CN113401418A - 一种芯片全自动摆盘机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种芯片全自动摆盘机，涉及自动筛选分机技术领域，本发明通过选机构对芯片进行筛选，工业相机将筛选机构排列好的芯片的正面图像拍照，并将图像信号传至PLC分析，芯片机械手将芯片从筛选机构抓取并移送至调正机构，PLC相应的控制调正机构带动芯片转动转动至所需方位，芯片机械手将调正机构工位上的芯片抓取并移动至摆盘机构上的料盘中，待料盘摆满芯片后，料盘机械手将摆盘机构上的料盘抓取并移动至料盘下料机构，同时将料盘上料机构上的料盘抓取并移动至料盘上料机构，完成料盘的下料与上料的同时搬运；本发明实现了对芯片进行筛选、调正、装盘的全自动作业，降低了人工成本，大幅提高了工作效率和装盘速度。

Description

一种芯片全自动摆盘机

技术领域

本发明涉及自动筛选分机技术领域，具体为一种芯片全自动摆盘机。

背景技术

芯片作为半导体元件，普遍用于各种电子产品中，芯片一般体积较小，其反面为塑料，正面嵌有矩形的金属块，金属块的一角处设置有倒角，如图3所示，即为本申请文件所要摆盘的芯片的正面，该芯片的金属块的右上角设置有倒角；在加工时，需要将芯片按序依次摆在料盘上，且需要使芯片的金属块上的倒角全部朝向同一方向；现有技术中普遍通过人工识别芯片方向进行筛选，同时配合半自动装盘设备进行摆盘作业，其缺陷在于人工成本较高，且作业效率低下。

发明内容

本发明的目的在于实现对芯片进行筛选、调正、装盘的全自动作业，降低人工成本，提高工作效率。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案如下：

一种芯片全自动摆盘机，包括PLC，还包括：

筛选机构，用于使芯片正面朝上且依次排列；

工业相机，用于将筛选机构排列好的芯片的正面图像拍照，并将图像信号传输至PLC；

调正机构，PLC控制调正机构带动芯片水平转动，使芯片转动至所需方位；

摆盘机构，其工位上放置有料盘；

芯片机械手，用于将芯片从筛选机构抓取并移送至调正机构进行调正，同时将调正机构工位上的芯片抓取并移动至摆盘机构上的料盘中，摆盘机构驱动料盘水平移动，配合芯片机械手将芯片按序摆放。

进一步地，所述筛选机构、工业相机和调正机构共同组成上料机构，所述上料机构有两组，且分别位于芯片机械手的两侧。

进一步地，所述筛选机构包括振动盘和直线送料器，所述振动盘的出料端与直线送料器的入料端连通。

进一步地，所述调正机构包括第一电机和旋转台，所述第一电机驱动旋转台转动。

进一步地，所述摆盘机构包括第一X轴机构、第一Y轴机构和第一料盘座，所述第一X轴机构驱动第一Y轴机构沿X轴方向往返移动，所述第一Y轴机构驱动第一料盘座沿Y轴方向往返移动，所述料盘位于第一料盘座上。

进一步地，所述芯片机械手包括第二X轴滑轨、第二滑块、第二Z轴滑轨、摆动机构、机械臂和吸盘，所述第二X轴滑轨沿X轴方向设置，所述第二滑块滑动设置在第二X轴滑轨上，所述第二Z轴滑轨沿Z轴方向滑设在第二滑块上，所述摆动机构驱动第二Z轴滑轨在与X轴、Z轴平行的平面内往返摆动，所述机械臂固定在第二Z轴滑轨上，所述吸盘固定设置在机械臂的下端。

进一步地，还包括料盘上料机构，所述料盘上料机构包括第三电机、第三丝杆组件和第三料盘座，所述第三电机驱动第三丝杆组件进而带动第三料盘座沿Z轴方向往返移动，所述第三料盘座位于摆盘机构的一侧。

进一步地，还包括料盘下料机构，所述料盘下料机构包括第四电机、第四丝杆组件和第四料盘座，所述第四电机驱动第四丝杆组件进而带动第四料盘座沿Z轴方向往返移动，所述第三料盘座和第四料盘座分别位于摆盘机构的两侧。

进一步地，还包括位于摆盘机构上方的料盘机械手，所述料盘机械手包括第五X轴机构、第五Z轴机构和夹爪机构，所述第五X轴机构驱动第五Z轴机构沿X轴方向往返移动，所述第五Z轴机构驱动夹爪机构沿Z轴方向往返移动。

进一步地，所述夹爪机构有两组。

本发明的有益效果为：本发明通过筛选机构对芯片进行筛选，使芯片正面朝上且依次排列，工业相机将筛选机构排列好的芯片的正面图像拍照，并将图像信号传输至PLC，PLC经过分析与处理，芯片机械手将芯片从筛选机构抓取并移送至调正机构，PLC相应的控制调正机构带动芯片水平转动，使芯片转动至所需方位，芯片机械手将调正机构工位上的芯片抓取并移动至摆盘机构上的料盘中，料盘中每装入一个芯片，摆盘机构则驱动料盘移动依次，为装入下一个芯片做准备，从而使本发明实现了对芯片的筛选、调正、装盘的自动作业，与传统技术中利用人工识别芯片方向进行筛选，同时配合半自动装盘设备的作业方式相比，本发明显著的降低了人工成本，而且大幅提高了作业效率。

附图说明

图1是本发明的整体结构立体图；

图2是本发明的整体结构后视图；

图3是本发明的背景技术中所述的芯片的正面示意图；

图4是本发明的筛选机构、工业相机、调正机构和芯片机械手的结构示意图；

图5是本发明的筛选机构、调正机构的结构示意图；

图6是本发明的芯片机械手的结构示意图；

图7是本发明的芯片机械手的结构后视图；

图8是本发明的摆盘机构的结构示意图；

图9是本发明的料盘上料机构、料盘机械手、料盘下料机构和摆盘机构的结构示意图；

图10是本发明的料盘机械手的结构示意图；

图11是本发明的料盘上料机构的结构示意图；

图12是本发明的料盘下料机构的结构示意图；

附图标记为：

筛选机构1，振动盘11，下料斗12，直线送料器13，

工业相机2，

调正机构3，第一电机31，旋转台32，

摆盘机构4，第一X轴机构41，第一Y轴机构42，第一料盘座43，

芯片机械手5，第二X轴滑轨51，第二滑块52，第二Z轴滑轨53，摆动机构54，摆动电机541，固定板542，弧形槽543，滑动块544，机械臂55，吸盘56，

料盘上料机构6，第三电机61，第三料盘座62，

料盘下料机构7，第四电机71，第四料盘座72，

料盘机械手8，第五X轴机构81，第五Z轴机构82，夹爪机构83，挡料板84，

料盘9。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行进一步说明，需要特别说明的是，本申请文件中所述的上、下、前、后、左、右等方位均以图1中所示的为准，本申请文件中所述的X轴方向、Y轴方向、Z轴方向均以图1中所标记的方向为准，其中X轴、Y轴和Z轴相互垂直，且Z轴方向即垂直方向。

如图1至图12所示的一种芯片全自动摆盘机，包括PLC、筛选机构1、工业相机2、调正机构3、摆盘机构4、芯片机械手5、料盘上料机构6、料盘下料机构7和料盘机械手8。

请参阅图4和图5，筛选机构1用于使芯片正面朝上且依次排列；筛选机构1包括振动盘11、下料斗12和直线送料器13，下料斗12位于振动盘11上方，人们将芯片倒入下料斗12内，下料斗12内的芯片在重力作用下落入振动盘11内，振动盘11的出料端与直线送料器13的入料端连通，具体结构为：振动盘11内设置有螺旋通道，螺旋通道的侧壁固定设置有检测光纤，检测光纤与PLC信号连接，当芯片经过检测光纤时，检测光纤根据塑料和金属反射的不同信号，将该信号传输至PLC进行分析，进而区别芯片是塑料面朝上还是金属面朝上；螺旋轨道的侧壁还开设有吹气口，吹气口位于检测光纤的侧边，吹气口通过气管与电磁阀连通，当判断出芯片是塑料面朝上时，PLC控制电磁阀与气源连通，通过吹气口吹出气体，将芯片吹入振动盘11内进行重新振动排列，从而保证进入直线送料器13的芯片全部是正面朝上，也就是金属面朝上。

直线送料器13的上端设置围板围成的呈直线的送料通道，可以通过调节送料通道两侧的围板的距离，进而调节送料通道的宽度，从而使其适用于不同尺寸大小的芯片。

工业相机2用于将筛选机构1排列好的芯片的正面图像拍照，而且每次针对位于直线送料器13上的第一个芯片进行拍照，该第一个芯片是直线送料器13上远离振动盘11的一端的第一个芯片；工业相机2将图像信号传输至PLC。

PLC控制调正机构3带动芯片水平转动，使芯片转动至所需方位；调正机构3包括第一电机31和旋转台32，旋转台32的上端开设有放置芯片的第一槽，第一电机31驱动旋转台32转动，当芯片机械手5将芯片从直线送料器13上抓取并移送至旋转台32上的第一槽内之后，PLC根据工业相机2提供的图像信号进行分析与处理后，相应的驱动第一电机31转动一定角度，第一电机31驱动旋转台32转动，从而使芯片的金属片上的倒角朝向所需要的方向。

请参阅图4和图8，摆盘机构4的工位上放置有料盘9；料盘9上端开设有若干个用于摆放芯片的芯片槽，若干个芯片槽呈等距阵列排列。

摆盘机构4包括第一X轴机构41、第一Y轴机构42和第一料盘座43，第一X轴机构41驱动第一Y轴机构42沿X轴方向往返移动，具体结构为：第一X轴机构41包括第一X轴电机和第一X轴丝杆组件，第一X轴电机驱动第一X轴丝杆组件工作，第一X轴丝杆组件带动第一Y轴机构42沿X轴方向往返移动；

第一Y轴机构42驱动第一料盘座43沿Y轴方向往返移动，具体结构为：第一Y轴机构42包括第一Y轴电机和第一Y轴丝杆组件，第一Y轴电机驱动第一Y轴丝杆组件工作，第一Y轴丝杆组件带动第一料盘座43沿Y轴方向往返移动；

料盘9位于第一料盘座43上，料盘9卡在第一料盘座43上，不易晃动，第一X轴机构41和第一Y轴机构42分别在X轴和Y轴上的双轴联动，带动第一料盘座43移动。

芯片机械手5用于将芯片从筛选机构1抓取并移送至调正机构3进行调正，同时将调正机构3工位上的芯片抓取并移动至摆盘机构4上的料盘9中，芯片机械手5每完成一个芯片的摆盘，摆盘机构4驱动料盘9水平移动，配合芯片机械手5将芯片按序摆放，为装入下一个芯片做准备。

请参阅图4、图6和图7，芯片机械手5包括第二X轴滑轨51、第二滑块52、第二Z轴滑轨53、摆动机构54、机械臂55和吸盘56，第二X轴滑轨51沿X轴方向设置，第二滑块52滑动设置在第二X轴滑轨51上，第二Z轴滑轨53沿Z轴方向滑设在第二滑块52上，摆动机构54驱动第二Z轴滑轨53在与X轴、Z轴平行的平面内往返摆动，机械臂55固定在第二Z轴滑轨53上，摆动机构54驱动第二Z轴滑轨53摆动时，第二Z轴滑轨53沿着第二滑块52在Z轴移动，同时第二Z轴滑轨53通过第二滑轨沿着第二X轴滑轨51移动，从而使第二Z轴滑轨53可以在Z轴、X轴两个轴向同时移动，有利于配合摆动机构54工作。

摆动机构54包括摆动电机541、固定板542、摆杆和滑动块544，固定板542上开设有呈半圆的弧形槽543，滑动块544滑动设置在弧形槽543内，第二Z轴滑轨53的上端与滑动块544固定连接，摆杆的一端与摆动电机541的驱动轴固定连接，另一端与滑动块544固定连接，摆动电机541的输出轴与固定板542垂直，且位于弧形槽543的圆心处，摆动电机541转动时，通过摆杆带动滑动块544在弧形槽543内往返滑动，进而带动第二Z轴滑轨53沿着弧形槽543的轨迹移动，实现机械臂55往复移动。

请再次参阅图1、图2和图4，筛选机构1、工业相机2和调正机构3共同组成上料机构，上料机构有两组，且分别位于芯片机械手5的两侧，芯片机械手5工作时，同时交替完成芯片在两组上料机构上的移送工作，从而双倍的提高了芯片的筛选、调正、装盘的作业，大幅提高了工作效率。

请参阅图4和图6，吸盘56有四个，四个吸盘56等距排列，且均固定设置在机械臂55的下端，两组调正机构3位于两组直线送料器13之间，第一料盘座43则位于两组调正机构3之间；直线送料器13与调正机构3之间的距离、调正机构3与第一料盘座43之间的距离均等于两组吸盘56之间的距离，从而实现吸盘56将芯片从直线送料器13上吸取并移动至调正机构3，或将芯片从调正机构3吸取并移动至第一料盘座43上的料盘9上。

请参阅图11，料盘上料机构6包括第三电机61、第三丝杆组件和第三料盘座62，第三电机61驱动第三丝杆组件进而带动第三料盘座62沿Z轴方向往返移动，第三料盘座62位于摆盘机构4的一侧，第三料盘9上摞有一堆料盘9。

请参阅图12，料盘下料机构7包括第四电机71、第四丝杆组件和第四料盘座72，第四电机71驱动第四丝杆组件进而带动第四料盘座72沿Z轴方向往返移动，第三料盘座62和第四料盘座72分别位于摆盘机构4的两侧。

请参阅图9和图10，料盘机械手8位于摆盘机构4的上方，料盘机械手8用于将第三料盘座62上的料盘9抓取并移动至第一料盘座43上，同时将第一料盘座43上的料盘9抓取并移动至第四料盘座72上。

料盘机械手8包括第五X轴机构81、第五Z轴机构82和夹爪机构83，第五X轴机构81驱动第五Z轴机构82沿X轴方向往返移动，具体结构为：第五X轴机构81包括第五电机、第五丝杆组件和第五滑板，第五电机驱动第五丝杆组件工作，第五丝杆组件驱动第五滑板沿X轴方向往返移动；

第五Z轴机构82驱动夹爪机构83沿Z轴方向往返移动，第五Z轴机构82包括直线气缸、导柱、导套和移动板，直线气缸的外壳和导套均固定在第五滑板上，移动板位于第五滑板的下方，导柱穿过导套，且导柱的下端与移动板固定连接，直线气缸的伸缩杆与移动板固定连接，夹爪机构83有两组，夹爪机构83即为夹爪气缸，两组夹爪气缸均固定设置在移动板上，在夹爪气缸的中间还固定设置有挡料板84，当夹爪气缸夹住装满芯片的料盘9两侧时，挡料板84可以盖住料盘9的上端，防止芯片掉落。

第五X轴机构81和第五Z轴机构82在X轴和Z轴上的双轴联动配合，驱动两组夹爪气缸将第三料盘座62上的料盘9抓取并移动至第一料盘座43上，同时将第一料盘座43上的料盘9抓取并移动至第四料盘座72上。

本发明的工作原理为：1、振动盘11振动，使位于振动盘11内的芯片通过螺旋通道进入直线送料器13，位于螺旋通道上的芯片通过检测光纤判断出芯片的槽向，PLC控制电磁阀与气源连通，通过吹气口吹出气体，将反面朝上的芯片吹入振动盘11内进行重新振动排列，从而保证进入直线送料器13的芯片全部是正面朝上；

2、工业相机2将筛选机构1排列好的芯片的正面图像拍照，并将图像信号传输至PLC进行分析与处理，芯片机械手5将芯片从筛选机构1抓取并移送至调正机构3，PLC相应的控制调正机构3带动芯片水平转动，使芯片正面的金属块的倒角朝向所需方位；

3、芯片机械手5将芯片从筛选机构1抓取并移送至调正机构3的同时，将调正机构3工位上的芯片抓取并移动至摆盘机构4上的料盘9中；

4、第一X轴机构41和第一Y轴机构42分别在X轴和Y轴上的双轴联动，带动第一料盘座43移动，进而带动料盘9水平移动，配合芯片机械手5将芯片按序摆放，为装入下一个芯片做准备；

5、位于第一料盘座43上的料盘9装满芯片后，在第一X轴机构41和第一Y轴机构42的双轴联动下，驱动至料盘机械手8下方，第五X轴机构81和第五Z轴机构82在X轴和Z轴上的双轴联动配合，驱动两组夹爪气缸将第三料盘座62上的料盘9抓取并移动至第一料盘座43上，同时将第一料盘座43上的料盘9抓取并移动至第四料盘座72上，实现下料。

以上所述并非对本发明的技术范围作任何限制，凡依据本发明技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种芯片全自动摆盘机，包括PLC，其特征在于，还包括：

筛选机构，用于使芯片正面朝上且依次排列；

工业相机，用于将筛选机构排列好的芯片的正面图像拍照，并将图像信号传输至PLC；

调正机构，PLC控制调正机构带动芯片水平转动，使芯片转动至所需方位；

摆盘机构，其工位上放置有料盘；

芯片机械手，用于将芯片从筛选机构抓取并移送至调正机构进行调正，同时将调正机构工位上的芯片抓取并移动至摆盘机构上的料盘中，摆盘机构驱动料盘水平移动，配合芯片机械手将芯片按序摆放。

2.根据权利要求1所述的一种芯片全自动摆盘机，其特征在于：所述筛选机构、工业相机和调正机构共同组成上料机构，所述上料机构有两组，且分别位于芯片机械手的两侧。

3.根据权利要求1所述的一种芯片全自动摆盘机，其特征在于：所述筛选机构包括振动盘和直线送料器，所述振动盘的出料端与直线送料器的入料端连通。

4.根据权利要求1所述的一种芯片全自动摆盘机，其特征在于：所述调正机构包括第一电机和旋转台，所述第一电机驱动旋转台转动。

5.根据权利要求1所述的一种芯片全自动摆盘机，其特征在于：所述摆盘机构包括第一X轴机构、第一Y轴机构和第一料盘座，所述第一X轴机构驱动第一Y轴机构沿X轴方向往返移动，所述第一Y轴机构驱动第一料盘座沿Y轴方向往返移动，所述料盘位于第一料盘座上。

6.根据权利要求1所述的一种芯片全自动摆盘机，其特征在于：所述芯片机械手包括第二X轴滑轨、第二滑块、第二Z轴滑轨、摆动机构、机械臂和吸盘，所述第二X轴滑轨沿X轴方向设置，所述第二滑块滑动设置在第二X轴滑轨上，所述第二Z轴滑轨沿Z轴方向滑设在第二滑块上，所述摆动机构驱动第二Z轴滑轨在与X轴、Z轴平行的平面内往返摆动，所述机械臂固定在第二Z轴滑轨上，所述吸盘固定设置在机械臂的下端。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种芯片全自动摆盘机，其特征在于：还包括料盘上料机构，所述料盘上料机构包括第三电机、第三丝杆组件和第三料盘座，所述第三电机驱动第三丝杆组件进而带动第三料盘座沿Z轴方向往返移动，所述第三料盘座位于摆盘机构的一侧。

8.根据权利要求7所述的一种芯片全自动摆盘机，其特征在于：还包括料盘下料机构，所述料盘下料机构包括第四电机、第四丝杆组件和第四料盘座，所述第四电机驱动第四丝杆组件进而带动第四料盘座沿Z轴方向往返移动，所述第三料盘座和第四料盘座分别位于摆盘机构的两侧。

9.根据权利要求8所述的一种芯片全自动摆盘机，其特征在于：还包括位于摆盘机构上方的料盘机械手，所述料盘机械手包括第五X轴机构、第五Z轴机构和夹爪机构，所述第五X轴机构驱动第五Z轴机构沿X轴方向往返移动，所述第五Z轴机构驱动夹爪机构沿Z轴方向往返移动。

10.根据权利要求9所述的一种芯片全自动摆盘机，其特征在于：所述夹爪机构有两组。

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