CN102201328B - 固晶机焊头机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种固晶机焊头机构，包括上下驱动控制装置和旋转驱动控制装置，所述上下驱动控制装置包括底座、第一伺服马达、偏心轴、连杆、直线导轨滑块、直线导轨、第一轴承、直轴、竖直导轨；本发明由偏心轴和连杆将第一伺服马达的旋转运动转化为直线导轨滑块的直线运动，再通过第一轴承在斜台上的运动将直线导轨滑块的直线运动转化为直轴的上下运动，带动旋转驱动控制装置上下运动对取晶臂的上下运动进行控制，动力转换平稳，速度比较均匀，旋转驱动控制装置直接提供取晶臂的旋转动力，本发明的焊头机构结构简单、成本低，可精确地对取晶臂的上下和旋转运动进行控制，提高取晶臂固晶的品质。

Description

固晶机焊头机构

技术领域

本发明涉及固晶机，尤其涉及一种固晶机焊头机构，该焊头机构用于控制取晶臂运动。

背景技术

固晶机是LED生产线上后封装工序必备的关键机械设备之一，其机械部分包括邦头组件、顶针组件、晶片工作台组件、光学系统、氧化物点胶组件和旋转定位机构组件。

固晶机的固晶过程是：由手动或上料机构把把基片或PCB传送到夹具的工作位置，先由点胶机构将基片或PCB需要键盒晶片的位置点胶，然后取晶臂从原点位置运动到吸晶片的位置，晶片放置在薄膜支撑的扩张器晶片盘上，取晶臂到位后吸嘴向下运动，顶针向上运动顶起晶片，在拾取晶片后键合原点位置，这样就是一个完整的键合过程。在取晶，固晶过程中主要的工作部件是邦头组件。

邦头组件的组成部分一般包括驱动机构和取晶臂两部分，其中驱动机构对取晶的准确度和固晶的品质起着至关重要的作用。

传统的驱动方式，马达通过皮带传动，带动旋转固晶臂，此种方式，因固晶臂旋转时速度较高，皮带及皮带轮容易摩擦，而且皮带磨出的物质容易掉进固晶产品内，对产品造成较大影响，同时皮带传动整体结构大，驱动精确度低，易造成取晶时漏晶。

2011年1月26日公开的中国发明专利申请CN101958380A(申请号：201010271817.4)公开一种固晶机邦头机构，包括取晶臂驱动控制装置和取晶臂，取晶臂驱动控制装置带动取晶臂运动，所述的取晶臂驱动控制装置包括上下驱动控制装置和旋转驱动控制装置，所述的旋转驱动控制装置安装在所述的上下驱动控制装置上，所述的上下驱动控制装置包括伺服马达、联轴器、一体式引动器，所述的伺服马达通过联轴器带动一体式引动器上下运动，所述的旋转驱动控制装置包括伺服马达、联轴器、旋转轴，所述的伺服马达通过联轴器带动旋转轴旋转运动。该专利解决了传统驱动方式驱动精度低的问题，但该专利中上下驱动控制装置的伺服马达带动一体式引动器和整个旋转驱动装置上下运动，上下驱动控制装置为竖直设置，上下运动的动力完全来源于伺服马达的动力输出轴，对伺服马达的损害很大，降低了使用寿命，伺服马达容易损坏，并且动力输出轴在旋转时一般会有微小的抖动，在负载较大时抖动更为明显，使旋转驱动控制装置上的旋转轴运动不平稳，实际控制精度达不到理论设计要求。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是克服一般固晶机取晶臂的驱动结构复杂、成本高而另一些驱动结构的主要零部件容易损坏且运动不平稳导致控制精度达不到设计要求，提供一种结构简单、运动平稳、能精确控制取晶臂运动的固晶焊头机构。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种固晶机焊头机构，包括用于控制固晶机取晶臂上下运动的上下驱动控制装置和用于控制固晶机取晶臂旋转运动的旋转驱动控制装置；所述上下驱动控制装置包括底座、第一伺服马达、偏心轴、连杆、直线导轨滑块、直线导轨、第一轴承、直轴、竖直导轨；所述直线导轨和所述竖直导轨固定安装在所述底座上；所述偏心轴连接第一伺服马达和连杆，所述直线导轨滑块连接所述连杆并安装在直线导轨上，第一伺服马达的旋转运动通过偏心轴和连杆带动所述直线导轨滑块沿直线导轨滑动；所述直线导轨滑块上具有斜台，所述第一轴承固定套设在所述直轴上，且所述第一轴承外圈安装在所述斜台上与所述斜台可滚动地连接；所述旋转驱动控制装置包括第二伺服马达、联轴器、旋转马达座和旋转轴；所述第二伺服马达通过所述联轴器连接所述旋转轴带动旋转轴旋转，所述第二伺服马达与所述旋转马达座固定；所述旋转马达座安装在所述上下驱动控制装置的竖直导轨中，并与上下驱动控制装置的直轴固定连接。

其中，所述竖直导轨包括平行设置的两组交叉滚子导轨副，所述旋转马达座固定在两组交叉滚子导轨副之间。

其中，所述旋转驱动控制装置还包括第二轴承，所述旋转轴通过所述第二轴承固定在旋转马达座上。

其中，所述斜台上安装有用于感知所述直轴上下运动并将感应信号传送给固晶机控制装置的第一传感器。

其中，所述旋转马达座上安装有用于感知所述旋转轴旋转运动并将感应信号传送给固晶机控制装置的第二传感器。

其中，所述直线导轨滑块上斜台的倾斜角度为30°～60°。

其中，所述斜台包括斜台座和斜台盖，所述斜台座在所述直线导轨滑块上直接成型，所述斜台盖一端与斜台座一端固定连接，斜台盖另一端与斜台座另一端通过弹簧连接。

本发明的有益效果是：区别于现有技术中皮带传动驱动精确度低，或者是虽然驱动精度较高但由伺服马达直接提供上下运动的动力，对伺服马达损害大，主要零部件容易损坏且伺服马达的动力输出轴抖动大导致运动不平稳导致实际精度达不到设计要求，本发明由偏心轴和连杆将第一伺服马达的旋转运动转化为直线导轨滑块的直线运动，第一伺服马达只带动直线导轨滑块运动，第一伺服马达的负载小，减少对第一伺服马达的损害；再通过第一轴承在斜台上的运动将直线导轨滑块的直线运动转化为直轴的上下运动，带动旋转驱动控制装置上下运动对取晶臂的上下运动进行控制，第一轴承与斜台可滚动地连接，动力转换平稳，速度比较均匀，误差小，可精确控制取晶臂的上下运动，旋转驱动控制装置连接取晶臂直接提供取晶臂的旋转动力，可精确控制取晶臂的旋转运动。本发明的焊头机构结构简单、成本低，对主要零部件的损害小，动力转换平稳，误差小，可精确地对取晶臂的上下和旋转运动进行控制，提高取晶臂固晶的品质。

附图说明

图1是本发明固晶机焊头机构的立体结构示意图；

图2是本发明固晶机焊头机构的立体结构分解示意图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图1以及图2，本发明提供一种固晶机焊头机构，用于固晶机中对取晶臂200的运动进行控制，焊头机构包括用于控制固晶机取晶臂200上下运动的上下驱动控制装置和用于控制固晶机取晶臂200旋转运动的旋转驱动控制装置。

该焊头机构中上下驱动控制装置包括底座14、第一伺服马达1、电机座15、偏心轴2、连杆4、直线导轨滑块6、直线导轨5、第一轴承3、直轴13、竖直导轨7；电机座15、直线导轨5和竖直导轨7固定安装在底座14上；第一伺服马达1固定在电机座15上，且第一伺服马达1的动力输出轴穿过电机座15与偏心轴2连接，偏心轴2另一端连接连杆4，直线导轨滑块6连接所述连杆4，且直线导轨滑块6安装在直线导轨5上。第一伺服马达1旋转时，带动偏心轴2旋转，偏心轴2的旋转通过连杆4带动直线导轨滑块6沿直线导轨5滑动，这样由偏心轴2和连杆4组成曲柄连杆传动机构，将第一伺服马达1的旋转运动转换为直线导轨滑块6的直线运动。

所述旋转驱动控制装置包括第二伺服马达8、联轴器9、旋转马达座10、第二轴承11和旋转轴12；旋转轴12通过第二轴承11固定在旋转马达座10上，第二伺服马达8固定在旋转马达座10顶部，联轴器9位于旋转马达座10中，联轴器9连接第二伺服马达8和旋转轴12，第二伺服马达8旋转时，通过联轴器9带动旋转轴12旋转，旋转轴12与取晶臂200连接，这样实现了取晶臂200的旋转运动。

直线导轨滑块6上具有斜台61，第一轴承3外圈安装在斜台61上并可以在斜台61上滚动，第一轴承3固定套设在直轴13上。

旋转马达座10的侧面具有一突出的滑块101，滑块101与直轴13连接固定，滑块101置于竖直导轨7中，直轴13的运动可带动旋转马达座10沿竖直导轨7上下运动。

本发明的焊头机构的工作过程为：第一伺服马达1旋转，通过偏心轴2和连杆4组成的曲柄连杆传动机构带动直线导轨滑块6在直线导轨5上直线运动；第一轴承3安装在直线导轨滑块6的斜台61上，直线导轨滑块6沿直线导轨5运动时，由于斜台61跟随直线导轨滑块6一起运动，第一轴承3离底座14的高度发生变化，第一轴承3外圈在斜台61上滚动，与第一轴承3内圈固定的直轴13的高度变化即直轴13上下运动，直轴13带动旋转马达座10沿竖直导轨7上下运动，整个旋转驱动控制装置均随着旋转马达座10一起上下运动，取晶臂200安装在旋转驱动控制装置的旋转轴12上，这样实现了取晶臂200的上下运动，旋转驱动控制装置本身提供旋转的运动给取晶臂200，通过本发明的焊头机构就实现了取晶臂200的上下运动和旋转运动。本发明由偏心轴和连杆将第一伺服马达的旋转运动转化为直线导轨滑块的直线运动，第一伺服马达只带动直线导轨滑块运动，第一伺服马达的负载小，减少对第一伺服马达的损害；再通过第一轴承在斜台上的运动将直线导轨滑块的直线运动转化为直轴的上下运动，带动旋转驱动控制装置上下运动对取晶臂的上下运动进行控制，动力转换平稳，速度比较均匀，误差小，可精确控制取晶臂的上下运动，旋转驱动控制装置直接提供取晶臂的旋转动力，可精确控制取晶臂的旋转运动。本发明的焊头机构结构简单、成本低，对主要零部件的损害小，动力转换平稳，误差小，可精确地对取晶臂的上下和旋转运动进行控制，提高取晶臂固晶的品质。

竖直导轨7包括导轨座73、平行设置的第一交叉滚子导轨副71和第二交叉滚子导轨副72，导轨座73固定在底座14上；每组交叉滚子导轨副包括两根具有滚道的导轨，两根导轨的滚道之间具有交叉排列的滚子，使两根导轨可以相对运动；第一交叉滚子导轨副71的左导轨和第二交叉滚子导轨副72的右导轨固定在导轨座73上，第一交叉滚子导轨副71的右导轨和第二交叉滚子导轨副72的左导轨之间形成一竖直的容置空间中，旋转马达座10的滑块101固定该容置空间内，且滑块101分别与第一交叉滚子导轨副71的右导轨和第二交叉滚子导轨副72的左导轨固定；旋转马达座10由直轴13带动上下运动时，滑块101、第一交叉滚子导轨副71的右导轨和第二交叉滚子导轨副72的左导轨形成一个整体在第一交叉滚子导轨副71的左导轨和第二交叉滚子导轨副72的右导轨组成的轨道中上下滑动。采用交叉滚子导轨副作为竖直轨道具有滚动摩擦力阻力低起动摩擦力小的特点，稳定性能和随动性能好；并且交叉滚子导轨副弹性变形量小，有效运动体多，可实现高刚性、高负荷运动；结构设计灵活，安装使用方便。当然，在本发明中也可以使用普通的钢制平滑轨道，滑块101在轨道中上下滑动。

在本发明的实施例中，所述斜台61上安装有用于感知所述直轴13上下运动的第一传感器16，该第一传感器16将感应信号传送给固晶机控制装置，控制装置根据该信号控制第一伺服电机1的运动，进而控制直轴13的上下运动，形成闭环调节，最终实现对取晶臂上下运动的精确控制。

在另一实施例中，旋转马达座10上安装有用于感知所述旋转轴12旋转运动的第二传感器17，该第二传感器17将感应信号传送给固晶机控制装置，控制装置根据该信号控制第二伺服电机2的运动，进而控制旋转轴12的旋转运动，形成闭环调节，最终实现对取晶臂旋转运动的精确控制。

在具体的实施例中，直线导轨滑块6上斜台61的倾斜角度为30°～60°，斜台61的角度可以用来调节直线导轨滑块6的位移与旋转驱动控制装置上下运动的位移之间的关系，例如当斜台61的倾斜角度为30°时，旋转驱动控制装置的位移约为斜台61位移的0.58倍；当斜台61的倾斜角度为45°时，旋转驱动控制装置的位移与斜台61的位移相等；当斜台61的倾斜角度为60°时，旋转驱动控制装置的位移约为斜台61位移的1.7倍。在实际的产品中，根据设计要求合理选取斜台61的倾斜角度，达到较高的效率。

所述斜台61包括斜台座611和斜台盖612，所述斜台座611在所述直线导轨滑块6上直接成型，所述斜台盖612一端与斜台座611一端固定连接，斜台盖612另一端与斜台座611另一端各连接有一螺杆613，两螺杆613通过弹簧614连接。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种固晶机焊头机构，包括用于控制固晶机取晶臂上下运动的上下驱动控制装置和用于控制固晶机取晶臂旋转运动的旋转驱动控制装置，其特征在于：

所述上下驱动控制装置包括底座、第一伺服马达、偏心轴、连杆、直线导轨滑块、直线导轨、第一轴承、直轴、竖直导轨；

所述直线导轨和所述竖直导轨固定安装在所述底座上；

所述偏心轴连接第一伺服马达和连杆，所述直线导轨滑块连接所述连杆并安装在直线导轨上，第一伺服马达的旋转运动通过偏心轴和连杆带动所述直线导轨滑块沿直线导轨滑动；

所述直线导轨滑块上具有斜台，所述第一轴承固定套设在所述直轴上，且所述第一轴承外圈安装在所述斜台上与所述斜台可滚动地连接；

所述旋转驱动控制装置包括第二伺服马达、联轴器、旋转马达座和旋转轴；

所述第二伺服马达通过所述联轴器连接所述旋转轴带动旋转轴旋转，所述第二伺服马达与所述旋转马达座固定；

所述旋转马达座安装在所述上下驱动控制装置的竖直导轨中，并与上下驱动控制装置的直轴固定连接。

2.根据权利要求1所述的固晶机焊头机构，其特征在于：所述竖直导轨包括平行设置的两组交叉滚子导轨副，所述旋转马达座固定在两组交叉滚子导轨副之间。

3.根据权利要求1所述的固晶机焊头机构，其特征在于：所述旋转驱动控制装置还包括第二轴承，所述旋转轴通过所述第二轴承固定在旋转马达座上。

4.根据权利要求3所述的固晶机焊头机构，其特征在于：所述斜台上安装有用于感知所述直轴上下运动并将感应信号传送给固晶机控制装置的第一传感器。

5.根据权利要求4所述的固晶机焊头机构，其特征在于：所述旋转马达座上安装有用于感知所述旋转轴旋转运动并将感应信号传送给固晶机控制装置的第二传感器。

6.根据权利要求5所述的固晶机焊头机构，其特征在于：所述直线导轨滑块上斜台的倾斜角度为30°～60°。

7.根据权利要求6所述的固晶机焊头机构，其特征在于：所述斜台包括斜台座和斜台盖，所述斜台座在所述直线导轨滑块上直接成型，所述斜台盖一端与斜台座一端固定连接，斜台盖另一端与斜台座另一端通过弹簧连接。

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