CN114535819A - 一种全自动激光标记设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动激光标记设备，包括依次排列的工料收容匣、第一传送模组、第一转换模组、第二传送模组、第二转换模组、激光标记模组；通过将不同的工位区分布置，以紧密利用有效空间的方式改变了传统的直线排布。通过旋转机械手、传送模组完成不同工位之间的转送、传送，将待加工料、已加工料容置于同一料匣内，可以达到组装结构简单、占地面积减小、调试简单的特点，同时，还会优化整个自动化系统的运行效率，适合在工厂能大规模推广使用。

Description

一种全自动激光标记设备

技术领域

本发明涉及一种全自动激光标记设备。

背景技术

激光标记，由于其非接触、无耗材、无油墨污染、标记线条精细等优点，逐步取代丝网印刷、喷墨、气动打标等传统标记手段，而广泛应用于工业自动化领域。

在半导体激光标记领域，传统的自动激光标记设备由自动上料仓、双头激光标记工位和自动下料仓组成，三者直线排布，中间用工件传输机构连接。其中上料仓和下料仓结构相同，成镜像对称，分别有上下两层盛放料匣的平台及各自的料匣移动机构；每个料仓都有YZ两方向运动的机械抓手，用于抓取料盒对准工件传输轨道；上料仓的两层平台分别用于盛放未标记工件的满料料匣和取光了工件的空料匣，下料仓的两层平台分别用于放置装满已标记工件的满料料匣和等待盛装已标记工件的空料匣。

现有设备由于直线排布导致传动结构复杂、制造成本高、组装调试难度大，同时由于自动化线的集成设计导致占地面积很大，不适合在工厂大规模导入。

发明内容

为克服现有技术中的缺陷，本发明提供了一种全自动激光标记设备。

本发明实施例提供了一种全自动激光标记设备，包括依次排列的工料收容匣、第一传送模组、第一转换模组、第二传送模组、第二转换模组、激光标记模组；其中，激光标记模组包括激光标记头和激光标记工位；第一传送模组包括第一传送轨和第一停靠位、第二停靠位，第一停靠位设于第一传送模组靠近工料收容匣的端部；第二传送模组沿垂直第一传送模组的方向排布，包括第二传送轨和靠近第二停靠位设置的第三停靠位；工料收容匣配置有多层的收容槽，收容槽对接第一停靠位；第一转换模组配置为旋转双工转运装置，用于工料转运于第二停靠位和第三停靠位；第二转换模组沿第二传送模组滑动，转运工料于第三停靠位和激光标记工位。

进一步的，第二转换模组配置为旋转载台。

进一步的，旋转载台包括旋转气缸和载板，旋转气缸驱动载板水平转动。

进一步的，第二转换模组配置为与第二传送模组相垂直的直线运动模组。

进一步的，第二转换模组配置为与第二传送模组配合以驱动所述载板水平移动。

进一步的，工料被划分为若干个标记区域，由所述第二传送模组和所述直线运动模组相配合，将各标记区域依次送至所述激光标记工位，从而使所述激光标记工位对各个标记区域内的工料依序标记。

进一步的，工料收容匣包括高度调节装置，多层的收容槽被高度调节装置分别驱动对接第一停靠位。

进一步的，旋转双吸头单次旋转幅度为180°。

进一步的，第一传送模组、第二传送模组分别包括驱动电机，驱动电机正反转驱动第一传送模组、第二传送模组对应方向传动。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明提出的改进集成方式的全自动激光标记设备通过将不同的工位区分布置，以紧密利用有效空间的方式改变了传统的直线排布。通过旋转机械手、传送模组完成不同工位之间的转送、传送，将待加工料、已加工料容置于同一料匣内，可以达到组装结构简单、占地面积减小、调试简单的特点，同时，还会优化整个自动化系统的运行效率，适合在工厂能大规模推广使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例一的全自动激光标记设备平面布置示意图；

图2为实施例一的工料收容匣及其升降机构示意图；

图3为实施例一的工料收容匣工作方式示意图；

图4为实施例一的旋转双吸头结构示意图；

图5为实施例一的旋转载台结构示意图；

图6为实施例二的全自动激光标记设备平面布置示意图；

图7为实施例三的全自动激光标记设备平面布置示意图。

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。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。

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

实施例一

如图1至图5所示，是实施例一的组成示意图。本实施例以半导体行业的基板标记为例，可以理解的是，本方案同样适用于其他产品的激光标记工艺。

参考图1，全自动激光标记设备包括工料收容匣1、工件2、第一传送模组3、第二转换模组4(其上配置载板5)、第二传送模组6、激光标记工位7、第二停靠位8-2、第三停靠位8-1、第一转换模组9、旋转双吸头10、工料收容匣1的高度调节装置11、光学系统布置区 12。此外，还包括第一停靠位，设于第一传送模组靠近工料收容匣的端部；设有激光标记模组，包括激光标记头，激光头工作区域覆盖激光标记工位7，激光标记模组中的激光器和其他外光路器件布置于光学系统布置区12内。

参考图1至图3，工料收容匣1配置有多层的收容槽，在每一运行时分都有一个收容槽对接第一停靠位，每个收容槽内容置工件2(包括待标记工件2’或已标记工件2”)。工料收容匣1的高度调节装置11驱动沿图示Z方向活动，以调整不同位置的收容槽与第一停靠位对接。第一传送模组3包括第一传送轨和驱动电机，本实施例采用皮带传送方式，驱动电机正反转驱动皮带正向、反向传动带动工件2沿图示Y方向进入或外出工料收容匣1。本实施例采用皮带传送方式，需要在工料收容匣1背部配置一个行程较长的气缸将工件2从工料收容匣1中完全退出至第一停靠位，然后由传送带传送至第二停靠位8-2。收料时还需要另一个气缸或伺服推手将完成标记的工件2推回至工料收容匣1。

如图4所示，第一转换模组9、旋转双吸头10被集成于一体，用于旋转吸取工件2于第二停靠位8-2和第三停靠位8-1之间，循环往复，单次旋转幅度为180°。第一转换模组9 包括旋转电机901、减速器902、减速器座903、回转支撑轴承904、承载梁905，旋转双吸头10的一头包括定位销1001、卡合连接槽1002、定位盘1003、限位槽1005、定位连接套 1006、复位缓冲弹簧1007、固定安装座一1008、固定安装座二1009、吸嘴1010。旋转电机 901驱动旋转于预设的减速速度，吸嘴1010在第二停靠位8-2和第三停靠位8-1之间切换并协同吸嘴1010的吸取与释放。旋转双吸头10的双侧是以中心轴对称分布的，可以轮候完成吸取、释放动作。

此外，前述实施例公开的是吸嘴1010用于吸取工件2，如半导体基板；在其他实施方式中，有些是导线架料条，很可能没有足够吸附的表面，或不允许吸盘接触工件表面，通常会使用气动夹爪勾住工件2的边缘，或采用伯努利气浮抓手将工件整体吸附悬浮起来转运，因此旋转双吸头10会被对应配置更新为旋转双工转运夹爪、旋转双工转运爪钩等。可以理解的是，针对不同的适用工件2，不同的接触点配合结构组成的旋转双工转运装置可以实现稳定、适配的转运。

如图5所示，第二转换模组4包括旋转载台，具体包括旋转气缸组件和载板502，旋转气缸组件采用差速变速器与载板502换向连接驱动，旋转气缸组件包括固定件501、气缸503、变速器504，通过齿轮转换力结构共同配合以驱动所述载板502水平转动。固定件501固定于第二传送轨的滑块之上，被带动沿其滑动，第二传送轨包括驱动电机和丝杆导轨，驱动电机正反转驱动滑块沿丝杆导轨传动滑动。为了便于控制工件2在活动过程中不被惯性移动产生位置偏差，第二转换模组4底部设有保持吸附工件的吸盘，具体而言，所述载板502上设有若干数量的吸盘，恰好吸附工件2固定不动。

在本实施例中，全自动激光标记设备的运行顺序是，如图1所示，Input为进入执行标记工序流，Output为完成标记返回工序流。高度调节装置11将工料收容匣1的某个收容槽对接于第一传送模组3，将其收容槽内的待标记工件2’转运到第一传送模组3上，并从第一停靠位被运送至第二停靠位8-2。第一转换模组9的对应第二停靠位8-2一侧的旋转双吸头10 吸取待标记工件2’旋转180°转运至第三停靠位8-1，同时旋转双吸头10的另一头将第三停靠位8-1上的已标记工件2”对换释放到第二停靠位8-2准备取回，第一传送模组3返回时将对换释放的已标记工件2”带回至第一停靠位，升降模组11将工件2”的收容槽对准第一停靠位，将工件2”收至工料收容匣1存储，工料收容匣1上升或下降启动下一收容槽的对接。同步的，第二转换模组4搭载待标记工件2’，在第二传送模组驱动下将工件2’送至至激光标记工位7，途中完成90°旋转，使工件的长度方向平行于第二传送模组的运动方向，完成标记；完成标记后，被运转至第三停靠位8-1等待返回，途中反向旋转90°使之长度方向平行于第一传送模组的运动方向。至此完成一个标记流程的循环，不断地从工料收容匣1取出待标记工件2’并送入已标记工件2”，重复利用同一个工料收容匣1的收容槽，以此往复，可以不断地进行高效率的标记工作。

此外，若工件2较长，不能被激光标记区域完全覆盖，还可以对工件2沿长度方向进行区域划分逐次标记，在第二传送模组6的驱动下依次将对应区域送至激光标记区域逐次完成标记。

实施例二

如图6所示，是实施例二的组成示意图。

本实施例二与实施例一的差别在于是配置双激光头，也即为了提高标记效率，标记过程中不需要移动更换标记区域，采用双头激光器同时完成标记，这只需要在激光光源进行相关的配置即可。

光学系统布置区12配置包括双激光头组件13，两路激光的扫描振镜(1401和1402)，同步完成工件2左右两个分区的标记，改变了前述逐次标记过程。对于较长的基板工件可以不用移动变换标记位置，有利于提高使用效率。具体实施流程与实施例一相同，故不再赘述。

实施例三

如图7所示，是实施例三的组成示意图，适用于大型基板的标记流程。

大型基板工件2，比如晶圆级封装的基板，其基本上是方形或圆形的，而且在横、竖两个方向上都超过了激光标记范围，因此不适合实施例一、实施例二的实施方案。为了适应于此情况，第二转换模组4配置为直线运动模组15和设置在直线运动模组15上的载板5。直线运动模组15固定连接于第二传送模组的滑块，两者的运动方向分别为方向A和方向B，两者相互配合可将载板上的任一位置送至激光标记工位。

本实施例中，将大型基板工件2划分为多个标记区域，由第二传送模组6和直线运动模组15相配合，将各标记区域依次送至激光标记工位7，所述激光标记工位7对各个标记区域内的工料依序标记。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种全自动激光标记设备，其特征在于，包括依次排列的工料收容匣、第一传送模组、第一转换模组、第二传送模组、第二转换模组、激光标记模组；其中，

所述激光标记模组包括激光标记头和激光标记工位；

所述第一传送模组包括第一传送轨和第一停靠位、第二停靠位，所述第一停靠位设于所述第一传送模组靠近所述工料收容匣的端部；

所述第二传送模组沿垂直所述第一传送模组的方向排布，所述第二传送模组包括第二传送轨和靠近所述第二停靠位设置的第三停靠位；

所述工料收容匣配置有多层的收容槽，所述收容槽对接所述第一停靠位；

所述第一转换模组配置为旋转双工转运装置，用于将工料转运于所述第二停靠位和所述第三停靠位；

所述第二转换模组沿第二传送模组滑动，转运工料于所述第三停靠位和所述激光标记工位。

2.根据权利要求1所述的全自动激光标记设备，其特征在于，所述第二转换模组配置为旋转载台。

3.根据权利要求2所述的全自动激光标记设备，其特征在于，所述旋转载台包括旋转气缸和载板，所述旋转气缸驱动所述载板水平转动。

4.根据权利要求1所述的全自动激光标记设备，其特征在于，所述第二转换模组配置为与所述第二传送模组相垂直的直线运动模组。

5.根据权利要求4所述的全自动激光标记设备，其特征在于，所述第二转换模组配置为与所述第二传送模组配合以驱动所述载板水平移动。

6.根据权利要求5所述的全自动激光标记设备，其特征在于，工料被划分为若干个标记区域，由第二传送模组和直线运动模组相配合，将各标记区域依次送至激光标记工位，从而使所述激光标记工位对各个标记区域内的工料依序标记。

7.根据权利要求1所述的全自动激光标记设备，其特征在于，所述工料收容匣包括高度调节装置，可将任一所述收容槽对接于所述第一停靠位。

8.根据权利要求1所述的全自动激光标记设备，其特征在于，所述旋转双吸头单次旋转幅度为180°。

9.根据权利要求1所述的全自动激光标记设备，其特征在于，所述第一传送模组、所述第二传送模组分别包括驱动电机，所述驱动电机正反转驱动所述第一传送模组、所述第二传送模组对应方向传动。

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