一种双臂冲裁机械手的制作方法

本实用新型涉及柔性印制电路板生产设备领域，具体涉及一种用于在柔性电路板的冲裁成型时进行上下料的双臂冲裁机械手。

背景技术：

目前，柔性印制电路板（简称FPC）生产过程中，其中一道工序是冲切成型，利用精密模具配合冲床进行冲切成型，行业中普遍采用的方式是一人操作一台冲床对柔性印制电路板进行冲切操作，操作过程中均采用人工上下料，即人工手动将待裁切的柔性印制电路板放置到模具，定位后由冲床进行裁切，裁切完后的柔性印制电路板再由工人手动卸载，采用人工操作存在的不足就是劳动强度大、成本高和工伤事故频繁等。

技术实现要素：

本实用新型为了解决现有技术存在的上述问题，提供了一种用于在柔性线路板的裁切过程中实现自动上下料的双臂冲裁机械手。

实现上述目的，本实用新型提供了一种双臂冲裁机械手，包括冲床机架，以及设置在冲床机架上的冲切机构、升降台机构、装料手臂机构、卸料手臂机构、收料盒，所述冲切机构设置在冲床机架的工作台面中间用于柔性线路板的裁切，所述升降台机构和所述收料盒分别设置于冲切机构左右两侧，所述装料手臂机构设置于升降台机构的侧面，用于将待裁切的柔性线路板从升降台机构传送到冲切机构上，所述卸料手臂机构设置于收料盒的侧面用于将冲切机构裁减完成的柔性线路板传送到收料盒内；所述装料手臂机构包括装料X轴安装板、装料Z轴横梁板、装料手爪横梁和装料手爪，所述X轴安装板固定在冲床机架上，所述装料Z轴横梁板垂直设置，且装料Z轴横梁板的下端与X轴安装板相连，装料Z轴横梁板的上端与装料手爪横梁相连，所述装料手爪设置在装料手爪横梁上，使得装料手爪通过装料X轴安装板、装料Z轴横梁板、装料手爪横梁可沿Z轴上下移动和沿X轴左右移动；所述卸料手臂机构包括卸料X轴安装板、卸料Z轴横梁板、卸料手爪横梁和卸料手爪，所述卸料X轴安装板固定在冲床机架上，所述卸料Z轴横梁板垂直设置，且卸料Z轴横梁板的下端与卸料X轴安装板相连，卸料Z轴横梁板的上端与卸料手爪横梁相连，所述卸料手爪设置在卸料手爪横梁上，使得卸料手爪通过卸料X轴安装板、卸料Z轴横梁板、卸料手爪横梁可沿Z轴上下移动和沿X轴左右移动。

作为本实用新型的优选技术方案，所述升降台机构包括升降平台固定板、升降平台活动板、产品放置板、直线轴承、升降电机和活动轴，所述升降平台活动板、升降平台固定板和产品放置板自下至上依次平行设置，所述直线轴承设置在升降平台固定板上，所述活动轴穿过直线轴承且两端分别与升降平台活动板和产品放置板相连，所述升降电机固定在升降平台活动板上用于控制升降平台活动板的上下升降，从而使升降平台活动板通过活动轴带动产品放置板上下升降。

作为本实用新型的优选技术方案，所述升降平台固定板上设有定位针座，以及连接在定位针座上的定位针，所述产品放置板上设有若干通孔，所述定位针穿过通孔用于对产品放置板上的柔性线路板进行定位。

作为本实用新型的优选技术方案，所述升降平台固定板上还设有位置检测感应器，且位置检测感应器的检测位置高于产品放置板的板面，用装料手臂机构对产品放置板上的待裁减柔性线路板进行抓取时，对装料手爪的位置进行检测。

作为本实用新型的优选技术方案，所述升降平台活动板上还设有原点感应器，用于控制升降平台活动板在移动过程中返回设定的原点。

作为本实用新型的优选技术方案，所述装料手臂机构包括装料X轴滚珠丝杠、装料X轴导轨、装料X轴滑块、装料X轴伺服电机、装料Z轴滚珠丝杠、装料Z轴导轨、装料Z轴滑块和装料Z轴伺服电机，所述装料X轴滚珠丝杠和装料X轴导轨均沿X轴方向设置在装料X轴安装板上，所述装料X轴滑块设置在装料Z轴横梁板的下端且分别与装料X轴滚珠丝杠和装料X轴导轨相连，所述装料X轴伺服电机设置在装料X轴安装板上用于驱动装料X轴滚珠丝杠的转动，通过装料X轴滚珠丝杠的转动带动装料Z轴横梁板沿X轴方向左右移动；所述装料Z轴滚珠丝杠和装料Z轴导轨均沿Z轴方向设置在装料Z轴横梁板的上端，所述装料Z轴滑块设置在装料手爪横梁的端部且分别与装料Z轴滚珠丝杠和装料Z轴导轨相连，所述装料Z轴伺服电机设置在装料Z轴横梁板上用于驱动装料Z轴滚珠丝杠的转动，通过装料X轴滚珠丝杠的转动带动装料手爪横梁沿Y轴方向上下移动。

作为本实用新型的优选技术方案，所述卸料手臂机构包括卸料X轴滚珠丝杠、卸料X轴导轨、卸料X轴滑块、卸料X轴伺服电机、卸料Z轴滚珠丝杠、卸料Z轴导轨、卸料Z轴滑块和卸料Z轴伺服电机，所述卸料X轴滚珠丝杠和卸料X轴导轨均沿X轴方向设置在卸料X轴安装板上，所述卸料X轴滑块设置在卸料Z轴横梁板的下端且分别与卸料X轴滚珠丝杠和卸料X轴导轨相连，所述卸料X轴伺服电机设置在卸料X轴安装板上用于驱动卸料X轴滚珠丝杠的转动，通过卸料X轴滚珠丝杠的转动带动卸料Z轴横梁板沿X轴方向左右移动；所述卸料Z轴滚珠丝杠和卸料Z轴导轨均沿Z轴方向设置在卸料Z轴横梁板的上端，所述卸料Z轴滑块设置在卸料手爪横梁的端部且分别与卸料Z轴滚珠丝杠和卸料Z轴导轨相连，所述卸料Z轴伺服电机设置在卸料Z轴横梁板上用于驱动卸料Z轴滚珠丝杠的转动，通过卸料X轴滚珠丝杠的转动带动卸料手爪横梁沿Y轴方向上下移动。

作为本实用新型的优选技术方案，所述装料手爪和卸料手爪上均设有用于抓取柔性线路板的吸盘。

本实用新型的双臂冲裁机械手可以达到如下有益效果：

本实用新型的双臂冲裁机械手，通过包括冲床机架，以及设置在冲床机架上的冲切机构、升降台机构、装料手臂机构、卸料手臂机构、收料盒，所述冲切机构设置在冲床机架的工作台面中间用于柔性线路板的裁切，所述升降台机构和所述收料盒分别设置于冲切机构左右两侧，所述装料手臂机构设置于升降台机构的侧面，用于将待裁切的柔性线路板从升降台机构传送到冲切机构上，所述卸料手臂机构设置于收料盒的侧面用于将冲切机构裁减完成的柔性线路板传送到收料盒内；所述装料手臂机构包括装料X轴安装板、装料Z轴横梁板、装料手爪横梁和装料手爪，所述X轴安装板固定在冲床机架上，所述装料Z轴横梁板垂直设置，且装料Z轴横梁板的下端与X轴安装板相连，装料Z轴横梁板的上端与装料手爪横梁相连，所述装料手爪设置在装料手爪横梁上，使得装料手爪通过装料X轴安装板、装料Z轴横梁板、装料手爪横梁可沿Z轴上下移动和沿X轴左右移动；所述卸料手臂机构包括卸料X轴安装板、卸料Z轴横梁板、卸料手爪横梁和卸料手爪，所述卸料X轴安装板固定在冲床机架上，所述卸料Z轴横梁板垂直设置，且卸料Z轴横梁板的下端与卸料X轴安装板相连，卸料Z轴横梁板的上端与卸料手爪横梁相连，所述卸料手爪设置在卸料手爪横梁上，使得卸料手爪通过卸料X轴安装板、卸料Z轴横梁板、卸料手爪横梁可沿Z轴上下移动和沿X轴左右移动，本实用新型在柔性线路板的裁切过程中，通过装料手臂机构和卸料手臂机构的自动上下料，从而实现了自动化生产代替人工作业，不仅提高了效率，而且降低了作业风险。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型双臂冲裁机械手提供的一实例的结构示意图。

图中：1、升降台机构，2、装料手臂机构，3、卸料手臂机构，4、收料盒，5、冲切机构，6、冲床机架。

图2为升降台机构的结构示意图。

图中：11、产品放置板，12、升降平台固定板，13、升降平台活动板，14、位置检测感应器，15、直线轴承，16、活动轴，17、定位针座，18、原点感应器。

图3为装料手臂机构的结构示意图。

图中：21、装料手爪横梁，22、装料Z轴横梁板，23、装料X轴安装板，24、装料手爪，25、吸盘，26、装料Z轴伺服电机，27、装料X轴滚珠丝杠，28、装料X轴滑块。

图4为卸料手臂机构的结构示意图。

图中：31、卸料手爪横梁，32、卸料Z轴横梁板，33、卸料X轴安装板，34、卸料手爪，36、卸料Z轴伺服电机，37、卸料X轴滚珠丝杠，38、卸料X轴滑块。

本实用新型目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述。较佳实施例中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等用语，仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

图1为本实用新型双臂冲裁机械手提供的一实例的结构示意图，图2为升降台机构的结构示意图，图3为装料手臂机构的结构示意图，图4为卸料手臂机构的结构示意图，如图1至图4所示，双臂冲裁机械手包括冲床机架6，以及设置在冲床机架6上的冲切机构5、升降台机构1、装料手臂机构2、卸料手臂机构3、收料盒4，所述冲切机构5设置在冲床机架6的工作台面中间用于柔性线路板的裁切，所述升降台机构1和所述收料盒4分别设置于冲切机构5左右两侧，所述装料手臂机构2设置于升降台机构1的侧面，用于将待裁切的柔性线路板从升降台机构1传送到冲切机构5上，所述卸料手臂机构3设置于收料盒4的侧面用于将冲切机构5裁减完成的柔性线路板传送到收料盒4内；所述装料手臂机构2包括装料X轴安装板23、装料Z轴横梁板22、装料手爪横梁21和装料手爪24，所述X轴安装板固定在冲床机架6上，所述装料Z轴横梁板22垂直设置，且装料Z轴横梁板22的下端与X轴安装板相连，装料Z轴横梁板22的上端与装料手爪横梁21相连，所述装料手爪24设置在装料手爪横梁21上，使得装料手爪24通过X轴安装板、装料Z轴横梁板22、装料手爪横梁21可沿Z轴上下移动和沿X轴左右移动；所述卸料手臂机构3包括卸料X轴安装板33、卸料Z轴横梁板32、卸料手爪横梁31和卸料手爪34，所述卸料X轴安装板33固定在冲床机架6上，所述卸料Z轴横梁板32垂直设置，且卸料Z轴横梁板32的下端与卸料X轴安装板33相连，卸料Z轴横梁板32的上端与卸料手爪横梁31相连，所述卸料手爪34设置在卸料手爪横梁31上，使得卸料手爪34通过卸料X轴安装板33、卸料Z轴横梁板32、卸料手爪横梁31可沿Z轴上下移动和沿X轴左右移动。

具体实施中，所述升降台机构1包括升降平台固定板12、升降平台活动板13、产品放置板11、直线轴承15、升降电机和活动轴16，所述升降平台活动板13、升降平台固定板12和产品放置板11自下至上依次平行设置，所述直线轴承15设置在升降平台固定板12上，所述活动轴16穿过直线轴承15且两端分别与升降平台活动板13和产品放置板11相连，所述升降电机固定在升降平台活动板13上用于控制升降平台活动板13的上下升降，从而使升降平台活动板13通过活动轴16带动产品放置板11上下升降。

具体实施中，所述升降平台固定板12上设有定位针座17，以及连接在定位针座17上的定位针，所述产品放置板11上设有若干通孔，所述定位针穿过通孔用于对产品放置板11上的柔性线路板进行定位。

具体实施中，所述升降平台固定板12上还设有位置检测感应器14，且位置检测感应器14的检测位置高于产品放置板11的板面，用装料手臂机构2对产品放置板11上的待裁减柔性线路板进行抓取时，对装料手爪24的位置进行检测。

具体实施中，所述升降平台活动板13上设有原点感应器18，用于控制升降平台活动板13在移动过程中返回设定的原点。

具体实施中，所述装料手臂机构2还包括装料X轴滚珠丝杠27、装料X轴导轨、装料X轴滑块28、装料X轴伺服电机、装料Z轴滚珠丝杠、装料Z轴导轨、装料Z轴滑块和装料Z轴伺服电机26，所述装料X轴滚珠丝杠27和装料X轴导轨均沿X轴方向设置在装料X轴安装板23上，所述装料X轴滑块28设置在装料Z轴横梁板22的下端且分别与装料X轴滚珠丝杠27和装料X轴导轨相连，所述装料X轴伺服电机设置在装料X轴安装板23上用于驱动装料X轴滚珠丝杠27的转动，通过装料X轴滚珠丝杠27的转动带动装料Z轴横梁板22沿X轴方向左右移动；所述装料Z轴滚珠丝杠和装料Z轴导轨均沿Z轴方向设置在装料Z轴横梁板22的上端，所述装料Z轴滑块设置在装料手爪横梁21的端部且分别与装料Z轴滚珠丝杠和装料Z轴导轨相连，所述装料Z轴伺服电机26设置在装料Z轴横梁板22上用于驱动装料Z轴滚珠丝杠的转动，通过装料X轴滚珠丝杠27的转动带动装料手爪横梁21沿Y轴方向上下移动。

具体实施中，所述卸料手臂机构3还包括卸料X轴滚珠丝杠37、卸料X轴导轨、卸料X轴滑块38、卸料X轴伺服电机、卸料Z轴滚珠丝杠、卸料Z轴导轨、卸料Z轴滑块和卸料Z轴伺服电机36，所述卸料X轴滚珠丝杠37和卸料X轴导轨均沿X轴方向设置在卸料X轴安装板33上，所述卸料X轴滑块38设置在卸料Z轴横梁板32的下端且分别与卸料X轴滚珠丝杠37和卸料X轴导轨相连，所述卸料X轴伺服电机设置在卸料X轴安装板33上用于驱动卸料X轴滚珠丝杠37的转动，通过卸料X轴滚珠丝杠37的转动带动卸料Z轴横梁板32沿X轴方向左右移动；所述卸料Z轴滚珠丝杠和卸料Z轴导轨均沿Z轴方向设置在卸料Z轴横梁板32的上端，所述卸料Z轴滑块设置在卸料手爪横梁31的端部且分别与卸料Z轴滚珠丝杠和卸料Z轴导轨相连，所述卸料Z轴伺服电机36设置在卸料Z轴横梁板32上用于驱动卸料Z轴滚珠丝杠的转动，通过卸料X轴滚珠丝杠37的转动带动卸料手爪横梁31沿Y轴方向上下移动。

具体实施中，所述装料手爪24和卸料手爪34上均设有用于抓取柔性线路板的吸盘25。

为了让本领域的技术人员更好地理解并实现本实用新型的技术方案，下面详述本实用新型的结构原理。

升降台机构1：主要作用是堆放柔性线路板的待裁切料，并配合装料手臂机构2把待裁切料精确放置到冲切机构5的模具上。其具有自动上升定位功能，当产品放置板11上放置的待裁切料越取越少时，控制产品放置板11上升，且确保产品放置板11上最顶端待裁切料的位置始终保持同一位置，实现达到位置动态校准的目的。

装料手臂机构2：其作用是将升降台机构1上的待裁切料抓取并送到冲切机构5的模具上，装料手臂机构2采用独立的XZ轴取料方式，操作灵活。

卸料手臂机构3：其作用是将冲切机构5上每次冲切完后的柔性线路板进行卸料，并放入收料盒4内，卸料手臂机构3采用独立XZ轴取料方式，操作灵活。

本实用新型的双臂冲裁机械手的工作步骤如下：

第一步，升降平台机构首先通过原点感应器18将升降平台活动板13设置在原点初始位置，将带裁切的柔性线路板套入定位针并放置在产品放置板11上，然后升降电机旋转控制产品放置板11上的柔性线路板上升到位置检测感应器14的位置。

第二步，装料手臂机构2的装料手爪24下降到位置检测感应器14的位置进行取料，装料手爪24的吸盘25吸住柔性线路板后上升至设定位置，其位置根据实际工作情况由用户自定义设定，然后装料Z轴横梁板22沿X轴移动将柔性线路板运送到冲切机构5的模具上方，最后装料手爪24下降至设定位置并将柔性线路板放置在模具上，装料手爪24放料完成后装料手爪24在此上升，并通过装料Z轴横梁板22的移动再回到原位，以等待再次取料。

第三步，当冲切机构5将柔性线路板冲切完成后，卸料手臂机构3将卸料手爪34移动到冲切位置，卸料手爪34下降到模具位置通过吸盘25吸取裁切完成的将柔性线路板，然后卸料手爪34上升到用户设定位置，通过卸料Z轴横梁板32沿X轴移动将裁切完成的将柔性线路板移动到收料盒4放置区，此时卸料手爪34下降到进行放料，待卸料手爪34放料完成后卸料手爪34再次上升到用户设定位置并通过卸料Z轴横梁板32移动到原始位置，以等待下一张柔性线路板冲切完成。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域熟练技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对本实施方式做出多种变更或修改，而不背离本实用新型的原理和实质，本实用新型的保护范围仅由所附权利要求书限定。