一种自动定位翻转机构的制作方法

1.本发明涉及电子元件包装技术领域，更具体地说，本发明涉及一种自动定位翻转机构。


背景技术：

[0002][0003]
为了满足对电子元器件的生产、包装以及装配的高效率化、高质量化、低成本化，电子元器件在生产完成后，需要通过编带机、摆盘机等各种类型的包装机对产品进行必要的检测和包装，当前电子元器件包装常用的产品摆盘方法是通过转盘将产品收集，并通过摆臂吸嘴吸取材料至装有xy运动模组的料盘上摆放，为了满足特定的装填位置，就需要增加一个翻转机构，才能更好的满足下一步自动化的需求。
[0004]
然而现有技术中的翻转机构通常通过凸轮限位，运动幅度大，结构大，此类摆盘机不仅有掉料风险、占用空间大，成本也比较高，甚至会损坏产品，造成了极大的资源浪费。因此，有必要提出一种自动定位翻转机构，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。


技术实现要素：

[0005]
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
[0006]
为至少部分地解决上述问题，本发明提供了一种自动定位翻转机构，包括：固定板，所述固定板上转动设有摆块，所述摆块的一侧设有限位杆，所述摆块的前侧转动设有接料块，所述接料块与所述固定板活动连接，所述接料块的外侧设有用于定位调整翻转后的物料位置的定位组件；所述固定板上还设有用于驱动所述摆块旋转的驱动部。
[0007]
优选的是，所述定位组件包括：限位块，所述限位块固定设置在所述固定板上，所述限位块的顶端设置在所述接料块的一侧，用于与所述接料块配合对掉落翻转后的物料进行限位。
[0008]
优选的是，所述摆块上设有用于与所述驱动部的输出轴固定连接的第一安装孔，以及用于固定连接轴的第二安装孔，所述连接轴与所述接料块转动连接。
[0009]
优选的是，所述摆块的一侧通过l形板连接有所述限位杆，所述摆块相对的另一侧设有限位板，所述固定板上设有用于限制所述限位板的第一限位柱以及用于限制所述摆块的第二限位柱。
[0010]
优选的是，所述接料块包括：用于接收翻转后的物料的接料板，所述接料板靠近所述固定板的一端设有与所述连接轴转动连接且与所述固定板活动连接的滑动板。
[0011]
优选的是，所述接料板靠近所述限位块的一侧设有可使所述限位块穿过的槽口以及凸出于所述接料板顶面设置的限位凸出部，所述限位块靠近所述接料板的一侧设有第一倾斜面，所述第一倾斜面上设有气孔，所述气孔用于在物料进行翻转时提供辅助翻转动力，
所述接料板的顶面设有用于固定翻转后的物料的吸口。
[0012]
优选的是，所述滑动板上设有与所述连接轴转动连接的第三安装孔，所述滑动板上还设有滑槽，所述固定板上设有限位轴，所述限位轴上转动设有转动套，所述转动套外周面的两端设有环形挡板，两个所述环形挡板之间的所述转动套限位连接在所述滑槽内。
[0013]
优选的是，所述定位组件还包括：挡块和定位块，所述接料块的顶面靠近所述固定板的一侧设有所述挡块，所述限位块的前侧设有用于调整物料前后位置的所述定位块，所述定位块和所述挡块相对的一面顶端分别设有第二倾斜面和第三倾斜面；
[0014]
所述定位块通过驱动组件驱动其在前后方向上直线往复运动，所述定位块和挡块之间的距离包括：用于限制物料掉落的第一距离，以及用于在前后方向调整物料在所述接料块顶面位置的第二距离，所述第一距离大于第二距离。
[0015]
优选的是，还包括：用于控制所述驱动部工作的控制部，所述控制部包括：用于检测所述限位板和第一限位柱接触的第一位置检测模块、用于检测所述摆块与第二限位柱接触的第二位置检测模块、以及用于检测所述接料块上是否有物料的物料检测模块；
[0016]
若所述第一位置检测模块检测到所述限位板与第一限位柱接触，则所述接料块位于倾斜接料位置，通过所述物料检测模块检测物料掉落至所述接料块上时，控制所述驱动部带动所述接料块旋转至水平取料位置；
[0017]
若所述第二位置检测模块检测到所述摆块与第二限位柱接触，则所述接料块位于水平取料位置，通过物料检测模块检测所述接料块上的物料被取走时，控制所述驱动部带动所述接料块旋转至倾斜接料位置。
[0018]
优选的是，还包括：调节器，所述调节器用于调节所述吸口对物料的吸附力，以使所述定位组件能够在所述接料块由倾斜接料位置运动至水平取料位置过程中对物料的位置进行调节；
[0019]
其中，所述控制器调节所述吸口吸附力包括：
[0020]
步骤1、在所述接料块由倾斜接料位置运动至水平取料位置过程中，确定随所述接料块运动的每一时刻所需要的预设吸附力；
[0021]
步骤2、依据所述预设吸附力确定所述吸口内的第一压强，以及所述吸口与抽吸装置连通处的第二压强，获得与所述预设吸附力对应的第一压强和第二压强之间的压强差；
[0022]
步骤3、通过所述控制器将当前时刻检测的压强差调整为与所述预设吸附力对应的压强差。
[0023]
相比现有技术，本发明至少包括以下有益效果：
[0024]
本发明所述的自动定位翻转机构通过物料与限位杆接触而实现翻转，减小了翻转过程的运动幅度，不容易出现甩料和损伤物料的情况，通过定位组件能够对物料的翻转过程进行限位，且在接料块运动至水平状态的过程中能够对物料进行定位调整；通过驱动部驱动摆块带动接料块运动，使翻转后的物料处于水平状态，便于取料，翻转机构的结构简单，占用空间小，降低了生产成本。
[0025]
本发明所述的自动定位翻转机构，本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
[0026]
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0027]
图1为本发明所述的自动定位翻转机构在倾斜接料位置的结构示意图；
[0028]
图2为本发明所述的自动定位翻转机构的结构示意图；
[0029]
图3为本发明所述的自动定位翻转机构中限位块、接料块以及摆块的结构示意图；
[0030]
图4为本发明所述的自动定位翻转机构在水平取料位置的结构示意图；
[0031]
图5为本发明所述的自动定位翻转机构的图1中部分放大结构示意图；
[0032]
图6为本发明所述的自动定位翻转机构在倾斜接料位置的正视结构示意图；
[0033]
图7为本发明所述的自动定位翻转机构在水平取料位置的正视结构示意图。
具体实施方式
[0034]
下面结合附图以及实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0035]
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
[0036]
如图1-图7所示，本发明提供了一种自动定位翻转机构，包括：固定板1，所述固定板1 上转动设有摆块2，所述摆块2的一侧设有限位杆3，所述摆块2的前侧转动设有接料块4，所述接料块4与所述固定板1活动连接，所述接料块4的外侧设有用于定位调整翻转后的物料10位置的定位组件；所述固定板1上还设有用于驱动所述摆块2旋转的驱动部5。
[0037]
上述技术方案的工作原理：摆块2与驱动部5的连接点位在摆块2与接料块4的转动连接点位的下方，接料块4与固定板1的活动连接点位在摆块2与接料块4的转动连接点位上方，翻转机构为初始状态时，接料块4用于接收物料10的顶面为倾斜状态，物料10由上方掉落下来时，物料10的底面一侧与限位杆3接触，从而发生翻转，翻转后的物料10掉落至倾斜的接料块4上，在掉落翻转时通过定位组件对物料10进行初步限位，当物料10落至接料块4上后，驱动部5自动驱动摆块2转动，摆块2转动带动与其转动连接的接料块4转动，当接料块4的顶面转动至水平状态时，驱动部5停止工作，在接料块4转动的过程中，定位组件同时对物料10的位置进行限位以及定位调整；
[0038]
此翻转机构可应用于摆盘机，在固定板1的下方设有安装座12，用于安装在摆盘机上或者其他需要翻转机构的机器上，在翻转机构的外侧可套设有外壳11，外壳11的顶面设置有用于接收掉落的物料10的开口；在摆盘机的装填位物料10掉落时，下落至开口处与限位杆 3接触完成翻转，然后驱动部5带动接料块4运动至其顶面为水平，通过摆盘机的转盘吸嘴 13将翻转定位后的物料10夹取运输至摆盘机的下一工序，物料10被夹取走后，驱动部5再次驱动接料块4恢复初始状态，由此重复上述动作连续完成对物料10的翻转工作。
[0039]
上述技术方案的有益效果：通过物料10与限位杆3接触而实现翻转，减小了翻转过程的运动幅度，不容易出现甩料和损伤物料10的情况，通过定位组件能够对物料10的翻转过程进行限位，且在接料块4运动至水平状态的过程中能够对物料10进行定位调整；通过驱动部 5驱动摆块2带动接料块4运动，使翻转后的物料10处于水平状态，便于取料，翻转机构的结构简单，占用空间小，降低了生产成本。
[0040]
在一个实施例中，所述定位组件包括：限位块6，所述限位块6固定设置在所述固定板1 上，所述限位块6的顶端设置在所述接料块4的一侧，用于与所述接料块4配合对掉落翻转后的物料10进行限位。
[0041]
上述技术方案的工作原理和有益效果：限位块6能够在左右方向上对物料10进行限位，物料10翻转至倾斜的接料块4上时，物料10的一侧与限位块6接触进行限位，随着接料块4向水平取料位置的运动，物料10能够与限位块6进行接触限位，保证物料10在左右方向上位置的准确性。
[0042]
在一个实施例中，所述摆块2上设有用于与所述驱动部5的输出轴固定连接的第一安装孔210，以及用于固定连接轴的第二安装孔220，所述连接轴与所述接料块4转动连接。
[0043]
上述技术方案的工作原理和有益效果：第一安装孔210设于第二安装孔220的下方，驱动部5设置在固定板1远离摆块2的一侧，驱动部5的输出轴穿过固定板1与第一安装孔210 固定连接，输出轴与固定板1为转动连接，第二安装孔220内设置有连接轴，通过连接轴实现接料块4与摆块2的转动连接。
[0044]
在一个实施例中，所述摆块2的一侧通过l形板230连接有所述限位杆3，所述摆块2 相对的另一侧设有限位板240，所述固定板1上设有用于限制所述限位板240的第一限位柱 110以及用于限制所述摆块2的第二限位柱120。
[0045]
上述技术方案的工作原理和有益效果：限位杆3的轴线垂直于固定板1设置，限位杆3 随着摆块2一同运动，限位板240与摆块2连接为一体，通过第一限位柱110以及第二限位柱120对摆块2的运动进行限位，进而使得接料块4有两个极限位置，即倾斜接料位置和水平取料位置，从而保证限位杆3和接料块4运动位置的准确性，进而保证翻转过程的稳定性。
[0046]
在一个实施例中，所述接料块4包括：用于接收翻转后的物料10的接料板410，所述接料板410靠近所述固定板1的一端设有与所述连接轴转动连接且与所述固定板1活动连接的滑动板420。
[0047]
上述技术方案的工作原理和有益效果：接料板410用于承载翻转后的物料10，滑动板420 与固定板1为平行设置，与接料板410为垂直设置，滑动板420能够受摆块2的驱动带动接料板410进行运动，滑动板420在运动的过程中与固定板1之间为滑动限位连接，保证滑动板420运动的稳定性，进而保证接料块4整体运动的平稳性，能够更好的承载物料10。
[0048]
在一个实施例中，所述接料板410靠近所述限位块6的一侧设有可使所述限位块6穿过的槽口411以及凸出于所述接料板410顶面设置的限位凸出部412，所述限位块6靠近所述接料板410的一侧设有第一倾斜面610，所述第一倾斜面610上设有气孔611，所述气孔611 用于在物料10进行翻转时提供辅助翻转动力，所述接料板410的顶面设有用于固定翻转后的物料10的吸口413。
[0049]
上述技术方案的工作原理和有益效果：接料板410上设置的槽口411能够使得物料10与限位块6的第一倾斜面610进行接触，此时物料10与限位凸出部412未接触，随着接料板 410的旋转，直至物料10受到限位凸出部412的限位时，物料10与第一倾斜面610脱离接触，但此时的接料板410还未运动至水平取料位置；吸口413与抽吸装置连接，用于在吸口 413提供负压以形成对物料10的吸附作用，其在物料10与限位凸出部412未接触之前，提供的吸附力应能够使得物料10在垂直于接料板410顶面的重力的分力与吸附力的和作用于接料板410上的正压力产生的最大静摩擦力小于物料10在平行于接料板410顶面的重力分力；在物
料10与限位凸出部412接触之后，吸口413提供的吸附力能够保证物料10不会从接料板410上滑落；
[0050]
在物料10与限位杆3接触翻转时，若是翻转之后的物料10未与接料410贴合，而是与倒向限位块6的一侧，此时，可通过第一倾斜面610上设置的与供气装置连通的气孔611提供吹力，使物料10向接料板410的一侧倾倒，而完成翻转，保证物料10翻转的稳定性。
[0051]
在一个实施例中，所述滑动板420上设有与所述连接轴转动连接的第三安装孔421，所述滑动板420上还设有滑槽422，所述固定板1上设有限位轴130，所述限位轴130上转动设有转动套140，所述转动套140外周面的两端设有环形挡板141，两个所述环形挡板141之间的所述转动套140限位连接在所述滑槽422内。
[0052]
上述技术方案的工作原理和有益效果：连接轴与第三安装孔421之间可通过轴承转动连接，实现滑动板420与摆块2的转动连接；滑槽422内以滑动和滚动配合的方式与限位轴130 连接，滑槽422限位连接在两个环形挡板141之间的转动套140外侧，在滑动板420相对于固定板1转动时，转动套140能够在滑槽422内滑动，且转动套140能够相对于滑槽422进行转动，形成对固定板1对接料块4的活动限位，同时又能够保证接料块4运动的灵活性。
[0053]
在一个实施例中，所述定位组件还包括：挡块7和定位块8，所述接料块4的顶面靠近所述固定板1的一侧设有所述挡块7，所述限位块6的前侧设有用于调整物料10前后位置的所述定位块8，所述定位块8和所述挡块7相对的一面顶端分别设有第二倾斜面810和第三倾斜面710；
[0054]
所述定位块8通过驱动组件驱动其在前后方向上直线往复运动，所述定位块8和挡块7 之间的距离包括：用于限制物料10掉落的第一距离，以及用于在前后方向调整物料10在所述接料块4顶面位置的第二距离，所述第一距离大于第二距离。
[0055]
上述技术方案的工作原理和有益效果：第二倾斜面810和第三倾斜面710的设置是为了保证物料10翻转后不会与挡块7和定位块8卡住，能够使得物料10顺利翻转至接料板410 上，第一距离大于物料10在前后方向的长度，当物料10翻转至接料板410上时，此时驱动组件工作，控制定位块8移动，则定位块8与物料10的前侧接触，从而推动物料10向挡块 7的一侧移动，定位块8移动至与挡块7之间的距离为第二距离时停止驱动组件的工作，此时物料10刚好限位在定位块8与挡块7之间，形成对物料10前后方向的定位，提升转盘吸嘴13夹取物料10位置的准确性，使得物料10在翻转过程中就完成定位，提升生产效率。
[0056]
在一个实施例中，还包括：用于控制所述驱动部5工作的控制部，所述控制部包括：用于检测所述限位板240和第一限位柱110接触的第一位置检测模块、用于检测所述摆块2与第二限位柱120接触的第二位置检测模块、以及用于检测所述接料块4上是否有物料10的物料检测模块；
[0057]
若所述第一位置检测模块检测到所述限位板240与第一限位柱110接触，则所述接料块4位于倾斜接料位置，通过所述物料检测模块检测物料10掉落至所述接料块4上时，控制所述驱动部5带动所述接料块4旋转至水平取料位置；
[0058]
若所述第二位置检测模块检测到所述摆块2与第二限位柱120接触，则所述接料块4位于水平取料位置，通过物料检测模块检测所述接料块4上的物料10被取走时，控制所述驱动部5带动所述接料块4旋转至倾斜接料位置。
[0059]
上述技术方案的工作原理和有益效果：通过第一位置检测模块以及第二位置检测
模块可以获知接料块4的位姿，通过物料检测模块可以检测接料块4上是否有物料10，以判断接料块4上物料10的情况，进而控制驱动部5的工作，保证物料10在翻转时的稳定性以及取料时的稳定性，防止物料10在翻转未到位时接料块4开始运动，以及防止物料10处于水平状态未被取走时接料块4开始运动，保证翻转机构工作的连续性和稳定性。
[0060]
在一个实施例中，还包括：调节器，所述调节器用于调节所述吸口413对物料10的吸附力，以使所述定位组件能够在所述接料块4由倾斜接料位置运动至水平取料位置过程中对物料10的位置进行调节；
[0061]
其中，所述控制器调节所述吸口413吸附力包括：
[0062]
步骤1、在所述接料块4由倾斜接料位置运动至水平取料位置过程中，确定随所述接料块4运动的每一时刻所需要的预设吸附力；
[0063]
步骤2、依据所述预设吸附力确定所述吸口413内的第一压强，以及所述吸口413与抽吸装置连通处的第二压强，获得与所述预设吸附力对应的第一压强和第二压强之间的压强差；
[0064]
步骤3、通过所述控制器将当前时刻检测的压强差调整为与所述预设吸附力对应的压强差；
[0065]
其中，所述控制器对所述压强差调节过程为：
[0066]
步骤a1、建立所述控制器的控制模型函数：
[0067][0068]
其中，y为控制模型函数输出的控制量，mi为输入的第i个压强差对应的计算因子，e为数学常数，xi为输入的第i个压强差，x为n个压强差的中心，μ为在控制模型函数训练时输入的压强差被缩放的程度，n为偏置值；
[0069]
步骤a2、建立用于补偿控制模型函数输出控制量的补偿量
[0070][0071]
其中，w1为当前时刻t2需要的预设压强差对应的占空比，w2为前一时刻t1的压强差对应的占空比，t为所述接料块4由倾斜接料位置运动至水平取料位置所用的时间；
[0072]
步骤a3、根据步骤a1和步骤a2得到当前时刻对吸附力调节需要的真实控制量y
′
：
[0073][0074]
通过真实控制量y
′
对当前时刻的压强差进行调节。
[0075]
上述技术方案的工作原理和有益效果：在接料块4由倾斜接料位置运动至水平取料位置过程中，接料板410顶面与水平面的夹角逐渐减小；
[0076]
对于限位块6对物料10左右方向上的限位调整在物料10与限位凸出部412接触之前，主要取决于物料10自身受重力且能够沿着倾斜的接料板410移动与限位块6接触，此时，抽吸装置提供的吸附力应能够使得物料10在垂直于接料板410顶面的重力的分力与吸附力的和作用于接料板410上的正压力产生的最大静摩擦力小于物料10在平行于接料板410顶面的重力分力；
[0077]
对于定位块8对物料10前后方向上的限位调整，可以开始于物料10与限位凸出部
412 接触之后，抽吸装置提供的吸附力应能够使得物料10在垂直于接料板410顶面的重力的分力与吸附力的和作用于接料板410上的正压力产生的最大静摩擦力小于定位块8对物料10的推动力；
[0078]
将接料块4由倾斜接料位置运动至水平取料位置的整个过程所需要的时间划分为多个时刻，划分标准可以依据接料块4的角度变化来确定，例如可以设定接料块4每旋转1度的角度所需要的时间，进而来确定每个时刻对应的角度以及所需要的吸附力，在本实施例中，对于吸附力的调节转换为对压强差的调节，由于吸口413具有一定容积的内腔，此处可设定为圆柱形的内腔，而吸口413与抽吸装置连接采用气管或是通气孔，通常气管或者通气孔的直径小于吸口413的内径，由于两者的截面积不同，则由吸口413流向气管或通气孔内的气体质量流量存在差异，当吸口413内的压强达到动态平衡时，吸口413与物料10稳定吸附，当吸口413与物料10接触间隙处有气体流通时，则第一压强和第二压强会发生变化，从而压强差改变，因此，可以通过调节压强差来对吸口413吸附物料10的吸附力进行调节；控制器通过调节占空比来控制压强差的变化，占空比越小，则吸口413处的压强差越大，则吸附力越小，在接料块4运动至水平取料过程中所需的吸附力逐渐减小，实现对吸附力的稳定调节；
[0079]
在控制器对压强差调节的过程中，步骤a1中的控制模型需要进行训练，通过训练后的控制模型进行控制，步骤a1中的mi＝aτi，a为惩罚系数，τi为第i个压强差的松弛因子，步骤a1中输出的控制量以及步骤a2中的补偿量相加即为真实的控制量即控制信号，通过补偿量实现对步骤a1中的控制量进行微调，使得调节之后的压强差更加准确，进而使得对于吸附力的调节控制更加精确，防止吸附力过大导致定位组件无法推动物料10，使得物料10 的位置无法进行调整，并且还会有损伤物料10的风险，同时还防止吸附力过小而导致对于物料10的吸附力不够，从而导致物料10在接料块4上很容易的发生移动，容易受到其它震动作用的影响而发生位置偏移，因此，采用上述方法对物料10的吸附力进行精准控制，以使得物料10能够在接料块4上接受定位组件的定位调整的同时，还能够保证其位置不轻易发生变化，提升定位的精准性。
[0080]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，因此不能理解为对本发明的限制。
[0081]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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在本发明中的具体含义。
[0082]
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节与这里示出与描述的图例。