CN110002176B - 一种石英晶片的散播式送料装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石英晶片的散播式送料装置，包括送料出口、物料盘、振动源、振动片、限位片、振动块、支架和底座，送料出口安装在物料盘前侧，用于承载石英晶片的物料盘与振动块连接；振动块与振动片通过限位片压接，振动源放置在振动块与振动片之间并压紧；振动源位于振动块的圆形槽内，振动源的信号线通过一个SMA接口引出；振动块通过振动片承载着物料盘，振动块紧固在支架上，支架连接在底座上，底座用于安装在石英晶片检测装备上，石英晶片放置于物料盘内，振动源输出适当频率和幅度的振动能量驱动物料盘达到机械谐振时，盘内石英晶片缓慢地朝振动盘出口作直线移动，通过送料出口均匀地散播到目标区域。
Description
技术领域
本发明属于石英晶片检测技术领域，具体涉及一种石英晶片的散播式送料装置。
背景技术
石英晶体振荡器是利用石英晶体（二氧化硅的结晶体）的压电效应制成的一种谐振器件，其基本构成大致是：从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片（即石英晶片，可以是正方形、矩形或圆形等），在它的两个对应面上涂敷银层作为电极，在每个电极上各焊一根引线接到管脚上，再加上封装外壳就构成了石英晶体谐振器，简称为石英晶体或晶体、晶振。其产品一般用金属外壳封装，也有采用玻璃壳、陶瓷或塑料封装。石英晶体振荡器是高精度和高稳定度的振荡器，被广泛应用于彩电、计算机、遥控器等各类振荡电路中，以及通信系统中用于频率发生器、为数据处理设备产生时钟信号和为特定系统提供时间基准。
以上石英晶片由精密的定向切割和厚度研磨工序加工而成。石英晶片加工后的质量直接关系到晶振成品的品质，因此需要通过各种方法对晶片的各项指标进行检验分选，其中包括晶片的外观缺陷。石英晶片的外观检测一般由人工用肉眼进行直接观测或用放大镜进行观测。由于存在主观因素，每个人的检验标准会有所不同，且随着产品的小型化，人工肉眼观测难度越来越大，因此各种自动化检测设备应运而生。为了提高检测速率，减小输送损坏率，需要有适应检测光学系统的高效送料装置。
现有解决方案中，需要将被测晶片输送到透明玻璃盘面上，使用摄像头利用机器视觉的方法完成表面检测。由于石英晶片的机器视觉检测是一项精密测量任务，需要较高的送料定位精度使得晶片准确地位于检测相机的视场中心，一般都需要将晶片由电机、定位相机和气动吸头等装置由散料盘转送到检测相机的指定工位，如实用新型CN 201653918U，其供料组件包括供料相机、供料吸头和散料盘，供料相机、供料吸头和散料盘分别通过与其相连的第一、二、三水平驱动装置各自能够沿水平方向往复移动，供料相机、供料吸头的运动方向彼此平行并且与散料盘的运动方向垂直设置，供料相机和供料吸头能够移动至散料盘的正上方。
与本发明功能最接近的实用新型CN 201942271 U属于一种普遍性的螺旋震动送料装置，在出口处等部分稍作改动以适应石英晶片的输送。其设计没有考虑到精密光学测量的需求和特点，用于石英晶片的自动外观分拣设备存在以下明显不足：第一，其输出效果是逐片且定点的，当需要高速输送时出口对应的散料盘位置将出现晶片堆叠，使送料定位相机无法判断晶片位置，使取料吸头无法有效取走晶片，甚至碰撞踢飞损坏晶片；第二，螺旋震动送料方式把晶片从装置底部运送到出口需要经历较长的螺旋式轨道，输送效率较底，晶片表面容易造成二次刮伤损坏；第三，装置采用振动马达驱动，整体尺寸、能耗和振动噪声都比较大，与光学检测需要的稳定环境相冲突。
因此，石英晶片自动分选设备的非常需要一种散播式的，且高效、稳定和低噪音的送料装置。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种石英晶片的散播式送料装置，使石英晶片在送料装置内以直线方式运动，著减小了晶片的运动路径，降低了晶片运动过程中二次损坏的机会。
为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：
一种石英晶片的散播式送料装置，包括送料出口、物料盘、振动源、振动片、限位片、振动块、支架和底座，送料出口安装在物料盘前侧，用于承载石英晶片的物料盘与振动块连接；振动块与振动片通过限位片压接，振动源放置在振动块与振动片之间并压紧；振动源位于振动块的圆形槽内，振动源的信号线通过一个SMA接口引出；振动块通过振动片承载着物料盘，振动块紧固在支架上，支架连接在底座上，底座用于安装在石英晶片检测装备上，石英晶片放置于物料盘内，振动源输出适当频率和幅度的振动能量驱动物料盘达到机械谐振时，盘内石英晶片缓慢地朝振动盘出口作直线移动，通过送料出口均匀地散播到目标区域。
优选地，所述振动源为压电陶瓷堆栈。
优选地，所述限位片包括第一限位片和第二限位片，所述振动块包括第一振动块和第二振动块，第一限位片和第二限位片在两端压紧振动片两端，分别连接第一振动块和第二振动块。
优选地，第二振动块安装在支架和底座上相对固定，振动源被压紧在第二振动块和振动片之间带动物料盘谐振。
优选地，所述物料盘采用后部宽、出口逐渐收窄的结构。
优选地，所述物料盘后半部分为方形，前半部分为梯形，盘内所有转折处倒圆角，物料盘出口处厚度逐渐减小便于晶片滑出，出口两侧分别开有螺丝孔用于送料出口的安装连接，物料盘后端开方型槽，并开两个螺丝孔用于第一振动块的安装连接。
优选地，所述送料出口为立方体型，从顶部开圆形通孔作为石英晶片出口，送料出口前侧下端开三个小通孔，从侧面贯穿圆形通孔，送料出口后侧加工成L型，两侧开圆形沉孔用于物料盘的连接，送料出口后侧从顶部铣方形槽，宽度与顶部圆形通孔直径相同，深度与物料盘出口处一致，朝圆形通孔方向深度逐渐增加便于晶片滑出。
优选地，所述第一振动块为长方体型，上部加工成L型并开两个圆形通孔，宽度正好嵌入物料盘后端的方型槽并连接；第一振动块底部开方形槽，其深度大于振动片和第一限位片的总厚度，方形槽内开两个螺丝孔用于安装连接振动片和第一限位片。
优选地，所述第一限位片与第二限位片一致，其厚度为振动片的两倍以上，宽度与振动片一致，长度与第一振动块下部方型槽一致。
优选地，所述第二振动块是长方体型，上部加工成L型并铣方型槽，尺寸同第一振动块下部的方形槽完全一致，内开两个螺丝孔用于安装连接振动片和第二限位片，第二振动块中部挖圆形槽用于放置振动源，圆形槽的深度小于振动源高度，使振动源上表面略高于方型槽面，第二振动块后端开圆形槽用于安装SMA接口，后端圆形槽深度要跟放置振动源的圆形槽联通，以保证振动源的两根信号线通过第二振动块内部由SMA接口引出，第二振动块两侧各开有一个螺丝孔用于紧固连接支架。
采用本发明具有如下的有益效果：
1、使石英晶片在送料装置内以直线方式运动，相对现有技术的螺旋式运动送料方式显著减小了晶片的运动路径，降低了晶片运动过程中二次损坏的机会；
2、实现了石英晶片的散播式送料，相对于现有技术定点逐一送料的方式提升了输送效率，方便自动检测装备的取料吸头拾取晶片；
3、采用压电陶瓷堆栈作为振动源代替了已有技术中的振动电机，显著降低了装置整体振动噪声，提升了系统检测的稳定性；
4、相对于现有技术更能适应石英晶片表面缺陷光学自动化检测的送料需求。
附图说明
图1为本发明实施例的石英晶片的散播式送料装置的结构示意图；
图2为本发明实施例的石英晶片的散播式送料装置的爆炸结构示意图；
图3为本发明实施例的石英晶片的散播式送料装置的送料出口和物料盘的部分结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1至图3，本发明公开了一种石英晶片的散播式送料装置，包括送料出口101、物料盘102、振动源103、振动片104、限位片、振动块、支架107和底座108，送料出口101使用螺丝安装在物料盘102前侧，用于承载石英晶片的物料盘102与振动块通过螺丝连接；振动块与振动片104通过限位片压接，振动源103放置在振动块与振动片104之间并压紧；振动源103位于振动块的圆形槽内，振动源103的信号线通过一个SMA接口109引出；振动块通过振动片承载着物料盘102，振动块用螺丝紧固在支架107上，支架107用螺丝连接在底座108上，底座108可安装在石英晶片检测装备上。SMA接口是一种标准的射频电子连接件，外螺纹内孔母头。以上设置的石英晶片的散播式送料装置，石英晶片放置于物料盘内，振动源输出适当频率和幅度的振动能量驱动物料盘达到机械谐振时，盘内石英晶片缓慢地朝振动盘出口作直线移动，通过送料出口均匀地散播到目标区域。
本发明的实施例采用压电陶瓷堆栈作为振动源，呈长方柱型，一端有两根信号线，可以通过连接正弦电压信号控制自身长度伸缩；采用条型振动片和振动块结构产生纵向谐振，驱动物料盘内物料作直线运动输送；采用带散料设计的送料出口完成晶片的均匀散播；通过控制振动源的驱动源，这种散播式送料可以是连续的，也可以是程序控制下的按需间歇式送料。
本发明实施例的限位片包括第一限位片1051和第二限位片1052，振动块包括第一振动块1061和第二振动块1062，第一限位片1051和第二限位片1052在两端压紧振动片104两端，分别连接第一振动块1061和第二振动块1062。第二振动块1062安装在支架107和底座108上相对固定，振动源103被压紧在第二振动块1062和振动片104之间带动物料盘102谐振。
本发明实施例的物料盘102采用后部宽、出口逐渐收窄的结构，有利于有效输出晶片。少量石英晶片到达物料盘出口后滑落，送料出口的横杆设计进一步帮助晶片均匀分布散播到目标区域，如图3所示。物料盘102后半部分为方形，前半部分为梯形，盘内所有转折处倒圆角，物料盘102出口处厚度逐渐减小便于晶片滑出，出口两侧分别开有螺丝孔用于送料出口的安装连接，物料盘102后端开方型槽，并开两个螺丝孔用于第一振动块1061的安装连。物料盘102由铝材料加工而成，整体发黑处理以保证晶片在盘内能流畅滑动。送料出口101为立方体型，从顶部开圆形通孔作为石英晶片出口，送料出口101前侧下端开三个小通孔，孔径为0.53mm，从侧面贯穿圆形通孔，小通孔中可以选择安装中间一根0.5 mm钢针，或者两边两根0.5mm钢针使得晶片从送料出口下落时进一步分散。送料出口101后侧加工成L型，两侧开圆形沉孔用于物料盘102的连接，送料出口101后侧从顶部铣方形槽，宽度与顶部圆形通孔直径相同，深度与物料盘出口处一致，朝圆形通孔方向深度逐渐增加便于晶片滑出。送料出口由铝材料加工而成，整体发黑处理以保证晶片在出口处能流畅滑出。
具体应用实例中，第一振动块1061为长方体型，上部加工成L型并开两个圆形通孔，宽度正好嵌入物料盘102后端的方型槽并连接；第一振动块1061底部开方形槽，其深度大于振动片104和第一限位片1051的总厚度，方形槽内开两个螺丝孔用于安装连接振动片104和第一限位片1051。
本发明实施例的振动片104是长条形的304不锈钢片，其长度、宽度与厚度决定了弹性性能，应该与物料盘与送料出口的重量相匹配。本发明振动片104的宽度与第一振动块1061下部方型槽一致，一具体应用实例中，宽度为20 mm，长度为50 mm，厚度为1 mm，物料盘102与送料出口101的总重量约为100 g。振动片两端各开有两个圆形通孔，通过第一限位片1051与第二限位片1052分别被压紧连接在第一振动块1061和第二振动块1062上。振动片104同时还压紧振动源103，并于振动结构安装完成后应发生微小形变。
本发明具体应用实例中，第一限位片1051与第二限位片1052一致，其厚度为振动片104的两倍以上，宽度与振动片104一致，长度与第一振动块1061下部方型槽一致，一具体应用实例中为12mm。第一限位片1051与第二限位片1052都开有两个圆形通孔，通过螺丝和弹簧垫圈把振动片分别压紧在第一振动块1061和第二振动块1062上。
本发明具体应用实例中，第二振动块1062是长方体型，上部加工成L型并铣方型槽，尺寸同第一振动块1061下部的方形槽完全一致，内开两个螺丝孔用于安装连接振动片104和第二限位片1052，第二振动块1062中部挖圆形槽用于放置振动源103，圆形槽的深度小于振动源103高度，使振动源103上表面略高于方型槽面，可令振动片104安装后将振动源103压紧。第二振动块1062后端开圆形槽用于安装SMA接口，后端圆形槽深度要跟放置振动源的圆形槽联通，以保证振动源的两根信号线通过第二振动块1062内部由SMA接口引出，第二振动块1062两侧各开有一个螺丝孔用于紧固连接支架107。
本发明实施例的支架107为U型，与第二振动块1062连接，用于支撑整个振动结构和物料盘102。支架107两侧分别开有“椭圆形”的安装槽，用于连接固定第二振动块的同时，还可以少量调整送料出口101的高度。支架107两侧还分别开有螺纹孔用于进一步紧固第二振动块1062，紧固螺丝可以防止第二振动块发生可能的微小旋转位移。支架107底部开有两个螺纹通孔用于连接底座108。
本发明实施例的底座108为长方板形状，中央开有两个圆形通孔用于连接紧固支架107。两侧分别开有一个“椭圆形”的安装槽用于将整个送料装置固定在石英晶片检测装备上的同时，还可以调节送料出口的前后位置。
本发明设置的振动结构各部件的推荐安装顺序为：第一步，将振动源信号线一端朝下放置在第二振动块的中部圆形槽内，将信号线从第二振动块后端圆形槽内伸出；第二步，用电焊工具将信号线与SMA接口连接，并用螺丝将SMA接口安装在第二振动块上；第三步，安装振动片与第二限位片将振动源压紧，以振动片微微向上形变翘起为佳；第四步，将第一振动块、振动片和第二限位片用螺丝和弹簧垫圈压紧。
本发明实施例的散播式送料装置可以通过控制正弦电压源驱动振动源工作，当正弦电压源幅度足够，且频率达到振动结构的共振频率时，物料盘内的石英晶片就会朝送料出口作直线运动并呈散播式向目标区域输送。正弦电压源输出连续正弦信号，晶片则呈连续运动；输出间断的正弦信号，晶片则呈间断式运动。正弦电压信号源可以是一种基于信号发生芯片的自制电路，也可以是一种商用的标准信号发生仪器。
通过本发明实施例实现的散播式送料可以每次向目标区域均匀投送少量晶片；输送晶片路径短，效率高，安全可靠；结构紧凑，安装方便，功耗小且振动噪声小。更进一步地，本发明的实施例使石英晶片在送料装置内以直线方式运动，相对现有技术的螺旋式运动送料方式显著减小了晶片的运动路径，降低了晶片运动过程中二次损坏的机会；实现了石英晶片的散播式送料，相对于现有技术定点逐一送料的方式提升了输送效率，方便自动检测装备的取料吸头拾取晶片；采用压电陶瓷堆栈作为振动源代替了已有技术中的振动电机，显著降低了装置整体振动噪声，提升了系统检测的稳定性；以上设计方案使得本发明相对与现有技术更能适应石英晶片表面缺陷光学自动化检测的送料需求。
应当理解，本文所述的示例性实施例是说明性的而非限制性的。尽管结合附图描述了本发明的一个或多个实施例，本领域普通技术人员应当理解，在不脱离通过所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以做出各种形式和细节的改变。
Claims (8)
1.一种石英晶片的散播式送料装置，其特征在于，包括送料出口、物料盘、振动源、振动片、限位片、振动块、支架和底座，送料出口安装在物料盘前侧，用于承载石英晶片的物料盘与振动块连接；振动块与振动片通过限位片压接，振动源放置在振动块与振动片之间并压紧；振动源位于振动块的圆形槽内，振动源的信号线通过一个SMA接口引出；振动块通过振动片承载着物料盘，振动块紧固在支架上，支架连接在底座上，底座用于安装在石英晶片检测装备上，石英晶片放置于物料盘内，振动源输出适当频率和幅度的振动能量驱动物料盘达到机械谐振时，盘内石英晶片缓慢地朝振动盘出口作直线移动，通过送料出口均匀地散播到目标区域；所述限位片包括第一限位片和第二限位片，所述振动块包括第一振动块和第二振动块，第一限位片和第二限位片在两端压紧振动片两端，分别连接第一振动块和第二振动块；所述振动源为压电陶瓷堆栈。
2.根据权利要求1所述的石英晶片的散播式送料装置，其特征在于，第二振动块安装在支架和底座上相对固定，振动源被压紧在第二振动块和振动片之间带动物料盘谐振。
3.根据权利要求1所述的石英晶片的散播式送料装置，其特征在于，所述物料盘采用后部宽、出口逐渐收窄的结构。
4.根据权利要求3所述的石英晶片的散播式送料装置，其特征在于，所述物料盘后半部分为方形，前半部分为梯形，盘内所有转折处倒圆角，物料盘出口处厚度逐渐减小便于晶片滑出，出口两侧分别开有螺丝孔用于送料出口的安装连接，物料盘后端开方型槽，并开两个螺丝孔用于第一振动块的安装连接。
5.根据权利要求1所述的石英晶片的散播式送料装置，其特征在于，所述送料出口为立方体型，从顶部开圆形通孔作为石英晶片出口，送料出口前侧下端开三个小通孔，从侧面贯穿圆形通孔，送料出口后侧加工成L型，两侧开圆形沉孔用于物料盘的连接，送料出口后侧从顶部铣方形槽，宽度与顶部圆形通孔直径相同，深度与物料盘出口处一致，朝圆形通孔方向深度逐渐增加便于晶片滑出。
6.根据权利要求4所述的石英晶片的散播式送料装置，其特征在于，所述第一振动块为长方体型，上部加工成L型并开两个圆形通孔，宽度正好嵌入物料盘后端的方型槽并连接；第一振动块底部开方形槽，其深度大于振动片和第一限位片的总厚度，方形槽内开两个螺丝孔用于安装连接振动片和第一限位片。
7.根据权利要求6所述的石英晶片的散播式送料装置，其特征在于，所述第一限位片与第二限位片一致，其厚度为振动片的两倍以上，宽度与振动片一致，长度与第一振动块下部方型槽一致。
8.根据权利要求5所述的石英晶片的散播式送料装置，其特征在于，所述第二振动块为长方体型，上部加工成L型并铣方型槽，尺寸同第一振动块下部的方形槽完全一致，内开两个螺丝孔用于安装连接振动片和第二限位片，第二振动块中部挖圆形槽用于放置振动源，圆形槽的深度小于振动源高度，使振动源上表面略高于方型槽面，第二振动块后端开圆形槽用于安装SMA接口，后端圆形槽深度要跟放置振动源的圆形槽联通，以保证振动源的两根信号线通过第二振动块内部由SMA接口引出，第二振动块两侧各开有一个螺丝孔用于紧固连接支架。
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