CN115332097A - 一种功率半导体超声波铝线机键合机的凸轮同步装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及功率半导体封测技术领域，且公开了一种功率半导体超声波铝线机键合机的凸轮同步装置，包括底座、进给平台、正时机构与压爪平台，所述底座的一侧固定安装有同步电机，所述进给平台设置在底座上方靠近同步电机的一侧，所述进给平台的顶部设置有给进机构，所述压爪平台设置在底座上方远离同步电机的一侧，所述正时机构设置在进给平台与压爪平台之间，所述同步电机的输出端固定安装有凸轮同步轴。该一种功率半导体超声波铝线机键合机的凸轮同步装置，通过采用凸轮结构进行动作连接同步，系统结构简单，结构可靠，同步性能稳定，有效提高同步可靠性，降低系统复杂性，提高产品生产质量一致性。

Description

一种功率半导体超声波铝线机键合机的凸轮同步装置

技术领域

本发明涉及功率半导体封测技术领域，具体为一种功率半导体超声波铝线机键合机的凸轮同步装置。

背景技术

铝线机键合机的物料推入结构，配合压爪机构完成物料步进-压爪压合-焊接-压爪抬起-推入下一个物料的动作。同类产品完成物料步进采用分离式独立伺服结构，多个动作(压爪升降、物料步进)使用控制系统完成独立控制，并由控制系统进行同步控制；压爪升降使用气缸结构，物料步进使用伺服皮带与钩针结构；核心的同步单元使用PLC系统，达到软同步

传统同步结构使用PLC为核心，分别使用气缸与伺服电机配套完成动作，系统整体结构复杂，同时隐患故障点多；同步实时性差，在高速情况下会出现因不同步导致的动作失常，从而导致系统报警或者停产。

为此，我们提出一种功率半导体超声波铝线机键合机的凸轮同步装置。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提供如下技术方案：一种功率半导体超声波铝线机键合机的凸轮同步装置，包括底座、进给平台、正时机构与压爪平台，所述底座的一侧固定安装有同步电机，所述进给平台设置在底座上方靠近同步电机的一侧，所述进给平台的顶部设置有给进机构，所述压爪平台设置在底座上方远离同步电机的一侧，所述正时机构设置在进给平台与压爪平台之间，所述同步电机的输出端固定安装有凸轮同步轴。

优选的，所述进给平台包括第一导向架、第一凸轮、第一传动杆、安装板、第一传动滚轮与第一滚轮槽，所述第一导向架的底部与底座的上表面固定安装，所述第一凸轮与凸轮同步轴偏心固定安装，所述第一传动杆与第一导向架的顶部贯穿滑动连接，所述安装板与第一传动杆的顶部固定安装，所述第一传动滚轮与第一传动杆的底部转动连接，所述第一滚轮槽开设在第一凸轮的周面，所述第一滚轮槽与第一传动滚轮滚动连接，所述给进机构设置所在安装板的顶部，所述正时机构设置在第一凸轮远离同步电机的一侧。

优选的，所述正时机构包括正时同步盘、通孔与光电开关，所述正时同步盘与凸轮同步轴同轴心固定安装，所述通孔开设在正时同步盘靠近外周面处，所述光电开关固定安装在底座的上表面，所述光电开关与正时同步盘非接触设置，所述压爪平台设置在正时同步盘远离同步电机的一侧。

优选的，所述压爪平台包括第二导向架、第二凸轮、第二传动杆、平台板、第二传动滚轮与第二滚轮槽，所述第二导向架的底部与底座的上表面固定安装，所述第二凸轮与凸轮同步轴偏心固定安装，所述第二传动杆与第二导向架的顶部贯穿滑动连接，所述平台板与第二传动杆的顶部固定安装，所述第二传动滚轮与第二传动杆的底部转动连接，所述第二滚轮槽开设在第二凸轮的周面，所述第二滚轮槽与第二传动滚轮滚动连接。

优选的，所述给进机构包括驱动电机、连接架、丝杆、滑块、导向杆与钩针，所述驱动电机固定安装在安装板的顶部，所述连接架的底部与安装板的顶部固定连接，所述丝杆的一端与驱动电机的输出端固定安装，所述滑块的中部与丝杆贯穿螺纹连接，所述导向杆的两端与连接架固定安装，所述导向杆与滑块的顶部贯穿滑动连接，所述钩针与滑块的底部固定安装。

优选的，所述驱动电机为伺服电机由伺服驱动器进行驱动，伺服驱动器内置反复运动参数，所述同步电机为异步拖动电机，由变频器驱动。

优选的，所述第一凸轮滞后第二凸轮的偏心角度相位差为九十度，所述通孔滞后第一凸轮的偏心角度相位差为三十度。

优选的，所述第一凸轮与第二凸轮的大小尺寸完全相同，所述第一凸轮与第二凸轮的外周面开设的第一滚轮槽与第二滚轮槽的宽度与深度完全相同。

优选的，所述第一传动滚轮和第二传动滚轮的宽度与第一滚轮槽和第二滚轮槽的宽度相同，所述第一传动滚轮和第二传动滚轮的大小完全相同。

优选的，所述光电开关的顶部设置有凹槽，所述正时同步盘的底部位于凹槽的内部，所述通孔旋转至正时同步盘最底部时位于凹槽的内部。

有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种功率半导体超声波铝线机键合机的凸轮同步装置，具备以下有益效果：

1、该一种功率半导体超声波铝线机键合机的凸轮同步装置，通过同步电机带动凸轮同步轴转动，进而使得与凸轮同步轴固定安装的第一凸轮、正时同步盘与第二凸轮同时转动，具有偏心角度相位差的的第一凸轮与第二凸轮规律的带动第一传动杆与第二传动杆分别进行上下活动，进而带动安装板顶部的给进机构与放置在平台板顶部的物料进行压合与移动，通过采用凸轮结构进行动作连接同步，系统结构简单，结构可靠，同步性能稳定，有效提高同步可靠性，降低系统复杂性，提高产品生产质量一致性。

2、该一种功率半导体超声波铝线机键合机的凸轮同步装置，通过在进给平台与压爪平台之间设置正时机构，通过固定安装在凸轮同步轴上的正时同步盘与第一凸轮与第二凸轮同时转动，随着正时同步盘的转动，通孔规律的进入光电开关的凹槽中，进而触发光电开关，用以启动给进机构，通过正时同步盘与光电开关控制给进机构中驱动电机的启停与正反转，可以使得给进机构能够更准确的配合进给平台与压爪平台进行工作。

3、该一种功率半导体超声波铝线机键合机的凸轮同步装置，通过正时机构中的光电开关控制驱动电机的正反转，当驱动电机正转时，安装板处于被第一凸轮顶起的状态，滑块空载移动至一侧，当驱动电机反转时，安装板落下，平台板上的物料被滑块底部的钩针带动向前拖动一个单元，通过同步电机与凸轮同步轴带动进给平台、正时机构、压爪平台与给进机构精确配合。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的进给平台、压爪平台的结构示意图一；

图3为本发明的进给平台、正时机构、压爪平台的结构示意图一；

图4为本发明的进给平台、正时机构、压爪平台的结构示意图二；

图5为本发明的进给平台、压爪平台的部分结构示意图；

图6为本发明的给进机构的结构示意图一；

图7为本发明的给进机构的结构示意图二；

图8为本发明的图7中A处的放大图。

图中：1、底座；2、同步电机；3、凸轮同步轴；4、进给平台；41、第一导向架；42、第一凸轮；43、第一传动杆；44、安装板；45、第一传动滚轮；46、第一滚轮槽；5、正时机构；51、正时同步盘；52、通孔；53、光电开关；6、压爪平台；61、第二导向架；62、第二凸轮；63、第二传动杆；64、平台板；65、第二传动滚轮；66、第二滚轮槽；7、给进机构；71、驱动电机；72、连接架；73、丝杆；74、滑块；75、导向杆；76、钩针。

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。

请参阅图1-8，一种功率半导体超声波铝线机键合机的凸轮同步装置，包括底座1、进给平台4、正时机构5与压爪平台6，底座1的一侧固定安装有同步电机2，进给平台4设置在底座1上方靠近同步电机2的一侧，进给平台4的顶部设置有给进机构7，压爪平台6设置在底座1上方远离同步电机2的一侧，正时机构5设置在进给平台4与压爪平台6之间，同步电机2的输出端固定安装有凸轮同步轴3。

作为本发明的一种实施方式，进给平台4包括第一导向架41、第一凸轮42、第一传动杆43、安装板44、第一传动滚轮45与第一滚轮槽46，第一导向架41的底部与底座1的上表面固定安装，第一凸轮42与凸轮同步轴3偏心固定安装，第一传动杆43与第一导向架41的顶部贯穿滑动连接，安装板44与第一传动杆43的顶部固定安装，第一传动滚轮45与第一传动杆43的底部转动连接，第一滚轮槽46开设在第一凸轮42的周面，第一滚轮槽46与第一传动滚轮45滚动连接，给进机构7设置所在安装板44的顶部，正时机构5设置在第一凸轮42远离同步电机2的一侧。

作为本发明的一种实施方式，正时机构5包括正时同步盘51、通孔52与光电开关53，正时同步盘51与凸轮同步轴3同轴心固定安装，通孔52开设在正时同步盘51靠近外周面处，光电开关53固定安装在底座1的上表面，光电开关53与正时同步盘51非接触设置，压爪平台6设置在正时同步盘51远离同步电机2的一侧，通过在进给平台4与压爪平台6之间设置正时机构5，通过固定安装在凸轮同步轴3上的正时同步盘51与第一凸轮42与第二凸轮62同时转动，随着正时同步盘51的转动，通孔52规律的进入光电开关53的凹槽中，进而触发光电开关53，用以启动给进机构7，通过正时同步盘51与光电开关53控制给进机构7中驱动电机71的启停与正反转，可以使得给进机构7能够更准确的配合进给平台4与压爪平台6进行工作。

作为本发明的一种实施方式，压爪平台6包括第二导向架61、第二凸轮62、第二传动杆63、平台板64、第二传动滚轮65与第二滚轮槽66，第二导向架61的底部与底座1的上表面固定安装，第二凸轮62与凸轮同步轴3偏心固定安装，第二传动杆63与第二导向架61的顶部贯穿滑动连接，平台板64与第二传动杆63的顶部固定安装，第二传动滚轮65与第二传动杆63的底部转动连接，第二滚轮槽66开设在第二凸轮62的周面，第二滚轮槽66与第二传动滚轮65滚动连接，通过同步电机2带动凸轮同步轴3转动，进而使得与凸轮同步轴3固定安装的第一凸轮42、正时同步盘51与第二凸轮62同时转动，具有偏心角度相位差的的第一凸轮42与第二凸轮62规律的带动第一传动杆43与第二传动杆63分别进行上下活动，进而带动安装板44顶部的给进机构7与放置在平台板64顶部的物料进行压合与移动，通过采用凸轮结构进行动作连接同步，系统结构简单，结构可靠，同步性能稳定，有效提高同步可靠性，降低系统复杂性，提高产品生产质量一致性。

作为本发明的一种实施方式，给进机构7包括驱动电机71、连接架72、丝杆73、滑块74、导向杆75与钩针76，驱动电机71固定安装在安装板44的顶部，连接架72的底部与安装板44的顶部固定连接，丝杆73的一端与驱动电机71的输出端固定安装，滑块74的中部与丝杆73贯穿螺纹连接，导向杆75的两端与连接架72固定安装，导向杆75与滑块74的顶部贯穿滑动连接，钩针76与滑块74的底部固定安装，通过正时机构5中的光电开关53控制驱动电机71的正反转，当驱动电机71正转时，安装板44处于被第一凸轮42顶起的状态，滑块74空载移动至一侧，当驱动电机71反转时，安装板44落下，平台板64上的物料被滑块74底部的钩针76带动向前拖动一个单元，通过同步电机2与凸轮同步轴3带动进给平台4、正时机构5、压爪平台6与给进机构7精确配合。

作为本发明的一种实施方式，驱动电机71为伺服电机由伺服驱动器进行驱动，伺服驱动器内置反复运动参数，同步电机2为异步拖动电机，由变频器驱动。

作为本发明的一种实施方式，第一凸轮42滞后第二凸轮62的偏心角度相位差为九十度，通孔52滞后第一凸轮42的偏心角度相位差为三十度。

作为本发明的一种实施方式，第一凸轮42与第二凸轮62的大小尺寸完全相同，第一凸轮42与第二凸轮62的外周面开设的第一滚轮槽46与第二滚轮槽66的宽度与深度完全相同。

作为本发明的一种实施方式，第一传动滚轮45和第二传动滚轮65的宽度与第一滚轮槽46和第二滚轮槽66的宽度相同，第一传动滚轮45和第二传动滚轮65的大小完全相同。

作为本发明的一种实施方式，光电开关53的顶部设置有凹槽，正时同步盘51的底部位于凹槽的内部，通孔52旋转至正时同步盘51最底部时位于凹槽的内部。

需要说明的是，使用时，同步电机启动，开始转动，并由变频器稳定转速，带动凸轮同步轴旋转，凸轮同步轴上固定安装的第一凸轮、正时同步盘、第二凸轮同步旋转，当第二凸轮位于最高点时，第二凸轮顶起第二传动杆，进而使得平台板被顶起，物料进给通道畅通，在凸轮同步轴旋转一定角度后，第一凸轮位于最高点，并将第一传动杆与安装板顶起，而且给进机构随着安装板一同被顶起，凸轮同步轴再旋转一定角度后，正时同步盘上的通孔转至光电开关处，光电开关检测到正时同步盘的通孔，触发信号启动驱动电机，驱动电机正向运行一定圈数后停止(运行圈数和进给量相关)，凸轮同步轴旋转至一百八十度时，进给平台与给进机构被逐渐放下，凸轮同步轴再次旋转一定角度后，光电开关第二次检测到正时同步盘的通孔，触发信号启动驱动电机，驱动电机反向运行一定圈数后停止，平台板上的物料被物料被滑块底部的钩针向前拖动一个单元，当凸轮同步轴再次旋转一定角度后，压爪平台中的平台板被放下，被焊接物料被压住，进而进行焊接，焊接完成后，第二凸轮回到最高点，继续完成物料进给动作。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。

Claims (10)

1.一种功率半导体超声波铝线机键合机的凸轮同步装置，包括底座(1)、进给平台(4)、正时机构(5)与压爪平台(6)，其特征在于：所述底座(1)的一侧固定安装有同步电机(2)，所述进给平台(4)设置在底座(1)上方靠近同步电机(2)的一侧，所述进给平台(4)的顶部设置有给进机构(7)，所述压爪平台(6)设置在底座(1)上方远离同步电机(2)的一侧，所述正时机构(5)设置在进给平台(4)与压爪平台(6)之间，所述同步电机(2)的输出端固定安装有凸轮同步轴(3)。

2.根据权利要求1所述的一种功率半导体超声波铝线机键合机的凸轮同步装置，其特征在于：所述进给平台(4)包括第一导向架(41)、第一凸轮(42)、第一传动杆(43)、安装板(44)、第一传动滚轮(45)与第一滚轮槽(46)，所述第一导向架(41)的底部与底座(1)的上表面固定安装，所述第一凸轮(42)与凸轮同步轴(3)偏心固定安装，所述第一传动杆(43)与第一导向架(41)的顶部贯穿滑动连接，所述安装板(44)与第一传动杆(43)的顶部固定安装，所述第一传动滚轮(45)与第一传动杆(43)的底部转动连接，所述第一滚轮槽(46)开设在第一凸轮(42)的周面，所述第一滚轮槽(46)与第一传动滚轮(45)滚动连接，所述给进机构(7)设置所在安装板(44)的顶部，所述正时机构(5)设置在第一凸轮(42)远离同步电机(2)的一侧。

3.根据权利要求2所述的一种功率半导体超声波铝线机键合机的凸轮同步装置，其特征在于：所述正时机构(5)包括正时同步盘(51)、通孔(52)与光电开关(53)，所述正时同步盘(51)与凸轮同步轴(3)同轴心固定安装，所述通孔(52)开设在正时同步盘(51)靠近外周面处，所述光电开关(53)固定安装在底座(1)的上表面，所述光电开关(53)与正时同步盘(51)非接触设置，所述压爪平台(6)设置在正时同步盘(51)远离同步电机(2)的一侧。

4.根据权利要求3所述的一种功率半导体超声波铝线机键合机的凸轮同步装置，其特征在于：所述压爪平台(6)包括第二导向架(61)、第二凸轮(62)、第二传动杆(63)、平台板(64)、第二传动滚轮(65)与第二滚轮槽(66)，所述第二导向架(61)的底部与底座(1)的上表面固定安装，所述第二凸轮(62)与凸轮同步轴(3)偏心固定安装，所述第二传动杆(63)与第二导向架(61)的顶部贯穿滑动连接，所述平台板(64)与第二传动杆(63)的顶部固定安装，所述第二传动滚轮(65)与第二传动杆(63)的底部转动连接，所述第二滚轮槽(66)开设在第二凸轮(62)的周面，所述第二滚轮槽(66)与第二传动滚轮(65)滚动连接。

5.根据权利要求2所述的一种功率半导体超声波铝线机键合机的凸轮同步装置，其特征在于：所述给进机构(7)包括驱动电机(71)、连接架(72)、丝杆(73)、滑块(74)、导向杆(75)与钩针(76)，所述驱动电机(71)固定安装在安装板(44)的顶部，所述连接架(72)的底部与安装板(44)的顶部固定连接，所述丝杆(73)的一端与驱动电机(71)的输出端固定安装，所述滑块(74)的中部与丝杆(73)贯穿螺纹连接，所述导向杆(75)的两端与连接架(72)固定安装，所述导向杆(75)与滑块(74)的顶部贯穿滑动连接，所述钩针(76)与滑块(74)的底部固定安装。

6.根据权利要求5所述的一种功率半导体超声波铝线机键合机的凸轮同步装置，其特征在于：所述驱动电机(71)为伺服电机由伺服驱动器进行驱动，伺服驱动器内置反复运动参数，所述同步电机(2)为异步拖动电机，由变频器驱动。

7.根据权利要求4所述的一种功率半导体超声波铝线机键合机的凸轮同步装置，其特征在于：所述第一凸轮(42)滞后第二凸轮(62)的偏心角度相位差为九十度，所述通孔(52)滞后第一凸轮(42)的偏心角度相位差为三十度。

8.根据权利要求7所述的一种功率半导体超声波铝线机键合机的凸轮同步装置，其特征在于：所述第一凸轮(42)与第二凸轮(62)的大小尺寸完全相同，所述第一凸轮(42)与第二凸轮(62)的外周面开设的第一滚轮槽(46)与第二滚轮槽(66)的宽度与深度完全相同。

9.根据权利要求4所述的一种功率半导体超声波铝线机键合机的凸轮同步装置，其特征在于：所述第一传动滚轮(45)和第二传动滚轮(65)的宽度与第一滚轮槽(46)和第二滚轮槽(66)的宽度相同，所述第一传动滚轮(45)和第二传动滚轮(65)的大小完全相同。

10.根据权利要求3所述的一种功率半导体超声波铝线机键合机的凸轮同步装置，其特征在于：所述光电开关(53)的顶部设置有凹槽，所述正时同步盘(51)的底部位于凹槽的内部，所述通孔(52)旋转至正时同步盘(51)最底部时位于凹槽的内部。

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