一种三作业线三段式的备刀结构及设备的制作方法

本发明涉及钻针备刀，尤其涉及一种三作业线三段式的备刀结构及设备。

背景技术：

1、在pcb板（印制电路板）的钻孔加工中，同一块pcb板上通常存在多种不同直径的钻孔需求，部分工况还涉及铣刀、槽刀等不同类型的刀具。为满足这一需求，业内开发了可对刀具进行重新排版输出的备刀机，其基本工作方式是：通过对接人工、agv（人工或自动导引车）小车或大库，将统一规格的满刀具刀盒送入备刀机的暂存刀库，再根据现场工单需求，对刀具的直径规格进行重新组合，并将组合后的刀盒输出至下一工位。

2、目前常用的刀盒（或称日式刀盒）具有较高的存储密度，在约118×54×23.5mm的有限体积内，通过阵列排布可容纳50个刀具工位，刀具垂直插入存放，带刀状态下整体高度约为39mm，单盒重量约300g。与之匹配的刀具单只重量约2-5g，由刀柄、套环、刀身、刀尖组成，刀柄直径为3.175mm。在pcb六轴钻孔加工场景中，六轴钻孔机通过多主轴并列结构，在一次加工流程中同时完成多个孔的钻削，对产线前端的备刀效率提出了较高要求。在传统的刀具自动化生产与仓储场景中，备刀及退刀流程较多依赖人工作业，不仅效率较低，正确率也难以保证。随着5g通信、人工智能、半导体封装等下游领域的快速发展，pcb板的制造需求显著增长，市场对备刀机的产能和稳定性提出了更为苛刻的要求。

3、目前常见的自动备刀流程多采用“满盒入库→线体输送→满盒转运→备刀”的分步模式。来自大库或人工的满刀具刀盒先被存入刀库中，当产生备刀需求时，再从刀库中调取，经搬运机构送至备刀工位，由备刀机构从中取出所需刀具。然而，此类方案在实际应用中仍存在一些不足之处。

4、其一，流程中的搬运和等待环节较多，备刀周期较长，在需要高节拍生产时，难以充分满足产能要求。其二，备刀过程中产生的空刀盒通常无法在设备内部实现有效循环利用，仍需人工频繁补充空盒来维持设备运转，人工干预程度较高。其三，现有设备的备刀模式较为单一，大多按照工单顺序依次进行备刀，当遇到同一刀盒内大部分为同规格刀具、仅需混入少量其他规格刀具的情形时，常规做法往往需要将刀具分批取出再按新规格重新装入，动作较为冗余，备刀周期相对较长。其四，在满盒状态或需要部分抽取刀具（反抓）的情形下，库位、备刀工位、缓存位等工位之间缺乏有效的联动，整体产能受到一定制约。其五，现有方案多以单个刀盒为单位送出的方式为主，缓存量有限，人工或agv小车往返频次较高，对接流程较为繁琐。

5、综上，如何在保证备刀准确性的前提下简化流程、降低人工干预、提高多工位协同效率、减少外部对接频次，以及增强设备在满盒出料和反抓场景下的灵活性，成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种三作业线三段式的备刀结构及设备，以解决现有技术备刀流程效率低的问题。

2、本发明是通过以下技术方案实现的，提供一种三作业线三段式的备刀结构，包括：沿物料输送方向设置的三条作业线包括备刀作业线、满盒运送线和空盒运送线；沿物料输送方向依次划分有三个段包括存储运送段、交换段和堆叠出料段，所述备刀作业线的一侧设置有满盒运送线，另一侧设置有空盒运送线。

3、具体的，满盒运送线可以将满盒从存储运送段运送到堆叠出料段，空盒运送线可以将空盒从存储运送段运送到堆叠出料段。

4、具体的，交换段包含有交换平台和龙门备刀模组。

5、具体的，在堆叠出料段设置有刀盒抓取装置，该刀盒抓取装置可以将满盒抓取放入刀盘内。

6、具体的，在堆叠出料段设置有刀盒抓取装置，该刀盒抓取装置可以将满盒抓取放入刀盒暂存平台。

7、具体的，在堆叠出料段设置有刀盒抓取装置，该刀盒抓取装置可以将满盒抓取放入交换段内的交换平台上。

8、具体的，在堆叠出料段设置为上下两层和左右两区结构，所述左右两区结构包括满盒装盘区和出料装盘区，所述满盒装盘区和出料装盘区分别设置有下层进料层和上层出料层。

9、一种三作业线三段式的备刀设备，包括：沿物料输送方向设置的三个作业线包括备刀作业装置、满盒运送装置和空盒运送装置；所述备刀作业装置依次划分有三个段包括存储运送装置、交换装置和堆叠出料装置，所述备刀作业装置的一侧设置有满盒运送装置，另一侧设置有空盒运送装置。

10、具体的，所述堆叠出料装置和交换装置上方设置有龙门出料夹爪，用于夹取刀盒或托盘；

11、所述堆叠出料装置设置有满盒装盘装置和出料装盘装置，所述满盒装盘装置和出料装盘装置分别设置有下层进料装置和上层出料装置；

12、所述满盒装盘装置和出料装盘装置的下层进料装置分别设有逆物料输送方向的传输的导轨，所述满盒装盘装置的下层进料装置用于接收空托盘，所述出料装盘装置的下层进料装置用于接收带空盒托盘；

13、所述满盒装盘装置和出料装盘装置的上层出料装置分别设有顺物料输送方向的传输的导轨，用于堆叠出料。

14、具体的，所述满盒运送装置连接存储运送装置和满盒装盘装置，用于输送存储运送装置输出的满刀盒以实现满刀盒直接出料，所述满盒装盘装置设置有满刀盒抓取装置，用于将满刀盒运输到交换装置进行抽取多余刀针的反抓出料。

15、具体的，所述满盒装盘装置的下层进料装置包括沿逆物料输送方向设置的满盒装盘第一导轨、满盒装盘第二导轨和满盒装盘第三导轨和满盒装盘第四导轨；

16、所述满盒装盘第一导轨用于接收空托盘堆叠并将其拆分为单个空托盘，满盒装盘第二导轨用于接收满盒装盘第一导轨输送来的空托盘，满盒装盘第三导轨用于接收满盒装盘第二导轨输送来的空托盘，其上放置的空托盘用于接收满盒装盘装置输送过来的满刀盒，形成满刀盒托盘，所述满盒装盘第四导轨的传输方向可改变，其用于接收满盒装盘第三导轨输送过来的满刀盒托盘，所述满盒装盘第四导轨设置有顶升装置，用于将满盒装盘第四导轨顶升与满盒装盘装置的上层出料装置交互；

17、满盒装盘装置的上层出料装置包括沿其传输流线依次设置的满盒装盘第五导轨、满盒装盘第六导轨和满盒装盘第七导轨，所述满盒装盘第五导轨用于接收并放置满盒装盘第四导轨输送来的满刀盒托盘，所述满盒装盘第六导轨用于接收满盒装盘第五导轨传输来的托盘，用于停放满出料盒托盘或满刀盒托盘，所述满盒装盘第七导轨用于接收满出料盒托盘堆叠。

18、具体的，所述空盒运送装置连接交换装置和出料装盘装置，用于输送空盒以实现空盒使用。

19、具体的，所述空盒运送装置包括空盒传输流线、空盒转接流线和空盒移载模组，所述空盒转接流线设置在交换装置空盒输出端，所述空盒传输流线平行设置在备刀作业装置一侧，输入端对接空盒转接流线输出端，输出端对接出料装盘装置，所述空盒运送装置设置有空刀盒抓取装置，用于将空盒运输到交换装置进行备刀。

20、具体的，所述出料装盘装置的下层进料装置包括沿逆物料输送方向设置的出料装盘第一导轨、出料装盘第二导轨、出料装盘第三导轨和出料装盘第四导轨，所述出料装盘第一导轨用于接收带空盒托盘堆叠并将其拆分为单个带空盒托盘传输，所述出料装盘第二导轨用于接收出料装盘第一导轨传输过来的带空盒托盘，所述出料装盘第三导轨接收出料装盘第二导轨传输过来的带空盒托盘，所述出料装盘第四导轨的传输方向可改变，其用于接收出料装盘第三导轨输送过来的带空盒托盘，所述出料装盘第四导轨设置有顶升装置，用于将出料装盘第四导轨顶升与出料装盘装置的上层出料装置交互；

21、所述出料装盘装置的上层出料装置沿其传输流线依次设置有出料装盘第五导轨、出料装盘第六导轨和出料装盘第七导轨，所述出料装盘第五导轨用于接收出料装盘第四导轨输送来的空盒托盘，所述出料装盘第六导轨用于接收出料装盘第五导轨传输来的出料盒托盘，所述出料装盘第七导轨用于接收出料装盘第六导轨的出料盒托盘进行合盘堆叠并输出。

22、具体的，所述满盒装盘第一导轨、出料装盘第一导轨、满盒装盘第七导轨和出料装盘第七导轨处设置有拆盘机构，用于对叠放的多层托盘进行拆垛或将多个托盘堆垛为多层托盘；

23、所述满盒装盘装置的满盒装盘第二导轨与出料装盘装置的出料装盘第二导轨之间设置有跨通道搬运装置，用于将空托盘从满盒装盘第二导轨夹取并搬运至出料装盘第二导轨；

24、所述出料装盘第三导轨与空盒传输流线的输出端对接，所述出料装盘第三导轨还用于接收出料装盘第二导轨输送来的空托盘，所述空托盘用于接收空盒传输流线输送来的空刀盒，形成空刀盒托盘。

25、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

26、（1）本备刀结构通过设置并行的备刀作业线、满盒运送线和空盒运送线，使满刀盒的直接出料、空盒的循环利用和正常备刀作业三条物料路径各自独立、互不干扰。满刀盒可通过满盒运送线直送至堆叠出料段出料，空盒可通过空盒运送线从交换段循环至堆叠出料段再利用，备刀作业线专注于刀针的重新排版，实现了多种工作模式的并行作业，大幅提升了备刀系统的整体产能和物料流转效率。

27、（2）本备刀结构在堆叠出料段采用上下两层和左右两区的布局，左右两区分别为满盒装盘区和出料装盘区，分别处理满盒出料和备刀出料，上下两层分别实现下层进料和上层出料，物料流向清晰，互不干涉。通过龙门出料夹爪在满盒装盘区与出料装盘区之间调度托盘和刀盒，实现了满盒直送、正常备刀出料、反抓出料和空盒循环等多种工作模式的灵活切换。

28、（3）本备刀结构通过交换段内备刀载台的双工位设计和四载台交替协作机制，使备刀载台可跟随机械手同步移动，形成动态的移动式缓存，消除了传统固定缓存区的容量限制和备刀行程过长的问题，备刀装置可连续不间断工作，显著提升了单次备刀的效率。

29、（4）本备刀结构通过满盒装盘区和出料装盘区统一采用逆物料输送方向的下层进料导轨和顺物料输送方向的上层出料导轨，并配合拆盘机构、顶升装置和跨通道搬运装置，实现了空托盘在满盒装盘区与出料装盘区之间的自动调度和上下层之间的自动转运，减少了人工干预，提高了自动化程度。