CN104014924B - 全自动铝丝压焊机供丝装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种全自动铝丝压焊机供丝装置，该装置包括固定罩、线盘、挡丝组件、放丝组件、放丝检测组件、放丝控制组件、线盘安装组件；所述线盘安装组件包括线盘旋转轴，沿线盘旋转轴轴向放置的压紧弹片，旋转轴安装组件；线盘安装在线盘旋转轴上且压紧弹片位于线盘的安装孔内；线盘旋转轴通过旋转轴安装组件安装在后罩上，可相对于后罩自由旋转。本发明线盘旋转轴通过旋转轴安装组件安装在后罩上，在线盘旋转轴上沿轴向放置压紧弹片，线盘安装孔内侧压迫弹片使弹片发生弹性变形，两者之间产生摩擦阻力，既使线盘转动顺畅，放丝自如，又能达到防止线盘轴向窜动和乱转的目的。

Description

全自动铝丝压焊机供丝装置
技术领域
本发明涉及微电子行业封装设备中的全自动超声波铝丝压焊机设备的供丝装置。
背景技术
在全自动超声波铝丝压焊机中，供丝装置的作用是将所需焊丝稳定、准确、不间断地输送给焊头，以便完成焊接工序。因此，为了保证焊接质量，良好的供丝装置不可或缺。现有的全自动超声波铝丝压焊机供丝装置包括固定罩、线盘、挡丝组件、放丝组件、放丝检测组件和放丝控制组件。其中固定罩主要由前罩和后罩通过合页铰接而成，供丝装置的其它组件安放在后罩面板相应位置上，前罩上安装有无色透明的有机玻璃板，以便于随时观察。整个固定罩通过后罩上的安装孔固定到设备上。这种供丝装置主要存在的问题有：(1)线盘直接安装在线盘旋转轴上，线盘旋转轴通过轴承与后罩连接；由于线盘与线盘旋转轴之间间隙配合，线盘易轴向窜动和因惯性转动乱丝。(2)放丝组件由驱动轮和被动轮构成，丝线夹持在两轮之间，驱动轮由电机带动旋转，将丝线从线盘上不断抽出；由于驱动轮和被动轮之间的夹紧力不可调节，供丝效果不太理想，放丝速率不稳定。(3)由于线盘易轴向窜动和因惯性转动乱丝、驱动轮和被动轮之间的夹紧力不可调节等问题，走丝位置不准确。(4)放丝控制组件由一对丝线靠轮和一根丝管构成；丝线靠轮和丝管安装在设备上，丝线从一对丝线靠轮的间隙穿过进入丝管内，完成焊接前丝线的进给，穿丝不方便，且容易伤丝，没有断丝保护功能。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够避免线盘沿轴向窜动和因惯性转动乱丝，同时又能使线盘转动顺畅，放丝自如的全自动铝丝压焊机供丝装置。
为了解决上述技术问题，本发明的全自动铝丝压焊机供丝装置包括固定罩、线盘、挡丝组件、放丝组件、放丝检测组件和放丝控制组件；其特征在于还包括线盘安装组件；所述线盘安装组件包括线盘旋转轴，沿线盘旋转轴轴向放置的压紧弹片，旋转轴安装组件；线盘安装在线盘旋转轴上且压紧弹片位于线盘的安装孔内；线盘旋转轴通过旋转轴安装组件安装在后罩上，可相对于后罩自由旋转。
本发明线盘旋转轴通过旋转轴安装组件安装在后罩上，在线盘旋转轴上沿轴向放置压紧弹片，线盘安装孔内侧压迫弹片使弹片发生弹性变形，两者之间产生摩擦阻力，既使线盘转动顺畅，放丝自如，又能达到防止线盘轴向窜动和乱转的目的。
所述线盘安装组件还包括线盘套杆、线盘压紧螺母、线盘套母；线盘套杆套装并卡在线盘旋转轴的轴肩左侧，压紧弹片沿轴向安装于线盘套杆上；线盘压紧螺母与线盘套杆的左端螺纹连接，使压紧弹片的左端固定；压紧弹片的右端插入线盘套杆右端的环形沟槽内，由线盘套母紧固。
所述旋转轴安装组件包括旋转轴套杆，两个法兰轴，固定螺母和锁紧装置；旋转轴套杆位于线盘旋转轴轴肩的右侧，通过其轴孔内两端的法兰轴承与线盘旋转轴连接；旋转轴套杆攻有螺纹一端由后罩的安装孔内穿过，固定螺母与旋转轴套杆之间通过螺纹配合固定在后罩上；锁紧装置包括压缩弹簧，两个弹簧挡片和紧固螺母；紧固螺母与线盘旋转轴的右端螺纹连接；压缩弹簧和两个弹簧挡片位于固定螺母和紧固螺母之间，压缩弹簧位于两个弹簧挡片之间。
所述挡丝组件由挡丝固定件和两个挡丝杆组成；挡丝固定件固定在后罩上，两个挡丝杆固定在挡丝固定件上；从线盘抽出的丝线被限制在两根挡丝杆的间隙中。该组件能够防止从线盘抽出的丝线在空间范围内大幅度窜动。
所述放丝组件包括放丝主动轮、放丝被动轮、电机、被动齿轮轴、被动轮调节装置；被动轮调节装置包括固定轴座、枢轴Ⅱ、连块、枢轴Ⅰ、摆块、第一拉伸弹簧、第二拉伸弹簧；放丝主动轮固定在电机轴上；放丝被动轮固定在被动齿轮轴上，被动齿轮轴通过轴承安装在摆块的横向内孔中；放丝主动轮与放丝被动轮之间通过齿轮啮合；固定轴座安装固定在后罩上；连块的一端通过枢轴Ⅱ与固定轴座连接，另一端通过枢轴Ⅰ与摆块连接，连块可相对于固定轴座和摆块转动；第一拉伸弹簧的一端与安装在摆块上的弹簧支柱相连，另一端与后罩相连；第二拉伸弹簧的一端与枢轴Ⅰ相连，另一端与后罩相连。
经由挡丝组件的丝线从放丝主动轮和放丝被动轮间的间隙通过。在电机的带动下，放丝主动轮和放丝被动轮旋转将丝线从线盘上不断抽出，达到放丝的目的。
在第一拉伸弹簧的作用下，放丝被动轮绕被动齿轮轴可逆时针小角度旋转；在第二拉伸弹簧的作用下，整个摆块组件和放丝被动轮绕枢轴Ⅱ顺时针旋转，靠近放丝主动轮；即放丝被动轮具有小角度旋转和靠近主动轮运动两个自由度，放丝主动轮和放丝被动轮之间的夹紧力可调，使得放丝速率的稳定性得到了保证。
所述放丝主动轮包括套筒、齿轮、内筒和滚筒；套筒安装在电机轴上，两者之间通过过盈配合方式连接；齿轮安装在套筒右侧，两者之间通过过盈配合方式连接；内筒通过螺钉与套筒连接固定；滚筒采取过盈配合方式与内筒连接，并且滚筒采用聚氨酯材料；放丝被动轮的结构与放丝主动轮相同。
所述放丝检测组件包括遮光板，两块夹丝板和光电传感器；两块夹丝板的材料为无色透明的有机玻璃，上面留有方形传感器检测孔，并且两块夹丝板之间留有缝隙；遮光板为黑色铁板，位于夹丝板的前方，夹丝板和遮光板安装在后罩上；光电传感器安装在后罩上与方形传感器检测孔相对应的位置。
经放丝组件抽出的丝线从两块夹丝板间的缝隙内穿过时，其位置通过光电传感器来检测。光电传感器上设置有丝线位置的上限位点和下限位点。当丝线的位置高于上限位点时，光电传感器会发出加快放线速度的指令；当丝线的位置低于下限位点时，光电传感器则会发出减慢放线速度的指令，使丝线的位置保持在上下限位之间，以保证丝线的松紧程度合适。
所述放丝控制组件包括一对挡丝杆，第一靠轮，摆杆，第二靠轮，丝管压板，丝管压盖，丝管，光电编码器，拉伸弹簧；一对挡丝杆固定在底板上，第一靠轮安装在编码器光轴上，编码器固定在底板上，第二靠轮安装在靠轮轴上，其外侧镶嵌聚氨酯滚轮；靠轮轴通过法兰轴承连接于摆杆下端的通孔处；第一靠轮和第二靠轮的边缘相接，且两者位于一对挡丝杆的上方；摆杆的上端通过压紧轴安装在底板上，拉伸弹簧的上端与压紧轴连接，下端与底板连接；丝管压板固定在底板上，丝管压盖与丝管压板之间通过光轴连接，使得丝管压盖可绕光轴进行旋转，树脂螺钉穿过丝管压盖上的通孔与丝管压板上的螺纹孔配合连接，将丝管夹持于两者之间的孔内，且正好位于靠轮和靠轮轮缘相接处的上方。
经放丝检测组件过来的丝线先从两根挡丝杆间的空隙穿过，然后顺畅地进入第一靠轮和第二靠轮的间隙，最后进入丝管内，完成焊接前丝线的进给。丝线正常进给时光电编码器旋转输出连续变化的角度信号；断丝后，光电编码器停止旋转，输出的角度信号停止变化，起到断丝保护功能；摆杆在弹簧拉动下有张开和压紧两个档位，便于手动穿丝。
附图说明
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。
图1为本发明的全自动铝丝压焊机供丝装置总体结构示意图。
图2为线盘安装组件的轴向剖视图。
图3为压紧弹片与线盘套杆连接示意图。
图4为放丝组件的结构立体图。
图5为放丝组件的结构剖视图。
图6为被动轮调节装置结构图。
图7为放丝检测组件结构立体图。
图8为放丝控制组件结构立体图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的全自动铝丝压焊机供丝装置采用下垂式给丝，该装置包括固定罩、线盘2、线盘安装组件3、挡丝组件、放丝组件5、放丝检测组件6和放丝控制组件7。
固定罩主要由前罩(图中未示出)和后罩1通过合页铰接而成，供丝装置的其它组件安放在后罩1的相应位置上，前罩上安装有无色透明的有机玻璃板，以便于随时观察。整个固定罩通过后罩1上的安装孔固定到设备上，便于拆卸，达到了模块化设计的要求。
线盘安装组件3的作用是固定线盘2，防止线盘2乱转，但同时又要使线盘2转动顺畅，放丝自如。该组件的设计原理是在线盘旋转轴301上，沿轴向放置压紧弹片303，线盘2的安装孔内侧压迫压紧弹片303，使压紧弹片303发生弹性变形，两者之间产生摩擦阻力，从而达到防止线盘2轴向窜动和乱转的目的。该组件的结构如图2所示，在线盘旋转轴301的轴肩左侧，安装有线盘套杆302，线盘套杆302上固定有压紧弹片303。较详细的连接结构如图3所示，压紧弹片303沿轴向置于线盘套杆302的铣削平面上，左端紧贴线盘套杆302，由线盘压紧螺母304固定，另一端则插入线盘套杆302右端的环形沟槽内，由线盘套母305紧固。在线盘旋转轴301轴肩右侧，是一个简单的轴系结构，两个法兰轴承311、312分别安装在旋转轴套杆313轴孔的两端，旋转轴套杆313外侧攻有外螺纹，当整个线盘安装组件3安装到后罩1相应位置时，通过固定螺母314与旋转轴套杆313之间的螺纹配合来达到固定线盘安装组件3的作用；固定螺母314右侧为一个锁紧装置，在两个弹簧挡片315、316内侧沿轴向放置压缩弹簧317，通过紧固螺母318与线盘旋转轴301的螺纹连接调节压缩弹簧317的长度，以实现锁紧固定螺母314的作用。
如图1所示，挡丝组件由挡丝固定件401和两个挡丝杆402、403组成；挡丝固定件401固定在后罩1上，两个挡丝杆402、403固定在挡丝固定件401上；从线盘2抽出的丝线被限制在两根挡丝杆402、403的间隙中。该组件主要作用是防止从线盘2抽出的丝线在空间范围内大幅度窜动，限制丝线只在两根挡丝杆402、403限定的范围内移动。
所述放丝组件5的作用是将丝线从线盘2上平稳地抽出，同时使丝线保持平展不弯曲。如图4、5所示，该组件主要包括放丝主动轮51、放丝被动轮52、电机53、被动齿轮轴55和被动轮调节装置。丝线从放丝主动轮51和放丝被动轮52的间隙通过，放丝主动轮51和放丝被动轮52通过一对齿轮啮合，在电机53的带动下，实现将丝线从线盘2上不断抽出的动作。放丝主动轮51主要由套筒511、齿轮512、内筒513、滚筒515等组成。套筒511安装在电机轴54上，与电机轴54过盈配合；齿轮512安装在套筒511右侧，鉴于本场合对齿轮512所传递的扭矩数值和精度要求都不高，两者之间通过过盈配合实现连接。内筒513通过螺钉514与套筒511连接，以便于齿轮512的安装，对齿轮512也起到了限位作用。滚筒515采取过盈配合方式与内筒513进行装配，其材料为聚氨酯，旨在减少对丝线的不利磨损。放丝主动轮51由电机53驱动，位置固定不变。放丝被动轮52通过被动齿轮轴55与被动轮调节装置相连接。如图6所示，被动轮调节装置包括摆块563、枢轴Ⅰ581、连块562、枢轴Ⅱ571、固定轴座561、第一拉伸弹簧564、第二拉伸弹簧566；被动齿轮轴系中，被动齿轮轴55通过两个球轴承551、552安装在摆块563的水平通孔内，左侧球轴承551的左端定位由摆块563上的螺钉(图中未示出，其对应螺纹孔见摆块563左侧)实现，右端定位由弹性挡圈实现。右侧球轴承552的左右定位则与此相反，其左端定位由弹性挡圈实现，右端定位由螺钉553实现。枢轴Ⅰ581所在轴系的结构与被动齿轮轴系类似，不同的是该轴系中枢轴Ⅰ581使用两个法兰轴承582、583安装在摆块563的垂直通孔中，可以减少一个方向的定位，另一个方向的定位使用的是弹性挡圈。枢轴Ⅰ581的下端通过紧定螺钉584与连块562相连。枢轴Ⅱ571所在轴系的结构与枢轴Ⅰ581所在轴系的结构相似，该轴系中枢轴Ⅱ571的上端通过紧定螺钉574与连块562连接，下端通过两个法兰轴承572、573连接在固定轴座561的垂直通孔内。整个被动轮调节装置通过固定轴座561上的螺孔安装到后罩1的后面；电机53安装在后罩1的后面；放丝主动轮51和放丝被动轮52位于后罩的前面。第一拉伸弹簧564一端与安装在摆块563上的弹簧支柱565相连，另一端与安装在后罩1上的弹簧支柱(图中未画出)相连。在第一拉伸弹簧564的作用下，放丝被动轮52绕被动齿轮轴55逆时针小角度旋转。第二拉伸弹簧566一端与枢轴Ⅰ581相连，另一端与安装在后罩1上的弹簧支柱(图中未画出)相连。在第二拉伸弹簧566的作用下，整个摆块组件(包括摆件563、枢轴Ⅰ581、两个法兰轴承582、583)和放丝被动轮52绕枢轴Ⅱ571顺时针旋转，即靠近放丝主动轮51。绕被动齿轮轴55小角度旋转和靠近放丝主动轮51运动两个自由度，在供丝的稳定性上得到了保证。
所述放丝检测组件6主要由遮光板61和两个夹丝板62、63组成，结构如图7所示。两个夹丝板62、63的材料为无色透明的有机玻璃，上面留有方形传感器检测孔64，遮光板61为黑色铁板，位于两个夹丝板62、63的前方，整个组件通过螺钉65、66安装到后罩1上的相应位置。后罩1上与夹丝板62、63的方形传感器检测孔64相对的位置安装有光电传感器(图中未示出)。当丝线从两块夹丝板62、63间的缝隙内穿过时，其位置通过光电传感器来检测。光电传感器上设置有丝线位置的上限位点和下限位点。当丝线的位置高于上限位点时，光电传感器会发出加快放线速度的指令；当丝线的位置低于下限位点时，光电传感器则会发出减慢放线速度的指令，使丝线的位置保持在上下限位之间，以保证丝线的松紧程度合适。
所述放丝控制组件7包括一对挡丝杆701、702，第一靠轮703，摆杆704，第二靠轮705，丝管压板706，丝管压盖707，拉伸弹簧712，光电编码器711；一对挡丝杆701、702固定在底板71上，第一靠轮703安装在光电编码器711的光轴上，光电编码器711固定在底板71上，第二靠轮705安装在靠轮轴714上，靠轮轴714穿过摆杆704下端通孔，通过法兰轴承传动；第一靠轮703和第二靠轮705位于一对挡丝杆701、702的上方；摆杆704的上端通过压紧轴715安装在底板71上，拉伸弹簧712的上端与压紧轴715连接，下端通过连接件710与底板71连接；丝管压板706固定在底板71上，丝管压盖707与丝管压板706之间通过光轴716连接，使得丝管压盖707可绕光轴716进行旋转，树脂螺钉708穿过丝管压盖707上的通孔与丝管压板706上的螺纹孔配合连接，可将丝管(图中未示出)牢牢地夹持于两者之间的孔709内，且正好位于第一靠轮703和第二靠轮705轮缘相接处的上方。
丝线先从两根挡丝杆701、702间的空隙穿过，然后顺畅地进入第一靠轮703和第二靠轮705的间隙，最后进入丝管内，完成焊接前丝线的进给。丝线在焊接拉动中带动光电编码器711，起到断丝保护功能，摆杆704在拉伸弹簧712拉动下有张开和压紧两个档位，便于手动穿丝。

Claims (7)

1.一种自动铝丝压焊机供丝装置，包括固定罩、线盘(2)、挡丝组件、放丝组件(5)、放丝检测组件(6)和放丝控制组件(7)；其特征在于还包括线盘安装组件(3)；所述线盘安装组件(3)包括线盘旋转轴(301)，沿线盘旋转轴(301)轴向放置的压紧弹片(303)，旋转轴安装组件；线盘(2)安装在线盘旋转轴(301)上且压紧弹片(303)位于线盘(2)的安装孔内；线盘旋转轴(301)通过旋转轴安装组件安装在后罩(1)上，可相对于后罩(1)自由旋转；所述挡丝组件由挡丝固定件(401)和两个挡丝杆(402、403)组成；挡丝固定件(401)固定在后罩(1)上，两个挡丝杆(402、403)固定在挡丝固定件(401)上；从线盘(2)抽出的丝线被限制在两根挡丝杆(402、403)的间隙中。
2.根据权利要求1所述的自动铝丝压焊机供丝装置，其特征在于所述线盘安装组件(3)还包括线盘套杆(302)、线盘压紧螺母(304)、线盘套母(305)；线盘套杆(302)套装并卡在线盘旋转轴(301)的轴肩左侧，压紧弹片(303)沿轴向安装于线盘套杆(302)上；线盘压紧螺母(304)与线盘套杆(302)的左端螺纹连接，使压紧弹片(303)的左端固定；压紧弹片(303)的右端插入线盘套杆(302)右端的环形沟槽内，由线盘套母(305)紧固。
3.根据权利要求2所述的自动铝丝压焊机供丝装置，其特征在于所述旋转轴安装组件包括旋转轴套杆(313)，两个法兰轴(311、312)，固定螺母(314)和锁紧装置；旋转轴套杆(313)位于线盘旋转轴(301)轴肩的右侧，通过其轴孔内两端的法兰轴承(311、312)与线盘旋转轴(301)连接；旋转轴套杆(313)攻有螺纹一端由后罩(1)的安装孔内穿过，固定螺母(314)与旋转轴套杆(313)之间通过螺纹配合固定在后罩(1)上；锁紧装置包括压缩弹簧(317)，两个弹簧挡片(315)、(316)和紧固螺母(318)；紧固螺母(318)与线盘旋转轴(301)的右端螺纹连接；压缩弹簧(317)和两个弹簧挡片(315、316)位于固定螺母(314)和紧固螺母(318)之间，压缩弹簧(317)位于两个弹簧挡片(315、316)之间。
4.根据权利要求1所述的自动铝丝压焊机供丝装置，其特征在于所述放丝组件(5)包括放丝主动轮(51)、放丝被动轮(52)、电机(53)、被动齿轮轴(55)、被动轮调节装置；被动轮调节装置包括固定轴座(561)、枢轴Ⅱ(571)、连块(562)、枢轴Ⅰ(581)、摆块(563)、第一拉伸弹簧(564)、第二拉伸弹簧(566)；放丝主动轮(51)固定在电机轴(54)上；放丝被动轮(52)固定在被动齿轮轴(55)上，被动齿轮轴(55)通过轴承安装在摆块(563)的横向内孔中；放丝主动轮(51)与放丝被动轮(52)之间通过齿轮啮合；固定轴座(561)安装固定在后罩(1)上；连块(562)的一端通过枢轴Ⅱ(571)与固定轴座(561)连接，另一端通过枢轴Ⅰ(581)与摆块(563)连接，连块(562)可相对于固定轴座(561)和摆块(563)转动；第一拉伸弹簧(564)的一端与安装在摆块(563)上的弹簧支柱(565)相连，另一端与后罩(1)相连；第二拉伸弹簧(566)的一端与枢轴Ⅰ(581)相连，另一端与后罩(1)相连。
5.根据权利要求4所述的自动铝丝压焊机供丝装置，其特征在于所述放丝主动轮(51)包括套筒(511)、齿轮(512)、内筒(513)和滚筒(515)；套筒(511)安装在电机轴(54)上，两者之间通过过盈配合方式连接；齿轮(512)安装在套筒(511)右侧，两者之间通过过盈配合方式连接；内筒(513)通过螺钉(514)与套筒(511)连接固定；滚筒(515)采取过盈配合方式与内筒(513)连接，并且滚筒(515)采用聚氨酯材料；放丝被动轮的结构与放丝主动轮相同。
6.根据权利要求1所述的自动铝丝压焊机供丝装置，其特征在于所述放丝检测组件包括遮光板(61)，两块夹丝板(62、63)和光电传感器；两块夹丝板(62、63)的材料为无色透明的有机玻璃，上面留有方形传感器检测孔(64)，并且两块夹丝板(62、63)之间留有缝隙；遮光板(61)为黑色铁板，位于两块夹丝板(62、63)的前方，两块夹丝板(62、63)和遮光板(61)安装在后罩(1)上；光电传感器安装在后罩(1)上与方形传感器检测孔(64)相对应的位置。
7.根据权利要求1所述的自动铝丝压焊机供丝装置，其特征在于所述放丝控制组件(7)包括一对挡丝杆(701、702)，第一靠轮(703)，摆杆(704)，第二靠轮(705)，丝管压板(706)，丝管压盖(707)，光电编码器(711)，拉伸弹簧(712)；一对挡丝杆(701、702)固定在底板(71)上，第一靠轮(703)安装在光电编码器(711)光轴上，光电编码器(711)固定在底板(71)上，第二靠轮(705)安装在靠轮轴(714)上，其外侧镶嵌聚氨酯滚轮；靠轮轴(714)通过法兰轴承连接于摆杆(704)下端的通孔处；第一靠轮(703)和第二靠轮(705)的边缘相接，且两者位于一对挡丝杆(701、702)的上方；摆杆(704)的上端通过压紧轴(715)安装在底板(71)上，拉伸弹簧(712)的上端与压紧轴(715)连接，下端与底板(71)连接；丝管压板(706)固定在底板(71)上，丝管压盖(707)与丝管压板(706)之间通过光轴(716)连接，使得丝管压盖(707)可绕光轴(716)进行旋转，树脂螺钉(708)穿过丝管压盖(707)上的通孔与丝管压板(706)上的螺纹孔配合连接，将丝管夹持于两者之间的孔(709)内，且正好位于第一靠轮(703)和第二靠轮(705)轮缘相接处的上方。
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