CN114798465B - 一种ptc加热器芯片自动上料检测设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PTC加热器芯片自动上料检测设备，包括两套上料搬运机构、转盘式输送机构、阻值测试机构、芯片叠装机构和CCD检测装置，两套上料搬运机构用于将放置在治具盒中的加热器芯片搬运至输送转盘式输送机构上的芯片定位夹具中，阻值测试机构用于活动接触加热器芯片测量阻值，芯片叠装机构将芯片定位夹具中已测试的加热器芯片取下，将测试不合格的加热器芯片放置于不良品盒中、将合格的加热器芯片装配到倍速链随行夹具中放置的塑座框架内，CCD检测装置用于检测倍速链随行夹具塑座框架内装配的加热器芯片是否符合要求。本发明能够可靠实现PTC加热器芯片自动上料及检测，测试准确可靠，能够满足大批量生产时自动上料需求。
Description
技术领域
本发明涉及新能源部件生产装备技术领域，尤其涉及一种PTC加热器芯片自动上料检测设备。
背景技术
PTC加热器是一种高效的加热器，其热导性好、温度均匀，具有长寿命、机械性能强、耐腐蚀等优点。新能源汽车中需要采用PTC加热器作为热源，随着新能源汽车市场的不断发展，PTC加热器使用量越来越大。PTC加热器中设有PTC陶瓷发热芯片元件，PTC陶瓷发热芯片具有热阻小、换热效率高的优点，而且具有优良的安全性能，使用安全可靠。
在大批量生产制造PTC加热器时，需要设计全自动装配生产线才能满足生产要求。申请人为自动化设备领域的专业企业，申请人组织研发人员研发全自动装配生产线，以满足市场需求。
而在全自动装配生产线中，需要将组成PTC加热器的加热器芯片(PTC陶瓷发热芯片)按设计要求的方向自动输送到生产线上，并且需要对加热器芯片的性能进行检测，保证将合格的加热器芯片输送到生产线上，以便后续工序能够顺序装配生产。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种PTC加热器芯片自动上料检测设备，通过设置芯片上料搬运机构、转盘机构、自动测试机构、取料机构和CCD检测装置等自动化机构，能够可靠实现PTC加热器芯片自动上料及检测，自动上料检测顺畅稳定、生产效率高，测试准确可靠，能够很好的满足大批量生产时自动上料需求。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种PTC加热器芯片自动上料检测设备，包括第一芯片上料搬运机构、第二芯片上料搬运机构、转盘式输送机构、阻值测试机构、芯片叠装机构和CCD检测装置，所述第一芯片上料搬运机构和第二芯片上料搬运机构的结构相同，用于将放置在治具盒中的加热器芯片搬运至输送转盘式输送机构上的芯片定位夹具中，所述阻值测试机构中设有升降测试探针用于活动接触加热器芯片测量阻值，所述芯片叠装机构中设有取料机器人，所述取料机器人将所述芯片定位夹具中已测试的加热器芯片取下，将测试不合格的加热器芯片放置于不良品盒中、将合格的加热器芯片装配到倍速链随行夹具中放置的塑座框架内，所述CCD检测装置用于检测倍速链随行夹具塑座框架内装配的加热器芯片是否符合要求。
进一步的，所述第一芯片上料搬运机构和第二芯片上料搬运机构中包括加热器芯片送料机构和吸取搬运机构，所述加热器芯片送料机构中设有伺服进给平台，所述伺服进给平台上设有多个治具盒，上料位置处的所述伺服进给平台下方设有将治具盒中放置的加热器芯片上顶的顶升机构；所述顶升机构将治具盒中的加热器芯片顶起后由所述吸取搬运机构取走。
进一步的，所述吸取搬运机构包括搬运移载滑台、取料升降气缸、取料吸盘、下料升降气缸、下料旋转气缸和下料吸盘，所述取料升降气缸和下料升降气缸安装于所述搬运移载滑台上，所述取料升降气缸与下料升降气缸之间设有变位推动气缸，所述取料吸盘通过安装支架安装于所述取料升降气缸上，所述下料旋转气缸安装于所述下料升降气缸下端，所述下料旋转气缸上安装所述下料吸盘。
进一步的，所述第一芯片上料搬运机构和第二芯片上料搬运机构都匹配连接有上料二次定位机构，所述上料二次定位机构包括二次定位夹台和对称设于所述二次定位夹具两侧的第一对夹气缸和第二对夹气缸；搬运移载滑台和所述取料升降气缸带动取料吸盘移动将治具盒中的加热器芯片搬运到所述二次定位夹台中进行二次定位，搬运移载滑台、所述下料升降气缸和下料旋转气缸带动下料吸盘移动将所述二次定位夹台中的加热器芯片搬运到所述芯片定位夹具中。
进一步的，所述芯片定位夹具中设置两排放置加热器芯片的芯片定位凹腔，所述变位推动气缸推动所述下料升降气缸、下料旋转气缸和下料吸盘在两排所述芯片定位凹腔之间切换位置摆放加热器芯片。
进一步的，所述转盘式输送机构包括转盘和圆周驱动分隔器，所述转盘安装于所述圆周驱动分隔器上，所述芯片定位夹具按圆周等分均布于转盘上。
进一步的，所述阻值测试机构包括上阻值测试机构和下阻值测试机构，所述上阻值测试机构中设有上升降导向气缸、上探针安装座和上测试探针组，所述下阻值测试机构中设有下升降导向气缸、下探针安装座和下测试探针组，所述上测试探针组和下测试探针组分别与测试仪相连；所述上升降导向气缸带动上测试探针组向下接触加热器芯片上表面、所述下升降导向气缸带动下测试探针组向上接触加热器芯片下表面进行阻值检测。
进一步的，所述取料机器人采用SCARA机械手，所述取料机器人的末端设有真空吸附夹具，所述真空吸附夹具中设有真空吸盘。
进一步的，所述CCD检测装置中设有镜头调节安装架和CCD识别镜头，所述CCD识别镜头对准倍速链随行夹具塑座框架内装配的加热器芯片进行视觉识别。
进一步的，所述芯片叠装机构与倍速链之间设有装配二次定位机构，所述装配二次定位机构中设有装配定位台、第一定位顶推气缸和第二定位顶推气缸。
本发明具有如下有益效果：
1、本发明通过设置两套芯片上料搬运机构、转盘机构、自动测试机构、取料机构和CCD检测装置等自动化机构，能够可靠实现PTC加热器芯片自动上料及检测，自动上料检测顺畅稳定、生产效率高，测试准确可靠，能够很好的满足大批量生产时自动上料需求。
2、本发明两套芯片上料搬运机构中设有两个既可联动也可分开动作的取料吸盘和下料吸盘，取料吸盘经过搬运移载滑台和取料升降气缸驱动，下料吸盘经过搬运移载滑台、下料升降气缸和下料旋转气缸驱动，下料吸盘还可经变位推动气缸驱动进行变位，搬运上料时动作灵活，两套芯片上料搬运机构同时工作，便于将多个加热器芯片快速准确的搬运放置到芯片定位夹具中；而一个芯片定位夹具中能够放置多个加热器芯片，阻值测试机构一次完成多个加热器芯片的检测，保证检测效率。
3、本发明芯片上料搬运机构与转盘式输送机构之间设置上料二次定位机构，上料时利用上料二次定位机构校正加热器芯片的姿态和位置，保证上料精确可靠。
4、本发明转盘式输送机构中设置转盘和圆周驱动分隔器，转盘在圆周驱动分隔器的驱动下能够间歇转动，转盘上设置多个芯片定位夹具，第一、第二芯片上料搬运机构、阻值测试机构和芯片叠装机构分别围绕转盘上的芯片定位夹具按工序设置，便于准确按序工作，工作效率高。
5、本发明芯片叠装机构中设置取料机器人和真空吸附夹具，能够将测试合格的加热器芯片放置到装配二次定位机构再进行二次定位，然后再搬运装配到倍速链随行夹具上的塑座框架内，二次定位后位置更加精确，保证加热器芯片在随行夹具上的塑座框架内能够准确装配到位。
6、本发明CCD检测装置能够检测随行夹具上的塑座框架内有无芯片缺失或装配不良；检测出不良时便于及时处理，无不良时继续传送到至下一工序。
附图说明
图1为本发明PTC加热器芯片自动上料检测设备的主视示意图；
图2为本发明PTC加热器芯片自动上料检测设备的立体示意图之一；
图3为本发明PTC加热器芯片自动上料检测设备的立体示意图之二；
图4为本发明吸取搬运机构部分的立体示意图；
图5为本发明上阻值测试机构部分的立体示意图；
图6为本发明下阻值测试机构部分的立体示意图；
图7为本发明芯片叠装机构部分的立体示意图；
图8为本发明上料二次定位机构部分的立体示意图；
图9为本发明装配二次定位机构部分的立体示意图。
附图标记说明：
1、第一芯片上料搬运机构；11、治具盒；12、加热器芯片送料机构；121、伺服进给平台；13、吸取搬运机构；131、搬运移载滑台；132、取料升降气缸；133、取料吸盘；134、下料升降气缸；135、下料旋转气缸；136、下料吸盘；137、变位推动气缸；14、顶升机构；15、上料二次定位机构；151、二次定位夹台；152、第一对夹气缸；153、第二对夹气缸；2、第二芯片上料搬运机构；3、转盘式输送机构；31、芯片定位夹具；311、芯片定位凹腔；32、转盘；33、圆周驱动分隔器；4、阻值测试机构；41、上阻值测试机构；411、上升降导向气缸；412、上探针安装座；413、上测试探针组；42、下阻值测试机构；421、下升降导向气缸；422、下探针安装座；423、下测试探针组；5、芯片叠装机构；51、取料机器人；52、真空吸附夹具；521、真空吸盘；6、CCD检测装置；61、镜头调节安装架；62、CCD识别镜头；7、不良品盒；8、随行夹具；9、装配二次定位机构；91、装配定位台；92、第一定位顶推气缸；93、第二定位顶推气缸。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明：
参见图1-9所示，一种PTC加热器芯片自动上料检测设备，包括第一芯片上料搬运机构1、第二芯片上料搬运机构2、转盘式输送机构3、阻值测试机构4、芯片叠装机构5和CCD检测装置6，所述第一芯片上料搬运机构1和第二芯片上料搬运机构2结构相同，用于将放置在治具盒11中的加热器芯片搬运至输送转盘式输送机构3上的芯片定位夹具31中，所述阻值测试机构4中设有升降测试探针用于活动接触加热器芯片测量阻值，所述芯片叠装机构5中设有取料机器人51，所述取料机器人51将所述芯片定位夹具31中已测试的加热器芯片取下，将测试不合格的加热器芯片放置于不良品盒7中、将合格的加热器芯片装配到倍速链随行夹具8中放置的塑座框架内，所述CCD检测装置6用于检测倍速链随行夹具8塑座框架内装配的加热器芯片是否符合要求。
所述第一芯片上料搬运机构1和第二芯片上料搬运机构2都包括加热器芯片送料机构12和吸取搬运机构13，所述加热器芯片送料机构12中设有伺服进给平台121，伺服进给平台121包括伺服电机、导轨和安装平台，所述伺服进给平台121上设有多个按固定间距设置的治具盒11，每个治具盒11中层叠放置多个加热器芯片，上料位置处的所述伺服进给平台121下方设有将治具盒11中放置的加热器芯片上顶的顶升机构14，顶升机构14中设置顶升气缸和顶杆；所述顶升机构14将治具盒11中的加热器芯片顶起后由所述吸取搬运机构13取走。
参见图4所示，所述吸取搬运机构13包括搬运移载滑台131、取料升降气缸132、取料吸盘133、下料升降气缸134、下料旋转气缸135和下料吸盘136，搬运移载滑台131中设有运动导向部件、移载气缸和安装滑板，所述取料升降气缸132和下料升降气缸134安装于所述搬运移载滑台131上，所述取料升降气缸132与下料升降气缸134之间设有变位推动气缸137，变位推动气缸137用于推动下料升降气缸134带动下料吸盘136变换位置，所述取料吸盘133通过安装支架安装于所述取料升降气缸132上，所述下料旋转气缸135安装于所述下料升降气缸134下端，所述下料旋转气缸135上安装所述下料吸盘136。
所述第一芯片上料搬运机构1和第二芯片上料搬运机构2都匹配连接有上料二次定位机构15，参见图8所示，所述上料二次定位机构15包括二次定位夹台151和对称设于所述二次定位夹台151两侧的第一对夹气缸152和第二对夹气缸153；利用二次定位夹台151(二次定位夹台151中也设有定位顶推气缸)、第一对夹气缸152和第二对夹气缸153的动作能够将加热器芯片姿态及位置进行校正；搬运移载滑台131和所述取料升降气缸132带动取料吸盘133移动将治具盒11中的加热器芯片搬运到所述二次定位夹台151中进行二次定位，搬运移载滑台131、所述下料升降气缸134和下料旋转气缸135带动下料吸盘136移动将所述二次定位夹台151中的加热器芯片搬运到所述芯片定位夹具31中。所述芯片定位夹具31中设置两排放置加热器芯片的芯片定位凹腔311，所述变位推动气缸137推动所述下料升降气缸134、下料旋转气缸135和下料吸盘136在两排所述芯片定位凹腔311之间切换位置摆放加热器芯片。
所述转盘式输送机构3包括转盘32和圆周驱动分隔器33，圆周驱动分隔器33连接有驱动电机，所述转盘32安装于所述圆周驱动分隔器33上，所述芯片定位夹具31按圆周等分均布于转盘32上。
参见图5-6所示，所述阻值测试机构4包括上阻值测试机构41和下阻值测试机构42，所述上阻值测试机构41中设有上升降导向气缸411、上探针安装座412和上测试探针组413，所述下阻值测试机构42中设有下升降导向气缸421、下探针安装座422和下测试探针组423，所述上测试探针组413和下测试探针组423分别与测试仪相连；所述上升降导向气缸411带动上测试探针组413向下接触加热器芯片上表面、所述下升降导向气缸421带动下测试探针组423向上接触加热器芯片下表面进行阻值检测。
参见图7所示，所述取料机器人51采用SCARA机械手，所述取料机器人51的末端设有真空吸附夹具52，所述真空吸附夹具52中设有真空吸盘521。
所述CCD检测装置6中设有镜头调节安装架61和CCD识别镜头62，CCD识别镜头62安装在镜头调节安装架61上，便于调节镜头位置，CCD识别镜头62与识别系统相连，所述CCD识别镜头62对准倍速链随行夹具8塑座框架内装配的加热器芯片进行视觉识别。
参见图9所示，所述芯片叠装机构5与倍速链之间设有装配二次定位机构9，所述装配二次定位机构9中设有两套独立的装配定位台91、第一定位顶推气缸92和第二定位顶推气缸93。
为了实现功能，各机构中还设有有无料检测、位置感应检测等检测传感器，各检测传感器和各个机构、测试仪等都与控制器相连。
本发明工作时，由人工将加热器芯片放置到治具盒11，再将多个治具盒11固定到伺服进给平台121，伺服进给平台121带动治具盒11移动到上料取料位置，顶升机构14将治具盒11中的加热器芯片顶起；由第一芯片上料搬运机构1和第二芯片上料搬运机构2中的吸取搬运机构13将加热器芯片逐一搬运放置到芯片定位夹具31中。
第一芯片上料搬运机构1和第二芯片上料搬运机构2工作时，当搬运移载滑台131中的移载气缸位于上料取料位置时，取料升降气缸132下降带动取料吸盘133吸取加热器芯片，若此时二次定位夹台151中有已完成定位的加热器芯片，则下料升降气缸134同步下降带动下料吸盘136吸取二次定位夹台151中的加热器芯片，若检测到二次定位夹台151中暂时没有加热器芯片，则下料升降气缸134不动作；等到取料吸盘133取料结束后搬运移载滑台131带动取料升降气缸132及取料吸盘133运动至二次定位夹台151处，取料升降气缸132下降将加热器芯片放置于二次定位夹台151中；
此时传感器检测如果下料吸盘136上吸取有加热器芯片且芯片定位夹具31中的其中一排芯片定位凹腔311中没有放置加热器芯片，则下料旋转气缸135旋转使加热器芯片方向对齐，下料升降气缸134下降带动下料吸盘136将加热器芯片放置到该芯片定位凹腔311中；
如果检测到芯片定位凹腔311中已经放置有加热器芯片，则由变位推动气缸137用于推动下料升降气缸134、下料旋转气缸135及下料吸盘136变换位置，便于将加热器芯片放置到相邻的芯片定位凹腔311中；
如果检测到下料吸盘136上没有吸取加热器芯片，或每排芯片定位凹腔311都已放置有加热器芯片，则吸取搬运机构13暂时停止动作，等待转盘32转动将下一个芯片定位夹具31输送过来后再继续。
芯片定位夹具31放上加热器芯片后，阻值测试机构4中的上阻值测试机构41和下阻值测试机构42分别活动接触加热器芯片开始检测阻值，检测后芯片叠装机构5中的取料机器人51将已测试的加热器芯片取下，将测试不合格的加热器芯片放置于不良品盒7中、再将合格的加热器芯片装配到倍速链随行夹具8中放置的塑座框架内；装配后CCD检测装置6检测倍速链随行夹具8塑座框架内装配的加热器芯片是否符合要求，检测出不良时便于及时处理，检测无不良时继续传送到至下一工序。
以上所述仅为本发明的具体实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (4)
1.一种PTC加热器芯片自动上料检测设备，其特征在于：包括第一芯片上料搬运机构(1)、第二芯片上料搬运机构(2)、转盘式输送机构(3)、阻值测试机构(4)、芯片叠装机构(5)和CCD检测装置(6)，所述第一芯片上料搬运机构(1)和第二芯片上料搬运机构(2)结构相同，用于将放置在治具盒(11)中的加热器芯片搬运至转盘式输送机构(3)上的芯片定位夹具(31)中，所述阻值测试机构(4)中设有升降测试探针用于活动接触加热器芯片测量阻值，所述芯片叠装机构(5)中设有取料机器人(51)，所述取料机器人(51)将所述芯片定位夹具(31)中已测试的加热器芯片取下，将测试不合格的加热器芯片放置于不良品盒(7)中、将合格的加热器芯片装配到倍速链随行夹具(8)中放置的塑座框架内，所述芯片叠装机构(5)与倍速链之间设有装配二次定位机构(9)，所述装配二次定位机构(9)中设有装配定位台(91)、第一定位顶推气缸(92)和第二定位顶推气缸(93)；所述CCD检测装置(6)用于检测倍速链随行夹具(8)塑座框架内装配的加热器芯片是否符合要求；
所述第一芯片上料搬运机构(1)和第二芯片上料搬运机构(2)中包括加热器芯片送料机构(12)和吸取搬运机构(13)，所述加热器芯片送料机构(12)中设有伺服进给平台(121)，所述伺服进给平台(121)上设有多个治具盒(11)，上料位置处的所述伺服进给平台(121)下方设有将治具盒(11)中放置的加热器芯片上顶的顶升机构(14)；所述顶升机构(14)将治具盒(11)中的加热器芯片顶起后由所述吸取搬运机构(13)取走；
所述吸取搬运机构(13)包括搬运移载滑台(131)、取料升降气缸(132)、取料吸盘(133)、下料升降气缸(134)、下料旋转气缸(135)和下料吸盘(136)，所述取料升降气缸(132)和下料升降气缸(134)安装于所述搬运移载滑台(131)上，所述取料升降气缸(132)与下料升降气缸(134)之间设有变位推动气缸(137)，所述取料吸盘(133)通过安装支架安装于所述取料升降气缸(132)上，所述下料旋转气缸(135)安装于所述下料升降气缸(134)下端，所述下料旋转气缸(135)上安装所述下料吸盘(136)；
所述第一芯片上料搬运机构(1)和第二芯片上料搬运机构(2)都匹配连接有上料二次定位机构(15)，所述上料二次定位机构(15)包括二次定位夹台(151)和对称设于所述二次定位夹台(151)两侧的第一对夹气缸(152)和第二对夹气缸(153)；搬运移载滑台(131)和所述取料升降气缸(132)带动取料吸盘(133)移动将治具盒(11)中的加热器芯片搬运到所述二次定位夹台(151)中进行二次定位，搬运移载滑台(131)、所述下料升降气缸(134)和下料旋转气缸(135)带动下料吸盘(136)移动将所述二次定位夹台(151)中的加热器芯片搬运到所述芯片定位夹具(31)中；所述芯片定位夹具(31)中设置两排放置加热器芯片的芯片定位凹腔(311)，所述变位推动气缸(137)推动所述下料升降气缸(134)、下料旋转气缸(135)和下料吸盘(136)在两排所述芯片定位凹腔(311)之间切换位置摆放加热器芯片；
所述阻值测试机构(4)包括上阻值测试机构(41)和下阻值测试机构(42)，所述上阻值测试机构(41)中设有上升降导向气缸(411)、上探针安装座(412)和上测试探针组(413)，所述下阻值测试机构(42)中设有下升降导向气缸(421)、下探针安装座(422)和下测试探针组(423)，所述上测试探针组(413)和下测试探针组(423)分别与测试仪相连；所述上升降导向气缸(411)带动上测试探针组(413)向下接触加热器芯片上表面、所述下升降导向气缸(421)带动下测试探针组(423)向上接触加热器芯片下表面进行阻值检测；
所述第一芯片上料搬运机构(1)位于所述阻值测试机构(4)的对侧，所述第二芯片上料搬运机构(2)位于所述取料机器人(51)的对侧，所述转盘式输送机构(3)沿所述第一芯片上料搬运机构(1)至所述第二芯片上料搬运机构(2)的方向旋转。
2.根据权利要求1所述的一种PTC加热器芯片自动上料检测设备，其特征在于：所述转盘式输送机构(3)包括转盘(32)和圆周驱动分隔器(33)，所述转盘(32)安装于所述圆周驱动分隔器(33)上，所述芯片定位夹具(31)按圆周等分均布于转盘(32)上。
3.根据权利要求1所述的一种PTC加热器芯片自动上料检测设备，其特征在于：所述取料机器人(51)采用SCARA机械手，所述取料机器人(51)的末端设有真空吸附夹具(52)，所述真空吸附夹具(52)中设有真空吸盘(521)。
4.根据权利要求1所述的一种PTC加热器芯片自动上料检测设备，其特征在于：所述CCD检测装置(6)中设有镜头调节安装架(61)和CCD识别镜头(62)，所述CCD识别镜头(62)对准倍速链随行夹具(8)塑座框架内装配的加热器芯片进行视觉识别。
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