工件拾取贴合机构的制作方法

1.本实用新型涉及工件拾取贴合技术领域，尤其是一种工件拾取贴合机构。


背景技术：

2.为了满足对于芯片封装的高精度要求，实现全自动化芯片散热盖的装配，通常需要利用真空吸盘吸附散热盖，再将吸附的散热盖放置于工件上。但现有的工件捡取机构存在以下问题：
3.1、对于不同尺寸规格的散热盖，所需要的压合力不同，也会导致产品在装配过程中因吸盘的压合力不匹配而被压坏的风险；
4.2、然而真空吸盘在安装或使用过程中会产生倾斜，导致贴合满足不了工艺要求。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的技术问题是：提供一种通过压力传感器实时监控真空吸盘对吸附的工件的压力值，实现贴装时的压力反馈的工件拾取贴合机构。
6.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种工件拾取贴合机构，包括支架、传动组件、弹簧组件以及真空吸盘，所述支架上安装有传动组件，支架的上安装有压力传感器，传动组件中花键轴依次穿过压力传感器和弹簧组件与真空吸盘连接，传动组件中伺服电机驱动传动组件中花键轴旋转，调整真空吸盘的角度，花键轴上下移动，压缩弹簧组件靠近或远离压力传感器。
7.本实用新型的有益效果是：本实用新型伺服电机驱动花键轴旋转，精确调整工件拾取后的角度偏差，同时也保证贴合后的旋转角度，同时压缩弹簧组件传递压力于压力传感器，通过压力传感器精准控制工件贴合的压力，并且实时监控并调整贴合时真空吸盘对吸附工件的压力值，实现贴装时的压力控制，满足工艺要求的同时，避免产品在装配过程中压坏的风险。进一步的，压力传感器与弹簧组件之间具有间距，压力传感器的中间位置处开设有开孔，传动组件中花键轴穿过该开孔，开孔与传动组件中花键轴为同轴设置。
8.进一步的，传动组件包括伺服电机、花键轴套以及花键轴，所述伺服电机的输出端通过联轴器与轴套连接，花键轴的一端套设在轴套内，花键轴的另一端安装有真空吸盘，花键轴的轴身上套装有花键轴套，花键轴的轴身上开设有长槽，花键轴套与轴套之间通过键连接。
9.进一步的，花键轴安装后的顶面与轴套的顶面之间具有间隙e，花键轴在花键轴套内上下窜动。
10.进一步的，弹簧组件包括弹簧和夹持块，所述夹持块夹持在传动组件中花键轴上，弹簧套设在传动组件中花键轴上，弹簧的一端抵住夹持块，弹簧的另一端靠近压力传感器。
11.进一步的，还包括负压供气组件，所述负压供气组件包括供气座和气管接头，所述供气座的内腔中安装有套接件，套接件的壁体上开设有过气孔，供气座与套接件之间具有间隙，套接件的外壁上下两端均安装有第一密封圈，供气座与套接件之间形成第一密封腔；
12.套接件的内腔中穿入传动组件中花键轴，位于套接件内腔中的花键轴的轴身上开设有对穿的通气孔，套接件与传动组件中花键轴之间具有间隙，套接件与花键轴上下两端连接处均设有第二密封圈，套接件与传动组件中花键轴之间形成第二密封腔；
13.气管接头的一端与供气座连通，气管接头的另一端与负压提供装置连通。
14.进一步的，支架包括作用支架和支座，所述作用支架的上端安装有支座，伺服电机安装在支座上，支座上还安装有复位光电，复位光电与安装在花键轴上的复位件配合、复位。
15.进一步的，作用支架包括上横板、中间板以及下横板，所述中间板位于上横板与下横板之间，中间板靠近上横板和下横板的任一端头部设置，负压供气组件位于下横板上，弹簧组件位于负压供气组件上方，压力传感器安装在上横板的下底面上。
16.进一步的，花键轴为中空管件，花键轴的顶部塞入堵头，用以锁紧花键轴的上端。
17.进一步的，压力传感器为中空型压力传感器。
附图说明
18.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
19.图1是本实用新型的优选实施例的结构示意图；
20.图2是本实用新型的剖视图；
21.图3是本实用新型的立体图；
22.图中：1.作用支架，2.真空吸盘，3.压力传感器，4.花键轴，5.伺服电机，6.联轴器，7.支座，8.花键轴套，9.弹簧，10.夹持块，11.上横板，12.中间板，13.下横板，14.套接件，15.供气座，16.气管接头，17.第一密封圈，18.第二密封圈，19.通气孔，20.过气孔，21.堵头，22.轴套。
具体实施方式
23.现在结合附图和优选实施例对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
24.如图1～3所示的一种工件拾取贴合机构，包括支架、传动组件、弹簧组件以及真空吸盘2，所述支架的上安装有传动组件，支架上安装有压力传感器3，传动组件中花键轴4依次穿过压力传感器3和弹簧组件与真空吸盘2连接，压力传感器3与弹簧组件之间具有间距，传动组件中伺服电机5驱动传动组件中花键轴4旋转，调整真空吸盘2的角度，花键轴4上下移动，压缩弹簧组件靠近或远离压力传感器3。
25.其中，压力传感器3为中空型压力传感器，压力传感器3的中间位置处开设有开孔，传动组件中花键轴4穿过该开孔，压力传感器3通过线缆与控制器连接，上位机分别通过线缆与散热盖贴装设备中丝杠模组的电机和控制器连接(上位机和控制器在图中均未画出)。其中，压力传感器3采用力准压力传感器，量程20kg，输出灵敏度1.5
±
10％mv/v，重复性
±
0.5％f.s。
26.弹簧组件包括弹簧9和夹持块10，所述夹持块10夹持在传动组件中花键轴4上，夹持块10跟随花键轴4上下移动，弹簧9套设在传动组件中花键轴4上，弹簧9的一端抵住夹持
块10，弹簧9的另一端靠近压力传感器3，压力传感器3感知挤压力，从而实现对散热盖实施的压力进行实时监测。
27.如图2所示，传动组件包括伺服电机5、花键轴套8以及花键轴4，所述伺服电机5的输出端通过联轴器6与轴套22连接，花键轴4的一端套设在轴套22内，花键轴4的另一端安装有真空吸盘2，用以调整真空吸盘2在水平方向上的旋转角度，调整的角度为1～360
°
，用以与工件适配，满足工艺要求，适用于各种不同尺寸规格的散热盖贴装。
28.花键轴4的轴身上套装有花键轴套8，花键轴4的轴身上开设有长槽，花键轴套8与轴套22之间通过键连接。
29.当花键轴套8发生旋转时，会带动花键轴4旋转，同时长槽也具有导向作用，花键轴4与花键轴套8之间会产生上下位移，同时花键轴套8与轴套22之间通过键固定连接，防止花键轴套8产生相对位移。
30.此外，花键轴4安装后的顶面与轴套22的顶面之间具有间隙e，花键轴4在花键轴套8内上下窜动，间隙量为3mm～15mm，该间隙就是花键轴4上下窜动的距离，也就是说伺服电机5驱动花键轴4只做旋转运动，不做上下移动。
31.花键轴4为中空管件，花键轴4的顶部塞入堵头21，用以锁紧花键轴4的上端。
32.另外，还包括负压供气组件，所述负压供气组件包括供气座15和气管接头16，所述供气座15的内腔中安装有套接件14，套接件14的壁体上开设有过气孔20，供气座15与套接件14之间具有间隙，套接件14的外壁上下两端均安装有第一密封圈17，供气座15与套接件14之间形成第一密封腔；
33.套接件14的内腔中穿入传动组件中花键轴4，位于套接件14内腔中的花键轴4的轴身上开设有对穿的通气孔19，套接件14与传动组件中花键轴4之间具有间隙，套接件14与花键轴4上下两端连接处均设有第二密封圈18，套接件14与传动组件中花键轴4之间形成第二密封腔；
34.气管接头16的一端与供气座15连通，气管接头16的另一端与负压提供装置连通。
35.第一密封圈17和第二密封圈18能更好的保证第一密封腔和第二密封腔的密封性，同时采用供气座15与套接件14之间进行套装，为了便于加工，降低加工难度，第一密封圈17和第二密封圈18的数量根据套接件14的具体情况进行设置。
36.支架包括作用支架1和支座7，所述作用支架1的上端安装有支座7，伺服电机5安装在支座7上，支座7上还安装有复位光电，复位光电与安装在花键轴4上的复位件配合、复位。
37.作用支架1包括上横板11、中间板12以及下横板13，所述中间板12位于上横板11与下横板13之间，中间板12靠近上横板11和下横板13的任一端头部设置，负压供气组件位于下横板13上，弹簧组件位于负压供气组件上方，压力传感器3安装在上横板11的下底面上。
38.工作过程：
39.步骤1：预设作用在工件上的压力值；
40.步骤2：散热盖贴装设备中丝杠模组中电机(为现有技术，图中未画出)转动，驱动丝杠模组下降，降至真空吸盘2与散热盖接触；
41.步骤3：负压提供装置通过管道与气管接头16相接，负压提供装置启动，负压气体依次通过气管接头16、过气孔20，最后通过花键轴4上的通气孔19，完成负压抽取，此时，真空吸盘2内部的空气压力低于真空吸盘2外部的大气压力，工件在外部压力的作用下被吸附
控制；
42.步骤4：对真空吸盘2上的散热盖进行拍照(图中未画出，为现有技术，是散热盖贴装设备中其余的机构)，通过影像、算法确认中心位置、角度均差多少，确认后，将数据传送给伺服电机5，确认补偿数据，伺服电机5启动，通过联轴器6带动轴套22转动，轴套22转动带动花键轴套8转动，花键轴套8转动，带动花键轴4旋转，从而带动真空吸盘2旋转所需要的角度，伺服电机5停止转动；
43.步骤4：丝杠模组中电机转带动工件捡取机构下降，将真空吸盘2吸附的散热盖放置与工件(芯片基板)上，并下压，此时，产生反作用力，推动花键轴4向上移动，夹持块10夹持在花键轴4上，夹持块10也同时向上移动，弹簧9发生形变，弹簧9的上端与压力传感器3接触，挤压压力传感器3，弹簧9将力作用到压力传感器3上，压力传感器3将接收到的压力值输出值控制器，确定工件上受到的压力值；
44.步骤4：直至压力传感器3达到预设的压力值，压力传感器3输出信号至控制器，控制器传输信号至上位机，上位机读取压力值，上位机控制丝杠模组中电机停止转动，此时，作用在工件的压力值是客户所需的预设压力值即可；
45.步骤5：进入保压阶段，保持一段时间，通过控制器监控压力值的波动状态，根据压力值波动状态通过压力传感器3实时反馈进行实时补偿(即大于预设压力值时，上位机控制丝杠模组中电机驱动丝杠模组回缩，保证工件受到的压力值为预设压力值范围内；当小于预设压力值时，上位机控制丝杠模组中电机驱动丝杠模组下移，保证工件受到的压力值为预设压力值范围内)；
46.步骤6：完成保压，散热盖贴装结束，丝杠模组中电机驱动丝杠模组回缩，带动工件捡取机构整体上移，到达复位光电，复位光电感知，伺服电机5复位完成，完成散热盖贴装，如此重复。
47.综上所述，本实用新型1、对工件捡取机构进行优化，通过伺服电机直接驱动花键轴旋转，精确调整工件拾取后的角度偏差，保证贴合后的旋转角度满足工艺要求，适用于各种不同尺寸规格的散热盖贴装；
48.2、贴装时花键轴可在受力下产生相对位移，压缩弹簧组件传递压力于压力传感器，通过压力传感器精准控制工件贴合的压力，并且实时监控并调整贴合时真空吸盘对吸附工件的压力值，实现贴装时的压力控制，满足工艺要求的同时，避免产品在装配过程中压坏的风险。
49.以上说明书中描述的只是本实用新型的具体实施方式，各种举例说明不对本实用新型的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了说明书后可以对以前所述的具体实施方式做修改或变形，而不背离实用新型的实质和范围。

技术特征：
1.一种工件拾取贴合机构，包括支架、传动组件、弹簧组件以及真空吸盘(2)，所述支架上安装有传动组件，其特征在于：所述的支架上安装有压力传感器(3)，传动组件中花键轴(4)依次穿过压力传感器(3)和弹簧组件与真空吸盘(2)连接，传动组件中伺服电机(5)驱动传动组件中花键轴(4)旋转，调整真空吸盘(2)的角度，花键轴(4)上下移动，压缩弹簧组件靠近或远离压力传感器(3)。2.如权利要求1所述的工件拾取贴合机构，其特征在于：所述的压力传感器(3)与弹簧组件之间具有间距，压力传感器(3)的中间位置处开设有开孔，传动组件中花键轴(4)穿过该开孔。3.如权利要求1所述的工件拾取贴合机构，其特征在于：所述的传动组件包括伺服电机(5)、花键轴套(8)以及花键轴(4)，所述伺服电机(5)的输出端通过联轴器(6)与轴套(22)连接，花键轴(4)的一端套设在轴套(22)内，花键轴(4)的另一端安装有真空吸盘(2)，花键轴(4)的轴身上套装有花键轴套(8)，花键轴(4)的轴身上开设有长槽，花键轴套(8)与轴套(22)之间通过键连接。4.如权利要求3所述的工件拾取贴合机构，其特征在于：所述的花键轴(4)安装后的顶面与轴套(22)的顶面之间具有间隙e，花键轴(4)在花键轴套(8)内上下窜动。5.如权利要求1所述的工件拾取贴合机构，其特征在于：所述的弹簧组件包括弹簧(9)和夹持块(10)，所述夹持块(10)夹持在传动组件中花键轴(4)上，弹簧(9)套设在传动组件中花键轴(4)上，弹簧(9)的一端抵住夹持块(10)，弹簧(9)的另一端靠近压力传感器(3)。6.如权利要求1所述的工件拾取贴合机构，其特征在于：还包括负压供气组件，所述负压供气组件包括供气座(15)和气管接头(16)，所述供气座(15)的内腔中安装有套接件(14)，套接件(14)的壁体上开设有过气孔(20)，供气座(15)与套接件(14)之间具有间隙，套接件(14)的外壁上下两端均安装有第一密封圈(17)，供气座(15)与套接件(14)之间形成第一密封腔；套接件(14)的内腔中穿入传动组件中花键轴(4)，位于套接件(14)内腔中的花键轴(4)的轴身上开设有对穿的通气孔(19)，套接件(14)与传动组件中花键轴(4)之间具有间隙，套接件(14)与花键轴(4)上下两端连接处均设有第二密封圈(18)，套接件(14)与传动组件中花键轴(4)之间形成第二密封腔；气管接头(16)的一端与供气座(15)连通，气管接头(16)的另一端与负压提供装置连通。7.如权利要求3所述的工件拾取贴合机构，其特征在于：所述的支架包括作用支架(1)和支座(7)，所述作用支架(1)的上端安装有支座(7)，伺服电机(5)安装在支座(7)上，支座(7)上还安装有复位光电，复位光电与安装在花键轴(4)上的复位件配合、复位。8.如权利要求7所述的工件拾取贴合机构，其特征在于：所述的作用支架(1)包括上横板(11)、中间板(12)以及下横板(13)，所述中间板(12)位于上横板(11)与下横板(13)之间，中间板(12)靠近上横板(11)和下横板(13)的任一端头部设置，负压供气组件位于下横板(13)上，弹簧组件位于负压供气组件上方，压力传感器(3)安装在上横板(11)的下底面上。9.如权利要求3所述的工件拾取贴合机构，其特征在于：所述的花键轴(4)为中空管件，花键轴(4)的顶部塞入堵头(21)，用以锁紧花键轴(4)的上端。10.如权利要求2所述的工件拾取贴合机构，其特征在于：所述的压力传感器(3)为中空
型压力传感器。

技术总结
本实用新型涉及工件拾取贴合技术领域，尤其是一种工件拾取贴合机构。支架上安装有压力传感器，传动组件中花键轴依次穿过压力传感器和弹簧组件与真空吸盘连接，传动组件中伺服电机驱动传动组件中花键轴旋转，调整真空吸盘的角度，贴装时花键轴在受力下产生相对位移，压缩弹簧组件传递压力于压力传感器通过压力传感器精准控制工件贴合的压力，并且实时监控并调整贴合时真空吸盘对吸附工件的压力值，实现贴装时的压力控制，满足工艺要求的同时，避免产品在装配过程中压坏的风险；对工件捡取机构进行优化，通过伺服电机直接驱动花键轴旋转，精确调整工件拾取后的角度偏差，保证贴合后的旋转角度满足工艺要求，适用于各种不同尺寸规格的散热盖贴装。格的散热盖贴装。格的散热盖贴装。


技术研发人员：林翔 周典虬 郭猛 王江坤 张安兵
受保护的技术使用者：常州铭赛机器人科技股份有限公司
技术研发日：2023.02.24
技术公布日：2023/7/19