CN106449962B - 自动化封装流水线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动化封装流水线，包括自动填充单元、第一热压焊接单元、翻转单元、引线焊接单元、第二热压焊接单元、主传送单元和控制单元，其中，所述自动填充单元、第一热压焊接单元、翻转单元、引线焊接单元和第二热压焊接单元沿着所述主传送带的传送方向依次设置；所述自动填充单元、第一热压焊接单元、翻转单元、引线焊接单元、第二热压焊接单元和主传送单元均在所述控制单元的控制下动作。本发明通过各个单元的相互配合实现了热电材料的自动封装过程，节约了人力成本，大大提高了生产效率和生产质量。

Description

自动化封装流水线

技术领域

本发明涉及自动化领域，特别是涉及一种热电材料的自动化封装流水线。

背景技术

随着半导体技术发展，热电材料以其独特的性能，在热电发电和热电致冷领域发挥着重要作用。热电材料有着体积小，重量轻，温度可控，无污染以及使用寿命长的特点，有着广阔的应用前景。

在热电片生产制作过程中，首先需要将热电材料切割为若干个小的颗粒；然后筛选出合格的颗粒；再将合格的颗粒填充到模具中；再将填充到模具中的颗粒经端面焊接和导线焊接等工艺后才能得到所需的热电材料产品。传统工艺中均是人工处理每个工序，不仅影响了生产效率，并造成了人力资源的极大浪费。

发明内容

基于上述问题，本发明提供了一种能够提高生产效率、节约人力资源的热电材料的自动化封装流水线。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种自动化封装流水线，包括

自动填充单元，用于将热电材料颗粒自动填充至模具中，形成热电材料阵列；

第一热压焊接单元，用于在所述热电材料阵列的上表面焊接第一陶瓷板；

翻转单元，用于将焊接有第一陶瓷板的热电材料阵列进行翻转，使所述热电材料阵列的上下表面互换位置；

引线焊接单元，用于在所述第一陶瓷板上焊接引线；

第二热压焊接单元，用于在所述热电材料阵列的下表面焊接第二陶瓷板；

主传送单元，包括主传送带和驱动所述主传送带运动的主动力源，所述自动填充单元、第一热压焊接单元、翻转单元、引线焊接单元和第二热压焊接单元沿着所述主传送带的传送方向依次设置；以及

控制单元，所述自动填充单元、第一热压焊接单元、翻转单元、引线焊接单元、第二热压焊接单元和主传送单元均在所述控制单元的控制下动作。

在其中一个实施例中，所述自动填充单元包括

第一子传送装置，所述第一子传送装置包括第一子传送带和驱动所述第一子传送带运动的第一动力源；

震动填充装置，所述震动填充装置包括工作台以及驱动所述工作台震动的第二动力源；

送料装置，用于将热电材料颗粒运送至所述工作台上的模具中；

第一推送装置，所述第一推送装置用于将所述模具由所述工作台推送至所述第一子传送带，或者由所述第一子传送带推送至所述工作台；

其中，所述第一动力源、所述第二动力源、所述送料装置和所述第一推送装置均与所述控制单元电连接。

在其中一个实施例中，所述第一推送装置包括基座、第一推送杆和第三动力源；

所述第三动力源与所述控制单元电连接，所述第一推送杆设置在所述基座上，且所述第一推送杆在所述第三动力源的驱动下带动所述模具动作。

在其中一个实施例中，所述送料装置包括第一机械手、安装在所述第一机械手上的原料盛放装置以及安装在所述原料盛放装置上的落料装置；

所述第一机械手与所述控制单元电连接，所述原料盛放装置的出料端与所述落料装置的进料端连通。

在其中一个实施例中，所述填充单元还包括与所述控制单元电连接的第一检测装置，将所述热电材料颗粒填充至所述模具后，所述第一检测装置用于检测所述热电材料颗粒的填充效果。

在其中一个实施例中，所述填充单元还包括重填装置，所述重填装置包括第二机械手以及安装在所述第二机械手上的第一夹具；

所述第二机械手与所述控制单元电连接，当所述第一检测装置检测到所述热电材料颗粒的填充缺陷时，所述重填装置用于对所述缺陷处进行重新填充。

在其中一个实施例中，所述第一热压焊接单元和所述第二热压焊接单元均包括

第二子传送装置，所述第二子传送装置包括第二子传送带和驱动所述第二子传送带运动的第四动力源；

热压装置，所述热压装置包括热压杆、热压头和第五动力源，所述热压头设置在所述热压杆的一端，所述热压杆在所述第五动力源的驱动下带动所述热压头靠近或远离所述第二子传送带上的热电材料阵列；以及

第二推送装置，所述第二推送装置用于将所述热电材料阵列由所述第二子传送带推送至所述主传送带，或者由所述主传送带推送至所述第二子传送带；

其中，所述第四动力源、所述第五动力源和所述第二推送装置均与所述控制单元电连接。

在其中一个实施例中，所述第二推送装置包括第八动力源和第二推送杆；所述第八动力源与所述控制单元电连接，所述第二推送杆的第一端与所述第八动力源连接，所述第二推送杆在所述第八动力源的驱动下带动所述热电材料阵列动作。

在其中一个实施例中，所述热压焊接单元还包括预热装置和冷却装置；

所述预热装置、所述热压装置和所述冷却装置沿着所述第二子传送带的传送方向依次设置。

在其中一个实施例中，所述预热装置包括预热板，所述预热板设置在所述第二子传送带的正上方，且所述预热板中设置有制热电阻丝；

所述冷却装置包括冷却板，所述冷却板设置在所述第二子传送带的正上方，且所述冷却板中设置有用于制冷的热电器件。

在其中一个实施例中，所述翻转单元包括

第三子传送装置，所述第三子传送装置包括第三子传送带和驱动所述第三子传送带运动的第六动力源；

翻转装置，所述翻转装置包括第三机械手和第二夹具，所述第二夹具在所述第三机械手的驱动下对所述第三子传送带上的热电材料阵列进行翻转；以及

第三推送装置，用于将所述热电材料阵列由所述第三子传送带推送至所述主传送带，或者由所述主传送带推送至所述第三子传送带；

其中，所述第六动力源、所述第三机械手和所述第三推送装置均与所述控制单元电连接。

在其中一个实施例中，所述翻转单元还包括分离装置；

所述分离装置包括第四机械手、真空吸盘和真空发生器，所述真空发生器用于对所述真空吸盘进行抽真空，所述真空吸盘在所述第四机械手的驱动下将所述热电材料阵列从所述模具中吸出，使所述热电材料阵列与所述模具分离；

其中，所述第四机械手和所述真空发生器均与所述控制单元电连接。

在其中一个实施例中，所述引线焊接单元包括

第四子传送装置，所述第四子传送装置包括第四子传送带和驱动所述第四子传送带运动的第七动力源；

焊接装置，所述焊接装置包括第五机械手，以及安装在所述第五机械手上的第三夹具和焊接头，所述第三夹具在所述第五机械手的驱动下靠近所述第四子传送带，将引线固定在所述第一陶瓷板上，所述焊接头在所述第五机械手的驱动下靠近所述第四子传送带，将所述引线焊接在所述第一陶瓷板上；以及

第四推送装置，用于将所述热电材料阵列由所述第四子传送带推送至所述主传送带，或者由所述主传送带推送至所述第四子传送带；

其中，所述第七动力源、所述第五机械手和所述第四推送装置均与所述控制单元电连接。

在其中一个实施例中，所述自动化封装流水线还包括检测单元，用于检测热压焊接质量；

所述检测单元与所述控制单元电连接，并位于所述翻转单元和所述引线焊接单元之间。

在其中一个实施例中，所述检测单元包括第二检测装置和第三检测装置；

所述第二检测装置包括CCD摄像头，所述CCD摄像头与所述控制单元电连接并位于所述主传送带的正上方；

所述第三检测装置包括红外摄像头，所述红外摄像头与所述控制单元电连接并位于所述主传送带的正上方。

本发明具有如下有益效果：

本发明的自动化封装流水线的工作过程如下：首先通过自动填充单元将热电材料颗粒自动填充至模具中，得到热电材料阵列；然后通过主传送带将热电材料阵列传送至第一热压焊接单元，利用第一热压焊接单元在热电材料阵列的上表面焊接第一陶瓷板；再通过主传送带将焊接有第一陶瓷板的热电材料阵列传送至翻转单元，利用翻转单元将热电材料阵列的上下表面互换位置；再通过主传送带将翻转后的热电材料阵列传送至引线焊接单元，利用引线焊接单元在第一陶瓷板上焊接引线；再通过主传送带将焊接有引线的热电材料阵列传送至第二热压焊接单元，利用第二热压焊接单元在热电材料阵列的下表面热压焊接第二陶瓷板，从而完成热电材料的封装。其中，自动填充单元、第一热压焊接单元、翻转单元、引线焊接单元、第二热压焊接单元和主传送单元均在所述控制单元的控制下动作。本发明的自动化封装流水线可实现热电材料的自动封装过程，可通过调整参数进行优化并适应多种工况，节约了人力成本，大大提高了生产效率和生产质量。

附图说明

图1为本发明自动化封装流水线一实施例的结构示意图；

图2为图1所示的自动化封装流水线中自动填充单元一实施例的结构示意图；

图3为图2所示的自动填充单元中震动填充装置一实施例的结构示意图；

图4为图2所示的自动填充单元中第一推送装置和第一检测装置一实施例的结构示意图；

图5为图2所示的自动填充单元中送料装置一实施例的结构示意图；

图6为本发明中所使用的模具一实施例的结构示意图；

图7为图5所示的送料装置中落料装置一实施例的结构示意图；

图8为图2所示的自动填充单元中重填装置一实施例的结构示意图；

图9为图1所示的自动化封装流水线中第一热压焊接单元一实施例的局部结构示意图；

图10为图9所示的第一热压焊接单元中热压装置的局部结构示意图；

图11图1所示的自动化封装流水线中第二推送装置的结构示意图；

图12为图1所示的自动化封装流水线中翻转装置一实施例的结构示意图；

图13为图1所示的自动化封装流水线中焊接装置一实施例的结构示意图；

图14为图13所示的焊接装置中焊接头的工作状态图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明的自动化封装流水线进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1至图14所示，本发明提供了一种自动化封装流水线，包括自动填充单元100、第一热压焊接单元200、翻转单元300、引线焊接单元400、第二热压焊接单元500、主传送单元和控制单元(图未示)。

其中，自动填充单元100用于将热电材料颗粒自动填充至模具170中，使得热电材料颗粒在模具170中规则排列，形成热电材料阵列；第一热压焊接单元200用于在热电材料阵列的上表面焊接第一陶瓷板；翻转单元300用于将焊接有第一陶瓷板的热电材料阵列进行翻转，使得热电材料阵列的上下表面互换位置；引线焊接单元400用于在第一陶瓷板上焊接引线；第二热压焊接单元500用于在热电材料阵列的下表面焊接第二陶瓷板；主传送单元包括主传送带610和驱动主传送带610运动的主动力源，用于将热电材料阵列由其中一道工序传送至下一道工序，其中，自动填充单元100、第一热压焊接单元200、翻转单元300、引线焊接单元400和第二热压焊接单元500沿着主传送带610的传送方向依次设置；控制单元用于控制自动填充单元100、第一热压焊接单元200、翻转单元300、引线焊接单元400、第二热压焊接单元500和主传送单元的动作。

本发明中，控制单元包括控制器，其中，控制器可以单独使用，也可以通过连接PLC(Programmable Logical Contriller，可编程逻辑控制器)或DSP(Digital SignalProcessor，数字信号处理器)或电脑，由上位机控制。当控制器由上位机进行控制时，可利用Modbus总线协议对流水线所有装置进行通讯管理，监控和调控各工序的操作安排，且操作人员可通过上位机进行工艺参数的设定，并可通过网络实现远程监控。其中，上位机可以为电脑或手机等终端设备。

作为一种可实施方式，可将主传送带610设置为环形，各个单元沿着主传送带610的传送方向所形成的环形回路为：自动填充单元100→第一热压焊接单元200→翻转单元300→引线焊接单元400→第二热压焊接单元500→自动填充单元100，如图1所示。此外，主传送带610也可设置为直线型。具体地，利用本发明的自动化封装流水线进行热电材料封装的过程如下：

首先利用自动填充单元100将热电材料颗粒自动填充至模具170中，得到热电材料阵列；然后通过主传送带610将热电材料阵列传送至第一热压焊接单元200，利用热压焊接单元在热电材料阵列的上表面焊接第一陶瓷板；再通过主传送带610将焊接有第一陶瓷板的热电材料阵列传送至翻转单元300，利用翻转单元300将热电材料阵列的上下表面互换位置；然后通过主传送带610将翻转后的热电材料阵列传送至引线焊接单元400，利用引线焊接单元400在第一陶瓷板上焊接引线；再通过主传送带610将焊接有引线的热电材料阵列传送至第二热压焊接单元500，利用第二热压焊接单元500在热电材料阵列的下表面热压焊接第二陶瓷板，从而完成热电材料的封装。其中，自动填充单元100、热压焊接单元、翻转单元300、引线焊接单元400和主传送单元均在所述控制单元的控制下动作。

本发明的自动化封装流水线可实现热电材料的自动封装过程，可通过调整参数进行优化并适应多种工况，节约了人力成本，大大提高了生产效率和生产质量。

具体地，如图2所示，自动填充单元100包括第一子传送装置、震动填充装置120、第一推送装置130和送料装置140。其中，第一子传送装置包括第一子传送带112，以及驱动第一子传送带112运动的第一动力源；震动填充装置120用于热电材料颗粒的填充，包括工作台122，以及驱动工作台122震动的第二动力源124，如图3所示；第一推送装置130用于将模具170由工作台122推送至第一子传送带112，或者由第一子传送带112推送至工作台122；送料装置140用于将热电材料颗粒运送至工作台122上的模具170中，形成热电材料阵列；第一动力源、第二动力源124、第一推送装置130和送料装置140均与控制单元电连接。

本发明中的自动填充单元100的工作过程如下：在送料装置140中装入热电材料颗粒；将模具170置于工作台122上，其中，可将模具170直接置于工作台122上，也可通过第一子传送带112将模具170传送至与工作台122相对应的位置处，然后通过第一推送装置130将模具170由第一子传送带112推送至工作台122上；开启送料装置140，将热电材料颗粒运送至工作台122上的模具170处，同时开启第二动力源124，使工作台122带动模具170震动，在重力和震动的双重作用下，送料装置140中的热电材料颗粒进入模具170中的对应位置处，形成热电材料阵列；填充完毕后，利用第一推送装置130将模具170(连同模具170中的热电材料阵列)由工作台122推送至第一子传送带112，再将模具170(连同模具170中的热电材料阵列)由第一子传送带112传送至主传送带610，然后通过主传送带610传送至下一生产工序。该自动填充单元100实现了热电材料颗粒的自动填充，节约了人力，降低了成本，避免了人工填充造成的误差，大大提高了生产效率和生产质量。

本发明中，可通过如下方式将模具170(连同模具170中的热电材料阵列)由第一子传送带112传送至主传送带610：设置第一子传送带112的高度略高于主传送带610的高度，并使第一子传送带112的传送方向垂直于对应位置处的主传送带610，利用惯性和重力使得位于第一子传送带112上的模具170(连同模具170中的热电材料阵列)掉落至主传送带610；此外，也可设置额外的推送装置，通过额外的推送装置将位于第一子传送带112上的模具170推送至主传送带610。

较佳地，继续参见图3，本发明中的震动填充装置120还包括安装在工作台122上的第一夹持部件126。第一夹持部件126用于固定工作台122上的模具170，以实现热电材料颗粒的精确填充。

参见图4，作为一种可实施方式，第一推送装置130包括基座132、第一推送杆134和第三动力源(图未示)；其中，第三动力源与控制单元电连接；第一推送杆134设置在基座132上，并在第三动力源的驱动下带动模具170动作。

继续参见图4，第一推送杆134包括一级推送杆1342和二级推送杆1344；其中，一级推送杆1342固定在基座132上，二级推送杆1344的第一端套装在一级推送杆1342中，二级推送杆1344的第二端伸出一级推送杆1342，二级推送杆1344可在第三动力源的驱动下带动模具170(连同模具170中的热电材料阵列)动作。

其中，每个震动填充装置120可以与两个第一推送装置130配合使用，所述两个第一推送装置130分别设置在第一子传送带112的两侧，位于第一子传送带112其中一侧的第一推送装置130用于将模具170(连同模具170中的热电材料阵列)由第一子传送带112推送至工作台122，位于第一子传送带112另一侧的第一推送装置130用于将模具170(连同模具170中的热电材料阵列)由工作台122推送至第一子传送带112。

较佳地，第一推送装置130还包括第二夹持部件(图未示)，第二夹持部件安装在二级推送杆1344的第二端。在进行推送时，第二夹持部件用于夹持模具170，以实现模具170的平稳推送。在该实施方式中，每个震动填充装置120可以只搭配一个第一推送装置130，通过第二夹持部件即可实现模具170的双向推送，从而减少了第一推送装置130的设置数量，降低了设备成本。此外，也可将第二夹持部件置换为磁铁或吸盘，通过吸附力实现模具170的双向推送。

作为优选，第一推送装置130还包括导向板136，如图4所示，导向板136的一端固定在一级推送杆1342上，另一端向垂直于第一子传送带112方向延伸。该实施例中，导向板136起到了导向的作用，有效防止了模具170在推送过程中的偏移。

较佳地，继续参见图4，自动填充单元100还包括第一检测装置150；第一检测装置150与控制单元电连接，将热电材料颗粒填充至模具170后，第一检测装置150用于检测填充效果。如图4所示，作为一种可实施方式，第一推送装置130还包括竖直挡板137和水平挡板138，水平挡板138通过竖直挡板137固定在基座132上，并且，水平挡板138设置在第一子传送带112的正上方，第一检测装置150安装在水平挡板138上。优选地，第一检测装置150可以为CCD(Charge-coupled Device，电感耦合元件)摄像头、CMOS(Complementary MetalOxide Semiconductor)摄像头或红外摄像头等视觉检测元件。

本发明中，填充效果的检测包括模具170的位置检测、热电材料颗粒的智能识别、填充质量的检测以及成品质量检测，模具170的位置检测、热电材料颗粒的智能识别、填充质量的检测以及成品质量检测均是基于图像处理技术。其中，模具170的位置检测是指利用检测装置150来检测模具170的具体位置，可通过该检测位置来实现模具170的精确推送；热电材料颗粒的智能识别可以识别不同尺寸的热电材料颗粒以及不同颜色的热电材料颗粒，完成热电材料颗粒的快速区分；填充质量的检测可以识别模具170中的热电材料颗粒是否填充到模具170中的指定位置，模具170中是否存在位置空缺；成品质量检测可以识别热电材料颗粒是否残缺破损，位置是否摆正。

参见图5，作为一种可实施方式，送料装置140包括第一机械手142、安装在第一机械手142上的原料盛放装置144，以及安装在原料盛放装置144的落料装置146。其中，第一机械手142与控制单元电连接，原料盛放装置144的出料端与落料装置146的进料端连通。在进行送料时，第一机械手142在控制单元的控制下，带动原料盛放装置144和落料装置146动作，使得落料装置146与工作台122上的模具170对准并接触，热电材料颗粒由原料盛放装置144的出料端进入落料装置146，在工作台122的震动及重力的双重作用下，热电材料颗粒由落料装置146进入模具170的对应位置，形成热电材料阵列。

其中，第一机械手142可为单自由度机械手，也可为多自由度机械手。

作为一种可实施方式，第一机械手142包括竖直滑轨、滑动组件和驱动电机，其中，驱动电机与控制器电连接，落料装置146和原料盛放装置144通过滑动组件安装在竖直滑轨上，滑动组件可在驱动电机的驱动下带动原料盛放装置144和落料装置146沿着滑轨上下滑动。该方式中，第一机械手142为单自由度的机械手，因而需要将落料装置146设置在工作台122的正上方，在工作过程中，通过控制滑动组件的上下运动来实现落料装置146与模具170的对接，从而将热电材料颗粒输送至工作台122的模具170中。

此外，第一机械手142还可为多自由度的机械手，即第一机械手142可带动落料装置146沿着多个方向运动。该方式可实现落料装置146的多方位调整，能够提高落料装置146与模具170的对准精度以及热电材料颗粒的填充精度。其中，多自由度的第一机械手142可选择现有技术中公开的多向移动平台或其他多向移动设备。

优选地，落料装置146与原料盛放装置144为可拆卸连接，该方式便于落料装置146的更换，可适应不同型号规格的热电材料颗粒。

进一步地，原料盛放装置144和落料装置146之间安装有阀门147，阀门147与控制单元电连接。当落料装置146与工作台122上的模具170对准并接触后，开启阀门147，待热电材料颗粒由进入落料装置146后关闭阀门147。该方式实现了热电材料颗粒的分批输入，避免了过多热电材料颗粒一次性进入模具170而影响到填充质量。

更进一步地，继续参见图5，送料装置140还包括弹性连接件148，落料装置146通过弹性连接件148安装在原料盛放装置144上。其中，弹性连接件148可以采用波纹管等器件，弹性连接件148的使用，避免了原料盛放装置144随工作台122的震动，有效防止了位于原料盛放装置144中的热电材料颗粒之间的相互碰撞造成的损伤。

由于本发明的自动化封装流水线主要是针对热电材料的封装，而热电材料颗粒通常为规则的柱状结构。如图6所示，为本发明所使用的模具170一实施例的结构示意图，为了配合热电材料颗粒的填充，模具170中开设有多个呈阵列结构排列的凹槽172，其中，凹槽172的大小与热电材料颗粒的大小相匹配，凹槽172的排布方式与所需的热电材料阵列的排布方式相一致。相应地，如图7所示，落料装置146上开设有多个通孔1462，在进行填充料的填充时，每个通孔1462均对应一个凹槽172。

当需要在同一个模具170中填充一种热电材料颗粒时，模具170中的凹槽172可与落料装置146中的通孔1462一一对应，一次性即可填充完毕。

当需要在同一个模具170中填充多种热电材料颗粒时，可通过更换落料装置146来完成填充过程，此时，不同的落料装置146中的通孔1462分别对应模具170中的部分凹槽172，并且，不同的落料装置146中的通孔1462的排布方式分别与其中一种热电材料颗粒的排布方式相对应。此时，需要在填充完一种热电材料颗粒后，更换落料装置146，进行下一种热电材料颗粒的填充，直至将所有的热电材料颗粒填充完毕。

作为优选，自动填充单元100包括多个送料装置140(每个送料装置140均对应一个震动填充装置120以及一个或两个第一推送装置130)，多个送料装置140沿着第一子传送带112的传送方向进行设置，例如，图2的自动填充单元100包括两个送料装置140；并且，不同的送料装置140中的通孔1462的排列方式不同，且不同的送料装置140中的通孔1462分别对应模具170中不同位置处的凹槽240。当需要在同一个模具170中填充两种或两种以上的热电材料颗粒时，首先采用其中一个送料装置140进行送料，完成一种热电材料颗粒的填充后，利用推送装置130将模具170由工作台122推送至第一子传送带112，利用第一子传送带112将模具170传送至下一个送料装置140对应的位置，再通过下一个第一推送装置130将模具170推送至下一个工作台122，利用下一个送料装置140进行另一种热电材料颗粒的填充，依次类推，直至填充完毕。其中，每个送料装置140上的落料装置146中的通孔1462的排布方式均对应一种热电材料颗粒的排布方式。该方式无需更换落料装置146即可实现同一模具170中多种热电材料颗粒的填充，有利于填充效率的提高。

较佳地，作为一种可实施方式，本发明的自动填充流水线还包括重填装置160。具体地，如图8所示，重填装置160包括第二机械手162以及安装在第二机械手162上的第一夹具164；第二机械手162与控制器单元连接，第一检测装置150检测到填充缺陷时，控制单元控制重填装置160对缺陷处进行重新填充。需要说明的是，第二机械手162为多自由度的机械手，可选择现有技术中公开的多向移动平台或其他多向移动设备。

其中，填充缺陷包括模具170中某一位置缺少热电材料颗粒，或者模具170中某一位置的热电材料颗粒摆放不正。对于第一种情况，可通过第二机械手162驱动第一夹具164拾取热电材料颗粒，然后将拾取的热电材料颗粒放置在空缺位置处；对于第二种情况，可通过第二机械手162驱动第一夹具164，将位置摆放不正的热电材料颗粒取出后重新填充。

值得注意的是，当本发明的自动填充单元不包括第一检测装置150和重填装置160时，可通过人工的方式实现热电材料颗粒的检测和缺陷处的重填。

需要说明的是，自动填充单元100不局限于上述结构，在其他实施例中，自动填充单元100也可采用其他结构，例如，自动填充单元100可以只包括一个送料装置140，在填充时，可将模具170放置在主传送带610上，然后通过送料装置140直接将热电材料颗粒填充至主传送带610上的模具170中。

本发明中，第一热压焊接单元200与第二热压焊接单元500的结构相同，下面以第一热压焊接单元200为例进行说明。

具体地，参见图1、图9、图10和图11，第一热压焊接单元200包括第二子传送装置、热压装置220和第二推送装置230。其中，如图9所示，第二子传送装置包括第二子传送带212和驱动第二子传送带212运动的第四动力源(图未示)；如图10所示，热压装置220包括热压杆222、热压头224和第五动力源(图未示)，热压头224设置在热压杆222的一端，热压杆222在第五动力源的驱动下带动热压头224靠近或远离第二子传送带212上的热电材料阵列；第二推送装置230用于将热电材料阵列由第二子传送带212推送至主传送带610，或者由主传送带610推送至第二子传送带212；第四动力源、第五动力源和第二推送装置230均与控制单元电连接。

在进行热压焊接时，由于机械误差会造成器件的受力不均匀，为了优化热压焊接的效果，本发明中，热压头224可以与水平面存在一定的倾斜角，且该倾斜角度可调，根据热压焊接的具体情况设定。

本发明中的第一热压焊接单元200的工作过程如下：主传送带610将热电材料阵列传送至与第一热压焊接单元200相对应的位置后，第二推送装置230动作，将热电材料阵列由主传送带610推送至第二子传送带212；将第一陶瓷板置于热电材料阵列的上表面(其中，可以手动将第一陶瓷板放置在热电材料阵列的上表面，也可增加机械手，通过增加的机械手将第一陶瓷板放置在热电材料阵列的上表面)，在控制单元的控制下，第五动力源驱动热压杆222带动热压头224向下运动，靠近热电材料阵列，对第一陶瓷板施加预设的压力并保压一定时间，使得第一陶瓷板焊接在热电材料阵列的上表面；焊接完毕后，第五动力源驱动热压杆222带动热压头224向上运动，恢复原位，同时，推送装置将焊接完第一陶瓷板的热电材料阵列由第二子传送带212推送至主传送带610，在主传送带610的传送下进入下一生产工序。

较佳地，如图9所示，第一热压焊接单元200还包括预热装置240和冷却装置250；预热装置240、热压装置220和冷却装置250沿着第二子传送带212的传送方向依次设置。该方式中，在进行热压焊接之前，首先通过预热装置240对热电材料阵列进行预热；再通过第二子传送带212将预热后的热电材料阵列传送至与热压装置220对应的位置处，利用热压装置220在热电材料阵列的上表面焊接第一陶瓷板；再通过第二子传送带212将焊接有第一陶瓷板的热电材料阵列传送至与冷却装置250对应的位置处，利用冷却装置250对焊接有第一陶瓷板的热电材料阵列进行冷却。本实施方式通过预热装置240和冷却装置250的设置，有效提高了热压焊接的质量，有利于热电材料产品性能的提升。

具体地，作为一种可实施方式，预热装置240包括预热板，预热板设置在第二子传送带212的正上方，且预热板中设置有制热电阻丝；冷却装置250包括冷却板，冷却板设置在第二子传送带212的正上方，且冷却板中设置有用于制冷的热电器件。较佳地，预热装置240和冷却装置250均包括接近开关，其中，预热装置240中的制热电阻丝和冷却装置250中的制冷的热电器件均可通过相应的接近开关触发。

如图10所示，热压装置220还包括压力传感器226，压力传感器226设置在热压杆222上，并与控制单元电连接。其中，压力传感器226用于检测热压头224对第一陶瓷板所施加的压力大小，有利于增强第一陶瓷板的焊接牢固性，并能够有效防止压力过大对热电材料阵列和第一陶瓷板造成的损伤。

优选地，继续参见图10，热压装置220还包括隔热垫228，隔热垫228设置在热压杆222和热压头224之间。隔热垫228的设置能够有效防止热压头224的热量传递至热压杆222，提高了热压头224的传热效率。

更优地，热压装置220还包括位置传感器(图未示)，位置传感器设置在热压杆222上，且并与控制单元电连接。其中，位置传感器用于检测第二子传送带212上的热电材料阵列的位置，当位置传感器检测到热电材料阵列到达热压头224的正下方时，将此信号传递至控制单元，控制单元控制第五动力源动作带动热压杆222和热压头224进行动作。位置传感器的设置进一步增加了热压焊接过程的精确性。

参见图11，作为一种可实施方式，第二推送装置230包括第八动力源232和第二推送杆234，第八动力源232与控制单元电连接，第二推送杆234的第一端与第八动力源232连接，第二推送杆234在第八动力源232的驱动下带动热电材料阵列动作。较佳地，第二推送杆234的第二端设置有定位部236，用于在推送过程中对热电材料阵列进行定位，增加推送过程中的稳定性。作为一种可实施方式，如图11所示，该定位部236位包括第一定位板和第二定位板，其中，第一定位板与第二推送杆234的第二端相平行，第二定位板与第一定位板相垂直。

作为一种可实施方式，第二推送装置230为两个，两个第二推送装置230分别设置在第二子传送带212的两侧，其中一侧的第二推送装置230用于将热电材料阵列由第二子传送带212推送至主传送带610，另外一侧的第二推送装置230用于将热电材料阵列由主传送带610推送至第二子传送带212。

需要说明的是，在其他实施例中，第二推送装置230还可以采用第一推送装置130的结构；反之，第一推送装置130也可以采用第二推送装置230的结构。

具体地，参见图1和图12，本发明中的翻转单元300包括第三子传送装置(图未标)、翻转装置320和第三推送装置(图未标)。其中，第三子传送装置包括第三子传送带和驱动第三子传送带运动的第六动力源；如图12所示，翻转装置320包括第三机械手324和第二夹具322，第二夹具322在第三机械手324的驱动下对第三子传送带上的热电材料阵列进行翻转；第三推送装置用于将热电材料阵列由第三子传送带推送至主传送带610，或者由主传送带610推送至第三子传送带；第六动力源、第三机械手324和第三推送装置均与控制单元电连接。

本发明中的翻转单元300的工作过程如下：主传送带610将热电材料阵列传送至与翻转单元300相对应的位置后，第三推送装置动作，将热电材料阵列由主传送带610推送至第三子传送带；在控制单元的控制下，第三机械手324驱动第二夹具322夹持焊接在热电材料阵列上的第一陶瓷板，然后将热电材料阵列的上下表面互换位置，然后将焊接有第一陶瓷板的热电材料阵列置于模具170上，此时，第一陶瓷板与模具170的上表面接触。该翻转单元300的目的是将热电材料阵列的上下表面互换位置，以便于后续在热电材料的下表面上焊接第二陶瓷板。

需要说明的是，在进行翻转之前，热电材料阵列一直处于模具170中，因而，在进行翻转之前，热电材料阵列与模具一同传送；在翻转之后，可将热电材料阵列置于模具170的上表面，在此后热电材料阵列的传送过程中，可将热电材料阵列与模具一同传送，也可只传送热电材料阵列。

作为一种可实施方式，第四推送装置与第一推送装置130或第二推送装置230结构相同。

较佳地，作为一种可实施方式，翻转单元300还包括分离装置(图未示)，其中，分离装置包括第四机械手、真空吸盘和真空发生器，真空发生器用于对真空吸盘进行抽真空，真空吸盘在第四机械手的驱动下将热电材料阵列从模具170中吸出，使热电材料阵列与模具170分离；第四机械手和真空发生器均与控制单元电连接。在对热电材料进行翻转之前，由于热电材料阵列一直处于模具170中，因此，不利于第二夹具322对第一陶瓷板的夹持，为了使得夹持更加方便，在夹持之前，首先将热电材料阵列与模具170进行分离。

具体地，参见图1和图13和图14，本发明中的引线焊接单元400包括第四子传送装置、焊接装置420和第四推送装置。其中，第四子传送装置包括第四子传送带和驱动第四子传送带运动的第七动力源；如图11和图12所示，焊接装置420包括第五机械手422，以及安装在第五机械手422上的第三夹具424和焊接头426，第三夹具424和焊接头426在第五机械手422的驱动下靠近第四子传送带，将引线固定并焊接在第一陶瓷板上；第四推送装置用于将热电材料阵列由第四子传送带推送至主传送带610，或者由主传送带610推送至第四子传送带；第七动力源、第五机械手422和第四推送装置均与控制单元电连接。

具体地，如图14所示，焊接头426包括两个焊头，分别将引线焊接到热电材料阵列的两端，两个焊头呈一定的角度，该角度可根据待封装的热电材料阵列的大小进行调整。

作为一种可实施方式，第四推送装置与第一推送装置130或第二推送装置230结构相同。

本发明中的引线焊接单元400的工作过程如下：主传送带610将热电材料阵列传送至与引线焊接单元400相对应的位置后，第四推送装置动作，将热电材料阵列由主传送带610推送至第四子传送带；在控制单元的控制下，第五机械手422驱动第三夹具424动作，将引线固定于第一陶瓷板上；此后，焊接头426在第五机械手422的驱动下将引线焊接在第一陶瓷板上。

焊接完引线后，可利用第四推送装置将热电材料阵列由第四子传送带推送至主传送带610；通过主传送带610将焊接完引线的热电材料阵列传送至第二热压焊接单元500，通过第二热压焊接单元500在热电材料阵列的下表面焊接第二陶瓷板，该焊接过程可参照第一热压焊接单元200的焊接过程。特殊地，第一热压焊接单元200和第二热压焊接单元500为同一热压焊接单元。

继续参见图1，本发明的自动化封装流水线还包括检测单元，用于检测热压焊接质量；检测单元与控制单元电连接，且检测单元设置在翻转单元300和引线焊接单元400之间，即检测步骤发生在热电材料阵列翻转之后、焊接引线之前。

较佳地，继续参见图1，检测单元包括第二检测装置710和第三检测装置720。其中，第二检测装置710包括设置在主传送带610正上方并与控制单元电连接的CCD摄像头；第三检测装置720包括设置在主传送带610正上方并与控制单元电连接的红外摄像头。CCD摄像头和红外摄像头均可通过接近开关触发，将拍摄到的热电材料阵列的影像传递至控制单元；控制单元对接收到的图像进行处理，判断是否存在颗粒缺失、位置偏移、焊接损坏等缺陷，以及传热不均、散热不均等情况，并将检测数据实时存储于数据库。

需要说明的是，在其他实施例中，可将第二检测装置710中的CCD摄像头替换为CMOS摄像头或红外摄像头等视觉检测元件，也可将第三检测装置720中的红外摄像头替换为CCD摄像头或CMOS摄像头等视觉检测元件。

作为优选，检测单元还包括与控制单元电连接的第五推送装置，当检测到热电材料阵列中存在缺陷时，利用推送装置将缺陷产品推出流水线。作为一种可实施方式，第五推送装置与第一推送装置130或第二推送装置230结构相同。

需要说明的是，本发明中，主动力源、第一动力源、第四动力源、第五动力源、第六动力源和第七动力源均可为步进电机或伺服电机，第二动力源124、第三动力源和第八动力源均可以为电动机、气缸或液压缸。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种自动化封装流水线，其特征在于，包括

自动填充单元，用于将热电材料颗粒自动填充至模具中，形成热电材料阵列；

第一热压焊接单元，用于在所述热电材料阵列的上表面焊接第一陶瓷板；

翻转单元，用于将焊接有第一陶瓷板的热电材料阵列进行翻转，使所述热电材料阵列的上下表面互换位置；

引线焊接单元，用于在所述第一陶瓷板上焊接引线；

第二热压焊接单元，用于在所述热电材料阵列的下表面焊接第二陶瓷板；

主传送单元，包括主传送带和驱动所述主传送带运动的主动力源，所述自动填充单元、第一热压焊接单元、翻转单元、引线焊接单元和第二热压焊接单元沿着所述主传送带的传送方向依次设置；以及

控制单元，所述自动填充单元、第一热压焊接单元、翻转单元、引线焊接单元、第二热压焊接单元和主传送单元均在所述控制单元的控制下动作；

所述自动填充单元、第一热压焊接单元、翻转单元、引线焊接单元和第二热压焊接单元还分别包括单独的子传送装置，用于与所述主传送单元配合完成热电材料自动化封装过程的各步加工工序。

2.根据权利要求1所述的自动化封装流水线，其特征在于，所述自动填充单元包括

第一子传送装置，所述第一子传送装置包括第一子传送带和驱动所述第一子传送带运动的第一动力源；

震动填充装置，所述震动填充装置包括工作台以及驱动所述工作台震动的第二动力源；

送料装置，用于将热电材料颗粒运送至所述工作台上的模具中；

第一推送装置，所述第一推送装置用于将所述模具由所述工作台推送至所述第一子传送带，或者由所述第一子传送带推送至所述工作台；

其中，所述第一动力源、所述第二动力源、所述送料装置和所述第一推送装置均与所述控制单元电连接。

3.根据权利要求2所述的自动化封装流水线，其特征在于，所述第一推送装置包括基座、第一推送杆和第三动力源；

所述第三动力源与所述控制单元电连接，所述第一推送杆设置在所述基座上，且所述第一推送杆在所述第三动力源的驱动下带动所述模具动作。

4.根据权利要求1所述的自动化封装流水线，其特征在于，所述第一热压焊接单元和所述第二热压焊接单元均包括

第二子传送装置，所述第二子传送装置包括第二子传送带和驱动所述第二子传送带运动的第四动力源；

热压装置，所述热压装置包括热压杆、热压头和第五动力源，所述热压头设置在所述热压杆的一端，所述热压杆在所述第五动力源的驱动下带动所述热压头靠近或远离所述第二子传送带上的热电材料阵列；以及

第二推送装置，所述第二推送装置用于将所述热电材料阵列由所述第二子传送带推送至所述主传送带，或者由所述主传送带推送至所述第二子传送带；

其中，所述第四动力源、所述第五动力源和所述第二推送装置均与所述控制单元电连接。

5.根据权利要求4所述的自动化封装流水线，其特征在于，所述第二推送装置包括第八动力源和第二推送杆；

所述第八动力源与所述控制单元电连接，所述第二推送杆的第一端与所述第八动力源连接，所述第二推送杆在所述第八动力源的驱动下带动所述热电材料阵列动作。

6.根据权利要求4所述的自动化封装流水线，其特征在于，所述热压焊接单元还包括预热装置和冷却装置；

所述预热装置、所述热压装置和所述冷却装置沿着所述第二子传送带的传送方向依次设置。

7.根据权利要求1所述的自动化封装流水线，其特征在于，所述翻转单元包括

第三子传送装置，所述第三子传送装置包括第三子传送带和驱动所述第三子传送带运动的第六动力源；

翻转装置，所述翻转装置包括第三机械手和第二夹具，所述第二夹具在所述第三机械手的驱动下对所述第三子传送带上的热电材料阵列进行翻转；以及

第三推送装置，用于将所述热电材料阵列由所述第三子传送带推送至所述主传送带，或者由所述主传送带推送至所述第三子传送带；

其中，所述第六动力源、所述第三机械手和所述第三推送装置均与所述控制单元电连接。

8.根据权利要求7所述的自动化封装流水线，其特征在于，所述翻转单元还包括分离装置；

所述分离装置包括第四机械手、真空吸盘和真空发生器，所述真空发生器用于对所述真空吸盘进行抽真空，所述真空吸盘在所述第四机械手的驱动下将所述热电材料阵列从所述模具中吸出，使所述热电材料阵列与所述模具分离；

其中，所述第四机械手和所述真空发生器均与所述控制单元电连接。

9.根据权利要求1所述的自动化封装流水线，其特征在于，所述引线焊接单元包括

第四子传送装置，所述第四子传送装置包括第四子传送带和驱动所述第四子传送带运动的第七动力源；

焊接装置，所述焊接装置包括第五机械手，以及安装在所述第五机械手上的第三夹具和焊接头，所述第三夹具在所述第五机械手的驱动下靠近所述第四子传送带，将引线固定在所述第一陶瓷板上，所述焊接头在所述第五机械手的驱动下靠近所述第四子传送带，将所述引线焊接在所述第一陶瓷板上；以及

第四推送装置，用于将所述热电材料阵列由所述第四子传送带推送至所述主传送带，或者由所述主传送带推送至所述第四子传送带；

其中，所述第七动力源、所述第五机械手和所述第四推送装置均与所述控制单元电连接。

10.根据权利要求1所述的自动化封装流水线，其特征在于，所述自动化封装流水线还包括检测单元，用于检测热压焊接质量；

所述检测单元与所述控制单元电连接，并位于所述翻转单元和所述引线焊接单元之间。