全自动上料机和托盘运送方法与流程

本发明涉及自动化领域，特别涉及一种全自动上料机和托盘运送方法。

背景技术：

在电路板的生产制造过程中，需要对电子设备的电路板进行独立的模块测试。

在批量化的供货需求下，待测试的电路板数量十分巨大，这些电路板通常通过托盘运输。而在测试系统日益智能化和自动化的今天，自动上料设备的需求也越来越迫切。

在现有的技术中，除了人工搬运托盘外，也存在一些自动上料设备，然而这些上料设备通常只能输送单个托盘，无法完成智能化和大批量的托盘运输和整理工作。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种全自动上料机和托盘运送方法，采用了该托盘运送方法的全自动上料机能够自动化完成大批量托盘的上料动作，降低了生产成本，提高了生产效率和质量。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种全自动上料机，用于运送托盘，包括用于在高度方向上带动托盘运动的第一升降机构和第二升降机构，以及用于推送托盘的推送机构。托盘有若干个，且这些托盘在第一升降机构中沿高度方向堆叠，形成第一托盘堆。

其中，第一托盘堆顶端或底端的托盘位于第一升降机构中的初始位置。 推送机构用于将位于初始位置的托盘推送至第二升降机构中的保持位置。

第一升降机构用于将位于第一托盘堆的其余托盘移动至初始位置。

第二升降机构用于将位于保持位置的托盘下降至保持位置下方，并且，被降下的托盘用于为后续进入保持位置的托盘提供底部支撑。

本发明的实施方式还提供了一种托盘运送方法，包括如下步骤：

将若干个托盘堆叠于第一升降机构中，形成第一托盘堆，其中，处于第一托盘堆高度方向上任意一端的托盘占据初始位置，初始位置位于为推送机构的工作区域。

推送机构将位于初始位置的托盘推送至位于第二升降机构的保持位置，然后归位，初始位置空置。

在推送机构归位后，第一升降机构将托盘移动并重新占据初始位置。

第二升降机构降下位于保持位置的托盘，保持位置空置，被降下的托盘为后续进入保持位置的托盘提供底部支撑。

重复推送机构的推送步骤、第一升降机构移动托盘的步骤和第二升降机构降下托盘的步骤，直至第一托盘堆中的托盘被全部推送至第二升降机构，形成位于第二升降机构的第二托盘堆。

相对于现有技术而言，本发明的实施方式通过在升降机构中形成托盘堆，并利用推送机构逐个推送托盘，当托盘在第二升降机构的保持位置时，可以取走托盘所运送的电路板并进行测试，以此实现了大批量托盘的逐个送料。并且，通过将这些托盘重新在第二升降机构堆叠，实现了空托盘堆的重新生成，因此具有智能化和自动化的优势，大幅度提高了检测设备的工作效率。

作为优选，全自动上料机还包括设于第二升降机构下方的传送带，传送带用于将第二升降机构降下的托盘堆送出第二升降机构。利用传送带可以将 托盘推自动送离第二升降机构，使得第二升降机构得以自动归位并进行后续工作，从而降低了人工成本。

其中，作为优选，推送机构可以包括推送电机、与推送电机传动连接的第一丝杠和设于第一丝杠上的电动推块，推送电机能够带动第一丝杠以第一丝杠的轴线为旋转轴旋转，电动推块能够在第一丝杠的带动下推动托盘从初始位置运动至保持位置。利用电动推块推送托盘时，电动推块可以依据实际需要调整行程，以适应不同大小的托盘。

当然，作为优选，推送机构也可以包括气缸，与气缸传动连接的传动杆和设于传动杆头端的气动推块，气缸能够带动传动杆沿着传动杆的长度方向运动，气动推块用于在传动杆的带动下推动托盘从初始位置运动至保持位置。气缸带动下的气动推块的行程简单，稳定性和可靠性很好，而且传动杆相对于丝杆而言不占据托盘在高度方向上的运动位置，使得在第一升降机构的托盘可以有更灵活的放置方式。

同样的，作为优选，第一升降机构可以包括第一升降电机、与第一升降电机传动连接的蜗杆和设于蜗杆顶端的第一托举件，蜗杆沿高度方向设置，第一托盘堆位于第一托举件上；第一升降电机通过蜗杆带动第一托举件在高度方向作升降运动。其中，电机可以选用成本低廉的步进电机，配合蜗杆和托举件可以精确地控制第一托盘堆的升降距离，从而实现稳定的步进运动。

另外，作为优选，第一升降机构还包括用于检测初始位置是否存在托盘的第一传感器，第一传感器与第一升降机构通信连接。第一传感器检测到初始位置不存在托盘时，向第一升降机构发送空置信号，触发第一升降机构移动第一托盘堆中的托盘至初始位置。利用第一传感器来触发第一升降机构，可以提高第一升降机构的动作精度，防止误升降。

作为优选，第一托举件的两侧设有用于夹持第一托盘堆的侧壁，侧壁的内表面沿高度方向设有至少n个托槽，第一推盘堆的各托盘与这些托槽一一 对应且托盘相对的两侧边缘分别嵌入托槽。利用托槽支撑托盘时，第一托盘堆中的托盘相互之间无作用力，因此，可以自下而上地利用推送机构推送托盘，降低了第一升降机构的设计和制造难度。

此外，作为优选，第二升降机构包括第二升降电机、与第二升降电机传动连接的第二丝杠和设于第二丝杠上的第二托举件，第二丝杠沿高度方向设置，第二托盘堆位于第二托举件上；第二升降电机通过第二丝杠带动第二托举件在高度方向作升降运动。第二升降机构利用第二丝杆作为传动部件，其传动稳定，行程可控，成本也十分低廉。

进一步地，作为优选，全自动上料机还包括用于检测第二托盘堆的最低端的第二传感器，第一传感器与第二升降机构通信连接。第一传感器检测到第二托盘堆的最低端到达预设位置时，向第二升降机构发送下降信号，第二升降机构根据下降信号继续降下第二托盘堆。其中，预设位置为第一托盘堆的托盘全部转移至第二托盘堆时第二托盘堆最低端的所在位置。当原第一托盘堆的托盘全部转移至第二托盘堆时，将第二托盘堆降下可以方便后续的搬运，在存在传送带的前提下还可以利用传动带自动将第二托盘堆传出，十分方便。

附图说明

图1是本发明实施方式第一实施方式全自动上料机的正视示意图；

图2是本发明实施方式第一实施方式全自动上料机的立体示意图；

图3是本发明实施方式第三实施方式推送机构的示意图；

图4是本发明实施方式第四实施方式第一托举件的示意图。

附图编号说明：

1、第一升降机构：11、第一升降电机；12、蜗杆；13、第一托举件；

2、第二升降机构：21、第二升降电机；22、第二丝杠；23、第二托举件；

3、推送机构：31、推送电机；32、第一丝杠；33、电动推块；34、气缸；35、传动杆；36、气动推块；

4、第一托盘堆；5、第二托盘堆；6、传送带。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式提供了一种全自动上料机，用于运送托盘，参见图1和图2所示，该全自动上料机包括：用于在高度方向上带动托盘运动的第一升降机构1和第二升降机构2，以及用于推送托盘的推送机构3。

其中，托盘有若干个，且这些托盘在第一升降机构1中沿高度方向堆叠，形成第一托盘堆4。第一托盘堆4顶端的托盘位于第一升降机构1中的初始位置。推送机构3用于将位于初始位置的托盘推送至第二升降机构2中的保持位置。具体而言，推送机构3包括推送电机31、与推送电机31传动连接的第一丝杠32和设于第一丝杠32上的电动推块33，推送电机31能够带动第一丝杠32以第一丝杠32的轴线为旋转轴旋转，电动推块33能够在第一丝杠32的带动下推动托盘从初始位置运动至保持位置。利用电动推块33推送托盘时，电动推块33可以依据实际需要调整行程，以适应不同大小的托盘。

而第一升降机构1则包括第一升降电机11、与第一升降电机11传动连 接的蜗杆12和设于蜗杆12顶端的第一托举件13，蜗杆12沿高度方向设置，第一托盘堆4位于第一托举件13上；第一升降电机11通过蜗杆12带动第一托举件13在高度方向作升降运动。其中，电机可以选用成本低廉的步进电机，配合蜗杆12和托举件可以精确地控制第一托盘堆4的升降距离，从而实现稳定的步进运动。第一升降机构1用于将位于第一托盘堆4的其余托盘移动至初始位置。

在本实施方式中，第一升降机构1还包括用于检测初始位置是否存在托盘的第一传感器(图中未示出)，第一传感器与第一升降机构1通信连接。第一传感器检测到初始位置不存在托盘时，向第一升降机构1发送空置信号，触发第一升降机构1移动第一托盘堆4中的托盘至初始位置。利用第一传感器来触发第一升降机构1，可以提高第一升降机构1的动作精度，防止误升降。其中，第一传感器可以是光线传感器，也可以是接触式的压簧传感器等。

第二升降机构2包括第二升降电机21、与第二升降电机21传动连接的第二丝杠22和设于第二丝杠22上的第二托举件23，第二丝杠22沿高度方向设置，第二托盘堆5位于第二托举件23上；第二升降电机21通过第二丝杠22带动第二托举件23在高度方向作升降运动。第二升降机构2利用第二丝杆作为传动部件，其传动稳定，行程可控，成本也十分低廉。第二升降机构2用于将位于保持位置的托盘下降至保持位置下方，并且，被降下的托盘用于为后续进入保持位置的托盘提供底部支撑。

在本实施方式中，全自动上料机还包括设于第二升降机构2下方的传送带6，传送带6用于将第二升降机构2降下的托盘堆送出第二升降机构2。利用传送带6可以将托盘推自动送离第二升降机构2，使得第二升降机构2得以自动归位并进行后续工作，从而降低了人工成本。

在本实施方式中，提供了一种全自动上料机的使用方法如下：

将若干个托盘堆叠于第一升降机构1中，形成第一托盘堆4，其中，处 于第一托盘堆4高度方向上任意一端的托盘占据初始位置，初始位置位于为推送机构3的工作区域。

推送机构3将位于初始位置的托盘推送至位于第二升降机构2的保持位置，然后归位，初始位置空置。

在推送机构3归位后，第一升降机构1将托盘移动并重新占据初始位置。

此时，外部终端即可对位于保持位置的托盘进行取料操作。例如，可以利用机械手抓取放置于托盘内的电路板，交给测试仪。值得一提的是，本实施方式所提供的技术方案显然不仅可以引用于半导体领域的测试系统中，还可以应用在生产、封装等其他诸多领域中。

当托盘内的电路板被全部取完后，可以人工给出信号，也可以通过机械手所在的控制系统给出信号，第二升降机构2在收到信号后降下位于保持位置的托盘，保持位置空置，被降下的托盘为后续进入保持位置的托盘提供底部支撑。

重复推送机构3的推送步骤、第一升降机构1移动托盘的步骤和第二升降机构2降下托盘的步骤，直至第一托盘堆4中的托盘被全部推送至第二升降机构2，形成位于第二升降机构2的第二托盘堆5。

继续降下第二托盘堆5直至到达传送带6，传送带6将第二升降机构2降下的托盘堆运送出第二升降机构2。

显然，在实际使用中，还可以根据具体的工艺需求对步骤细节作出改动。因此这并不造成对本发明的具体使用方式的限定。

相对于现有技术而言，本实施方式通过在升降机构中形成托盘堆，并利用推送机构3逐个推送托盘，当托盘在第二升降机构2的保持位置时，可以取走托盘所运送的电路板并进行测试，以此实现了大批量托盘的逐个送料。并且，通过将这些托盘重新在第二升降机构2堆叠，实现了空托盘堆的重新 生成，因此具有智能化和自动化的优势，大幅度提高了检测设备的工作效率。

本发明的第二实施方式提供了一种全自动上料机,第二实施方式与第一实施方式有所不同，主要不同之处在于，在本发明的第一实施方式中：推送机构3通过丝杆传动连接；而在本发明的第二实施方式中：参加图3所示，推送机构3包括气缸34，与气缸34传动连接的传动杆35和设于传动杆35头端的气动推块36，气缸34能够带动传动杆35沿着传动杆35的长度方向运动，气动推块36用于在传动杆35的带动下推动托盘从初始位置运动至保持位置。

在本实施方式中，气缸34带动下的气动推块36的行程简单，稳定性和可靠性很好，而且传动杆35相对于丝杆而言不占据托盘在高度方向上的运动位置，使得在第一升降机构1的托盘可以有更灵活的放置方式。具体说来，在利用气缸34推动动杆的前提下，托盘堆的行程范围可以覆盖在传动杆35下方的位置，能够更有效地利用空间，而第一托举件13仅需制成平台的形状，成本较为低廉。

本发明的第三实施方式提供了一种全自动上料机,第三实施方式是第一或第二实施方式的进一步改进；主要改进之处在于，在本发明的第三实施方式中：参加图4所示，第一托举件13的两侧设有用于夹持第一托盘堆4的侧壁，侧壁的内表面沿高度方向设有至少n个托槽，第一推盘堆的各托盘与这些托槽一一对应且托盘相对的两侧边缘分别嵌入托槽。利用托槽支撑托盘时，第一托盘堆4中的托盘相互之间无作用力，因此，可以自下而上地利用推送机构3推送托盘，降低了第一升降机构1的设计和制造难度。

值得一提的是，在此基础上，无论是第一托盘堆4的顶端还是底端的托盘都可以在推送工作之前就位于第一升降机构1中的初始位置。并且，能够令推送机构3从第一托盘堆4的底部开始推送托盘的结构还有其他多种，基本思路和本实施方式类似，因此不再予以赘述。

本发明的第四实施方式提供了一种全自动上料机,第四实施方式是第一、第二或第三实施方式的进一步改进；主要改进之处在于，在本发明的第四实施方式中：全自动上料机还包括用于检测第二托盘堆5的最低端的第二传感器，第一传感器与第二升降机构2通信连接。

第一传感器检测到第二托盘堆5的最低端到达预设位置时，向第二升降机构2发送下降信号，第二升降机构2根据下降信号继续降下第二托盘堆5。其中，预设位置为第一托盘堆4的托盘全部转移至第二托盘堆5时第二托盘堆5最低端的所在位置。当原第一托盘堆4的托盘全部转移至第二托盘堆5时，将第二托盘堆5降下可以方便后续的搬运，在存在传送带6的前提下还可以利用传动带自动将第二托盘堆5传出，十分方便。

本发明的第五实施方式提供了一种托盘运送方法，包括如下步骤：

将若干个托盘堆叠于第一升降机构1中，形成第一托盘堆4，其中，处于第一托盘堆4高度方向上任意一端的托盘占据初始位置，初始位置位于为推送机构3的工作区域。

推送机构3将位于初始位置的托盘推送至位于第二升降机构2的保持位置，然后归位，初始位置空置。

在推送机构3归位后，第一升降机构1将托盘移动并重新占据初始位置。

第二升降机构2降下位于保持位置的托盘，保持位置空置，被降下的托盘为后续进入保持位置的托盘提供底部支撑。

重复推送机构3的推送步骤、第一升降机构1移动托盘的步骤和第二升降机构2降下托盘的步骤，直至第一托盘堆4中的托盘被全部推送至第二升降机构2，形成位于第二升降机构2的第二托盘堆5。

此外，在形成位于第二升降机构2的第二托盘堆5的步骤之后，还可以包括如下步骤：

第二升降机构2继续降下第二托盘堆5，直到第二托盘堆5到达传送带6。

传送带6将第二托盘送出第二升降机构2，第二升降机构2归位。

相对于现有技术而言，本实施方式通过在升降机构中形成托盘堆，并利用推送机构3逐个推送托盘，当托盘在第二升降机构2的保持位置时，可以取走托盘所运送的电路板并进行测试，以此实现了大批量托盘的逐个送料。并且，通过将这些托盘重新在第二升降机构2堆叠，实现了空托盘堆的重新生成和送出，因此具有智能化和自动化的优势，大幅度提高了检测设备的工作效率。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。