一种托盘供料设备的制作方法

本发明涉及pcb板加工设备领域，具体涉及一种托盘供料设备。

背景技术：

在pcb电路板的加工过程中，有一道重要的插件工序，一般是通过人工或者送料器将电子元器件运送至指定位置，再由插件机将电子元器件插入到pcb板上预设好的线脚插孔中，然后进行焊接固定。由于现有的电子元器件种类较多，所以电子元器件的送料可分为管状送料器、带状送料器、托盘供料器等。

托盘供料器是一种将整盘的物料供应给插件机(或其他)的机器。

现有的托盘供料器主要是通过将各层的料盘升至插件机吸嘴的吸着高度，然后插件机驱动吸嘴抓取料盘上的各个物料。

这种将料盘直接送至取料位置的供料方式，存在以下问题：

1.料盘上均布有多个物料，导致取料位置繁多，插件机调试复杂；

2.插件机吸嘴的高度，限制了现有托盘供料器的高度，即限制了料框的层数，使得物料储存量小；

3.插件机的取料范围小，限制了料盘的尺寸，使得每盘物料装载的个数受到限制，当供应较大尺寸的物料时，换料十分频繁。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种供料位置唯一的托盘供料设备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种托盘供料设备，包括机架以及设置在机架上的设有多个料盘的送料机构、用于拉出和推进料盘的取盘机构、用于抓取料盘上的物料的抓料机构以及转送机构；所述机架上设有用于供插件机取料的供料位；所述转送机构将抓取机构提供的物料转送至供料位。

本发明的更进一步优选方案是：所述送料机构还包括驱动组件、料框和用于防止料盘滑落的定位组件；所述定位组件设置在料框内；所述驱动组件设置在机架上，并与料框传动连接，驱动料框升降。

本发明的更进一步优选方案是：所述料框内开设有定位槽；所述定位组件包括连接块、压紧轴承和第一弹簧；所述连接块的一端与料框转动连接，另一端与压紧轴承转动连接；所述第一弹簧的两端分别连接料框和连接块，并使压紧轴承位于定位槽内。

本发明的更进一步优选方案是：所述送料机构还包括用于在驱动组件发生故障时保护料框的自锁组件；所述自锁组件设置在驱动组件上。

本发明的更进一步优选方案是：所述自锁组件包括第一齿条、第一止位舌和第一止位气缸；所述第一齿条安装在料框上；所述第一止位气缸安装在驱动组件上；所述第一止位舌设置在第一止位气缸上；当驱动组件发生故障时，所述第一止位气缸驱动第一止位舌与第一齿条啮合。

本发明的更进一步优选方案是：所述取盘机构包括设置在机架上的第二动力部、第二传动组件和第一夹持气缸；所述第一夹持气缸设置在第二传动组件上；所述第二动力部通过第二传动组件驱动第一夹持气缸移动。

本发明的更进一步优选方案是：所述取盘机构还包括气缸安装块、挡光片以及与挡光片配合的撞击感应器；所述气缸安装块上开设有便于产生形变的v型槽；所述气缸安装块和撞击感应器均安装在第二传动组件上；所述第一夹持气缸和挡光片均安装在气缸安装块上。

本发明的更进一步优选方案是：所述抓料机构包括支座以及设置在支座上的第三动力部、第三传动组件、升降气缸和第二夹持气缸；所述支座设置在机架上；所述第三传动组件与升降气缸连接；所述第三动力部通过第三传动组件驱动升降气缸平移；所述升降气缸与第二夹持气缸传动连接，驱动第二夹持气缸升降。

本发明的更进一步优选方案是：所述抓料机构还包括升降支架以及用于防止刚性碰撞的第三弹簧；所述第二夹持气缸安装在升降支架上；所述第三弹簧的两端分别连接升降支架和升降气缸。

本发明的更进一步优选方案是：所述转送机构包括第四动力部、传送带和顶起组件；所述第四动力部设置在机架上，并与传送带传动连接；所述顶起组件设置在机架上，并位于传送带的一端。

本发明提供的一种托盘供料设备，使用时，送料机构将装有物料的料盘送至预定高度，然后取盘机构将料盘拉出，抓料机构将料盘上的物料抓取至转送机构上，随后转送机构将物料运送至固定的供料位，待插件机取料。通过设定固定唯一的供料位，解决了插件机取料位置繁多的问题，不仅降低了插件机的调试难度，还减少了插件机取料出错的几率，极大地提高了工作效率和生产效率。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例的托盘供料设备的立体结构示意图；

图2是本发明实施例的托盘供料设备另一角度的立体结构示意图；

图3是本发明实施例的托盘供料设备带机罩的立体机构示意图；

图4是本发明实施例的送料机构的立体结构示意图；

图5是本发明实施例的送料机构另一角度的立体结构示意图；

图6是本发明实施例的定位组件的立体结构示意图；

图7是图6中a位置的局部放大示意图；

图8是本发明实施例的第一传动组件的立体结构示意图；

图9是图4中b位置的局部放大示意图；

图10是本发明实施例的取盘机构的立体结构示意图；

图11是本发明实施例的取盘机构另一角度的立体结构示意图；

图12是本发明实施例的抓料机构的立体结构示意图；

图13是本发明实施例的抓料机构另一角度的立体结构示意图；

图14是图12中的抓料机构的局部放大示意图；

图15是本发明实施例的转送机构的立体结构示意图；

图16是本发明实施例的转送机构另一角度的立体结构示意图。

具体实施方式

现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。

如图1至3所示，本实施例的托盘供料设备包括机架1以及设置在机架1上的设有多个料盘21的送料机构2、用于拉出和推进料盘21的取盘机构3、用于抓取料盘21上的物料的抓料机构4以及转送机构5。机架1上设有用于供插件机(图未示)取料的供料位。转送机构5将抓取机构4提供的物料转送至供料位。使用时，送料机构2将装有物料的料盘21送至预定高度，然后取盘机构3将料盘21拉出，抓料机构4将料盘21上的物料抓取至转送机构5上，随后转送机构5将物料运送至固定的供料位，待插件机取料。通过设定固定唯一的供料位，解决了插件机取料位置繁多的问题，不仅降低了插件机的调试难度，还减少了插件机取料出错的几率。

同时，由于转送机构5与送料机构2之间通过取盘机构3和抓料机构4衔接，因此二者并没有直接相连，送料机构2中全部料盘21的高度之和不受插件机吸嘴的吸着高度限制，这样显著地提高了料框中的料盘21可设置数量。再者，由于插件机的取料位置固定唯一，物料的抓取改由抓料机构4完成，而抓料机构4的抓料区域较插件机的取料区域大，因此料盘21的尺寸可设计得更大，进一步提升设备的物料存储总量，避免频繁上料，极大地提高了工作效率和生产效率。

如图4、图5所示，送料机构2还包括设置在机架1上的由第一动力部22、和第一传动组件23组成的驱动组件、开设有定位槽240的料框24、用于防止料盘21滑落的定位组件25以及便于料盘21滑入定位槽240的滚轮组件27。所述定位组件25设置在料框24中并位于定位槽241内的两端。滚轮组件27设置在料框24中，并位于定位组件25的下方。第一传动组件23与料框24传动连接。第一动力部22与第一传动组件23传动连接，驱动料框24升降。

一同参考图6，本实施例中的料框24由下盖板241、上盖板242及多个侧板243组装而成。上述定位槽240均开设在侧板243上，料盘21的底板211插设在定位槽240中。

如图7所示，定位组件25包括连接块251、压紧轴承252和第一弹簧253。所述连接块251的一端通过转动副与侧板243的内壁转动连接，另一端与压紧轴承252转动连接。第一弹簧253的一端抵顶在侧板243内壁的u型孔内，另一端抵顶连接块251。定位槽210的上壁对应定位组件23的位置处开设有通孔。第一弹簧253利用弹力驱使压紧轴承252穿过通孔，将压紧轴承252压至定位槽240内。

将料盘21推进定位槽240后，底板211的两边插设在定位槽210内并位于压紧轴承252下。压紧轴承252被底板211抬起，通过连接块251将第一弹簧253压缩，底板211的两边被压紧轴承252和滚轮组件27一同上下夹紧，进行预定位。由于底板211的边长比定位槽240内两端的定位组件25的间隔短，所以当底板211达到预定位置后，第一弹簧253与压紧轴承252复位，槽内两端的压紧轴承252会位于底板211两边的两侧。前后两端的定位组件25与定位槽240围成用于限制底板211的腔体，进而将料盘21全定位。通过这样巧妙的夹紧方式，使得料盘21到位后定位组件25自动将其夹紧，无需独立的夹紧动作结构，极大地简化了送料机构2的结构。同时，作业员克服一定的阻力就能够直接取出料盘21，无需其他放松动作，提高了生产效率。

如图8所示，第一动力部22为伺服电机。第一传动组件23包括第一主动轮231、第一从动轮232、第一皮带233、第一丝杠234、第一丝杠螺母235和轴端安装块236。所述第一动力部22安装在机架1中的承载板11上，其输出轴与第一主动轮231同轴连接。第一从动轮232通过连接轴安装在v型安装座上，并通过联轴器与第一丝杠234相连。第一主动轮231与第一从动轮232之间通过第一皮带233连接，第一动力部22可驱动第一主动轮231和第一从动轮232同步转动。第一丝杠螺母235安装在料框24上。第一丝杠234与第一丝杠螺母235螺纹连接，并且一端与第一从动轮232同轴连接，另一端与轴端安装块236连接。优选地，本实施例中的送料机构2设有两组丝杠副。更佳地，为增加丝杠副的稳定性，第一传动组件23还设有导向棒237和导向轴承238。导向轴承238通过弹片安装在料框24上，该弹片起减震、自适应的作用。导向棒238插设在导向轴承238中，并且一端连接承载板11，另一端连接轴端安装块236。为便于在升降过程中实时监控料框24，还设有用于检测料框24位置的光纤感应器239和位置钣金片。所述光纤感应器239安装在轴端安装块236上，位置钣金片安装在料框24上。

继续参考图8，送料机构2还包括用于使第一皮带233绷紧的张紧组件。所述张紧组件包括张紧气缸261、第一张紧轮262、两个第二张紧轮263和第二弹簧(图未示)。其中，两个第二张紧轮263分别设置在第一主动轮231的两侧，实现初步绷紧第一皮带233。张紧气缸261通过气缸安装座264安装在承载板11上，其活塞杆与滑块265连接，第一张紧轮262可转动地安装在滑块265上。第二弹簧的一端与气缸安装座264连接，另一端与滑块265连接，利用弹力驱动第一张紧轮262抵靠第一皮带233，使第一皮带233完全紧致，防止第一主动轮231空转以及第一皮带233脱落。

如图9所示，为防止在第一皮带233断裂或脱出等故障时整个料框24下滑撞击损坏产品，送料机构2还包括用于防止料框24失控的自锁组件。所述自锁组件包括第一齿条281、第一止位舌282、第一止位气缸283和第一滑槽座284。第一齿条281安装在料框24的一侧。第一滑槽座284安装在轴端安装块236上。第一止位气缸283安装在第一滑槽座284上并与张紧气缸261的气路串联。第一止位舌282位于第一滑槽座284的滑槽内，并与第一止位气缸283的活塞杆连接。当同步带233出现断裂或脱出时，第二弹簧的拉力使张紧气缸261回缩，并且由于气路串联，第一止位气缸283驱使第一止位舌282伸出，抵顶第一齿条281，驱使料框24停止。

继续参考图5，进一步地，自锁组件还包括第二齿条285、第二止位舌286、第二止位气缸287以及用于检测张紧气缸261是否伸出的位置感应器288(图8)。所述第二齿条285相对第一齿条281安装在料框24上的另一侧。第二滑槽座安装在轴端安装块236上。第二止位气缸287安装在第二滑槽座上。第二止位舌286位于第二滑槽座的滑槽内，并与第二止位气缸287的活塞杆连接。所述位置感应器288设置在张紧气缸261上，并与第二止位气缸287电性连接。当第一皮带233出现断裂或脱出时，位置感应器288感应到张紧气缸261缩回，驱动第二止位气缸287动作，伸出第二止位舌286抵顶第二齿条285，驱使料框24停止。通过上述两种机械和电气双重自锁，有效地防止故障时料框24下滑撞坏。

为保证料框24在升降过程中不偏移，送料机构2还包括导向机构。该导向机构包括圆柱滑轨291、滑动块292和导杆座293。导杆座293与圆柱滑轨291的底端固接。导杆座293和圆柱滑轨291均固定安装在机架1上。滑动块292安装在料框24上。

送料机构2的工作方式为：第一动力部22通过第一皮带233使两根第一丝杠234同步转动，以提升或者降低料框24至预设位置。光纤感应器239通过位置钣金片上的槽孔，来确定料框24的位置。当升降过程中发生第一皮带233断裂或脱出时，第一止位气缸283和第二止位气缸287动作实现双重自锁，保证作业安全。

如图10、图11所示，取盘机构3包括第二动力部31、第二传动组件32和第一夹持气缸33。第一夹持气缸33安装在第二传动组件32上。第二动力部31安装在机架1上，并通过第二主动轮311、第二皮带312和第二从动轮313与第二传动组件32传动连接，驱动第一夹持气缸33靠近或远离料框24。优选地，在本实施例中第二动力部31为y轴伺服电机，取盘机构3设有两个第一夹持气缸33共同夹持料盘21的底板211，还设有支承座34用于辅助支撑料盘21。

具体地，上述第二传动组件32包括第二丝杠321、第二丝杠螺母322、滑台323和y轴导轨324。第二丝杠321的一端与第二从动轮313同轴连接，另一端与安装在滑台323下表面的第二丝杠螺母322螺纹连接。导轨324安装在机架1上，滑台323滑动设置在y轴导轨324上。

继续参考图10，取盘机构3还设有用于原点参考的第一原点感应器351和第一原点钣金352。所述第一原点感应器351安装在机架1上，第一原点钣金352安装在滑台323的下表面。通过设定不同的拉出距离，可使抓料机构4抓取料盘21中不同行的物料。

为防止第一夹持气缸33在故障时撞坏料盘21，取盘机构3还包括气缸安装块36、挡光片371以及与挡光片371配合的撞击感应器372。所述气缸安装块36上安装在滑台323的一端，开设有便于产生形变的v型槽。上述第一夹持气缸33安装在气缸安装块36上。撞击感应器372安装在滑台323的上表面，并与第二动力部31电性连接。挡光片371相对撞击感应器372安装在气缸安装块36上。为防止将料盘21拉过位，取盘机构3还包括y轴止位快38，所述止位快38位于滑台323远离第一夹持气缸33的一端。

取盘机构3的工作方式为：第二动力部31驱动第二皮带312，带动第二丝杠321旋转，使滑台323沿导轨324移动，到位后，两个第一夹持气缸33夹住底板211上的夹持柱，将料盘21拉出。气缸安装块36上铣有v型槽，槽尖处的材料较薄，如果运动过程中第一夹持气缸33发生碰撞，v型槽处则产生变形，挡光片371的位置产生偏移，撞击感应器372感应到撞击位移，驱使第二动力部31停止。

如图12所示，抓料机构4包括支座41以及设置在支座41上的第三动力部42、第三传动组件、升降气缸44和第二夹持气缸45。所述支座41设置在机架1上。第三传动组件与升降气缸44连接。第三动力部42通过第三传动组件驱动升降气缸44平移。升降气缸44与第二夹持气缸45传动连接，驱动第二夹持气缸45升降。优选地，在本实施例中第三动力部42为y轴伺服电机，第二夹持气缸45共两个，以提高抓取效率。

一同参考图13，第三传动组件包括第三主动轮431、第三从动轮432、设有皮带固紧块434的第三皮带433和x轴导轨435。第三动力部42位于支座41的一端，其输出轴与第三主动轮431同轴连接。第三从动轮432位于支座41的另一端，通过第三皮带433与第三主动轮431同步转动。升降气缸44与第三皮带433上的皮带固紧块434螺钉连接。第三动力部42通过第三皮带433驱动升降气缸44沿x轴导轨435来回移动。

为限制升降气缸44在x轴导轨435上的行程，第三传动组件还包括x轴左止位块436、x轴右止位块437和x轴到位感应器438。x轴左止位块436、x轴右止位块437分为别与x轴导轨435的两端，x轴到位感应器438安装在靠近x轴左止位块436的一侧。

抓料机构4还设有用于原点参考的第二原点感应器和第二原点钣金(图未示)。所述第二原点感应器安装在支座41上，第二原点钣金安装在升降气缸44上，随升降气缸44一同沿x轴导轨435来回移动。通过设定不同的抓料位置，可抓取不同列的物料。

参考图14，为避免在故障时发生刚性碰撞而损坏第二夹持气缸45上的夹头，抓料机构4还包括t字形的升降支架46以及第三弹簧47。所述第二夹持气缸45的缸体的一面安装在升降支架46上，另一面装有物料感应器。升降支架46通过z轴导轨48安装在支座41上。第三弹簧47的一端连接升降支架46，另一端连接升降气缸44的活塞杆。同理，还设有z轴到位感应器和z轴止位块49以限制第二夹持气缸45的下降高度。

抓料机构4的工作方式为：第三动力部42带动第三皮带433转动，使得升降气缸44沿x轴方向移动，到达抓料位置后停止。然后升降气缸44的活塞杆伸出，第三弹簧47拉动升降支架46下降(如果此时碰撞到障碍物，则升降支架46停止，第三弹簧47被拉长，避免了刚性碰撞，保护第二夹持气缸45)。z轴到位感应器检测到第二夹持气缸45到位后，升降气缸44停止动作。随后物料感应器感应物料有无。若无，则升降气缸44回缩复位。若有，则第二夹持气缸45夹料，然后升降气缸44回缩。接着第三动力部42启动，将第二夹持气缸45驱动至放料位置(即转送机构5的进料端)，达到放料位置后停止，第二夹持气缸45放料。

如图15、图16所示，本实施例的托盘供料设备共设有两组转送机构5，每组均包括第四动力部51、传送带52、皮带轮53、顶起组件、左侧板55、右侧板56、挡板57和物料感应器58。所述左侧板55与右侧板56平行设置在机架1上。多个皮带轮53依次可转动地安装在两侧板之间。传送带52紧套在多个皮带轮53外。所述第四动力部51为伺服电机，其输出轴穿过侧板后与第四主动轮(图未示)同轴连接，驱动全部皮带轮53一同转动。所述物料感应器58位于传送带52远离抓料机构4的一端。上述顶起组件包括顶起气缸54以及安装在顶起气缸541的输出端上的顶块542。顶起气缸541设置在两侧板之间，并位于物料感应器58后、传送带52下方。挡板57为7字形，安装在传送带52的末端。

转送机构5的工作方式为：物料被第二夹持气缸45抓至进料端的传送带52上，传送带52将物料往另一端传送，直至被挡板57挡住，物料感应器58检测到有物料，传送带52下方的顶起气缸541利用顶块542将物料顶起，等待插件机抓料。在本实施例中，供料位的位置即为顶起气缸541的位置。顶起气缸541通过顶块542将物料顶起，形成固定唯一的供料位。

整机的工作方式为：操作员将盛有物料的料盘21从料框24的一侧推入，然后第一动力部22带动料框24上下移动，使料框24内的各层的料盘21能被取盘机构3拉出。接着第二夹持气缸45动作，将物料抓至转送机构5的进料位。抓料机构4每抓完一行物料，取盘机构3便调整料盘21至下一个位置，使第二夹持气缸45能抓取下一行物料。当一整盘物料抓取完毕后，取盘机构3便将空料盘21推回至料框24中，随后又第一动力部22调整料框24的位置，取盘机构3拉出下一盘物料。而物料被第二夹持气缸45放置在传送带52上，再被传送带52送至顶起气缸541处(即供料位)，等待插件机取料。

应当理解的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，对本领域技术人员来说，可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而所有这些修改和替换，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。