CN219649009U - 一种igbt自动焊接系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种IGBT自动焊接系统，属于IGBT自动焊接设备技术领，包括流水工作台、装配组件、焊接组件IGBT和元件上料器。流水工作台的进料端设置有DBC上料器，出料端设置有DBC卸料器，DBC上料器与DBC卸料器结构相同，可以起到持续向流水工作台进料和收料的作用，焊接装配的工序全部在流水工作台上完成。另一方面，IGBT元件上料器则设置在流水工作台一侧，流水工作台另一侧设置有工作组件，工作组件需要将IGBT装配并焊接到DBC金属基板上，在此基础上，焊接工序通过装配组件完成，焊接工序由焊接组件完成。同时利用工业相机对焊接以及装配过程进行定位和监控，从而确保产品质量，相比较现有技术，可以完全代替人工，显著提高产品质量。

Description

一种IGBT自动焊接系统

技术领域

本实用新型涉及IGBT自动焊接设备技术领域，具体涉及一种IGBT自动焊接系统。

背景技术

IGBT兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点，在综合性能方面占有明显优势，非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统，特别在新能源汽车领域，在具体应用方面，一般将多个IGBT芯片按照特定的电路形式进行组合，如半桥、全桥等，可以有效减少外部电路连接的复杂性，并且多个IGBT芯片焊接在同一个金属基板(也就是DBC)上，等于是在独立的散热器与IGBT芯片之间增加了一块均热板，可以使得IGBT工作更加可靠。

然而，现有IGBT的DBC贴锡组装由于国内厂商产能需求和核心工艺的掌握不太全面，大多以人工或半自动设备组装为主，往往导致产品生产效率过低的问题，严重制约新能源汽车产业的发展。

实用新型内容

为此，本实用新型提供一种IGBT自动焊接系统，采用电气自动化的方式代替人工，以解决产品生产效率过低的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

本实用新型公开了一种IGBT自动焊接系统，包括：

流水工作台，进料端设置有DBC上料器，出料端设置有DBC卸料器，所述DBC上料器与DBC卸料器结构相同；

IGBT元件上料器，设置在所述流水工作台一侧，所述流水工作台另一侧设置有工作组件；

装配组件，装配在所述工作组件上，包括夹爪、驱动机构和升降气缸，所述工作组件与所述升降气缸的端部传动连接，所述升降气缸的活塞杆与装有夹爪的驱动机构相连；

焊接组件，包括安装架、电烙铁和吸锡器：

安装架顶部与工作组件相连，底部安装有所述电烙铁，侧面装有吸锡器；

其中，所述工作组件包括不少于两台机器人，其中至少有一台所述机器人安装有所述焊接组件或所述装配组件，且通过所述装配组件安装IGBT元件到DBC金属基板上，并通过所述焊接组件焊接固定。

进一步的，所述IGBT元件上料器包括：

机壳，内部设置有第一升降机构，所述第一升降机构带动叠放的IGBT元件竖直上下移动；

承接平台，前端设置有夹持机构，后端与所述机壳连通，所述夹持机构适于将机壳的IGBT元件夹取到夹持机构上。

进一步的，所述机器人包括基座、机械臂和旋转伸缩电机，所述基座设置在机械臂底部，所述机械臂的顶部安装有旋转伸缩电机。

进一步的，所述机械臂包括一级伺服电机、二级伺服电机、第一连接臂和第二连接臂，所述旋转伸缩电机装配在第一连接臂首端，所述第一连接臂尾端与第二连接臂的首端铰接，所述第二连接臂的首端安装有与第一连接臂转动连接的二级伺服电机，所述第二连接臂的尾端与一级伺服电机转动连接。

进一步的，所述焊接组件上以及装配组件上均设置有工业相机。

进一步的，所述流水工作台包括：

安装支架，顶部设置有传送带，所述传送带内沿长度方向设置有第一托举平台、第二托举平台和第三托举平台；和

取料器，设置在所述安装支架端部，用于将DBC上料器中的DBC金属基板取出放置在传送带上。

进一步的，所述DBC卸料器包括：

装具，内部叠放有若干层DBC金属基板；

输送机架，顶部和底部均设置有输送带，侧部设置有第二升降机构；

转运托盘，底部与第二升降机构传动连接，顶部设置有装具。

进一步的，所述转运托盘包括：

底托，与所述第二升降机构传动连接，顶部固定设置有安装框；

转运传送带，装配在所述底托上，且与装具摩擦传动连接；

限位开关，固定设置在所述安装框上。

本实用新型具有如下优点：

本实用新型利用DBC上料器和DBC下料器进行DBC金属基板的移送，IGBT元件上料器进行供料，在流水工作台上完成操作，在此过程中，通过机械臂代替人工将IGBT元件焊接到DBC金属基板上，并且，通过工业相机(CCD)对元件的装配—查验—焊接等一系列工序进行全程定位和监控，以保证最终成品的质量，相比较现有技术，可完全代替人工，以解决产品生产效率过低的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本实用新型提供的IGBT自动焊接系统的立体图；

图2为本实用新型提供的IGBT元件上料器的立体图；

图3为本实用新型提供的DBC卸料器的立体图；

图4为本实用新型提供的流水工作台立体图；

图5为本实用新型提供的工作组件立体图；

图6为本实用新型提供的装配组件立体图；

图7为本实用新型提供的焊接组件立体图；

图8为本实用新型提供的工业相机立体图；

图9为本实用新型提供的转运托盘立体图；

图10为本实用新型提供的机械臂立体图；

图中：1流水工作台；1.1安装支架；1.2第一托举平台；1.3第二托举平台；1.4第三托举平台；1.5取料器；2DBC卸料器；2.1装具；2.2输送机架；2.3转运托盘；2.31底托；2.32转运传送带；2.33安装框；2.34限位开关；2.4第二升降机构；3IGBT元件上料器；3.1夹持机构；3.2承接平台；3.3机壳；3.4第一升降机构；4DBC上料器；5工作组件；5.1基座；5.2机械臂；5.21一级伺服电机；5.22二级伺服电机；5.23第一连接臂；5.24第二连接臂；5.3旋转伸缩电机；6装配组件；6.1夹爪；6.2驱动机构；6.3升降气缸；7焊接组件；7.1安装架；7.2电烙铁；7.3吸锡器；8工业相机。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提出了IGBT自动焊接系统，请参考图1-图10，现对本技术方案进行说明：

如图1所示，流水工作台1的进料端设置有DBC上料器4，出料端设置有DBC卸料器2，DBC上料器4与DBC卸料器2结构相同，可以起到持续向流水工作台1进料和收料的作用，焊接装配的工序全部在流水工作台1上完成。另一方面，IGBT元件上料器3则设置在流水工作台1一侧，流水工作台1另一侧设置有工作组件5，工作组件5需要将IGBT元件上料器3提供的IGBT元件取出，装配并焊接到DBC金属基板上，在此基础上，焊接工序通过装配组件6完成，焊接工序由焊接组件7完成。在本实施例中装配组件6装配在工作组件5上，包括夹爪6.1、驱动机构6.2和升降气缸6.3，工作组件5与升降气缸6.3的端部传动连接，升降气缸6.3的活塞杆与装有夹爪6.1的驱动机构6.2相连，驱动机构6.2带动夹爪6.1张开闭合以夹取IGBT元件，升降气缸6.3则带动驱动机构6.2连同夹爪6.1上下移动，由此将IGBT元件移动到DBC金属基板上；此外，焊接组件7则包括安装架7.1、电烙铁7.2和吸锡器7.3，安装架7.1顶部与工作组件5相连，底部安装有电烙铁7.2，侧面装有吸锡器7.3，吸锡器7.3在IGBT元件与DBC金属基板的连接处，喷涂钎料电烙铁7.2加热钎料使其熔融后冷却固化，从而完成焊接工序。其中，工作组件5包括不少于两台机器人，其中至少有一台机器人安装有焊接组件7或装配组件6，且通过装配组件6安装IGBT元件到DBC金属基板上，并通过焊接组件7焊接固定。

在上一实施例中，如图8，焊接组件7上以及装配组件6上均设置有工业相机8，由此来保证IGBT元件焊接和装配的精度。

在一些实施例中，IGBT元件上料器3包括：

机壳3.3，内部设置有第一升降机构3.4，第一升降机构3.4带动叠放的IGBT元件竖直上下移动，所提到的第一升降机构3.4可以进行闭环控制，通过第一升降机构3.4的移动位置可以实时反馈到设备的主控制器内；此外承接平台3.2的前端设置有夹持机构3.1，后端与机壳3.3连通。夹持机构3.1适于将机壳3.3的IGBT元件夹取到夹持机构3.1上，由此上料器即可向外提供IGBT元件。

在第一个实施例中，如图5，机器人包括基座5.1、机械臂5.2和旋转伸缩电机5.3，基座5.1设置在机械臂5.2底部，机械臂5.2的顶部安装有旋转伸缩电机5.3，旋转伸缩电机5.3可以与装配组件6或焊接组件7中任意一个传动连接，从而使得装配组件6或焊接组件7具备旋转和升降的功能，以便于进行装配和焊接。

在本实施例中，如图10，机械臂5.2包括一级伺服电机5.21、二级伺服电机5.22、第一连接臂5.23和第二连接臂5.24，旋转伸缩电机5.3装配在第一连接臂5.23首端，第一连接臂5.23尾端与第二连接臂5.24的首端铰接，第二连接臂5.24的首端安装有与第一连接臂5.23转动连接的二级伺服电机5.22，第二连接臂5.24的尾端与一级伺服电机5.21转动连接，由此在一级伺服电机5.21和二级伺服电机5.22的带动下，通过第一连接臂5.23和第二连接臂5.24互相配合即可将旋转伸缩电机5.3移动到装配以及焊接的位置。

在一些实施例中，如图4，安装支架1.1的顶部设置有传送带1.6，传送带1.6内沿长度方向设置有第一托举平台1.2、第二托举平台1.3和第三托举平台1.4，第一托举平台1.2、第二托举平台1.3和第三托举平台1.4均可以将DBC金属基板托起，从而使得DBC金属基板脱离传送带1.6，并由此对DBC金属基板进行操作；

具体来讲，第一托举平台1.2用于在DBC金属基板装配IGBT元件；

第二托举平台1.3用于检测装配的IGBT元件有无缺失；

第三托举平台1.4用于涂抹钎料，并通过电烙铁进行钎焊；

在本实施例中，取料器1.5设置在安装支架1.1端部，用于将DBC上料器4中的DBC金属基板取出放置在传送带1.6上，以便于实时上述所提出的工序。

在一些实施例中，DBC卸料器2包括装具2.1、输送机架2.2和转运托盘2.3，其中装具2.1内部叠放有若干层DBC金属基板；而输送机架2.2的顶部和底部均设置有输送带，侧部设置有第二升降机构2.4。在设备运行时，转运托盘2.3底部与第二升降机构2.4传动连接，顶部设置有装具2.1，由此第二升降机构2.4带动转运托盘2.3以及装具2.1上下移动，当转运托盘2.3位于最上方时，输送机架2.2的顶部的输送带将装具2.1运出，当转运托盘2.3位于最下方时，输送机架2.2的底部的输送带将装具2.1运出进，由此起到给流水工作台1连续进料的作用。

在一些实施例中，转运托盘2.3包括底托2.31、转运传送带2.32和限位开关2.34。其中，底托2.31与第二升降机构2.4传动连接，顶部固定设置有安装框2.33，安装框2.33上固定设置限位开关2.34，限位开关2.34具有两个触点，分别对应托盘2.3在最上方和最下方的位置，以控制输送机架2.2上两个输送带的运行。此外底托2.31上装配有转运传送带2.32，转运传送带2.32与装具2.1摩擦传动连接，从而完成装具2.1的装卸工作。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种IGBT自动焊接系统，其特征在于，包括：

流水工作台(1)，进料端设置有DBC上料器(4)，出料端设置有DBC卸料器(2)，所述DBC上料器(4)与DBC卸料器(2)结构相同；

IGBT元件上料器(3)，设置在所述流水工作台(1)一侧，所述流水工作台(1)另一侧设置有工作组件(5)；

装配组件(6)，装配在所述工作组件(5)上，包括夹爪(6.1)、驱动机构(6.2)和升降气缸(6.3)，所述工作组件(5)与所述升降气缸(6.3)的端部传动连接，所述升降气缸(6.3)的活塞杆与装有夹爪(6.1)的驱动机构(6.2)相连；

焊接组件(7)，包括安装架(7.1)、电烙铁(7.2)和吸锡器(7.3)：

安装架(7.1)顶部与工作组件(5)相连，底部安装有所述电烙铁(7.2)，侧面装有吸锡器(7.3)；

其中，所述工作组件(5)包括不少于两台机器人，其中至少有一台所述机器人安装有所述焊接组件(7)或所述装配组件(6)，且通过所述装配组件(6)安装IGBT元件到DBC金属基板上，并通过所述焊接组件(7)焊接固定。

2.如权利要求1所述的IGBT自动焊接系统，其特征在于，所述IGBT元件上料器(3)包括：

机壳(3.3)，内部设置有第一升降机构(3.4)，所述第一升降机构(3.4)带动叠放的IGBT元件竖直上下移动；

承接平台(3.2)，前端设置有夹持机构(3.1)，后端与所述机壳(3.3)连通，所述夹持机构(3.1)适于将机壳(3.3)的IGBT元件夹取到夹持机构(3.1)上。

3.如权利要求1所述的IGBT自动焊接系统，其特征在于，所述机器人包括基座(5.1)、机械臂(5.2)和旋转伸缩电机(5.3)，所述基座(5.1)设置在机械臂(5.2)底部，所述机械臂(5.2)的顶部安装有旋转伸缩电机(5.3)。

4.如权利要求3所述的IGBT自动焊接系统，其特征在于，所述机械臂(5.2)包括一级伺服电机(5.21)、二级伺服电机(5.22)、第一连接臂(5.23)和第二连接臂(5.24)，所述旋转伸缩电机(5.3)装配在第一连接臂(5.23)首端，所述第一连接臂(5.23)尾端与第二连接臂(5.24)的首端铰接，所述第二连接臂(5.24)的首端安装有与第一连接臂(5.23)转动连接的二级伺服电机(5.22)，所述第二连接臂(5.24)的尾端与一级伺服电机(5.21)转动连接。

5.如权利要求1所述的IGBT自动焊接系统，其特征在于，所述焊接组件(7)上以及装配组件(6)上均设置有工业相机(8)。

6.如权利要求1所述的IGBT自动焊接系统，其特征在于，所述流水工作台(1)包括：

安装支架(1.1)，顶部设置有传送带(1.6)，所述传送带(1.6)内沿长度方向设置有第一托举平台(1.2)、第二托举平台(1.3)和第三托举平台(1.4)；和

取料器(1.5)，设置在所述安装支架(1.1)端部，用于将DBC上料器(4)中的DBC金属基板取出放置在传送带(1.6)上。

7.如权利要求1所述的IGBT自动焊接系统，其特征在于，所述DBC卸料器(2)包括：

装具(2.1)，内部叠放有若干层DBC金属基板；

输送机架(2.2)，顶部和底部均设置有输送带，侧部设置有第二升降机构(2.4)；

转运托盘(2.3)，底部与第二升降机构(2.4)传动连接，顶部设置有装具(2.1)。

8.如权利要求7所述的IGBT自动焊接系统，其特征在于，所述转运托盘(2.3)包括：

底托(2.31)，与所述第二升降机构(2.4)传动连接，顶部固定设置有安装框(2.33)；

转运传送带(2.32)，装配在所述底托(2.31)上，且与装具(2.1)摩擦传动连接；

限位开关(2.34)，固定设置在所述安装框(2.33)上。