CN114178837A - 一种电子芯片拧螺钉装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子芯片拧螺钉装置，其包括基座、拧螺丝组件、振动料轨、直振器、侧座、分离气缸、分离座、端部挡块、顶料柱和顶升气缸；所述的拧螺丝组件安装在基座的上端，振动料轨安装在直振器的上端，振动料轨中设置有供六角螺母经过的通道；侧座安装在基座侧方，侧座的上端面开有矩形孔，分离座成T形，分离座的水平部移动连接在侧座上的矩形孔中；端部挡块固定设置在分离座上，顶料柱移动配合在分离座中，顶料柱位于端部挡块的侧方，顶升气缸安装在分离座的竖直部，顶升气缸的伸缩端与顶料柱相连接。本发明具有动作高效，配合有序，组装成功率高的优点。

Description

一种电子芯片拧螺钉装置和方法

技术领域

本发明涉及电子元件生产技术领域，具体涉及一种电子芯片拧螺钉装置和方法。

背景技术

家用电器中，比如电视机、冰箱等，为了让内部电路板上的集成电路芯片(IC)达到很好的散热效果，采用将IC安装在散热器上。目前先给IC涂上散热胶，然后将IC放到散热器固定孔位，最后用风批或电批将螺钉固定。如图15所示的电子芯片由芯片(100)和散热器(200)组成。

中国发明专利申请(公开号：CN101521149B，公开日：2011.01.12)公开了一种用于将IC芯片与散热器组装的自动装配设备，其包括：底座；由微处理器控制的控制电路驱动的散热器加载装置、散热油加载装置、IC芯片加载装置、螺钉送料装置和紧固装置；散热器加载装置设置在底座上，具有供散热器滑行的滑道，使散热器沿滑道滑行至对应工位；散热油加载装置由可水平运动和垂直运动的运动结构带动蘸沾部蘸沾散热油并将散热油涂装至散热器；IC芯片加载装置将IC芯片分离并逐个送入工位，通过设置于运动结构上的吸附部吸取IC芯片并安装至散热器；螺钉送料装置的螺钉出口对准工位上散热器的固定孔，将螺钉逐个送至固定孔；紧固装置位于固定孔的垂直上方，将螺钉旋拧紧固在固定孔中。

现有技术存在以下不足：1.拧螺丝工序多，效率低，成功率低；2.芯片供料效率低，芯片外形不统一，供料需要调整姿态；3.胶水不均匀，涂胶效率低；4.组装效率低，自动化程度低。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中拧螺丝工序多，效率低，成功率低的问题，提出一种动作高效，配合有序，组装成功率高的电子芯片拧螺钉装置和方法。

为本发明之目的，采用以下技术方案予以实现：

一种电子芯片拧螺钉装置，其包括基座、拧螺丝组件、振动料轨、直振器、侧座、分离气缸、分离座、端部挡块、顶料柱和顶升气缸；所述的拧螺丝组件安装在基座的上端，振动料轨安装在直振器的上端，振动料轨中设置有供六角螺母经过的通道；侧座安装在基座侧方，侧座的上端面开有矩形孔，分离座成T形，分离座的水平部移动连接在侧座上的矩形孔中；端部挡块固定设置在分离座上，顶料柱移动配合在分离座中，顶料柱位于端部挡块的侧方，顶升气缸安装在分离座的竖直部，顶升气缸的伸缩端与顶料柱相连接；所述的端部挡块上端为阶梯形，顶料柱的上端设置有六角沉孔，六角沉孔的尺寸与螺母外形相匹配，六角沉孔的中心还设置有圆孔，圆孔直径大于螺钉的大径，六角沉孔与振动料轨相对应的侧边设置有缺口，以供螺母经过。

作为优选，所述的振动料轨包括底轨和盖轨，盖轨设置在底轨上，底轨上的槽宽度与螺母对边的距离相匹配，限制送出的螺母姿态；所述的底轨端部设置有凸出，凸出中设置有光纤传感器，光纤传感器对应振动料轨端部的螺母。

作为优选，所述的拧螺丝组件包括纵移气缸、调整座、旋压机和尖嘴座；纵移气缸固定在基座上面，调整座通过滑轨移动连接在基座上，纵移气缸的伸缩端与调整座相连接；旋压机和尖嘴座固定在调整座上，旋压机位于尖嘴座的正上方。

作为优选，所述的直振器端部设置有圆振，圆振出料端与直振器进料端相衔接。

作为优选，尖嘴座中设置有竖直的通孔，尖嘴座的侧方还设置有斜孔，斜孔与竖直的通孔相贯穿，斜孔上连接有导管与螺钉震料器端部相连接；尖嘴座的下端部两侧设置有弹性夹爪。

一种电子芯片拧螺钉方法，螺钉振动出来，送到尖嘴座处，经过斜孔后落入竖直的通孔中；螺母通过直振器送出，当螺母顶住端部挡块后，被光纤传感器检测到后分离气缸收缩，带动分离座移动，使螺母落入顶料柱中，而后顶升气缸升起，将螺母抬升，而后拧螺丝组件下降，而后旋压机工作，将螺钉拧入螺母中。

采用上述技术方案的电子芯片拧螺钉装置和方法法的优点是：通过设置振动供料器实现螺母和螺钉的自动有序化供料，在一个工位处实现螺钉和螺母的供料，提高拧螺钉的效率；设置端部挡块和顶料柱实现螺母的精准分离和固定，在拧螺丝的过程中防止螺母错位，提高拧螺钉的成功率。

附图说明

图1为本发明实施例的结构图。

图2为输送装置的结构图。

图3为载具的结构图。

图4为芯片供料装置的结构图。

图5为旋转料仓组件的结构图。

图6为移料组件的结构图。

图7为整形组件和切脚组件的结构图。

图8为搬运组件和调向组件的结构图。

图9为涂胶装置的结构图。

图10为移动组件的结构图。

图11为胶水挤出器的端面示意图。

图12为拧螺钉装置的结构图。

图13为端部挡块和顶料柱的位置结构图。

图14为下料装置的结构图。

图15为产品的结构图。

具体实施方式

如图1所示，一种电子芯片组装设备包括机架1以及安装在机架1上的输送装置2、芯片供料装置3、涂胶装置4、拧螺钉装置5和下料装置6；所述的输送装置2为转盘式，输送装置2的一周依次设置有芯片供料工位、涂胶工位、散热器供料工位、拧螺钉工位和下料工位，芯片供料装置3对应芯片供料工位，涂胶装置4对应涂胶工位，散热器供料工位处设置有供料机械手，拧螺钉装置5对应拧螺钉工位，下料装置6对应下料工位；输送装置2中设置有载具，一个载具可以放置两个电子芯片，芯片供料装置3设置有两组，拧螺钉装置5也设置有两组，可进行两个电子芯片的供料与组装。上述的拧螺钉装置5即一种电子芯片拧螺钉装置。

所述的输送装置2用于定位放置芯片和散热器，并带动两者在工位之间流转；芯片供料装置3用于将芯片供料至输送装置2中，涂胶装置4用于对芯片表面进行涂胶，供料机械手用于将散热器供料至芯片上，拧螺钉装置5用于连接芯片和散热器。

如图2所示，输送装置2包括减速电机21、分割器22、转盘23、载具24；减速电机21的输出轴与分割器22的输入轴通过带轮相连接，转盘23安装在分割器22上方的输出轴上，载具24均匀安装在转盘23的一周。

如图3所示，载具24上设置有左右两个工位，可同时放置两个芯片和散热器；所述的载具24包括载具底板241、移动夹紧块242、固定夹紧块243、第一散热器定位块244、第二散热器定位块245和盖板247；移动夹紧块242移动连接在载具底板241中，盖板247固定在载具底板241上，盖板247位于移动夹紧块242的上方，移动夹紧块242与载具底板241之间设置有弹簧，固定夹紧块243固定设置在载具底板241上，移动夹紧块242和固定夹紧块243相对，共同将芯片夹紧；第一散热器定位块244安装在固定夹紧块243的上方，第二散热器定位块245安装在移动夹紧块242的上方，第一散热器定位块244和第二散热器定位块245相对应，第一散热器定位块244和第二散热器定位块245共同将散热器夹紧；所述的移动夹紧块242和盖板247上设置有矩形孔246。

输送装置2在工作时，移动夹紧块242和固定夹紧块243将芯片夹紧，括减速电机21驱动分割器22工作，分割器22带动转盘23上的载具24间歇转动；而后散热器放置在第一散热器定位块244和第二散热器定位块245之间，芯片位于散热器下方；实现载动工件转动的目的。

如图4-8所示，芯片供料装置3包括底架30、旋转料仓组件31、弧形过料轨32、移料组件33、整形组件34、切脚组件35、搬运组件36和调向组件37；底架30包括上平台和下平台，旋转料仓组件31安装在上平台上，移料组件33安装在下平台上；弧形过料轨32的上端竖直，与旋转料仓组件31出料端相衔接；弧形过料轨32的下端水平，与移料组件33的进料端相衔接；整形组件34和切脚组件35设置在移料组件33的侧方，调向组件37安装在下平台上，搬运组件36衔接移料组件33的出料端和调向组件37。

所述的旋转料仓组件31用于储存芯片，移料组件33用于实现芯片步进移动，整形组件34用于对芯片的引脚进行成型压整，切脚组件35用于对芯片多余的引脚进行切除，调向组件37用于将芯片进行姿态调整，搬运组件36用于将芯片进行吸取搬运。

所述的旋转料仓组件31包括圆盘311、料仓312、转轴313、驱动气缸314、摆杆315、推爪3151、棘轮盘316、止回爪317、止料气缸318和止料柱319；圆盘311中心与转轴313相固定，转轴313固定在上平台上，棘轮盘316铰接在转轴313上；所述的摆杆315一端与转轴313相铰接，摆杆315的另一端与驱动气缸314的伸缩端相连接，驱动气缸314的固定端铰接在上平台上；推爪3151铰接在摆杆315的中部，推爪3151的铰接中心上设置有扭簧，扭簧将推爪3151压在棘轮盘316上，棘轮盘316的一周设置有多个缺口，缺口与推爪3151的尖端相对应；止回爪317铰接在上平台上，止回爪317也压紧在棘轮盘316上；所述的料仓312设置有多个，多个料仓312设置在圆盘311的一周，止料气缸318安装在转轴313的上端，止料柱319固定在连接块上，连接块安装在止料气缸318的伸缩端；料仓312的边角上设置有楔口3121，楔口3121与伸出的连接块相对应；料仓312的上设置有侧孔3122，止料柱319位于侧孔3122中，止料柱319与芯片上的圆孔相对应。

所述的移料组件33包括移轨331、前接料座332、第一侧移气缸333、横杆334、侧移气缸335、单向推块336、后接料座337和第二侧移气缸338；横杆334移动连接在移轨331下方，单向推块336均匀连接在横杆334上，单向推块336上端设置有斜面，单向推块336可以摆动，单向推块336推动芯片单向输送；前接料座332移动连接在移轨331的进料端，第一侧移气缸333的伸缩端与前接料座332相连接；后接料座337移动连接在移轨331的出料端，后接料座337与第二侧移气缸338的伸缩端相连接，所述的前接料座332和后接料座337上开有沉槽，沉槽形状与芯片相匹配；移轨331的侧边设置有第一缺口3311和第二缺口3312，在缺口处芯片的引脚外露。

所述的整形组件34包括第一支座341、第一下压气缸342、下压块343和成型块344；第一支座341固定设置，第一下压气缸342安装在第一支座341的上方，下压块343安装在第一下压气缸342的伸缩端，成型块344固定在第一支座341上，成型块344与下压块343相对应，成型块344与下压块343的结合面为阶梯形，将引脚压合成折形。

所述的切脚组件35包括第二支座351、第二下压气缸352、压紧块353、裁切刀354和抵座355；第二下压气缸352安装在第二支座351的上端，第二下压气缸352的伸缩端上设置有安装座3521，压紧块353弹性连接在安装座3521上，裁切刀354固定连接在安装座3521上；抵座355安装在第二支座351的侧方，抵座355的上端平面与压紧块353相对应，裁切刀354与抵座355的侧方相对应。

所述的搬运组件36包括二自由度移动机构361、滑条362、吸取块363、楔形块364；二自由度移动机构361固定设置，滑条362水平安装在二自由度移动机构361的运动末端，吸取块363设置在滑条362的两端，楔形块364固定设置在二自由度移动机构361的运动末端，楔形块364的下端侧方设置有斜面。

所述的调向组件37包括齿轮轴371、接纳座372、齿条373和调向气缸374；齿轮轴371铰接在底架30上，接纳座372安装在齿轮轴371的上端，接纳座372上设置有恰好能放置芯片的缺槽，齿条373移动连接在底架30上，调向气缸374固定设置在底架30上，调向气缸374的伸缩端与齿条373相连接，齿条373与齿轮轴371相啮合。

所述的芯片供料装置3在工作时，芯片从旋转料仓组件31中送出，经过弧形过料轨32输送，运送到移料组件33处，在移料组件33处间歇运动，依次通过整形组件34对芯片的引脚进行压整成型，切脚组件35对芯片多余的引脚进行切断；而后搬运组件36将芯片搬运到调向组件37中，将芯片转动一定的角度后，搬运组件36进行搬出。

芯片供料装置3解决了芯片供料效率低，芯片外形不统一，供料需要调整姿态的问题；通过设置旋转料仓组件31大大提高了芯片的储存量，旋转式切换，提高供料的效率，避免供料等待；通过设置整形组件34和切脚组件35对芯片的引脚进行处理，提高供料的芯片整齐度，提高芯片的合格率；通过设置调向组件37对芯片的姿态进行调整，适应圆周式布置的载具，提高芯片供料的成功率。

如图9和11所示，涂胶装置4包括底座41、移动座42、侧移驱动组件43、清洗箱44、清洗轮45、驱动电机46、移动组件47和胶水挤出器48；移动座42通过滑轨移动连接在底座41上，侧移驱动组件43安装在底座41上，侧移驱动组件43带动移动座42移动；清洗箱44安装在底座41上，清洗轮45设置在清洗箱44内部，清洗轮45的端部设置有传动齿轮，驱动电机46设置在底座41的下方，驱动电机46带动传动齿轮转动；所述的移动组件47安装在移动座42上，胶水挤出器48安装在移动组件47的运动端。

所述的侧移驱动组件43包括电机、丝杠、丝杠螺母和传动带，丝杠螺母与移动座42相固定，丝杠与丝杠螺母形成螺旋配合，电机轴和丝杠轴端上设置有同步轮，传动带轮连接两个同步轮。

所述的移动组件47包括丝杠模组471、横移板472、升降气缸473、升降安装板474；横移板472安装在丝杠模组471的运动端，升降气缸473竖直安装在横移板472上，升降安装板474通过滑轨移动连接在横移板472上，升降气缸473的伸缩端与升降安装板474相连接。

所述的胶水挤出器48下端为平面，下端面设置有多个均布的细小圆孔，胶水从圆孔中挤出。

所述的涂胶装置4在工作时，移动组件47带动胶水挤出器48移动到芯片的上端，胶水挤出器48下端将胶水涂在芯片表面，而后移动组件47将胶水挤出器48移动到清洗轮45上，将下端残留的胶水进行清除；而后侧移驱动组件43向侧方移动一端距离，移动组件47和胶水挤出器48继续对另一个芯片进行涂胶。

涂胶装置4解决了胶水不均匀，涂胶效率低的问题，胶水挤出器48下端通过设置均布的细孔，能够保证挤出的胶水细腻均匀铺开，达到涂胶均匀的好处；通过设置清洗轮45对胶水挤出器48下端进行清洗，防止滴落，同时也能避免胶水固化的问题，易堵塞出料孔；设置侧移驱动组件43驱动胶水挤出器48来回移动，可实现对两个芯片分别进行涂胶，提高效率。

如图12和13所示，一种电子芯片拧螺钉装置包括基座51、拧螺丝组件52、振动料轨53、直振器54、侧座55、分离气缸56、分离座57、端部挡块58、顶料柱59和顶升气缸510；所述的拧螺丝组件52安装在基座51的上端，振动料轨53安装在直振器54的上端，振动料轨53中设置有供六角螺母经过的通道；侧座55安装在基座51侧方，侧座55的上端面开有矩形孔，分离座57成T形，分离座57的水平部移动连接在侧座55上的矩形孔中；端部挡块58固定设置在分离座57上，顶料柱59移动配合在分离座57中，顶料柱59位于端部挡块58的侧方，顶升气缸510安装在分离座57的竖直部，顶升气缸510的伸缩端与顶料柱59相连接；所述的端部挡块58上端为阶梯形，顶料柱59的上端设置有六角沉孔，六角沉孔的尺寸与螺母外形相匹配，六角沉孔的中心还设置有圆孔，圆孔直径大于螺钉的大径，六角沉孔与振动料轨53相对应的侧边设置有缺口，以供螺母经过。

所述的振动料轨53包括底轨531和盖轨532，盖轨532设置在底轨531上，底轨531上的槽宽度与螺母对边的距离相匹配，限制送出的螺母姿态；所述的底轨531端部设置有凸出533，凸出533中设置有光纤传感器，光纤传感器对应振动料轨53端部的螺母。

所述的拧螺丝组件52包括纵移气缸521、调整座522、旋压机523和尖嘴座524；纵移气缸521固定在基座51上面，调整座522通过滑轨移动连接在基座51上，纵移气缸521的伸缩端与调整座522相连接；旋压机523和尖嘴座524固定在调整座522上，旋压机523位于尖嘴座524的正上方，尖嘴座524中设置有竖直的通孔，尖嘴座524的侧方还设置有斜孔，斜孔与竖直的通孔相贯穿，斜孔上连接有导管与螺钉震料器端部相连接；尖嘴座524的下端部两侧设置有弹性夹爪，夹住螺钉。所述的直振器54端部设置有圆振，圆振出料端与直振器54进料端相衔接。

所述的一种电子芯片拧螺钉装置在工作时，螺钉振动出来，送到尖嘴座524处，经过斜孔后落入竖直的通孔中；螺母通过直振器54送出，当螺母顶住端部挡块58后，被光纤传感器检测到后分离气缸56收缩，带动分离座57移动，使螺母落入顶料柱59中，而后顶升气缸510升起，将螺母抬升，而后拧螺丝组件52下降，而后旋压机523工作，将螺钉拧入螺母中。

一种电子芯片拧螺钉装置解决了拧螺丝工序多，效率低，成功率低的问题，通过设置振动供料器实现螺母和螺钉的自动有序化供料，在一个工位处实现螺钉和螺母的供料，提高拧螺钉的效率；设置端部挡块58和顶料柱59实现螺母的精准分离和固定，在拧螺丝的过程中防止螺母错位，提高拧螺钉的成功率。

如图14所示，所述的下料装置6包括移动模组61、连接座62、驱动杆63和吸盘64，连接座62安装在移动模组61的移动端，驱动杆63的下端设置有斜面，驱动杆63设置在连接座62的下端，吸盘64安装在连接座62上。

Claims (6)

1.一种电子芯片拧螺钉装置，其特征在于，其包括基座(51)、拧螺丝组件(52)、振动料轨(53)、直振器(54)、侧座(55)、分离气缸(56)、分离座(57)、端部挡块(58)、顶料柱(59)和顶升气缸(510)；所述的拧螺丝组件(52)安装在基座(51)的上端，振动料轨(53)安装在直振器(54)的上端，振动料轨(53)中设置有供六角螺母经过的通道；侧座(55)安装在基座(51)侧方，侧座(55)的上端面开有矩形孔，分离座(57)成T形，分离座(57)的水平部移动连接在侧座(55)上的矩形孔中；端部挡块(58)固定设置在分离座(57)上，顶料柱(59)移动配合在分离座(57)中，顶料柱(59)位于端部挡块(58)的侧方，顶升气缸(510)安装在分离座(57)的竖直部，顶升气缸(510)的伸缩端与顶料柱(59)相连接；所述的端部挡块(58)上端为阶梯形，顶料柱(59)的上端设置有六角沉孔，六角沉孔的尺寸与螺母外形相匹配，六角沉孔的中心还设置有圆孔，圆孔直径大于螺钉的大径，六角沉孔与振动料轨(53)相对应的侧边设置有缺口，以供螺母经过。

2.根据权利要求1所述的一种电子芯片拧螺钉装置，其特征在于，所述的振动料轨(53)包括底轨(531)和盖轨(532)，盖轨(532)设置在底轨(531)上，底轨(531)上的槽宽度与螺母对边的距离相匹配，限制送出的螺母姿态；所述的底轨(531)端部设置有凸出(533)，凸出(533)中设置有光纤传感器，光纤传感器对应振动料轨(53)端部的螺母。

3.根据权利要求1所述的一种电子芯片拧螺钉装置，其特征在于，所述的拧螺丝组件(52)包括纵移气缸(521)、调整座(522)、旋压机(523)和尖嘴座(524)；纵移气缸(521)固定在基座(51)上面，调整座(522)通过滑轨移动连接在基座(51)上，纵移气缸(521)的伸缩端与调整座(522)相连接；旋压机(523)和尖嘴座(524)固定在调整座(522)上，旋压机(523)位于尖嘴座(524)的正上方。

4.根据权利要求1或3所述的一种电子芯片拧螺钉装置，其特征在于，所述的直振器(54)端部设置有圆振，圆振出料端与直振器(54)进料端相衔接。

5.根据权利要求1或3所述的一种电子芯片拧螺钉装置，其特征在于，尖嘴座(524)中设置有竖直的通孔，尖嘴座(524)的侧方还设置有斜孔，斜孔与竖直的通孔相贯穿，斜孔上连接有导管与螺钉震料器端部相连接；尖嘴座(524)的下端部两侧设置有弹性夹爪。

6.一种电子芯片拧螺钉方法，其特征在于，螺钉振动出来，送到尖嘴座(524)处，经过斜孔后落入竖直的通孔中；螺母通过直振器(54)送出，当螺母顶住端部挡块(58)后，被光纤传感器检测到后分离气缸(56)收缩，带动分离座(57)移动，使螺母落入顶料柱(59)中，而后顶升气缸(510)升起，将螺母抬升，而后拧螺丝组件(52)下降，而后旋压机(523)工作，将螺钉拧入螺母中。

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