CN111890342A

CN111890342A - 一种igbt模块上盖全自动机器人组装装置

Info

Publication number: CN111890342A
Application number: CN202010738373.4A
Authority: CN
Inventors: 不公告发明人
Original assignee: Zhihuixuantian Intelligent System Hangzhou Co ltd
Current assignee: Zhihuixuantian Intelligent System Hangzhou Co ltd
Priority date: 2020-07-28
Filing date: 2020-07-28
Publication date: 2020-11-06
Anticipated expiration: 2040-07-28
Also published as: CN111890342B

Abstract

本发明公开了一种IGBT模块上盖全自动机器人组装装置，涉及IGBT模块上盖技术领域；该IGBT模块上盖全自动机器人组装装置，包括盖板吸塑盒，盖板吸塑盒活动连接在输送线体上，输送线体上设有盖板吸塑盒上料组件，所述盖板吸塑盒一侧设有四轴机器人组件、IGBT模块托盘定位组件、NG产品下料组件和视觉矫正工站，采用机器人与视觉引导相配合完成盖板的自动组装，在组装的同时通过压力传感器监测压合力；同时具有高稳定性、高效率、智能化程度高、人机交互将组装信息实时上传、低成本等好处。

Description

一种IGBT模块上盖全自动机器人组装装置

技术领域

本发明涉及IGBT模块上盖技术领域，具体是一种IGBT模块上盖全自动机器人组装装置。

背景技术

IGBT指绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET（场效晶体管）的高输入阻抗和GTR（电力晶体管）的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。

目前国内外针对IGBT模块上盖技术暂时没有采用自动化进行生产，采用人工手动进行IGBT模块的上盖板组装。人工上盖板组装虽然可以盖板安装到位，但是人工安装效率较低，人工成本高，会存在盖板安装密封不严等情况存在；此外，人工组装的质量根据操作人员的熟练程度会存在偏差与失误，对于盖板密封不严的产品无法进行自动排除，存在NG产品流出的风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种IGBT模块上盖全自动机器人组装装置来解决上述问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种IGBT模块上盖全自动机器人组装装置，包括盖板吸塑盒，盖板吸塑盒活动连接在输送线体上，输送线体上设有盖板吸塑盒上料组件，所述盖板吸塑盒一侧设有四轴机器人组件、IGBT模块托盘定位组件、NG产品下料组件和视觉矫正工站，

四轴机器人组件，用于盖板吸塑盒的转运；

IGBT模块托盘定位组件，用于对盖板吸塑盒进行精准定位；

NG产品下料组件，用于NG产品的下料；

视觉矫正工站，用于视觉引导。

在上述技术方案的基础上，本发明还提供以下可选技术方案：

在一种可选方案中：所述盖板吸塑盒上设有盖板孔，盖板孔与IGBT模块托盘定位组件中的IGBT托盘定位销的配合。

在一种可选方案中：所述盖板吸塑盒上料组件包括顶升板、第二阻挡气缸、吸塑盒定位销和第二顶升气缸，吸塑盒定位销设置在顶升板上，顶升板与第二顶升气缸的输出端固定连接，第二阻挡气缸设置在吸塑盒定位销一侧，盖板吸塑盒上料组件还包括光电传感器。

在一种可选方案中：所述四轴机器人组件包括四轴机器人本体、机器人头部和机器人支撑座，四轴机器人本体活动连接在机器人支撑座上，机器人头部设置在四轴机器人本体下方，机器人头部包括真空吸盖板模块、视觉影像模块和压力传感器监测模块。

在一种可选方案中：所述真空吸盖板模块包括头部伸缩气缸和真空吸嘴，真空吸嘴与头部伸缩气缸的输出端固定连接。

在一种可选方案中：所述视觉影像模块和压力传感器监测模块分别包括视觉引导相机和压力传感器，压力传感器采用轴承驱动以及弹簧与压板连接。

在一种可选方案中：所述四轴机器人组件采用的为爱普生四轴机械手，且四轴机器人组件与自动报警装置连接，视觉引导相机采用国外康耐视相机。

在一种可选方案中：所述IGBT模块托盘定位组件包括IGBT模块托盘、IGBT托盘定位销、第一阻挡气缸和顶升机构。

相较于现有技术，本发明的有益效果如下：

本发明为IGBT模块上盖全自动机器人组装装置，采用机器人与视觉引导相配合完成盖板的自动组装，在组装的同时通过压力传感器监测压合力；与现有的技术相比较，本发明具有高稳定性、高效率、智能化程度高、人机交互将组装信息实时上传、低成本等好处。

附图说明

图1为本发明的俯视图。

图2为本发明中盖板吸塑盒上料组件的结构示意图。

图3为本发明中四轴机器人组件的结构示意图。

图4为本发明中机器人头部的结构示意图。

图5为本发明中A区域的放大图。

图6为本发明中IGBT模块托盘定位组件的结构示意图。

图7为本发明的侧视图。

图8为本发明中IGBT模块托盘定位组件、NG产品下料组件和视觉矫正工站的结构示意图。

附图标记注释：01-盖板吸塑盒、02-四轴机器人组件、03-IGBT模块托盘定位组件、04-NG产品下料组件、05-盖板吸塑盒上料组件、06-视觉矫正工站、11-输送线体、21-四轴机器人本体、22-机器人头部、23-机器人支撑座、24-头部伸缩气缸、25-真空吸嘴、26-视觉引导相机、27-压力传感器、31-IGBT模块托盘、32-IGBT托盘定位销、33-第一阻挡气缸、34-第一顶升气缸、35-直线轴承、36-导向轴、51-顶升板、52-第二阻挡气缸、53-吸塑盒定位销、54-第二顶升气缸。

具体实施方式

以下实施例会结合附图对本发明进行详述，在附图或说明中，相似或相同的部分使用相同的标号，并且在实际应用中，各部件的形状、厚度或高度可扩大或缩小。本发明所列举的各实施例仅用以说明本发明，并非用以限制本发明的范围。对本发明所作的任何显而易知的修饰或变更都不脱离本发明的精神与范围。

实施例1

请参阅图1～8，本发明实施例中，一种IGBT模块上盖全自动机器人组装装置，包括盖板吸塑盒01，盖板吸塑盒01活动连接在输送线体11上，通过输送线体11能够带动盖板吸塑盒01进行移动，进而方便将盖板吸塑盒01转移到上料位，输送线体11上设有盖板吸塑盒上料组件05，通过盖板吸塑盒上料组件05能够起到对盖板吸塑盒01的阻挡作用，进而方便后续将盖板吸塑盒01的转移，具有非常好的实用性；此外，所述盖板吸塑盒01一侧设有四轴机器人组件02、IGBT（绝缘栅双极型晶体管）模块托盘定位组件03、NG产品下料组件04和视觉矫正工站06，其中，四轴机器人组件02用于盖板吸塑盒01的转运，能够根据需要将盖板吸塑盒01转移到IGBT模块托盘定位组件03或者NG产品下料组件04上，而IGBT模块托盘定位组件03用于对盖板吸塑盒01进行精准定位，NG产品下料组件04用于NG产品（不良品）的下料，视觉矫正工站06用于视觉引导，进而提高组装的精准性；此外，还包括控制系统，通过控制系统控制整体的运行，控制系统为PLC控制系统。

进一步地，所述盖板吸塑盒01上设有盖板孔，盖板孔与IGBT模块托盘定位组件03中的IGBT托盘定位销32的配合，进而将盖板吸塑盒01组装在IGBT模块托盘定位组件03中的IGBT模块上方，非常简单实用。

进一步地，所述盖板吸塑盒上料组件05包括顶升板51、第二阻挡气缸52、吸塑盒定位销53和第二顶升气缸54，其中吸塑盒定位销53设置在顶升板51上，用于与盖板吸塑盒01上的定位工作，顶升板51与第二顶升气缸54的输出端固定连接，进而通过顶升板51能够将第二顶升气缸54顶起，进而方便后续的定位，第二阻挡气缸52设置在吸塑盒定位销53一侧，起到对盖板吸塑盒01的阻挡作用，能够将盖板吸塑盒01限制在当前位置，非常简单；此外，所述盖板吸塑盒上料组件05还包括光电传感器，通过光电传感器感应盖板吸塑盒01是否输送到位。

进一步地，所述四轴机器人组件02包括四轴机器人本体21、机器人头部22和机器人支撑座23，其中四轴机器人本体21活动连接在机器人支撑座23上，且能够在机器人支撑座23上进行旋转和上下移动，方便带动机器人头部22进行移动，机器人头部22设置在四轴机器人本体21下方，用于盖板吸塑盒01的吸取，然后根据需要将盖板吸塑盒01转移到IGBT模块托盘定位组件03或者NG产品下料组件04上，非常简单；此外，所述机器人头部22包括真空吸盖板模块、视觉影像模块和压力传感器监测模块，真空吸盖板模块包括头部伸缩气缸24和真空吸嘴25，真空吸嘴25与头部伸缩气缸24的输出端固定连接，当头部伸缩气缸24工作时能够带动真空吸嘴25在竖直方向上移动，通过真空吸嘴25能够吸取盖板吸塑盒01，然后将盖板吸塑盒01进行转移，非常简单。

进一步地，所述视觉影像模块和压力传感器监测模块分别包括视觉引导相机26和压力传感器27，其中视觉引导相机26用于对产品进行拍照检测，反馈需要旋转的角度，并与盖板两端的孔位进行检测，当对盖板的孔位检测为NG，四轴机器人组件02将NG的盖板转移到NG产品下料组件04中，当盖板孔位检测为OK，四轴机器人组件02旋转至IGBT模块托盘定位组件03上方，通过机器人头部22上的视觉引导相机26进行视觉引导，视觉引导后，将盖板孔位与吸塑盒定位销53配合，真空吸嘴25停止真空吸；而压力传感器27采用轴承驱动以及弹簧与压板连接，可以让压力传感器27与压板一直贴合，未压盖板吸塑盒01时压力传感器27显示值为0，当盖板下压合盖时，四轴机器人本体21的Z轴下压到最低点，在最低点进行压力检测，压力值理论上在一定的范围内波动，如果检测压力值不满足范围内，表示盖板吸塑盒01未能完全与IGBT模块严封，装置会自动报警。

进一步地，所述四轴机器人组件02采用的为爱普生四轴机械手，且四轴机器人组件02与自动报警装置连接，当真空吸的压力无法满足吸起盖板吸塑盒01时，装置会自动报警；而视觉引导相机26采用国外康耐视相机，主要用于进行拍照后视觉引导，通过视觉引导，自动将盖板吸塑盒01与未盖板的IGBT模块进行配合。

进一步地，所述IGBT模块托盘定位组件03包括IGBT模块托盘31、IGBT托盘定位销32、第一阻挡气缸33和顶升机构，通过第一阻挡气缸33能够将转移过来的IGBT模块托盘31进行阻挡，通过IGBT模块托盘31上的IGBT托盘定位销32与盖板吸塑盒01中的盖板孔位配合，实现合盖的作用；所述顶升机构包括第一顶升气缸34、直线轴承35和导向轴36，直线轴承35与导向轴36滑动连接，通过第一顶升气缸34能够带动直线轴承35在导向轴36上进行滑动，进而精准定位。

本发明的工作原理是：动作1，盖板吸塑盒01通过输送线体11流转至上料位，通过第二阻挡气缸52阻挡盖板吸塑盒01，光电传感器感应盖板吸塑盒01输送到位情况；动作2，第二顶升气缸54上升将盖板吸塑盒01进行初步定位，让盖板吸塑盒01与输送线体11脱离；动作3，四轴机器人组件02接收抓取动作定位指令，四轴机器人本体21的X轴与Y轴旋转至指定点位后，Z轴下降、R轴旋转至指定点位；动作4，四轴机器人组件02中的头部伸缩气缸24下降，使真空吸嘴25与盖板吸塑盒01贴合；动作5，真空吸嘴25进行真空吸取盖板吸塑盒01内的盖板，真空的负压压力反馈至PLC；动作6，四轴机器人本体21的Z轴上升至指定点位后，四轴机器人本体21的X轴与Y轴进行旋转至影像定位点；动作7，通过视觉引导相机26进行拍照，反馈需要旋转的角度，并与盖板两端的孔位进行检测；动作8，当对盖板的孔位检测为NG，四轴机器人组件02将NG的盖板转移到NG产品下料组件04中；动作9，当盖板的孔位检测为OK，四轴机器人组件02旋转至IGBT模块托盘定位组件03上方，通过机器人头部22上的视觉引导相机26进行视觉引导；动作10，视觉引导后，将盖板孔位与吸塑盒定位销53配合，真空吸嘴25停止真空吸；动作11，盖板的孔位与IGBT托盘定位销32配合后，四轴机器人组件02走到指定点位，压力传感器27下压盖板，完成盖板的压合，压合的同时监测压合的压合力反馈至上位机。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种IGBT模块上盖全自动机器人组装装置，包括盖板吸塑盒（01），盖板吸塑盒（01）活动连接在输送线体（11）上，其特征在于，所述输送线体（11）上设有盖板吸塑盒上料组件（05），所述盖板吸塑盒（01）一侧设有四轴机器人组件（02）、IGBT模块托盘定位组件（03）、NG产品下料组件（04）和视觉矫正工站（06），

四轴机器人组件（02），用于盖板吸塑盒（01）的转运；

IGBT模块托盘定位组件（03），用于对盖板吸塑盒（01）进行精准定位；

NG产品下料组件（04），用于NG产品的下料；

视觉矫正工站（06），用于视觉引导。

2.根据权利要求1所述的IGBT模块上盖全自动机器人组装装置，其特征在于，所述盖板吸塑盒（01）上设有盖板孔，盖板孔与IGBT模块托盘定位组件（03）中的IGBT托盘定位销（32）的配合。

3.根据权利要求1所述的IGBT模块上盖全自动机器人组装装置，其特征在于，所述盖板吸塑盒上料组件（05）包括顶升板（51）、第二阻挡气缸（52）、吸塑盒定位销（53）和第二顶升气缸（54），吸塑盒定位销（53）设置在顶升板（51）上，顶升板（51）与第二顶升气缸（54）的输出端固定连接，第二阻挡气缸（52）设置在吸塑盒定位销（53）一侧，盖板吸塑盒上料组件（05）还包括光电传感器。

4.根据权利要求1所述的IGBT模块上盖全自动机器人组装装置，其特征在于，所述四轴机器人组件（02）包括四轴机器人本体（21）、机器人头部（22）和机器人支撑座（23），四轴机器人本体（21）活动连接在机器人支撑座（23）上，机器人头部（22）设置在四轴机器人本体（21）下方，机器人头部（22）包括真空吸盖板模块、视觉影像模块和压力传感器监测模块。

5.根据权利要求4所述的IGBT模块上盖全自动机器人组装装置，其特征在于，所述真空吸盖板模块包括头部伸缩气缸（24）和真空吸嘴（25），真空吸嘴（25）与头部伸缩气缸（24）的输出端固定连接。

6.根据权利要求5所述的IGBT模块上盖全自动机器人组装装置，其特征在于，所述视觉影像模块和压力传感器监测模块分别包括视觉引导相机（26）和压力传感器（27），压力传感器（27）采用轴承驱动以及弹簧与压板连接。

7.根据权利要求4所述的IGBT模块上盖全自动机器人组装装置，其特征在于，所述四轴机器人组件（02）采用的为爱普生四轴机械手，且四轴机器人组件（02）与自动报警装置连接，视觉引导相机（26）采用国外康耐视相机。

8.根据权利要求1所述的IGBT模块上盖全自动机器人组装装置，其特征在于，所述IGBT模块托盘定位组件（03）包括IGBT模块托盘（31）、IGBT托盘定位销（32）、第一阻挡气缸（33）和顶升机构。

9.根据权利要求8所述的IGBT模块上盖全自动机器人组装装置，其特征在于，所述顶升机构包括第一顶升气缸（34）、直线轴承（35）和导向轴（36），直线轴承（35）与导向轴（36）滑动连接。