一种用于零散元器件的供料装置的制作方法

1.本发明涉及电子元器件插装技术领域，特别涉及一种用于零散元器件的供料装置。


背景技术：

2.家电、通讯、消费电子、汽车电子、仪表仪器等行业的pcb板中较多使用带引脚或针脚的连接器、端口插座(如usb等)、方形电容等，这些元器件为异形元器件，其包装方式一般是零散袋装或盒装。为导入这些元器件的自动化插装作业，目前在异形插装机采用的供料装置主要有两种结构形式。一种是柔性供料装置，通过多向振动耦合使零散元器件在物料盘内做各种形式的移动和翻转，随后采用ccd相机和抓取系统，对特定位姿的单个元器件实现定位抓取。柔性供料装置可借助更换物料盘、振动形式的软件编程等兼容多种零散料元器件。然而，柔性供料装置的定向抓取效率不高，难以实现小型化；其机构复杂且位姿的调整需多次试凑，在拥有成本、插装速度和供料装置的容纳数目等方面的缺陷明显，因此其当前在异形插装机中的应用推广困难。另一种是传统振动盘供料装置，零散元器件在圆振内受振动沿螺旋料道上升，经过一系列料道的筛选或者姿态调整后的元器件定向排列整齐，然后通过直振将定向排列好的零散元器件输送到直振料道的预定位置。由于其制作较简单、技术成熟且价格适中，目前依然是异形插装机的首选。但传统振动盘存在不少缺点，如元器件兼容性差、频繁卡料故障、元器件表面易刮伤、运行噪音大等。另外，在异形插装机使用时因振动盘的体积较大，空间利用率低，搬移对位不便，故障维护困难，较大幅度地制约了振动盘在异形插装机中的应用。
3.除上述供料结构形式外，传统振动盘的直振料道末端取料位置上的零散元器件位姿的后处理也是当前面临的难题。零散元器件传送到取料位置时因其本体的尺寸变化出现姿态偏斜，导致料道中的卡料、取料报警故障。对体积较小的元器件，由于表面偏斜且位置偏移，造成真空吸取困难。元器件的引脚或针脚在运输或处理过程的变形在所难免，使得元器件无法满足插装条件，抛料次数多，严重影响了异形插装机的产能。


技术实现要素：

4.本发明针对现有零散元件器供料装置存在的不足，旨在解决现有技术中的难点。为此，本发明提供一种用于零散元器件的供料装置，通过供料和位姿后处理的新型结构和功能集成融合，实现供料装置的小型和轻量化，不仅可实现高效的供料，提升取料和插装良率，而且在异形插装机的单边空间容纳更多数量的供料装置。
5.本发明的用于零散元器件的供料装置，包括固定底板，所述固定底板上依次设置有料仓、振动送料机构和后处理单元，其中
6.所述料仓内设有皮带传输机构、回流引导挡板以及导向挡板，所述皮带传输机构对接所述振动送料机构，所述皮带传输机构包括第一输送皮带和第二输送皮带，所述导向挡板布置于所述第一输送皮带上方，且所述导向挡板上设有选向挡条，所述回流引导挡板
布置于所述第二输送皮带上方，所述第一输送皮带将放置在所述料仓内的元器件朝向所述振动送料机构输送，所述导向挡板和所述选向挡条共同作用，以将不符合摆放状态的元器件筛选至所述第二输送皮带上，通过所述回流引导挡板以将筛选至所述第二输送皮带上的元器件引导回流至所述第一输送皮带上；
7.所述振动送料机构包括分向料道、定向料道和振动器，所述分向料道的一端对接所述第一输送皮带，另一端对接所述定向料道的一端，所述定向料道的另一端对接所述后处理单元，所述振动器用于驱动所述分向料道和所述定向料道振动，以使所述分向料道对所述第一输送皮带输送过来的元器件进行筛选并输送至所述定向料道，以及所述定向料道对所述分向料道筛选好的元器件进行翻转并输送至所述后处理单元；
8.所述后处理单元包括分料机构、定位机构和整形机构，所述分料机构将所述定向料道输送而至的元器件依次举升到所述定位机构进行定位，通过所述整形机构对定位好的元器件针脚进行整形。
9.优选的，所述第一输送皮带水平设置，所述第二输送皮带倾斜设置，所述第二输送皮带的一端低于所述第一输送皮带，所述第二输送皮带的另一端高于所述第一输送皮带。
10.优选的，所述第二输送皮带的输送速度大于所述第一输送皮带线的输送速度。
11.优选的，所述料仓包括竖直设置的第一立板和第二立板，所述第一立板和所述第二立板构成所述料仓的两个侧壁，其中，所述第一输送皮带的一侧贴近所述第一立板，所述第一输送皮带的另一侧贴近所述第二输送皮带的一侧，所述第二输送皮带的另一侧贴近所述第二立板。
12.进一步地，所述分向料道上设有吹气管。
13.进一步地，所述分料机构包括分料气缸以及分料顶块，所述分料顶块上设有能与所述定向料道对接的分料凹槽，所述分料气缸用于驱动所述分料顶块上升至与所述定位机构对接。
14.进一步地，所述定位机构包括定位气缸、定位推块以及定位料道，所述分料顶块的所述分料凹槽上升至与所述定位料道对接后，所述分料顶块位于所述定位推块与所述定位料道之间，通过所述定位气缸驱动所述定位推块朝向所述定位料道运动，从而将所述分料凹槽上的元器件推送到所述定位料道的基准面进行定位。
15.进一步地，所述整形机构包括整形气缸、整形治具以及整形凹槽，所述整形凹槽位于所述定位料道的底部，所述整形治具位于所述整形凹槽的下方，通过所述整形气缸驱动所述整形治具的两个夹块相向运动，以对从所述整形凹槽露出的元器件针脚进行整形。
16.优选的，两块所述夹块相向的一面上设有“v”型槽。
17.本发明摒弃以往用圆振盘、料道和直线供料器的整列定向结构，具有以下的有益效果：
18.1、采用双输送皮带循环送料并配合导向、选向、分向、定向等多级筛选，不仅能提供连续且准确的供料，而且实现供料装置的小型和轻量化，便于搬移、更换和维护，还能大幅度降低噪音，降低振动对异形插装机精度的影响；
19.2、一台异形插装机的单边空间可以放置多个本发明的供料装置，有效地利用插件机的供料空间，可解决振动盘供料器因外形尺寸占用空间多的瓶颈；
20.3、将零散元器件的位姿后处理，即分料、定位、整形等功能有机集成融合，大幅度
降低元器件的卡料率，提升元器件的取料和插装良率。另外通过更换少量工件或单元，兼容尺寸和形状有差异的零散元件，提升零散元器件更换的柔性。
附图说明
21.下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；
22.图1是本发明实施例的结构示意图一；
23.图2是本发明实施例的结构俯视图；
24.图3是图1中a处的放大示意图；
25.图4是本发明实施例的结构示意图二；
26.图5是本发明实施例中后处理单元的结构示意图一；
27.图6是本发明实施例中后处理单元的结构示意图二。
具体实施方式
28.本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，进而能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
29.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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。
30.在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
31.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
32.参照图1、图2和图3，本发明实施例中的用于零散元器件的供料装置包括固定底板100，固定底板100作为安装的基准，且固定底板100上依次设置有料仓180、振动送料机构200以及后处理单元300，其中料仓180用于放置零散的元器件400，对零散的元器件400进行储料、输送、导向及选向排列。
33.料仓180内设有皮带传输机构、回流引导挡板160以及导向挡板150，皮带传输机构对接振动送料机构200，皮带传输机构包括第一输送皮带130和第二输送皮带140，导向挡板150布置于第一输送皮带130的上方，且导向挡板150上设有选向挡条151，回流引导挡板160布置于第二输送皮带140的上方，第一输送皮带130将放置在料仓180内的元器件400朝向振动送料机构200输送，导向挡板150和选向挡条151共同作用，以将不符合摆放状态的元器件400筛选至第二输送皮带140上，通过回流引导挡板160以将筛选至第二输送皮带140上的元器件400引导回流至第一输送皮带130上。
34.振动送料机构200包括分向料道210、定向料道230和振动器220，分向料道210的一
端对接第一输送皮带130，另一端对接定向料道230的一端，定向料道230的另一端对接后处理单元300，振动器220用于驱动分向料道210和定向料道230振动，以使分向料道210对第一输送皮带130输送过来的元器件400进行筛选并输送至定向料道230，以及定向料道230对分向料道210筛选好的元器件400进行翻转并输送至后处理单元300。
35.后处理单元300包括分料机构、定位机构和整形机构，分料机构将定向料道230输送而至的元器件400依次举升到定位机构进行定位，通过整形机构对定位好的元器件400针脚进行整形。
36.现结合附图1进行详细的讲解，其中，皮带传输机构包括第一输送皮带130、第二输送皮带140且均设置于料仓180的内部，第一输送皮带130水平设置，第二输送皮带140倾斜设置，第二输送皮带140的一端低于第一输送皮带130，第二输送皮带140的另一端高于第一输送皮带130。具体的，第一输送皮带130水平设置，第二输送皮带140倾斜一个角度布置，其一端低于第一输送皮带130(高度较低端)，另一端高于第一输送皮带130(高度较低端)。在高度较低端区域，第一输送皮带130上的元器件400在重力作用下可掉落至第二输送皮带140上。在高度较高区域，第二输送皮带140沿其上的箭头方向的一端设有回料引导挡板160，用于引导元器件400流向第一输送皮带130上，高低落差的设置，用以实现元器件400在第一输送皮带130与第二输送皮带140之间持续不间断的输送循环。
37.如图1、图2、图3以及图4所示，导向挡板150安装于第一输送皮带130的上方，导向挡板150包括第一连接段152和第二连接段153；第一连接段152与第一输送皮带130的输送方向平行(图2所示的箭头方向)，且第一连接段152在第一输送皮带130邻近第二输送皮带140的一侧形成仅供单个元器件400通过的供料通道170，供料通道170与分向料道210对接(参照图4)。导向挡板150的第二连接段153的一端与第一连接段152平滑连接，另一端沿元器件400在料仓180内容纳空间逐渐变大的方向，斜向延伸与料仓180的内壁贴合。通过第二连接段153的斜向布置，多个元器件400沿图2的箭头方向由宽到窄排列，使得第一输送皮带130传送的元器件400在靠近供料通道170对接位置时元件数量减少，形成少层单列分布，多层重叠的部分元器件400和部分姿态的元器件400因其重力和第一输送皮带130的传输作用被剔除而掉落至第二输送皮带140上。另外，再参照图2，在第一输送皮带130沿箭头方向传输过程中，部分元器件400因之间的相互挤压及第一输送皮带130的传输作用而掉落在第二传输皮带140上，上述掉落的元器件400后续通过第二输送皮带140的输送及回料引导挡板160的引导重新回到第一输送皮带130上。
38.再参照图3，导向挡板150的第一连接段152朝向供料通道170上方延伸设置选向挡条151，选向挡条151与第一输送皮带130之间的高度差略大于元器件400选定姿态的高度尺寸，而且只允许此选定姿态的元器件400通过。第一输送皮带130输送多个元器件400，经过导向挡板150的排列剔除，元器件400在选向挡条151的作用下，仅选定姿态的元器件400可以通过，并被送至供料通道170上；其它姿态的元器件400被选向挡条151拦截，从第一输送皮带130的侧边掉落至第二输送皮带140上，这些掉落的元器件400后续通过第二输送皮带140的输送及回料引导挡板160的引导重新回到第一输送皮带130上。
39.上述的第一输送皮带130、第二输送皮带140、回流引导挡板160、导向挡板150、选向挡条151的互相配合，可实现连续的将元器件400依次整列成选定的姿态，达到持续不间断的送料和筛选循环效果。其次，导向挡板150和选向挡条151的导向和选向双重连续作用，
可消除元件400在料仓180的累积及在供料通道170内的拥塞，防止卡料。另外，从第一输送皮带130筛选出来的元器件400掉落至第二输送皮带140的过程中其姿态会自动调整，在下次输送循环时有一定概率调整为选定姿态，而且在皮带的缓冲作用下，能减轻元器件400掉落下来的冲击力，防止对元器件400引脚或针脚的损害。经过多次的输送筛选循环，元器件400的姿态将有较大的概率调整为选定姿态。
40.优选的，因第一输送皮带130在传输元件400的过程中受导向挡板150和选向挡板151的阻挡，为保持在送料筛选循环过程中的物料平衡，第一输送皮带130和第二输送皮带140的运行速度可分别独立进行调节，第二输送皮带140的输送速度大于第一输送皮带130的输送速度。
41.进一步地，参照图4，底座100安装有竖直设置的第一立板110和第二立板120，构成料仓180的两个侧壁。第一立板110贴合第一输送皮带130的一侧面，第二立板120贴合第二输送皮带140的一侧面，其贴合侧面的间隙设置得足够小，以避免元器件400的引脚或针脚进入间隙，导致卡料。
42.优选的，导向挡板150、回流引导挡板160与第一输送皮带130和第二输送皮带140之间的间隙设置得足够小，以避免元器件400的引脚或针脚进入间隙，导致卡料。
43.具体的，如图4所示，振动送料机构200包括分向料道210、定向料道230以及振动器220。分向料道210和定向料道230连接成一整体且设置在振动器220上，分向料道210的一端对接供料通道170，定向料道230的一端对接供料后处理单元300。具体的，分向料道210中设置缺口或斜坡等特征，使得元器件400在振动器220的作用下，仅选定姿态中的唯一分向姿态(本实施例图4所示的元器件400的选定姿态为平放，唯一的分向姿态是元器件400本体平放且引脚朝下姿态)能够通过分向料道210，其余的姿态则因元器件400在分向料道210的缺口或斜坡上不能维持平衡，受本身重力作用掉落到第二皮带传输线140上。定向料道230从分向料道210连接处朝向后处理单元300方向的前段设置成曲面引导料道，料道从竖直方向逐渐平滑过渡到水平方向。经过分向料道210的元器件400在振动器220的振动下，元器件400的姿态在引导料道中平滑调整，姿态改变90
°
，即从竖直方向逐渐平滑过渡到水平方向，进而定向为适合异形插装机吸取或夹取的姿态。定向料道230的后段为一水平设置的轨道，用于将定向的元器件400整列排序，送至供料后处理单元300。
44.优选的，在分向料道210的上方设有吹气管240，将不符合要求的元器件400的姿态剔除，提高元器件400的分向和定向准确率。
45.进一步地，如图4所示的实例中，分向料道210和定向料道230将元器件400的姿态通过引导料道改变90
°
，即从竖直改变成水平，引导料道可根据需要设置其它形状，将元器件400的姿态从水平改变成竖直，亦或维持水平或竖直的姿态不变。
46.优选的，如图5和图6所示，分料机构包括分料气缸320以及分料顶块321，分料顶块321上设有能与定向料道230对接的分料凹槽322，分料气缸320用于驱动分料顶块321上升至与定位机构对接。定位机构包括定位气缸331、定位推块332以及定位料道333，分料顶块321的分料凹槽322上升至与定位料道333对接后，分料顶块321位于定位推块332与定位料道333之间，通过定位气缸331驱动定位推块332朝向定位料道333运动，从而将分料凹槽322上的元器件400推送到定位料道333的基准面进行定位。整形机构包括整形气缸341、整形治具342以及整形凹槽311，整形凹槽311位于定位料道333的底部，整形治具342位于整形凹槽
311的下方，通过整形气缸341驱动整形治具342的两个夹块相向运动，以对从整形凹槽311露出的元器件400针脚进行整形。优选的，两块夹块相向的一面上设有“v”型槽。
47.参照图5和图6，后处理单元300将定向料道230上排列有序的元器件400进行分料、定位、整形，用于异形插装机的取料。具体地，后处理单元300包括分料机构、定位机构和整形机构。分料机构由分料气缸320、分料顶块321、分料到位感应器323等构成，其中分料气缸320的伸出轴杆与分料块321固定连接，分料顶块321上设有分料凹槽322。分料凹槽322具有避空从定向料道230传送来的元器件400的引脚或针脚的槽道，防止空间干涉。分料到位感应器323用于检测元器件400是否已到分料凹槽322的位置。如元器件400被分料到位感应器323感应，则分料气缸320动作，驱动分料顶块321经分料凹槽322将单个元器件400顶升到预定高度，使得单个元器件400与定向料道230的其它元器件400分离。
48.前述的定位机构包括定位气缸331、定位推块332以及定位料道333，其中定位气缸331的伸出轴杆与定位推块332固定连接，定位推块332呈“l”形状，定位料道333与定向料道230对接且位置邻近分料凹槽322。当元器件400通过定向料道230传送到分料凹槽322的位置且分料顶块321将元器件400顶到预定高度时，定位气缸331动作，驱动定位推块332将元器件400本体朝向定位料道333推动。在定位推块332的推动过程中，“l”型的定位推块332与元器件400本体的一个侧面接触，定位料道333对元器件400本体的另一个相邻面提供导向，进而矫正元器件400本体的位置和旋转偏差。
49.前述的整形机构包括整形气缸341、整形治具342、支撑板310以及元器件到位感应器343，其中支撑板310的上方安装元器件到位感应器343，整形治具342由两个相对平行设置的夹块组成，定位推块332推动元器件400的终止位置由定位料道333的基准面确定，限位起作用后，元器件400多增加一个定位面，这样元器件400有三个定位面，进一步加强元器件400本体的偏差纠偏效果，实现准确的位置定位。当以上三面定位完成后，整形气缸341动作，驱动整形治具342的两个夹块相向运动，进而对定位在定位料道333上的元器件400的引脚或针脚进行整形，以满足元器件400插装所需的形位公差条件。当整形动作完成后，元器件到位传感器343的信号用于检测元器件400能否用于异形插装机的取料，判断元件400是否被异形插装机取走。
50.整形治具342上的两个夹块可依需要设计成“v”型槽或其它形状，用于对元器件400的引脚或针脚的跨距进行修正，使之符合元器件400插装所需的形位公差的条件。
51.进一步地，如元器件400的引脚或针脚为硬质材料或尺寸较大，整形机构的作用有限，为防止元器件400的本体损坏，不适合进行整形。如元器件400的引脚或针脚是冲压成型材质且有曲面形状，整形会导致成型的形状改变。在这些情形下，则不需要整形机构的功能，整形机构可以取消安装或设置成不工作状态。
52.综合以上的描述，本发明的供料装置实现的功能包括依次进行的导向、选向、分向、定向、分料、定位、整形等，本发明的供料装置的工作流程如下：进行供料时，将元器件400放置在料仓180中，即放置在第一输送皮带130和第二输送皮带140上，通过此两个输送皮带的循环输送，将元器件400依次往振动送料机构200处输送。在输送过程中，先经导向挡板150的作用将元器件400排列成少层单列分布，重叠或累积的元件400因重力和皮带传输作用被剔除掉落到第二输送皮带140上，后续又重新输送回到第一输送皮带130上。之后，元器件400在选向挡板151的作用下，仅选定姿态的元器件400可以通过，并被送至供料通道
170上，其它姿态的元器件400被挡条151拦截，从第一输送皮带130的侧边掉落至第二输送皮带140上，后续又重新输送回到第一输送皮带130上。随后，元器件400在分选料道210作用下，仅其选定姿态中的唯一分向姿态通过分向料道210，其余的姿态受本身重力作用掉落到第二皮带传输线140上，后续又重新输送回到第一输送皮带130上。然后，定向料道230上排列有序的元器件400由振动器220传送到分料机构，分料到位感应器323检测元器件400到位后，分料气缸320驱动分料顶块321经分料凹槽322将单个元器件400顶升使单个元件400分离。随后，定位气缸331驱动定位推块332将元器件400本体通过定位推块332与定位料道333所形成的三面定位，矫正元器件400本体的位置和旋转偏差，从而实现准确的位姿定向。然后，整形气缸341驱动整形治具342的两个夹块相向运动，对定位在定位料道333上的元器件400的引脚或针脚进行整形，用于异形插装机的取料。
53.上面结合附图1-6对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。