用于自动收纳SMT产品的方法及设备与流程

本发明涉及机械自动化技术领域，更具体地，本发明涉及一种用于自动收纳smt产品的方法及设备。

背景技术：

目前，在smt(surfacemounttechnology，表面组装技术)半成品测试完毕后，需要将产品装入防静电周转箱内进行周转使用。由于smt行业对产品的防静电要求较高，避免静电将产品的元器件击穿损坏，smt用周转箱基本上都是被手动制作出来。这样，周转箱的尺寸一致性就很难保证。再加上，车间周转箱的供应商不止一家，现存车间的周转箱的大小参差不齐，而且周转箱的数量大约有30000pcs。因而实现使得周转箱自动收纳smt产品的难度较大。在现有技术中，一般通过人工进行收纳。

人工收纳作业的方法中存在以下缺陷：(1)由于smt产品上具有相对非常小的元器件，如果其碰撞到箱体容易脱落，从而造成品质不良。而人工收纳精度低，易失误。(2)一些smt产品由于尺寸结构的问题，在一个周转箱内允许放入的产品数量有限。因而所需的周转箱数量极多，在运送过程中需要频繁的上下料，加大劳动强度。(3)劳动强度大，长期成本高。作业员易流失，新培训员工时间长且品质意识弱，对于产品品质存在潜在风险。(4)自动化水平低，在工业4.0的大环境下，各公司都在努力提高各自的自动化水平，建立无人机工厂，由机器替代人是必然趋势。

因此，有必要对现有用于收纳smt产品的方法及设备进行改进。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供一种用于自动收纳smt产品的方法及设备的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于自动收纳smt产品的方法。该方法包括：提供机器人搬运模组、smt产品和内设刀卡的防静电周转箱，机器人搬运模组包括机械手、机器视觉组件、产品取放组件和箱体取放组件；机器视觉组件获取周转箱的状态信息且传送给机械手；机械手带动箱体取放组件抓取周转箱，带动箱体取放组件将周转箱移动至收纳位置；机器视觉组件获取周转箱内刀卡的状态信息且传送给机械手；机械手带动产品取放组件将smt产品放入刀卡围成的容纳空间内。

可选地，还提供有自动上料模组，在自动上料模组将周转箱运送至抓取位置后，机器视觉组件获取周转箱的状态信息。

可选地，自动上料模组包括第一输送件、第一电机和挡料机构，周转箱承载于第一输送件上，抓取位置位于第一输送件上，自动上料模组将周转箱运送至抓取位置的方法包括：第一电机带动第一输送件上的周转箱向抓取位置的方向移动；在周转箱到达抓取位置时，挡料机构使得处于抓取位置的周转箱脱离于第一输送件；第一电机带动第一输送件上的周转箱向远离抓取位置的方向移动。

可选地，还提供有自动下料模组，自动下料模组包括第二输送件、第二电机、第三输送件和第三电机，收纳位置位于第二输送件上，第二电机带动第二输送件上的周转箱移动至第三输送件上，第三电机带动第三输送件上的周转箱移动。

可选地，在周转箱的周边设有用于被机器视觉组件识别到的识别标识，机器视觉组件通过拍摄识别标识，获取到周转箱的偏斜角度信息，且将偏斜角度信息传送至机械手；机械手接收到偏斜角度后，带动箱体取放组件抓取到周转箱。

可选地，在机械手带动箱体取放组件将周转箱移动至收纳位置后，机器视觉组件获取刀卡围成的用于容纳smt产品的空间信息，且将该容纳空间信息传送给机械手；将该容纳空间信息与smt产品进行比对，若该容纳空间足够容纳smt产品，则将smt产品放入该容纳空间内，若该容纳空间不足，则获取下一容纳空间的信息。

可选地，在周转箱用于容纳刀卡的空间底部铺满用于被机器视觉组件识别到的防静电包装袋，刀卡设置于防静电包装袋上，机器视觉组件通过拍摄刀卡底部的防静电包装袋，来获取到刀卡围成的容纳空间的信息。

可选地，机械手为六轴机械手，六轴机械手包括控制组件、传动组件和关节组件，控制组件接收到机器视觉模组获取的状态信息后控制传动组件驱动关节组件做出相应动作。

可选地，箱体取放组件包括至少一对夹爪，每对夹爪之间的距离大于周转箱被夹紧方向上的长度，在箱体取放组件抓取周转箱时，一对夹爪相靠近以夹紧周转箱；在周转箱被移动至收纳位置时，一对夹爪相远离以脱离周转箱。

可选地，产品取放组件包括气缸和吸嘴，产品取放组件将smt产品放入周转箱内的方法包括：气缸带动吸嘴移动至工作位置以与smt产品的位置相对应；吸嘴吸取smt产品；在机器视觉组件的引导下，机械手带动吸嘴将smt产品放入刀卡围成的容纳空间内。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于自动收纳smt产品的设备。该设备包括：用于运送周转箱的自动上料模组；机器人搬运模组，所述机器人搬运模组包括六轴机械手、用于抓取所述自动上料模组上周转箱的箱体取放组件、用于将smt产品放入周转箱内刀卡围成的容纳空间内的产品取放组件以及用于获取目标物状态信息的机器视觉组件，所述箱体取放组件、产品取放组件和机器视觉组件设置于所述六轴机械手的前端，所述六轴机械手被配置为能接收到所述机器视觉组件获取的信息且做出相应动作；以及自动下料模组，所述自动下料模组被配置为用于将容纳有smt产品的周转箱运出。

本发明的发明人发现，smt用周转箱基本上都是被手动制作出来，其尺寸一致性很难保证。再加上，车间周转箱的供应商不止一家，现存车间的周转箱的大小参差不齐。因而，周转箱自动收纳smt产品的实现具有很大难度。现有技术中，一般手工将smt收纳于周转箱内，人工收纳精度低，易失误，smt产品易碰撞到箱体导致元器件脱落。所需周转箱数量极多，在运送过程中需频繁上下料，劳动强度大，成本高。

因此，本发明所要实现的技术任务或者所要解决的技术问题是本领域技术人员从未想到的或者没有预期到的，故本发明是一种新的技术方案。

本发明提供的用于自动收纳smt产品的方法及设备中，机器视觉组件获取到周转箱的状态信息，引导机械手带动箱体取放组件抓取到周转箱。这样，保证了箱体取放组件每次都能够抓取到周转箱。

在收纳位置，机器视觉组件能获取到周转箱内刀卡的状态，引导机械手带动产品取放组件将smt产品放入刀卡围成的容纳空间内。这样，保证smt产品被精确地放入刀卡围成的容纳空间内，避免smt产品与刀卡碰撞导致品质风险。

有效解决了由人工收纳带来的品质风险，提高了smt产品的品质。降低了作业人员的劳动强度。提高了车间产线的自动化水平。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明一种实施例中的用于自动收纳smt产品的方法示意图；

图2是本发明一种实施例中的机器人搬运模组的结构示意图；

图3是本发明一种实施例中的机器人搬运模组的局部结构示意图；

图4是本发明一种实施例中的用于自动收纳smt产品的装置示意图；

图5是本发明一种实施例中的自动上料模组的结构示意图；

图6是本发明一种实施例中的自动下料模组的结构示意图；

图7是本发明一种实施例中的周转箱的结构示意图。

其中，1：自动上料模组；10：第一输送件；11：挡料机构；2：机器人搬运模组；20：机械手；21：机器视觉组件；22：箱体取放组件；220：夹爪；23：产品取放组件；230：吸嘴；231：气缸；3：自动下料模组；30：第二输送件；31：第二电机；32：第三输送件；33：第三电机；4：自动测试模组；5：支架；6：周转箱；7：刀卡；8：smt产品。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本发明提供了一种用于自动收纳smt产品的方法，参考图1至图7，该方法包括：

提供机器人搬运模组2、若干内设刀卡7的防静电周转箱6、若干smt产品8。例如，smt产品8可以是经过自动测试模组4测试完毕后的产品。机器人搬运模组2包括机械手20、机器视觉组件21、产品取放组件23和箱体取放组件22。

内设刀卡7的周转箱6用于收纳smt产品8。周转箱6的具体结构可以有多种。可选地，周转箱6可以是具有一个开口的半包围结构。每个周转箱6包括底壁、自底壁向外延伸的侧壁以及由底壁和侧壁共同围成的半包围空间。刀卡7设置于周转箱6围成的半包围空间内，若干刀卡7围有多个用于容纳周转箱6的容纳空间。

机器视觉组件21用于获取静止或者缓慢运动的目标物的状态信息，并将该状态信息传送给机械手20，以引导机械手20作相应动作。机器视觉组件21的具体结构和算法可采用现有技术。例如，机器视觉组件21可包括摄像机和图像处理系统等。

机械手20用于模仿人类手臂以实现抓取、放置、搬运等功能。机械手20可以是六轴机械手，其通过六个关节合成实现六轴机械手前端的六自由度动作。可选地，六轴机械手包括控制组件、驱动组件和关节组件。在接收到机器视觉组件21获取的状态信息后，所述控制组件能够控制所述驱动组件驱动所述关节组件做出相应动作。例如，所述控制组件可包括工业计算机和运动控制卡等。例如，所述传动组件可包括伺服电机等。

在机械手20的带动下，箱体取放组件22抓取周转箱6而且移动周转箱6。在机械手20的带动下，产品取放组件23将smt产品8放入周转箱6内刀卡7围成的容纳空间内。箱体取放组件22和产品取放组件23可设置于机械手20的前端，以在机械手20的带动下移动。

机器视觉组件21获取周转箱6的状态信息，而且将此时获取到的周转箱6状态信息传送给机械手20。例如，机器视觉组件21可设置于机械手20的前端。例如，机器视觉组件21可将获取到的周转箱6状态信息传送至机械手20的控制组件。此时，周转箱6为内设刀卡7的空箱体，可被放入smt产品8。如此，便于后续机械手20做出相应动作。

具体地，机器视觉组件21获取到的周转箱6状态信息可包括周转箱6的偏斜角度等信息。如此，机器视觉组件21将周转箱6的偏斜角度信息传送给机械手20，便于后续机械手20精确地抓取周装箱。此处，该偏斜角度可以是周转箱6实际所在位置相对于其预设标准位置的偏斜角度。

由于工艺需求，容纳smt产品8的刀卡7和周转箱6一般为黑色。黑色不明显，不易被机器视觉组件21识别。机器视觉组件21也不易区分周转箱6和刀卡7的状态信息。

为便于机器视觉组件21获取周转箱6的状态信息，进一步地，在黑色周转箱6的周边设置有用于被机器视觉组件21识别的识别标识。机器视觉组件21通过拍摄周转箱6周边上的识别标识，能计算出周转箱6的偏斜角度等信息。例如，当周转箱6为长方体结构时，周转箱6包括四个侧壁，在四个侧壁上均涂上白色或者其他易被识别的颜色。

周转箱6需要运送至靠近机器人搬运模组2的位置，以便于后续机器人搬运模组2做出相应动作。优选地，参考图5，该方法还提供有用于运送周转箱6的自动上料模组1。在自动上料模组1将周转箱6运送至抓取位置后，机器视觉组件21获取周转箱6的状态信息。该抓取位置只要能满足机器人搬运模组2能对其处的周转箱6进行相应操作即可。例如，抓取位置可以是特定的位置或者是处于某一区间范围内的位置。

进一步地，参考图5，自动上料模组1可包括第一输送件10、第一电机和挡料机构11。周转箱6承载于第一输送件10上。抓取位置可位于第一输送件10上。自动上料模组1将周转箱6运送至抓取位置。例如，周转箱6的开口可位于周转箱6上远离第一输送件10的一侧。例如，周转箱6可层叠在第一输送件10上。例如，第一输送件10可包括若干传送带，所述第一电机通过带动所述传送带旋转，来带动周转箱6移动。

自动上料模组1将周转箱6运送至抓取位置的方法可包括：

首先，第一电机带动第一输送件10上的周转箱6向抓取位置的方向移动，直至最前列的周转箱到达抓取位置。此处，最前列的周转箱是指最靠近抓取位置的一列周转箱。

之后，挡料机构11使得处于抓取位置的周转箱上移以脱离第一输送件10。例如，挡料机构11可包括顶针，通过所述顶针的往复移动来将处于抓取位置的周转箱顶起。

然后，第一电机反转，以带动第一输送件10上的其余周转箱向远离抓取位置的方向移动。如此，第一输送件10上最前列的周转箱与其余的周转箱相隔一定的距离，能够避免最前列的周转箱与其余的周转箱相撞。

当然，挡料结构也可以是其他结构，只要其能够实现：使得第一输送件10上最前列的周转箱与其余的周转箱相隔一定距离即可。例如，挡料结构也可为夹爪等搬运机构。

在机械手20接收到机器视觉组件21获取到的周转箱6状态信息后，根据此信息，机械手20带动箱体取放组件22抓取周转箱6。而且，机械手20还带动箱体取放组件22将周转箱6移动至收纳位置，以便于后续将smt产品8放入周转箱6内。可以理解，机械手20也可以在机器视觉组件21的引导下，带动箱体取放组件22将周转箱6移动至收纳位置。

具体地，机器视觉组件21可获取周转箱6的偏斜角度等状态信息，机器视觉组件21将周转箱6偏斜角度等状态信息传送给机械手20。根据输入的偏斜角度等状态信息，机械手20自动转动相应的角度，以保证每次都能够抓取到周装箱。

具体地，参考图2、图3，箱体取放组件22可包括至少一对用于夹紧周转箱6的夹爪220。

每对夹爪220之间的距离可大于周转箱6被夹紧方向上的长度。如此，周转箱6能进入任意一对夹爪220之间的空间内。

在箱体取放组件22抓取周转箱6时，一对夹爪220相靠近以夹紧周转箱6。

在周转箱6被移动至收纳位置时，一对夹爪220相远离以脱离周转箱6。

例如，一对夹爪220可包括一个移动夹爪和一个固定夹爪，箱体取放组件22还可以包括用于带动移动夹爪向固定夹爪方向移动的气缸以及用于带动移动夹爪复位的弹簧。

在周转箱6被移动至收纳位置后，机器视觉组件21获取周转箱6内刀卡7的状态信息，而且将此时获取到的刀卡7状态信息传送给机械手20。例如，机器视觉组件21可将获取到的刀卡7状态信息传送给机械手20上的控制组件。如此，便于后续机械手20做出相应动作。

具体地，机器视觉组件21获取到的周转箱6内刀卡7状态信息可包括刀卡7围成的用于容纳smt产品8的空间信息。例如，该空间信息可包括容纳空间的横截面积大小。

将该容纳空间信息与smt产品8进行比对。若该容纳空间足够容纳下smt产品8，则将smt产品8放入该容纳空间内。若该容纳空间不足以容纳下smt产品8，则获取下一容纳空间的信息，继续对比。

如此，机器视觉组件21将获取到的刀卡7状态信息传送给机械手20，便于后续机械手20将smt产品8放入刀卡7围成的容纳空间内。避免了smt产品8与刀卡7碰撞引起品质风险。

由于工艺需求，容纳smt产品8的周转箱6和刀卡7一般为黑色，黑色不明显，不易被机器视觉模组识别。机器视觉模组也不易区分周转箱6和刀卡7的位置信息。为使机器视觉组件21能够检测到黑色刀卡7的状态信息，进一步地，在周转箱6内或黑色刀卡7上或其他位置可设有识别标识，以便于机器视觉组件21能够获取到刀卡7围成的用于容纳smt产品8的空间信息。

在一个例子中，在周转箱6用于容纳刀卡7的空间底部铺满用于被机器视觉组件21识别到的防静电包装袋。刀卡7设置于周转箱6底部的包装袋上。所述包装袋位于周装箱6底部与刀卡7之间。

机器视觉组件21通过拍摄周转箱6底部的防静电包装袋，来获取刀卡7围成的用于容纳smt产品8的空间信息。例如，机器视觉组件21可根据拍摄的图像，来计算出一个用于容纳smt产品8的空间的截面积大小。

将该容纳空间信息与smt产品8进行比对。若该容纳空间足够容纳下smt产品8，则将smt产品8放入该容纳空间内。若该容纳空间不足以容纳下smt产品8，则获取下一容纳空间的信息，继续对比。

如此，避免了smt产品8与刀卡7碰撞引起品质风险。

在另一个例子中，在周转箱6用于容纳刀卡7的空间底部涂白，以使机器视觉组件21获取到刀卡7围成的用于容纳smt产品8的空间信息。其余步骤同上。

在又一个例子中，也可以在周转箱6内的刀卡7上涂色，以使机器视觉组件21获取到刀卡7围成的用于容纳smt产品8的空间信息。其余步骤同上。

周转箱6内的刀卡7数量、安装位置可以有多种。在一个例子中，参考图7，每个周转箱6可为围成长方体结构的半包围结构，在每个周转箱6内可平行安装有若干列刀卡7。在该实施例中，刀卡7围成的用于容纳smt产品8的空间的大小取决于相邻刀卡7之间的距离。此时，机器视觉组件21只要计算出相邻刀卡7之间的距离，就能反映出刀卡7围成的用于容纳smt产品8的空间信息。因而，刀卡7围成的用于容纳smt产品8的空间信息可包括相邻刀卡7之间的距离。

在机械手20接收到机器视觉组件21获取到刀卡7状态信息后，根据该刀卡7状态信息，机械手20带动产品取放组件23将smt产品8放入刀卡7围成的容纳空间内。如此，实现自动将smt产品8放入周转箱6内刀卡7围成的容纳空间。

产品取放组件23的具体结构可以有多种。优选地，参考图2、图3，产品取放组件23可包括用于吸取smt产品8的吸嘴230以及带动吸嘴230移动的气缸23。例如，每四个吸嘴230可吸取一个smt产品8。例如，在机械手20前端可设有16个吸嘴230以同时吸取四个产品。例如，每两个smt产品8为一组被同时放入刀卡7围成的容纳空间内。

产品取放组件23将smt产品8放入周转箱6内的方法包括：

首先，气缸23带动吸嘴230移动至工作位置。此时，吸嘴230与smt产品位置相对应。

然后，吸嘴230吸取smt产品8。可以理解，吸嘴230可与吸气装置连通，以对smt产品8产生吸力。

之后，在机器视觉组件21的引导下，机械手20带动吸嘴230将smt产品8放入刀卡7围成的容纳空间内。

在将smt产品8放入刀卡7围成的容纳空间后，可将容纳有smt产品8的周转箱6继续运送出去以下料。优选地，参考图6，该方法还可提供有自动下料模组3。自动下料模组3包括第二输送件30、第二电机31、第三输送件32和第三电机33。收纳位置可位于第二输送件30上。例如，在第二输送件30上可设有8层周转箱6。例如，第二输送件30、第三输送件32可以包括若干传送带。

将容纳有smt产品8的周转箱6继续运送出去的方法包括：

首先，在周转箱6被移动至收纳位置后，第二电机31带动第二输送件30上的周转箱6移动至第三输送件32上。

之后，第三电机33带动第三输送件32上的周转箱6继续移动，以收取容纳有smt产品8的周转箱6。

如此，自动下料模组3分段设置。在收取第三输送件32上的周转箱6时，第二电机31仍然能带动第二输送件30上的周转箱6移动，从而实现不停机下料。

本发明还提供了一种用于自动收纳smt产品的设备，参考图2至图7，该设备包括自动上料模组1、机器人搬运模组2以及自动下料模组3。其中，所述自动上料模组1用于运送周转箱6。例如，所述自动上料模组1可将周转箱6运送至抓取位置。

所述机器人搬运模组2包括六轴机械手20、箱体取放组件22、产品取放组件23以及用于获取目标物状态信息的机器视觉组件21。

所述箱体取放组件22用于抓取周转箱6。例如，所述箱体取放组件22可包括至少一对夹爪220，一对夹爪220可以做夹紧和张开运动。例如，所述箱体取放组件22抓取周转箱6后，可将周转箱6搬运至收纳位置以将smt产品8放入周转箱6内。

所述产品取放组件23用于将smt产品8放入周转箱6内刀卡7围成的容纳空间内。例如，所述产品取放组件23可包括气缸231和吸嘴230。

所述机器视觉组件21获取到目标物的状态信息后，将该状态信息传送至所述六轴机械手20。所述六轴机械手20根据输入的状态信息做出相应动作。具体地，所述六轴机械手20带动所述箱体取放组件22、产品取放组件23分别实现相应功能。

所述六轴机械手20可以包括控制组件、驱动组件和关节组件。所述控制组件用于接收所述机器视觉模组输入的状态信息，而且控制所述驱动组件驱动所述关节组件做出相应动作。例如，所述控制组件可包括工业计算机和运动控制卡等。例如，所述传动组件可包括伺服电机等。

所述自动下料模组3用于将容纳有smt产品8的周转箱6运出。例如，所述收纳位置可以被设置于所述自动下料模组3上。

此外，参考图4，该设备还可以包括用于对smt半成品进行相应测试的自动测试模组4。自动测试模组4可采用现有技术。在smt半产品经过所述自动测试模组4测试完毕后，被所述产品取放组件23吸取且放入刀卡7围成的容纳空间内。例如，smt半产品经过所述自动测试模组4测试完毕后，可被传送带等运送至预设位置，以被所述产品取放组件23吸取。

此外，参考图2、图4、图5，该设备可通过支架5将各部件组装在一起。

此外，该设备的其他结构可根据上述用于自动收纳smt产品的方法被具体设置。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。