CN220272455U - 一种封帽机定位机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种封帽机定位机构，所述封帽机包括机台、管座放置座、焊具、封帽机构和PLC控制器，所述封帽机构内有两根导向轴，在两根导向轴底部通过连接件连接一定位机构，所述定位机构包括相机、阴影锥、光源、冷却系统和固定件，所述相机的镜头与阴影锥上部套接，所述阴影锥内部设有阶梯状台阶，所述台阶从上到下大小依次递减，所述阴影锥底口对准管座管帽焊接中心线；所述光源包括若干LED灯珠和LED灯珠固定壳，所述LED灯珠固定壳套接于阴影锥上部外表面；所述冷却系统包括内壳、外壳、冷却液通道及冷却液进出口。先准确校准位置，自动找准管座与管帽的中心轴线，再进行焊接，成品率高，减少了人力和损耗，降低了生产成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及晶体管式封装领域，具体涉及一种封帽机定位机构。
背景技术
目前，晶体管式封装TO-CAN类型有多种，包括TO-38、TO-46、TO-56、TO-60，均采用封帽机进行封帽。TO封装技术，即指Transistor Outline，也就是全封闭式封装技术，TO封装相对于其他的封装技术，具有寄生参数比较小、成本较低、工艺相对简单、使用灵活方便的优点。
具体的，在焊接管座上的管帽期间，透镜在圆形管帽中的位置应与需激光二极管的位置相匹配，但现有封帽机定位结构不精确，焊接结构使用气缸提供的强力电极帽(D＝80m)，这种力会使机械结构弯曲，导致机械缺陷。当电极帽被拉动，或推力推动时，测量工具显示电极帽位置有差异，应减小这些位置的误差以提高电极帽的工作质量。管座上的芯片定位不精确时需要调整精度，现有方式是，在框架上安装了相机，当电极帽移动到上部上料位置时，可以看到管座的位置。但相机看不到管帽内部，相机只能看到管座在焊接前的工具中的位置，或焊接后管座上的管帽。相机的视角不能在管座的正上方，否则会导致机械结构的干涉，因此相机只能以一定角度看到产品。使用相机查看管座位置和机电调节工具调整管座位置，只能手动调整管座在焊接工具中的正确位置。由于相机看不到管帽在管座上的位置，需要来自成品测试设备的反馈，这意味着要用很多产品来调试机器，造成浪费，相应提高了生产成本。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种封帽机定位机构，管座与管帽焊接前，可以先准确校准位置，自动找准管座与管帽的中心轴线，再进行焊接，成品率高，减少了人力和损耗，降低了生产成本。
本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：一种封帽机定位机构，所述封帽机包括机台、管座放置座、焊具、封帽机构和PLC控制器，所述封帽机构内有两根导向轴，在两根导向轴底部通过连接件连接一定位机构，所述定位机构包括相机、阴影锥、光源、冷却系统和固定件，所述相机的镜头与阴影锥上部套接，所述阴影锥内部设有阶梯状台阶，所述台阶从上到下大小依次递减，所述阴影锥底口对准管座管帽焊接中心线；所述光源包括若干LED灯珠和LED灯珠固定壳，所述LED灯珠固定壳套接于阴影锥上部外表面；所述冷却系统包括内壳、外壳、冷却液通道及冷却液进出口，所述内壳与外壳上部设有嵌环；所述内壳与阴影锥之间为光源的光通道。
作为进一步的改进，所述焊具设置于固定件底部，与固定件底面平齐。
作为进一步的改进，所述冷却系统的内壳外表面设有若干冷却液槽。
作为进一步的改进，所述内壳与外壳的顶部和底部分别设有密封圈Ⅰ和密封圈Ⅱ。
作为一种优选，所述内壳采用高合金钢，所述外壳采用铜。
本实用新型的伺服电机和气缸：对于同一运动，通过组合的线性主轴和气缸满足冲头的组合要求。伺服电机和滚珠轴承主轴提供高精确度的定位和速度，并向机器控制系统反馈。气缸仅用于在电机和主轴已经完成定位后焊接期间提供很强的力。气缸不提供任何长距离的运动，只提供稍有误差的小的力给电极帽。为了提供所需的误差，滚珠轴承主轴螺母通过薄橡胶板连接到电极帽上，以减少气缸高冲力产生的内力。
本实用新型可以调整阴影锥的高度以找到Z方向的最佳位置。X和Y方向不能调整，因为考虑到中心孔需要正好在电极帽的力轴上。
本实用新型的关键是在不影响焊接质量的情况下将相机和光源添加到焊接电极中。通过将相机添加到机器中，结构不会减弱、减慢或降低其他相关值。相机的目的是为自动位置控制软件提供传感器信号。通过相机和阴影锥实际测量找准管座芯片的位置进行焊接，而不是现有的用假设芯片的位置来焊接管帽。
本实用新型的有益效果是:1.为避免相机仅看到光源在镜头中心的明亮反射，在管帽的中心轴上方设有一个阴影锥，与相机的镜头套接，阴影锥外面为一个圆锥体，里面有许多圈阶梯状台阶，是为了避免反射。LED灯珠产生的是围绕透镜和阴影锥的圆形光，圆形光将穿过透镜的外部区域，围绕透镜和阴影锥，将光源的阴影投射在透镜中心的一小块区域上，即可准确找准管座与管帽的中心轴线。
2.增设冷却系统：对于电阻低的材料，焊具上的温度和机械应力载荷非常高。为了降低温度负荷，通过冷却油系统冷却。降低温度可以延长工具的使用寿命并降低电阻。此外，冷却系统可以将温度保持在稳定的水平，以减少工作期间温度变化引起的变形。冷却系统采用的是市场上可用于计算机CPU的标准系统。因为焊接的电压，冷却液是油。
3.焊具由铜制成，铜是一种软材料，经过多次焊接后会变形，需经常更换，将焊具设置于固定件底部，与固定件底面平齐，可有效防止变形，延长更换时间。
附图说明
图1为本实用新型实施例封帽机的结构示意图。
图2为本实用新型实施例封帽机构的主视示意图。
图3为本实用新型实施例封帽机构的侧视示意图。
图4为本实用新型实施例定位机构的结构示意图。
图5为本实用新型实施例定位机构的立体示意图。
图6为本实用新型实施例定位机构剖视结构示意图。
图7为本实用新型实施例定位机构局部剖视示意图。
图8为本实用新型实施例光源位置立体示意图。
图9为本实用新型实施例内壳位置立体示意图。
其中，1.管座放置座；2.导向轴；3.连接件；4.相机；5.阴影锥；6.光源；7.固定件；8.台阶；9.LED灯珠；10.LED灯珠固定壳；11.内壳；12.外壳；13.冷却液进出口；14.机台；15.光通道；16.嵌环；17.焊具；18.冷却液槽；19.密封圈Ⅱ；20.管座；21.管帽；22.冷却室；23.螺帽。
下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
具体实施方式
结合各附图所示，一种封帽机定位机构，所述封帽机包括机台14、管座放置座1、焊具17、封帽机构和PLC控制器，所述封帽机构内有两根导向轴2，在两根导向轴2底部通过连接件3连接一定位机构，所述定位机构包括相机4、阴影锥5、光源6、冷却系统和固定件7，所述相机4的镜头与阴影锥5上部套接，所述阴影锥5内部设有阶梯状台阶8，所述台阶8从上到下大小依次递减，所述阴影锥5底口对准管座管帽焊接中心线；所述光源6包括若干LED灯珠9和LED灯珠固定壳10，所述LED灯珠固定壳10套接于阴影锥5上部外表面。
所述冷却系统包括内壳11、外壳12、冷却油通道及冷却液进出口13，所述内壳11采用高合金钢，所述外壳12采用铜。铜和高合金钢的组合，以结合钢合金的强度与铜的低电阻和热阻。所述冷却系统的内壳11外表面设有若干冷却液槽18,所述内壳11与外壳12上部设有嵌环16，冷却油从冷却液进出口13的柔性管道进入，通过嵌环16分配到6个独立的通道，在内壳11和外壳12之间被引导，外壳12由顶部密封圈Ⅰ和底部密封圈Ⅱ19来密封。底部密封圈Ⅱ19上方是冷却室22，用于控制由铜制成的内壳11的温度。所述内壳11与阴影锥5之间为光源6的光通道15。螺帽23为固定部件。
所述焊具17设置于固定件7底部，与固定件7底面平齐。其形状为圆柱形电极，直径约18mm，高度约15mm。电极和工具载体由铜制成，焊接电极设计为易于更换。
实际使用时，将标准工业镜头的工业相机4、阴影锥5和光源7相结合组装在一起，相机聚焦抛出管帽21的镜头以捕获焊接在管座20上的芯片的图像。在图像的中间，可以清晰地看到芯片的位置，它是位置控制的唯一相关对象。由于光学结构的采集范围相当低，芯片无法被清晰地看到，芯片周围的圆形结构是透镜在管帽21中的边界。由于LED灯珠9光线的反射，镜头边框看起来很亮。如果没有阴影锥5，镜头中心会有更多的反射，干扰芯片图像的采集。阴影锥5使镜头周围的管帽21表面看起来完全是黑的，从而提高了图像分析的可靠性，降低了管帽21被误认为是芯片的可能性。
Claims (5)
1.一种封帽机定位机构，所述封帽机包括机台(14)、管座放置座(1)、焊具(17)、封帽机构和PLC控制器，所述封帽机构内有两根导向轴(2)，其特征在于：在两根导向轴(2)底部通过连接件(3)连接一定位机构，所述定位机构包括相机(4)、阴影锥(5)、光源(6)、冷却系统和固定件(7)，所述相机(4)的镜头与阴影锥(5)上部套接，所述阴影锥(5)内部设有阶梯状台阶(8)，所述台阶(8)从上到下大小依次递减，所述阴影锥(5)底口对准管座管帽焊接中心线；所述光源(6)包括若干LED灯珠(9)和LED灯珠固定壳(10)，所述LED灯珠固定壳(10)套接于阴影锥(5)上部外表面；所述冷却系统包括内壳(11)、外壳(12)、冷却液通道及冷却液进出口(13)，所述内壳(11)与外壳(12)上部设有嵌环(16)；所述内壳(11)与阴影锥(5)之间为光源(6)的光通道(15)。
2.如权利要求1所述的一种封帽机定位机构，其特征在于：所述焊具(17)设置于固定件(7)底部，与固定件(7)底面平齐。
3.如权利要求1所述的一种封帽机定位机构，其特征在于：所述冷却系统的内壳(11)外表面设有若干冷却液槽(18)。
4.如权利要求1所述的一种封帽机定位机构，其特征在于：所述内壳(11)与外壳(12)的顶部和底部分别设有密封圈Ⅰ和密封圈Ⅱ(19)。
5.如权利要求1所述的一种封帽机定位机构，其特征在于：所述内壳(11)采用高合金钢，所述外壳(12)采用铜。
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