CN110562563A - 一种芯片卷绕机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种芯片卷绕机，属于芯片包装设备技术领域，其包括工作台、自动进料机构、调整机构、卷绕机构、取料机械手及控制系统；工作台作为载体，自动进料机构用于自动上料，并将芯片进行一字排列；调整机构用于检测芯片是否符合要求，若芯片出现角度偏移，调整机构通过旋转带动芯片调整至正确角度；卷绕机构用于对芯片进行编带、热封及收带处理；取料机械手用于实现芯片在自动进料机构、调整机构以及卷绕机构之间的传送；控制系统用于协调各机构之间的配合；本发明解决了现有卷绕机存在卷绕速率低以及芯片包装不良率高的问题。

Description

一种芯片卷绕机

技术领域

本发明涉及芯片包装设备技术领域，特别涉及一种芯片卷绕机。

背景技术

电子元件的卷绕机分为半自动与全自动两大类，随着电子产品的不停地升级细化与高度集成，电子元件已经从过去的插入式转变为贴片式从而节省电路板的安装空间，达到满足电子元件大批量生产的需求，这样的转变是电子行业的一次工业革命。现有卷绕机种类繁多，但是很多都存在卷绕速率低以及芯片包装不良率高的问题；芯片包装不良率高的主要原因有：(1)机械手将角度出现偏移的芯片放入载带时，芯片不能完全落入载带上的芯片槽，导至芯片不能被正确热封；(2)机械手将受损或者正反面颠倒的芯片传送至载带；因此，有必要提出一种芯片卷绕机来解决上述问题。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种芯片卷绕机，用于解决现有卷绕机存在卷绕速率低以及芯片包装不良率高的问题。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种芯片卷绕机，包括工作台、自动进料机构、调整机构、卷绕机构、取料机械手及控制系统；

所述自动进料机构包括设于工作台顶面的圆形电磁振动给料器和直线振动给料器，所述直线振动给料器的起始端与所述圆形电磁振动给料器的出料端相连；

所述调整机构包括调整台、换向盘、第一小带轮、调整电机、第一大带轮、第一同步带、CCD摄像头以及废品剔除装置；所述调整台设于所述工作台的顶面，所述换向盘设于所述调整台的顶面，并通过转轴与所述调整台转动连接，所述转轴竖直设置，其下端与所述第一小带轮固定连接；所述调整电机固定连接所述调整台，所述调整电机的输出轴竖直设置，并固定连接所述第一大带轮，所述第一大带轮通过所述第一同步带与所述第一小带轮传动连接；所述CCD摄像头设于所述调整台上，并朝向所述换向盘的顶面；所述废品剔除装置包括吹气装置和喷嘴，所述吹气装置和所述喷嘴均设于所述调整台上，所述吹气装置通过气管与所述喷嘴相连，所述喷嘴朝向所述调整台；

所述卷绕机构包括卷绕导轨、载带盘、收带盘、盖带盘、热封装置以及走带装置；所述卷绕导轨设于所述工作台的顶面，其长度方向与所述直线振动给料器的长度方向垂直设置，所述调整台位于所述直线振动给料器和所述卷绕导轨的中间；所述直线振动给料器、所述换向盘以及所述卷绕导轨位于同一高度；所述载带盘和所述收带盘分别位于所述卷绕导轨的两端，所述载带盘上的载带经过所述卷绕导轨后与所述收带盘相连，所述载带上开设有多个用于装载芯片的芯片槽；所述盖带盘设于所述卷绕导轨的中部上方，提供盖带；所述热封装置设于所述盖带盘和所述收带盘之间，所述走带装置设于所述热封装置和所述收带盘之间；

所述取料机械手包括固定平台、移动组件和机械手装置；所述固定平台设于所述工作台的顶面，所述移动组件包括平移装置和升降装置，所述平移装置与所述固定平台的顶面滑动连接，滑动方向与所述卷绕导轨的长度方向垂直设置，所述升降装置设于所述平移装置靠近直线振动给料器及调整台的一侧，所述机械手装置设于所述升降装置上；

所述调整电机、所述CCD摄像头、所述吹气装置、所述热封装置、所述走带装置、所述平移装置、所述升降装置以及所述机械手装置均与所述控制系统相连；所述控制系统控制所述平移装置、所述升降装置以及所述机械手装置工作，将直线振动给料器末端的芯片传送至换向盘内；所述控制系统通过所述CCD摄像头获取换向盘内芯片的图像信息，并分析该芯片是否符合要求；若芯片符合要求，所述控制系统控制所述平移装置、所述升降装置以及所述机械手装置工作，将芯片传送至卷绕导轨上的载带内；若芯片出现角度偏移的情况，所述控制系统控制所述调整电机工作，通过旋转换向盘带动芯片调整至正确角度；若芯片出现受损或者正反面颠倒的情况，所述控制系统控制所述吹气装置工作，将芯片从换向盘内剔除；所述控制系统控制所述热封装置将载带和盖带进行热封处理，形成编带，并控制所述走带装置工作，驱动编带在卷绕导轨上进行直线运动。

优选地，所述控制系统包括第一PLC控制器、第二PLC控制器、第一电机驱动器、第二电机驱动器、第三电机驱动器、第四电机驱动器以及编码器；所述第一电机驱动器、所述第二电机驱动器以及所述机械手装置均与所述第一PLC控制器相连，所述平移装置与所述第一电机驱动器相连，所述升降装置与所述第二电机驱动器相连；所述第三电机驱动器、所述第四电机驱动器、所述编码器、所述CCD摄像头、所述吹气装置以及所述热封装置均与所述第二PLC控制器相连；所述调整电机与所述第三电机驱动器相连，所述走带装置与所述第四电机驱动器相连；所述直线振动给料器的末端设置有用于检测是否有芯片的传感器一，所述传感器一与所述第一PLC控制器相连。

优选地，所述平移装置包括第一滑轨、平移板、第一滑块、平移电机以及第一齿条；所述第一滑轨设于所述固定平台的顶面，所述平移板通过所述第一滑块与所述第一滑轨滑动连接；所述平移电机设于所述平移板的顶面，所述平移电机的输出轴竖直向下设置，并活动穿设所述平移板；所述第一齿条设于所述固定平台的顶面，其长度方向与所述第一滑轨的长度方向平行设置；所述平移电机的输出轴通过第一齿轮与所述第一齿条传动连接；所述平移板靠近所述直线振动给料器及所述调整台的一侧设置有竖向安装板，所述升降装置设置在所述竖向安装板上；所述固定平台的顶面设置有用于监测平移板是否平移到位的传感器二和传感器三，所述传感器二相较于所述传感器三更靠近于所述传感器一；所述传感器二和所述传感器三均与所述第一PLC控制器相连。

优选地，所述升降装置包括第二滑块、升降板、第二滑轨、竖移电机以及第二齿条；所述第二滑块设于所述竖向安装板靠近所述直线振动给料器及所述调整台的一侧，所述升降板通过所述第二滑轨与所述第二滑块滑动连接，所述第二滑轨竖直设置；所述竖移电机设于所述竖向安装板上，所述竖移电机的输出轴水平设置，并活动地穿设所述竖向安装板；所述第二齿条设于所述升降板上，并竖直设置，所述竖移电机的输出轴通过第二齿轮与所述第二齿条传动连接；所述机械手装置设于所述升降板上，所述固定平台的一侧设置有用于监测升降板是否下降到位的传感器四以及监测升降板是否上升到位的传感器五，所述传感器四位于所述传感器五的下方，所述传感器四和所述传感器五均与所述第一PLC控制器相连。

优选地，所述机械手装置包括机械手安装架、两真空吸盘以及抽气装置；所述机械手安装架固定连接所述升降板，所述两真空吸盘间隔设置在所述机械手安装架上，且两真空吸盘之间的距离等于直线振动给料器末端和换向盘之间的距离，还等于换向盘与卷绕导轨之间的距离；所述抽气装置通过两气管分别与所述两真空吸嘴相连，所述抽气装置与所述第一PLC控制器相连。

优选地，所述抽气装置包括通过抽气管道依次相连的真空泵、单向阀、蓄能器、第一电磁阀、第一过滤器以及分配器；所述分配器通过两气管分别连接所述两真空吸盘，所述第一电磁阀与所述第一PLC控制器相连；所述吹气装置包括通过吹气管道依次相连的气源、第二电磁阀、节流阀以及第二过滤器，所述第二过滤器通过气管与所述喷嘴相连，所述第二电磁阀与所述第二PLC控制器相连。

优选地，所述载带盘通过第一安装架固定连接所述工作台，所述载带盘与所述第一安装架转动连接；所述收带盘通过第二安装架固定连接所述述工作台，所述收带盘与所述第二安装架转动连接；所述盖带盘通过第三安装架固定连接所述工作台，所述盖带盘与所述第三安装架转动连接。

优选地，所述走带装置包括第四安装架、卷绕电机、第二小带轮、驱动轴、第二大带轮、第二同步带以及棘轮；所述第四安装架固定连接所述工作台，所述卷绕电机设于所述第四安装架上，并与所述第四电机驱动器相连；所述卷绕电机的输出轴水平设置，并固定连接所述第二小带轮，所述驱动轴水平设置在所述第四安装架上，并与所述第四安装架转动连接；所述第二大带轮设置在所述驱动轴上，并通过所述第二同步带与所述第二小带轮传动连接；所述棘轮固定连接所述驱动轴，并位于所述卷绕导轨的上方；所述棘轮的外周面均匀设置有多个凸柱，所述载带的边缘沿其长度方向均匀开设有多个圆孔，两圆孔之间仅具有一芯片槽；所述凸柱的直径与所述圆孔的直径相匹配，相邻两凸柱之间的圆弧距离与相邻两圆孔之间的距离相等；所述卷绕导轨与所述真空吸盘相配合的位置设置有第一监测孔，所述芯片槽的底部开设有第二监测孔，所述卷绕导轨的下部设置有传感器六，所述传感器六透过所述第一监测孔和所述第二监测孔来监测芯片槽内是否有芯片；所述卷绕导轨上还设置有用于监测载带是否走带到位的传感器七，所述传感器七的感应部位与相邻两芯片槽之间的区域相对设置；所述传感器六和所述传感器七均与所述第二PLC控制器相连。

优选地，所述热封机构包括固定支架、第三滑轨、刀架、第三滑块、气缸、隔热板、加热器以及热封刀；所述固定支架设于所述工作台的顶面上，所述第三滑轨竖直设置在所述固定支架上，所述刀架通过所述第三滑块与所述第三滑轨滑动连接；所述气缸设于所述固定支架的顶部，并与所述第二PLC控制器相连，所述气缸的推杆竖直向下设置，并连接所述刀架；所述隔热板设于所述刀架的底部，所述加热器设于所述隔热板的底部，所述热封刀设于所述加热器的底部，并位于所述卷绕导轨的正上方。

由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：

1.本发明设置有用于调整芯片角度以及剔除不良芯片的调整机构，能够有效地提高芯片包装的速率以及降低芯片包装不良率；当芯片被取料机械手传送至调整机构的换向盘时，CCD摄像头采集芯片的图像信息，并将该图像信息发送至控制系统，控制系统根据该图像信息分析芯片是否符合要求；若芯片符合要求，控制系统控制取料机械手将芯片传送至卷绕机构的载带进行包装；若芯片出现角度偏移的情况，控制系统控制调整电机工作，通过旋转换向盘带动芯片调整至正确角度；若芯片出现受损或者正反面颠倒的情况，控制系统控制吹气装置工作，将芯片从换向盘内剔除；这样，不仅确保芯片包装的质量，还避免了因包装不良需重新包装所带来的问题，从而确保芯片包装的速率。

2.本发明的取料机械手用于实现芯片在自动进料机构、调整机构以及卷绕机构之间的传送的功能；取料机械手的移动组件可实现水平移动和竖直升降的功能，使得机械手装置能够到达指定的位置进行取料和放料操作；其中，机械手装置设有两间隔设置的真空吸盘，两真空吸盘之间的距离等于直线振动给料器末端和换向盘之间的距离，还等于换向盘与卷绕导轨之间的距离，两真空吸盘均通过气管与抽气装置相连；这样，当其中一个吸盘吸取自动进料机构上的芯片向调整机构传送时，另一个吸盘吸取调整机构上的芯片向卷绕机构进行传送，两者同步进行，进一步提高芯片的包装速率。

3.本发明的控制系统基于PLC控制器，PLC具有响应迅速、性能稳定的优点，还具有较高可靠性和环境适应性等特点；其中控制系统设置有第一PLC控制器和第二PLC控制器，第一PLC控制器主要用于控制取料机械手上下左右移动以及控制抽气装置工作，以实现取料机械手的智能取料和放料功能；第二PLC控制器主要用于控制调整电机和吹气装置工作，以实现芯片识别、角度调整以及剔除不良品的功能；第二PLC控制器还用于控制卷绕机构的走带装置和热封装置工作，以实现智能编带的功能；第一PLC控制器和第二PLC控制器相互独立却又相互配合，协调各个机构进行合作，能够进一步提高芯片包装的速率以及准确率。

4.本发明控制系统中设置有多个传感器，多个传感器用于监控芯片的位置关系或者运动结构的关系，确保整套机械系统具有较高的精准度，使得芯片包装工作既快又准；此外，本发明相较于现有的芯片卷绕机，其还具有结构简单、使用方便、成本低以及实用性强等优点，具有良好的推广意义。

附图说明

图1是本发明实施例所提供的芯片卷绕机的整体结构示意图；

图2是本发明实施例所提供的调整机构的结构示意图；

图3是本发明实施例所提供的吹气装置的结构示意图；

图4是本发明实施例所提供的走带装置的结构示意图；

图5是本发明实施例所提供的棘轮的结构示意图；

图6是本发明实施例所提供的载带的结构示意图；

图7是本发明实施例所提供的卷绕导轨的结构示意图；

图8是本发明实施例所提供的收带盘的结构示意图；

图9是本发明实施例所提供的热封装置的结构示意图；

图10是本发明实施例所提供的移动组件的俯视图；

图11是本发明实施例所提供的机械手安装架的结构示意图；

图12是本发明实施例所提供的抽气装置的结构示意图；

图13是本发明实施例所提供的第一PLC控制器的接线图；

图14是本发明实施例所提供的第二PLC控制器的接线图；

图中主要元件符号说明如下：

附图中，1-圆形电磁振动给料器、2-直线振动给料器、3-调整台、4-换向盘、5-第一小带轮、6-调整电机、7-第一大带轮、8-第一同步带、9-CCD摄像头、10-吹气装置、11-喷嘴、12-气源、13-第二电磁阀、14-节流阀、15-第二过滤器、16-卷绕导轨、17-载带盘、18-载带、19-芯片槽、20-圆孔、21-第二监测孔、22-收带盘、23-盖带盘、24-第四安装架、25-卷绕电机、26-第二小带轮、27-驱动轴、28-第二大带轮、29-第二同步带、30-棘轮、31-凸柱、32-固定支架、33-第三滑轨、34-刀架、35-第三滑块、36-气缸、37-隔热板、38-加热器、39-热封刀、40-固定平台、41-第一滑轨、42-平移板、43-第一滑块、44-平移电机、45-第一齿条、46-竖向安装板、47-第二滑块、48-升降板、49-第二滑轨、50-竖移电机、51-第二齿条、52-机械手安装架、53-真空吸盘、54-抽气装置、55-真空泵、56-单向阀、57-蓄能器、58-第一电磁阀、59-第一过滤器、60-分配器、61-第一PLC控制器、62-第二PLC控制器、63-第一电机驱动器、64-第二电机驱动器、65-第三电机驱动器、66-第四电机驱动器、67-编码器、68-传感器一、69-传感器二、70-传感器三、71-传感器四、72-传感器五、73-传感器六、74-传感器七、75-工作台。

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制，为了更好地说明本发明的具体实施方式，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸，对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构、部件及其说明可能省略是可以理解的，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。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

如图1所示，一种芯片卷绕机，包括工作台75、自动进料机构、调整机构、卷绕机构、取料机械手及控制系统。其中，自动进料机构包括设于工作台75顶面的圆形电磁振动给料器1和直线振动给料器2，直线振动给料器2的起始端与圆形电磁振动给料器1的出料端相连。圆形电磁振动给料器1和直线振动给料器2均为现有技术，其工作原理不作详细描述。本实施例中，自动进料机构的型号为松本sbdz-300。

如图2所示，调整机构包括调整台3、换向盘4、第一小带轮5、调整电机6、第一大带轮7、第一同步带8、CCD摄像头9以及废品剔除装置。调整台3设于工作台75的顶面，换向盘4设于调整台3的顶面，并通过转轴与调整台3转动连接，转轴竖直设置，其下端与第一小带轮5固定连接。调整电机6固定连接调整台3，调整电机6的输出轴竖直设置，并固定连接第一大带轮7，第一大带轮7通过第一同步带8与第一小带轮5传动连接。CCD摄像头9设于调整台3上，并朝向换向盘4的顶面；废品剔除装置包括吹气装置10和喷嘴11，吹气装置10和喷嘴11均设于调整台3上，吹气装置10通过气管与喷嘴11相连，喷嘴11朝向调整台3。

如图3所示，吹气装置10包括通过吹气管道依次相连的气源12、第二电磁阀13、节流阀14以及第二过滤器15，第二过滤器15通过气管与喷嘴11相连。也就是说，第二电磁阀13通过吹气管道与气源12相连，节流阀14通过吹气管道与第二电磁阀13相连，第二过滤器15通过吹气管道与节流阀14相连。当第二电磁阀13得电时，第二电磁阀13导通，高压空气流经节流阀14和第二过滤器15，并通过喷嘴11喷出。节流阀14的作用是调节高压气流的大小，过滤器是为了防止外界的灰尘和杂质经喷嘴11进入而堵塞回路。本实施例中，设定气源12的大小为0.5MPa，芯片侧面的尺寸为10×4，由此可得芯片受到的力大概为20N。

如图1所示，卷绕机构包括卷绕导轨16、载带盘17、收带盘22、盖带盘23、热封装置以及走带装置。卷绕导轨16设于工作台75的顶面，其长度方向与直线振动给料器2的长度方向垂直设置，调整台3位于直线振动给料器2和卷绕导轨16的中间。直线振动给料器2、换向盘4以及卷绕导轨16位于同一高度。载带盘17和收带盘22分别位于卷绕导轨16的两端，载带盘17上的载带18经过卷绕导轨16后与收带盘22相连，载带18上开设有多个用于装载芯片的芯片槽19。盖带盘23设于卷绕导轨16的中部上方，提供盖带。热封装置设于盖带盘23和收带盘22之间，走带装置设于热封装置和收带盘22之间。

如图1、8所示，载带盘17通过第一安装架固定连接工作台75，载带盘17与第一安装架转动连接，收带盘22通过第二安装架固定连接述工作台75，收带盘22与第二安装架转动连接，盖带盘23通过第三安装架固定连接工作台75，盖带盘23与第三安装架转动连接。

如图4、5所示，走带装置包括第四安装架24、卷绕电机25、第二小带轮26、驱动轴27、第二大带轮28、第二同步带29以及棘轮30。第四安装架24固定连接工作台75，卷绕电机25设于第四安装架24上。卷绕电机25的输出轴水平设置，并固定连接第二小带轮26，驱动轴27水平设置在第四安装架24上，并与第四安装架24转动连接。第二大带轮28设置在驱动轴27上，并通过第二同步带29与第二小带轮26传动连接。棘轮30固定连接驱动轴27，并位于卷绕导轨16的上方，棘轮30的外周面均匀设置有多个凸柱31。

如图6所示，载带18的边缘沿其长度方向均匀开设有多个圆孔20，两圆孔20之间仅具有一芯片槽19。凸柱31的直径与圆孔20的直径相匹配，相邻两凸柱31之间的圆弧距离与相邻两圆孔20之间的距离相等。芯片槽19的底部开设有第二监测孔21。

如图9所示，热封机构包括固定支架32、第三滑轨33、刀架34、第三滑块35、气缸36、隔热板37、加热器38以及热封刀39。固定支架32设于工作台75的顶面上，第三滑轨33竖直设置在固定支架32上，刀架34通过第三滑块35与第三滑轨33滑动连接。气缸36设于固定支架32的顶部，气缸36的推杆竖直向下设置，并连接刀架34。隔热板37设于刀架34的底部，加热器38设于隔热板37的底部，热封刀39设于加热器38的底部，并位于卷绕导轨16的正上方。

如图1、10、11、12所示，取料机械手包括固定平台40、移动组件和机械手装置。固定平台40设于工作台75的顶面，移动组件包括平移装置和升降装置，平移装置与固定平台40的顶面滑动连接，滑动方向与卷绕导轨16的长度方向垂直设置，升降装置设于平移装置靠近直线振动给料器2及调整台3的一侧，升降装置的升降方向为竖直方向，机械手装置设于升降装置上。

其中，平移装置包括第一滑轨41、平移板42、第一滑块43、平移电机44以及第一齿条45。第一滑轨41设于固定平台40的顶面，平移板42通过第一滑块43与第一滑轨41滑动连接。平移电机44设于平移板42的顶面，平移电机44的输出轴竖直向下设置，并活动穿设平移板42。第一齿条45设于固定平台40的顶面，其长度方向与第一滑轨41的长度方向平行设置。平移电机44的输出轴通过第一齿轮与第一齿条45传动连接。平移板42靠近直线振动给料器2及调整台3的一侧设置有竖向安装板46，升降装置设置在竖向安装板46上。升降装置包括第二滑块47、升降板48、第二滑轨49、竖移电机50以及第二齿条51。第二滑块47设于竖向安装板46靠近直线振动给料器2及调整台3的一侧，升降板48通过第二滑轨49与第二滑块47滑动连接，第二滑轨49竖直设置。竖移电机50设于竖向安装板46上，竖移电机50的输出轴水平设置，并活动地穿设竖向安装板46。第二齿条51设于升降板48上，并竖直设置，竖移电机50的输出轴通过第二齿轮与第二齿条51传动连接。机械手装置设于升降板48上，机械手装置包括机械手安装架52、两真空吸盘53以及抽气装置54。机械手安装架52固定连接升降板48，两真空吸盘53间隔设置在机械手安装架52上，且两真空吸盘53之间的距离等于直线振动给料器2末端和换向盘4之间的距离，还等于换向盘4与卷绕导轨16之间的距离。抽气装置54通过两气管分别与两真空吸嘴相连。抽气装置54包括通过抽气管道依次相连的真空泵55、单向阀56、蓄能器57、第一电磁阀58、第一过滤器59以及分配器60，分配器60通过两气管分别连接两真空吸盘53。也就是说，真空泵55通过抽气管道与单向阀56相连，单向阀56通过抽气管道与蓄能器57相连，蓄能器57通过抽气管道与第一电磁阀58相连，第一电磁阀58通过抽气管道与第一过滤器59相连，第一过滤器59通过抽气管道与分配器60相连。

真空泵55为真空发生装置，它是整个真空系统的核心装置，将抽气管路接入到真空泵55的吸气接口，就可以对抽气管路进行抽真空。单向阀56的作用是当真空泵55发生动力故障时，单向阀56就能够自动关闭，从而防止外界的空气从真空泵55的排气口和进气口倒吸回进入真空系统。蓄能器57的作用是当真空泵55工作时，蓄能器57内的真空压力也会被建立起来；当真空泵55发生了动力故障的时候，单向阀56会关闭真空系统，此时，蓄能器57就能够起到暂时充当真空泵55的作用，它会将其储存的真空压力释放到真空系统中，这样就可以使真空吸盘53内的真空保压时间得到了延长，使得真空泵55即使在出现动力故障的情况下，真空吸盘53仍可保持较高吸力，确保可以牢牢吸住物体而不掉落，从而大大提高了真空系统的安全性。同时，在真空吸盘53吸取与释放切换时，释放的只是吸盘至电磁阀之间管路的真空压力，但蓄能器57内的真空压力并不会被释放，当进行真空吸盘53再次进行吸取操作时，第一电磁阀58将重新连通蓄能器57与真空吸盘53之间的管路，蓄能器57内的真空压力就可以快速地释放至真空吸盘53内，从而大大地缩短了真空吸盘53吸取的响应时间。第一电磁阀58是一个两位三通电磁阀，当一口和二口相连时，真空泵55和真空吸盘53就会相通，真空泵55会对真空吸盘53抽气，从而建立真空，真空吸盘53吸取工件；当一口和三口相连时，即为大气和真空吸盘53相通，这时大气就会倒吸进入吸盘，真空被破坏，吸盘把芯片释放。第一过滤器59的作用是将真空吸盘53吸入的空气进行过滤处理，以防止真空泵55将外界的灰尘和杂质吸入内部而造成损坏。分配器60的作用是将真空泵55产生的真空分配到两个真空吸盘53，真空吸盘53的作用是吸附芯片，提供真空吸力。

调整电机6、CCD摄像头9、吹气装置10、热封装置、走带装置、平移装置、升降装置以及机械手装置均与控制系统相连。控制系统控制平移装置、升降装置以及机械手装置工作，将直线振动给料器2末端的芯片传送至换向盘4内。控制系统通过CCD摄像头9获取换向盘4内芯片的图像信息，并分析该芯片是否符合要求。若芯片符合要求，控制系统控制平移装置、升降装置以及机械手装置工作，将芯片传送至卷绕导轨16上的载带18内。若芯片出现角度偏移的情况，控制系统控制调整电机6工作，通过旋转换向盘4带动芯片调整至正确角度。若芯片出现受损或者正反面颠倒的情况，控制系统控制吹气装置10工作，将芯片从换向盘4内剔除。控制系统控制热封装置将载带18和盖带进行热封处理，形成编带，并控制走带装置工作，驱动编带在卷绕导轨16上进行直线运动。

如图13、14所示，控制系统包括第一PLC控制器61、第二PLC控制器62、第一电机驱动器63、第二电机驱动器64、第三电机驱动器65、第四电机驱动器66以及编码器67。第一电机驱动器63、第二电机驱动器64以及机械手装置的抽气装置54均与第一PLC控制器61相连，具体地，抽气装置54的第一电磁阀58与第一PLC控制器61相连。平移装置的平移电机44与第一电机驱动器63相连，升降装置的竖移电机50与第二电机驱动器64相连。第三电机驱动器65、第四电机驱动器66、编码器67、CCD摄像头9、吹气装置10的第二电磁阀13以及热封装置的气缸36均与第二PLC控制器62相连。调整电机6与第三电机驱动器65相连，走带装置的卷绕电机25与第四电机驱动器66相连。第一PLC控制器61主要用于控制取料机械手上下左右移动以及控制抽气装置54工作，以实现取料机械手的智能取料和放料功能。第二PLC控制器62主要用于控制调整电机6和吹气装置10工作，以实现芯片识别、角度调整以及剔除不良品的功能。第二PLC控制器62还用于控制卷绕机构的走带装置和热封装置工作，以实现智能编带的功能。第一PLC控制器61和第二PLC控制器62相互独立却又相互配合，协调各个机构进行合作，能够进一步提高芯片包装的速率以及准确率。

直线振动给料器2的末端设置有用于检测是否有芯片的传感器一68，传感器一68与第一PLC控制器61相连。固定平台40的顶面设置有用于监测平移板42是否平移到位的传感器二69和传感器三70，传感器二69相较于传感器三70更靠近于传感器一68，传感器二69和传感器三70均与第一PLC控制器61相连。固定平台40的一侧设置有用于监测升降板48是否下降到位的传感器四71以及监测升降板48是否上升到位的传感器五72，传感器四71位于传感器五72的下方，传感器四71和传感器五72均与第一PLC控制器61相连。

本实施例中，直线振动给料器2位于调整台3的左侧，当传感器一68感应到直线振动给料器2的末端存在芯片时，生成反馈信号发送给第一PLC控制器61，第一PLC控制器61控制平移电机44动作，驱动平移板42向左移动。当传感器二69感应到平移板42移动至左上限位置时，生成反馈信号发送至第一PLC控制器61，第一PLC控制器61控制竖移电机50动作，使得升降板48下降。当传感器四71感应到升降板48下降至左下限位置时，生成感应信号发送至第一PLC控制器61，第一PLC控制器61控制第一电磁阀58动作，使得两个真空吸盘53同时产生负压，分别吸取直线振动给料器2和换向盘4上的芯片；同时，第一PLC控制器61控制竖移电机50动作，使得升降板48上升；当传感器五72感应到升降板48上升至左上限位置时，生成反馈信号发送至第一PLC控制器61，第一PLC控制器61控制平移电机44动作，使得平移板42右移；当传感器三70感应到平移板42移动至右上限位置时，生成反馈信号发送至第一PLC控制器61，第一PLC控制器61控制竖移电机50动作，使得升降板48下降；当传感器四71感应到升降板48下降至右下限位置时，生成感应信号发送至第一PLC控制器61，第一PLC控制器61控制第一电磁阀58动作，使得两个真空吸盘53同时消除负压，分别将芯片放置换向盘4和卷绕导轨16上的载带18。

如图7所示，卷绕导轨16的下部设置有传感器六73，且卷绕导轨16与真空吸盘53相配合的位置设置有第一监测孔，传感器六73透过第一监测孔和第二监测孔21来监测芯片槽19内是否有芯片。卷绕导轨16上还设置有用于监测载带18是否走带到位的传感器七74，传感器七74的感应部位与相邻两芯片槽19之间的区域相对设置。传感器六73和传感器七74均与第二PLC控制器62相连。

传感器七74和传感器八的信号都是给予第二PLC控制器62，当传感器七74感应到芯片槽19内有芯片时，传感器七74反馈信号给第二PLC控制器62，第二PLC控制器62控制卷绕电机25工作，驱动载带18前进一个芯片槽19的距离，同时，也会带动盖带盘23释放出一个芯片槽19距离的盖带，以供热封机构进行热封。卷绕电机25有时候会出现失步或第二同步带29打滑的情况，导致载带18没有移动够一个芯片槽19的距离，这样，导致传感器八并未对准两芯片槽19之间的间隔位置，而是对准了芯片槽19，此时，传感器八生成反馈信号发送至第二PLC控制器62，第二PLC控制器62控制卷绕电机25补转，直到载带18位置移动到位后才停止转动。

其中，传感器一68、传感器二69、传感器三70、传感器四71、传感器五72、传感器六73、传感器七74、传感器八均为光电传感器，型号为PES-D18PO(30)D，该传感器是一种漫反射式PNP三线常开光电传感器，其外形尺寸为圆柱形M18，感应距离30cm可调，工作电压为DC10-30V，输出电流小于等于200mA,检测方法为红外线漫反射。

编码器67安装在调整机构中用于驱动换向盘4转动的转轴上，用于检测换向盘4的角位移是否够，其信号给予第二PLC控制器62，第二PLC控制器62根据该信号控制调整电机6动作。编码器67的型号为600P/R，是一种增量型旋转编码器67，该编码器67有AB两相，通过旋转的光栅盘和光耦产生可识别方向的计数脉冲信号。编码器67的性能为600脉冲每转，即旋转一周编码器67产生的脉冲为600个。供电电压DC：5-24V，最大机械转速1000转/分钟,输入有A、B两相。编码器67主体尺寸：φ38mm；轴φ6mm；轴外平台为：高5mm，φ20mm。编码器67的接线为：编码器67的A、B两相分别接入第二PLC控制器62的输入端口，编码器67的两条电源线分别接电源的正负极。比如在编码器67的工作过程中，调整机构中的转轴转过180°，编码器67就会产生300个脉冲。通过运用PLC里面的高速计数器，编制相关的程序，就可以测得编码器67产生的脉冲是否够300个，也就可以知道转盘转动是否够180°，如果不够，第二PLC控制器62则发出控制信号给调整电机6进行补转，直到换向盘4转够180°。PLC里的高速计数器每检测到脉冲数够300个，高速计数器就会清零，为下一次计数进行准备。同理，编码器67可用于控制各种角度，需要控制的角度由第二PLC控制器62根据CCD摄像头9采集图像信息进行分析后给出。

第一电机驱动器63、第二电机驱动器64、第三电机驱动器65以及第四电机驱动器66的型号为雷赛DM542二相步进电机驱动器。DM542式步进电机驱动器，采用32位DSP技术，适合驱动42、57系列的电机，具备有优秀的中低速性能，能够满足大多数中小型设备的需求。它采用内置微细分技术，使得即使在低细分条件下，也能达到高细分的效果，并且它在中低速运行中都很平稳，噪音极小。其中，平移电机44和竖移电机50的型号为57HS09-A4，调整电机6的信号为57HS09，卷绕电机25的型号为42HS08。

第一PLC控制器61和第二PLC控制器62均为S7-200系列的PLC控制器，S7-200系列的PLC控制器提供的CPU有：CPU221、CPC222、CPU224、CPU224XP、CPU226和CPU226XM，其存储容量以及I/O口数等功能逐渐增多增强。本实施例选用CPU222的控制器。

本发明工作时，当芯片被取料机械手传送至调整机构的换向盘4时，CCD摄像头9采集芯片的图像信息，并将该图像信息发送至控制系统，控制系统根据该图像信息分析芯片是否符合要求；若芯片符合要求，控制系统控制取料机械手将芯片传送至卷绕机构的载带18进行包装；若芯片出现角度偏移的情况，控制系统控制调整电机6工作，通过旋转换向盘4带动芯片调整至正确角度；若芯片出现受损或者正反面颠倒的情况，控制系统控制吹气装置10工作，将芯片从换向盘4内剔除；这样，不仅确保芯片包装的质量，还避免了因包装不良需重新包装所带来的问题，从而确保芯片包装的速率。此外，当其中一个吸盘吸取自动进料机构上的芯片向调整机构传送时，另一个吸盘吸取调整机构上的芯片向卷绕机构进行传送，两者同步进行，进一步提高芯片的包装速率。

本发明能够有效地提高芯片包装的速率以及降低芯片包装不良率，相较于现有的芯片卷绕机，本发明还具有结构简单、使用方便、成本低以及实用性强等优点，具有良好的推广意义。

上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (9)

1.一种芯片卷绕机，其特征在于，包括工作台、自动进料机构、调整机构、卷绕机构、取料机械手及控制系统；

所述自动进料机构包括设于工作台顶面的圆形电磁振动给料器和直线振动给料器，所述直线振动给料器的起始端与所述圆形电磁振动给料器的出料端相连；

所述调整机构包括调整台、换向盘、第一小带轮、调整电机、第一大带轮、第一同步带、CCD摄像头以及废品剔除装置；所述调整台设于所述工作台的顶面，所述换向盘设于所述调整台的顶面，并通过转轴与所述调整台转动连接，所述转轴竖直设置，其下端与所述第一小带轮固定连接；所述调整电机固定连接所述调整台，所述调整电机的输出轴竖直设置，并固定连接所述第一大带轮，所述第一大带轮通过所述第一同步带与所述第一小带轮传动连接；所述CCD摄像头设于所述调整台上，并朝向所述换向盘的顶面；所述废品剔除装置包括吹气装置和喷嘴，所述吹气装置和所述喷嘴均设于所述调整台上，所述吹气装置通过气管与所述喷嘴相连，所述喷嘴朝向所述调整台；

所述卷绕机构包括卷绕导轨、载带盘、收带盘、盖带盘、热封装置以及走带装置；所述卷绕导轨设于所述工作台的顶面，其长度方向与所述直线振动给料器的长度方向垂直设置，所述调整台位于所述直线振动给料器和所述卷绕导轨的中间；所述直线振动给料器、所述换向盘以及所述卷绕导轨位于同一高度；所述载带盘和所述收带盘分别位于所述卷绕导轨的两端，所述载带盘上的载带经过所述卷绕导轨后与所述收带盘相连，所述载带上开设有多个用于装载芯片的芯片槽；所述盖带盘设于所述卷绕导轨的中部上方，提供盖带；所述热封装置设于所述盖带盘和所述收带盘之间，所述走带装置设于所述热封装置和所述收带盘之间；

所述取料机械手包括固定平台、移动组件和机械手装置；所述固定平台设于所述工作台的顶面，所述移动组件包括平移装置和升降装置，所述平移装置与所述固定平台的顶面滑动连接，滑动方向与所述卷绕导轨的长度方向垂直设置，所述升降装置设于所述平移装置靠近直线振动给料器及调整台的一侧，所述机械手装置设于所述升降装置上；

所述调整电机、所述CCD摄像头、所述吹气装置、所述热封装置、所述走带装置、所述平移装置、所述升降装置以及所述机械手装置均与所述控制系统相连；所述控制系统控制所述平移装置、所述升降装置以及所述机械手装置工作，将直线振动给料器末端的芯片传送至换向盘内；所述控制系统通过所述CCD摄像头获取换向盘内芯片的图像信息，并分析该芯片是否符合要求；若芯片符合要求，所述控制系统控制所述平移装置、所述升降装置以及所述机械手装置工作，将芯片传送至卷绕导轨上的载带内；若芯片出现角度偏移的情况，所述控制系统控制所述调整电机工作，通过旋转换向盘带动芯片调整至正确角度；若芯片出现受损或者正反面颠倒的情况，所述控制系统控制所述吹气装置工作，将芯片从换向盘内剔除；所述控制系统控制所述热封装置将载带和盖带进行热封处理，形成编带，并控制所述走带装置工作，驱动编带在卷绕导轨上进行直线运动。

2.根据权利要求1所述的一种芯片卷绕机，其特征在于：所述控制系统包括第一PLC控制器、第二PLC控制器、第一电机驱动器、第二电机驱动器、第三电机驱动器、第四电机驱动器以及编码器；所述第一电机驱动器、所述第二电机驱动器以及所述机械手装置均与所述第一PLC控制器相连，所述平移装置与所述第一电机驱动器相连，所述升降装置与所述第二电机驱动器相连；所述第三电机驱动器、所述第四电机驱动器、所述编码器、所述CCD摄像头、所述吹气装置以及所述热封装置均与所述第二PLC控制器相连；所述调整电机与所述第三电机驱动器相连，所述走带装置与所述第四电机驱动器相连；所述直线振动给料器的末端设置有用于检测是否有芯片的传感器一，所述传感器一与所述第一PLC控制器相连。

3.根据权利要求2所述的一种芯片卷绕机，其特征在于：所述平移装置包括第一滑轨、平移板、第一滑块、平移电机以及第一齿条；所述第一滑轨设于所述固定平台的顶面，所述平移板通过所述第一滑块与所述第一滑轨滑动连接；所述平移电机设于所述平移板的顶面，所述平移电机的输出轴竖直向下设置，并活动穿设所述平移板；所述第一齿条设于所述固定平台的顶面，其长度方向与所述第一滑轨的长度方向平行设置；所述平移电机的输出轴通过第一齿轮与所述第一齿条传动连接；所述平移板靠近所述直线振动给料器及所述调整台的一侧设置有竖向安装板，所述升降装置设置在所述竖向安装板上；所述固定平台的顶面设置有用于监测平移板是否平移到位的传感器二和传感器三，所述传感器二相较于所述传感器三更靠近于所述传感器一；所述传感器二和所述传感器三均与所述第一PLC控制器相连。

4.根据权利要求3所述的一种芯片卷绕机，其特征在于：所述升降装置包括第二滑块、升降板、第二滑轨、竖移电机以及第二齿条；所述第二滑块设于所述竖向安装板靠近所述直线振动给料器及所述调整台的一侧，所述升降板通过所述第二滑轨与所述第二滑块滑动连接，所述第二滑轨竖直设置；所述竖移电机设于所述竖向安装板上，所述竖移电机的输出轴水平设置，并活动地穿设所述竖向安装板；所述第二齿条设于所述升降板上，并竖直设置，所述竖移电机的输出轴通过第二齿轮与所述第二齿条传动连接；所述机械手装置设于所述升降板上，所述固定平台的一侧设置有用于监测升降板是否下降到位的传感器四以及监测升降板是否上升到位的传感器五，所述传感器四位于所述传感器五的下方，所述传感器四和所述传感器五均与所述第一PLC控制器相连。

5.根据权利要求4所述的一种芯片卷绕机，其特征在于：所述机械手装置包括机械手安装架、两真空吸盘以及抽气装置；所述机械手安装架固定连接所述升降板，所述两真空吸盘间隔设置在所述机械手安装架上，且两真空吸盘之间的距离等于直线振动给料器末端和换向盘之间的距离，还等于换向盘与卷绕导轨之间的距离；所述抽气装置通过两气管分别与所述两真空吸嘴相连，所述抽气装置与所述第一PLC控制器相连。

6.根据权利要求5所述的一种芯片卷绕机，其特征在于：所述抽气装置包括通过抽气管道依次相连的真空泵、单向阀、蓄能器、第一电磁阀、第一过滤器以及分配器；所述分配器通过两气管分别连接所述两真空吸盘，所述第一电磁阀与所述第一PLC控制器相连；所述吹气装置包括通过吹气管道依次相连的气源、第二电磁阀、节流阀以及第二过滤器，所述第二过滤器通过气管与所述喷嘴相连，所述第二电磁阀与所述第二PLC控制器相连。

7.根据权利要求2所述的一种芯片卷绕机，其特征在于：所述载带盘通过第一安装架固定连接所述工作台，所述载带盘与所述第一安装架转动连接；所述收带盘通过第二安装架固定连接所述述工作台，所述收带盘与所述第二安装架转动连接；所述盖带盘通过第三安装架固定连接所述工作台，所述盖带盘与所述第三安装架转动连接。

8.根据权利要求7所述的一种芯片卷绕机，其特征在于：所述走带装置包括第四安装架、卷绕电机、第二小带轮、驱动轴、第二大带轮、第二同步带以及棘轮；所述第四安装架固定连接所述工作台，所述卷绕电机设于所述第四安装架上，并与所述第四电机驱动器相连；所述卷绕电机的输出轴水平设置，并固定连接所述第二小带轮，所述驱动轴水平设置在所述第四安装架上，并与所述第四安装架转动连接；所述第二大带轮设置在所述驱动轴上，并通过所述第二同步带与所述第二小带轮传动连接；所述棘轮固定连接所述驱动轴，并位于所述卷绕导轨的上方；所述棘轮的外周面均匀设置有多个凸柱，所述载带的边缘沿其长度方向均匀开设有多个圆孔，两圆孔之间仅具有一芯片槽；所述凸柱的直径与所述圆孔的直径相匹配，相邻两凸柱之间的圆弧距离与相邻两圆孔之间的距离相等；所述卷绕导轨与所述真空吸盘相配合的位置设置有第一监测孔，所述芯片槽的底部开设有第二监测孔，所述卷绕导轨的下部设置有传感器六，所述传感器六透过所述第一监测孔和所述第二监测孔来监测芯片槽内是否有芯片；所述卷绕导轨上还设置有用于监测载带是否走带到位的传感器七，所述传感器七的感应部位与相邻两芯片槽之间的区域相对设置；所述传感器六和所述传感器七均与所述第二PLC控制器相连。

9.根据权利要求8所述的一种芯片卷绕机，其特征在于：所述热封机构包括固定支架、第三滑轨、刀架、第三滑块、气缸、隔热板、加热器以及热封刀；所述固定支架设于所述工作台的顶面上，所述第三滑轨竖直设置在所述固定支架上，所述刀架通过所述第三滑块与所述第三滑轨滑动连接；所述气缸设于所述固定支架的顶部，并与所述第二PLC控制器相连，所述气缸的推杆竖直向下设置，并连接所述刀架；所述隔热板设于所述刀架的底部，所述加热器设于所述隔热板的底部，所述热封刀设于所述加热器的底部，并位于所述卷绕导轨的正上方。