CN116053174A - Igbt模块封装自动压盖装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种IGBT模块封装自动压盖装置，包括：输送线设置有固定治具并用于固定IGBT模块以及轮廓扫描装置用于检测IGBT模块；料仓组件用于存放盖子；机械手能够将盖子预装于IGBT模块；视觉定位组件包括第一相机和第二相机，第一相机设置于机械手；压盖组件能够将盖子压紧于IGBT模块；下料组件能够将完成压紧的IGBT模块输送至出料线；搬运组件包括第一搬运装置和第二搬运装置，第一搬运装置能够将预装有盖子的IGBT模块搬运至压盖组件，第二搬运装置能够将完成压紧的IGBT模块搬运至下料组件。IGBT模块封装自动压盖装置能够利用视觉坐标系对IGBT模块和盖板进行标定，准确地将IGBT模块压装在盖板上。

Description

IGBT模块封装自动压盖装置
技术领域
本发明涉及绝缘栅双极晶体管封装设备技术领域，特别涉及一种IGBT模块封装自动压盖装置。
背景技术
IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）模块是由绝缘栅双极型晶体管组成的面板，是由BJT（双极型三极管）和MOS（绝缘栅型场效应管）组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。
现有的IGBT模块的压装分为流水线机械更换和后期维修手动组装，其中后期维修手动组装的压装完全依靠个人的经验才能保证安装的精确，一旦出现细微差错，整个IGBT模块的组装将形成不可逆的损坏，维修成本极高，因此手动安装具有极大的风险。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种IGBT模块封装自动压盖装置，能够通过视觉坐标系对IGBT模块和盖板进行标定，快速准确的将IGBT模块压装在盖板上，快捷高效，并且结构简洁，成本低廉，维护简单。
根据本发明的第一方面实施例的IGBT模块封装自动压盖装置，包括：
输送线，设置有固定治具并用于固定IGBT模块，以及轮廓扫描装置用于检测IGBT模块；
料仓组件，用于存放盖子；
机械手，能够将盖子预装于IGBT模块；
视觉定位组件，包括第一相机和第二相机，所述第一相机设置于所述机械手，所述第一相机用于检测所述输送线上的产品，所述第二相机用于检测所述机械手夹取的盖子；
压盖组件，能够将盖子压紧于所述IGBT模块；
下料组件，能够将完成压紧的IGBT模块输送至出料线；
搬运组件，包括第一搬运装置和第二搬运装置，所述第一搬运装置能够将预装有盖子的IGBT模块搬运至所述压盖组件，并将完成压紧的IGBT模块搬运回所述输送线，所述第二搬运装置能够将完成压紧的IGBT模块搬运至所述下料组件。
根据本发明实施例的IGBT模块封装自动压盖装置，至少具有如下有益效果：IGBT模块封装自动压盖装置通过机械手上设置的第一相机判断输送线上IGBT模块的位置，通过第二相机判断机械手上夹取的盖子的位置，通过建立视觉坐标系并进行标定，使机械手上的盖子能够精确的对准输送线上的IGBT模块，完成盖子与IGBT模块的预组装，然后将预组装的IGBT模块运输至压盖组件进行压紧加工，完成压紧加工后便可以将成品输送至出料线，压盖组件推动盖板朝IGBT模块的方向匀速运动，使得盖子压装在IGBT模块上的力实现有效的控制，施力更加准确有效，避免了手动组装所带来的风险，极大的增加了IGBT模块压装的效率和精确度。
根据本发明的一些实施例，所述料仓组件包括第一升降装置、限位框以及夹料装置，所述限位框滑动设置于所述第一升降装置，所述夹料装置固定于所述第一升降装置，所述限位框内并排设置有多个卡槽，盖子能够卡设于所述卡槽，所述夹料装置设置有支撑板和第一夹具，所述第一夹具能够将盖子从所述限位框内夹出，并放置于所述支撑板。
根据本发明的一些实施例，所述第一夹具设置有两个第一卡块，IGBT模块设置有卡接部，两个所述第一卡块能够嵌入所述卡接部，并朝相互远离的方向运动，以卡紧IGBT模块。
根据本发明的一些实施例，所述压盖组件包括安装架和第一导轨，所述安装架设置有压紧装置，所述第一导轨设置有第一滑座，所述第一搬运装置能够将预装有盖子的IGBT模块搬运至所述第一滑座顶部，所述第一滑座能够沿所述第一导轨移动至所述压紧装置底部。
根据本发明的一些实施例，所述压紧装置设置有推送气缸、导向件、缓冲件和压紧件，所述推送气缸和所述导向件设置于所述安装架，所述推送气缸能够推动所述导向件运动，所述缓冲件连接所述压紧件和所述导向件，所述缓冲件内设置有弹性件。
根据本发明的一些实施例，所述压紧件和所述导向件之间还设置有压力传感器。
根据本发明的一些实施例，所述下料组件包括第二升降装置和第二导轨，所述第二升降装置设置有升降板，所述第二搬运装置能够将完成压紧的IGBT模块搬运至所述升降板进行堆叠，所述升降板将堆叠好的IGBT模块输送至所述第二导轨，所述第二导轨将IGBT模块输送至出料线。
根据本发明的一些实施例，所述第一搬运装置设置有第三导轨、第二滑座、第三升降装置和第二夹具，所述第二滑座设置于所述第三导轨，所述第三升降装置设置于所述第二滑座，所述第二夹具设置于所述第三升降装置，所述第二夹具设置有第二卡块和第四导轨，所述第二卡块滑动设置于所述第四导轨。
根据本发明的一些实施例，所述第二夹具还设置有红外传感器，以检测所述第二卡块的位置。
根据本发明的一些实施例，所述轮廓扫描装置设置有第五导轨和龙门架，所述龙门架滑动设置于所述第五导轨，所述龙门架设置有第六导轨，所述第六导轨设置有第三滑座，所述第三滑座设置有激光三维扫描仪。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：
图1为本发明一种实施例的IGBT模块封装自动压盖装置的俯视图；
图2为图1示出的IGBT模块封装自动压盖装置的料仓组件的示意图；
图3为图2示出的A的局部放大图；
图4为本发明一种实施例的压盖组件的正视图；
图5为本发明一种实施例的下料组件的示意图；
图6为本发明一种实施例的第一搬运装置的示意图；
图7为本发明一种实施例的轮廓扫描装置的示意图。
附图标记：
机台100、输送线200、固定治具210、机械手300、第一相机310、第二相机400、料仓组件500、第一升降装置510、限位框520、卡槽521、夹料装置530、支撑板531、第一夹具532、第一卡块533、压盖组件600、安装架610、压紧装置620、推送气缸621、导向件622、导向板623、导向柱624、缓冲件625、压力传感器626、压紧件627、第一导轨630、第一滑座631、下料组件700、第二升降装置710、升降板711、第二导轨720、搬运组件800、第一搬运装置810、第三导轨820、第二滑座830、第三升降装置840、第二夹具850、第二卡块851、第四导轨852、第二搬运装置860、轮廓扫描装置900、第五导轨910、龙门架920、第六导轨930、第三滑座940、红外扫描仪950。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
随着工业的快速发展，IGBT模块被广泛应用于伺服电机、变频器、变频家电等领域。IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）模块是由绝缘栅双极型晶体管组成的面板，是由BJT（双极型三极管）和MOS（绝缘栅型场效应管）组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。
现有的IGBT模块的压装分为流水线机械更换和后期维修手动组装，其中后期维修手动组装的压装完全依靠个人的经验才能保证安装的精确，一旦出现细微差错，整个IGBT模块的组装将形成不可逆的损坏，维修成本极高，因此手动安装具有极大的风险。
为满足市场发展以及生产需要，本发明提出一种基于全自动视觉系统的IGBT模块封装自动压盖装置，操作简单，兼容性强，大大提高对IGBT模块组装的效率及产值。具体的，本发明实施例提供的IGBT模块封装自动压盖装置通过机械手上设置的第一相机判断输送线上的IGBT模块的位置，通过第二相机判断机械手上的盖子的位置，通过建立视觉坐标系并进行标定，完成盖子与IGBT模块的预组装，然后将预组装的IGBT模块运输至压盖组件进行压紧加工，完成压紧加工后便可以将成品输送至出料线，压盖组件推动盖板朝IGBT模块的方向匀速运动，使得盖子压装在IGBT模块上的力实现有效的控制，施力更加准确有效，避免了手动组装所带来的风险，极大的增加了IGBT模块压装的效率和精确度。
参照图1至图7，本发明实施例提供的IGBT模块封装自动压盖装置包括机台100、输送线200、料仓组件500、机械手300、视觉定位组件、压盖组件600、下料组件700和搬运组件800。输送线200设置在机台100上，料仓组件500设置在机台100靠近输送线200的进口端的位置，机械手300设置在机台100位于料仓组件500和输送线200之间的位置，视觉定位组件包括第一相机310和第二相机400，第一相机310设置在机械手300上，第二相机400设置在机台100上，压盖组件600和下料组件700沿输送线200的输送方向依次并排设置在机台100上，搬运组件800包括第一搬运装置810和第二搬运装置860，第一搬运装置810设置在输送线200和压盖组件600之间，第二搬运装置860设置在输送线200和下料组件700之间。
需要说明的是，输送线200设置有固定治具210，固定治具210用于固定IGBT模块。输送线200上还设置有轮廓扫描装置900，轮廓扫描装置900用于检测IGBT模块的上的PIN针，即针脚。料仓组件500用于暂存盖子，机械手300能够将盖子从料仓组件500上取下，并预装在IGBT模块上，第一相机310用于对IGBT模块的位置建立坐标系，第二相机400用于对盖子的位置建立坐标系，通过视觉坐标系对IGBT模块的位置和盖子的位置进行标定，使机械手300移动盖子时能够精准地将盖子放置在IGBT模块上，完成盖子与IGBT模块的预装，为后续的压紧加工做准备。
另外，第一搬运装置810能够将预装有盖子的IGBT模块搬运至压盖组件600，并将完成压紧的IGBT模块搬运回输送线200，第二搬运装置860能够将完成压紧的IGBT模块搬运至下料组件700。
需要说明的是，料仓组件500包括第一升降装置510、限位框520以及夹料装置530，限位框520滑动设置于第一升降装置510，夹料装置530固定于第一升降装置510，限位框520内并排设置有多个卡槽521，盖子能够卡设于卡槽521，夹料装置530设置有支撑板531和第一夹具532，第一夹具532能够将盖子从限位框520内夹出，并放置于支撑板531。第一夹具532设置有两个第一卡块533，第一卡块533由气缸驱动，IGBT模块设置有卡接部，两个第一卡块533能够嵌入卡接部，并朝相互远离的方向运动，以卡紧IGBT模块。盖子堆叠设置在限位框520内，每一个盖子卡设在一层的卡槽521上，每层卡槽521之间留有一定的距离。支撑板531的位置相对于第一升降装置510固定，第一夹具532每夹走一块IGBT模块，限位框520就会向下移动一定的距离，将空缺的IGBT模块补上，提高机械手300抓取盖子的效率，并且可以节省人力资源。
需要说明的是，压盖组件600包括安装架610和第一导轨630，安装架610设置有压紧装置620，第一导轨630设置有第一滑座631，第一搬运装置810能够将预装有盖子的IGBT模块搬运至第一滑座631顶部，第一滑座631能够沿第一导轨630移动至压紧装置620底部。压紧装置620设置有推送气缸621、导向件622、缓冲件625和压紧件627，推送气缸621和导向件622设置于安装架610，推送气缸621能够推动导向件622运动，缓冲件625连接压紧件627和导向件622，缓冲件625内设置有弹性件。压紧件627和导向件622之间还设置有压力传感器626。导向件622主要由导向板623和导向柱624组成，安装架610设置有与导向柱624配合的导向槽，压紧件627通过缓冲件625连接导向件622，可以有效缓冲导向件622传递至压紧件627的压力，避免瞬间压力太大而压坏盖子和IGBT模块。
另外，设置在压紧件627和导向件622之间的压力传感器626能够实现精确控制施加在盖子和IGBT模块上的压力，减少残次品的数量。
需要说明的是，下料组件700包括第二升降装置710和第二导轨720，第二升降装置710设置有升降板711，第二搬运装置860能够将完成压紧的IGBT模块搬运至升降板711进行堆叠，升降板711将堆叠好的IGBT模块输送至第二导轨720，第二导轨720将IGBT模块输送至出料线。具体的，第二导轨720设置有移动的皮带，能够输送加工完成并堆叠好的IGBT模块。
需要说明的是，第一搬运装置810设置有第三导轨820、第二滑座830、第三升降装置840和第二夹具850，第二滑座830设置于第三导轨820，第三升降装置840设置于第二滑座830，第二夹具850设置于第三升降装置840，第二夹具850设置有第二卡块851和第四导轨852，第二卡块851滑动设置于第四导轨852。第二夹具850还设置有红外传感器，以检测第二卡块851的位置。在图示的实施例中，第一搬运装置810设置有两组第三导轨820，每一组第三导轨820上设置有一个第二滑座830和一个第三升降装置840，以提高压盖的效率。在另一些实施例中，还可以增加或减少第三导轨820的组数。第二夹具850设置有两个第二卡块851，两个第二卡块851能够朝相互靠近或相互远离的方向运动，红外传感器设置在第四导轨852上，第二卡块851在第四导轨852上滑动，当红外传感器检测到第二卡块851时，第二卡块851停止运动。
需要说明的是，第二搬运装置860的结构与第一搬运装置810的结构相同，在此不再详细说明。
需要说明的是，轮廓扫描装置900设置有第五导轨910和龙门架920，龙门架920滑动设置于第五导轨910，龙门架920设置有第六导轨930，第六导轨930设置有第三滑座940，第三滑座940设置有激光三维扫描仪。轮廓扫描装置900上的激光三维扫描仪能够实现三轴移动，以从各个位置扫描IGBT模块的轮廓。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.IGBT模块封装自动压盖装置，其特征在于，包括：
输送线，设置有固定治具并用于固定IGBT模块，以及轮廓扫描装置用于检测IGBT模块；
料仓组件，用于存放盖子；
机械手，能够将盖子预装于IGBT模块；
视觉定位组件，包括第一相机和第二相机，所述第一相机设置于所述机械手，所述第一相机用于检测所述输送线上的产品，所述第二相机用于检测所述机械手夹取的盖子；
压盖组件，能够将盖子压紧于所述IGBT模块；
下料组件，能够将完成压紧的IGBT模块输送至出料线；
搬运组件，包括第一搬运装置和第二搬运装置，所述第一搬运装置能够将预装有盖子的IGBT模块搬运至所述压盖组件，并将完成压紧的IGBT模块搬运回所述输送线，所述第二搬运装置能够将完成压紧的IGBT模块搬运至所述下料组件。
2.根据权利要求1所述的IGBT模块封装自动压盖装置，其特征在于，所述料仓组件包括第一升降装置、限位框以及夹料装置，所述限位框滑动设置于所述第一升降装置，所述夹料装置固定于所述第一升降装置，所述限位框内并排设置有多个卡槽，盖子能够卡设于所述卡槽，所述夹料装置设置有支撑板和第一夹具，所述第一夹具能够将盖子从所述限位框内夹出，并放置于所述支撑板。
3.根据权利要求2所述的IGBT模块封装自动压盖装置，其特征在于，所述第一夹具设置有两个第一卡块，IGBT模块设置有卡接部，两个所述第一卡块能够嵌入所述卡接部，并朝相互远离的方向运动，以卡紧IGBT模块。
4.根据权利要求1所述的IGBT模块封装自动压盖装置，其特征在于，所述压盖组件包括安装架和第一导轨，所述安装架设置有压紧装置，所述第一导轨设置有第一滑座，所述第一搬运装置能够将预装有盖子的IGBT模块搬运至所述第一滑座顶部，所述第一滑座能够沿所述第一导轨移动至所述压紧装置底部。
5.根据权利要求4所述的IGBT模块封装自动压盖装置，其特征在于，所述压紧装置设置有推送气缸、导向件、缓冲件和压紧件，所述推送气缸和所述导向件设置于所述安装架，所述推送气缸能够推动所述导向件运动，所述缓冲件连接所述压紧件和所述导向件，所述缓冲件内设置有弹性件。
6.根据权利要求5所述的IGBT模块封装自动压盖装置，其特征在于，所述压紧件和所述导向件之间还设置有压力传感器。
7.根据权利要求1所述的IGBT模块封装自动压盖装置，其特征在于，所述下料组件包括第二升降装置和第二导轨，所述第二升降装置设置有升降板，所述第二搬运装置能够将完成压紧的IGBT模块搬运至所述升降板进行堆叠，所述升降板将堆叠好的IGBT模块输送至所述第二导轨，所述第二导轨将IGBT模块输送至出料线。
8.根据权利要求1所述的IGBT模块封装自动压盖装置，其特征在于，所述第一搬运装置设置有第三导轨、第二滑座、第三升降装置和第二夹具，所述第二滑座设置于所述第三导轨，所述第三升降装置设置于所述第二滑座，所述第二夹具设置于所述第三升降装置，所述第二夹具设置有第二卡块和第四导轨，所述第二卡块滑动设置于所述第四导轨。
9.根据权利要求8所述的IGBT模块封装自动压盖装置，其特征在于，所述第二夹具还设置有红外传感器，以检测所述第二卡块的位置。
10.根据权利要求1所述的IGBT模块封装自动压盖装置，其特征在于，所述轮廓扫描装置设置有第五导轨和龙门架，所述龙门架滑动设置于所述第五导轨，所述龙门架设置有第六导轨，所述第六导轨设置有第三滑座，所述第三滑座设置有激光三维扫描仪。
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