣旋转至送给料导槽上方时,元件料匣中的元件从元件下料口落入4号送给料导槽中,所述4号送给料导槽出口端安装有元件针脚折弯装置。

进一步,所述2号托盘25上安装有2号校正装置,3号托盘上安装3号校正装置,4号托盘上安装有4号校正装置。

进一步,所述2号、3号和4号校正装置的结构相同,各包括沿转盘的周沿均匀开设数个三角缺口,所述三角缺口位于相邻的工位之间,在托盘底部的两端对称安装有气缸,气缸端部固接有与前三角缺口相对应吻合的三角定位块,所述三角定位块与三角缺口的高度平齐,转盘每转到一个工位时气缸工作,托盘两端的三角定位块相对向圆心移动并顶在三角缺口内,转盘转动时气缸带动三角定位块向外退出。

本发明还公开了上述电路板产品自动化加工装配系统的装配方法,包括以下步骤:

步骤1:上料,将贴标的卷料安装于贴标机料盘上,螺丝加于自动锁螺丝机的螺丝供给机中,锡焊丝安装于自动锡焊机的焊丝盘料架上,底板、底座、元件装于各自的料匣转盘给料装置的料匣中,将电路板先装于电路板多料穴料匣的料穴中,再将料匣装于料架上,然后启动控制系统;

步骤2:底板给料贴标,底板多料匣转盘给料装置工作,2号转盘转动,底板料匣转至送给料导槽的上方,底板从底板下料口落入y向的送给料导槽内,y向的送给料导槽内的送给料气缸推动底板进入x向的送给料导槽中,

接着由x向送给料导槽中的送给料气缸推着底板进入给料贴标工位,在推动过程中经过自动贴标机的机头下完成贴标,推送到位后由该工位上的夹爪抓紧,1号转盘转向下一个工位,

待一个底板料匣中的底板用完后,2号转盘旋转,下一个储有底板的底板料匣转至送给料导槽的上方;

步骤3:夹爪夹紧贴标底板后1号转盘转动90度到锁螺丝工位,在1号转盘转动过程夹爪旋转180度将贴标底板的贴标面翻转成朝下;

步骤4:底座料匣转盘给料装置工作,3号转盘转动,底座料匣转入送给料导槽的上方,底座从底座下料口落入3号送给料导槽中并由3号送料气缸将底座给料于锁螺丝工位的下方,

底座的装配螺丝孔和1号转盘上夹爪送过来的贴胶底板的螺丝孔对正,自动锁螺丝机工作将底板和底座锁螺丝装配成为底板底座组合件,然后1号转盘旋转90度将安装好底座的底板转入装配工位中,

待一个底座料匣中的底座用完,3号转盘转动,空的底座料匣被转出,下一个底座料匣转至送给料导槽的上方;

步骤5:电路板料穴料匣料架给料装置工作,料匣推进装置将料架上的电路板料穴料匣送入伺服给料滑台中,伺服给进机构将电路板料穴料匣中的电路板定位于装配工位下,进入步骤6;

电路板用完后电路板料穴料匣由空料匣推出装置推出滑台,下一个装有电路板的电路板料穴料匣被推进送入伺服滑台中循环给料,被推出的空料匣重新装入新的电路板后放置于料架上循环给料;

步骤6:元件多料匣转盘给料装置工作,4号转盘转动,元件料匣转动至送给料导槽的上方时,元件从元件下料口落入4号送给料导槽中并由4号送料气缸推到元件针脚折弯装置工位进行折弯加工,

当电路板和底板底座组合件都到达装配工位时,启动装配机器人把元件多料匣转盘给料装置中经元件针脚折弯装置已加工折弯好的元件抓取,把元件插入底板底座组合件的元件插孔中,并把元件针脚和装配工位下方的电路板装配焊接孔对正;

步骤7:启动1号转盘的装配工位的夹爪沿工位滑台向下运行,使夹持的底板底座组合件随装配机器人装配的元件同步下移,将元件针脚插入电路板焊接孔同时底板底座组合件卡入电路板中,底板底座组合件卡入电路板后滑台和装配机器人退回原位,完成电路板、元件、底板底座组合件的组合装配;

步骤8:1号转盘21旋转90度转入锡焊工位,1号转盘转动过程中夹爪自转180度将装配好的工件翻面使电路板焊锡面朝上,工件转到锡焊工位时启动自动锡焊机焊接电路板的装配元件的针脚;

步骤9:焊接完成后夹爪松开将加工装配好的产品通过导槽送入产品箱中,工件脱离夹爪后1号转盘转动90度转回原来的底板给料贴标工位中再循环作业;

步骤10:进入下一个作业周期,重复步骤1至步骤9。

进一步,所述1号转盘及2号转盘各具有4个转动工位,所述3号转盘及4号转盘分别具有6个转动工位

本发明装配方法的工作原理是,①自动贴标机底板贴胶,②自动锁螺丝机进行贴标底板与底座锁螺丝装配,③装盘机器人将装配底座的底板、元件、电路板组装装配、④自动锡焊机将装配好的产品的元件针脚与电路板焊接好。本系统选用多工位转盘,工位上都安装滑台夹爪夹持工件和工位移转,夹爪将工件置于自动锁螺丝机、装配机器人、自动锡焊机中完成各工艺的加工和装配。多工位转盘、工位滑台、夹爪、各给料装置、自动贴标机、自动锁螺丝机、装配机器人、自动锡焊机均依控制系统设定按要求工作。

与现有技术相比,本发明的有益效果在于:

1、本发明在多工位转盘机构的各工位中配置相应的给料和加工装配设备,通过多工位转盘机构实现对工件的夹持、旋转和上下移动,实现工件在不同工位的转移和循环,在较为紧凑的场地空间中可实现复杂的加工装配过程以及连续循环的自动化作业,在电子产品加工装配中可以代替人工操作,降低人工成本和实现自动化高效生产。降低劳动强度,提高生产效率和节省产线的场地占用。

2、在本发明中,底板多料匣转盘给料装置、底座多料匣转盘给料装置、电路板料穴料匣料架给料装置以及元件多料匣转盘给料装置可实现电子产品元件,特别是不规则、易损电路板元件的连续自动给料。

3、原电子产品生产使用流水线加工装配。底板贴标、元件针脚校正、底座安装、装配螺钉、零件组装、电路板焊接等需要安排6道工艺,流水线中安排5-6人操作,原来生产效率每班只有2800件左右,平均每小时约350件左右。使用本发明的电路板产品自动化加工装配系统仅需1人管理设备,生产效率速度约5s/件,每小时可以生产720件,每班可以生产5760件。节省大量的人力,产品质量稳定,生产效率成倍提高。

附图说明

图1为本发明所涉及的电路板产品自动化加工装配系统的示意图。

图中:1-中央多工位转盘机构,2-底板多料匣转盘给料装置,3-自动贴胶机,4-自动锁螺丝机,5-底座多料匣转盘给料装置,6-电路板料穴料匣架给料装置,7-元件多料匣转盘给料装置,8-元件装配机器人,9-自动锡焊机,10-控制系统

图2为本发明所涉及的多工位转盘机构的结构示意图。

图3为图2的俯视图。

图4为本发明所涉及的底板多料匣圆盘给料装置的结构示意图。

图5为图4的俯视图。

图6a为图4中p处的放大示意图。

图6b为沿图6a中a-a处的剖视图。

图6c为图4中底板料匣中的底板落在送给料导槽中的示意图。

图6d为沿图6c中b-b处的剖视图。

图7为本发明所涉及的底座多料匣转盘给料装置的结构示意图

图8为图7的俯视图。

图9为本发明所涉及的自动贴标机的结构示意图。图中:30-贴胶机料盘,31-贴胶位置调节器,32-机头。

图10为本发明所涉及的自动锁螺丝机结构示意图。图中:39-z轴坐标模组,40-电批,41-螺丝供给机,42-机架,43-x轴坐标模组

图11a为本发明所涉及电路板料穴料匣料架给料装置的结构示意图。

图11b为图11a的k向视图。

图12为图11a的俯视图。

图13为本发明所涉及的电路板多料穴料匣53的结构示意图。

图14为本发明所涉及的元件多料匣转盘给料装置。

图15为图14的俯视图。

图16为本发明所涉及的装配机器人结构示意图。图中:52为夹钳。

图17为本发明所涉及的自动锡焊机结构示意图。图中:61-锡焊枪,62-z轴坐标模组,63-机架,64-焊丝盘料架,65-x轴坐标模组。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。根据下面的说明,本发明的目的、技术方案和优点将更加清楚。需要说明的是,所描述的实施例是本发明的优选实施例,而不是全部的实施例。

一种电路板产品自动化加工装配系统所加工的电路板产品主要指包含不规则、易损坏元件比例较高的产品。本实施例的电路板产品主要包括底板、底座、电路板和元件。

实施例

结合图1所示,本发明提供的电路板产品自动化加工装配系统,包括中央多工位转盘机构1、底板多料匣转盘给料装置2、自动贴标机3、自动锁螺丝机4、底座多料匣转盘给料装置5、电路板料穴料匣料架给料装置6、元件多料匣转盘给料装置7、装配机器人8、自动锡焊机9和控制系统10。

参考图2和图3,所述中央多工位转盘机构1包括安装在1号分割器20上的1号转盘21,所述1号转盘21沿转动方向具有底板给料贴标工位,锁螺丝工位,装配工位和锡焊工位,每个工位上都安装工位滑台22和可沿工位滑台22上下移动的夹爪23,通过夹爪23实现对工件的夹持、旋转和上下移动,通过1号转盘21的旋转实现工件在不同工位的转移和循环。

继续结合图1,所述自动贴标机3的安装位置对应底板给料贴标工位,所述底板多料匣转盘给料装置2位于自动贴标机3旁。所述自动锁螺丝机4的安装位置对应锁螺丝工位,所述底座多料匣转盘给料装置5安装在自动锁螺丝机4旁。所述电路板料穴料匣料架给料装置6的安装位置对应装配工位。所述元件多料匣转盘给料装置7安装于电路板料穴料匣料架给料装置6旁,所述装配机器人8的安装位置临近元件多料匣转盘给料装置7和装配工位,所述自动锡焊机9的安装位置对应锡焊工位。电路板产品自动化加工装配系统中所有机构和装置均由控制系统10控制。

结合图4、图5和结合图6a,底板多料匣转盘给料装置2包括2号分割器24、固接于2号分割器24上的2号转盘25b、固接于工作台上的托盘25a,所述2号托盘25a位于2号转盘25b的下方,2号转盘25b由分割器控制旋转,2号托盘25a固定不动。所述2号转盘25b沿周向具有数个工位,每个工位上各安装一底板料匣26。

结合图6a和图6b,中,25a是2号托盘,25b是2号转盘,26a是底板,26是底板料匣,29b是送料滑块,它安装在送给料气缸29a的端部,29c是滑块挡板。2号转盘25b旋转前,送件滑块29b伸出,此时,送件滑块29b上平面与2号托盘的上平面平齐,2号转盘带着底板料匣旋转换位,实现料匣的更换。结合图6c和图6d,2号转盘定位后,送件滑块返回。底板料匣中的底板在重力作用下,落到送给料导槽中,实现供料目标。

所述2号托盘25a的侧面安装沿y向的送给料导槽29,2号托盘25a正对y向的送给料导槽29处开设有底板下料口28,当底板料匣26旋转至送给料导槽29处时,由于送件滑块返回,底板料匣26中的底板26a从底板下料口28落入送给料导槽29中。自动贴标机3下方安装沿x向的送给料导槽29,x向、y向的送给料导槽29相连接,两个送给料导槽内各安装有送给料气缸29a,x向的送给料导槽29与底板给料贴标工位相对应。

结合图7和图8所示,所述底座多料匣转盘给料装置5包括3号分割器33、固接于3号分割器上的3号转盘34b和固接于工作台上的3号托盘34a,所述3号转盘34b位于3号托盘34a的上方,3号转盘34b由分割器控制旋转,3号托盘34a固定不动,所述3号转盘34b沿周向具有数个工位,每个工位上各安装一底座料匣35,所述3号托盘34a的侧面安装3号送给料导槽37,所述3号送给料导槽37中安装3号送料气缸37a,

所述3号托盘34a正对3号送给料导槽37处开设底座下料口38,当底座料匣35旋转至送给料导槽37上方时,底座料匣35中的底座从底座下料口38落入3号送给料导槽37中,所述3号送给料导槽37与锁螺丝工位相对应。3号转盘34b和3号托盘34a二者的设置及底座下料口的开设与2号托盘25a、2号转盘25b及底板下料口28的开设结构一样,其送料过程也相同,因此不再赘述。

结合图11a、图11b、图12所示,所述电路板料穴料匣料架给料装置6包括料架54和安装在料架上的料匣推进装置55,所述料架54靠近装配工位的一端安装有伺服给料滑台56和空料匣推出装置59,料架54的两个相对内侧均通过销轴51a安装有若干滚珠轴承51,所述伺服给料滑台56上安装有伺服进给机构58,伺服给料滑台56给料一侧安装有料匣工位固定装置57。

所述料匣推进装置55用于将如图13所示的电路板多料穴料匣53沿滚珠轴承51构成的导轨推送至伺服给料滑台56工位上,料匣工位固定装置57用于将电路板多料穴料匣53定位,伺服给进机构58用于将电路板多料穴料匣53里的电路板推送于装配工位中,电路板多料穴料匣53里的所有电路板装配完后被空料匣推出装置59推出伺服给料滑台56。空的电路板料穴料匣可以重新装上电路板,并放置于电路板料穴料匣料架装置6的料架54上再重复使用。

结合图14和图15所示,所述元件多料匣转盘给料装置7包括4号分割器、固接于4号分割器上的4号转盘45b和固接于工作台上的4号托盘45a,所述4号转盘45b位于4号托盘45a的上方,4号转盘45b由分割器控制旋转,4号托盘45a固定不动,所述4号转盘45b沿周向具有数个工位,每个工位上各安装一元件料匣46,所述4号托盘45a的侧面安装4号送给料导槽48,所述4号送给料导槽48中安装4号送料气缸48a。4号与2号转盘、托盘及下料口的设计结构相同,其送料原理也相同,工位数量根据需要设置。

所述4号托盘45a在正对4号送给料导槽48处开设元件下料口49,当元件料匣46旋转至送给料导槽48上方时,元件料匣46中的元件a从元件下料口49落入4号送给料导槽48中,所述4号送给料导槽48出口端安装有元件针脚折弯装置50,4号送料气缸48a将元件推送给元件针脚折弯装置50进行加工。元件针脚折弯后待装配机械人8取出。元件针脚折弯后4号送料气缸48a退回,元件给料匣49的物料又落入给料送料装置中,如此循环。待该给料匣中物料用完之后多工位转盘旋转将空料匣转出给料匣工位,下一个储有物料的料匣转入给料匣中,料匣中的物料又落入给料送料装置中,再由送料给料装置推出到工位。上一个用完空了的料匣可以重新装上元件物料,实现连续不断地向工位送给料。

为了使转盘上料匣的下料口能够准确对正下方的送给料导槽,所述2号托盘25a上安装有2号校正装置27,3号托盘34a上安装3号校正装置36,4号托盘45a上安装有4号校正装置47,下面以3号校正装置36为例进行说明2号校正装置27及4号校正装置47的结构及安装与3号校正装置36完全相同。

参考图7、图8,3号托盘的3号校正装置36,包括沿3号转盘34b的周沿均匀开设数个三角缺口b,所述三角缺口b位于相邻的工位之间,3号托盘34a在底部的两端均安装有气缸36a、固接在气缸端部的三角定位块36b,所述三角定位块36b与三角缺口b的高度平齐,3号转盘34b每转到一个工位时气缸工作,托盘两端的三角定位块36b相对向圆心移动并顶在三角缺口b内,转盘转动时气缸带动三角定位块向外退出。

本发明还公开了上述电路板产品自动化加工装配系统的装配方法,包括以下步骤:

步骤1:上料,将贴标的卷料安装于贴标机料盘上,螺丝加于自动锁螺丝机4的螺丝供给机41中,锡焊丝安装于自动锡焊机9的焊丝盘料架64上,底板、底座、元件装于各自的料匣圆盘给料装置的料匣中,将电路板先装于电路板多料穴料匣53的料穴中,再将料匣装于料架54上,然后启动控制系统10;

步骤2:底板给料贴标。结合图4至图6,底板多料匣转盘给料装置2工作,2号转盘25b转动,底板料匣26转至送给料导槽29的上方,底板从底板下料口28落入y向的送给料导槽29,y向的送给料导槽29内的送给料气缸29a推动底板进入x向的送给料导槽29中。接着由x向送给料导槽29中的送给料气缸29a推着底板进入图1中的给料贴标工位,在推动过程中经过图9所示的自动贴标机3的机头32下完成贴标,推送到位后由该工位上的夹爪23抓紧,1号转盘21向下一个工位旋转。底板料匣26中的底板不断重复上述过程,待一个底板料匣26中的底板用完后,2号转盘25b旋转,空的底板料匣26被转出,下一个储有底板的底板料匣26转至送给料导槽29的上方。

步骤3:夹爪23夹紧贴标底板后1号转盘21转动90度到锁螺丝工位,在1号转盘21转动过程夹爪旋转180度将贴标底板的贴标面翻转成朝下;

步骤4:结合图7、图8,底座料匣转盘给料装置5工作,3号转盘34b转动,底座料匣35转入送给料导槽37的上方,底座从底座下料口38落入3号送给料导槽37中并由3号送料气缸37a将底座给料于锁螺丝工位的下方,

底座的装配螺丝孔和1号转盘21上夹爪23送过来的贴胶底板的螺丝孔对正,图10所示的自动锁螺丝机4工作将底板和底座锁螺丝装配成为底板底座组合件,然后1号转盘21旋转90度将安装好底座的底板转入装配工位中,

底座料匣35中的底座不断重复上述过程,待一个底座料匣35中的底座用完,3号转盘34b转动,空的底座料匣35被转出,下一个底座料匣35转至送给料导槽37的上方;

步骤5:结合图11a至图13,电路板料穴料匣料架给料装置6工作,料匣推进装置55将料架上的电路板料穴料匣53送入伺服给料滑台56中,伺服给进机构58将电路板料穴料匣53中的电路板定位于装配工位下,进入步骤6;

待电路板料穴料匣53中的电路板用完,由空料匣推出装置59推出滑台,下一个装有电路板的电路板料穴料匣被推进送入伺服滑台中循环给料,被推出的电路板料匣重新装上电路板,并放置于电路板料穴料匣料架装置6的料架54上重复使用;

步骤6:结合图14、图15,元件多料匣转盘给料装置7工作,4号转盘转动,元件料匣46转动至送给料导槽48的上方时,元件a从元件下料口49落入4号送给料导槽48中并由4号送料气缸48a推到元件针脚折弯装置50工位进行折弯加工,

当电路板和底板底座组合件都到达装配工位时,启动图16所示的装配机器人8把元件多料匣转盘给料装置7中经元件针脚折弯装置50已加工折弯好的元件a抓取,把元件a插入底板底座组合件的元件插孔中,并把元件针脚和装配工位下方的电路板装配焊接孔对正;

步骤7:结合图2、图11a、图11b和图12,启动1号转盘上装配工位的夹爪23沿工位滑台22向下运行,使夹持的底板底座组合件随装配机器人装配的元件同步下移,将元件针脚插入电路板焊接孔和底板底座组合件卡入电路板中,元件针脚插入电路板焊接孔和底板底座组合件卡入电路板后滑台22和装配机器人8退回原位,完成电路板、元件、底板底座组合件的组合装配;

步骤8:结合图1和图17,1号转盘21旋转90度转入锡焊工位,1号转盘21转动过程中夹爪23自转180度将装配好的工件翻面使电路板焊锡面朝上,工件转到锡焊工位时启动自动锡焊机9焊接电路板的装配元件的针脚;

步骤9:焊接完成后夹爪23松开将加工装配好的产品通过导槽送入产品箱中,工件脱离夹爪后1号转盘21转动90度转回原来的底板给料贴标工位中再循环作业;

步骤10:进入下一个作业周期,重复步骤1至步骤9。

本发明在中央多工位转盘机构的各工位中配置相应的给料和加工装配设备,通过中央多工位转盘机构实现对工件的夹持、旋转和上下移动,实现工件在不同工位的转移和循环,在较为紧凑的场地空间中可实现复杂的加工装配过程以及连续循环的自动化作业,在电子产品加工装配中可以代替人工操作,降低人工成本和实现自动化高效生产。降低劳动强度,提高生产效率和节省产线的场地占用。

以上所述,仅是本发明优选实施例的描述说明,并非对本发明保护范围的限定,显然,任何熟悉本领域的技术人员基于上述实施例,可轻易想到替换或变化以获得其他实施例,这些均应涵盖在本发明的保护范围之内。


技术特征:

1.一种电路板产品自动化加工装配系统,其特征在于:

包括中央多工位转盘机构、底板多料匣转盘给料装置、自动贴胶机、自动锁螺丝机、底座多料匣转盘给料装置、电路板料穴料匣料架给料装置、元件多料匣转盘给料装置、装配机器人、自动锡焊机和控制系统。

所述中央多工位转盘机构包括安装在1号分割器上的1号转盘,所述1号转盘沿转动方向具有底板给料贴标工位,锁螺丝工位,装配工位和锡焊工位,每个工位上都安装有可上下移动的滑台和可旋转的夹爪,

所述自动贴标机的安装位置对应底板给料贴标工位,所述底板多料匣转盘给料装置位于自动贴标机旁,所述自动锁螺丝机的安装位置对应锁螺丝工位,所述底座多料匣转盘给料装置安装在自动锁螺丝机旁,所述电路板料穴料匣料架给料装置的安装位置对应装配工位,所述元件多料匣转盘给料装置安装于电路板料穴料匣料架给料装置旁,所述装配机器人的安装位置临近元件多料匣转盘给料装置和装配工位,所述自动锡焊机的安装位置对应锡焊工位,

上述所有机构和装置均由控制系统控制。

2.根据权利要求1所述的电路板产品自动化加工装配系统,其特征在于:

底板多料匣转盘给料装置包括2号分割器、固接于2号分割器上的2号转盘和固接于工作台上的2号托盘,所述2号转盘位于2号托盘的上方,2号托盘固定不动,2号转盘由分割器控制旋转,所述2号转盘沿周向具有数个工位,每个工位上各安装一底板料匣,

所述2号托盘的侧面安装沿y向的送给料导槽,2号托盘25正对y向的送给料导槽处开设有底板下料口,当底板料匣旋转至送给料导槽上方时,底板料匣中的底板从底板下料口落入送给料导槽中,

自动贴标机下方安装沿x向的送给料导槽,x向、y向的送给料导槽相连接,两个送给料导槽内各安装有送给料气缸,x向的送给料导槽与底板给料贴标工位相对应。

3.根据权利要求1所述的电路板产品自动化加工装配系统,其特征在于:

所述底座多料匣转盘给料装置包括3号分割器、固接于3号分割器上的3号转盘和固接于工作台的3号托盘,所述3号转盘位于3号托盘的上方,3号托盘固定不动,3号转盘由分割器控制旋转,所述3号转盘沿周向具有数个工位,每个工位上各安装一底座料匣,所述3号托盘的侧面安装3号送给料导槽,所述3号送给料导槽中安装3号送料气缸,

所述3号托盘正对3号送给料导槽处开设底座下料口,当底座料匣旋转至送给料导槽上方时,底座料匣中的底座从底座下料口落入3号送给料导槽中,所述3号送给料导槽与锁螺丝工位相对应。

4.根据权利要求1所述的电路板产品自动化加工装配系统,其特征在于:

所述电路板料穴料匣料架给料装置包括料架和安装在料架上的料匣推进装置,所述料架靠近装配工位的一端安装有伺服给料滑台和空料匣推出装置,料架的两个相对内侧均安装有若干滚珠轴承,所述伺服给料滑台安装有伺服进给机构,伺服给料滑台给料一侧安装有料匣工位定位及固定装置,

所述料匣推进装置用于将电路板多料穴料匣沿滚珠轴承推送至伺服给料滑台工位上,料匣工位固定装置用于将电路板多料穴料匣定位,伺服给进机构用于将电路板多料穴料匣里的电路板推送于装配工位中,电路板多料穴料匣里的所有电路板装配完后被空料匣推出装置推出伺服给料滑台。

5.根据权利要求1所述的电路板产品自动化加工装配系统,其特征在于:

所述元件多料匣转盘给料装置包括4号分割器、固接于4号分割器上的4号转盘和固接于工作台上的4号托盘,所述4号转盘位于4号托盘的上方,4号转盘由分割器控制旋转,4号托盘固定不动,所述4号转盘沿周向具有数个工位,每个工位上各安装一元件料匣,所述4号托盘的侧面安装4号送给料导槽,所述4号送给料导槽中安装4号送料气缸,

所述4号托盘在正对4号送给料导槽处开设元件下料口,当元件料匣旋转至送给料导槽上方时,元件料匣中的元件从元件下料口落入4号送给料导槽中,所述4号送给料导槽的出口端安装有元件针脚折弯装置。

6.根据权利要求2、权3及权5所述的电路板产品自动化加工装配系统,其特征在于:

所述2号转盘上安装有2号校正装置,3号转盘上安装3号校正装置,4号转盘上安装有4号校正装置。

7.根据权利要求6所述的电路板产品自动化加工装配系统,其特征在于

所述2号、3号和4号校正装置的结构相同,各包括沿转盘的周沿均匀开设数个三角缺口,所述三角缺口位于相邻的工位之间,托盘底部的两端对称安装有气缸,气缸端部固接有与前三角缺口相对应吻合的三角定位块,所述三角定位块与三角缺口的高度平齐,转盘每转到一个工位时气缸工作,托盘两端的三角定位块相对向圆心移动并顶在三角缺口内,转盘转动时气缸带动三角定位块向外退出。

8.根据权利要求1所述的电路板产品自动化加工装配系统的装配方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1:上料,将贴标的卷料安装于贴标机料盘上,螺丝加于自动锁螺丝机的螺丝供给机中,锡焊丝安装于自动锡焊机的焊丝盘料架上,底板、底座、元件装于各自的料匣转盘给料装置的料匣中,将电路板先装于电路板多料穴料匣的料穴中,再将料匣装于料架上,然后启动控制系统;

步骤2:底板给料贴标,底板多料匣转盘给料装置工作,2号送料滑块伸出,2号转盘转动,底板料匣转至送给料导槽上方后,2号送料滑块返回到初始位,底板从底板下料口落入y向的送给料导槽内,y向的送给料导槽内的送给料气缸推动底板进入x向的送给料导槽中,

接着由x向送给料导槽中的送给料气缸推着底板进入给料贴标工位,在推动过程中经过自动贴标机的机头下完成贴标,推送到位后由该工位上的夹爪抓紧,1号转盘转向下一个工位,

待一个底板料匣中的底板用完后,2号转盘旋转,下一个储有底板的底板料匣转至送给料导槽处,前一个用完的底板空料匣重新加上底板连续循环供料;

步骤3:夹爪夹紧贴标底板后1号转盘转动90度到锁螺丝工位,在1号转盘转动过程夹爪旋转180度将贴标底板的贴标面翻转成朝下;

步骤4:底座料匣转盘给料装置工作,3号转盘转动,底座料匣转入送给料导槽的上方,底座从底座下料口落入3号送给料导槽中并由3号送料气缸将底座给料于锁螺丝工位的下方,

底座的装配螺丝孔和1号转盘上夹爪送过来的贴胶底板的螺丝孔对正,自动锁螺丝机工作,将底板和底座锁螺丝组装成为底板底座组合件,然后1号转盘旋转90度将安装好底座的底板转入装配工位中,

待一个底座料匣中的底座用完,3号转盘转动,空的底座料匣被转出,下一个底座料匣转至送给料导槽,进入下一供料循环,前一个用完的底座空料匣重新加上底座连续循环供料;

步骤5:电路板料穴料匣料架给料装置工作,料匣推进装置将电路板料穴料匣送入伺服给料滑台中,伺服给进机构将电路板料穴料匣中的电路板定位于装配工位下,进入步骤6;

电路板用完后电路板料穴料匣由空料匣推出装置推出滑台,下一个装有电路板的电路板料穴料匣被推进送入伺服滑台中循环给料,被推出的空料匣重新加入电路板后放置于料架上连续循环供料;

步骤6:元件多料匣转盘给料装置工作,4号转盘转动,元件料匣转动至元件下料口时,元件从元件下料口落入4号送给料导槽中并由4号送料气缸推到元件针脚折弯装置工位进行折弯加工,

当电路板和底板底座组合件都到达装配工位时,启动装配机器人把元件多料匣转盘给料装置中经元件针脚折弯装置已加工折弯好的元件抓取,把元件插入底板底座组合件的元件插孔中,并把元件针脚和装配工位下方的电路板装配焊接孔对正;

步骤7:启动1号转盘的装配工位的夹爪沿工位滑台向下运行,使夹持的底板底座组合件随装配机器人装配的元件同步下移,将插入底板底座组合件插槽中的元件针脚插入电路板焊接孔中,底板底座组合件卡入电路板后滑台和装配机器人退回原位,完成电路板、元件、底板底座组合件的组合装配;

步骤8:1号转盘21旋转90度转入锡焊工位,1号转盘转动过程中夹爪自转180度将装配好的工件翻面使电路板焊锡面朝上,工件转到锡焊工位时启动自动锡焊机焊接电路板的装配元件的针脚;

步骤9:焊接完成后夹爪松开将加工装配好的产品通过导槽送入产品箱中,工件脱离夹爪后1号转盘转动90度转回原来的底板给料贴标工位中再循环作业;

步骤10:进入下一个作业周期,重复步骤1至步骤9。

9.根据权利要求7所述的装配方法,其特征在于:

所述1号转盘及2号转盘各具有4个转动工位,所述3号转盘及4号转盘分别具有6个转动工位。

技术总结
本发明涉及一种电路板产品自动化加工装配系统及装配方法。装配系统包括中央多工位转盘机构以及安装在中央多工位转盘机构周围的底板多料匣转盘给料装置、自动贴胶机、自动锁螺丝机、底座多料匣转盘给料装置、电路板料穴料匣料架给料装置、元件多料匣转盘给料装置、装配机器人和自动锡焊机,所有机构和装置均由控制系统控制。所述中央多工位转盘机构包括具有4个工位,每个工位上都安装可上下移动的滑台和可旋转的夹爪。本发明通过中央多工位转盘机构实现工件在不同工位的转移和循环,在较为紧凑的场地空间中可实现复杂的加工装配过程以及连续循环的自动化作业,确保电路板组装质量,降低人工成本,实现自动化高效生产。

技术研发人员:胡晓莉;何首文;黄丽琴
受保护的技术使用者:上海电机学院
技术研发日:2020.02.10
技术公布日:2020.06.05

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