CN115043210A - 一种柔性自动dbc上料防错机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种柔性自动DBC上料防错机构，包括安装座、能够升降的物料抓取组件、拍照组件、测距传感器，所述拍照组件、所述物料抓取组件、所述测距传感器均连接所述安装座，所述物料抓取组件与所述拍照组件并排设置；所述测距传感器检测到DBC位于取料位置后，所述拍照组件对DBC进行拍照，通过DBC的姿态进行判断DBC是否合格，若DBC合格，吸头将合格的DBC进行上料，若不合格，吸头将不合格的DBC进行回收。本发明的有益效果：通过物料抓取组件进行抓取DBC上料，效率高于传统的人工上料；且对合格与不合格件进行识别，减少出错，提高生产效率。

Description

一种柔性自动DBC上料防错机构
技术领域
本发明涉及一种IGBT模块生产领域，尤其涉及的是一种DBC上料机构。
背景技术
IGBT(绝缘栅双极晶体管)作为新型电力半导体场控自关断器件，集功率 MOSFET的高速性能与双极性器件的低电阻于一体，具有输进阻抗高，电压控制功耗低，控制电路简单，耐高压，承受电流大等特性，在各种电力变换中获得极广泛的应用；为满足市场的大量需求，效率高、柔性好、智能化的封装已经成为 IGBT的主要封装形式。
IGBT模块主要包括覆铜陶瓷基板结构(DBC)、IGBT芯片、二极管芯片、NTC 温度传感器、功率端子、信号端子等，其中DBC作为IGBT模块的核心构成显得尤为重要，如何使DBC上料更加智能化、柔性化是行业内的迫切需求，也是大家急于突破的一个难点，目前市场上多采用人工上DBC到载具当中，然后输送到设备当中，上料难度大，效率也较底，人工操作易出错，严重影响了IGBT模块的封装效率。
现有技术中也有自动上料机构，如中国专利文献CN108891929A，公开一种 DBC板自动上料机，其结构包括设备主体、工作室、机架、投放机构以及搬运ROBOT 杆，所述设备主体的底部平局分布滑轮，所述设备主体的表面设有双开门，所述设备主体的内部设有工作室，所述工作室的底部设有机架，所述机架的表面设有流水线，所述流水线上设有投放机构，所述投放机构包括TRAY盘和限位杆，所述流水线的内侧设有阻挡位，所述流水线的底部设有第一驱动电机，所述第一驱动电机通过传动带连接流水线，所述机架的顶部设有转动底座，所述转动底座的顶部设有折叠转动臂，所述折叠转动臂连接搬运ROBOT杆，所述搬运ROBOT杆包括杆体、DBC吸头和双工位吸嘴，所述机架的顶部设有储料回转机构，所述储料回转机构包括回转式储料盘、料架、回转台、丝杆顶升器和凸轮分割器。
该自动上料机构虽然可以完成自动上料，但无法对有缺陷的DBC进行判别，并将合格与不合格的DBC进行分开投放，仍需要额外的机构对DBC进行判定，功能单一、适应性差。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息已构成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：如何解决现有的DBC上料方式仅用于上料，功能较为单一的问题。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
一种柔性自动DBC上料防错机构，包括安装座、能够升降的物料抓取组件、拍照组件、测距传感器，所述拍照组件、所述物料抓取组件、所述测距传感器均连接所述安装座，所述物料抓取组件与所述拍照组件并排设置；所述测距传感器检测到DBC位于取料位置后，所述拍照组件对DBC进行拍照，通过DBC的姿态进行判断DBC是否合格，若DBC合格，吸头将合格的DBC进行上料，若不合格，吸头将不合格的DBC进行回收。
本发明通过测距传感器对取料位是否有料，以及测距传感器读取到设定值表示DBC到达取料位置，拍照组件对当前DBC的缺陷、正反、姿态等进行拍照，并判断是否是合格件，对于合格件，物料抓取组件移动至取料位，将DBC吸取至载具或进行下一步工序，对于不合格件，物料抓取组件移动至取料位，将不合格的 DBC吸取移至回收位置，如NG料盘；本发明通过物料抓取组件进行抓取DBC上料，效率高于传统的人工上料；且对合格与不合格件进行识别，减少出错，提高生产效率。
优选的，所述安装座包括第一连接板、第二连接板、罩壳、顶板，所述第二连接板与所述顶板水平间隔的连接所述第一连接板的一侧，所述罩壳连接所述第二连接板、所述顶板、所述第一连接板后所述安装座内形成腔体。
优选的，所述物料抓取组件包括吸头、滑动块、滑动座，所述滑动座固定连接所述安装座内，所述滑动座具有贯穿滑道，所述滑动块滑动连接所述滑动座，所述滑动块的底部连接所述吸头，所述滑动块上设有与吸头相通的吸气口。
优选的，所述物料抓取组件还包括弹性组件、第三连接板，所述滑动块远离吸头的一端具有限位孔，所述弹性组件的一端位于限位孔内，另一端连接所述第三连接板，所述第三连接板固定连接所述安装座内。
优选的，所述弹性组件包括弹簧、调整柱、调整螺母，所述第三连接板具有倒置的T型孔，所述调整柱的中部具有径向向外延伸的限位板，所述限位板被限位于T型孔内，所述调整柱的底部套接所述弹簧，所述弹簧的两端连接所述滑动块内限位孔的端面以及所述限位板，所述调整柱的顶部穿过所述T型孔后与所述调整螺母连接。
通过调整螺母的旋拧，可以调节调整柱上限位板与限位孔之间的距离，进而调整弹簧的压缩量，调节弹簧对滑动块的预压力；吸头移动到DBC上方后，下降至接触到DBC，继续下降，滑动块收到向上的力，弹簧对滑动块施加向下的力，从而实现对DBC的弹性吸附，弹性吸附可以拟补DBC厚度不一致导致吸头吸不住的情况。
优选的，还包括压力传感器组件，所述压力传感器组件连接所述安装座上，所述压力传感器组件与所述吸气口通过气管连接。
压力传感器组件用于反馈吸头的工作情况，吸头吸住DBC时，压力传感器会有负压数值，此数值在预设的范围内，说明DBC吸附完成，机构动作，直到把正确DBC放入载具中，错误的DBC放入NG料盘。
优选的，所述拍照组件包括相机、光源，所述光源连接所述安装座上，所述相机连接所述相机上，所述相机位于所述光源的上方。
优选的，还包括相机座，所述相机连接所述相机座，所述相机座连接所述安装座。
优选的，还包括光源固定板，所述光源为环形，所述光源固定板为环形，所述光源固定板连接所述安装座。
光源可以为DBC打光，为相机拍照做准备。
优选的，还包括用于与机器人连接的抱环，所述抱环连接所述安装座顶面。
抱环可以与四轴机器人末端连接，可以实现整个机构的移动。
本发明的优点在于：
(1)本发明通过测距传感器对取料位是否有料，以及测距传感器读取到设定值表示DBC到达取料位置，拍照组件对当前DBC的缺陷、正反、姿态等进行拍照，并判断是否是合格件，对于合格件，物料抓取组件移动至取料位，将DBC 吸取至载具或进行下一步工序，对于不合格件，物料抓取组件移动至取料位，将不合格的DBC吸取移至回收位置，如NG料盘；本发明通过物料抓取组件进行抓取DBC上料，效率高于传统的人工上料；且对合格与不合格件进行识别，减少出错，提高生产效率；
(2)通过调整螺母的旋拧，可以调节调整柱上限位板与限位孔之间的距离，进而调整弹簧的压缩量，调节弹簧对滑动块的预压力；吸头移动到DBC上方后，下降至接触到DBC，继续下降，滑动块收到向上的力，弹簧对滑动块施加向下的力，从而实现对DBC的弹性吸附，弹性吸附可以拟补DBC厚度不一致导致吸头吸不住的情况；
(3)压力传感器组件用于反馈吸头的工作情况，吸头吸住DBC时，压力传感器会有负压数值，此数值在预设的范围内，说明DBC吸附完成，机构动作，直到把正确DBC放入载具中，错误的DBC放入NG料盘；
(4)光源可以为DBC打光，为相机拍照做准备；
(5)抱环可以与四轴机器人末端连接，可以实现整个机构的移动。
附图说明
图1是本发明实施例柔性自动DBC上料防错机构的结构示意图；
图2是本发明实施例柔性自动DBC上料防错机构的结构示意图；
图3是本发明实施例柔性自动DBC上料防错机构的主视图；
图4是本发明实施例柔性自动DBC上料防错机构的剖视图；
图5是本发明实施例柔性自动DBC上料防错机构的爆炸图；
图6是图4中B处放大图；
图7是本发明实施例柔性自动DBC上料防错机构(隐藏罩壳)的主视图；
图8是本发明实施例柔性自动DBC上料防错机构与机器人连接示意图；
图中标号：
1、安装座；11、第一连接板；12、第二连接板；13、罩壳；14、顶板；2、物料抓取组件；21、吸头；22、滑动块；221、吸气口；222、限位孔；23、滑动座；24、第三连接板；25、弹簧；26、调整柱；27、调整螺母；3、拍照组件；4、测距传感器；5、压力传感器组件；51、压力传感器；52、管道接头；6、抱环；7、DBC；8、机器人；
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，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作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。
实施例一：
如图1、图2、图3所示，一种柔性自动DBC上料防错机构，包括安装座1、能够升降的物料抓取组件2、拍照组件3、测距传感器4，所述拍照组件3、所述物料抓取组件2、所述测距传感器4均连接所述安装座1，所述物料抓取组件2 与所述拍照组件3并排设置。
如图4、图5所示，所述安装座1包括第一连接板11、第二连接板12、罩壳13、顶板14，第一连接板11为竖直放置的板，顶板14为水平放置的板，第一连接板11的顶端与顶板14的中部的底面固定连接，第二连接板12为水平放置的板，第二连接板12的右端与所述第一连接板11的左侧固定连接，所述第二连接板12与所述顶板14水平间隔，所述罩壳13由顶部向下看呈U型，罩壳13 由主视图上大致呈梯形板；所述罩壳13连接所述第二连接板12、所述顶板14、所述第一连接板11后，所述安装座1内形成腔体，上述固定连接方式为螺栓连接或焊接。
如图5、图6所示，所述物料抓取组件2包括吸头21、滑动块22、滑动座 23、第三连接板24、弹簧25、调整柱26、调整螺母27；
所述滑动座23的右端固定连接所述第一连接板11的左侧，滑动座23的底部固定连接所述第二连接板12的顶面，所述滑动座23以及第二连接板12具有贯穿滑道，贯穿滑道的截面为矩形或方形，所述滑动块22的截面为矩形或方形，滑动块22与滑动座23之间具有间隙，所述滑动块22滑动连接所述滑动座23，其中滑动块22长度较长，其底部位于第二连接板12的下方，所述滑动块22的底部连接所述吸头21，所述滑动块22的底部具有柱状空腔以及柱状空腔具有径向的吸气口221，吸气口221与吸头21相通，用于与真空发生装置连接，实现负压，吸头21能够利于负压将DBC吸取。吸头21在实际使用过程中，需要与真空发生装置连接，以产生吸附力。
滑动块22的顶部具有限位孔222，限位孔222为台阶孔，呈上大下小的结构；所述第三连接板24的右端固定连接第一连接板11的左侧，第三连接板24 具有贯穿的倒置的T型孔，该T型孔呈上小下大；所述调整柱26的中部具有径向向外延伸的限位板，所述限位板被限位于T型孔内，即限位板上部的调整柱26穿过T型孔，调整柱26的下部插入限位孔222内，所述调整柱26的底部套接所述弹簧25，所述弹簧25的两端连接所述滑动块22内限位孔222的端面以及所述限位板的底面，所述调整柱26的顶部具有外螺纹，调整柱26与所述调整螺母27连接。
滑动块22的顶端的外部向外侧延伸并搭接在滑动座23的顶面，使得滑动块 22无法从滑动座23内滑出，滑动块22的竖直截面呈T型。
通过调整螺母27的旋拧，可以调节调整柱26上限位板的底面与限位孔222 台阶面之间的距离，进而调整弹簧25的压缩量，调节弹簧25对滑动块22的预压力，比如调整螺母27顺时针旋拧后，调整柱26上移，限位板的底面与限位孔 222台阶面之间距离变大，那么对弹簧25的压缩变小，则弹簧25对滑动块22 的预紧力变小；若调整螺母27逆时针旋拧后，调整柱26下移，限位板的底面与限位孔222台阶面之间距离变小，那么对弹簧25的压缩变大，则弹簧25对滑动块22的预紧力变大。
弹性组件在吸头21吸取DBC的过程中，起到弹性吸附的作用，具体的，吸头21移动到DBC上方后，下降至接触到DBC，继续下降，滑动块22收到向上的力，弹簧25对滑动块22施加向下的力，从而实现对DBC的弹性吸附，弹性吸附可以拟补DBC厚度不一致导致吸头21吸不住的情况。
如图1、图4、图7所示，柔性自动DBC上料防错机构还包括压力传感器组件5，所述压力传感器组件5通过螺栓连接所述罩壳13上，所述压力传感器组件5包括压力传感器51和管道接头52，所述管道接头52为三通接头，所述压力传感器51与管道接头52的其中一个接口连接，管道接头52的另一个接口与所述吸气口221通过气管连接，第三个接口与真空发生装置连接；压力传感器 51的显示屏对外展示，管道接头52位于安装座1的内部，其中吸气口221处也连接一个L型接头，L型接头与管道接头52通过气管连接，第二连接板12可以设置气管避让孔，便于气管由L型接头穿过第二连接板12进入安装座1的内部后与管道接头52连接；第一连接板11上设有管道接头52与真空发生装置连接管道的避让孔。
压力传感器51用于反馈吸头21的工作情况，吸头21吸住DBC时，压力传感器51会有负压数值，此数值在预设的范围内，说明DBC吸附完成，机构动作，直到把正确DBC放入载具中，错误的DBC放入NG料盘。
本实施例中，测距传感器4为激光测距传感器，激光测距传感器检测DBC 的位置及取料位有无，激光测距传感器有信号，表示DBC取料位有料，激光测距传感器读取到设定值，表示DBC到达取料位置，为正式取料DBC做准备。
本实施例还包括还包括用于与机器人8连接的抱环6，所述抱环6连接所述安装座1顶面。具体的，如图8所示，抱环6通过螺栓连接所述顶板14的顶面，抱环6可以与四轴机器人8末端连接，可以实现整个机构的移动。
本实施例工作时，测距传感器4先检测到DBC，机构动作，拍照组件3对 DBC进行拍照，识别DBC种类、正反、缺陷，根据拍照结果，机器人8操作整个机构继续动作；吸头21移动到DBC正上方，滑动块22下降，直至吸头21接触到DBC，此时继续下降，滑动块22受到向上的推力，而弹簧25对滑动块22施加向下的压力，从而实现对DBC的弹性吸附，弹性吸附可以拟补DBC厚度不一致导致吸头21吸不住的情况，其中通过调整螺母27和调整柱26实现弹簧25的预压力；吸头21吸住DBC时，压力传感器51会有负压数值，此数值在预设的范围内，说明DBC吸附完成，机构移动，直到把正确DBC放入载具中，错误的DBC 放入NG料盘。本实施例通过物料抓取组件2进行抓取DBC上料，效率高于传统的人工上料；且对合格与不合格件进行识别，减少出错，提高生产效率。
实施例二：
如图3、图5所示，在上述实施例一的基础上，本实施例中，所述拍照组件 3包括相机31、光源32、相机座33、光源固定板34；所述相机座33为U型结构，相机座33的左侧与第一连接板11的右侧面通过螺栓连接，所述相机31通过螺栓连接所述相机座33的内槽中，相机31的拍摄方向朝向DBC；光源固定板 34的左端呈L型结构，与第一连接板11的右侧面通过螺栓连接，光源固定板34 的右端为环形结构，光源32可以通过螺栓固定在光源固定板34的下方，所述光源32为环形，光源32可以为DBC打光，为相机拍照做准备。
本实施例工作时，测距传感器4先检测到DBC，机构动作，光源32对DBC 打光，相机31同步进行DBC拍照，对DBC进行拍照，识别DBC种类、正反、缺陷。
本实施例中的机器人具有控制器，也可以在相机31后端连接控制器，拍照组件3拍摄的照片传输到控制器，经过识别处理，得到DBC各种数据，如外形尺寸，外观缺陷，外观颜色等，从而与预设的标准数据作对比，判断是合格件还是不合格件，后控制吸头21将合格的DBC放入载具中，错误的DBC放入NG料盘。该部分采用现有技术中的即可实现，不做详细赘述。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种柔性自动DBC上料防错机构，其特征在于，包括安装座、能够升降的物料抓取组件、拍照组件、测距传感器，所述拍照组件、所述物料抓取组件、所述测距传感器均连接所述安装座，所述物料抓取组件与所述拍照组件并排设置；所述测距传感器检测到DBC位于取料位置后，所述拍照组件对DBC进行拍照，通过DBC的姿态进行判断DBC是否合格，若DBC合格，吸头将合格的DBC进行上料，若不合格，吸头将不合格的DBC进行回收。
2.根据权利要求1所述的一种柔性自动DBC上料防错机构，其特征在于，所述安装座包括第一连接板、第二连接板、罩壳、顶板，所述第二连接板与所述顶板水平间隔的连接所述第一连接板的一侧，所述罩壳连接所述第二连接板、所述顶板、所述第一连接板后所述安装座内形成腔体。
3.根据权利要求1所述的一种柔性自动DBC上料防错机构，其特征在于，所述物料抓取组件包括吸头、滑动块、滑动座，所述滑动座固定连接所述安装座内，所述滑动座具有贯穿滑道，所述滑动块滑动连接所述滑动座，所述滑动块的底部连接所述吸头，所述滑动块上设有与吸头相通的吸气口。
4.根据权利要求3所述的一种柔性自动DBC上料防错机构，其特征在于，所述物料抓取组件还包括弹性组件、第三连接板，所述滑动块远离吸头的一端具有限位孔，所述弹性组件的一端位于限位孔内，另一端连接所述第三连接板，所述第三连接板固定连接所述安装座内。
5.根据权利要求4所述的一种柔性自动DBC上料防错机构，其特征在于，所述弹性组件包括弹簧、调整柱、调整螺母，所述第三连接板具有倒置的T型孔，所述调整柱的中部具有径向向外延伸的限位板，所述限位板被限位于T型孔内，所述调整柱的底部套接所述弹簧，所述弹簧的两端连接所述滑动块内限位孔的端面以及所述限位板，所述调整柱的顶部穿过所述T型孔后与所述调整螺母连接。
6.根据权利要求3所述的一种柔性自动DBC上料防错机构，其特征在于，还包括压力传感器组件，所述压力传感器组件连接所述安装座上，所述压力传感器组件与所述吸气口通过气管连接。
7.根据权利要求1所述的一种柔性自动DBC上料防错机构，其特征在于，所述拍照组件包括相机、光源，所述光源连接所述安装座上，所述相机连接所述相机上，所述相机位于所述光源的上方。
8.根据权利要求7所述的一种柔性自动DBC上料防错机构，其特征在于，还包括相机座，所述相机连接所述相机座，所述相机座连接所述安装座。
9.根据权利要求7所述的一种柔性自动DBC上料防错机构，其特征在于，还包括光源固定板，所述光源为环形，所述光源固定板为环形，所述光源固定板连接所述安装座。
10.根据权利要求1所述的一种柔性自动DBC上料防错机构，其特征在于，还包括用于与机器人连接的抱环，所述抱环连接所述安装座顶面。
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