封焊用直线机械手制造技术

本发明专利技术提供了一种封焊用直线机械手，涉及电阻焊金属封装电子元器件机械手技术领域。主要具有Ｘ方向直线运行机构、Ｙ方向平行进给机构、设在Ｘ方向直线运行机构上的升降机构及其夹持机构、设在升降机构上的夹持机构、行列排布式托料机构，以及运行控制电路。利用该装置，可以较好实现用机械手代替人工作业，作业路线简洁合理，放料迅速、效率高、准确，可大大提高生产质量和效率。尤其适用于石英晶体谐振器电阻焊金属封装机上，也可用于其他电子元器件的电阻焊封装机上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电阻焊金属封装电子元器件机械手

技术介绍
目前，金属封装HC-49US型石英晶体谐振器的电阻焊封装机，采用人工取料、放料 作业，其效率低、成本高、工人劳动强度大、质量也难以保证。随着国内为电子元器件产业 的飞速发展，在当前市场竞争激烈、资源(动力、水电气及劳动用工)紧缺和新的《劳动法》 实施后工资成本的急剧提高得情况下，对该劳动密集型企业的产品成本与市场竞争力提出 了新的挑战。同时，高效低耗、节能减排的基本国策，对企业的经营模式也提出了新的要求。 故提高金属封装HC-49US型石英晶体谐振器的电阻焊封装机的自动化水平、提高其生产效 率、降低能耗、减少劳动用工、降低制造成本，采用机械手以实现其快速、准确定位夹持、送 料已成为生产瓶颈和急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种封焊用直线机械手，利用该装置，可以较好实现用机械 手代替人工作业，作业路线简洁合理，取料、放料迅速、效率高、准确，可大大提高生产质量 和效率。尤其适用于石英晶体谐振器电阻焊金属封装机，也可用于其他电子元器件的电阻 焊封装机上。本专利技术是这样实现的一种封焊用直线机械手，其特征在于主要具有X方向直线 运行机构、Y方向平行进给机构、设在X方向直线运行机构上的升降机构及其夹持机构、设 在升降机构上的夹持机构、行列排布式托料机构，以及运行控制电路。所述的X方向直线运行机构的结构为伺服电机或步进电机和可以转动的压轧滚 珠丝杠相连，压轧滚珠丝杠的锁母通过连接板和直线导轨滑块配合限制径向自由度，并带 动其运动；拖动连接板安装在连接板上，靠压轧滚珠丝杠带动直线导轨滑块及安装于连接 板上的拖动连接板实现往复运动；直线送料器通过拖动连接板与升降机构相连。最终实现 X向和Z向运动。所述的X方向直线运行机构也可为其他结构，如采用THK引动器(或其他品牌) 产品或IAI电动直线导轨(或其他品牌)产品替代直线送料单元的丝杠导轨部分等。所述的Y方向平行进给机构的结构为步进电机或伺服电机通过齿轮与固定在X 方向Y方向行列排布式托料机构上的齿条相啮合，带动其往复运动。也可为其他结构，如 由滚珠丝杠代替齿轮齿条或有皮带直接带动；或采用直线电机结构等。所述的升降机构的结构为拖动滑板固定在上下直线导轨滑块上，升降气缸的活 塞杆通过连接件和拖动滑板滑动连接在一起，实现升降动作；夹持机构安装于拖动滑板上， 并与限位机构连接在一起所述的限位机构结构为是由千分尺与限位螺钉组成；千分尺和限位螺钉固定在 千分尺座上，千分尺座与拖动滑板相连，随拖动滑板在自由安装气缸作用下上下动作；并在不同位置依次起作用，限制不同位置的下降深度。它的功用是在机械手上下运动时适当的 补偿因封装模具磨损而形成的下止点间距所产生的误差，同时适应夹具与封装模具间的高度差。所述的升降机构也可为其他结构，如油缸或电机升降结构等。所述的的较好结构为由气爪的左夹爪、右夹爪与丢失晶体检测组件组成；夹持 机构气爪与连接件通过螺钉固定，再通过连接件安装在升降机构上；左夹爪、右夹爪通过螺 钉固定在气爪上；丢失晶体检测组件固定在左夹爪上；气爪和气路相连由电磁阀控制其张 开、闭合，并带动左夹爪、右夹爪取放产品；晶体检测组件的结构为晶体检测组件由绝缘 套和螺钉组成，绝缘套直接穿过夹爪上的孔，被螺钉牢牢锁死在夹爪上，利用夹爪在工作时 所产生的间距差达到检测的目的。所述的行列排布式托料机构为具有可抵消磁场的料升降结构较好行列式位于行 列式夹具定位板上面，二者间垫有调整垫，行列式托料板通过其上的导向销与夹具定位板 上导向套滑动配合，夹具定位板下面的薄型气缸的活塞杆通过夹具定位板的孔和行列式托 料板相连，夹具定位板通过螺钉与夹具支座相连；行列式托料板用航空铝合金制成；行列 式专用夹具载盘SU304不锈钢制成。此结构在本设计中至关重要，行列式托料板和用夹具 载盘的有效配合是抵消强磁场的关键环节。所述的运行控制电路中设有传感器及可编程控制器，其电路结构为输入端丢 失检测组件信号S1端与可编程控制器的10. 2触点连接，直线送料器原点传感器S2信号端 与可编程控制器的10. 3触点连接，步进原点传感器S3信号端与可编程控制器的10. 4触点 连接，顶杆上限传感器S4信号端与可编程控制器的10. 5触点连接，压力继电器信号S5信 号端与可编程控制器的10. 6触点连接，X轴等待位S6信号端与可编程控制器的10. 7触点 连接，升降气缸上限S7信号端与可编程控制器的II. 0触点连接，升降气缸下限S8信号端 与可编程控制器的II. 1触点连接，上模传感器S9信号端与可编程控制器的II. 2触点连 接，放料传感器S10与可编程控制器的II. 3触点连接，急停按钮K1与可编程控制器的II. 5 触点连接，1M、2M可编程控制器的公共端接+24V，M与急停按钮的公共端相连。输出端Q: 可编程控制器的Q0. 0触点连接与伺服脉冲PULL3信号端连接，控制伺服电机旋转；可编程 控制器的Q0. 1触点连接与步进脉冲PU信号端连接，控制步进电机旋转；可编程控制器的 Q0. 2触点与伺服方向Signl信号端连接，控制伺服电机旋转方向；步进方向DR信号端连 接，控制步进电机旋转方向；可编程控制器的Q0. 4触点与托起气缸电磁阀YV4正极连接，控 制托起气缸电磁阀动作；可编程控制器的Q0. 5触点与Z轴电磁阀YV1正极连接，控制Z轴 电磁阀动作；可编程控制器的Q0. 6触点与夹爪电磁阀YV2正极连接，控制夹爪电磁阀动作； 可编程控制器的Q0. 7触点与变位气缸电磁阀YV3正极连接，控制变位气缸电磁阀动作；可 编程控制器的Q1. 0触点与信号Start_0Ut连接，控制封焊机封焊；的Q1. 0触点与伺服使能 Ser_0N连接，控制伺服励磁或脱机；输出公共负端1M、2M、M为输出公共地GND ；输出公共正 端1L、2L和L接+24V电源正；输出端通接线端子TBI与各个部件相连。封焊用直线机械手所涉及可编程控制器程序包括用于输入信息的VW的输入装置；用于显示输出信息的VW的输出显示装置；用于存储矩阵位置VW的位置存储装置；用于存储起始位置地址和终点位置地址的位置存储装置；用于存储瞬时工作位置行和列数值的存储装置；用于计算行列位置的累加计算装置；所述计算装置包括利用设置好的矩阵的初 始位置值和矩阵的行列间距值，在程序执行完一个周期后，自动累加1并储存在相应的VW 寄存器位的计算器，为下一周期指定位置的计算器。用于分别将储存在位置存储装置中的起始位置地址的值与当前值比较的比较 器；用于运动控制的控制装置；包括读取位置存储器中的矩阵当前值，控制X、Y轴运 动到相应的点位置，并控制升降机构带动夹持机构进行取料；然后，控制X轴运动至终点位 置将料放到相应位置。用于功能检测的报警装置包括取料位置上、下限报警，放料位置报警；功能是当 控制装置输出控制信号后，上限、下限或放料位传感器反馈信号没反馈至控制器时，即刻报 警输出在显示装置上并发出蜂鸣音；此功能能够最大限度的避免损坏硬件的危险发生。顶杆上限报警；功能是当控制装置输出控制信号后，顶杆反馈信号没反馈至控制 器时，此功能能够最大限度的避免损坏硬件的危险发生。晶体丢失报警；在执行完取料任务后，在取料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种封焊用直线机械手，其特征在于主要具有Ｘ方向直线运行机构、Ｙ方向平行进给机构、设在Ｘ方向直线运行机构上的升降机构及其夹持机构、设在升降机构上的夹持机构、行列排布式托料机构（４），以及运行控制电路。

【技术特征摘要】
一种封焊用直线机械手，其特征在于主要具有X方向直线运行机构、Y方向平行进给机构、设在X方向直线运行机构上的升降机构及其夹持机构、设在升降机构上的夹持机构、行列排布式托料机构(4)，以及运行控制电路。2.根据权利要求1所述的封焊用直线机械手，其特征在于所述的X方向直线运行机构 的结构为伺服电机(6)或步进电机和可以转动的压轧滚珠丝杠(16)相连，压轧滚珠丝杠 (16)的锁母通过连接板和直线导轨滑块(16)配合限制径向自由度，并带动其运动；拖动连 接板(20)安装在连接板上，靠压轧滚珠丝杠(16)带动直线导轨滑块(18)及安装于连接板 上的拖动连接板(20)实现往复运动；直线送料器(2)通过拖动连接板(20)与升降机构相 连，实现X向和Z向运动。3.根据权利要求1所述的封焊用直线机械手，其特征在于所述的Y方向平行进给机构 的结构为步进电机(10)或伺服电机通过齿轮(12)与固定在X方向Y方向行列排布式托 料机构⑷上的齿条(11)相啮合。4.根据权利要求1所述的封焊用直线机械手，其特征在于所述的升降机构的结构为 直线导轨(39)[由IKO采购标准件，型号LWLG18-80]的轨道通过螺钉固定在拖动连接板 上(20)，拖动滑板(40)固定在直线导轨(39)的滑块上限制水平方向的两个自由度并利用 直线导轨的滑块与轨道的精密配合保证其运动精度同时与拖动滑板(40)滑动配合连接， 升降气缸(7)的活塞杆通过连接件带动拖动滑板(40)滑动配合，拖动滑板(40)与夹持机 构相连，并与限位机构连接在一起。5.根据权利要求4所述的封焊用直线机械手，其特征在于所述的限位机构结构为限 位机构是由千分尺与限位螺钉组成；千分尺(1)和限位螺钉固定在千分尺座(38)上，千分 尺座与拖动滑板(40)相连，随拖动滑板(40)在自由安装气缸作用下上下动作；并在不同位 置依次起作用，限制不同位置的下降深度。它的功用是在机械手上下运动时适当的补偿因 封装模具磨损而形成的下止点间距所产生的误差，同时适应夹具与封装模具间的高度差。6.根据权利要求1所述的封焊用直线机械手，其特征在于所述的夹持机构(图5)的 结构为由气爪(35)、左夹爪(34)、右夹爪(36)与丢失晶体检测组件(37)组成；夹持机构 气爪(35)与连接件通过螺钉固定，再通过连接件安装在升降机构上；左夹爪(34)、右夹爪 (36)通过螺钉固定在气爪(35)上；丢失晶体检测组件(37)固定在左夹爪(34)上；气爪 (35)和气路相连由电磁阀控制其张开、闭合，并带动左夹爪(34)、右夹爪(36)取放产品；晶 体检测组件(37)的结构为晶体检测组件(37)由绝缘套和螺钉组成，绝缘套直接穿过夹爪 上的孔，被螺钉牢牢锁死在夹爪上，利用夹爪在工作时所产生的间距差达到检测的目的。7.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的封焊用直线机械手，其特征在于所述的行列排 布式托料机构(4)为具有可抵消磁场的料升降结构行列式托料板(28)位于行列式夹具定 位板(24)上面，二者间垫有调整垫(31)，行列式托料板(28)通过其上的导向销(27)与夹 具定位板(24)上导向套(26)滑动配合，夹具定位板(24)下面的薄型气缸(30)的活塞杆 通过夹具定位板(24)的孔和行列式托料板(28)相连，夹具定位板(24)通过螺钉与夹具支...

【专利技术属性】
技术研发人员：于绍兴，
申请(专利权)人：北京宏浩晶电科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]