[发明专利]基于EtherCAT通讯控制的自动插件机

说明书

技术领域

本发明涉及电子行业高精度装配领域，尤其涉及一种基于EtherCAT通讯控制的自动插件机。

背景技术

随着电子产品不断的普及和更新换代，电子产品的使用也越来越广泛。而随着人口红利逐渐下降，电子产品的自动化装配技术尤其是PCB自动装配技术将会得到越来越广泛的应用。对于如电阻等常规电子元器件的插件设备已经较为成熟，但对于USB、AV端子、接插头等异型元件的插件基本还依靠手工操作实现。而同时传统的插件机其插件精度完全依赖于机械定位，无法补偿由机械手的重复定位以及PCB定位所带来的定位误差，同时由于异型元件插件数量较少、精度要求高、种类多，异型元器件来料一致性差，使得传统的插件机已经无法满足实际要求。

随着工业自动化通讯控制技术的不断的发展，EtherCAT通讯控制传输速率快，接线方便、稳定性高等特点使其在工业自动化应用领域越来越广泛。在高精度装配领域，通过EtherCAT通讯技术使传统的伺服控制系统与机器视觉控制系统相结合的方案逐渐成为提高产品装配速度和精度的主流趋势。

发明内容

针对现有技术存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种基于EtherCAT通讯控制的自动插件机，可适应多种器件的插装，可对插装异型元器件的质量进行筛选，实现异型元器件的插装位置的识别。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种基于EtherCAT通讯控制的自动插件机，包括异型元器件供应模块、异型元器件拾取模块、异型元器件识别与筛选定位模块、PCB传送夹紧装置、PCB识别定位模块、伺服运动控制模块、视觉控制系统和主控制器，所述异型元器件供应模块、异型元器件拾取模块、异型元器件识别与筛选定位模块、PCB传送夹紧装置、PCB识别定位模块、伺服运动控制模块、视觉控制系统均分别与主控制器电信号连接，所述主控制器包括异型元器件供应模块、异型元器件拾取模块、异型元器件识别与筛选定位模块、PCB传送夹紧装置、PCB识别定位模块、伺服运动控制模块；视觉控制系统包括异型元器件识别与筛选定位模块、PCB识别定位模块；

所述视觉控制系统在被检测物运动到视觉控制系统的检测范围之内由主控制器发出指令启动视觉控制系统运动，视觉控制系统根据主控制器发出的指令，视觉控制器进行场景和运动指令切换，得到被检测物的位置信息并将该信息返回至主控制器；

所述PCB传送夹紧装置通过控制传送线电机启动或停止传送线工作，并可控制传送速度的变化，将PCB传送到工作位置，然后通过限位气缸和夹紧气缸实现PCB的限位夹紧；

所述PCB识别定位模块设置于伺服运动机构处，PCB识别定位模块用于获取PCB在运动机构坐标系中的位置信息；

所述异型元器件识别与筛选定位模块设置在异型元器件供应模块处，异型元器件识别与筛选定位模块用于获取异型元器件本身信息和在运动机构坐标系中位置信息；

所述异型元器件拾取模块通过异型元器件供应模块的信号判断异型元器件是否到位，如果异型元器件已到位，则主控制器发出异型元器件拾取指令；

当伺服运动控制模块接收到主控制器发出的异型元器件抓取指令后，通过控制异型元器件拾取装置实现异型元器件的拾取，并使异型元器件处于视觉控制系统的检测范围之内；当接收到主控制器发出的元器件插装位置数据后，调整异型元器件拾取装置的位置实现元器件的精确插装。

为了更好地实现本发明，所述视觉控制系统包括用于异型元器件图像捕获的元件CCD、用于Mark图像捕获的标记CCD，所述元件CCD、标记CCD均与视觉控制系统连接，所述视觉控制系统与主控制器通过EtherCAT通讯连接；所述视觉控制系统用于识别与计算异型元器件在运动机构基准坐标系中的坐标值、PCB在运动机构基准坐标系中的坐标值、主控制器结合这些坐标值和PCB原始插件数据计算得到异型元器件的插件位置数据。

作为优选，所述元件CCD包括图像搜索匹配模块、运动平台数据模块和位置角度输出模块。

作为优选，所述标记CCD包括图像搜索匹配模块、运动平台数据模块、位置角度输出模块。

作为优选，所述PCB夹紧装置包括PCB限位气缸、PCB夹紧气缸、电磁阀和可调速度的传送装置，所述传送装置包括拾取装置气缸，所述电磁阀与传送装置与主控制器连接，所述电磁阀与PCB限位气缸、PCB夹紧气缸、传送装置分别连接。

作为优选，所述异型元器件拾取装置由若干元件夹持气爪组成，每个元件夹持气爪通过电磁阀和光电传感器与主控制器连接。