一种抓取机构及PCB加工设备的制作方法

一种抓取机构及pcb加工设备
技术领域
1.本实用新型涉及加工机械技术领域，尤其涉及一种抓取机构及pcb加工设备。


背景技术：

2.在印制线路板的生产过程中，为了线路层之间的连接以及后期电子元器件的安装等，需要使用钻孔机在pcb板上钻孔，以及按照设计需求对pcb板铣边成形。钻孔过程是利用钻孔机上与主轴连接的钻咀，通过主轴的高速旋转，钻咀落钻在pcb板上钻出所需孔径的孔。铣边过程是利用成型机上与主轴连接的铣刀，通过主轴的高速旋转，铣刀在pcb板边缘铣削所需的外形。
3.例如在钻孔机上，抓取系统200用于给钻孔系统100进行换刀。传统pcb钻孔机的钻孔系统100和抓取系统200并不是独立的工作系统。如图1所示，由于钻孔系统100和抓取系统200固接在一起，当需要更换刀具时，钻孔系统100停止工作，抓取系统100从换刀系统300的刀库中抓取刀具放至换刀系统300的第一中转刀座上，钻孔系统100将换下的旧刀具放至第二中转刀座，再从第一中转刀座上将新的刀具安装至钻孔系统100。最后抓取系统200将旧刀具放至刀库中，随后钻孔系统100便可开始工作。
4.这种传统结构在换刀过程中，由于钻孔系统100和抓取系统200固接在一起，钻孔系统100需要全程停止工作，待抓取系统200完成工作后才能继续钻孔，由于这样的换刀动作占用了设备的大量真正钻孔时间，所以钻孔效率低。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于：提供一种抓取机构及pcb加工设备，以解决相关技术中在对主轴换刀或安装销钉时，需主轴全程停止工作，进而影响设备加工效率的问题。
6.一方面，本实用新型提供一种抓取机构，设置于pcb加工设备，所述pcb加工设备包括工作台；所述抓取机构包括支架和机械手，所述支架沿第一方向与所述工作台滑动连接，所述机械手沿第二方向与所述支架滑动连接，所述第一方向和所述第二方向垂直。
7.作为抓取机构的优选技术方案，所述机械手沿第三方向与所述工作台相对且可沿所述第三方向移动，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两垂直。
8.作为抓取机构的优选技术方案，所述支架包括第一部分和第二部分，所述第一部分沿所述第二方向延伸，所述第二部分沿所述第三方向延伸；
9.所述第一部分与所述机械手滑动连接，所述第二部分与所述工作台滑动连接。
10.作为抓取机构的优选技术方案，所述抓取机构还包括第一驱动组件，所述第一驱动组件用于驱动所述第二部分沿所述第一方向滑动。
11.作为抓取机构的优选技术方案，所述抓取机构还包括第二驱动组件，所述第二驱动组件用于驱动所述机械手沿所述第二方向在所述第一部分上滑动。
12.作为抓取机构的优选技术方案，所述机械手包括第三驱动组件和抓取件，所述第三驱动组件设于所述第一部分且用于驱动所述抓取件沿所述第三方向滑动。
13.另一方面，本实用新型提供一种pcb加工设备，包括上述任一项所述的抓取机构，还包括床身、转轴机构和切换机构，所述工作台沿所述第二方向滑动设置于床身，所述转轴机构沿所述第一方向滑动设置于所述床身且与所述工作台沿第三方向间隔设置，所述转轴机构包括主轴，所述主轴能够沿所述第三方向移动；所述切换机构包括工件座，所述工件座设于所述工作台，所述抓取机构用于抓取所述工件座内的待安装件。
14.作为pcb加工设备的优选技术方案，所述pcb加工设备还包括位置检测装置，所述位置检测装置用于检测所述机械手的位置。
15.作为pcb加工设备的优选技术方案，所述位置检测装置包括光学尺，所述光学尺设于所述工作台和所述支架上，所述光学尺用于指示所述机械手的当前位置。
16.作为pcb加工设备的优选技术方案，所述工件座包括用于放置刀具的刀库组件和/或用于放置销钉的销钉盒，所述切换机构还包括切换模块，所述切换模块包括固定座和检测器，所述抓取机构还用于将所述刀具在所述刀库组件和固定座间转移。
17.作为pcb加工设备的优选技术方案，所述抓取机构设置有多个。
18.本实用新型的有益效果为：
19.1、本实用新型提供一种抓取机构及pcb加工设备，该抓取机构及pcb加工设备包括相互独立运行的转轴机构和抓取机构，转轴机构在进行加工作业时，抓取机构同步将待安装件抓取摆放在预设位置，转轴机构在需要更换或使用待安装件时，直接运动至预设位置抓取使用即可，从而转轴机构无需停止随抓取机构运动，减少了转轴机构的空置等待时间，因此提升了pcb加工设备的加工效率。如在转轴机构需要换刀时，抓取机构的机械手抓取工件座中的刀具送至切换模块上，然后转轴机构停止工作，工作台将切换模块送至预设位置，此时，转轴机构便可安装刀具，安装完后，转轴机构便可重新进行工作，在整个换刀过程中，机械手将待安装件从工件座放至切换模块中，转轴机构无需停止工作。
20.2、本实用新型将抓取机构与转轴机构分离设置，降低了零件加工和整机装配的难度，提高了换刀系统的定位精度，保证了刀具抓取的准确性，减少了换刀异常的概率。
附图说明
21.图1为现有技术中pcb加工设备的结构示意图；
22.图2为本实用新型实施例中pcb加工设备的结构示意图；
23.图3为图2中a处的局部放大图；
24.图4为图2中b处的局部放大图；
25.图5为图2中c处的局部放大图。
26.图中：
27.100、钻孔系统；200、抓取系统；300、换刀系统；
28.x、第一方向；y、第二方向；z、第三方向；
29.1、床身；2、工作台；
30.3、转轴机构；31、主轴；32、底板；33、驱动件；34、主轴座；35、夹盖；
31.4、切换机构；41、工件座；421、第一固定座；422、第二固定座；423、检测器；424、清洁器；
32.51、支架；511、第一部分；512、第二部分；52、机械手；521、第三驱动组件；522、抓取
件；53、第一驱动组件；54、第二驱动组件；6、横梁。
具体实施方式
33.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
34.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置，而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
35.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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，可以是两个元件内部的连通。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实用新型中的具体含义。
36.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
37.如图1所示，由于现有的pcb钻孔机中，钻孔系统100和抓取系统200固接在一起，当需要更换刀具时，钻孔系统100停止工作，抓取系统100从换刀系统300的工件座41中抓取刀具放至换刀系统300的第一中转刀座上，钻孔系统100将换下的旧刀具放至第二中转刀座，再从第一中转刀座上将新的刀具安装至钻孔系统100。最后抓取系统200将旧刀具放至工件座41中，随后钻孔系统100便可开始工作。
38.这种传统结构在换刀过程中，由于钻孔系统100和抓取系统200固接在一起，钻孔系统100需要全程停止工作，待抓取系统200完成工作后才能继续钻孔，由于这样的换刀动作占用了设备的大量真正钻孔时间，所以钻孔效率低。
39.如图2所示，本实施例预设有第一方向x、第二方向y和第三方向z，第一方向x、第二方向y和第三方向z两两垂直。具体地，第一方向x为床身1的长度方向，第二方向y为床身1的宽度方向，第三方向z为床身1的高度方向。
40.为解决图1所示设备存在的问题，如图2～5所示，本实施例提供一种pcb加工设备，包括床身1、工作台2、切换机构4、抓取机构和转轴机构3，工作台2沿第二方向y滑动设置于床身1上，转轴机构3沿第一方向x滑动设置于床身1且与工作台2沿第三方向z间隔设置，转
轴机构3包括主轴31，主轴31能够沿第三方向z滑动。切换机构4包括工件座41和切换模块，切换机构4设置于工作台2上，抓取机构沿第一方向x滑动设置于工作台2，工作台2带动抓取机构沿第二方向同步滑动，抓取机构用于抓取工件座41内的待安装件，可将待安装件从工件座41内抓取至工件座41外、或者从工件座41内抓取至工件座41外、或者在工件座41内排列摆放待安装件、或者在工件座41和切换模块件间转移。具体地，工件座41包括用于放置刀具的刀库组件和/或用于放置销钉的销钉盒，待安装件为刀具或销钉。
41.如图2所示，为了使转轴机构3可以沿第一方向x与床身1滑动连接，可选地，pcb加工设备还包括横梁6，横梁6与床身1间隔设置，转轴机构3沿第一方向x与横梁6滑动配合。本实施例中，转轴机构3和横梁6之间一个设置有滑轨，另一个设置有滑槽，滑轨和滑槽滑动配合，驱动器驱动转轴机构3在横梁6上滑动。
42.可选地，转轴机构3设置有多个，切换模块设置有多个，多个切换模块和多个转轴机构3一一对应。本实施例中，多个切换模块和多个转轴机构3一一对应。在多个转轴机构3同时进行换刀时，每个切换模块对应一个转轴机构3，因此可以提高pcb加工设备的加工效率和换刀效率。
43.可选地，一个切换模块对应一个工件座41。本实施例中，为了提升换刀的效率，防止多个转轴机构3同时换刀时，出现部分切换机构3需要等待的问题，因此，一个切换模块对应一个工件座41。在其他实施例中，可以多个切换模块对应一个工件座41。
44.可选地，抓取机构可以设置1个或多个。本实施例中，抓取机构设置为1个，1个抓取机构可运动至所有工件座41的相应位置处。在其他实施例中，抓取机构也可以为多个，具体地，两个切换模块对应一个抓取机构或三个切换模块对应一个抓取机构或四个切换模块对应一个抓取机构。具体抓取机构的数量根据转轴机构3的数量以及换刀的频率而定。
45.如图3所示，可选地，转轴机构3除包括主轴31外，还包括底板32、驱动件33、主轴座34和夹盖35，底板32与横梁6沿第一方向x滑动连接，主轴座34与底板32沿第三方向z滑动连接，主轴31设置于主轴座34上，夹盖35将主轴31固定于主轴座34，驱动件33驱动主轴座34沿第三方向z滑动。
46.如图4所示，可选地，切换模块包括固定座，固定座包括第一固定座421和第二固定座422。本实施例中，在换刀的过程中，一个固定座可用于放置新刀具，另一个固定座可用于放置换下的旧刀具。在其他实施例中，也可以设置3个固定座或4个固定座或5个固定座等。此外，切换模块还包括检测器423和清洁器424，清洁器424对换下的刀具进行清洁，具体地，清洁器424为吹气结构，吹气结构将换下的刀具表面的粉尘和碎屑进行清除。在其他实施例中，清洁器424也可以是毛刷结构，毛刷结构将刀具表面的粉尘和碎屑进行清除。检测器423通过激光检测刀具刃径，以判断刀具是否需要修磨以及所更换的刀具是否符合标准。
47.如图5所示，可选地，抓取机构包括支架51和机械手52，支架51包括第一部分511和第二部分512，第一部分511沿第二方向y延伸，第二部分512沿第三方向z延伸，且第一部分511和第二部分512构成l形结构。
48.第二部分512与工作台2滑动连接。第一驱动组件53驱动第二部分512在工作台2上滑动。本实施例中，具体地，第一驱动组件53包括第一滑轨、第一滑块和第一驱动件，第一滑轨和第一滑块沿第一方向x滑动配合且一个设置于第二部分512，另一个设置于工作台2，第一驱动件驱动第二部分512沿第一方向x移动。切换模块设于工作台2的一端表面，在可选的
实施例中，第一驱动组件53设于工作台2一端的侧壁处，第一驱动组件53可采用丝杠驱动模组、齿轮齿条驱动或直线电机等。
49.第一部分511与机械手52滑动连接，第二驱动组件54驱动机械手52在第一部分511上滑动。本实施例中，具体地，第二驱动组件54包括第二滑轨、第二滑块和第二驱动件，第二滑轨和第二滑块沿第二方向y滑动配合且一个设置于第一部分511，另一个设置于机械手52，第二驱动组件54驱动机械手52沿第二方向y移动。第二驱动组件54可为丝杠驱动模组、齿轮齿条驱动或直线电机等。
50.可选地，机械手52包括第三驱动组件521和抓取件522，第三驱动组件521设于支架51且用于驱动抓取件522沿第三方向z滑动。本实施例中，第三驱动组件521为双出杆气缸。抓取件522为抓刀气缸(如气动夹爪)，抓取气缸可以用来抓取刀具和销钉等。
51.可选地，抓取机构还包括位置检测装置，位置检测装置用于检测机械手52的位置。本实施例中，通过位置检测装置确定机械手52的具体位置。具体地，位置检测装置包括光学尺，光学尺分别设置于工作台2和支架51上，一个光学尺沿第一方向设置于支架51的第一部分511上，且用于检测机械手52沿第二方向y的滑动距离。另一个光学尺沿第一方向x设置于工作台2上，且用于检测支架51沿第一方向x的滑动距离。(即两个光学尺可以检测到机械手52在工作台2上的位置。)。
52.可选地，pcb加工设备可以为钻孔设备或成形设备等。
53.pcb加工设备的换刀过程如下：
54.当主轴31需要换刀时，抓取机构提前将待换刀具从工件座41中移至切换模块上的第一固定座421上，然后主轴31停止转动，工作台2沿第二方向y将切换模块移动至预设位置，转轴机构3沿第一方向x移动至切换模块上的第二固定座422位置，然后主轴31沿第三方向z向靠近第二固定座422的方向移动，并将需换下的刀具插设至第二固定座422中，接着主轴31沿第三方向z向远离第二固定座422的方向移动，转轴机构3沿第一方向x移动至第一固定座421，然后主轴31沿第三方向z向靠近第一固定座421的方向移动，待换刀具固定于主轴31后，(主轴31沿第三方向z向远离第一固定座421的方向移动)工作台2和转轴机构3同时移动，使主轴31和工作台2移动至转轴机构3停机前的位置，转轴机构3重新启动，对pcb板进行加工。与此同时，抓取机构将第二固定座422中换下的刀具移动至工件座41中。在整个换刀过程中，无论是抓取机构将待换刀具从工件座41放至切换模块中，还是抓取机构将换下的刀具从切换模块放至工件座41中，转轴机构3均无需停止工作，因此，该抓取机构提升了pcb加工设备的加工效率。
55.当pcb加工设备为成形设备时，工作台2的表面还设有销钉盒，抓取机构可提前将需要的销钉摆放至盒内的预设位置，与主轴联动的自动打销钉装置可快速在预设位置抓取销钉并种植在电路板上，减少在电路板上种植销钉的时间。
56.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。