封焊用直線機械手的製作方法
2023-12-08 03:10:06 1
專利名稱:封焊用直線機械手的製作方法
技術領域:
本發明涉及電阻焊金屬封裝電子元器件機械手技術領域。
背景技術:
目前,金屬封裝HC-49US型石英晶體諧振器的電阻焊封裝機,採用人工取料、放料 作業,其效率低、成本高、工人勞動強度大、質量也難以保證。隨著國內為電子元器件產業 的飛速發展,在當前市場競爭激烈、資源(動力、水電氣及勞動用工)緊缺和新的《勞動法》 實施後工資成本的急劇提高得情況下,對該勞動密集型企業的產品成本與市場競爭力提出 了新的挑戰。同時,高效低耗、節能減排的基本國策,對企業的經營模式也提出了新的要求。 故提高金屬封裝HC-49US型石英晶體諧振器的電阻焊封裝機的自動化水平、提高其生產效 率、降低能耗、減少勞動用工、降低製造成本,採用機械手以實現其快速、準確定位夾持、送 料已成為生產瓶頸和急需解決的問題。
發明內容
本發明的目的是提供一種封焊用直線機械手,利用該裝置,可以較好實現用機械 手代替人工作業,作業路線簡潔合理,取料、放料迅速、效率高、準確,可大大提高生產質量 和效率。尤其適用於石英晶體諧振器電阻焊金屬封裝機,也可用於其他電子元器件的電阻 焊封裝機上。本發明是這樣實現的一種封焊用直線機械手,其特徵在於主要具有X方向直線 運行機構、Y方向平行進給機構、設在X方向直線運行機構上的升降機構及其夾持機構、設 在升降機構上的夾持機構、行列排布式託料機構,以及運行控制電路。所述的X方向直線運行機構的結構為伺服電機或步進電機和可以轉動的壓軋滾 珠絲槓相連,壓軋滾珠絲槓的鎖母通過連接板和直線導軌滑塊配合限制徑向自由度,並帶 動其運動;拖動連接板安裝在連接板上,靠壓軋滾珠絲槓帶動直線導軌滑塊及安裝於連接 板上的拖動連接板實現往復運動;直線送料器通過拖動連接板與升降機構相連。最終實現 X向和Z向運動。所述的X方向直線運行機構也可為其他結構,如採用THK引動器(或其他品牌) 產品或IAI電動直線導軌(或其他品牌)產品替代直線送料單元的絲槓導軌部分等。所述的Y方向平行進給機構的結構為步進電機或伺服電機通過齒輪與固定在X 方向Y方向行列排布式託料機構上的齒條相嚙合,帶動其往復運動。也可為其他結構,如 由滾珠絲槓代替齒輪齒條或有皮帶直接帶動;或採用直線電機結構等。所述的升降機構的結構為拖動滑板固定在上下直線導軌滑塊上,升降氣缸的活 塞杆通過連接件和拖動滑板滑動連接在一起,實現升降動作;夾持機構安裝於拖動滑板上, 並與限位機構連接在一起所述的限位機構結構為是由千分尺與限位螺釘組成;千分尺和限位螺釘固定在 千分尺座上,千分尺座與拖動滑板相連,隨拖動滑板在自由安裝氣缸作用下上下動作;並在不同位置依次起作用,限制不同位置的下降深度。它的功用是在機械手上下運動時適當的 補償因封裝模具磨損而形成的下止點間距所產生的誤差,同時適應夾具與封裝模具間的高度差。所述的升降機構也可為其他結構,如油缸或電機升降結構等。所述的的較好結構為由氣爪的左夾爪、右夾爪與丟失晶體檢測組件組成;夾持 機構氣爪與連接件通過螺釘固定,再通過連接件安裝在升降機構上;左夾爪、右夾爪通過螺 釘固定在氣爪上;丟失晶體檢測組件固定在左夾爪上;氣爪和氣路相連由電磁閥控制其張 開、閉合,並帶動左夾爪、右夾爪取放產品;晶體檢測組件的結構為晶體檢測組件由絕緣 套和螺釘組成,絕緣套直接穿過夾爪上的孔,被螺釘牢牢鎖死在夾爪上,利用夾爪在工作時 所產生的間距差達到檢測的目的。所述的行列排布式託料機構為具有可抵消磁場的料升降結構較好行列式位於行 列式夾具定位板上面,二者間墊有調整墊,行列式託料板通過其上的導向銷與夾具定位板 上導向套滑動配合,夾具定位板下面的薄型氣缸的活塞杆通過夾具定位板的孔和行列式託 料板相連,夾具定位板通過螺釘與夾具支座相連;行列式託料板用航空鋁合金製成;行列 式專用夾具載盤SU304不鏽鋼製成。此結構在本設計中至關重要,行列式託料板和用夾具 載盤的有效配合是抵消強磁場的關鍵環節。所述的運行控制電路中設有傳感器及可編程控制器,其電路結構為輸入端丟 失檢測組件信號S1端與可編程控制器的10. 2觸點連接,直線送料器原點傳感器S2信號端 與可編程控制器的10. 3觸點連接,步進原點傳感器S3信號端與可編程控制器的10. 4觸點 連接,頂杆上限傳感器S4信號端與可編程控制器的10. 5觸點連接,壓力繼電器信號S5信 號端與可編程控制器的10. 6觸點連接,X軸等待位S6信號端與可編程控制器的10. 7觸點 連接,升降氣缸上限S7信號端與可編程控制器的II. 0觸點連接,升降氣缸下限S8信號端 與可編程控制器的II. 1觸點連接,上模傳感器S9信號端與可編程控制器的II. 2觸點連 接,放料傳感器S10與可編程控制器的II. 3觸點連接,急停按鈕K1與可編程控制器的II. 5 觸點連接,1M、2M可編程控制器的公共端接+24V,M與急停按鈕的公共端相連。輸出端Q: 可編程控制器的Q0. 0觸點連接與伺服脈衝PULL3信號端連接,控制伺服電機旋轉;可編程 控制器的Q0. 1觸點連接與步進脈衝PU信號端連接,控制步進電機旋轉;可編程控制器的 Q0. 2觸點與伺服方向Signl信號端連接,控制伺服電機旋轉方向;步進方向DR信號端連 接,控制步進電機旋轉方向;可編程控制器的Q0. 4觸點與託起氣缸電磁閥YV4正極連接,控 制託起氣缸電磁閥動作;可編程控制器的Q0. 5觸點與Z軸電磁閥YV1正極連接,控制Z軸 電磁閥動作;可編程控制器的Q0. 6觸點與夾爪電磁閥YV2正極連接,控制夾爪電磁閥動作; 可編程控制器的Q0. 7觸點與變位氣缸電磁閥YV3正極連接,控制變位氣缸電磁閥動作;可 編程控制器的Q1. 0觸點與信號Start_0Ut連接,控制封焊機封焊;的Q1. 0觸點與伺服使能 Ser_0N連接,控制伺服勵磁或脫機;輸出公共負端1M、2M、M為輸出公共地GND ;輸出公共正 端1L、2L和L接+24V電源正;輸出端通接線端子TBI與各個部件相連。封焊用直線機械手所涉及可編程控制器程序包括用於輸入信息的VW的輸入裝置;用於顯示輸出信息的VW的輸出顯示裝置;用於存儲矩陣位置VW的位置存儲裝置;
用於存儲起始位置地址和終點位置地址的位置存儲裝置;用於存儲瞬時工作位置行和列數值的存儲裝置;用於計算行列位置的累加計算裝置;所述計算裝置包括利用設置好的矩陣的初 始位置值和矩陣的行列間距值,在程序執行完一個周期後,自動累加1並儲存在相應的VW 寄存器位的計算器,為下一周期指定位置的計算器。用於分別將儲存在位置存儲裝置中的起始位置地址的值與當前值比較的比較 器;用於運動控制的控制裝置;包括讀取位置存儲器中的矩陣當前值,控制X、Y軸運 動到相應的點位置,並控制升降機構帶動夾持機構進行取料;然後,控制X軸運動至終點位 置將料放到相應位置。用於功能檢測的報警裝置包括取料位置上、下限報警,放料位置報警;功能是當 控制裝置輸出控制信號後,上限、下限或放料位傳感器反饋信號沒反饋至控制器時,即刻報 警輸出在顯示裝置上並發出蜂鳴音;此功能能夠最大限度的避免損壞硬體的危險發生。頂杆上限報警;功能是當控制裝置輸出控制信號後,頂杆反饋信號沒反饋至控制 器時,此功能能夠最大限度的避免損壞硬體的危險發生。晶體丟失報警;在執行完取料任務後,在取料位置上方時執行晶體丟失檢測,如此 信號反饋至控制器即刻報警輸出在顯示裝置上並發出蜂鳴音;此功能能夠即時監測是否將 產品抓起,最大限度的保護了產品安全。本發明的積極效果是能有效解決現有技術中存在的問題,利用該裝置,可以較好 實現用機械手代替人工作業,作業路線簡潔合理,取料、放料迅速、效率高、準確,可大大提 高生產質量和效率。尤其適用於石英晶體諧振器的電阻焊金屬封裝機上,也可用於其他電 子元器件的電阻焊封裝機上。
圖1是本發明封焊用直線機械手一個實施例的機械結構示意圖。圖2是圖1的局部俯視圖。圖3a是圖中件號2的直線送料器的組裝視圖。圖3b是圖3a的A向視圖。圖4是圖1中件號4託料機構的結構示意圖。圖5是圖1中件號3夾持機構的結構示意圖。圖6是圖1中升降機構的結構示意圖。圖7是圖4中的專用夾具。圖8是圖1的電原理圖。圖9是圖1氣路的結構示意圖。圖10是圖1的軟體程序流程圖。圖1 圖10中各符號的含義為1、千分尺,2、直線送料器,3、夾爪組裝,4、行列排 布式託料機構,5、封焊機上模具,6、伺服電機,7、升降氣缸,8、變位氣缸,9、封焊下模具,10、 步進電機,11、齒條,12、齒輪,13、電機支架,14、聯軸器,15、右牆板,16、壓軋滾珠絲槓,17、 連接板,18、直線導軌,19、深溝球向心軸承,20、拖動連接板,21、深溝球軸承,22、卡簧,23、左牆板,24、夾具定位板,25、夾具支座,26、導向套,27、導向銷,28、託料板,29、調整墊板, 30、薄型氣缸,31、調整墊,32、調整套,33、專用夾具,34、左夾爪,35、氣爪,36、右夾爪,37、丟 失晶體檢測組件,38、千分尺座,39、直線導軌,40、拖動滑板,41、三位五通閥,42、調速節流 閥,43、過濾減壓閥,44、排氣閥。S1、丟失檢測組件信號,S2、直線送料器原點傳感器,S3、步 進原點傳感器,S4、頂杆上限傳感器,S5、壓力繼電器信號,S6、X軸等待位,S7、升降氣缸上 限,S8、升降氣缸下限,S9、上模傳感器,S10、放料傳感器,K1、急停按鈕,PULL3、伺服脈衝, PU、步進脈衝,Signl、伺服方向,DR、步進方向,YV4、託起氣缸電磁閥,YV1、Z軸電磁閥,YV2、 夾爪電磁閥,YV3、變位氣缸電磁閥,Start_out、封焊信號,Ser_0N、伺服使能,I_M、輸入公共 端,Q_M、輸出公共地(GND),TBI、接線端子。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明,但不作為對本發明的限定。參見圖1 圖10。該封焊用直線機械手,其特徵在於主要具有X方向直線運行機 構、Y方向平行進給機構、設在X方向直線運行機構上的升降機構(圖6)及其夾持機構、行 列排布式託料機構(4),以及運行控制電路(圖7)。所述的X方向直線運行機構的結構為伺服電機(6)或步進電機和可以轉動的壓 軋滾珠絲槓(16)相連,壓軋滾珠絲槓(16)的鎖母通過連接板和直線導軌滑塊(16)配合 限制徑向自由度,並帶動其運動;拖動連接板(20)安裝在連接板上,靠壓軋滾珠絲槓(16) 帶動直線導軌滑塊(18)及安裝於連接板上的拖動連接板(20)實現往復運動;直線送料器 (2)通過拖動連接板(20)與升降機構相連。最終實現X向和Z向運動。所述的Y方向平行進給機構的結構為步進電機(10)或伺服電機通過齒輪(12) 與固定在X方向Y方向行列排布式託料機構(4)上的齒條(11)相嚙合。所述的升降機構的結構為直線導軌(39)[由IK0採購標準件,型號LWLG18_80] 的軌道通過螺釘固定在拖動連接板上(20),拖動滑板(40)固定在直線導軌(39)的滑塊上 限制水平方向的兩個自由度並利用直線導軌的滑塊與軌道的精密配合保證其運動精度同 時與拖動滑板(40)滑動配合連接,升降氣缸(7)的活塞杆通過連接件帶動拖動滑板(40) 滑動配合,拖動滑板(40)與夾持機構相連,並設有限位機構。所述的限位機構結構為限位機構是由千分尺與限位螺釘組成;千分尺⑴和限 位螺釘固定在千分尺座(38)上,千分尺座與拖動滑板(40)相連,隨拖動滑板(40)在自由 安裝氣缸作用下上下動作;並在不同位置依次起作用,限制不同位置的下降深度。它的功用 是在機械手上下運動時適當的補償因封裝模具磨損而形成的下止點間距所產生的誤差,同 時適應夾具與封裝模具間的高度差。所述的夾持機構(圖5)的結構為由氣爪(35)[由SMC採購標準件,型號 MHZA2-6D]的左夾爪(34)、右夾爪(36)與丟失晶體檢測組件(37)組成;夾持機構氣爪(35) 與連接件通過螺釘固定,再通過連接件安裝在升降機構上;左夾爪(34)、右夾爪(36)通過 M2螺釘固定在氣爪(35)上;丟失晶體檢測組件(37)固定在左夾爪(34)上;氣爪(35)和 氣路相連由電磁閥控制其張開、閉合,並帶動左夾爪(34)、右夾爪(36)取放產品;晶體檢測 組件(37)的結構為晶體檢測組件(37)由絕緣套和M2. 5螺釘組成,絕緣套直接穿過夾爪 上的孔,被螺釘牢牢鎖死在夾爪上,利用夾爪在工作時所產生的間距差達到檢測的目的。
所述的行列排布式託料機構(4)為具有可抵消磁場的料升降結構行列式託料板 (28)位於行列式夾具定位板(24)上面,二者間墊有調整墊(31),行列式託料板(28)通過 其上的導向銷(27)與夾具定位板(24)上導向套(26)滑動配合,夾具定位板(24)下面的 薄型氣缸(30)的活塞杆通過夾具定位板(24)的孔和行列式託料板(28)相連,夾具定位板 (24)通過螺釘與夾具支座(25)相連;行列式託料板(28)用航空鋁合金製成;行列式專用 夾具載盤(33)SU304不鏽鋼製成。此結構在本設計中至關重要,行列式託料板(28)和用夾 具載盤(33)的有效配合是抵消強磁場的關鍵環節。所述的運行控制電路中設有傳感器及可編程控制器;其電路結構為圖8所示輸 入端(I)丟失檢測組件信號S1端與可編程控制器的10. 2觸點連接,直線送料器原點傳感 器S2信號端與可編程控制器的10. 3觸點連接,步進原點傳感器S3信號端與可編程控制器 的10. 4觸點連接,頂杆上限傳感器S4信號端與可編程控制器的10. 5觸點連接,壓力繼電 器信號S5信號端與可編程控制器的10. 6觸點連接,X軸等待位S6信號端與可編程控制器 的10. 7觸點連接,升降氣缸上限S7信號端與可編程控制器的II. 0觸點連接,升降氣缸下 限S8信號端與可編程控制器的II. 1觸點連接,上模傳感器S9信號端與可編程控制器的I 1. 2觸點連接,放料傳感器S10與可編程控制器的II. 3觸點連接,急停按鈕K1與可編程控 制器的II. 5觸點連接,1M、2M可編程控制器的公共端接+24V,M與急停按鈕的公共端相連。 輸出端Q 可編程控制器的Q0. 0觸點連接與伺服脈衝(PULL3)信號端連接,控制伺服電機 旋轉;可編程控制器的Q0. 1觸點連接與步進脈衝PU信號端連接,控制步進電機旋轉;可編 程控制器的Q0. 2觸點與伺服方向(Signl)信號端連接,控制伺服電機旋轉方向;步進方向 DR信號端連接,控制步進電機旋轉方向;可編程控制器的Q0. 4觸點與託起氣缸電磁閥YV4 正極連接,控制託起氣缸電磁閥動作;可編程控制器的Q0. 5觸點與Z軸電磁閥YV1正極連 接,控制Z軸電磁閥動作;可編程控制器的Q0. 6觸點與夾爪電磁閥YV2正極連接,控制夾 爪電磁閥動作;可編程控制器的Q0. 7觸點與變位氣缸電磁閥(YV3)正極連接,控制變位氣 缸電磁閥動作;可編程控制器的Q1. 0觸點與信號(Start_0Ut)連接,控制封焊機封焊;的 Q1.0觸點與伺服使能(Ser_0N)連接,控制伺服勵磁或脫機;輸出公共負端1M、2M、M為輸出 公共地GND ;輸出公共正端1L、2L和L接+24V電源正;輸出端通接線端子TBI與各個部件 相連。其軟體結構為圖10所示;封焊用直線機械手所涉及可編程控制器程序包括用於輸入信息的VW的輸入裝置;用於顯示輸出信息的VW的輸出顯示裝置;用於存儲矩陣位置VW的位置存儲裝置;用於存儲起始位置地址和終點位置地址的位置存儲裝置;用於存儲瞬時工作位置行和列數值的存儲裝置;用於計算行列位置的累加計算裝置;所述計算裝置包括利用設置好的矩陣的初 始位置值和矩陣的行列間距值,在程序執行完一個周期後,自動累加1並儲存在相應的VW 寄存器位的計算器,為下一周期指定位置的計算器。用於分別將儲存在位置存儲裝置中的起始位置地址的值與當前值比較的比較 器;用於運動控制的控制裝置,包括讀取位置存儲器中的矩陣當前值,控制X、Y軸運 動到相應的點位置,並控制升降機構帶動夾持機構進行取料;然後,控制X軸運動至終點位置將料放到相應位置。用於功能檢測的報警裝置,包括取料位置上、下限報警,放料位置報警;功能是 當控制裝置輸出控制信號後,上限、下限或放料位傳感器反饋信號沒反饋至控制器時,即刻 報警輸出在顯示裝置上並發出蜂鳴音;此功能能夠最大限度的避免損壞硬體的危險發生。頂杆上限報警;功能是當控制裝置輸出控制信號後,頂杆反饋信號沒反饋至控制 器時,此功能能夠最大限度的避免損壞硬體的危險發生。晶體丟失報警;在執行完取料任務 後,在取料位置上方時執行晶體丟失檢測,如此信號反饋至控制器即刻報警輸出在顯示裝 置上並發出蜂鳴音;此功能能夠即時監測是否將產品抓起,最大限度的保護了產品安全。依靠直線位移運動在不同坐標位置中運動軌跡的距離,實現高速、高精度定位功 能,從而節約了每個循環中所耗用的時間間隔,提高了運行速度;由伺服直線送料器精確的控制取料點的精確位置,和到點的可靠精度;夾持機構,利用氣爪實現夾持元件,自由安裝氣缸完成取、送料的上下運動,靠直 線導軌限制左右、內外四個自由度,保障其氣缸的耐用度及高速運動精度,並在此檢測產品 是否夾起。由於此機械手應用氮氣和強磁場環境下,故在取料部位特別設計有抵禦強磁場的 託料變位機構,在封焊和取料過程中進行切換,防止工件被強磁場吸倒。200工位的多層專用料盤,能夠有效的抵禦強磁場,與託料機構共同作用,防止工 件被強磁吸倒。由小型自由安裝氣缸與直線導軌組合而成且安裝在直線送料器上使之機械手實 現上下動作的往復運動機構。限位機構是由千分尺與限位螺釘組成,它的功用是在機械手上下運動時適當的補 償因封裝模具磨損而形成的下止點間距所產生的誤差,同時適應夾具與封裝模具間的高度差。氣爪夾持機構由氣爪與夾爪組成,它是用於夾持(取料)、釋放(放料)工件的氣 動執行元件。由快速直線機械手機構與工件夾具的Y軸坐標平面進給運動機構組成的「送、取、 放」系統動作,實現了電阻焊封裝設備的自動化。為降低人工成本、提高工作效率和封裝成 品率奠定了堅實的基礎。200工位工藝設計,由點膠、微調、測試、封焊一體化工藝重新訂製,既節省人員又 減少了變換夾具的次數。本例應用於「金屬封裝HC-49US型石英晶體諧振器」的電阻焊封裝機上,替代了頻 繁、機械的人工取料、放料作業,可實現與人工動作相同作業過程。它以光電傳感信息與軟 件動作程序控制每個機械執行原件具體動作,靠其伺服直線送料器拾料、放料位置的確定; 在直線送料器移動副上安裝的自由安裝氣缸與直線導軌組成上下高精度、高強度的直線運 動,以此來完成取料(封焊200位料盤夾具上的隨機)點到封裝模具(固定點)位置上的 放料工作。而(200工位)料盤的位移與定位靠其Y軸坐標系上的與直線送料器正交直線 導軌及滑動副、夾具定位板的定位和步進來實現。工作流程復位(伺服直線送料器帶動夾持爪恢復到料盤夾具原點上方、封焊上電極滑動臂到張止點、料盤夾具歸位)氣爪下移(靠氣缸、導軌組件下移接近工件、夾緊)氣爪上移、 夾具變位、轉位(Z軸在直線送料器作用下移動至封焊模具位置)、氣爪下移(靠氣缸、導軌 組件下移接近模具孔位、釋放工件)氣爪上移、移位(Z軸在直線送料器作用下移動至工件 料盤位置,準備執行下一個循環)、封焊臂下落進行封裝(靠電阻焊原理向下模放電熔接) 封焊臂上升(同時封裝退料缸頂出工件並靠N2吹落至料盒),即完成了一個工作循環。第 二步,靠Y軸步進驅動系統實現每個工位的位移、定位工作,從而周而復始地完成一次料盤 200個工件的執行動作。 本實施例核心控制單元採用性能穩定、功能強大的西門子S7-200可編程控制器; 輔助單元採用高精度、性能穩定的傳感器;運動單元採用步進電機、伺服電機和氣動元件相 結合的方式。此方案能夠有效克服強磁場給系統帶來的幹擾,保證設備穩定高效的運行。
權利要求
一種封焊用直線機械手,其特徵在於主要具有X方向直線運行機構、Y方向平行進給機構、設在X方向直線運行機構上的升降機構及其夾持機構、設在升降機構上的夾持機構、行列排布式託料機構(4),以及運行控制電路。
2.根據權利要求1所述的封焊用直線機械手,其特徵在於所述的X方向直線運行機構 的結構為伺服電機(6)或步進電機和可以轉動的壓軋滾珠絲槓(16)相連,壓軋滾珠絲槓 (16)的鎖母通過連接板和直線導軌滑塊(16)配合限制徑向自由度,並帶動其運動;拖動連 接板(20)安裝在連接板上,靠壓軋滾珠絲槓(16)帶動直線導軌滑塊(18)及安裝於連接板 上的拖動連接板(20)實現往復運動;直線送料器(2)通過拖動連接板(20)與升降機構相 連,實現X向和Z向運動。
3.根據權利要求1所述的封焊用直線機械手,其特徵在於所述的Y方向平行進給機構 的結構為步進電機(10)或伺服電機通過齒輪(12)與固定在X方向Y方向行列排布式託 料機構⑷上的齒條(11)相嚙合。
4.根據權利要求1所述的封焊用直線機械手,其特徵在於所述的升降機構的結構為 直線導軌(39)[由IKO採購標準件,型號LWLG18-80]的軌道通過螺釘固定在拖動連接板 上(20),拖動滑板(40)固定在直線導軌(39)的滑塊上限制水平方向的兩個自由度並利用 直線導軌的滑塊與軌道的精密配合保證其運動精度同時與拖動滑板(40)滑動配合連接, 升降氣缸(7)的活塞杆通過連接件帶動拖動滑板(40)滑動配合,拖動滑板(40)與夾持機 構相連,並與限位機構連接在一起。
5.根據權利要求4所述的封焊用直線機械手,其特徵在於所述的限位機構結構為限 位機構是由千分尺與限位螺釘組成;千分尺(1)和限位螺釘固定在千分尺座(38)上,千分 尺座與拖動滑板(40)相連,隨拖動滑板(40)在自由安裝氣缸作用下上下動作;並在不同位 置依次起作用,限制不同位置的下降深度。它的功用是在機械手上下運動時適當的補償因 封裝模具磨損而形成的下止點間距所產生的誤差,同時適應夾具與封裝模具間的高度差。
6.根據權利要求1所述的封焊用直線機械手,其特徵在於所述的夾持機構(圖5)的 結構為由氣爪(35)、左夾爪(34)、右夾爪(36)與丟失晶體檢測組件(37)組成;夾持機構 氣爪(35)與連接件通過螺釘固定,再通過連接件安裝在升降機構上;左夾爪(34)、右夾爪 (36)通過螺釘固定在氣爪(35)上;丟失晶體檢測組件(37)固定在左夾爪(34)上;氣爪 (35)和氣路相連由電磁閥控制其張開、閉合,並帶動左夾爪(34)、右夾爪(36)取放產品;晶 體檢測組件(37)的結構為晶體檢測組件(37)由絕緣套和螺釘組成,絕緣套直接穿過夾爪 上的孔,被螺釘牢牢鎖死在夾爪上,利用夾爪在工作時所產生的間距差達到檢測的目的。
7.根據權利要求1、2、3、4、5或6所述的封焊用直線機械手,其特徵在於所述的行列排 布式託料機構(4)為具有可抵消磁場的料升降結構行列式託料板(28)位於行列式夾具定 位板(24)上面,二者間墊有調整墊(31),行列式託料板(28)通過其上的導向銷(27)與夾 具定位板(24)上導向套(26)滑動配合,夾具定位板(24)下面的薄型氣缸(30)的活塞杆 通過夾具定位板(24)的孔和行列式託料板(28)相連,夾具定位板(24)通過螺釘與夾具支 座(25)相連;行列式託料板(28)用航空鋁合金製成;行列式專用夾具載盤(33)SU304不鏽 鋼製成。
8.根據權利要求7所述的封焊用直線機械手,其特徵在於所述的運行控制電路中設有 傳感器及可編程控制器,其電路結構為輸入端丟失檢測組件信號Sl端與可編程控制器的10. 2觸點連接,直線送料器原點傳感器S2信號端與可編程控制器的10. 3觸點連接,步 進原點傳感器S3信號端與可編程控制器的10. 4觸點連接,頂杆上限傳感器S4信號端與可 編程控制器的10. 5觸點連接,壓力繼電器信號S5信號端與可編程控制器的10. 6觸點連 接,X軸等待位S6信號端與可編程控制器的`10. 7觸點連接,升降氣缸上限S7信號端與可 編程控制器的II. 0觸點連接,升降氣缸下限S8信號端與可編程控制器的II. 1觸點連接, 上模傳感器S9信號端與可編程控制器的II. 2觸點連接,放料傳感器SlO與可編程控制器 的II. 3觸點連接,急停按鈕Kl與可編程控制器的II. 5觸點連接,1M、2M可編程控制器的公 共端接+24V,M與急停按鈕的公共端相連。輸出端Q 可編程控制器的Q0. 0觸點連接與伺 服脈衝PULL3信號端連接,控制伺服電機旋轉;可編程控制器的Q0. 1觸點連接與步進脈衝 PU信號端連接,控制步進電機旋轉;可編程控制器的Q0. 2觸點與伺服方向Signl信號端連 接,控制伺服電機旋轉方向;步進方向DR信號端連接,控制步進電機旋轉方向;可編程控制 器的Q0. 4觸點與託起氣缸電磁閥YV4正極連接,控制託起氣缸電磁閥動作;可編程控制器 的Q0. 5觸點與Z軸電磁閥YVl正極連接,控制Z軸電磁閥動作;可編程控制器的Q0. 6觸點 與夾爪電磁閥YV2正極連接,控制夾爪電磁閥動作;可編程控制器的Q0. 7觸點與變位氣缸 電磁閥YV3正極連接,控制變位氣缸電磁閥動作;可編程控制器的Ql. 0觸點與信號Start_ out連接,控制封焊機封焊;的Q1.0觸點與伺服使能Ser_0N連接,控制伺服勵磁或脫機;輸 出公共負端1M、2M、M為輸出公共地GND ;輸出公共正端1L、2L和L接+24V電源正;輸出端 通接線端子TBI與各個部件相連。
9.根據權利要求8所述的封焊用直線機械手,其特徵在於所述的可編程控制器軟體包括用於輸入信息的VW的輸入裝置;用於顯示輸出信息的VW的輸出顯示裝置;用於存儲矩陣位置VW的位置存儲裝置;用於存儲起始位置地址和終點位置地址的位置存儲裝置;用於存儲瞬時工作位置行和列數值的存儲裝置;用於計算行列位置的累加計算裝置;所述計算裝置包括利用設置好的矩陣的初始位 置值和矩陣的行列間距值,在程序執行完一個周期後,自動累加1並儲存在相應的VW寄存 器位的計算器,為下一周期指定位置的計算器。用於分別將儲存在位置存儲裝置中的起始位置地址的值與當前值比較的比較器; 用於運動控制的控制裝置;包括讀取位置存儲器中的矩陣當前值,控制X、Y軸運動到 相應的點位置,並控制升降機構帶動夾持機構進行取料;然後,控制X軸運動至終點位置將 料放到相應位置;用於功能檢測的報警裝置,包括取料位置上、下限報警,放料位置報警;頂杆上報警。 晶體丟失報警;在執行完取料任務後,在取料位置上方時執行晶體丟失檢測,如此信號 反饋至控制器即刻報警輸出在顯示裝置上並發出蜂鳴音。
全文摘要
本發明提供了一種封焊用直線機械手,涉及電阻焊金屬封裝電子元器件機械手技術領域。主要具有X方向直線運行機構、Y方向平行進給機構、設在X方向直線運行機構上的升降機構及其夾持機構、設在升降機構上的夾持機構、行列排布式託料機構,以及運行控制電路。利用該裝置,可以較好實現用機械手代替人工作業,作業路線簡潔合理,放料迅速、效率高、準確,可大大提高生產質量和效率。尤其適用於石英晶體諧振器電阻焊金屬封裝機上,也可用於其他電子元器件的電阻焊封裝機上。
文檔編號B23K11/36GK101992343SQ20101028821
公開日2011年3月30日 申請日期2010年9月20日 優先權日2010年9月20日
發明者於紹興 申請人:北京宏浩晶電科技發展有限公司