机械电子产品加工设备

1.本发明涉及机械电子产品加工领域，具体涉及一种机械电子产品加工设备。


背景技术：

2.现有的基板上的部分电子元器件需要焊接在基板上，由于基板上的针脚孔过小，基板的定位精度要求高，因此目前现有的方式是人工将基板放置在定位治具上，该方式效率慢。
3.根据上述问题，经检索，中国专利号：cn106944699b公布的一种pcb基板生产设备，具体为pcb基板自动装配装置，支架相对内侧有垂直的导轨；气缸下方连接有机械手，机械手抓取电子元器件；机械手下方还有滑板，滑板的两端连接有滑块；滑块安装在导轨内；滑板上开设有定位孔，定位孔用于定位机械手抓取的电子元器件；滑板下方有旋转盘；支架的外侧安装有旋转立柱，旋转盘有多个，均匀分布在旋转立柱上，旋转立柱一个工位，其中一个旋转盘位于滑板的下方；旋转盘上有定位支撑架；滑板和旋转盘的下方还有底座，底座上有焊接头。该pcb基板自动装配装置，通过简单的逐层依次进行定位，达到了精确定位功能，并且可以根据不同装配产品进行调整，比人工装配焊接效果高，比智能机械手设备成本低。
4.上述技术方案的缺点在于，并没有公开基板在到达焊接工位的这个过程中，是如何精准定位的，只是具体说明了是如何确保电气元件的针脚怎样准确落入基板的针脚孔内，但是这前提仍旧依赖于基板的准确定位；同时基板种类多样，有些基板较薄，基板外表面凸起较多，曲面不平整，在输送过程中，如果对基板夹持力度过大，可能影响到基板质量，夹持力度过小，基板位置产生微量偏移，都会影响针脚落入针孔，最终影响焊接作业的进展；另外，上述技术方案中也并没有说明基板是如何准确到达定位区域，即上料方式是否是人工还是自动化。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种机械电子产品加工设备。
6.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
7.提供一种机械电子产品加工设备，包括控制器、给料圆台和上料装置，给料圆台能够绕自身轴线转动，给料圆台的外部设有多个呈水平向外发散的导向臂，每个导向臂远离给料圆台的一端均设有能够沿给料圆台的轴向活动的框架，并且每个导向臂的远离给料圆台一端的底部设有与框架底部弹性连接的升降弹簧，框架上对称设有第一夹板和第二夹板，第一夹板接近给料圆台，第一夹板的下方设有升降板，升降板通过避让弹簧与第一夹板弹性连接，升降板的下方具有定位组件，定位组件具有定位端和连接端，定位端处于框架的内框区域，并且还安装有定位模，连接端与升降板弹性连接，给料圆台的周边具有上料区和加工区，上料装置处于上料区，加工区的上方具有倒置的冲程缸，所有框架经给料圆台步进式转动能够逐个到达上料区和加工区，第一夹板上开设有缺口，升降板能够覆盖缺口，缺口内设有能够弹性伸缩的自锁块，冲程缸的活塞轴上设有一阶冲程杆、二阶冲程杆和避让气
杆，当所述冲程缸的活塞轴伸出时，一阶冲程杆能够率先抵触升降板并迫使其竖直活动以暴露缺口，当缺口暴露时，二阶冲程杆能够接触框架，并压迫框架下降，当缺口暴露时，自锁块的前端能够窜出缺口，并接触升降板顶部以限制避让弹簧的回缩作用力，自锁块的前端为球头结构或具有边倒圆结构，当二阶冲程杆接触框架时，避让气杆的活塞端能够对应定位组件，并且在避让气杆的驱动下，能够迫使定位组件的定位端发生转动，以脱离框架的内框区域，上料区还设有夹持气杆，夹持气杆能够迫使处于上料区的第二夹板径直接近和远离第一夹板。
8.进一步地，第二夹板与框架水平活动配合，并且第二夹板的活动方向与导向臂的延伸方向相一致，框架外侧设有夹持弹簧，夹持弹簧的两端分别与框架和第二夹板固定连接，夹持气杆位于上料区的框架下方，夹持气杆的活塞轴上设有推块，并且该推块能够接触上料区的第二夹板的底部。
9.进一步地，定位组件包括齿轮、齿条和定位板，齿条能够水平活动的与升降板底部相配合，齿条的活动方向与导向臂的延伸方向相垂直，齿条的一端通过复位弹簧与升降板弹性连接，所述复位弹簧的作用方向与齿条的活动方向相一致，齿轮与升降板连接，并与齿条啮合，定位板一端与齿轮固定连接，并且另一端构成所述定位端。
10.进一步地，所述上料装置包括电动导轨、回转气缸、升降夹持气缸和补偿气缸，回转气缸设置在电动导轨的滑块上，回转气缸的输出端上设有导向座，升降夹持气缸的缸体通过补偿弹簧能够水平活动的安装在导向座上，并且其活动方向和处于上料区的第二夹板的活动方向相平行，补偿弹簧与夹持弹簧作用方向相同，升降夹持气缸能够位于处于上料区的第一夹板和第二夹板之间，补偿气缸设置在电动导轨一侧，当升降夹持气缸接近上料区的第一夹板和第二夹板时，补偿气缸的输出轴能够接触到升降夹持气缸的缸体。
11.进一步地，第一夹板和第二夹板相对一侧分别设有一个夹料口，第一夹板的夹料口的端部截面呈钩子型，第二夹板的夹料口的端部截面呈u形。
12.进一步地，所述上料区还具有第一检测装置和第二检测装置，第一检测装置处于上料区的第一夹板和第二夹板之间，并且包括安装块、接触滑轮、检测壳体、第一检测弹簧、第二检测弹簧和压力传感器，接触滑轮能够绕自身轴线转动的设置在安装块上，并且其轴线与给料圆台的轴线相平行，接触滑轮处于安装块的前端，安装块的后端具有压力探针，压力传感器通过第二检测弹簧能够水平活动的设置在检测壳体内，安装块通过第一检测弹簧能够水平活动的设置在检测壳体内，并且压力探针始终正对压力传感器，第二检测装置处于上料区的第一夹板端部处，并且第一检测装置和第二检测装置中的压力传感器均与控制器电性连接，所述上料区还设置有用以驱动第一检测装置和第二检测装置同步升降的升降气杆。
13.进一步地，所述上料区还具有复位气杆，复位气杆的活塞轴朝上，并安装有顶板，顶板的一端能够接触到升降板的底部，所述第一夹板的下方还设置有底板，所述底板还位于升降板的下方，并且底板与升降板之间通过缓冲弹簧弹性连接，缓冲弹簧的作用力与避让弹簧相反，并小于避让弹簧作用力。
14.本发明的有益效果：采用上料装置配合夹持气杆，第一检测装置和第二检测装置，能够确保基板准确上料至上料区，另外，通过能够升降，旋转的定位模的设置，可以使得基板被预先定位，同时第一夹板和第二夹板对基板侧部保持限位，但是夹持力度进行缩减至
不影响基板质量后，还可以通过定位模可以确保在夹持力度降低的情况下，提高基板在随给料圆台转动运输中，不会产生微量偏移，以确保后续到达加工区后，可和以电子元器件的针脚进行装配；这样有利于后续的焊接作业能够稳定和顺利的执行；
15.同时在基板焊接作业结束后，对应的定位模由于自锁块构成的自锁结构，不会自动上升，即不会接触影响焊接完毕的基板；使得焊接完毕的基板能够稳定被输送到卸料区域；
16.另外，本发明通过多个弹簧之间灵活的配合，使得整机结构简单明了，维护成本不高，有效避免了采用高智能机械手带来的维护成本高，故障率也高的问题；
17.另外，可以在上料区上方加设呈倒置的红外测距传感器，红外测距传感器与控制器电性连接，红外测距传感器根据第一检测装置和第二检测装置返回给控制器的压力值，来启动对上料区的基板进行测距，如果说，pcb板没有对准，在升降板通过避让弹簧复位后，定位模上的针脚没有对准基板的针脚孔，那么会将基板顶起，高度产生变化，由于是弹簧作用力导致的定位模与基板接触，那么不会对基板造成不可逆的冲击损坏，这个过程可以报警停机，待人工介入。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本发明的整机结构示意图；
20.图2为图1中a处放大图；
21.图3为本发明中上料区的平面示意图一；
22.图4为图3中b处放大图；
23.图5为本发明中上料区的平面示意图二；
24.图6为图5中c处放大图；
25.图7为图5中d处放大图；
26.图8为本发明的局部立体结构示意图一；
27.图9为本发明中加工区的平面示意图；
28.图10为本发明的局部立体结构示意图二；
29.图中：0、给料圆台；1、导向臂；2、电动导轨；3、回转气缸；4、导向座；5、补偿弹簧；6、升降夹持气缸；7、补偿气缸；8、框架；9、升降弹簧；10、第一夹板；11、升降板；12、避让弹簧；13、第二夹板；14、夹料口；15、齿轮；16、齿条；17、复位弹簧；18、定位板；19、定位模；20、冲程缸；21、一阶冲程杆；22、二阶冲程杆；23、避让气杆；25、自锁块；26、夹持气杆；27、夹持弹簧；28、推块；29、复位气杆；30、顶板；31、第一检测装置；32、安装块；33、接触滑轮；34、检测壳体；35、第一检测弹簧；36、第二检测弹簧；37、压力传感器；38、压力探针；39、第二检测装置；40、缓冲弹簧；41、底板；42、升降气杆；43、自锁弹簧。
具体实施方式
30.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
31.其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
32.本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
33.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“连接”等指示部件之间的连接关系，该术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
34.参照图1至图10所示的一种机械电子产品加工设备，包括控制器、给料圆台0和上料装置，给料圆台0能够绕自身轴线转动，给料圆台0的外部设有多个呈水平向外发散的导向臂1，每个导向臂1远离给料圆台0的一端均设有能够沿给料圆台0的轴向活动的框架8，并且每个导向臂1的远离给料圆台(0)一端的底部设有与框架8底部弹性连接的升降弹簧9，框架8上对称设有第一夹板10和第二夹板13，第一夹板10接近给料圆台0，第一夹板10的下方设有升降板11，升降板11通过避让弹簧12与第一夹板10弹性连接，升降板11的下方具有定位组件，定位组件具有定位端和连接端，定位端处于框架8的内框区域，并且还安装有定位模19，连接端与升降板11弹性连接，给料圆台0的周边具有上料区和加工区，上料装置处于上料区，加工区的上方具有倒置的冲程缸20，所有框架8经给料圆台0步进式转动能够逐个到达上料区和加工区，第一夹板10上开设有缺口，升降板11能够覆盖缺口，缺口内设有能够弹性伸缩的自锁块25，冲程缸20的活塞轴上设有一阶冲程杆21、二阶冲程杆22和避让气杆23，当所述冲程缸20的活塞轴伸出时，一阶冲程杆21能够率先抵触升降板11并迫使其竖直活动以暴露缺口，当缺口暴露时，二阶冲程杆22能够接触框架8，并压迫框架8下降，当缺口暴露时，自锁块25的前端能够窜出缺口，并接触升降板11顶部以限制避让弹簧12的回缩作用力，自锁块25的前端为球头结构或具有边倒圆结构，当二阶冲程杆22接触框架8时，避让气杆23的活塞端能够对应定位组件，并且在避让气杆23的驱动下，能够迫使定位组件的定位端发生转动，以脱离框架8的内框区域，上料区还设有夹持气杆26，夹持气杆26能够迫使处于上料区的第二夹板13径直接近和远离第一夹板10。
35.第二夹板13与框架8水平活动配合，并且第二夹板13的活动方向与导向臂1的延伸方向相一致，框架8外侧设有夹持弹簧27，夹持弹簧27的两端分别与框架8和第二夹板13固定连接，夹持气杆26位于上料区的框架8下方，夹持气杆26的活塞轴上设有推块28，并且该推块28能够接触上料区的第二夹板13的底部。
36.定位组件包括齿轮15、齿条16和定位板18，齿条16能够水平活动的与升降板11底部相配合，齿条16的活动方向与导向臂1的延伸方向相垂直，齿条16的一端通过复位弹簧17与升降板11弹性连接，所述复位弹簧17的作用方向与齿条16的活动方向相一致，齿轮15与升降板11连接，并与齿条16啮合，定位板18一端与齿轮15固定连接，并且另一端构成所述定位端。
37.所述上料装置包括电动导轨2、回转气缸3、升降夹持气缸6和补偿气缸7，回转气缸3设置在电动导轨2的滑块上，回转气缸3的输出端上设有导向座4，升降夹持气缸6的缸体通过补偿弹簧5能够水平活动的安装在导向座4上，并且其活动方向和处于上料区的第二夹板13的活动方向相平行，补偿弹簧5与夹持弹簧27作用方向相同，升降夹持气缸6能够位于处于上料区的第一夹板10和第二夹板13之间，补偿气缸7设置在电动导轨2一侧，当升降夹持气缸6接近上料区的第一夹板10和第二夹板13时，补偿气缸7的输出轴能够接触到升降夹持气缸6的缸体。
38.第一夹板10和第二夹板13相对一侧分别设有一个夹料口14，第一夹板10的夹料口14的端部截面呈钩子型，第二夹板13的夹料口14的端部截面呈u形。
39.所述上料区还具有第一检测装置31和第二检测装置39，第一检测装置31处于上料区的第一夹板10和第二夹板13之间，并且包括安装块32、接触滑轮33、检测壳体34、第一检测弹簧35、第二检测弹簧36和压力传感器37，接触滑轮33能够绕自身轴线转动的设置在安装块32上，并且其轴线与给料圆台0的轴线相平行，接触滑轮33处于安装块32的前端，安装块32的后端具有压力探针38，压力传感器37通过第二检测弹簧36能够水平活动的设置在检测壳体34内，安装块32通过第一检测弹簧35能够水平活动的设置在检测壳体34内，并且压力探针38始终正对压力传感器37，第二检测装置39处于上料区的第一夹板10端部处，并且第一检测装置31和第二检测装置39中的压力传感器37均与控制器电性连接，所述上料区还设置有用以驱动第一检测装置31和第二检测装置39同步升降的升降气杆42。
40.所述上料区还具有复位气杆29，复位气杆29的活塞轴朝上，并安装有顶板30，顶板30的一端能够接触到升降板11的底部，所述第一夹板10的下方还设置有底板41，所述底板41还位于升降板11的下方，并且底板41与升降板11之间通过缓冲弹簧40弹性连接，缓冲弹簧40的作用力与避让弹簧12相反，并小于避让弹簧12作用力。
41.本发明的工作原理：电动导轨2的一端具有输送机构，电动导轨2的另一端为上料区，输送机构用以输送pcb板，电动导轨2用以驱动升降夹持气缸6直线运动，在输送机构和上料区之间；升降夹持气缸6用以夹持pcb板，其他工序只要将pcb板按照预设的朝向和正反，平放在输送机构上即可，输送过程中，pcb板微动均不影响后续定位，因为升降夹持气缸6的夹持端夹持到pcb板的侧部后，会通过回转气缸3作用力，使升降夹持气缸6朝向上料区，然后在经过电动导轨2到达上料区；在此之前，给料圆台0步进式转动，会使得某个导向臂1到达上料区，间接该导向臂1的第一夹板10和第二夹板13也到位，然后夹持气杆26驱动推块28，移动至接触第二夹板13底部，推动第二夹板13朝远离第一夹板10的方向发生位移，此时第一夹板10和第二夹板13之间间距被扩大；
42.然后升降气杆42工作，驱动第一检测装置31和第二检测装置39同步上升至设定位置，电动导轨2此时带着升降夹持气缸6径直朝向第一检测装置31接近，然后升降夹持气缸6会通过升降动作，将pcb板下降，使得pcb板侧部的底部区域能够接触到第一夹板10的夹料
口14底部面，然后电动导轨2继续驱动升降夹持气缸6带着pcb板运动，直至pcb板一侧接触到第一检测装置31中的接触滑轮33，接触力会迫使接触滑轮33压迫第一检测弹簧35位移，同时压力探针38同步位移，压力探针38接触到压力传感器37的检测端，压力传感器37通过第二检测弹簧36微动，同时压力传感器37受到压力探针38的压迫影响，会产生压力值，压力值传递给控制器，当到达指定压力值后，代表pcb板沿电动导轨2驱动方向的位置到达极限后，即停止电动导轨2的工作；
43.同时，夹持气杆26的活塞会缓速复位，复位中，夹持弹簧27的作用力，迫使第二夹板13向第一夹板10方向接近，并且抵触到pcb板侧部，抵触pcb板，与此同时，补偿气缸7的活塞伸出，并且接触升降夹持气缸6的缸体，推动升降夹持气缸6沿导向座4压迫补偿弹簧5位移，补偿气缸7和夹持气杆26的活塞轴的伸出速度一致，此时pcb板和第二夹板13同步平移，pcb板远离第二夹板13的侧部，挤入第一夹板10的钩子形夹料口14内，同时第二夹板13的夹料口14充分包裹pcb板侧部，在pcb板向第一夹板10接近的时候，会接触到第二检测装置39中的接触滑轮33，与第一检测装置31同理，第二检测装置39用以检测pcb板在接近第一夹板10的活动量，配合控制器指示补偿气缸7的活动行程，防止过大，造成pcb板侧部抵死第一夹板10；
44.此时复位气杆29的活塞向上驱动，抵触到升降板11，迫使升降板11压迫自锁块25，使自锁块25缩回缺口内，然后升降板11在自身的避让弹簧12回缩作用力下，上升至避让弹簧12极限位置；定位模19是模型电气元件，其外表面具有针脚，也就是在升降板11上升复位的时候，这些针脚会插入pcb板上的针脚孔内；
45.综上所述，定位模19的安装与pcb板进入第一夹板10和第二夹板13内后被纠正后的姿态是对应的；所以在升降板11上升复位的时候，定位模19的针脚会插入pcb板上的针脚孔内；同时说明，夹持弹簧27的作用力不是很大，因此第二夹板13对pcb板侧部的夹持力，并不会很大，在配合了定位模19的针脚插入pcb板上的针脚孔后，pcb板稳定性增大，在后续随给料圆台0周向转动的时候，不会发生微动，同时夹持弹簧27的作用力在限制的情况下，确保了pcb板不会受到过大夹持力的影响；准确来说，第一夹板10和第二夹板13确保pcb板不会左右窜动，定位模19使pcb板不会前后以及左右窜动；
46.上述为上料过程，另外，焊机设置在加工区的框架8下方；上料完毕后，pcb板到在给料圆台0的作用力下，到达冲程缸20的下方，此时冲程缸20的活塞工作，一阶冲程杆21能够率先抵触升降板11并迫使其竖直活动以暴露缺口，当缺口暴露时，二阶冲程杆22能够接触框架8，并压迫框架8下降，当缺口暴露时，自锁块25的前端能够窜出缺口，并接触升降板11顶部以限制避让弹簧12的回缩作用力，再此说明，自锁块25是通过自锁弹簧43能够在缺口内伸缩的，自锁弹簧43的作用力远远大于避让弹簧12，因此在自锁块25对升降板11底部接触后，升降板11无法通过避让弹簧12作用力，将自锁块25挤入缺口；这样的话，由于升降板11下降，也就是定位组件下降，因此，定位模19的针脚抽离pcb的针脚孔；
47.同时在避让气杆23的驱动下，其活塞轴接触到齿条16，推动齿条16沿升降板11平移，齿条16位移，由于啮合，齿轮15转动，进一步使得定位板18携带定位模19转动，脱离框架8的内框，为了使得定位模19不影响焊机的焊头后续焊锡工作；
48.由于前面说了，自锁块25是通过自锁弹簧43能够在缺口内伸缩的，自锁弹簧43的作用力远远大于避让弹簧12，因此在自锁块25对升降板11底部接触后，升降板11无法通过
避让弹簧12作用力，将自锁块25挤入缺口；这样的话，在焊锡结束后，虽然避让气杆23的活塞复位，齿条16依靠复位弹簧17水平复位，齿轮15也由于啮合转动复位，但是定位模19仍旧处于焊锡好的pcb板下方，不会接触影响pcb板；
49.在冲程缸20的活塞复位的时候，框架8会依靠升降弹簧9逐步上升复位；
50.缓冲弹簧40的作用力，是为了确保在复位气杆29的活塞抵触升降板11，迫使升降板11将自锁块25挤入缺口内后，防止升降板11在避让弹簧12的作用力，迅速上升，而是通过缓冲弹簧40，实现升降板11缓速上升，这样定位模19上的针脚以及定位模19自身与pcb接触的时候，是轻触；因此，缓冲弹簧40的作用力要小于避让弹簧12作用力；
51.第一夹板10上开设有用以供一阶冲程杆21贯穿的通孔；
52.第一夹板10和第二夹板13可以采用橡胶等材质制成，减少对pcb板表面摩擦影响；
53.另外，可以在上料区上方设置倒置的红外测距传感器，红外测距传感器根据第一检测装置31和第二检测装置39返回的压力值，来对上料区的基板进行测距，如果说，pcb板没有对准，在升降板11通过避让弹簧12复位后，定位模19上的针脚没有对准基板的针脚孔，那么会将基板顶起，高度产生变化，由于是弹簧作用力接触，不会对基板造成不可逆的冲击损坏，可以报警停机，待人工介入。
54.需要声明的是，上述具体实施方式仅仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员应该明白，还可以对本发明做各种修改、等同替换、变化等等。但是，这些变换只要未背离本发明的精神，都应在本发明的保护范围之内。另外，本技术说明书和权利要求书所使用的一些术语并不是限制，仅仅是为了便于描述。