CN116748754B - 楔焊键合头装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种楔焊键合头装置，包括键合头座、上线夹机构、下线夹机构、劈刀。下线夹机构包括下线夹座、线夹片、驱动件，线夹片置于劈刀一侧且两者间形成穿线空隙。所述下线夹座包括用于固定线夹片的前座和用于固定驱动件的后座，前座与后座之间前后摆动连接；所述前座上沿前后方向固定穿设有驱动顶杆，所述驱动件输出端具有与驱动顶杆顶推接触的顶推状态和与驱动顶杆分离的自由状态，当驱动件输出端处于顶推状态时，前座相对后座摆动致使线夹片相对劈刀打开；所述下线夹机构还包括始终作用于前座上使前座具有反动摆动趋势的弹性件。本结构可提高线夹关闭力稳定性，提升键合机自动焊线的稳定性与可靠性。

Description

楔焊键合头装置

技术领域

本发明属于引线键合设备技术领域，尤其涉及一种楔焊键合头装置。

背景技术

全自动楔焊键合机，相比于手动楔焊机，其焊线速度较快，所以就导致位于劈刀孔内及底端的焊丝晃动较大，为了防止弧形偏摆、焊点歪斜，一般会增设带线夹片的下线夹机构，给劈刀底端的焊丝再增加一道约束。目前，应用于引线键合领域的线夹驱动类型，主要有线圈式和压电式两种，相比于前者，压电线夹装置无论是在放大结构设计方面的集成性，还是在性能使用方面的高响应速度，都是具有比较出色的特点。

现有楔焊机压电线夹装置的打开间隙和关闭力均是通过压电陶瓷的输出位置来实现，且焊丝压紧力的实际大小值无法量化。正是由于打开间隙和关闭力是由压电陶瓷的输出位移“凑”出，所以为了保证焊丝压紧力的稳定性，就必须要求线夹的开合重复性误差保持在um级别。另外，压电陶瓷在工作中容易受到环境温度的影响，导致开合位置变化，从而引起打开间隙及关闭力大小变化。且相比于打开间隙，线夹关闭力的变化对焊接弧形、线尾长度及伤丝程度均会带来更大的影响。且现有装置在设备关机以后，由于压电陶瓷电压变成0，线夹闭合位置会在闭合状态基础之上朝压紧焊丝的方向再移动，导致线夹过度夹紧引起焊丝被压扁，因此在设备开机后常常需要二次穿丝。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述问题，而提供一种楔焊键合头装置，提高线夹关闭力稳定性，提升键合机自动焊线的稳定性与可靠性。

本发明的技术方案是：

一种楔焊键合头装置，包括键合头座、上线夹机构、下线夹机构、劈刀，所述下线夹机构包括下线夹座、线夹片、驱动件，线夹片置于劈刀一侧且两者间形成穿线空隙，其特征在于：所述下线夹座包括用于固定线夹片的前座和用于固定驱动件的后座，前座与后座之间前后摆动连接；所述前座上沿前后方向固定穿设有驱动顶杆，所述驱动件输出端具有与驱动顶杆顶推接触的顶推状态和与驱动顶杆分离的自由状态，当驱动件输出端处于顶推状态时，前座相对后座摆动致使线夹片相对劈刀打开；所述下线夹机构还包括始终作用于前座上使前座具有反动摆动趋势的弹性件。

进一步地，在本发明所述的楔焊键合头装置中，所述弹性件为扭簧，所述前座与后座间沿前后方向穿设有导杆，导杆前端螺接有调节螺母，所述扭簧套设于导杆上且抵接于调节螺母、前座之间。通过旋转调节螺母的位置实现扭簧的压紧力调节，以此来满足不同丝径焊丝键合时，不同关闭压紧力的指标需求。

进一步地，在本发明所述的楔焊键合头装置中，所述前座与后座之间设有旋转支点结构，所述旋转支点结构为处于同一直线的至少两组，每组包括分别对应设于前座、后座上的前球座、后球座以及容置于前球座、后球座间的支点球；所述前座与后座之间拉连有多个预紧拉簧。

进一步地，在本发明所述的楔焊键合头装置中，所述驱动顶杆与前座之间螺纹连接且驱动顶杆前端与前座之间抵接有防转弹簧。通过旋转驱动顶杆调节其伸出前座的位置，从而设置前座和线夹片的俯仰角度，并在角度调节完成后通过防转弹簧的预紧力来止动驱动顶杆，无需多余的螺钉、螺母等结构。

进一步地，在本发明所述的楔焊键合头装置中，所述后座上还设有多个沿前后方向贯穿前座的限位销钉，以限制前座过度扭摆。

进一步地，在本发明所述的楔焊键合头装置中，所述劈刀自上而下朝向线夹片倾斜且倾斜角为0-3度；当所述线夹片闭合时，线夹片自上而下朝向劈刀倾斜且倾斜角为3-5度。在不影响焊点形貌的前提下，通过小角度倾斜设置劈刀，使劈刀尖处的焊丝折弯角度减小，在一定程度上减轻劈刀尖处焊丝的晃动，保证线弧及焊点的稳定性。

进一步地，在本发明所述的楔焊键合头装置中，所述键合头座上设有手动开合机构，所述手动开合机构包括转动设于键合头座上的拨杆、沿前后方向滑动穿设在键合头座内的手动顶杆，所述拨杆上设有凸轮部且凸轮部与手动顶杆后端顶推配合，以推动手动顶杆朝向前座移动顶推前座；所述手动顶杆上还套设有保持弹簧使凸轮部与手动顶杆始终保持接触。通过手动顶杆顶推前座从而打开线夹片，便于操作者往劈刀底部的劈刀孔穿丝使用。

进一步地，在本发明所述的楔焊键合头装置中，所述下线夹机构还包括上下平移调节组件一、前后平移调节组件一、用于以上下方向为轴线旋转调节角度的角度调节组件一、用于以前后方向为轴线旋转调节角度的角度调节组件二、左右平移调节组件一；

所述上下平移调节组件一包括上下调节座一、上下调节钉，所述上下调节座一与后座通过滑槽和滑块形成上下滑移连接，上下调节钉沿上下方向连接上下调节座一、后座并构成差动螺纹结构；

所述前后平移调节组件一包括前后调节座一、前后调节钉，所述上下调节座一与前后调节座一通过滑槽和滑块形成前后滑移连接，前后调节钉沿前后方向连接上下调节座一、前后调节座一并构成差动螺纹结构；

所述角度调节组件一包括旋转座、设于旋转座一端且轴线沿上下方向设置的转销一、设于前后调节座一上的开口槽一，所述转销一可转动设于开口槽一内且开口槽一通过螺钉收紧而夹紧转销一；

所述角度调节组件二包括设于键合头座上的解耦座、轴线沿前后方向设置的转销二和对应设于键合头座、旋转座上的调节孔一、螺孔一，所述旋转座与转销二固定且通过转销二与解耦座可转动连接，所述调节孔一相对螺孔一具有使旋转座相对解耦座转动的调节余量，键合头座与旋转座通过螺钉连接调节孔一、螺孔一实现止动固定；

所述左右平移调节组件一包括对应设于解耦座、键合头座上的左右调节长孔一、螺孔二，解耦座与键合头座通过螺钉连接左右调节长孔一、螺孔二实现止动固定。

进一步地，在本发明所述的楔焊键合头装置中，所述上线夹机构包括上线夹、上线夹座、前后平移及角度调节组件、左右平移调节组件二；

所述前后平移及角度调节组件包括对应设于上线夹座、键合头座上的调节孔二、螺孔三，所述调节孔二相对螺孔三在前后、上下方向上均具有调节余量而使上线夹座可相对键合头座前后平移和上下摆动，上线夹座与键合头座通过螺钉连接调节孔二、螺孔三实现止动固定；

所述左右平移调节组件二包括包括对应设于上线夹、上线夹座上的左右调节长孔二、螺孔四，上线夹与上线夹座通过螺钉连接左右调节长孔二、螺孔四实现止动固定。

所述键合头座上位于上线夹机构上方处设有引导器机构，所述引导器机构包括用于引导穿线的引导器、前后平移调节组件二、左右平移及角度调节组件、上下平移调节组件二；

所述前后平移调节组件二包括前后调节座二以及对应设于前后调节座二、键合头座上的前后调节长孔、螺孔五，前后调节座二与键合头座通过螺钉连接前后调节长孔、螺孔五实现止动固定；

所述左右平移及角度调节组件包括引导器座、设于引导器座一端的转销三、设于前后调节座二上的开口槽二，所述转销三沿左右方向穿设在开口槽二并可在开口槽二内左右平移、以左右方向为轴线旋转，所述开口槽二通过螺钉收紧并夹紧转销三；

所述上下平移调节组件二包括设于引导器座上的开口槽三，所述引导器穿设在开口槽三内并可在开口槽三内上下平移，所述开口槽三通过螺钉收紧并夹紧引导器。

本发明的有益效果是：

本发明的驱动件与驱动顶杆具有顶推配合、自由分离两种状态，在保留利用驱动件打开线夹片的基础上，通过增设弹性件取代驱动件来关闭线夹片，关闭压紧力由弹性件来量化，抗干扰能力强，避免因环境温度变化影响关闭力大小，保证线夹关闭力的稳定输出，提升焊线机的线弧稳定性和断尾一致性，并极大程度上减轻伤丝；且由于关闭力大小由机械式弹性件来提供，不存在因设备断电而过度夹紧焊丝变形的问题，克服了现有结构在重启设备以后需要二次穿丝的问题。

本发明将引导器机构、上线夹机构、下线夹机构分离，均独立固定在键合头座，结构刚度更强，且各机构采用独立调节方式，互不干扰，使用灵活性更强；通过引导器四自由度的调节、上线夹三自由度的调节和线夹片多自由度的调节，保证引导器、上线夹、劈刀、线夹片四者位置合理准确，改善了焊丝路径上每个点位的焊丝晃动、折弯等问题，提升了焊接弧形及焊点样貌的一致性。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图一。

图2为本发明的立体结构示意图二。

图3为本发明所述下线夹机构的爆炸示意图。

图4为图2的局部爆炸图。

图5为本发明所述上线夹机构的爆炸示意图。

图6为本发明所述引导器机构的爆炸示意图。

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步的说明：

参照图1和图3所示，本实施例提出了一种楔焊键合头装置，包括键合头座1、上线夹机构、下线夹机构、劈刀2，所述下线夹机构包括下线夹座、线夹片3、驱动件4，线夹片3置于劈刀2一侧且两者间形成穿线空隙。本实施例中，驱动件4包括压电陶瓷和平行四边形位移放大件。所述下线夹座包括用于固定线夹片3的前座5和用于固定驱动件4的后座6，前座5与后座6之间前后摆动连接；所述前座5与后座6之间设有旋转支点结构，所述旋转支点结构为处于同一直线的至少两组，每组包括分别对应设于前座5、后座6上的前球座、后球座以及容置于前球座、后球座间的支点球7；所述前座5与后座6之间拉连有多个预紧拉簧8。所述后座6上还设有多个沿前后方向贯穿前座5的限位销钉9。

所述前座5上沿前后方向固定穿设有驱动顶杆10，所述驱动顶杆10与前座5之间螺纹连接且驱动顶杆10前端与前座5之间抵接有防转弹簧11。所述驱动件4输出端具有与驱动顶杆10顶推接触的顶推状态和与驱动顶杆10分离的自由状态，当驱动件4输出端处于顶推状态时，前座5相对后座6摆动致使线夹片3相对劈刀2打开。所述下线夹机构还包括始终作用于前座5上使前座5具有反动摆动趋势的弹性件。具体的，所述弹性件为扭簧12，所述前座5与后座6间沿前后方向穿设有导杆13，导杆13前端螺接有调节螺母14，所述扭簧12套设于导杆13上且抵接于调节螺母14、前座5之间。

所述劈刀2自上而下朝向线夹片3倾斜且倾斜角为0-3度；当所述线夹片3闭合时，线夹片3自上而下朝向劈刀2倾斜且倾斜角为3-5度。焊丝经过上线夹机构竖直而下，在劈刀2底端折弯进入劈刀2孔内到达焊接面，由于焊丝存在折弯应力，在线夹片3开合时，焊丝在劈刀2孔内由于不能贴住劈刀2内壁而很容易晃动，导致焊点歪斜。因此，在不影响焊点形貌的前提下，将劈刀2朝着线夹片3方向适当倾斜一个小角度，使焊丝折弯角度减小，以减轻劈刀2尖处焊丝的晃动，保证了线弧及焊点的稳定性。

参照图1、图2、图4所示，所述键合头座1上设有手动开合机构，所述手动开合机构包括转动设于键合头座1上的拨杆15、沿前后方向滑动穿设在键合头座1内的手动顶杆16，所述拨杆15上设有凸轮部17且凸轮部17与手动顶杆16后端顶推配合，以推动手动顶杆16朝向前座5移动顶推前座5；所述手动顶杆16上还套设有保持弹簧18使凸轮部17与手动顶杆16始终保持接触。本结构由于将手动开合机构置于键合头座1上而非下线夹机构上，保证掰动拨杆15时不会额外施加外力到线夹主体上，避免干扰线夹片3闭合位置。

参照图1-图4，所述下线夹机构还包括上下平移调节组件一、前后平移调节组件一、用于以上下方向为轴线旋转调节角度的角度调节组件一、用于以前后方向为轴线旋转调节角度的角度调节组件二、左右平移调节组件一；

所述上下平移调节组件一包括上下调节座一19、上下调节钉20，所述上下调节座一19与后座6通过滑槽和滑块形成上下滑移连接，上下调节钉20沿上下方向连接上下调节座一19、后座6并构成差动螺纹结构；

所述前后平移调节组件一包括前后调节座一21、前后调节钉22，所述上下调节座一19与前后调节座一21通过滑槽和滑块形成前后滑移连接，前后调节钉22沿前后方向连接上下调节座一19、前后调节座一21并构成差动螺纹结构；

所述角度调节组件一包括旋转座23、设于旋转座23一端且轴线沿上下方向设置的转销一24、设于前后调节座一21上的开口槽一25，所述转销一24可转动设于开口槽一25内且开口槽一25通过螺钉收紧而夹紧转销一24；

所述角度调节组件二包括设于键合头座1上的解耦座26、轴线沿前后方向设置的转销二27和对应设于键合头座1、旋转座23上的调节孔一28、螺孔一29，所述旋转座23与转销二27固定且通过转销二27与解耦座26可转动连接，所述调节孔一28相对螺孔一29具有使旋转座23相对解耦座26转动的调节余量，键合头座1与旋转座23通过螺钉连接调节孔一28、螺孔一29实现止动固定；

所述左右平移调节组件一包括对应设于解耦座26、键合头座1上的左右调节长孔一30、螺孔二31，解耦座26与键合头座1通过螺钉连接左右调节长孔一30、螺孔二31实现止动固定。

在本实施例中，为了消除由于加工及装配误差引起的线夹片3与劈刀2之间的位置偏差，下线夹机构可进行多个自由度的调节，调节方式简单易行，减少了结构的复杂性，且通过调节前座5位置的方式来间接调节线夹片3位置，避免了后期拆卸更换线夹片3时需要重复调节的问题，很大程度上减轻了调节线夹片3的工作量。

参照图1、图5，所述上线夹机构包括上线夹32、上线夹座33、前后平移及角度调节组件、左右平移调节组件二；

所述前后平移及角度调节组件包括对应设于上线夹座33、键合头座1上的调节孔二34、螺孔三35，所述调节孔二34相对螺孔三35在前后、上下方向上均具有调节余量而使上线夹座33可相对键合头座1前后平移和上下摆动，上线夹座33与键合头座1通过螺钉连接调节孔二34、螺孔三35实现止动固定；

所述左右平移调节组件二包括包括对应设于上线夹32、上线夹座33上的左右调节长孔二36、螺孔四37，上线夹32与上线夹座33通过螺钉连接左右调节长孔二36、螺孔四37实现止动固定。

参照图1和图6，所述键合头座1上位于上线夹机构上方处设有引导器机构，所述引导器机构包括用于引导穿线的引导器38、前后平移调节组件二、左右平移及角度调节组件、上下平移调节组件二；

所述前后平移调节组件二包括前后调节座二39以及对应设于前后调节座二39、键合头座1上的前后调节长孔40、螺孔五41，前后调节座二39与键合头座1通过螺钉连接前后调节长孔40、螺孔五41实现止动固定；

所述左右平移及角度调节组件包括引导器座42、设于引导器座42一端的转销三43、设于前后调节座二39上的开口槽二44，所述转销三43沿左右方向穿设在开口槽二44并可在开口槽二44内左右平移、以左右方向为轴线旋转，所述开口槽二44通过螺钉收紧并夹紧转销三43；

所述上下平移调节组件二包括设于引导器座42上的开口槽三45，所述引导器38穿设在开口槽三45内并可在开口槽三45内上下平移，所述开口槽三45通过螺钉收紧并夹紧引导器38。

在本结构中，引导器机构、上线夹机构、下线夹机构三者分离，均独立固定在键合头座1，结构刚度更强，且各机构独立调节，互不干扰，使用更为灵活方便。通过新增引导器机构来约束上线夹32附近的焊丝，防止其晃动并通过引导器38的四自由度调节、上线夹32的三自由度调节和线夹片3的多自由度调节方式的结合，有效保证引导器38、上线夹32、劈刀2、线夹片3四者位置的合理性和准确度，为焊丝提供了一个顺畅的穿丝路径，避免了焊丝折弯、晃动等现象。

另外，本实施例还优化了上下两个线夹的焊线开合逻辑，即是上线夹机构开合动作先于下线夹机构；在下线夹机构关闭时，已经闭合的上线夹机构可以额外给予焊丝一个约束，从而提升了线弧及线尾一致性，并一定程度上减轻了伤丝。

本文中所描述的具体实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，但凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种楔焊键合头装置，包括键合头座、上线夹机构、下线夹机构、劈刀，所述下线夹机构包括下线夹座、线夹片、驱动件，线夹片置于劈刀一侧且两者间形成穿线空隙，其特征在于：所述下线夹座包括用于固定线夹片的前座和用于固定驱动件的后座，前座与后座之间前后摆动连接；所述前座上沿前后方向固定穿设有驱动顶杆，所述驱动件输出端具有与驱动顶杆顶推接触的顶推状态和与驱动顶杆分离的自由状态，当驱动件输出端处于顶推状态时，前座相对后座摆动致使线夹片相对劈刀打开；所述下线夹机构还包括始终作用于前座上使前座具有反动摆动趋势的弹性件；

所述下线夹机构还包括上下平移调节组件一、前后平移调节组件一、用于以上下方向为轴线旋转调节角度的角度调节组件一、用于以前后方向为轴线旋转调节角度的角度调节组件二、左右平移调节组件一；

所述上下平移调节组件一包括上下调节座一、上下调节钉，所述上下调节座一与后座通过滑槽和滑块形成上下滑移连接，上下调节钉沿上下方向连接上下调节座一、后座并构成差动螺纹结构；

所述前后平移调节组件一包括前后调节座一、前后调节钉，所述上下调节座一与前后调节座一通过滑槽和滑块形成前后滑移连接，前后调节钉沿前后方向连接上下调节座一、前后调节座一并构成差动螺纹结构；

所述角度调节组件一包括旋转座、设于旋转座一端且轴线沿上下方向设置的转销一、设于前后调节座一上的开口槽一，所述转销一可转动设于开口槽一内且开口槽一通过螺钉收紧而夹紧转销一；

所述角度调节组件二包括设于键合头座上的解耦座、轴线沿前后方向设置的转销二和对应设于键合头座、旋转座上的调节孔一、螺孔一，所述旋转座与转销二固定且通过转销二与解耦座可转动连接，所述调节孔一相对螺孔一具有使旋转座相对解耦座转动的调节余量，键合头座与旋转座通过螺钉连接调节孔一、螺孔一实现止动固定；

所述左右平移调节组件一包括对应设于解耦座、键合头座上的左右调节长孔一、螺孔二，解耦座与键合头座通过螺钉连接左右调节长孔一、螺孔二实现止动固定。

2.根据权利要求1所述的楔焊键合头装置，其特征在于：所述弹性件为扭簧，所述前座与后座间沿前后方向穿设有导杆，导杆前端螺接有调节螺母，所述扭簧套设于导杆上且抵接于调节螺母、前座之间。

3.根据权利要求1所述的楔焊键合头装置，其特征在于：所述前座与后座之间设有旋转支点结构，所述旋转支点结构为处于同一直线的至少两组，每组包括分别对应设于前座、后座上的前球座、后球座以及容置于前球座、后球座间的支点球；所述前座与后座之间拉连有多个预紧拉簧。

4.根据权利要求1所述的楔焊键合头装置，其特征在于：所述驱动顶杆与前座之间螺纹连接且驱动顶杆前端与前座之间抵接有防转弹簧。

5.根据权利要求1所述的楔焊键合头装置，其特征在于：所述后座上还设有多个沿前后方向贯穿前座的限位销钉。

6.根据权利要求1所述的楔焊键合头装置，其特征在于：所述劈刀自上而下朝向线夹片倾斜且倾斜角为0-3度；当所述线夹片闭合时，线夹片自上而下朝向劈刀倾斜且倾斜角为3-5度。

7.根据权利要求1所述的楔焊键合头装置，其特征在于：所述键合头座上设有手动开合机构，所述手动开合机构包括转动设于键合头座上的拨杆、沿前后方向滑动穿设在键合头座内的手动顶杆，所述拨杆上设有凸轮部且凸轮部与手动顶杆后端顶推配合，以推动手动顶杆朝向前座移动顶推前座；所述手动顶杆上还套设有保持弹簧使凸轮部与手动顶杆始终保持接触。

8.根据权利要求1所述的楔焊键合头装置，其特征在于：所述上线夹机构包括上线夹、上线夹座、前后平移及角度调节组件、左右平移调节组件二；

所述前后平移及角度调节组件包括对应设于上线夹座、键合头座上的调节孔二、螺孔三，所述调节孔二相对螺孔三在前后、上下方向上均具有调节余量而使上线夹座可相对键合头座前后平移和上下摆动，上线夹座与键合头座通过螺钉连接调节孔二、螺孔三实现止动固定；

所述左右平移调节组件二包括对应设于上线夹、上线夹座上的左右调节长孔二、螺孔四，上线夹与上线夹座通过螺钉连接左右调节长孔二、螺孔四实现止动固定。

9.根据权利要求1所述的楔焊键合头装置，其特征在于：所述键合头座上位于上线夹机构上方处设有引导器机构，所述引导器机构包括用于引导穿线的引导器、前后平移调节组件二、左右平移及角度调节组件、上下平移调节组件二；

所述前后平移调节组件二包括前后调节座二以及对应设于前后调节座二、键合头座上的前后调节长孔、螺孔五，前后调节座二与键合头座通过螺钉连接前后调节长孔、螺孔五实现止动固定；

所述左右平移及角度调节组件包括引导器座、设于引导器座一端的转销三、设于前后调节座二上的开口槽二，所述转销三沿左右方向穿设在开口槽二并可在开口槽二内左右平移、以左右方向为轴线旋转，所述开口槽二通过螺钉收紧并夹紧转销三；

所述上下平移调节组件二包括设于引导器座上的开口槽三，所述引导器穿设在开口槽三内并可在开口槽三内上下平移，所述开口槽三通过螺钉收紧并夹紧引导器。