上料装置及上料方法

技术领域

本申请涉及显示技术领域，尤其涉及一种上料装置及上料方法。

背景技术

目前印刷电路板上料普遍采用人工摆盘上料，物料员需要将机台专用的电木盘从机台回收区取出，再将塑料盘中的印刷电路板摆放到电木盘内，将电木盘摆满后再把台车拉出放入电木盘，如此不仅耗时较长，由于电木盘的厚度较厚使得能放入的印刷电路板的数量较少，导致生产效率低下。

故，有必要提供一种上料装置及上料方法来改善这一缺陷。

发明内容

本申请的实施例提供了一种上料装置及上料方法，可以节省上料时间，提高上料效率以及生产效率，降低生产成本。

本申请的实施例提供了一种上料装置，包括：

传送机构，用于将料盘从待料区沿第一方向移送至供料区；

升降机构，设置于所述供料区，所述升降机构包括升降平台和第一驱动件，所述升降平台与所述第一驱动件连接，所述升降平台用于承载料盘以及在所述第一驱动件的驱动下带动所述料盘进行上升或下降运动；

第一定位机构，包括多个对位对撑夹紧件和第二驱动件，多个所述对位对撑夹紧件分别设置于所述升降平台的沿第一方向的相对两侧，所述对位对撑夹紧件与所述第二驱动件连接，所述对位对撑夹紧件用于在所述第二驱动件的驱动下沿第二方向移动并与所述料盘的侧面抵紧，所述第一方向与所述第二方向交叉；

第二定位机构，包括限位件，所述限位件设置于所述升降平台的远离所述供料区的一端，当所述料盘移动至所述升降平台上时，所述料盘与所述限位件抵紧；

取料机构，设置于所述升降机构上方，所述取料机构包括摄像组件和取料组件，所述摄像组件用于对所述料盘中待抓取的物料进行拍摄，获取取料位置的目标地址，所述取料组件用于根据所述目标地址进行调整并抓取所述物料。

根据本申请一实施例，所述升降平台的沿所述第一方向的相对两端分别设置有多个避位槽，所述避位槽的开口朝向所述对位对撑夹紧件，当所述对位对撑夹紧件与所述料盘的侧面抵紧时，所述对位对撑夹紧件穿过所述避位槽。

根据本申请一实施例，所述对位对撑夹紧件为对位对撑夹紧轴，所述第一定位机构还包括固定底座和第一滑轨，所述固定底座可滑动地安装于所述第一滑轨上，所述对位对撑夹紧件的一端与所述固定底座固定连接，所述对位对撑夹紧件的轴向方向平行于所述升降平台的运动方向。

根据本申请一实施例，所述第二定位机构还包括传感器，所述传感器用于检测所述升降平台上是否有料盘，当所述传感器检测到所述升降平台上有料盘时，所述传送机构停止工作。

根据本申请一实施例，所述摄像组件包括相机和光源，所述相机和所述光源均固定安装于所述取料机构上。

根据本申请一实施例，所述上料装置包括基座，所述传送机构包括载台、传送带和第三驱动件，所述载台和所述第三驱动件均固定安装于所述基座上，所述传送带与所述第三驱动件连接。

根据本申请一实施例，所述升降机构包括第二滑轨，所述第二滑轨固定安装于所述基座上，所述升降平台可滑动地安装于所述第二滑轨上。

依据本申请上述实施例提供的上料装置，本申请的实施例还提供了一种上料方法，所述上料方法使用如上述的上料装置，所述上料方法包括：

对料盘中待抓取的物料进行拍摄，获取所述物料上标记点的坐标值；

根据所述物料上标记点的坐标值和所述取料组件的吸料基准点的坐标值，得到所述取料组件的角度偏移补偿值和坐标偏移补偿值；

根据所述坐标偏移补偿值，得到所述取料组件的目标地址；

根据所述角度偏移补偿值和所述目标地址对所述物料进行抓取。

根据本申请一实施例，所述取料组件具有两个所述吸料基准点，所述物料上设置有两个所述标记点，所述根据所述物料上的标记点的坐标值以及取料组件的吸料基准点的坐标值，得到所述取料组件的角度补偿值和坐标补偿值的步骤包括：

根据所述物料上的标记点的坐标值以及取料组件的吸料基准点的坐标值，计算两个吸料基准点之间的连线与两个标记点之间的连线的角度，得到所述取料组件的角度偏移补偿值。

根据本申请一实施例，所述根据所述物料上的标记点的坐标值以及取料组件的吸料基准点的坐标值，得到所述取料组件的坐标补偿值和坐标补偿值的步骤包括：

将所述标记点绕所述取料组件的旋转中心旋转与所述角度偏移补偿值相同数值的角度；

计算所述标记点与所述基准点在X轴和Y轴方向上的距离，得到所述坐标偏移补偿值。

本申请实施例的有益效果：本申请的实施例提供了一种上料装置及上料方法，所述上料装置包括传送机构、升降机构、第一定位机构、第二定位机构和取料机构，第一定位机构包括多个对位对撑夹紧件和第二驱动件，多个对位对撑夹紧件分别设置于所述升降平台的沿第一方向的相对两侧，对位对撑夹紧件用于在第二驱动件的驱动下沿第二方向移动并与料盘的侧面抵紧，第二定位机构包括限位件，限位件设置于所述升降平台的远离所述供料区的一端，当所述料盘移动至所述升降平台上时，所述料盘与所述限位件抵紧，如此可以通过第一定位机构和第二定位机构实现对料盘的定位以及限位，使得上料装置可以适用于不同尺寸的料盘的自动上料，取料机构设置于所述升降机构上方，取料机构包括摄像组件和取料组件，摄像组件用于对料盘中待抓取的物料进行拍摄，获取取料位置的目标地址，所述取料组件用于根据所述目标地址进行调整并抓取所述物料，从而可以补正不同物料的位置差异，节省上料时间，提高上料装置的上料效率以及生产效率，降低生产成本。

附图说明

图1为本申请实施例提供的上料装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的第一定位机构的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的传送结构的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的取料机构的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的视觉补正的原理示意图；

图6为本申请实施例提供的偏移补偿示意图。

具体实施方式

以下各实施例的说明是参考附加的图示，用以例示本申请可用以实施的特定实施例。本申请所提到的方向用语，例如[上]、[下]、[前]、[后]、[左]、[右]、[内]、[外]、[侧面]等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本申请，而非用以限制本申请。在图中，结构相似的单元是用以相同标号表示。

下面结合附图和具体实施例对本申请做进一步的说明。

本申请的实施例提供了一种上料装置及上料方法，可以节省上料时间，提高上料效率以及生产效率，降低生产成本。

结合图1至图4所示，上料装置包括传送机构1、升降机构2、第一定位机构3、第二定位机构4和取料机构5。

传送机构1用于将料盘从待料区沿第一方向Y移送至供料区。

在本实施例中，上料装置包括基座100，传送机构1包括载台10、传送带11和第三驱动件12，载台10和第三驱动件12均固定安装于基座100上，载台10位于待料区，载台10用于放置待上料的料盘200。传送带11横跨待料区和上料区，传送带11与第三驱动件12连接，传送带11可以在第三驱动件12的驱动下进行转动，并带动放置于载台10上的料盘200由待料区移动至上料区。

具体来说，传送带11可以为传送皮带，第三驱动件12可以为电机。

升降机构2设置于供料区，升降机构2包括升降平台21和第一驱动件22，升降平台21与第一驱动件22连接，升降平台21用于承载料盘200以及在第一驱动件22的驱动下带动料盘200进行上升或下降运动。

在本实施例中，升降机构2包括第二滑轨23，第二滑轨23固定安装于基座100上，升降平台21可滑动地安装于第二滑轨23上。

在本实施例中，第一驱动件22可以为电机，升降平台21可以在第一驱动件22的驱动下，在滑轨上沿第三方向Z进行上升运动，并带动料盘200由下侧承接位置移动至上部供料位。

在其他一些实施例中，第一驱动件22不仅限于上述实施例中的电机，也可以是气缸。

第一定位机构3包括多个对位对撑夹紧件31和第二驱动件32，多个对位对撑夹紧件31分别设置于升降平台21的沿第一方向Y的相对两侧，对位对撑夹紧件31与第二驱动件32连接，对位对撑夹紧件31用于在第二驱动件32的驱动下沿第二方向X移动并与料盘200的侧面抵紧，第一方向Y与所述第二方向X交叉。

升降平台21的沿所述第一方向Y的相对两端分别设置有多个避位槽210，避位槽210的开口朝向对位对撑夹紧件31，当对位对撑夹紧件31与料盘200的侧面抵紧时，对位对撑夹紧件31穿过避位槽210。

在本实施例中，对位对撑夹紧件31为对位对撑夹紧轴，第一定位机构3还包括固定底座33和第一滑轨34，固定底座33可滑动地安装于第一滑轨34上，对位对撑夹紧件31的一端与固定底座33固定连接，对位对撑夹紧件31的轴向方向平行于升降平台21的运动方向，即对位对撑夹紧件31的轴向方向平行于第三方向Z。

在本实施例中，升降平台21的沿所述第一方向Y的相对两端各设置有两个避位槽210，第一定位机构3具有四个对位对撑夹紧件31，四个对位对撑夹紧件31与四个避位槽210一一对应。利用第一定位机构3中的四个对位对撑夹紧件31可以实现对料盘200的沿第一方向Y的相对两侧的定位以及限位。

需要说明的是，由于升降平台21上对应对位对撑夹紧件31的位置设置有避位槽210，对于尺寸较小的料盘200，对位对撑夹紧件31移动至避位槽210内，以抵紧料盘200的侧面，从而可以实现对于不同尺寸料盘200的沿第一方向Y的相对两侧的定位以及限位。

在本实施例中，位于升降平台21的相对两侧的两个对位对撑夹紧件31之间的距离可调，并且介于300mm至660mm之间。当沿第二方向X的长度介于300mm至660mm之间的料盘200投入后，可以自动切换第二驱动件32的参数以使对位对撑夹紧件31由待机位移动至夹紧位置，抵紧料盘200的侧面，实现对料盘200的定位以及限位。

第二定位机构4包括限位件41，限位件41设置于升降平台21的远离供料区的一端，当料盘200移动至升降平台21上时，料盘200与限位件41抵紧。

在本实施例中，第二定位机构4还包括传感器42，传感器42用于检测升降平台21上是否有料盘200，当传感器42检测到升降平台21上有料盘200时，可以向控制机构发送信号，控制机构接收信号后可以向传送机构1发送控制信号，控制传送机构1停止工作。传送机构1停止工作时，料盘200的靠近限位件41的一侧表面与限位件41抵紧，如此可以实现对料盘200在第一方向Y上的定位以及限位。

取料机构5设置于升降机构2上方，取料机构5包括摄像组件51和取料组件52，摄像组件51用于对料盘200中待抓取的物料进行拍摄，获取取料位置的目标地址，取料组件52用于根据目标地址进行调整并抓取物料。

在本实施例中，摄像组件51包括相机511和光源512，相机511和光源512均固定安装于取料组件52上。所述取料组件52包括机械手521和吸嘴522，吸嘴522用于吸取料盘200中的物料。

依据本申请上述实施例提供的上料装置，本申请的实施例还提供了一种上料方法，所述上料方法使用如上述的上料装置，所述上料方法包括：

步骤S10：对料盘中待抓取的物料进行拍摄，获取所述物料上标记点的坐标值；

步骤S20：根据所述物料上标记点的坐标值和所述取料组件的吸料基准点的坐标值，得到所述取料组件的角度偏移补偿值和坐标偏移补偿值；

步骤S30：根据所述坐标偏移补偿值，得到所述取料组件的目标地址；

步骤S40：根据所述角度偏移补偿值和所述目标地址对所述物料进行抓取。

在本实施例中，所述上料方法还包括：

步骤S01：建立模板。

建立模板的具体步骤包括：

步骤S011：移动机械手，记录多个图像特征点和对应的机械坐标；例如，图像坐标为Px、Py，机械手坐标为Qx、Qy，根据图像坐标可以计算出图像坐标到机械手坐标变换矩阵。所述步骤S011中图像特征点可以是4个，也可以是其他多个，此处不做唯一限定。

步骤S012：标定机械手旋转中心。机械手X、Y不动，旋转R轴，在相机视野范围内均匀记录多个图像特征点，根据多个图像特征点坐标通过最小二乘法拟合出圆心，此圆心即为R轴的旋转中心。所述步骤S012中，图像特征点可以是5个，也可以是其他多个，此处不做唯一限定。

步骤S013：确定机械手吸料基准点，拍摄印刷电路板，获取印刷电路板上的两个标记点坐标，以两个标记点作为吸料基准点。

在本实施例中，所述取料组件具有两个所述吸料基准点，所述物料上设置有两个所述标记点，所述根据所述物料上的标记点的坐标值以及取料组件的吸料基准点的坐标值，得到所述取料组件的角度补偿值和坐标补偿值的步骤包括：

根据所述物料上的标记点的坐标值以及取料组件的吸料基准点的坐标值，计算两个吸料基准点之间的连线与两个标记点之间的连线的角度，得到所述取料组件的角度偏移补偿值；将所述标记点绕所述取料组件的旋转中心旋转与所述角度偏移补偿值相同数值的角度；计算所述标记点与所述基准点在X轴和Y轴方向上的距离，得到所述坐标偏移补偿值。

如图5所示，图中圆圈为视野外机械手中心点，两个方块为印刷电路板上的标记点特征，实线为特征标识。

如5-1所示，机械手到达拍照位时，相机对料盘中待抓取的物料进行拍摄，获取所述物料上标记点P1、P2的坐标值，标记点P1与P2之间的连线为一条直线，计算吸料基准点M1与M2之间的连线与拍照获取的标记点P1与P2之间连线的角度α，该角度α即为机械手R轴的角度偏移补偿值，根据角度偏移补偿值对机械手的R轴进行补正，补正后如5-2所示。

在R轴补正后，对X轴进行补正，计算标记点P1与吸料基准点M1在X轴方向上的距离、标记点P2与吸料基准点M2在X轴方向上的距离，标记点与吸料基准点在X轴方向上的距离即为X轴上的坐标偏移补偿值，根据X轴上的坐标偏移补偿值对机械手X轴进行补正，补偿后的位置如图5-3所示。

在R轴和X轴补正后，对Y轴进行补正，计算标记点P1与吸料基准点M1在Y轴方向上的距离、标记点P2与吸料基准点M2在Y轴方向上的距离，标记点与吸料基准点在Y轴方向上的距离即为Y轴上的坐标偏移补偿值，根据Y轴上的坐标偏移补偿值对机械手Y轴进行补正，补偿后的位置如图5-4所示，标记点P1、P2分别与吸料基准点M1、M2几乎重合，对角度偏移补偿值、X轴上的坐标偏移补偿值和Y轴上的坐标偏移补偿值进行记录。

将补正后的角度偏移补偿值、X轴上的坐标偏移补偿值和Y轴上的坐标偏移补偿值发送给机械手到取料位的目标地址，机械手执行移动到取料位进行取料。

在本实施例中，如图6所示，根据M1和M2组成的直线与P1和P2组成的直线可以计算出角度偏差α，角度偏差α即为机械手R轴的角度偏移补偿值，M1可以绕旋转中心到M1’，根据标定得到的图像到机械手坐标变换矩阵，转换M1’和P1到机械手坐标RobotM1’，RobotP1，实际的X、Y坐标偏移补偿值＝RobotM1’-RobotP1。

本申请实施例的有益效果：本申请的实施例提供了一种上料装置及上料方法，所述上料装置包括传送机构、升降机构、第一定位机构、第二定位机构和取料机构，第一定位机构包括多个对位对撑夹紧件和第二驱动件，多个对位对撑夹紧件分别设置于所述升降平台的沿第一方向的相对两侧，对位对撑夹紧件用于在第二驱动件的驱动下沿第二方向移动并与料盘的侧面抵紧，第二定位机构包括限位件，限位件设置于所述升降平台的远离所述供料区的一端，当所述料盘移动至所述升降平台上时，所述料盘与所述限位件抵紧，如此可以通过第一定位机构和第二定位机构实现对料盘的定位以及限位，使得上料装置可以适用于不同尺寸的料盘的自动上料，取料机构设置于所述升降机构上方，取料机构包括摄像组件和取料组件，摄像组件用于对料盘中待抓取的物料进行拍摄，获取取料位置的目标地址，所述取料组件用于根据所述目标地址进行调整并抓取所述物料，从而可以补正不同物料的位置差异，节省上料时间，提高上料装置的上料效率以及生产效率，降低生产成本。

综上所述，虽然本申请以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本申请，本领域的普通技术人员，在不脱离本申请的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本申请的保护范围以权利要求界定的范围为基准。