CN118025803A - 自动上下料机构、电路板生产设备及自动上下料方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电路板生产设备技术领域，公开了一种自动上下料机构、电路板生产设备及自动上下料方法。其中机构包括卷筒夹具、料架、定位机构、多轴机械臂和机械夹手模组。卷筒夹具包括夹具底板和设置在夹具底板上的固定卡爪和第一带头夹爪，分别用于固定卷筒和卷料的带头。料架可以容纳多个卷筒夹具，定位机构设置于料架的一侧，用于固定卷筒夹具。多轴机械臂设置于料架的一侧，机械夹手模组设置于多轴机械臂上，包括朝向不同的卷筒夹爪和夹具夹爪。夹具夹爪用于夹持卷筒夹具，卷筒夹爪用于夹持卷料的卷筒，卷筒夹爪上设置有第二带头夹爪，第二带头夹爪用于夹持卷料的带头。该自动上下料机构，可以实现卷料的全自动上下料。

Description

自动上下料机构、电路板生产设备及自动上下料方法

技术领域

本发明涉及电路板生产设备技术领域，具体涉及一种自动上下料机构、电路板生产设备及自动上下料方法。

背景技术

为了便于运输及提高空间利用率，PCB板在生产制造过程中，产品及物料均采用卷料的形式供料及回收，即采用卷对卷（Roll To Roll）的方式进行加工。当卷料用尽时，需要将新更换上的卷料与设备上的卷料通过胶带等方式重新连接在一起，以避免重新穿带。现有的一些卷对卷的设备，虽然可以自动完成卷料的换卷和接带工作，但需要人为辅助找出卷料的带头，并在带头上手动贴上胶带。由于解开带头的卷料容易散开，不便大量存放，导致每次卷料上下料时都需要线上人员辅助拆找卷料的带头，不能实现完全自动化的卷料上下料。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种自动上下料机构，可以通过卷筒加持夹具的第一带头夹爪预先固定住卷料的带头，从而可以大量存放解开带头的卷料，便于实现设备的全自动卷料上下料。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：一种自动上下料机构，包括：卷筒夹具，包括夹具底板和设置在所述夹具底板上的固定卡爪和第一带头夹爪，所述固定卡爪用于将卷料的卷筒夹持在所述夹具底板上，所述第一带头夹爪用于夹持卷料的带头；料架，可以容纳多个所述卷筒夹具；定位机构，设置于所述料架的一侧，用于固定所述卷筒夹具；多轴机械臂，设置于所述料架的一侧；机械夹手模组，设置于所述多轴机械臂上，可在所述多轴机械臂的驱动下在空间内进行运动，包括朝向不同的卷筒夹爪和夹具夹爪，所述夹具夹爪用于夹持所述卷筒夹具，所述卷筒夹爪用于夹持卷料的卷筒，所述卷筒夹爪上设置有第二带头夹爪，所述第二带头夹爪用于夹持卷料的带头。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：卷筒夹具可通过第一带头夹爪固定住解开的卷料的带头，配合固定夹爪实现对解开了带头的卷料的固定，防止解开了带头的卷料散开，使得大量的解开了带头的卷料可以稳定存放在料架内。同时通过与卷筒夹具配套的定位机构和机械夹手模组，可以将卷料从卷筒夹具上拆下，并通过卷筒夹爪上的第二带头夹爪从第一带头夹爪上接过卷料解开的带头，实现卷料的完全自动上下料。该自动上下料机构，上下料过程中无需人为辅助，可以在长时间无人看管下自动对设备进行卷料的上下料，降低线上人员的工作量，降低人力成本。

上述的自动上下料机构，所述料架、所述定位机构和所述多轴机械臂均设置于AGV机器人上。

上述的自动上下料机构，所述机械夹手模组还包括压盖夹爪及定位相机，所述压盖夹爪与所述卷筒夹爪和所述夹具夹爪的朝向均不同，所述定位相机的朝向与所述压盖夹爪、所述卷筒夹爪和所述夹具夹爪的朝向均不同，所述压盖夹爪用于夹持设备换卷转盘上的卷筒压盖，所述定位相机用于采集卷筒压盖或卷筒转轴的图像，对卷筒转轴及卷筒压盖进行定位。

上述的自动上下料机构，所述压盖夹爪包括压盖夹持夹爪和卡扣触发机构，所述压盖夹持夹爪用于夹持卷筒压盖的本体，所述卡扣触发卡爪用于触发卷筒压盖上的卡扣机构，使卷筒压盖可与换卷转盘分离。

上述的自动上下料机构，所述压盖夹持夹爪包括压盖夹爪气缸和两个L型的压盖夹板，所述压盖夹板的一端与所述压盖夹爪气缸连接，所述压盖夹板的另一端设有与卷筒压盖上的夹持部的形状匹配的凹槽，所述卡扣触发卡爪包括卡扣触发气缸及卡扣推板，所述卡扣触发气缸设置于两个所述压盖夹板之间，所述卡扣推板与所述卡扣触发气缸的活塞杆连接。

上述的自动上下料机构，所述卷筒夹爪包括三指以上的夹爪气缸以及三个卷筒夹指，所述卷筒夹指的一端与所述夹爪气缸连接，所述第二带头夹爪包括定位夹爪气缸和两个带头夹指，所述定位夹爪气缸通过延长板设置于夹手模组底座上，所述带头夹指的一端与所述定位夹爪气缸连接，所述带头夹指的末端距离所述夹手模组底座之间的高度与所述卷筒夹指的末端距离所述夹手模组底座的距离相等。

上述的自动上下料机构，所述料架包括上料架和下料架，所述上料架、所述下料架和所述定位机构均设置于载台上，所述上料架和所述下料架均沿铅直方向设置有若干与所述卷筒夹具的宽度匹配的屉位，所述定位机构包括承载平台、顶升平台、顶升驱动装置和定位夹爪，所述承载平台、所述顶升平台和所述顶升驱动装置设置在所述载台上，所述定位夹爪对称设置在所述承载平台的两侧，所述顶升平台可在所述顶升驱动装置的驱动下在铅直方向上进行升降运动，所述承载平台上设置有避让所述顶升平台的避让口，所述定位夹爪用于将所述卷筒夹具的两侧夹持在所述承载平台上。

上述的自动上下料机构，所述固定卡爪包括至少三组卷筒压块和卷筒定位块，所述卷筒定位块与所述夹具底板固定连接，多个所述卷筒定位块等角度间距地分布于一个圆上，所述卷筒压块设置于所述卷筒定位块靠近圆心的一侧，所述卷筒压块与对应的所述卷筒定位块之间通过弹性件连接，所述卷筒压块朝向圆心的一面设置有向远离所述夹具底板和圆心方向倾斜的斜面，所述第一带头夹爪包括带头定位块、活动压块和固定压块，所述固定压块和所述带头定位块固定设置于所述夹具底板上，所述活动压块设置于所述固定压块和所述带头定位块之间，所述活动压块与所述带头定位块之间通过弹性件连接。

一种电路板生产设备，包括上述的自动上下料机构及飞达机构，所述飞达机构包括中心对称的换卷转盘和转盘驱动装置，所述换卷转盘转动设置于设备的机架上，所述换卷转盘上中心对称设置有两根卷筒转轴，所述换卷转盘可在所述转盘驱动装置的驱动下旋转，所述卷筒转轴上可拆卸地安装有卷筒压盖，每个所述卷筒转轴的一侧设置有第三带头夹爪，所述第三带头夹爪用于夹持卷料的带头，所述第三带头夹爪中心对称设置于所述换卷转盘的两端。

一种上述的电路板生产设备的自动上下料方法，包括如下步骤：

S100：收到设备的请求上下料信号后，多轴机械臂驱动机械夹手模组移动至设备的换卷转盘处；

S200：多轴机械臂旋转机械夹手模组使定位相机朝向换卷转盘，对换卷转盘进行拍照定位；

S300：多轴机械臂旋转机械夹手模组使压盖夹爪朝向换卷转盘，根据步骤S200中的定位结果，驱动压盖夹爪将换卷转盘上的空卷筒上的卷筒压盖取下；

S400：多轴机械臂旋转机械夹手模组使卷筒夹爪朝向换卷转盘，根据步骤S200中的定位结果，驱动卷筒夹爪将换卷转盘上的空卷筒取下；

S500：多轴机械臂驱动机械夹手模组移动至定位机构处，驱动卷筒夹爪将空卷筒安装到定位机构上的卷筒夹具上；

S600：多轴机械臂旋转机械夹手模组使夹具夹爪朝向定位机构，定位机构同时将卷筒夹具松开，多轴机械臂驱动夹具夹爪将卷筒夹具插入到下料架上；

S700：多轴机械臂驱动夹具夹爪从上料架上取下一个带有卷料的卷筒夹具，并将该卷筒夹具放置在定位机构上，定位机构将卷筒夹具固定；

S800：多轴机械臂旋转机械夹手模组使卷筒夹爪朝向定位机构，多轴机械臂驱动卷筒夹爪从定位机构上取下卷料，并通过第二带头夹爪从第一带头夹爪上接过卷料的带头；

S900：多轴机械臂驱动机械夹手模组移动至换卷转盘处，并旋转机械夹手模组使定位相机朝向换卷转盘，对换卷转盘进行拍照定位；

S1000：多轴机械臂旋转机械夹手模组使卷筒夹爪朝向换卷转盘，根据步骤S800的定位结果，驱动卷筒夹爪将卷料安装到换卷转盘上的空的卷筒转轴上，并通过第二带头夹爪将卷料的带头交给换卷转盘上的对应侧的第三带头夹爪；

S1100：多轴机械臂旋转机械夹手模组使压盖夹爪朝向换卷转盘，根据步骤S800的定位结果，驱动压盖夹爪将卷筒压盖安装到新的卷料的卷筒转轴上。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1为本发明实施例的自动上下料机构的结构示意图。

图2为本发明实施例的料架的结构示意图。

图3为本发明实施例的机械夹手模组的结构示意图。

图4为本发明实施例的机械夹手模组的侧视图。

图5为本发明实施例的定位机构的结构示意图。

图6为本发明实施例的卷筒夹具的结构示意图。

图7为本发明实施例的换卷转盘的结构示意图。

图8为本发明实施例的电路板生产设备的飞达机构的结构示意图。

附图标号说明：

100AGV机器人，110载台，200卷筒夹具，210夹具底板，220固定卡爪，221卷筒定位块，222卷筒压块，230第一带头夹爪，231带头定位块，232活动压块，233固定压块，300料架，310下料架，311屉位，320上料架，400定位机构，401定位底板，402承载平台，410顶升平台，411顶升驱动装置，420定位夹爪，421定位夹爪气缸，422连接梁，423定位卡爪，500多轴机械臂，600机械夹手模组，610夹手模组底座，620夹具夹爪，630卷筒夹爪，631三指夹爪气缸，632卷筒夹指，633第二带头夹爪，634延长板，640压盖夹爪，641压盖夹爪气缸，642压盖夹板，643卡扣触发气缸，644卡扣推板，650定位相机，700换卷转盘，710第三带头夹爪，720卷筒压盖，721卡扣机构，722转轴套筒，723套筒底座，724盖板。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，参照图1和图3，本发明的实施例提供了一种自动上下料机构，包括卷筒夹具200、料架300、定位机构400、多轴机械臂500和机械夹手模组600。其中卷筒夹具200包括夹具底板210和设置在夹具底板210上的固定卡爪220和第一带头夹爪230，固定卡爪220用于将卷筒固定在夹具底板210上，第一带头夹爪230用于夹持住卷料解开的带头。料架300用于容纳卷筒夹具200，可以容纳多个卷筒夹具200。定位机构400设置于料架300的一侧，用于固定卷筒夹具200，便于将卷料从卷筒夹具200上分离。多轴机械臂500设置于料架300的一侧，多轴机械臂500的末端设置有机械夹手模组600，可驱动机械夹手模组600在空间内移动。机械夹手模组600包括朝向不同的卷筒夹爪630和夹具夹爪620，其中卷筒夹爪630用于夹持卷料的卷筒，可将卷筒从卷筒夹具200上取下，或者将卷筒装到卷筒夹具200上。卷筒夹爪630上还设置有第二带头夹爪633，第二带头夹爪633可在卷筒夹爪630夹取卷筒的同时，从卷筒夹具200的第一带头夹爪230上接过卷料的带头。夹具夹爪620用于夹持卷筒夹具200，将卷筒夹具200从料架300上取出，或者将卷筒夹具200放回到料架300中。

本发明实施例的自动上下料机构，由于卷筒夹具200可以通过第一带头夹爪230夹持住卷料的带头，并通过固定卡爪220将卷料的卷筒固定在底板210上，使卷筒与解开的带头之间的相对位置固定，避免解开带头后卷料散开，使得解开了带头的卷料可以大量存储于料架300上。同时机械夹手模组600包括可以夹持卷筒夹具200的夹具夹爪620以及可以夹持卷筒的卷筒夹爪630，可以运送卷筒和卷筒夹具200。料架300侧设置有用于固定卷筒夹具200的定位机构400，便于将卷筒从卷筒夹具200上拆下。卷筒夹爪630上还设置有可以夹持卷料带头的第二带头夹爪633，可以从卷筒夹具200上接过已经解开的卷料带头，并将解开的带头送到设备上的特定机构，避免设备换卷时需要人工辅助解开卷料的带头。该自动上下料机构，可以预先人为解开大量的卷料的带头，将解开的卷料安装到卷筒夹具200上，再将卷筒夹具200装到料架300内。设备运行时，设备即可在长时间无人看管下，自动将解开带头的卷料换到设备上，实现设备的完全自动化上下料，避免安排大量的操作人员去负责每台设备的卷料的上下料，提升设备的自动化程度，提高产线上单人可看管的设备数量，从而解放一定的人力资源，降低人力成本。

可以理解的是，上述的自动上下料机构，可以固定设置于设备的飞达机构的一侧。或者设置于AGV机器人100上，如图1和图2所示，可以自动流转于多台设备之间，且当料架300上的卷料用完后，可以自动移动到固定的人工上料处，人工将安装有卷料的卷筒夹具200装到料架300上，并将料架300上的空的卷筒回收，进一步提高整个车间的自动化程度。优选的，多轴机械臂500的轴的数目宜在4轴以上，在本实施例中，采用六轴机械臂驱动机械夹手模组600，可以更加灵活地取放卷筒和卷筒夹具200。

参照图7，在一些设备中，卷料的卷筒需要通过特定的卷筒压盖720固定在设备的卷筒转轴上，防止卷筒在转动时从转轴上脱离，相应地在上下料卷料时，需要先拆下转轴上的卷筒压盖720，才可以将空的卷筒从转轴上拆下，并将新的卷料装上。参照图3和图4，在一些实施例中，机械夹手模组600还包括压盖夹爪640和定位相机650，两者的朝向互不相同，且与卷筒夹爪630和夹具夹爪620的朝向也不相同。压盖夹爪640用于夹持卷筒压盖720，以便将卷筒压盖720从设备的换卷转盘700上拆下。且由于拆装卷筒压盖720的位置精度相比于仅拆装卷筒的位置精度要求更高，且机械臂设置在可动的AGV机器人上，机械臂相对于设备的位置不绝对固定，需要定位相机650对换卷转盘700进行拍照，对转盘上的卷筒转轴和卷筒压盖720进行定位，以确保多轴机械臂500可以准确地将卷筒压盖720拆装到卷筒转轴上。可以理解的是，在自动上下料机构固定设置在设备的一侧，且机械臂以及换卷转盘700的驱动装置的重复定位精度均较高的情况下，由于换卷上下料时的位置相对固定，可以不需要采用定位相机650对换卷转盘700进行预先的拍照定位。

可以理解的是，由于卷筒夹具200需要流转，不便于设置电动或者气动的驱动装置，所以卷筒夹具200上的固定卡爪220和第一带头夹爪230优选采用由弹性件驱动夹持的被动式的夹持固定机构。而机械夹手模组600和定位机构400上的卷筒夹爪630、夹具夹爪620、第二带头夹爪633和等夹爪，需要有主动开合的能力，宜采用电动夹爪或者夹指气缸等可控的夹持机构。

参照图3及图4，由于卷筒一般为圆柱型，为了保证能更加稳定地夹持住卷筒，卷筒夹爪630一般采用三指以上的夹爪气缸，夹具夹爪620和第二带头夹爪633由于夹持的面为平面，采用两指的夹爪气缸即可满足需要。在本实施例中，卷筒夹爪630采用三指夹爪气缸631。卷筒夹爪630、定位相机650、压盖夹爪640和夹具夹爪620均通过夹手模组底座610与多轴机械臂500连接，夹手模组底座610可在多轴机械臂500末端的转轴的驱动下进行旋转。卷筒夹爪630的三个卷筒夹指632的末端距离三指夹爪气缸631的中心的距离根据需要夹持的卷筒的直径确定。卷筒夹指632的长度需要大于设备上的卷筒转轴的长度，以避免上下料时与卷筒转轴发生干涉。相应地，第二带头夹爪633需要通过延长板634设置于夹手模组底座610上，使得第二带头夹爪633的夹指的末端到夹手模组底座610的距离与卷筒夹指632的末端到夹手模组底座610的距离相等，保证卷筒夹爪630可以夹持住夹具底板210上的卷筒时，第二带头夹爪633可以夹持住卷料解开的带头。

在一些设备中，为了卷筒压盖720可以牢固地将卷筒限位在卷筒转轴上，卷筒压盖720与卷筒转轴之间一般会设置有卡扣机构721，拆卸卷筒压盖720时，需要先对卡扣机构721进行解锁。为解决上述技术问题，压盖夹爪640包括压盖夹持夹爪和卡扣触发机构，压盖夹持夹爪用于夹持卷筒压盖720的主体，卡扣触发机构用于触发卷筒压板上的卡扣机构721，使卷筒压盖720与卷筒转轴可以分离。参照图3和图4，一般情况下，卷筒压盖720具有一个与卷筒转轴匹配的转轴套筒722，压盖夹持夹爪通过夹持转轴套筒722的方式便于实现对卷筒压盖720的夹持。参照图7，在本实施例中，转轴套筒722和圆形的盖板724之间通过圆柱体的套筒底座723连接，套筒底座723作为夹持部被压盖夹持夹爪夹持实现对卷筒盖板724的夹持，压盖夹持夹爪包括压盖夹爪气缸641和L型的压盖夹板642，压盖夹爪气缸641为两指的夹爪气缸，两个L型的压盖夹板642的一端与压盖夹爪气缸641连接，另外一端具有与套筒底座723的周面形状匹配的凹槽，以确保压盖夹板642可以稳固地夹持住套筒底座723。卡扣触发机构的结构需要根据实际采用的卡扣机构的解锁动作设计，若为旋转解锁，则卡扣触发机构可以为旋转气缸或者电机等，若为按压解锁，则卡扣触发机构可以为气缸或者电动推杆等。参照图7，在本实施例中，卡扣机构721为转动设置于卷筒压盖720上的卡钩，卡钩的底部与套筒底座723转动连接，卡钩与套筒底座723之间设置有扭簧，卷筒转轴的周面上设置有与卡钩上端的钩部匹配的卡槽（图中未示出）。卡钩的下端设置有按压部，相应地，卡扣触发机构包括卡扣触发气缸643和卡扣推板644，卡扣推板644与卡扣触发气缸643的活塞杆连接，卡扣触发气缸643设置于两个压盖夹板642之间，当压盖夹持夹爪夹持住套筒底座723时，恰好可以使卡扣推板644与卡钩的按压部相对，此时卡扣触发气缸643将卡扣推板644向外推出，使卡扣推板644对按压部进行按压，使卡钩向外翻转，卡钩的上端的钩部可以与卷筒转轴上的卡槽分离，使得卷筒压盖720可以与卷筒转轴分离。

可以理解的是，卷筒夹爪630、夹具夹爪620、压盖夹爪640和定位相机650在夹手模组底座610上的布局应该以互相不对各自的功能动作进行干涉为目标进行设计，为了给机械夹手模组600上的每个机构提供足够的动作空间，相邻的机构之间的朝向宜互相垂直。各个机构之间的相对位置关系应该根据上下料时的动作顺序设计，在本实施例中，由于取放卷筒及卷筒压盖720前，需要先通过定位相机650对换卷转盘700进行拍照，所以卷筒夹爪630、夹具夹爪620和压盖夹爪640以定位相机650为中心，设置在定位相机650的三个相邻的侧面上，使得机械夹手模组600每次切换功能时，仅需要转动90度，提高机械夹手模组600切换功能的效率，提高上下料动作的节拍。

参照图1和图2，在本实施例中，为了便于管理卷料和空卷筒，料架300包括用于存放带有卷料的卷筒夹具200的上料架320和用于存放带有空卷筒的卷筒夹具200的下料架310，上料架320和下料架310内部均沿着铅直方向设置有若干与卷筒夹具200的宽度匹配的屉位311，通过将卷筒夹具200插入到屉位311中实现对卷筒夹具200的存放。每个屉位311通过两条平行设置于上料架320或下料架310的侧壁上的滑轨实现对卷筒夹具200的支撑，以方便夹具夹爪620对料架300内的卷筒夹具200的夹取。ADV机器人上设置有载台110，上料架320、下料架310和定位机构400均设置于载台110上，多轴机械臂500设置于载台110的一侧，载台110将料架300和定位机构400垫高至合适的高度，便于多轴机械臂500驱动机械夹手模组600取放卷筒夹具200和卷筒。

参照图5和图6，定位机构400包括承载平台402、顶升平台410、顶升驱动装置411和定位夹爪420。承载平台402用于放置卷筒夹具200，定位夹爪420用于将卷筒夹具200固定在承载平台402上，以便卷筒夹爪630可以将卷筒从卷筒夹具200上拆下。顶升平台410可在顶升驱动装置411的驱动下在铅直方向上进行升降运动，用于将卷筒夹具200从承载平台402上的顶起一定高度，以便于夹具夹爪620夹持住卷筒夹具200的边缘，从定位机构400上将卷筒夹具200取走。参照图5和图6，在本实施例中，顶升驱动装置411为气缸，定位夹爪420包括定位夹爪气缸421和定位卡爪423。三个气缸均通过定位底板401设置于载台110上，承载平台402通过两根支柱设置于定位底板401上，顶升驱动装置411设置于承载平台402的下方，两个定位夹爪气缸421设置于承载平台402的两侧。顶升平台410与顶升驱动装置411的活塞杆连接，承载平台402的中心设置有避让口，以避让顶升平台410的升降动作。每个定位夹爪420均包括两个定位卡爪423，两个定位卡爪423通过连接梁422与对应的定位夹爪气缸421的活塞杆连接，两个定位卡爪423设置于连接梁422的两端。定位卡爪423的爪部与其壳体活动连接，定位卡爪423的壳体与承载平台402固定连接，爪部的下端与连接梁422连接。爪部的两侧设置有导向销，定位卡爪423的壳体的两侧设置有与导向销匹配的导向槽。当需要将卷筒夹爪630固定在承载平台402上时，定位夹爪气缸421的活塞杆伸出，推动定位卡爪423的爪部沿着导向槽移动，使爪部的上端向承载平台402的中心方向运动，将卷筒夹具200的两侧边沿压在承载平台402上，此时顶升平台410可以顶升，以增大定位卡爪423与卷筒夹具200之间的压力，使卷筒夹具200更牢固地固定在定位机构400上；当需要从定位机构400上取走卷筒夹具200时，定位夹爪气缸421的活塞杆收缩，将爪部的下端下拉，爪部在导向槽的导向下，向着承载平台402的外侧移动，然后顶升平台410将卷筒夹具200顶起一定高度，便于夹具夹爪620夹取卷筒夹具200的边缘。

参照图6，在本实施例中，固定卡爪220包括至少三组卷筒压块222和卷筒定位块221，卷筒定位块221固定设置在夹具底板210上，三个卷筒定位块221等角度间距地分布于一个圆上，以便实现对圆形的卷筒的稳定夹持。卷筒压块222与卷筒定位块221之间通过弹性件连接，一般采用弹簧，卷筒压块222设置在卷筒定位块朝向圆心的方向上。为了便于将卷筒嵌入到三个卷筒压块222之间，卷筒压块222朝向圆心的一面设置有向远离夹具底板210和圆心方向倾斜的斜面，卷筒嵌入到三个卷筒压块222之间时，可以通过斜面将卷筒压块222向远离圆心方向推移，将卷筒卡如到三个卷筒压块222之间，卷筒压块222在弹簧的作用下对卷筒施加朝向圆心的压力，将卷筒固定在夹具底板210上。第一带头夹爪230包括带头定位块231、活动压块232和固定压块233。固定压块233和带头定位块231固定设置于夹具底板210上，设置于卷筒固定在夹具底板210时所在位置的一侧。活动压块232设置于带头定位块231和固定压块233之间，并通过弹性件与带头定位块231连接。将卷料的卷筒固定在夹具底板210时，人工找到卷料的带头，并将带头放置到活动压块232和固定压块233之间，活动压块232在弹性间的作用下将带头压在固定压块233上。

参照图7和图8，本发明实施例的电路板生产设备，包括上述的自动上下料机构，设备的飞达机构包括换卷转盘700，换卷转盘700与设备转动连接，并可在转盘驱动装置的驱动下转动。换卷转盘700为中心对称结构，背向转盘驱动装置的一侧中心对称设置有两根卷筒转轴，卷筒转轴上可拆卸地设置有卷筒压盖720。换卷转盘700的两端分别设置有一个第三带头夹爪710，两个第三带头夹爪710分别位于对应侧的卷筒转轴的一侧，两个第三带头夹爪710以换卷转盘700的旋转中心为中心对称。第三带头夹爪710用于夹持新装上的卷料的带头，以便飞达机构上的接带机构取用。当靠近设备主体一侧的卷筒转轴上的卷料用尽时，换卷转盘700旋转180度，将空卷筒旋转至远离设备的一侧，并将新的卷料旋转至靠近设备的一侧，同时向自动上下料机构发送请求上下料信号，自动上下料机构在AGV机器人100的驱动下来到设备侧的设定位置，将换卷转盘700上的空卷筒拆下，并安装上新的卷料，并将卷料的带头送至对应的第三带头夹爪710处夹紧，待下次换卷接带时使用。

可以理解的是，为了避免剥离的卷料带头扭曲变形，损坏带材中的原料，第一带头夹爪230、第二带头夹爪633和第三带头夹爪710宜设置在卷筒的切线方向上。同时，第二带头夹爪633距离卷筒夹爪630上的夹持的卷筒的距离，应该与第一带头夹爪230与固定卡爪220夹持在夹具底板210上的卷筒的距离，以及第三带头夹爪710距离对应侧的卷筒转轴上的卷筒的距离均不相等，以避免第二带头夹爪633从第一带头夹爪230接过带头，以及将带头交接给第三带头夹爪710时发生结构干涉。为了保护带材不被第一带头夹爪230、第二带头夹爪633和第三带头夹爪710长时间夹持损坏，三个带头夹爪与带材的接触面处宜设置有橡胶垫或者海绵垫等由缓冲材料制成的缓冲层。由于第一带头夹爪230不能主动打开，活动压块232和固定压块233与带头接触的一面宜设置由海绵垫等较为柔软的材料制成的缓冲层，以方便第二带头夹爪633将带头从第一带头夹爪230中抽出。

本发明实施例的电路板生产设备，自动上下料流程如下所示：

S100：收到设备的请求上下料信号后，多轴机械臂500驱动机械夹手模组600移动至设备的换卷转盘700处；

S200：多轴机械臂500旋转机械夹手模组600使定位相机650朝向换卷转盘700，对换卷转盘700进行拍照定位；

S300：多轴机械臂500旋转机械夹手模组600使压盖夹爪640朝向换卷转盘700，根据步骤S200中的定位结果，驱动压盖夹爪640将换卷转盘700上的空卷筒上的卷筒压盖720取下；

S400：多轴机械臂500旋转机械夹手模组600使卷筒夹爪630朝向换卷转盘700，根据步骤S200中的定位结果，驱动卷筒夹爪630将换卷转盘700上的空卷筒取下；

S500：多轴机械臂500驱动机械夹手模组600移动至定位机构400处，驱动卷筒夹爪630将空卷筒安装到定位机构400上的卷筒夹具200上；

S600：多轴机械臂500旋转机械夹手模组600使夹具夹爪620朝向定位机构400，定位机构400同时将卷筒夹具200松开，多轴机械臂500驱动夹具夹爪620将卷筒夹具200插入到下料架310上；

S700：多轴机械臂500驱动夹具夹爪620从上料架320上取下一个带有卷料的卷筒夹具200，并将该卷筒夹具200放置在定位机构400上，定位机构400将卷筒夹具200固定；

S800：多轴机械臂500旋转机械夹手模组600使卷筒夹爪630朝向定位机构400，多轴机械臂500驱动卷筒夹爪630从定位机构400上取下卷料，并通过第二带头夹爪633从第一带头夹爪230上接过卷料的带头；

S900：多轴机械臂500驱动机械夹手模组600移动至换卷转盘700处，并旋转机械夹手模组600使定位相机650朝向换卷转盘700，对换卷转盘700进行拍照定位；

S1000：多轴机械臂500旋转机械夹手模组600使卷筒夹爪630朝向换卷转盘700，根据步骤S800的定位结果，驱动卷筒夹爪630将卷料安装到换卷转盘700上的空的卷筒转轴上，并通过第二带头夹爪633将卷料的带头交给换卷转盘700上的对应侧的第三带头夹爪710；

S1100：多轴机械臂500旋转机械夹手模组600使压盖夹爪640朝向换卷转盘700，根据步骤S800的定位结果，驱动压盖夹爪640将卷筒压盖720安装到新的卷料的卷筒转轴上。

待AGV机器人100上的上料架320中的卷料用尽，AGV机器人100前往固定的人工上料点，人工将下料架310上的空卷筒回收，并将上料架320重新填满新的卷料。本发明实施例的电路板生产设备，可以由自动上下料机构完成全自动的卷料的上下料动作，上下料过程无需线上人员辅助，降低了线上人员的工作量，从而降低了线上人员的需求数量，提高了车间的自动化程度，降低生产中所需的人力成本。

需要注意的是，在本发明的描述中，如有涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系的，均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、以特定的方位构造或操作，不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个及两个以上，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。如果有描述到第一或第二等的，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。

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。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种自动上下料机构，其特征在于，包括：

卷筒夹具（200），包括夹具底板（210）和设置在所述夹具底板（210）上的固定卡爪（220）和第一带头夹爪（230），所述固定卡爪（220）用于将卷料的卷筒夹持在所述夹具底板（210）上，所述第一带头夹爪（230）用于夹持卷料的带头；

料架（300），可以容纳多个所述卷筒夹具（200）；

定位机构（400），设置于所述料架（300）的一侧，用于固定所述卷筒夹具（200）；

多轴机械臂（500），设置于所述料架（300）的一侧；

机械夹手模组（600），设置于所述多轴机械臂（500）上，可在所述多轴机械臂（500）的驱动下在空间内进行运动，包括朝向不同的卷筒夹爪（630）和夹具夹爪（620），所述夹具夹爪（620）用于夹持所述卷筒夹具（200），所述卷筒夹爪（630）用于夹持卷料的卷筒，所述卷筒夹爪（630）上设置有第二带头夹爪（633），所述第二带头夹爪（633）用于夹持卷料的带头。

2.根据权利要求1所述的自动上下料机构，其特征在于，所述料架（300）、所述定位机构（400）和所述多轴机械臂（500）均设置于AGV机器人（100）上。

3.根据权利要求1所述的自动上下料机构，其特征在于，所述机械夹手模组（600）还包括压盖夹爪（640）及定位相机（650），所述压盖夹爪（640）与所述卷筒夹爪（630）和所述夹具夹爪（620）的朝向均不同，所述定位相机（650）的朝向与所述压盖夹爪（640）、所述卷筒夹爪（630）和所述夹具夹爪（620）的朝向均不同，所述压盖夹爪（640）用于夹持设备换卷转盘（700）上的卷筒压盖（720），所述定位相机（650）用于采集卷筒压盖（720）或卷筒转轴的图像，对卷筒转轴及卷筒压盖（720）进行定位。

4.根据权利要求3所述的自动上下料机构，其特征在于，所述压盖夹爪（640）包括压盖夹持夹爪和卡扣触发机构，所述压盖夹持夹爪用于夹持卷筒压盖（720）的本体，所述卡扣触发卡爪用于触发卷筒压盖（720）上的卡扣机构（721），使卷筒压盖（720）可与换卷转盘（700）分离。

5.根据权利要求4所述的自动上下料机构，其特征在于，所述压盖夹持夹爪包括压盖夹爪气缸（641）和两个L型的压盖夹板（642），所述压盖夹板（642）的一端与所述压盖夹爪气缸（641）连接，所述压盖夹板（642）的另一端设有与卷筒压盖（720）上的夹持部的形状匹配的凹槽，所述卡扣触发卡爪包括卡扣触发气缸（643）及卡扣推板（644），所述卡扣触发气缸（643）设置于两个所述压盖夹板（642）之间，所述卡扣推板（644）与所述卡扣触发气缸（643）的活塞杆连接。

6.根据权利要求1所述的自动上下料机构，其特征在于，所述卷筒夹爪（630）包括三指以上的夹爪气缸以及三个卷筒夹指（632），所述卷筒夹指（632）的一端与所述夹爪气缸连接，所述第二带头夹爪（633）包括定位夹爪气缸（421）和两个带头夹指，所述定位夹爪气缸（421）通过延长板（634）设置于夹手模组底座（610）上，所述夹指的一端与所述定位夹爪气缸（421）连接，所述带头夹指的末端距离所述夹手模组底座（610）之间的高度与所述卷筒夹指（632）的末端距离所述夹手模组底座（610）的距离相等。

7.根据权利要求1所述的自动上下料机构，其特征在于，所述料架（300）包括上料架（320）和下料架（310），所述上料架（320）、所述下料架（310）和所述定位机构（400）均设置于载台（110）上，所述上料架（320）和所述下料架（310）均沿铅直方向设置有若干与所述卷筒夹具（200）的宽度匹配的屉位（311），所述定位机构（400）包括承载平台（402）、顶升平台（410）、顶升驱动装置（411）和定位夹爪（420），所述承载平台（402）、所述顶升平台（410）和所述顶升驱动装置（411）设置在所述载台（110）上，所述定位夹爪（420）对称设置在所述承载平台（402）的两侧，所述顶升平台（410）可在所述顶升驱动装置（411）的驱动下在铅直方向上进行升降运动，所述承载平台（402）上设置有避让所述顶升平台（410）的避让口，所述定位夹爪（420）用于将所述卷筒夹具（200）的两侧夹持在所述承载平台（402）上。

8.根据权利要求1所述的自动上下料机构，其特征在于，所述固定卡爪（220）包括至少三组卷筒压块（222）和卷筒定位块（221），所述卷筒定位块（221）与所述夹具底板（210）固定连接，多个所述卷筒定位块（221）等角度间距地分布于一个圆上，所述卷筒压块（222）设置于所述卷筒定位块（221）靠近圆心的一侧，所述卷筒压块（222）与对应的所述卷筒定位块（221）之间通过弹性件连接，所述卷筒压块（222）朝向圆心的一面设置有向远离所述夹具底板（210）和圆心方向倾斜的斜面，所述第一带头夹爪（230）包括带头定位块（231）、活动压块（232）和固定压块（233），所述固定压块（233）和所述带头定位块（231）固定设置于所述夹具底板（210）上，所述活动压块（232）设置于所述固定压块（233）和所述带头定位块（231）之间，所述活动压块（232）与所述带头定位块（231）之间通过弹性件连接。

9.一种电路板生产设备，其特征在于，包括根据权利要求1至8任一项所述的自动上下料机构及飞达机构，所述飞达机构包括中心对称的换卷转盘（700）和转盘驱动装置，所述换卷转盘（700）转动设置于设备的机架上，所述换卷转盘（700）上中心对称设置有两根卷筒转轴，所述换卷转盘（700）可在所述转盘驱动装置的驱动下旋转，所述卷筒转轴上可拆卸地安装有卷筒压盖（720），每个所述卷筒转轴的一侧设置有第三带头夹爪（710），所述第三带头夹爪（710）用于夹持卷料的带头，所述第三带头夹爪（710）中心对称设置于所述换卷转盘（700）的两端。

10.一种自动上下料方法，用于权利要求9所述的电路板生产设备，其特征在于，包括如下步骤：

S100：收到设备的请求上下料信号后，多轴机械臂（500）驱动机械夹手模组（600）移动至设备的换卷转盘（700）处；

S200：多轴机械臂（500）旋转机械夹手模组（600）使定位相机（650）朝向换卷转盘（700），对换卷转盘（700）进行拍照定位；

S300：多轴机械臂（500）旋转机械夹手模组（600）使压盖夹爪（640）朝向换卷转盘（700），根据步骤S200中的定位结果，驱动压盖夹爪（640）将换卷转盘（700）上的空卷筒上的卷筒压盖（720）取下；

S400：多轴机械臂（500）旋转机械夹手模组（600）使卷筒夹爪（630）朝向换卷转盘（700），根据步骤S200中的定位结果，驱动卷筒夹爪（630）将换卷转盘（700）上的空卷筒取下；

S500：多轴机械臂（500）驱动机械夹手模组（600）移动至定位机构（400）处，驱动卷筒夹爪（630）将空卷筒安装到定位机构（400）上的卷筒夹具（200）上；

S600：多轴机械臂（500）旋转机械夹手模组（600）使夹具夹爪（620）朝向定位机构（400），定位机构（400）同时将卷筒夹具（200）松开，多轴机械臂（500）驱动夹具夹爪（620）将卷筒夹具（200）插入到下料架（310）上；

S700：多轴机械臂（500）驱动夹具夹爪（620）从上料架（320）上取下一个带有卷料的卷筒夹具（200），并将该卷筒夹具（200）放置在定位机构（400）上，定位机构（400）将卷筒夹具（200）固定；

S800：多轴机械臂（500）旋转机械夹手模组（600）使卷筒夹爪（630）朝向定位机构（400），多轴机械臂（500）驱动卷筒夹爪（630）从定位机构（400）上取下卷料，并通过第二带头夹爪（633）从第一带头夹爪（230）上接过卷料的带头；

S900：多轴机械臂（500）驱动机械夹手模组（600）移动至换卷转盘（700）处，并旋转机械夹手模组（600）使定位相机（650）朝向换卷转盘（700），对换卷转盘（700）进行拍照定位；

S1000：多轴机械臂（500）旋转机械夹手模组（600）使卷筒夹爪（630）朝向换卷转盘（700），根据步骤S800的定位结果，驱动卷筒夹爪（630）将卷料安装到换卷转盘（700）上的空的卷筒转轴上，并通过第二带头夹爪（633）将卷料的带头交给换卷转盘（700）上的对应侧的第三带头夹爪（710）；

S1100：多轴机械臂（500）旋转机械夹手模组（600）使压盖夹爪（640）朝向换卷转盘（700），根据步骤S800的定位结果，驱动压盖夹爪（640）将卷筒压盖（720）安装到新的卷料的卷筒转轴上。