CN115602580A - 芯片摆盘机 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种芯片摆盘机，包括工作台，工作台上设有振动盘、第一视觉传感器、抓取组件、移动架以及托盘，移动架上设有吸管，第一视觉传感器检测芯片是否交叠，计算芯片的交叠厚度，抓取组件包括伺服电机，伺服电机的输出距离响应于第一视觉传感器的计算结果，伺服电机的输出轴上设有驱动轮，移动架设有从动轮，从动轮与驱动轮呈上下排列，驱动轮与从动轮上设有驱动皮带，驱动皮带上设有升降座，吸管设于升降座上。本申请通过第一视觉传感器对振动盘上的芯片交叠情况进行拍摄，后台计算机计算出芯片交叠的厚度，改变伺服电机的动作距离，令升降座的升降距离能够根据实际芯片的堆叠厚度进行适配，避免与芯片过大的冲击的效果。

Description

芯片摆盘机

技术领域

本发明涉及芯片加工设备的技术领域，尤其是涉及一种芯片摆盘机。

背景技术

芯片是目前电子行业中比较常用地电子元器件，其具有多个加工流程，其中一些加工流程需要将芯片放置在料盘上，然后在对芯片进行处理。由于芯片自身正反面的结构不同，其反面为塑料，正面嵌有矩形的金属块。目前一般是通过摆盘机将芯片以相同朝向正确放置在料盘内，以方便后续对芯片进行加工处理。

现有技术中，摆盘机包括振动盘、视觉传感器、机械手以及托盘。振动盘对内部的芯片进行翻转，通过视觉传感器对散落的若干芯片进行拍照，并对拍摄的图片进行处理识别出芯片的正反面。之后将正反朝向的芯片位置发送至机械手的控制端，操控机械手移动至反面朝上的芯片处，通过吸盘抽气将芯片吸取至机械手的端部。接下来再将芯片转移至托盘中进行摆放。

当机械手在吸取芯片时，需要控制机械手由高向低移动至芯片的上方，使得机械手的底端与芯片之间的距离能够处于吸取的合适距离内。然而，一般在工业中控制机械手近距离移动的方式多采用气缸驱动。常见的气缸行程距离不可改变，即只有伸出和缩回两个状态，无法改变机械手底端与芯片之间的高度。

当有多个芯片呈垒叠状态时，使得顶部的芯片距离底部的振动盘之间的高度较高，气缸动作带动机械手下降时，容易令机械手直接冲击至顶端的芯片上，会对芯片产生较大的冲击力，严重时容易造成芯片的损坏。

发明内容

为了改善现有的机械手无法根据实际情况改变机械手吸取芯片时，机械手与芯片之间的高度，使得机械手会对堆叠状态下的芯片造成较大的冲击力，严重时会对芯片造成损坏的现象，本发明提供一种芯片摆盘机。

本发明提供的一种芯片摆盘机采用如下的技术方案：

一种芯片摆盘机，包括工作台，所述工作台上设置有振动盘、第一视觉传感器、抓取组件、驱动所述抓取组件三轴移动的移动架以及托盘，所述移动架上设置有吸管，所述第一视觉传感器检测芯片是否交叠，并且计算芯片的交叠厚度，所述抓取组件包括设置于所述移动架上的伺服电机，所述伺服电机的输出距离响应于所述第一视觉传感器的计算结果，所述伺服电机的输出轴上设置有驱动轮，所述移动架的端部还转动设置有从动轮，所述从动轮与所述驱动轮呈上下排列，所述驱动轮与所述从动轮上设置有驱动皮带，所述驱动皮带上设置有升降座，所述吸管设置于所述升降座上。

通过采用上述技术方案，当对芯片进行摆盘时，第一视觉传感器对振动盘上的芯片分布状态进行拍摄，后台计算机对图像进行处理，获取芯片的正负面分布情况，以及芯片的交叠情况，计算出交叠芯片的高度并生成控制伺服电机的控制指令，伺服电机能够根据实际情况控制升降座的升降距离，使得升降座带动吸管抵接于芯片的顶端，令吸管能够以一定的距离对芯片进行吸合。从而避免吸管与芯片相撞，对芯片造成损伤。

优选的，所述升降座上设置有用于检测所述升降座与所述振动盘表面之间距离的距离传感器，所述距离传感器与所述伺服电机电性连接。

通过采用上述技术方案，利用距离传感器在升降座移动过程中更加精确的检测升降座与芯片之间的距离，进而令后台计算机控制伺服电机的输出距离更加精准，避免吸管与芯片之间进行过大的冲击。

优选的，所述升降座的底面上设置有球头，所述球头的中心处贯穿开设有供所述吸管穿过的穿孔，所述升降座朝向芯片的一侧转动设置有底座，所述底座上设置有球头槽，所述球头转动设置于所述球头槽内，所述球头槽的中心处开设有吸管孔。

通过采用上述技术方案，利用底座与升降座之间的球头以及球头槽，使得底座与升降座能够相对转动，从而当堆叠的芯片呈倾斜状态时，底座围绕球头转动角度，进而令底座与芯片的顶面更加贴合，以便于吸管能够更加快速准确的将芯片吸起。

优选的，所述升降座上竖直开设有滑移孔，所述滑移孔内滑移穿设有升降杆，所述球头设置于所述升降杆的底端，所述升降座的底面设置有减震弹簧，所述减震弹簧的一端抵接于所述升降座的底面，所述减震弹簧的另一端抵接于所述底座的顶面。

通过采用上述技术方案，当底座抵接于芯片的表面上，令升降杆沿着滑移孔滑移，此时压缩减震弹簧，利用减震弹簧的弹力减低底座与芯片之间的冲击力，从而对芯片进行保护。

优选的，所述底座的边沿设置有配重环。

通过采用上述技术方案，当底座将倾斜状态的芯片吸起时，利用配重环的重量令倾斜的底座恢复到水平状态，进而以便于令底座再次对芯片进行吸起。

优选的，所述移动架的端部竖直设置有用于引导所述升降座移动的引导杆，所述升降座上设置有引导孔，所述引导杆穿设于所述引导孔内。

通过采用上述技术方案，利用引导杆引导升降座的移动方向，使得升降座能够稳定的竖直移动。

优选的，所述工作台上设置有两个所述移动架，两个所述移动架分别位于所述托盘的两侧，两个所述移动架交替摆放芯片。

通过采用上述技术方案，在工作台上设置有两个移动架，两个移动架同时对振动盘上的芯片进行吸起，之后再交替放置于托盘上，从而提高对芯片的摆盘速度。

优选的，每个所述移动架上设置有多个所述抓取组件，多个所述抓取组件呈一字排列。

通过采用上述技术方案，在移动架上设置有多个抓取组件，使得当移动架下降移动至振动盘的上方时，多个抓取组件分别吸起一个芯片，从而降低移动架的移动频率，便可同时对多个芯片进行转移。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过第一视觉传感器对振动盘上的芯片交叠情况进行拍摄，后台计算机计算出芯片交叠的厚度，改变伺服电机的动作距离，令升降座的升降距离能够根据实际芯片的堆叠厚度进行适配，避免与芯片过大的冲击，对芯片进行保护；

2.利用底座与升降座之间的球头以及球头槽，使得底座与升降座能够相对转动，从而当堆叠的芯片呈倾斜状态时，底座围绕球头转动角度，进而令底座与芯片的顶面更加贴合，以便于吸管能够更加快速准确的将芯片吸起。

附图说明

图1是本实施例中整体结构的示意图；

图2是用于展示抓取组件的局部展示图；

图3是用于展示升降座以及连接结构的剖视图。

附图标记说明：10、工作台；11、上料斗；12、振动盘；13、机架；14、第一视觉传感器；15、移动架；16、第二视觉传感器；20、竖板；21、伺服电机；22、驱动轮；23、从动轮；24、引导杆；25、驱动皮带；30、固定块；31、引导孔；32、升降座；33、距离传感器；34、滑移孔；35、升降杆；36、限位块；37、吸管；38、减震弹簧；39、球头；310、穿孔；40、球头座；41、球头槽；42、校正沿；43、连接孔；44、底座；45、吸气孔；46、连通管孔；47、配重环；50、托盘。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

一种芯片摆盘机，参照图1，包括工作台10，工作台10上安装有上料斗11，上料斗11内放置有若干个待分装的芯片，上料斗11的一侧开口朝向工作台10。工作台10上安装有振动盘12，振动盘12位于上料斗11的开口的下方。工作台10上还安装有机架13，机架13上安装有第一视觉传感器14，第一视觉传感器14位于振动盘12的上方，第一视觉传感器14用于对振动盘12表面上的芯片进行拍照，获取若干个芯片在振动盘12上的正反面分布的图像。然后再将图像发送至后台计算机中。其中，芯片的厚度信息提前录入到计算机内。后台计算机对图像中的芯片以正反面为区分进行分类，计算出每个芯片相对振动盘12的位置。并且对多个芯片堆叠的位置进行图像识别，判断出堆叠芯片的个数，估算出最上方的芯片与振动盘12之间的距离。

工作台10上安装有移动架15，移动架15为能够相对X轴、Y轴和Z轴进行三轴移动的移动架15。移动架15位于机架13的下方，移动架15的端部安装有竖板20，竖板20上升降安装有用于抓取芯片的抓取组件。抓取组件的移动受控于后台计算机的指令。

参照图2，具体的，抓取组件包括安装在竖板20上的伺服电机21，伺服电机21与竖板20的一侧固定连接。伺服电机21的输出轴与竖板20垂直设置，伺服电机21的输出轴穿过竖板20后连接有驱动轮22，竖板20的一端转动安装有从动轮23，驱动轮22与从动轮23呈上下分布。伺服电机21的输出距离受控于后台计算机的指令。竖板20中与驱动轮22的同侧竖直安装有引导杆24，引导杆24位于驱动轮22和从动轮23之间。驱动轮22和从动轮23上绕设有驱动皮带25。驱动皮带25固定安装有固定块30，固定块30位于驱动轮22和从动轮23之间。且固定块30滑移安装于引导杆24上，固定块30内贯穿开设有引导孔31，引导杆24穿设于引导孔31内。

与固定块30固定连接有升降座32，升降座32呈L形设置，固定块30与升降座32中竖直的一侧固定连接。升降座32上安装有用于检测升降座32与振动盘12之间距离的距离传感器33。距离传感器33与后台计算机电性连接，距离传感器33用于获取升降座32与振动盘12之间的精确距离，并将精确距离上传至后台计算机内。

参照图3，升降座32的水平面上竖直开设有滑移孔34，滑移孔34贯穿升降座32的上下表面。滑移孔34内滑移穿设有升降杆35，升降杆35的顶端固定安装有限位块36，限位块36的大小大于滑移孔34的直径。升降杆35的内部呈中空设置，且升降杆35的两端分别与内部连通。升降杆35的内部安装有吸管37，吸管37的一端连接有气泵，吸管37的另一端凸出于升降杆35的底端。升降杆35上套设有减震弹簧38，减震弹簧38的一端固定抵接于升降座32的底面。

升降杆35的底端固定连接有球头39，球头39的中心处贯穿开设有穿孔310，穿孔310与升降杆35内部连通，且吸管37的端部穿出到穿孔310外。球头39的外侧转动连接有球头39座，球头39座内开设有球头39槽，球头39槽的直径与球头39的直径大小相同。球头39座的顶面固定安装有校正沿42，校正沿42所在的平面与球头39槽的中心线呈垂直设置，减震弹簧38的另一端抵接于校正沿42上。

球头39槽的中心处开设有用于供吸管37穿过的连接孔43。球头39座上连接有底座44，底座44的底面开设有若干个吸气孔45，底座44的内部开设有用于连通若干个吸气孔45的连通管孔46，若干个连通管孔46的端部汇集至底座44的中心处，吸管37与若干个连接管孔的汇集处连接，以令吸管37能够通过吸气孔45进行吸气。底座44的边沿处安装有用于令底座44恢复水平状态的配重环47。

参照图2，本实施例中，竖板20上安装有多个抓取组件，多个抓取组件沿着竖板20的宽度方向呈一字分布。

参照图1，工作台10上安装有两个振动盘12，两个振动盘12分别位于工作台10的两端，两个振动盘12之间安装有用于放置芯片的托盘50，托盘50的表面开设有若干个与芯片大小相适配的芯片槽。托盘50的上方安装有用于拍摄托盘50中空缺的芯片槽位置的第二视觉传感器16，第二视觉传感器16固定安装于机架13上。第二视觉传感器16与后台计算机通讯连接，第二视觉传感器16将包含芯片槽的位置的图像发送至后台计算机内，后台计算机快速计算出芯片中空缺的芯片槽的位置，以控制移动架15通过抓取组件将芯片放置于芯片中空缺处。

工作台10上安装有两个移动架15，两个移动架15相对工作台10的中心呈对称分布。两个移动架15同时受后台计算机控制，且两个移动架15呈交替动作。两个移动架15分别与两个振动盘12配合使用。

本申请的实施原理为：向上料斗11内放置若干个需要摆放的芯片，若干个芯片通过上料斗11的开口落入振动盘12内，振动盘12震动，令振动盘12表面的芯片进行翻面。第一视觉传感器14对振动盘12上芯片的排布进行拍摄，并发送至后台计算机中，后台计算机对第一视觉传感器14拍摄的图片进行处理，识别芯片的正反面，并且记录同面的芯片的位置。获取图片中多个芯片交叠部分，根据图片计算出交叠部分中顶端的芯片与振动盘12表面之间的高度。

后台计算机根据振动盘12中芯片的位置以及交叠情况生成控制指令，控制指令发送至移动架15。移动架15根据控制指令带动抓取组件移动至振动盘12的表面，抓取组件中伺服电机21根据控制指令调整运动行程，使得伺服电机21带动升降座32下降。升降座32移动至振动盘12的表面，使得底板抵接于振动盘12上的芯片顶面。此时，升降座32上的距离传感器33在升降座32移动过程中更加精确的检测底座44与芯片之间的距离，距离传感器33将距离发送至后台计算机内。后台计算机根据距离传感器33检测到的距离控制伺服电机21的输出距离，使得底座44抵接于芯片的顶端。启动气泵通过吸管37吸气，从而令芯片吸合于底座44的底面。

若底座44与芯片之间的距离过近时，底座44抵接于芯片上，使得升降杆35滑移穿设于滑移孔34内，并且利用减震弹簧38降低底座44与芯片之间的冲击力。当堆叠的芯片处于倾斜状态时，令底座44围绕球头39转动，使得底座44与倾斜的芯片贴合，从而便于更加准确将芯片吸起。移动架15带动芯片移动至托盘50内。并且两个移动架15同时动作，交替为托盘50摆放芯片，提高芯片摆放的效率。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种芯片摆盘机，包括工作台(10)，所述工作台(10)上设置有振动盘(12)、第一视觉传感器(14)、抓取组件、驱动所述抓取组件三轴移动的移动架(15)以及托盘(50)，所述移动架(15)上设置有吸管(37)，其特征在于：所述第一视觉传感器(14)检测芯片是否交叠，并且计算芯片的交叠厚度，所述抓取组件包括设置于所述移动架(15)上的伺服电机(21)，所述伺服电机(21)的输出距离响应于所述第一视觉传感器(14)的计算结果，所述伺服电机(21)的输出轴上设置有驱动轮(22)，所述移动架(15)的端部还转动设置有从动轮(23)，所述从动轮(23)与所述驱动轮(22)呈上下排列，所述驱动轮(22)与所述从动轮(23)上设置有驱动皮带(25)，所述驱动皮带(25)上设置有升降座(32)，所述吸管(37)设置于所述升降座(32)上。

2.根据权利要求1所述的芯片摆盘机，其特征在于：所述升降座(32)上设置有用于检测所述升降座(32)与所述振动盘(12)表面之间距离的距离传感器(33)，所述距离传感器(33)与所述伺服电机(21)电性连接。

3.根据权利要求1所述的芯片摆盘机，其特征在于：所述升降座(32)的底面上设置有球头(39)，所述球头(39)的中心处贯穿开设有供所述吸管(37)穿过的穿孔(310)，所述升降座(32)朝向芯片的一侧转动设置有底座(44)，所述底座(44)上设置有球头(39)槽，所述球头(39)转动设置于所述球头(39)槽内，所述球头(39)槽的中心处开设有吸管(37)孔。

4.根据权利要求3所述的芯片摆盘机，其特征在于：所述升降座(32)上竖直开设有滑移孔(34)，所述滑移孔(34)内滑移穿设有升降杆(35)，所述球头(39)设置于所述升降杆(35)的底端，所述升降座(32)的底面设置有减震弹簧(38)，所述减震弹簧(38)的一端抵接于所述升降座(32)的底面，所述减震弹簧(38)的另一端抵接于所述底座(44)的顶面。

5.根据权利要求3所述的芯片摆盘机，其特征在于：所述底座(44)的边沿设置有配重环(47)。

6.根据权利要求1所述的芯片摆盘机，其特征在于：所述移动架(15)的端部竖直设置有用于引导所述升降座(32)移动的引导杆(24)，所述升降座(32)上设置有引导孔(31)，所述引导杆(24)穿设于所述引导孔(31)内。

7.根据权利要求1所述的芯片摆盘机，其特征在于：所述工作台(10)上设置有两个所述移动架(15)，两个所述移动架(15)分别位于所述托盘(50)的两侧，两个所述移动架(15)交替摆放芯片。

8.根据权利要求1所述的芯片摆盘机，其特征在于：每个所述移动架(15)上设置有多个所述抓取组件，多个所述抓取组件呈一字排列。

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