CN117886094A - 一种陶瓷劈刀坯料自动插盘装置及自动插盘方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种陶瓷劈刀坯料自动插盘装置及自动插盘方法，自动插盘装置包括振动盘、送料机构、推料装置、分料圆盘机构、机械手、料盘移动机构和机架；振动盘的输出端连接送料机构的输入端，送料机构的输出端连接所述推料装置的输入端；推料装置的输出端朝向分料圆盘机构；机械手和料盘移动机构位于分料圆盘机构附近。自动插盘方法步骤包括：1）振动盘运输，分流装置分流并统一朝向；2）送料机构输料至推料装置，推料装置实现陶瓷劈刀坯料的逐个垂直送料；3）分流圆盘机构逐个接料；4）机械手，料盘移动机构及识别装置进行自动插盘过程。本发明一种陶瓷劈刀坯料自动插盘装置及自动插盘方法实现了陶瓷劈刀坯料的自动化插盘，精准且高效。

Description

一种陶瓷劈刀坯料自动插盘装置及自动插盘方法

技术领域

本发明属于陶瓷劈刀技术领域，尤其涉及一种陶瓷劈刀坯料自动插盘装置及自动插盘方法。

背景技术

陶瓷劈刀，有称为瓷嘴，是一种具有垂直方向孔的轴对称的陶瓷工具，属于精密微结构陶瓷部件。应用上，陶瓷劈刀是作为引线键合过程的焊线工具使用。因此，陶瓷劈刀常常被称为半导体封装的“缝线针”。

在陶瓷劈刀的整个生产过程中需要将陶瓷劈刀的坯料逐个顺序的安插在一个料盘上，这个工序被称为插盘工序。在这个工序中，由于陶瓷劈刀本身属于精密微结构的陶瓷部件，采用人工插盘的方式，存在劳动强度大，插盘效率低等问题。为提高插盘工序的效率，降低工人的劳动强度，势必需要研发出能实现自动化插盘的插盘设备，而其中需要重点解决的难题有：1）陶瓷劈刀坯料一端为加工端（后期加工为尖端），一端为平面端，在插盘过程中如何识别两个端部；2）识别两个端部后如何确保插入料盘中的陶瓷劈刀坯料朝向一致；3）如何将从识别到调整方向，从调整方向到转移插盘的整个过程形成连续性的机械作业。

发明内容

本发明的目的在于提供一种陶瓷劈刀坯料自动插盘装置及自动插盘的方法，旨在解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种陶瓷劈刀坯料自动插盘装置，包括振动盘、送料机构、推料装置、分料圆盘机构、机械手、料盘移动机构和机架；所述振动盘、送料机构、推料装置、分料圆盘机构、机械手、料盘移动机构均设置在机架上；所述振动盘的输出端连接送料机构的输入端，送料机构的输出端连接所述推料装置的输入端；所述推料装置的输出端朝向分料圆盘机构；所述机械手和料盘移动机构位于分料圆盘机构附近，通过机械手抓取分料圆盘机构上的陶瓷劈刀坯料并转移至料盘移动机构。

进一步的，还包括分流装置；所述分流装置包括分流装置基座、直线执行机构、分流块、分流盒、传感器；所述直线执行机构和分流盒分别设置在分流装置基座上；所述分流盒内设有分流槽，直线执行机构的运动端连接分流块，控制分流块在分流槽内移动，分流块上设有物料槽；所述分流盒的盒体上设置分流装置进料口和至少两个分流通道，且分流装置进料口和至少两个分流通道均连通分流槽；所述直线执行机构是能够确保分流块在分流槽内移动的过程中，物料槽分别在与分流装置进料口及至少两个分流通道连通时，使得分流块停止移动的机构；所述分流块的物流槽在与分流装置进料口连通时，所述传感器设置在能够感应进入物料槽的陶瓷劈刀坯料正反方向的位置；所述分流装置位于振动盘和送料机构之间，且分流装置的分流装置进料口连接振动盘的输出端，分流装置的分流通道与送料机构的输入端连接。

进一步的，送料机构包括送料通道和送料支架，送料通道通过送料支架固定在机架上；送料通道的输入端处于高位，送料通道的输出端处于低位，确保陶瓷劈刀坯料能够顺利从送料通道的输入端运输至输出端，送料通道的输入端分叉成两条支线，分别连接分流装置的分流通道。

进一步的，推料装置包括推料装置基座、推料台、推料块、双向气缸、感应器安装板、第一对射式感应器、第二对射式感应器；所述推料装置基座上表面一侧设有推料台，双向气缸设置在推料装置基座上，且并排于推料台；所述双向气缸的气缸杆端部连接推料块；所述推料块一侧向推料台上表面方向延伸形成推料端，且推料端前部突出于整个推料块；所述推料端在推料台上表面滑移；所述推料端前部设有垂直贯通的料孔；所述推料装置基座前端两侧分别设有感应器安装板，在两个感应器安装板上安装有第一对射式感应器和第二对射式感应器；所述推料端前端下表面设有与料孔垂直且相交的对射感应槽。

进一步的，分料圆盘机构包括分料圆盘，接料臂、分料圆盘固定支架、分料圆盘驱动电机；所述分料圆盘驱动电机的机身通过分料圆盘固定支架固定在机架上；分料圆盘驱动电机的转轴连接分料圆盘，分料圆盘外圆均匀设置若干个接料臂。

进一步的，料盘移动机构由一个十字轨道模组和在十字轨道模组上滑移的料盘构成；所述机械臂为能够在水平方向和垂直方向上运行的机械臂，且机械臂水平移动方向与十字轨道模组的一个轨道的方向平行，确保机械臂和十字轨道模组相互配合，实现陶瓷劈刀坯料逐个精准的插入料盘中。

进一步的，机械臂的支架上加装回收料斗。

进一步的，还包括识别装置；所述识别装置有两组，一组位于分料圆盘机构附近，用于识别分料圆盘机构上陶瓷劈刀坯料的正反；另一组位于料盘移动机构附近，用于识别料盘移动机构上陶瓷劈刀坯料的码排状态。

进一步的，还包括风干机构；所述风干机构设置在振动盘附近，且出风口朝向振动盘。

利用陶瓷劈刀坯料自动插盘装置进行自动插盘的方法，包括以下步骤：

步骤一、将陶瓷劈刀坯料倒入振动盘，风干机构对振动盘内的陶瓷劈刀坯料进行风干；

步骤二、通过振动盘将陶瓷劈刀坯料逐个输送入分流装置，通过分流装置的分流，使得以不同方向进入分流装置的陶瓷劈刀坯料以相同的朝向进入送料机构；

步骤三、通过送料机构逐个将陶瓷劈刀坯料送至推料装置，再通过推料装置将陶瓷劈刀坯料逐个垂直的推送到分料圆盘机构的接料臂上；分料圆盘驱动电机逐步转动分料圆盘，使得接料臂逐一接料；

步骤四、通过识别装置识别接料臂上的陶瓷劈刀坯料的方向，发现有朝向不一致的情况，机械手将该陶瓷劈刀坯料转移至回收料斗，若识别出方向一致的，机械手将该陶瓷劈刀坯料转移至料盘移动机构的料盘中；通过识别装置实时观测料盘中的插料情况。

本发明的优点和有益效果在于：

1）通过分流装置能够确保陶瓷劈刀坯料以相同的朝向进入送料机构。

2）推料装置实现了陶瓷劈刀坯料离开送料机构后，逐个垂直的运送到分料圆盘机构中。

3）通过分料圆盘机构的分料圆盘的转动，机械臂以及料盘移动机构的相互配合的运动过程，可以实现陶瓷劈刀坯料逐个以相同的朝向垂直自动插入料盘的过程。

4）识别装置进一步确保了陶瓷劈刀坯料的朝向问题。

5）整个装置自动化程度高，精准且效率地实现了陶瓷劈刀坯料的自动插盘过程。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为振动盘、分流装置及送料机构的整体示意图。

图3为分流装置的结构示意图。

图4为分流装置的结构示意图（无盖板）。

图5为分流装置的正面示意图。

图6为送料机构的示意图。

图7为推料装置的示意图。

图8为推料装置的局部放大示意图。

图9为分料圆盘机构的示意图。

图10为机械手、分料圆盘机构、料盘移动机构和识别装置的示意图。

其中，振动盘1、分流装置2、分流装置支撑座2-1、分流装置基座2-2、滑轨2-3、滑块2-4、第一气缸2-5、第二气缸2-6、连接块2-7、盖板2-8、分流盒2-9、第二气缸座2-10、第一气缸座2-11、光纤传感器2-12、感应器2-13、第一分流出口2-14、第二分流出口2-15、第一分流通道2-16、第二分流通道2-17、第二进气口2-18、第一进气口2-19、分流块2-20、分流装置进料口2-21、送料机构3、送料通道3-1、送料支架3-2、推料装置4、推料装置底座4-1、推料装置基座4-2、推料台4-3、导向槽4-3-1、滑轨4-4、滑块4-5、推料块4-6、料孔4-6-1、对射感应槽4-6-2、双向气缸4-7、感应器安装板4-8、限位块4-9、转接块4-10、第一对射式感应器4-11、第二对射式感应器4-12、分料圆盘机构5、分料圆盘驱动电机5-1、分料圆盘固定支架5-2、分料圆盘5-3、接料臂5-4、机械手6、料盘移动机构7、识别装置8、风干机构9、机架10。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例

如图1所示，陶瓷劈刀自动插盘装置，包括振动盘1、分流装置2、送料机构3、推料装置4、分料圆盘机构5、机械手6、料盘移动机构7、识别装置8、风干机构9、机架10。

振动盘1、分流装置2、送料机构3、推料装置4、分料圆盘机构5、机械上手6、料盘移动机构7、识别装置8以及风干机构9均设置在机架10上。

如图2、图3、图4、图5所示，分流装置2包括分流装置支撑座2-1、分流装置基座2-2、滑轨2-3、滑块2-4、第一气缸2-5、第二气缸2-6、连接块2-7、盖板2-8、分流盒2-9、第二气缸座2-10、第一气缸座2-11、光纤传感器2-12、感应器2-13、第一分流出口2-14、第二分流出口2-15、第一分流通道2-16、第二分流通道2-17、第二进气口2-18、第一进气口2-19、分流块2-20、分流装置进料口2-21；

分流装置基座2-2底部连接分流装置支撑座2-1，滑轨2-3和分流盒2-9分别设置在分流装置基座2-2上，滑块2-4在滑轨2-3上滑移；第二气缸2-6通过第二气缸座2-10固定在滑块2-4上，第一气缸2-5通过第一气缸座2-11固定在分流装置基座2-2上，第一气缸2-5的气缸杆通过连接块2-7连接滑块2-4，使得第一气缸2-5的气缸杆通过控制滑块2-4的移动来控制第二气缸2-6缸体的移动；第二气缸2-6的气缸杆端部连接有分流块2-20；分流盒2-9中央设有分流槽，分流盒2-9上部覆盖有盖板2-8，第二气缸2-6的气缸杆驱动分流块2-20在分流槽内移动；分流盒2-9的一侧设有分流装置进料口2-21，且分流装置进料口2-21连通分流槽；在分流盒2-9内，位于分流槽两侧分别设有第一分流通道2-16、第二分流通道2-17，第一分流通道2-16连接第一分流出口2-14，第二分流通道2-17连接第二分流出口2-15；在分流盒2-9的两侧还分别设有第二进气口2-18和第一进气口2-19；分流块2-20上设有一条仅供一个陶瓷劈刀坯料进入的物料槽；

当第一气缸2-5的气缸杆伸出到极限距离时（即第二气缸2-6的缸体距离分流盒2-9最近），且第二气缸2-6的气缸杆同时伸出到极限距离时，分流块2-20上的物料槽与分流装置进料口2-21连通；

当第一气缸2-5的气缸杆保持伸出到极限距离的状态，且第二气缸2-6的气缸杆回缩时，分流块2-20上的物料槽的两端分别连通第一进气口2-19和第一分流通道2-16；

当第一气缸2-5的气缸杆回缩，且第二气缸2-6的气缸杆回缩时，分流块2-20上的物料槽的两端分别连通第二进气口2-18和第二分流通道2-17；

在分流盒2-9相对于分流装置进料口2-21的另一侧设有光纤传感器2-12，当分流块2-20的物料槽一端与分流装置进料口2-21连通时，光纤传感器2-12正对着分流块2-20的物料槽另一端，用于判断进入物料槽的陶瓷劈刀坯料是正向进入或反向进入；

在分流盒2-9上设有对射式的感应器2-13，感应器2-13发出的对射感应光线沿分流块的物料槽对着光纤传感器的一侧穿过，检测进入物料槽的陶瓷劈刀坯料是否完全到位，避免陶瓷劈刀坯料在未完全进入物料槽的时候，分流块就开始移动；

通过光纤传感器2-12检测到的不同信息，通过程序控制第一气缸2-5和第二气缸2-6的运行，确保正向或反向进入物料槽的陶瓷劈刀坯料被分别运输至第一分流通道2-16或第二分流通道2-17；再通过分别向第一进气口2-19和第二进气口2-18进气，使得正向或反向的陶瓷劈刀坯料分别从第一分流出口2-14或第二分流出口2-15输送出来。

陶瓷劈刀坯料从振动盘1输送至分流装置2的分流装置进料口2-21，经过分流装置2的分流，将处于正向或反向的陶瓷劈刀坯料进行分流，并分别沿着图2中箭头方向（图中省略了输送管路）进入到送料机构3中，此时进入送料机构3的陶瓷劈刀坯料的朝向均是一致的。

如图6所示，送料机构3包括送料通道3-1和送料支架3-2，送料通道3-1通过送料支架3-2固定在机架10上；送料通道3-1的输入端处于高位，送料通道3-1的输出端处于低位，确保陶瓷劈刀坯料能够顺利从送料通道3-1的输入端运输至输出端，送料通道3-1的输入端分叉成两条支线，用于分别接收经过分流装置2分流的陶瓷劈刀坯料。

如图7、图8所示，推料装置4，包括推料装置底座4-1、推料装置基座4-2、推料台4-3、滑轨4-4、滑块4-5、推料块4-6、双向气缸4-7、感应器安装板4-8、限位块4-9、转接块4-10、第一对射式感应器4-11、第二对射式感应器4-12；

推料装置底座4-1设置在推料装置基座4-2底部；在推料装置基座4-2上表面一侧设有推料台4-3，双向气缸4-7设置在推料装置基座4-2上，且并排于推料台4-3；双向气缸4-7的气缸杆端部连接转接块4-10，转接块4-10侧面连接推料块4-6，推料块4-6底部设有滑块4-5，推料装置基座4-2上设有平行于双向气缸4-7和推料台4-3的滑轨4-4，滑块4-5在滑轨4-4上滑移；推料块4-6一侧向推料台4-3上表面方向延伸，即为推料块4-6的推料端，推料端在推料台4-3上表面滑移；在推料端前部设有垂直贯通的料孔4-6-1；推料端前端下表面设有与料孔4-6-1垂直且相交的对射感应槽4-6-2；推料端前部突出于整个推料块4-6。

在推料装置基座4-2前端两侧分别设有感应器安装板4-8；在两个感应器安装板4-8上安装有第一对射式感应器4-11和第二对射式感应器4-12；

在推料装置基座4-2前端设有用于限制转接块4-10移动距离的限位块4-9；

在推料台4-3前端设有凸起，在凸起的尖端设有导向槽4-3-1。导向槽4-3-1的设计可确保陶瓷劈刀坯料垂直脱离推料块4-6的料孔4-6-1后，仍能够沿着导向槽4-3-1垂直下落。

初始状态，双向气缸4-7的气缸杆处于回缩状态，推料块4-6的推料端位于推料台4-3的上表面后侧的位置，此时，恰好第一对射式感应器4-11的感应射线穿过推料块4-6的对射感应槽4-6-2；当陶瓷劈刀坯料通过送料机构3落到推料块4-6的料孔4-6-1内，陶瓷劈刀坯料触发第一对射式感应器4-11；双向气缸4-7的气缸杆伸出，推料块4-6的推料端沿着推料台4-3上表面向前滑移，直至推料块4-6的料孔4-6-1脱离推料台4-3前端，此时，陶瓷劈刀坯料触发第二对射式感应器4-12，同时，陶瓷劈刀坯料在自身重力的作用下垂直下落到分料圆盘机构5内；而后双向气缸4-7的气缸杆回缩，推料块4-6的推料端复位到初始位置。

如图9所示，分料圆盘机构5包括分料圆盘5-3，接料臂5-4、分料圆盘固定支架5-2、分料圆盘驱动电机5-1；分料圆盘驱动电机5-1的机身通过分料圆盘固定支架5-2固定在机架10上；分料圆盘驱动电机5-1的转轴连接分料圆盘5-3，分料圆盘5-3外圆均匀设置若干个接料臂5-4。

通过接料臂5-4承接从推料装置4传递过来的陶瓷劈刀坯料，分料圆盘驱动电机5-1为步进电机，通过分料圆盘驱动电机5-1逐步转动分料圆盘5-3，使得若干个接料臂5-4逐一接料。

如图10所示，料盘移动机构7由一个十字轨道模组和在十字轨道模组上滑移的料盘构成；机械臂6为能够在水平方向和垂直方向上运行的机械臂6，且机械臂6水平移动方向与十字轨道模组的一个轨道的方向平行，确保机械臂6和十字轨道模组相互配合，实现陶瓷劈刀坯料逐个精准的插入料盘中。

在分料圆盘机构5和料盘附近分别设有一组识别装置8，即光纤传感器，通过位于分料圆盘机构5附近的识别装置8识别机械臂6从接料臂5-4上抓取的陶瓷劈刀坯料的正反情况，以确保插入料盘的陶瓷劈刀坯料的方向均相同。

在机械臂6的支架上加装回收料斗，当识别机构8识别出方向错误的陶瓷劈刀坯料后，机械臂6将其抓取之后不插入料盘，而是移动到回收料斗内回收。

在料盘附近的识别装置8用于观测料盘内的情况。

另外，在振动盘1附近可加装风干机构9，用于吹干陶瓷劈刀坯料，以确保输送过程的顺利进行。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种陶瓷劈刀坯料自动插盘装置，其特征在于：包括振动盘、送料机构、推料装置、分料圆盘机构、机械手、料盘移动机构和机架；所述振动盘、送料机构、推料装置、分料圆盘机构、机械手、料盘移动机构均设置在机架上；所述振动盘的输出端连接送料机构的输入端，送料机构的输出端连接所述推料装置的输入端；所述推料装置的输出端朝向分料圆盘机构；所述机械手和料盘移动机构位于分料圆盘机构附近，通过机械手抓取分料圆盘机构上的陶瓷劈刀坯料并转移至料盘移动机构。

2.根据权利要求1所述的一种陶瓷劈刀坯料自动插盘装置，其特征在于：还包括分流装置；所述分流装置包括分流装置基座、直线执行机构、分流块、分流盒、传感器；所述直线执行机构和分流盒分别设置在分流装置基座上；所述分流盒内设有分流槽，直线执行机构的运动端连接分流块，控制分流块在分流槽内移动，分流块上设有物料槽；所述分流盒的盒体上设置分流装置进料口和至少两个分流通道，且分流装置进料口和至少两个分流通道均连通分流槽；所述直线执行机构是能够确保分流块在分流槽内移动的过程中，物料槽分别在与分流装置进料口及至少两个分流通道连通时，使得分流块停止移动的机构；所述分流块的物流槽在与分流装置进料口连通时，所述传感器设置在能够感应进入物料槽的陶瓷劈刀坯料正反方向的位置；所述分流装置位于振动盘和送料机构之间，且分流装置的分流装置进料口连接振动盘的输出端，分流装置的分流通道与送料机构的输入端连接。

3.根据权利要求2所述的一种陶瓷劈刀坯料自动插盘装置，其特征在于：所述送料机构包括送料通道和送料支架，送料通道通过送料支架固定在机架上；送料通道的输入端处于高位，送料通道的输出端处于低位，确保陶瓷劈刀坯料能够顺利从送料通道的输入端运输至输出端，送料通道的输入端分叉成两条支线，分别连接分流装置的分流通道。

4.根据权利要求1所述的一种陶瓷劈刀坯料自动插盘装置，其特征在于：所述推料装置包括推料装置基座、推料台、推料块、双向气缸、感应器安装板、第一对射式感应器、第二对射式感应器；所述推料装置基座上表面一侧设有推料台，双向气缸设置在推料装置基座上，且并排于推料台；所述双向气缸的气缸杆端部连接推料块；所述推料块一侧向推料台上表面方向延伸形成推料端，且推料端前部突出于整个推料块；所述推料端在推料台上表面滑移；所述推料端前部设有垂直贯通的料孔；所述推料装置基座前端两侧分别设有感应器安装板，在两个感应器安装板上安装有第一对射式感应器和第二对射式感应器；所述推料端前端下表面设有与料孔垂直且相交的对射感应槽。

5.根据权利要求1所述的一种陶瓷劈刀坯料自动插盘装置，其特征在于：所述分料圆盘机构包括分料圆盘，接料臂、分料圆盘固定支架、分料圆盘驱动电机；所述分料圆盘驱动电机的机身通过分料圆盘固定支架固定在机架上；分料圆盘驱动电机的转轴连接分料圆盘，分料圆盘外圆均匀设置若干个接料臂。

6.根据权利要求1所述的一种陶瓷劈刀坯料自动插盘装置，其特征在于：所述料盘移动机构由一个十字轨道模组和在十字轨道模组上滑移的料盘构成；所述机械臂为能够在水平方向和垂直方向上运行的机械臂，且机械臂水平移动方向与十字轨道模组的一个轨道的方向平行，确保机械臂和十字轨道模组相互配合，实现陶瓷劈刀坯料逐个精准的插入料盘中。

7.根据权利要求6所述的一种陶瓷劈刀坯料自动插盘装置，其特征在于：所述机械臂的支架上加装回收料斗。

8.根据权利要求1所述的一种陶瓷劈刀坯料自动插盘装置，其特征在于：还包括识别装置；所述识别装置有两组，一组位于分料圆盘机构附近，用于识别分料圆盘机构上陶瓷劈刀坯料的正反；另一组位于料盘移动机构附近，用于识别料盘移动机构上陶瓷劈刀坯料的码排状态。

9.根据权利要求1所述的一种陶瓷劈刀坯料自动插盘装置，其特征在于：还包括风干机构；所述风干机构设置在振动盘附近，且出风口朝向振动盘。

10.利用权利要求1~9所述的一种陶瓷劈刀坯料自动插盘装置进行自动插盘的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将陶瓷劈刀坯料倒入振动盘，风干机构对振动盘内的陶瓷劈刀坯料进行风干；

步骤二、通过振动盘将陶瓷劈刀坯料逐个输送入分流装置，通过分流装置的分流，使得以不同方向进入分流装置的陶瓷劈刀坯料以相同的朝向进入送料机构；

步骤三、通过送料机构逐个将陶瓷劈刀坯料送至推料装置，再通过推料装置将陶瓷劈刀坯料逐个垂直的推送到分料圆盘机构的接料臂上；分料圆盘驱动电机逐步转动分料圆盘，使得接料臂逐一接料；

步骤四、通过识别装置识别接料臂上的陶瓷劈刀坯料的方向，发现有朝向不一致的情况，机械手将该陶瓷劈刀坯料转移至回收料斗，若识别出方向一致的，机械手将该陶瓷劈刀坯料转移至料盘移动机构的料盘中；通过识别装置实时观测料盘中的插料情况。