一种电子元件插装装置的制作方法

本实用新型涉及电子元件插装领域，特别涉及一种电子元件插装装置。

背景技术：

随着科技的进步与电子产业的高速发展，电路板作为电子元器件的重要载体的，其应用领域和市场需求量逐年增大。自动化的电子元件插装技术是提高各类电路板件产量和降低生产成本的重要手段，现有技术插装通常采用具有三个旋转关节和一个移动关节的工业机器人来移动夹取装置，夹取电子元件后，通过工业机器人的关节向下移动，将电子元件插装到电路板上。由于电子元件和电路板具有外观形状不规则，视觉识别困难等特点，现有技术仍存在某些不足，主要表现为：

1)夹取装置无法准确夹取电子元件，无法准确插进电路板上；

2)对需要额外施加压力插装的电子元件插装不够牢固。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是：提供一种电子元件插装装置，其能准确夹取电子元件并准确插装到电路板上。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种电子元件插装装置，包括图像采集装置、图像处理装置、工业机器人、控制装置、夹取装置和压力装置，图像处理装置与图像采集装置信号连接，用于处理图像采集装置采集到的电子元件和电路板的图像，控制装置控制工业机器人、夹取装置和压力装置动作，工业机器人能够在控制装置的控制下改变夹取装置的位置和角度，夹取装置用于夹取或放置电子元件，压力装置能够在夹取装置放置的电子元件上施加压力。针对电子元件或者电路板不同的摆放角度、摆放位置，工业机器人通过对夹取装置进行位置和姿态的纠偏，夹取装置能准确地夹取电子元件并准确地插装到电路板上，提高了自动化插装效率。控制装置可以控制压力装置对电子元件施加压力，因此能够对需要额外施加压力进行插装的电子元件施加压力进行插装，使插装更稳固，插装的电路板更可靠。

优选的，所述工业机器人为具有三个旋转关节和一个移动关节的工业四自由度机器人，工业机器人包括基座、第一旋转臂、第二旋转臂、丝杆，所述第一旋转臂的一端铰接于基座，第一旋转臂的另外一端铰接第二旋转臂的一端，第二旋转臂的另外一端转动连接丝杆。

进一步，丝杆下端连接夹取装置和压力装置，工业机器人通过旋转第一旋转臂和第二旋转臂调整夹取装置和压力装置在水平面的位置，丝杆上下运动调整夹取装置和压力装置与电子元件或者电路板之间的距离，通过丝杆绕自身轴的旋转动作调整夹取装置和压力装置的角度。通过第一旋转臂、第二旋转臂和丝杆的设置，能根据电子元件和电路板不同的摆放位置和摆放角度，灵活地调整夹取装置和压力装置位置和角度，因此能准确地夹取电子元件并准确地插装到电路板上。

优选的，压力装置包括呈矩形阵列排布的第一压力装置、第二压力装置、第三压力装置和第四压力装置。

进一步，夹取装置位于矩形阵列的中心。采用这种结构后，第一压力装置、第二压力装置、第三压力装置和第四压力装置均能够对位于其中心的电子元件施加压力，插装方案更丰富，插装更可靠。

优选的，控制装置包括气源和第一电磁换向阀，夹取装置通过第一电磁换向阀与气源连通。

进一步，控制装置还包括第二电磁换向阀，第二电磁换向阀同时控制位于矩形阵列对角线的两个压力装置。

进一步，控制装置还包括第三电磁换向阀，第三电磁换向阀同时控制位于矩形阵列另一对角线的两个压力装置。通过各个电磁换向阀控制不同的压力装置分别或组合动作，就能够使第一压力装置、第二压力装置、第三压力装置和第四压力装置对电子元件分别或者组合施加压力，以满足不同类型的电子元件的插装要求。夹取装置和压力装置的多种控制组合方式大大提升了面向不同元件插装过程的通用性和适应能力。

总的说来，本实用新型具有如下优点：

针对电子元件或者电路板不同的摆放角度、摆放位置，工业机器人通过对夹取装置进行位置和姿态的纠偏，夹取装置能准确地夹取电子元件并准确地插装到电路板上，提高了自动化插装效率。控制装置可以控制压力装置对电子元件施加压力，对需要额外施加压力进行插装的电子元件施加压力进行插装，使插装更稳固。夹取装置和压力装置的多种控制组合方式大大提升了面向不同元件插装过程的通用性和适应能力。

附图说明

图1为本实用新型一种电子元件插装装置的压力装置的结构示意图。

图2为本实用新型一种电子元件插装装置的插装装置使用中的示意图。

图3为本实用新型一种电子元件插装装置的插装装置使用中另一个视角的示意图。

图4为本实用新型一种电子元件插装装置的压力装置的控制原理示意图。

其中图1～图4中包括有：

11——基座、12——第一旋转臂、13——第二旋转臂、14——丝杆；

21——夹口；

31——第一压力装置、32——第二压力装置、33——第三压力装置、34——第四压力装置；

41——第一电磁换向阀、42——第二电磁换向阀、43——第三电磁换向阀、44——气源、45——速度控制阀、46——过滤减压阀；

51——第一工作台、52——第二工作台。

具体实施方式

下面来对本实用新型做进一步详细的说明。

如图1～图4所示，一种电子元件插装装置，包括图像采集装置、图像处理装置、工业机器人、控制装置、夹取装置和压力装置，待插装电子元件和待插装电路板设置于第一工作台51上，工业机器人设置于第二工作台52上。图像处理装置与图像采集装置信号连接，用于处理图像采集装置采集到的电子元件和电路板的图像，控制装置控制工业机器人、夹取装置和压力装置动作，工业机器人能够在控制装置的控制下改变夹取装置的位置和角度，夹取装置用于夹取或放置电子元件，压力装置能够在夹取装置放置的电子元件上施加压力。图像处理装置能够对图像采集装置采集到的电子元件和电路板的图像进行特征参数提取，电子元件和电路板根据以上特征参数能够进行自适应匹配，无需人工事先将电子元件和电路板参数进行设定，大大提高了电子元件的自动化插装效率。针对电子元件或者电路板不同的摆放角度、摆放位置，工业机器人通过对夹取装置进行位置和姿态的纠偏，夹取装置能准确地夹取电子元件并准确地插装到电路板上，提高了自动化插装效率。控制装置可以控制压力装置对电子元件施加压力，因此能够对需要额外施加压力进行插装的电子元件施加压力进行插装，使插装更稳固，插装的电路板更可靠。

工业机器人为具有三个旋转关节和一个移动关节的工业四自由度机器人，工业机器人包括基座11、第一旋转臂12、第二旋转臂13、丝杆14，所述第一旋转臂12的一端铰接于基座11，第一旋转臂12的另外一端铰接第二旋转臂13的一端，第二旋转臂13的另外一端转动连接丝杆14，丝杆14下端连接夹取装置和压力装置，工业机器人通过旋转第一旋转臂12和第二旋转臂13调整夹取装置和压力装置在水平面的位置，丝杆14上下运动调整夹取装置和压力装置与电子元件或者电路板之间的距离，通过丝杆14绕自身轴的旋转动作调整夹取装置和压力装置的角度。通过第一旋转臂12、第二旋转臂13和丝杆14的设置，能根据电子元件和电路板不同的摆放位置和摆放角度，灵活地调整夹取装置和压力装置位置和角度，因此能准确地夹取电子元件并准确地插装到电路板上。

压力装置包括呈矩形阵列排布的第一压力装置31、第二压力装置32、第三压力装置33和第四压力装置34，夹取装置位于矩形阵列的中心。采用这种结构后，第一压力装置31、第二压力装置32、第三压力装置33和第四压力装置34均能够对位于其中心的电子元件施加压力，插装方案更丰富，插装更可靠。

控制装置包括气源44、第一电磁换向阀41、第二电磁换向阀42和第三电磁换向阀43，夹取装置通过第一电磁换向阀41与气源44连通，第一压力装置31和第三压力装置33分别通过第二电磁换向阀42与气源44连通，第二压力装置32和第四压力装置34分别通过第三电磁换向阀43与气源44连通。通过各个电磁换向阀控制不同的压力装置分别或组合动作，就能够使第一压力装置31、第二压力装置32、第三压力装置33和第四压力装置34对电子元件分别或者组合施加压力，以满足不同类型的电子元件的插装要求。

本实施例中，第一压力装置31、第二压力装置32、第三压力装置33和第四压力装置34分别为第一气缸、第二气缸、第三气缸和第四气缸。通过对第一电磁换向阀41、第二电磁换向阀42和第三电磁换向阀43输入不同的指令组合，分别实现对通孔插装异型元件、对角受力插装异形元件和四角受力异型元件的有效插装。针对常规通孔插装元件，可在元件夹取位置处，使第一电磁换向阀41的et2得电，et1失电对异型元件进行夹取，当所述待插装元件到达插件位置时，使第一电磁换向阀41的et1得电，et2失电对异型元件进行放置；针对对角受力插装异型元件，在插件位置处，使第一电磁换向阀41的et1得电，et2失电对异型元件进行放置，并使第二电磁换向阀42的et3或第三电磁换向阀43的et4得电，使第一气缸和第三气缸的顶出或第二气缸和第四气缸的顶出，进行异型元件的插装；针对四角受力的异型元件，在插件位置处，使第一电磁换向阀41的et1得电，et2失电对异型元件进行放置，并使第二电磁换向阀42的et3和第三电磁换向阀43的et4得电，使第一气缸、第二气缸、第三气缸和第四气缸同时顶出，实现异型元件的插装。

夹取装置和压力装置的多种控制组合方式大大提升了面向不同元件插装过程的通用性和适应能力。

控制装置还包括速度控制阀45，速度控制阀45设置在夹取装置和第一电磁换向阀41之间，用于控制夹口21打开或关闭的速度。采用这种结构后，方便调节夹取或放置电子元件的速度，有利于控制电子元件插装的速度。

控制装置还包括过滤减压阀46，过滤减压阀46靠近气源44设置。过滤减压阀46能提供减压稳压作用，使压力装置夹取、放置电子元件或在电子元件上施加压力的过程更加平稳。

总的说来，本实用新型具有如下优点：

针对电子元件或者电路板不同的摆放角度、摆放位置，工业机器人通过对夹取装置进行位置和姿态的纠偏，夹取装置能准确地夹取电子元件并准确地插装到电路板上，提高了自动化插装效率。控制装置可以控制压力装置对电子元件施加压力，对需要额外施加压力进行插装的电子元件施加压力进行插装，使插装更稳固。夹取装置和压力装置的多种控制组合方式大大提升了面向不同元件插装过程的通用性和适应能力。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。