CN113979028B - 晶片自动送料摆盘机及其摆盘方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了晶片自动送料摆盘机及其摆盘方法，装置：包括晶片盘输送机构、晶片上料机构和摆盘机构，晶片盘输送机构用于晶片盘的输送和移动，晶片上料机构用于晶片的上料，摆盘机构用于将上料机构中的晶片转移至晶片盘上；方法本发明采用a、晶片上料；b、晶片盘固定；c、晶片摆盘；d、晶片盘下料，共四个步骤。本发明能够实现了晶片的自动上料和自动摆盘，摆盘效率高，节省人工成本，摆盘效果好，方法能够提高晶片的摆盘效果，缩短摆盘所需时间，有效提高晶片摆盘效率。

Description

晶片自动送料摆盘机及其摆盘方法

技术领域

本发明属于晶片摆盘技术领域，尤其涉及晶片自动送料摆盘机及其摆盘方法。

背景技术

石英晶体加工工业需要对大批的石英晶体原料选择、定向、切割及研磨抛光等制备成石英晶体半成品，然后对半成品按其频率进行严格分选，复上电极进行频率调整，最后进行不同规格的成品封装。从原始材料经过定向、划线、切割、测角、研磨抛光、腐蚀清洗等工序都是非常严格的，而对石英晶片半成品的分选也必须非常准确，如活力差、杂波多的晶片即是废品要单独分选出来，所以需要对石英晶片按其各电参数进行严格分选才能投入进一步的加工生产。现有的晶片摆盘一般通过人工摆盘，摆盘效率低下、摆盘效果差。

发明内容

本发明目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题，提供晶片自动送料摆盘机及其摆盘方法，能够实现了晶片的自动上料和自动摆盘，摆盘效率高，节省人工成本，摆盘效果好，方法能够提高晶片的摆盘效果，缩短摆盘所需时间，有效提高晶片摆盘效率。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

晶片自动送料摆盘机，其特征在于：包括晶片盘输送机构、晶片上料机构和摆盘机构，晶片盘输送机构用于晶片盘的输送和移动，晶片上料机构用于晶片的上料，摆盘机构用于将上料机构中的晶片转移至晶片盘上。通过晶片盘输送机构、晶片上料机构和摆盘机构协作，实现了晶片的自动上料和自动摆盘，摆盘效率高，节省人工成本，摆盘效果好。

进一步，晶片盘输送机构包括包括晶片固定座、输送组件和移动组件，晶片固定座设于移动组件上，输送组件包括滑轨、输送丝杆、固定板和输送电机，固定板设有输送螺母和滑块，输送丝杆与输送螺母相连接，滑块设于滑轨上，滑块与滑轨滑动连接，输送电机与输送丝杆相连接并驱动输送丝杆转动，移动组件设于固定板上，移动组件包括移动丝杆、导轨和移动电机，晶片固定座设有移动螺母和导向块，导向块设于导轨上，导向块与导轨滑动连接，移动螺母与移动丝杆相连接，移动电机与移动丝杆相连接并驱动移动丝杆转动。晶片输送机构不仅能够用于晶片盘的输送，在摆盘过程中还能够用于晶片盘位置的移动调整，提高晶片摆盘效率。输送电机和移动电机均采用伺服电机，能够精确控制晶片盘的移动行程，保证摆盘效果，提高摆盘效率。输送机构不仅用于晶片盘的横向输送上下料，还用于晶片盘的横向移动调整，移动组件用于晶片盘的纵向移动调整。晶片盘的移动调整和晶片上下料采用两个机构，即晶片盘输送机构和摆盘机构，一方面能够便于控制，另一方面能够提高摆盘效率，若晶片摆盘时，晶片盘固定，则需要摆盘机构抓取晶片，之后移动至空的晶片槽处，再放置晶片，之后再移动回输送带上抓取晶片，则需要分成三个步骤才能够完成晶片的摆盘，且三个步骤所需时间连续，不可被压缩，而通过输送机构和摆盘机构，同步抓取与放置，将抓取时间与放置时间重叠，将旋转臂旋转时间与晶片盘调整时间重叠，节约摆盘所需时间，提高效率。同时晶片盘移动距离短，相比机械手抓取再移动至放置处的长距离移动，使用上更加方便，定位方便效果好，晶片盘移动距离为晶片盘上相邻晶片槽的距离，移动距离更加易于控制。

进一步，摆盘机构包括真空吸料组件和旋转摆盘组件，真空吸料组件用于吸取晶片，旋转摆盘组件用于转移吸取的晶片。通过旋转摆盘组件，实现旋转上下料，结构简单，可靠性强，易于实施，成本低，且效率高，免除了摆盘组件的上下料定位，使用效果更好。

进一步，旋转摆盘组件包括支座、旋转臂和旋转电机，支座设有旋转轴，旋转轴与支座转动连接，旋转电机连接有第一锥齿，旋转轴设有第二锥齿，第一锥齿和第二锥齿相啮合，旋转臂的两端均设有真空吸料组件。在轩主笔两端都设置真空吸料组件，实现同步上下料，实现了晶片的连续上料和连续下料，提高了生产效率。

进一步，真空吸料组件包括真空泵、吸嘴和连接管，真空泵和吸嘴均设于旋转臂上，连接管设于真空泵和吸嘴之间以实现二者的连通。采用真空泵和吸嘴吸取晶片，吸取方便，吸取效果好，有效提高晶片的摆盘效果。

进一步，旋转臂设有伸缩组件，伸缩组件包括伸缩块、伸缩座和电动推杆，伸缩块与伸缩座滑动连接，电动推杆与伸缩块相连接，电动推杆驱动伸缩块滑动，吸嘴设于伸缩块上。通过伸缩组件的设置，使得吸嘴能够上下移动，以便能够靠近输送带上的晶片吸取，也能够靠近晶片槽，便于晶片的放置，提高放置效果。吸嘴与伸缩块之间可以采用滑动连接并设置弹簧，则能够保证晶片与吸嘴的连接效果，便于吸嘴吸取，不易损坏晶片。

进一步，上料机构包括振动盘、输送带和转向组件，振动盘与输送带相连接，转向组件包括机械抓手和转向电机，机械抓手与转向电机相连接。机械抓手通过抓取晶片调整晶片角度，使得输送带上的晶片朝向统一，便于后续的晶片摆盘，提高生产效率，机械抓手可以采用常规的夹持式的机械手，也可以采用真空吸料组件。

晶片自动送料摆盘机的摆盘方法，其特征在于包括如下步骤：

a、晶片上料：

将晶片置于振动盘中，之后启动振动盘、转向组件和输送带，晶片在振动盘的振动作用下移动至振动盘的振动直轨上，之后机械抓手抓取晶片，并在转向电机的转动作用下调整方向，再将晶片置于输送带上输送至摆盘组将处。晶片由振动盘上料至振动直轨上时，晶片朝向不统一，不利于后续的晶片摆盘，通过机械抓手和旋转电机的设置，使得晶片朝向统一，便于后续晶片摆盘，提高整体效率。

b、晶片盘固定：

输送电机启动，将晶片固定座移动至机器的上下料处，之后将晶片盘固定在晶片固定座处，之后输送电机启动，将晶片固定座移动输送至摆盘机构处等待摆盘。晶片盘固定，并调整位置，便于后续晶片盘的摆盘。

c、晶片摆盘：

旋转臂的两端的真空吸料组件同步工作，一端的真空吸料组件吸取输送带上的晶片，另一端的真空吸料组件将吸取的晶片置入晶片盘中，之后旋转臂旋转180°，输送带上方的真空吸料组件继续吸取晶片，晶片盘上方的真空吸料组件继续放置晶片，循环往复直至晶片盘内被放满晶片。通过同时上下料晶片，能够有效提高晶片摆盘效率，旋转臂旋转、晶片盘移动的模式，也使得摆盘时旋转臂和晶片盘的移动行程短，定位更加方便，定位效果好，摆盘效率更高。

d、晶片盘下料：

晶片盘内放满晶片之后，输送电机启动，带动晶片盘朝着机器的上下料处处移动，之后晶片盘下料，再重复步骤b至步骤d。

进一步，晶片摆盘的具体步骤为：处于输送带上方的吸嘴下移，真空泵启动将晶片吸取在吸嘴上，之后吸嘴带动晶片上移，处于晶片盘上方的吸嘴下移，将晶片置入晶片盘内，之后再上移，当旋转臂两端的吸嘴分别完成上料和下料的操作后，旋转臂转动180°，在旋转臂转动的同时，输送组件和移动组件工作，带动晶片盘移动，使得空的晶片槽移动至吸嘴的下料处，重复晶片吸取放置和晶片盘移动直至整个晶片盘放置满晶片。通过旋转上下料的形式，简化了晶片上下料的复杂流程，提高上下料效率。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

本发明通过晶片盘输送机构、晶片上料机构和摆盘机构协作，实现了晶片的自动上料和自动摆盘，摆盘效率高，节省人工成本，摆盘效果好。通过输送机构和摆盘机构，同步抓取与放置，将抓取时间与放置时间重叠，将旋转臂旋转时间与晶片盘调整时间重叠，节约摆盘所需时间，提高效率。同时晶片盘移动距离短，相比机械手抓取再移动至放置处的长距离移动，使用上更加方便，定位方便效果好，晶片盘移动距离为晶片盘上相邻晶片槽的距离，移动距离更加易于控制。

本发明采用a、晶片上料；b、晶片盘固定；c、晶片摆盘；d、晶片盘下料，共四个步骤，能够提高晶片的摆盘效果，缩短摆盘所需时间，有效提高晶片摆盘效率，旋转臂旋转、晶片盘移动的模式，也使得摆盘时旋转臂和晶片盘的移动行程短，定位更加方便，定位效果好。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明晶片自动送料摆盘机的结构示意图；

图2为本发明中晶片摆盘时的结构示意图；

图3为本发明中晶片盘输送机构的结构示意图；

图4为本发明中摆盘机构的结构示意图；

图5为本发明中伸缩座上升的结构示意图；

图6为本发明中晶片上料机构的结构示意图。

图中，1-晶片盘输送机构；2-晶片上料机构；3-摆盘机构；4-晶片固定座；7-滑轨；8-输送丝杆；9-固定板；10-输送电机；11-输送螺母；12-滑块；13-移动丝杆；14-导轨；15-移动电机；16-移动螺母；17-导向块；18-真空吸料组件；19-旋转摆盘组件；20-支座；21-旋转臂；22-旋转电机；23-旋转轴；24-第一锥齿；25-第二锥齿；27-真空泵；28-吸嘴；29-连接管；30-伸缩组件；31-伸缩块；32-伸缩座；33-电动推杆；34-振动盘；35-输送带；36-转向组件；37-转向电机。

具体实施方式

如图1至图6所示，为本发明晶片自动送料摆盘机，包括晶片盘输送机构1、晶片上料机构2和摆盘机构3，晶片盘输送机构1用于晶片盘的输送和移动，晶片上料机构2用于晶片的上料，摆盘机构3用于将上料机构中的晶片转移至晶片盘上。通过晶片盘输送机构1、晶片上料机构2和摆盘机构3协作，实现了晶片的自动上料和自动摆盘，摆盘效率高，节省人工成本，摆盘效果好。

晶片盘输送机构1包括包括晶片固定座4、输送组件和移动组件，晶片固定座4设于移动组件上，输送组件包括滑轨7、输送丝杆8、固定板9和输送电机10，固定板9设有输送螺母11和滑块12，输送丝杆8与输送螺母11相连接，滑块12设于滑轨7上，滑块12与滑轨7滑动连接，输送电机10与输送丝杆8相连接并驱动输送丝杆8转动，移动组件设于固定板9上，移动组件包括移动丝杆13、导轨14和移动电机15，晶片固定座4设有移动螺母16和导向块17，导向块17设于导轨14上，导向块17与导轨14滑动连接，移动螺母16与移动丝杆13相连接，移动电机15与移动丝杆13相连接并驱动移动丝杆13转动。晶片输送机构不仅能够用于晶片盘的输送，在摆盘过程中还能够用于晶片盘位置的移动调整，提高晶片摆盘效率。输送电机10和移动电机15均采用伺服电机，能够精确控制晶片盘的移动行程，保证摆盘效果，提高摆盘效率。输送机构不仅用于晶片盘的横向输送上下料，还用于晶片盘的横向移动调整，移动组件用于晶片盘的纵向移动调整。晶片盘的移动调整和晶片上下料采用两个机构，即晶片盘输送机构1和摆盘机构3，一方面能够便于控制，另一方面能够提高摆盘效率，若晶片摆盘时，晶片盘固定，则需要摆盘机构3抓取晶片，之后移动至空的晶片槽处，再放置晶片，之后再移动回输送带上抓取晶片，则需要分成三个步骤才能够完成晶片的摆盘，且三个步骤所需时间连续，不可被压缩，而通过输送机构和摆盘机构3，同步抓取与放置，将抓取时间与放置时间重叠，将旋转臂旋转时间与晶片盘调整时间重叠，节约摆盘所需时间，提高效率。同时晶片盘移动距离短，相比机械手抓取再移动至放置处的长距离移动，使用上更加方便，定位方便效果好，晶片盘移动距离为晶片盘上相邻晶片槽的距离，移动距离更加易于控制。

摆盘机构3包括真空吸料组件18和旋转摆盘组件19，真空吸料组件18用于吸取晶片，旋转摆盘组件19用于转移吸取的晶片。通过旋转摆盘组件19，实现旋转上下料，结构简单，可靠性强，易于实施，成本低，且效率高，免除了摆盘组件的上下料定位，使用效果更好。

旋转摆盘组件19包括支座20、旋转臂21和旋转电机22，支座20设有旋转轴23，旋转轴23与支座20转动连接，旋转电机22连接有第一锥齿24，旋转轴23设有第二锥齿25，第一锥齿24和第二锥齿25相啮合，旋转臂21的两端均设有真空吸料组件18。在轩主笔两端都设置真空吸料组件18，实现同步上下料，实现了晶片的连续上料和连续下料，提高了生产效率。

真空吸料组件18包括真空泵27、吸嘴28和连接管29，真空泵27和吸嘴28均设于旋转臂21上，连接管29设于真空泵27和吸嘴28之间以实现二者的连通。采用真空泵27和吸嘴28吸取晶片，吸取方便，吸取效果好，有效提高晶片的摆盘效果。

旋转臂21设有伸缩组件30，伸缩组件30包括伸缩块31、伸缩座32和电动推杆33，伸缩块31与伸缩座32滑动连接，电动推杆33与伸缩块31相连接，电动推杆33驱动伸缩块31滑动，吸嘴28设于伸缩块31上。通过伸缩组件30的设置，使得吸嘴28能够上下移动，以便能够靠近输送带上的晶片吸取，也能够靠近晶片槽，便于晶片的放置，提高放置效果。吸嘴28与伸缩块31之间可以采用滑动连接并设置弹簧，则能够保证晶片与吸嘴28的连接效果，便于吸嘴28吸取，不易损坏晶片。

晶片上料机构包括振动盘34、输送带35和转向组件36，振动盘34与输送带35相连接，转向组件36包括机械抓手和转向电机37，机械抓手与转向电机37相连接。机械抓手通过抓取晶片调整晶片角度，使得输送带35上的晶片朝向统一，便于后续的晶片摆盘，提高生产效率，机械抓手可以采用常规的夹持式的机械手，也可以采用真空吸料组件18。

晶片自动送料摆盘机的摆盘方法，包括如下步骤：

a、晶片上料：

将晶片置于振动盘34中，之后启动振动盘34、转向组件36和输送带35，晶片在振动盘34的振动作用下移动至振动盘34的振动直轨上，之后机械抓手抓取晶片，并在转向电机37的转动作用下调整方向，再将晶片置于输送带35上输送至摆盘组将处。晶片由振动盘34上料至振动直轨上时，晶片朝向不统一，不利于后续的晶片摆盘，通过机械抓手和旋转电机22的设置，使得晶片朝向统一，便于后续晶片摆盘，提高整体效率。

b、晶片盘固定：

输送电机10启动，将晶片固定座4移动至机器的上下料处，之后将晶片盘固定在晶片固定座4处，之后输送电机10启动，将晶片固定座4移动输送至摆盘机构3处等待摆盘。晶片盘固定，并调整位置，便于后续晶片盘的摆盘。

c、晶片摆盘：

旋转臂21的两端的真空吸料组件18同步工作，一端的真空吸料组件18吸取输送带35上的晶片，另一端的真空吸料组件18将吸取的晶片置入晶片盘中，之后旋转臂21旋转180°，输送带35上方的真空吸料组件18继续吸取晶片，晶片盘上方的真空吸料组件18继续放置晶片，循环往复直至晶片盘内被放满晶片。通过同时上下料晶片，能够有效提高晶片摆盘效率，旋转臂21旋转、晶片盘移动的模式，也使得摆盘时旋转臂21和晶片盘的移动行程短，定位更加方便，定位效果好，摆盘效率更高。

d、晶片盘下料：

晶片盘内放满晶片之后，输送电机10启动，带动晶片盘朝着机器的上下料处处移动，之后晶片盘下料，再重复步骤b至步骤d。

晶片摆盘的具体步骤为：处于输送带35上方的吸嘴28下移，真空泵27启动将晶片吸取在吸嘴28上，之后吸嘴28带动晶片上移，处于晶片盘上方的吸嘴28下移，将晶片置入晶片盘内，之后再上移，当旋转臂21两端的吸嘴28分别完成上料和下料的操作后，旋转臂21转动180°，在旋转臂21转动的同时，输送组件和移动组件工作，带动晶片盘移动，使得空的晶片槽移动至吸嘴28的下料处，重复晶片吸取放置和晶片盘移动直至整个晶片盘放置满晶片。通过旋转上下料的形式，简化了晶片上下料的复杂流程，提高上下料效率。

本发明通过晶片盘输送机构1、晶片上料机构2和摆盘机构3协作，实现了晶片的自动上料和自动摆盘，摆盘效率高，节省人工成本，摆盘效果好。通过输送机构和摆盘机构3，同步抓取与放置，将抓取时间与放置时间重叠，将旋转臂21旋转时间与晶片盘调整时间重叠，节约摆盘所需时间，提高效率。同时晶片盘移动距离短，相比机械手抓取再移动至放置处的长距离移动，使用上更加方便，定位方便效果好，晶片盘移动距离为晶片盘上相邻晶片槽的距离，移动距离更加易于控制。

本发明采用a、晶片上料；b、晶片盘固定；c、晶片摆盘；d、晶片盘下料，共四个步骤，能够提高晶片的摆盘效果，缩短摆盘所需时间，有效提高晶片摆盘效率，旋转臂21旋转、晶片盘移动的模式，也使得摆盘时旋转臂21和晶片盘的移动行程短，定位更加方便，定位效果好。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。

Claims (4)

1.晶片自动送料摆盘机，其特征在于：包括晶片盘输送机构、晶片上料机构和摆盘机构，所述晶片盘输送机构用于晶片盘的输送和移动，所述晶片上料机构用于晶片的上料，所述摆盘机构用于将所述上料机构中的晶片转移至晶片盘上，所述晶片盘输送机构包括晶片固定座、输送组件和移动组件，所述晶片固定座设于所述移动组件上，所述输送组件包括滑轨、输送丝杆、固定板和输送电机，所述固定板设有输送螺母和滑块，所述输送丝杆与所述输送螺母相连接，所述滑块设于所述滑轨上，所述滑块与所述滑轨滑动连接，所述输送电机与所述输送丝杆相连接并驱动所述输送丝杆转动，所述移动组件设于所述固定板上，所述移动组件包括移动丝杆、导轨和移动电机，所述晶片固定座设有移动螺母和导向块，所述导向块设于所述导轨上，所述导向块与所述导轨滑动连接，所述移动螺母与所述移动丝杆相连接，所述移动电机与所述移动丝杆相连接并驱动所述移动丝杆转动，所述摆盘机构包括真空吸料组件和旋转摆盘组件，所述真空吸料组件用于吸取晶片，所述旋转摆盘组件用于转移吸取的晶片，所述旋转摆盘组件包括支座、旋转臂和旋转电机，所述支座设有旋转轴，所述旋转轴与所述支座转动连接，所述旋转电机连接有第一锥齿，所述旋转轴设有第二锥齿，所述第一锥齿和所述第二锥齿相啮合，所述旋转臂的两端均设有真空吸料组件，所述真空吸料组件包括真空泵、吸嘴和连接管，所述真空泵和所述吸嘴均设于所述旋转臂上，所述连接管设于所述真空泵和所述吸嘴之间以实现二者的连通，所述旋转臂设有伸缩组件，所述伸缩组件包括伸缩块、伸缩座和电动推杆，所述伸缩块与所述伸缩座滑动连接，所述电动推杆与所述伸缩块相连接，所述电动推杆驱动所述伸缩块滑动，所述吸嘴设于所述伸缩块上，所述吸嘴与所述伸缩块之间采用滑动连接并设置弹簧。

2.根据权利要求1所述的晶片自动送料摆盘机，其特征在于：所述晶片上料机构包括振动盘、输送带和转向组件，所述振动盘与所述输送带相连接，所述转向组件包括机械抓手和转向电机，所述机械抓手与所述转向电机相连接。

3.晶片自动送料摆盘机的摆盘方法，其特征在于包括如下步骤：

a、晶片上料：

将晶片置于振动盘中，之后启动振动盘、转向组件和输送带，晶片在振动盘的振动作用下移动至振动盘的振动直轨上，之后机械抓手抓取晶片，并在转向电机的转动作用下调整方向，再将晶片置于输送带上输送至摆盘组将处；

b、晶片盘固定：

输送电机启动，将晶片固定座移动至机器的上下料处，之后将晶片盘固定在晶片固定座处，之后输送电机启动，将晶片固定座移动输送至摆盘机构处等待摆盘；

c、晶片摆盘：

旋转臂的两端的真空吸料组件同步工作，一端的真空吸料组件吸取输送带上的晶片，另一端的真空吸料组件将吸取的晶片置入晶片盘中，之后旋转臂旋转180°，输送带上方的真空吸料组件继续吸取晶片，晶片盘上方的真空吸料组件继续放置晶片，循环往复直至晶片盘内被放满晶片；

d、晶片盘下料：

晶片盘内放满晶片之后，输送电机启动，带动晶片盘朝着机器的上下料处移动，之后晶片盘下料，再重复步骤b至步骤d。

4.根据权利要求3所述的晶片自动送料摆盘机的摆盘方法，其特征在于：晶片摆盘的具体步骤为：处于输送带上方的吸嘴下移，真空泵启动将晶片吸取在吸嘴上，之后吸嘴带动晶片上移，处于晶片盘上方的吸嘴下移，将晶片置入晶片盘内，之后再上移，当旋转臂两端的吸嘴分别完成上料和下料的操作后，旋转臂转动180°，在旋转臂转动的同时，输送组件和移动组件工作，带动晶片盘移动，使得空的晶片槽移动至吸嘴的下料处，重复晶片吸取放置和晶片盘移动直至整个晶片盘放置满晶片。

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