CN115415632B - 一种igbt焊接自动化设备用正装工装及其使用方法 - Google Patents

一种igbt焊接自动化设备用正装工装及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种IGBT焊接自动化设备用正装工装及其使用方法,所述工装包括一体针定位板机构、石墨定位框、IGBT二次焊产品;所述石墨定位框配合连接在IGBT二次焊产品上,所述一体针定位板机构底部与石墨定位框和IGBT二次焊产品配合连接;相较于手动工装的一体针托板,自动工装的一体针托板直接集成在工装内,省去一体针托板的拆装动作。

Description

一种IGBT焊接自动化设备用正装工装及其使用方法
技术领域
本发明属于自动化领域,涉及一种IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor-绝缘栅双极型晶体管)二次焊接自动化设备专用焊接工装,具体是一种IGBT焊接自动化设备用正装工装及其使用方法。
背景技术
IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor-绝缘栅双极型晶体管)二次焊接自动化设备专用焊接工装的正装装配顺序为:装配铜基板-装配定位框-装配焊片-装配DBC-装配一体针。
现有正面装配工装多为手动工装,无法用于自动化设备,且目前正面手动装配有以下缺点:
1)一体针限位不足,现有正面装配工装仅对针座做限位,导致焊接后一体针偏斜,位置度无法满足要求;
2)现有一体针托板为无孔托板,需要将托板完全抽离工装才能使一体针下落至DBC上,每次装配需要抽出推入,动作繁琐;
3)一体针托板抽出后,无法确保每根一体针是否下落到位。
发明内容
发明目的:提供一种IGBT焊接自动化设备用正装工装及其使用方法,以解决现有技术存在的上述问题。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种IGBT焊接自动化设备用正装工装,包括一体针定位板机构、石墨定位框、IGBT二次焊产品;所述石墨定位框配合连接在IGBT二次焊产品上,所述一体针定位板机构底部与石墨定位框和IGBT二次焊产品配合连接;
一体针定位板机构包括一体针定位板、一体针托板、定位板支撑销、顶针安装装置、限位挡板和定位板定位销,所述一体针托板配合设置在一体针定位板内,所述定位板支撑销和定位板定位销配合连接在一体针定位板的底面上,所述顶针安装装置连接在一体针定位板的顶面上,所述限位挡板连接在一体针定位板的前后两端,可以起到对一体针托板的限位作用;
石墨定位框上设有通孔,所述通孔与定位板支撑销和定位板定位销对应设置;
IGBT二次焊产品包括铜基板、焊片、DBC和一体针,所述焊片的底面连接在铜基板上,顶面与DBC的底面连接,所述一体针的底部与DBC的顶部连接。
在一种优选实施例中,所述一体针定位板包括定位块和两个固定条,所述两个固定条分别连接在定位块的两侧,所述定位板支撑销和定位板定位销连接在固定条的底面上,所述顶针安装装置连接在固定条的顶面上,所述定位块上还设有若干一体针通孔和托板安装槽,所述一体针托板配合安装在托班安装槽内,所述一体针托板的两端分别与限位挡板通过限位弹簧连接。
在一种优选实施例中,所述顶针安装装置包括顶针安装板、导柱、导柱弹簧和导套,所述导柱的底端连接导柱弹簧,所述导柱弹簧配合连接在固定条的顶面上,所述导套连接在导柱上,所述顶针安装板上设有与导柱对应的导柱通孔,导柱底端穿过导柱通孔通过导套将顶针安装板固定。
在一种优选实施例中,所述一体针通孔的形状为方形孔,可以定位一体针的位置及角度。
在一种优选实施例中,所述石墨定位框的数量为四个,四个所述石墨定位框对应设置在铜基板上,将铜基板分为三个与焊片对应的定位凸台,所述焊片与DBC的横截面大小相同。
在一种优选实施例中,所述一体针托板上还设有若干托板通孔,所述托板通孔与一体针通孔对应设置,且两者横截面相同。
在一种优选实施例中,所述顶针安装板上还安装有若干顶针,所述顶针的数量与位置和一体针定位板上的一体针通孔数量及位置一一对应。
一种IGBT焊接自动化设备用正装工装的使用方法,IGBT焊接自动化设备用正装工装,具体步骤为:
1)铜基板自动上料;
2)装配机构将石墨定位框吸取至铜基板的对应位置上;
3)装配机构依次将3个焊片装配至石墨定位框的穴位内;
4)装配机构依次将3个DBC装配至步骤3)中的焊片上;
5)将一体针定位板机构翻转,一体针托板插入一体针定位板夹层内,托板通孔与一体针通孔处于孔同心状态,插针机构可依次将一体针插入一体针定位板对应一体针通孔内;
6)经夹爪夹取翻转至待装配姿态,此时一体针托板在夹爪夹持力作用下,托板通孔与一体针通孔处于偏心状态,一体针不会脱落;
7)一体针定位板机构经夹爪夹取装配至铜基板上后,夹爪松开,一体针托板在限位弹簧的弹力作用下,托板通孔与一体针通孔又恢复同心状态,一体针在重力作用下掉落至DBC上;
8)产品及工装过炉子焊接;
9)焊接后依次将一体针定位板机构及石墨定位框拆除即可得到所需产品。
进一步的,所述步骤2)中的石墨定位框通过定位孔和凸台定位在铜基板上。
进一步的,所述正装工装正常状态下,顶针及顶针安装板在导柱弹簧的弹力作用下处于顶起状态,为确保每根一体针能下落到位,需要用下压机构下压顶针安装板,在导柱及导套的导向作用下,顶针下压一体针,使其更好的与DBC上的锡膏贴合。
与现有技术相比,本发明的技术方案具有以下有益效果:
1)相较于手动工装的一体针托板,自动工装的一体针托板直接集成在工装内,省去一体针托板的拆装动作;
2)易于实现工装的自动化装配,自然状态下,托板通孔与一体针通孔处于孔同心状态,一体针可进行装配;夹爪夹紧状态下,托板通孔与一体针通孔处于孔偏心,一体针在工装翻转状态下不会掉落;
3)一体针托板集成在工装内,夹爪夹取同时实现一体针防脱落功能,简化了装配步骤,提高了集成度;增加了针下压功能确保每根一体针都能与DBC更好的贴合,降低了产品焊接报废率。
附图说明
图1是本发明的结构简图;
图2是本发明的简要爆炸图;
图3是本发明中一体针定位板机构的爆炸图;
图4是本发明中一体针定位板机构的翻转后结构图;
图5是本发明中石墨定位框与铜基板设置图;
图6是基于图5安装焊片与DBC后的简图;
图7是本发明中一体针定位板机构的主视图;
图8是图7中一个实施例的A-A截面图;
图9是图7中一个实施例的A-A截面图;
图10是图8中A处放大图;
图11是图9中B处的放大图。
图中各附图标记为:
1、一体针定位板机构;2、石墨定位框;3、IGBT二次焊产品;10、一体针定位板;11、一体针托板;12、定位板支撑销;13、顶针安装装置;14、限位挡板;15、定位板定位销;21、通孔;31、铜基板;32、焊片;33、DBC;34、一体针;101、定位块;102、固定条;103、一体针通孔;131、顶针安装板;132、导柱;133、导柱弹簧;134、导套;135、顶针;141、限位弹簧。
具体实施方式
在下文的描述中,给出了具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解;然而,对于本领域技术人员而言显而易见的是,本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施;在其他的例子中,为了避免与本发明发生混淆,对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
如图1至图11所示,本发明提供一种IGBT焊接自动化设备用正装工装及其使用方法。
一种IGBT焊接自动化设备用正装工装,包括一体针定位板机构1、石墨定位框2、IGBT二次焊产品3;所述石墨定位框2配合连接在IGBT二次焊产品3上,所述一体针定位板机构1底部与石墨定位框2和IGBT二次焊产品3配合连接;
一体针定位板机构1包括一体针定位板10、一体针托板11、定位板支撑销12、顶针安装装置13、限位挡板14和定位板定位销15,所述一体针托板11配合设置在一体针定位板10内,所述定位板支撑销12和定位板定位销15配合连接在一体针定位板10的底面上,所述顶针安装装置13连接在一体针定位板10的顶面上,所述限位挡板14连接在一体针定位板10的前后两端,可以起到对一体针托板11的限位作用;
石墨定位框2上设有通孔21,所述通孔21与定位板支撑销12和定位板定位销15对应设置;
IGBT二次焊产品3包括铜基板31、焊片32、DBC 33和一体针34,所述焊片32的底面连接在铜基板31上,顶面与DBC 33的底面连接,所述一体针34的底部与DBC 33的顶部连接。
所述一体针定位板10包括定位块101和两个固定条102,所述两个固定条102分别连接在定位块101的两侧,所述定位板支撑销12和定位板定位销15连接在固定条102的底面上,所述顶针安装装置13连接在固定条102的顶面上,所述定位块101上还设有若干一体针通孔103和托板安装槽,所述一体针托板11配合安装在托班安装槽内,所述一体针托板11的两端分别与限位挡板14通过限位弹簧141连接。
所述顶针安装装置13包括顶针安装板131、导柱132、导柱弹簧133和导套134,所述导柱132的底端连接导柱弹簧133,所述导柱弹簧133配合连接在固定条102的顶面上,所述导套134连接在导柱132上,所述顶针安装板131上设有与导柱132对应的导柱通孔,导柱132底端穿过导柱通孔通过导套134将顶针安装板131固定。
所述一体针通孔103的形状为方形孔,可以定位一体针34的位置及角度。
所述石墨定位框2的数量为四个,四个所述石墨定位框2对应设置在铜基板31上,将铜基板31分为三个与焊片32对应的定位凸台,所述焊片32与DBC 33的横截面大小相同。
所述一体针托板11上还设有若干托板通孔15,所述托板通孔15与一体针通孔103对应设置,且两者横截面相同。
基于上述实施例,提供一种IGBT焊接自动化设备用正装工装的使用方法。
具体步骤为:
1)铜基板31自动上料;
2)装配机构将石墨定位框2吸取至铜基板31的对应位置上,石墨定位框2通过定位孔和凸台定位在铜基板31上;
3)装配机构依次将3个焊片32装配至石墨定位框2的穴位内;
4)装配机构依次将3个DBC 33装配至步骤3)中的焊片32上;
5)将一体针定位板机构1翻转,一体针托板11插入一体针定位板10夹层内,托板通孔15与一体针通孔103处于孔同心状态,插针机构可依次将一体针34插入一体针定位板10对应一体针通孔103内;
6)经夹爪夹取翻转至待装配姿态,此时一体针托板11在夹爪夹持力作用下,托板通孔15与一体针通孔103处于偏心状态,一体针34不会脱落;
7)一体针定位板机构1经夹爪夹取装配至铜基板31上后,夹爪松开,一体针托板11在限位弹簧141的弹力作用下,托板通孔15与一体针通孔103又恢复同心状态,一体针34在重力作用下掉落至DBC 33上;
8)产品及工装过炉子焊接;
9)焊接后依次将一体针定位板机构1及石墨定位框2拆除即可得到所需产品;
10)所述正装工装正常状态下,顶针135及顶针安装板131在导柱弹簧133的弹力作用下处于顶起状态,为确保每根一体针34能下落到位,需要用下压机构下压顶针安装板131,在导柱132及导套134的导向作用下,顶针135下压一体针34,使其更好地与DBC 33上的锡膏贴合。
如上所述,尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明,但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下,可对其在形式上和细节上做出各种变化。

Claims (8)

1.一种IGBT焊接自动化设备用正装工装,其特征在于;包括一体针定位板机构(1)、石墨定位框(2)、IGBT二次焊产品(3);所述石墨定位框(2)配合连接在IGBT二次焊产品(3)上,所述一体针定位板机构(1)底部与石墨定位框(2)和IGBT二次焊产品(3)配合连接;
一体针定位板机构(1)包括一体针定位板(10)、一体针托板(11)、定位板支撑销(12)、顶针安装装置(13)、限位挡板(14)和定位板定位销(15),所述一体针托板(11)配合设置在一体针定位板(10)内,所述定位板支撑销(12)和定位板定位销(15)配合连接在一体针定位板(10)的底面上,所述顶针安装装置(13)连接在一体针定位板(10)的顶面上,所述限位挡板(14)连接在一体针定位板(10)的前后两端,起到对一体针托板(11)的限位作用;
石墨定位框(2)上设有通孔(21),所述通孔(21)与定位板支撑销(12)和定位板定位销(15)对应设置;
IGBT二次焊产品(3)包括铜基板(31)、焊片(32)、DBC(33)和一体针(34),所述焊片(32)的底面连接在铜基板(31)上,顶面与DBC(33)的底面连接,所述一体针(34)的底部与DBC(33)的顶部连接;
其中,所述一体针定位板(10)包括定位块(101)和两个固定条(102),所述两个固定条(102)分别连接在定位块(101)的两侧,所述定位板支撑销(12)和定位板定位销(15)连接在固定条(102)的底面上,所述顶针安装装置(13)连接在固定条(102)的顶面上,所述定位块(101)上还设有若干一体针通孔(103)和托板安装槽,所述一体针托板(11)配合安装在托板安装槽内,所述一体针托板(11)的两端分别与限位挡板(14)通过限位弹簧(141)连接;
所述一体针托板(11)上还设有若干托板通孔,所述托板通孔与一体针通孔(103)对应设置,且两者横截面相同;
自然状态下,托板通孔与一体针通孔(103)处于孔同心状态,一体针可进行装配;夹爪夹紧状态下,托板通孔与一体针通孔(103)处于孔偏心,一体针在工装翻转状态下不会掉落。
2.根据权利要求1所述的IGBT焊接自动化设备用正装工装,其特征在于,所述顶针安装装置(13)包括顶针安装板(131)、导柱(132)、导柱弹簧(133)和导套(134),所述导柱(132)的底端连接导柱弹簧(133),所述导柱弹簧(133)配合连接在固定条(102)的顶面上,所述导套(134)连接在导柱(132)上,所述顶针安装板(131)上设有与导柱(132)对应的导柱通孔,导柱(132)底端穿过导柱通孔通过导套(134)将顶针安装板(131)固定。
3.根据权利要求1所述的IGBT焊接自动化设备用正装工装,其特征在于,所述一体针通孔(103)的形状为方形孔,用于定位一体针(34)的位置及角度。
4.根据权利要求1所述的IGBT焊接自动化设备用正装工装,其特征在于,所述石墨定位框(2)的数量为四个,四个所述石墨定位框(2)对应设置在铜基板(31)上,将铜基板(31)分为三个与焊片(32)对应的定位凸台,所述焊片(32)与DBC(33)的横截面大小相同。
5.根据权利要求2所述的IGBT焊接自动化设备用正装工装,其特征在于,所述顶针安装板(131)上还安装有若干顶针(135),所述顶针(135)的数量与位置和一体针定位板(10)上的一体针通孔(103)数量及位置一一对应。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的IGBT焊接自动化设备用正装工装的使用方法,其特征在于,具体包括如下步骤:
1)铜基板(31)自动上料;
2)装配机构将石墨定位框(2)吸取至铜基板(31)的对应位置上;
3)装配机构依次将3个焊片(32)装配至石墨定位框(2)的穴位内;
4)装配机构依次将3个DBC(33)装配至步骤3)中的焊片(32)上;
5)将一体针定位板机构(1)翻转,一体针托板(11)插入一体针定位板(10)夹层内,托板通孔与一体针通孔(103)处于孔同心状态,插针机构依次将一体针(34)插入一体针定位板(10)对应一体针通孔(103)内;
6)经夹爪夹取翻转至待装配姿态,此时一体针托板(11)在夹爪夹持力作用下,托板通孔与一体针通孔(103)处于偏心状态,一体针(34)不会脱落;
7)一体针定位板机构(1)经夹爪夹取装配至铜基板(31)上后,夹爪松开,一体针托板(11)在限位弹簧(141)的弹力作用下,托板通孔与一体针通孔(103)又恢复同心状态,一体针(34)在重力作用下掉落至DBC(33)上;
8)产品及工装过炉子焊接;
9)焊接后依次将一体针定位板机构(1)及石墨定位框(2)拆除即可得到所需产品。
7.根据权利要求6所述的一种IGBT焊接自动化设备用正装工装的使用方法,其特征在于,所述步骤2)中的石墨定位框(2)通过定位孔和凸台定位在铜基板(31)上。
8.根据权利要求6所述的一种IGBT焊接自动化设备用正装工装的使用方法,其特征在于,顶针安装装置(13)包括顶针安装板(131)、导柱(132)、导柱弹簧(133)和导套(134),所述导柱(132)的底端连接导柱弹簧(133),所述导柱弹簧(133)配合连接在固定条(102)的顶面上,所述导套(134)连接在导柱(132)上,所述顶针安装板(131)上设有与导柱(132)对应的导柱通孔,导柱(132)底端穿过导柱通孔通过导套(134)将顶针安装板(131)固定;所述使用方法还包括:
所述正装工装正常状态下,顶针(135)及顶针安装板(131)在导柱弹簧(133)的弹力作用下处于顶起状态,为确保每根一体针(34)能下落到位,需要用下压机构下压顶针安装板(131),在导柱(132)及导套(134)的导向作用下,顶针(135)下压一体针(34),使其与DBC(33)上的锡膏贴合。
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