阅读说明：本技术 一种视觉芯片面板工业机器人摆放成套装置 (Complete set of device is put to vision chip panel industrial robot ) 是由 连加郁 于 2019-10-14 设计创作，主要内容包括：本发明属于芯片加工设备技术领域,具体涉及一种视觉芯片面板工业机器人摆放成套装置,包括工作台,工作台上并排设置两个用于传送托盘的传送带组件,传送带组件的两端分别设置托盘下放组件和托盘累叠组件,工作台上还设置两个位于传送带组件中部的托盘抬升组件、芯片上料机械手和芯片视觉检测装置,芯片上料机械手和芯片视觉检测装置的位置分别与两个托盘抬升组件的位置相对应。本发明通过设置传送带组件、托盘下放组件、托盘累叠组件、托盘抬升组件、芯片上料机械手及芯片视觉检测装置等结构,实现了芯片的半自动摆放和检测,大大提高工作效率。(The invention belongs to the technical field of chip processing equipment, and particularly relates to a complete set of visual chip panel industrial robot arrangement device which comprises a workbench, wherein two conveyor belt assemblies for conveying trays are arranged on the workbench side by side, tray lowering assemblies and tray stacking assemblies are respectively arranged at two ends of each conveyor belt assembly, two tray lifting assemblies, a chip loading manipulator and a chip visual detection device are further arranged on the workbench and positioned in the middle of each conveyor belt assembly, and the positions of the chip loading manipulator and the chip visual detection device respectively correspond to the positions of the two tray lifting assemblies. According to the invention, by arranging the structures such as the conveyor belt assembly, the tray lowering assembly, the tray stacking assembly, the tray lifting assembly, the chip loading manipulator and the chip visual detection device, semi-automatic chip placement and detection are realized, and the working efficiency is greatly improved.)

一种视觉芯片面板工业机器人摆放成套装置

技术领域

本发明属于芯片加工设备技术领域，具体涉及一种视觉芯片面板工业机器人摆放成套装置。

背景技术

一般来说，由于芯片的体积较小，需要将其统一摆放到托盘上，然后再通过人眼以及一些检测工具对托盘上的芯片进行检查，检查芯片的尺寸、形状是否合格，目前市面上已经有了成熟的视觉检测装置，通过工业照相机对芯片进行拍照，然后将照片传给控制系统，控制系统中的视觉检测模块再对照片进行分析，以便剔除不合格的芯片。

现有技术的问题在于，目前托盘的规整、芯片的摆放和检测还是通过人工实现的，导致效率不够高。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提供 一种视觉芯片面板工业机器人摆放成套装置的技术方案。

所述的一种视觉芯片面板工业机器人摆放成套装置，其特征在于包括工作台，工作台上并排设置两个用于传送托盘的传送带组件，传送带组件的两端分别设置托盘下放组件和托盘累叠组件，工作台上还设置两个分别位于两个传送带组件中部的托盘抬升组件、芯片上料机械手和芯片视觉检测装置，芯片上料机械手和芯片视觉检测装置的位置分别与两个托盘抬升组件的位置相对应；

所述传送带组件包括传送带框架、两个设置于传送带框架上的传送带以及驱动传送带运动的传送带驱动装置；

所述托盘下放组件包括用于放置托盘的第一托盘放置架、位于两个传送带中间的第一托盘支撑机构和两组分别固定连接于传送带框架两侧的托盘侧夹紧机构；

所述托盘累叠组件包括用于放置托盘的第二托盘放置架、位于两个传送带中间的第二托盘支撑机构和两组分别固定连接于传送带框架两侧的托盘侧支撑机构。

所述的一种视觉芯片面板工业机器人摆放成套装置，其特征在于所述第一托盘支撑机构包括第一气缸和与第一气缸配合连接的第一托盘托板。

所述的一种视觉芯片面板工业机器人摆放成套装置，其特征在于所述第一托盘支撑机构还包括与第一气缸配合连接的第二气缸，第二气缸位于第一气缸的下端，用于抬升第一气缸。

所述的一种视觉芯片面板工业机器人摆放成套装置，其特征在于所述托盘侧夹紧机构包括固定连接于传送带框架两侧的托盘侧夹紧底座、固定连接于托盘侧夹紧底座的第三气缸、与第三气缸配合连接的夹紧板。

所述的一种视觉芯片面板工业机器人摆放成套装置，其特征在于所述第二托盘支撑机构包括第五气缸和与第五气缸配合连接的第二托盘托板。

所述的一种视觉芯片面板工业机器人摆放成套装置，其特征在于所述托盘侧支撑机构包括固定连接于传送带框架的摆块支架和摆块，摆块的后端与摆块支架转动连接，摆块的后端表面具有竖直平面和圆弧面，圆弧面位于竖直平面的上端，竖直平面与摆块支架贴近，摆块的前端设置楔形结构。

所述的一种视觉芯片面板工业机器人摆放成套装置，其特征在于所述托盘抬升组件包括固定连接于工作台的托盘抬升底座、固定连接于托盘抬升底座一端的第六气缸、与第六气缸配合连接的升降挡板、固定连接于托盘抬升底座的第七气缸以及与第七气缸配合连接的第三托盘托板。

所述的一种视觉芯片面板工业机器人摆放成套装置，其特征在于所述所述托盘抬升组件还包括多个固定连接于托盘抬升底座的立柱、固定连接于立柱上的中间板以及多个设置于中间板的滑套，第三托盘托板的底部固定连接多个与滑套滑动连接的导向柱。

所述的一种视觉芯片面板工业机器人摆放成套装置，其特征在于所述芯片上料机械手包括上料机械手安装座、转动连接于上料机械手安装座的第一摆臂、转动连接于第一摆臂的第二摆臂、设置于第二摆臂的转动机构、转动连接于第二摆臂的吸盘固定轴、固定连接于吸盘固定轴下端的吸盘支架、一组设置于吸盘支架的第七气缸、与第七气缸配合连接的吸盘固定座以及设置于吸盘固定座的芯片吸盘，转动机构与吸盘固定轴传动连接并能够驱动吸盘固定轴转动。

所述的一种视觉芯片面板工业机器人摆放成套装置，其特征在于所述芯片视觉检测装置包括视觉检测支架和设置于视觉检测支架上的工业照相机。

本发明的有益效果是：本发明通过设置传送带组件、托盘下放组件、托盘累叠组件、托盘抬升组件、芯片上料机械手及芯片视觉检测装置等结构，实现了芯片的半自动摆放和检测，大大提高工作效率。

附图说明

图1为本发明安装上外罩时的结构示意图；

图2为本发明结构示意图之一；

图3为本发明结构示意图之二；

图4为本发明中的传送带机构、托盘下放组件、托盘累叠组件及托盘抬升组件连接结构示意图；

图5为本发明中的托盘下放组件结构示意图；

图6为本发明中的托盘侧夹紧机构结构示意图之一；

图7为本发明中的托盘侧夹紧机构结构示意图之二；

图8为本发明中的托盘累叠组件结构示意图；

图9为本发明中的托盘侧支撑机构结构示意图；

图10为本发明中的托盘侧支撑机构剖视结构图；

图11为本发明中的托盘抬升组件结构示意图；

图12为本发明中的芯片上料机械手结构示意图；

图13为本发明中的芯片视觉检测装置结构示意图。

图中：工作台1、托盘2、传送带组件3、传送带框架300、驱动传送带301、传送带驱动装置302、托盘下放组件4、第一托盘支撑机构400、第一气缸4000、第一托盘托板4001、第二气缸4002、托盘侧夹紧机构401、托盘侧夹紧底座4010、第三气缸4011、托盘侧夹紧支架4012、第四气缸4013、夹紧板4014、第一托盘放置架402、托盘累叠组件5、第二托盘支撑机构500、第五气缸5000、第二托盘托板5001、托盘侧支撑机构501、摆块支架5010、摆块5011、竖直平面50110、圆弧面50111、楔形结构50112、第二托盘放置架502、托盘抬升组件6、托盘抬升底座600、第六气缸601、升降挡板602、第七气缸603、第三托盘托板604、立柱605、中间板606、滑套607、导向柱608、芯片上料机械手7、上料机械手安装座700、第一电机701、第一摆臂702、第二电机703、第二摆臂704、转动机构705、吸盘固定轴706、吸盘支架707、第七气缸708、吸盘固定座709、芯片吸盘7010、芯片视觉检测装置8、视觉检测支架800、工业照相机801、外罩9。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1-13所示，一种视觉芯片面板工业机器人摆放成套装置，包括工作台1，工作台1上并排设置两个用于传送托盘2的传送带组件3，传送带组件3的两端分别设置托盘下放组件4和托盘累叠组件5，工作台1上还设置两个分别位于两个传送带组件3中部的托盘抬升组件6、芯片上料机械手7和芯片视觉检测装置8，芯片上料机械手7和芯片视觉检测装置8的位置分别与两个托盘抬升组件6的位置相对应。

所述传送带组件3为公知技术，其包括传送带框架300、两个设置于传送带框架300上的传送带301以及驱动传送带301运动的传送带驱动装置302，传送带驱动装置302包括电机、皮带轮等，电机通过皮带轮带动传送带的主动轮转动。

所述托盘下放组件4包括用于放置托盘2的第一托盘放置架402、位于两个传送带301中间的第一托盘支撑机构400和两组分别固定连接于传送带框架300两侧的托盘侧夹紧机构401。其中，第一托盘放置架402为四个固定连接于传送带框架300上的直角板，四个直角板围成与托盘2形状对应的放置腔。

所述第一托盘支撑机构400包括第一气缸4000、与第一气缸4000配合连接的第一托盘托板4001以及与第一气缸4000配合连接的第二气缸4002，第二气缸4002位于第一气缸4000的下端，用于抬升第一气缸4000。具体的，两个气缸均竖直设置，第二气缸4002的缸体与第一气缸4000的缸体固定连接，第二气缸4002的气缸轴朝下固定支撑于一块底板上，该底板通过一块一侧固定连接于传送带框架300下端，该底板上还滑动连接多个导向杆，导向杆的顶部与第一托盘托板4001固定连接，使第一托盘托板4001升降更平稳。第一气缸4000和第二气缸4001组成的联动气缸组支撑力更大。

所述托盘侧夹紧机构401包括固定连接于传送带框架300两侧的托盘侧夹紧底座4010、水平固定连接于托盘侧夹紧底座4010的第三气缸4011、水平滑动连接于托盘侧夹紧底座4010的托盘侧夹紧支架4012、竖直固定连接于托盘侧夹紧支架4012的第四气缸4013、与第四气缸4013配合连接的夹紧板4014，第三气缸4011与托盘侧夹紧支架4012配合连接，夹紧板4014位于第四气缸4013的下端。第四气缸4013的设置能够使本机构适应不同厚度的托盘2。

所述托盘累叠组件5包括用于放置托盘2的第二托盘放置架502、位于两个传送带301中间的第二托盘支撑机构500和两组分别固定连接于传送带框架300两侧的托盘侧支撑机构501。其中，第二托盘放置架502为四个固定连接于传送带框架300上的直角板，四个直角板围成与托盘2形状对应的放置腔。

所述第二托盘支撑机构500包括竖直设置的第五气缸5000和与第五气缸5000配合连接的第二托盘托板5001，第五气缸5000带动第二托盘托板5001竖直升降。具体的，第五气缸5000的底端固定支撑于一块底板上，该底板与传送带框架300通过一块侧板固定连接

所述托盘侧支撑机构501包括固定连接于传送带框架300的摆块支架5010和摆块5011，摆块5011的后端与摆块支架5010转动连接，摆块5011的后端表面具有竖直平面50110和圆弧面50111，圆弧面50111位于竖直平面50110的上端，竖直平面50110与摆块支架5010贴近，摆块5011的前端设置楔形结构50112，楔形结构50112的上表面为用于支撑托盘2的水平面，楔形结构50112的下表面为方便托盘2经过的斜面。当托盘2向上经过摆块5011时，摆块5011后端的上部有朝外转动的趋势，由于该部分刚好具有圆弧面50111，使得摆块5011不会与摆块支架5010产生干涉，摆块5011顺利向上转动，托盘2顺利通过摆块5011，之后摆块5011复位，由于摆块后端的下部为与摆块支架5010贴近的竖直平面50110，因此托盘2可以支撑在摆块5011上，而摆块5011不会向下摆动，使托盘2掉落。

所述托盘抬升组件6包括固定连接于工作台1的托盘抬升底座600、固定连接于托盘抬升底座600一端的第六气缸601、与第六气缸601配合连接的升降挡板602、固定连接于托盘抬升底座600的第七气缸603以及与第七气缸603配合连接的第三托盘托板604，第六气缸601和第七气缸603均竖直设置。此外，所述所述托盘抬升组件6还包括多个固定连接于托盘抬升底座600的立柱605、固定连接于立柱605上的中间板606以及多个设置于中间板606的滑套607，第三托盘托板604的底部固定连接多个与滑套607滑动连接的导向柱608。

所述芯片上料机械手7分为两部分，一部分为第一摆臂702和第二摆臂704组成的常规机械手结构，这种机械手结构已在机械人领域有了大量的应用，另一部分为吸盘固定轴706、吸盘支架707、第七气缸708、吸盘固定座709以及芯片吸盘7010构成的吸盘组件，其中芯片吸盘7010为常规的真空吸盘，吸盘固定轴706转动安装于第二摆臂704上，吸盘固定轴706具有自动的功能，显然该功能借助常规的电机、齿轮传动机构就能够实现。因此，芯片上料机械手7可以理解为成熟的机械手技术与吸盘技术的结合，显然有许多结构能够实现上料机械手7功能，以下的芯片上料机械手7仅仅是其中一个实施方式。

所述芯片上料机械手7包括上料机械手安装座700、固定连接于上料机械手安装座700的第一电机、与第一电机传动连接的第一摆臂702、与第一摆臂转动连接的第二摆臂704、设置于第二摆臂内第二电机、设置于第二摆臂704的转动机构、转动连接于第二摆臂704的吸盘固定轴706、固定连接于吸盘固定轴706下端的吸盘支架707、一组设置于吸盘支架707的第七气缸708、与第七气缸708配合连接的吸盘固定座709以及设置于吸盘固定座709的芯片吸盘7010，转动机构与吸盘固定轴706传动连接并能够驱动吸盘固定轴706转动。具体的，第一摆臂702的一端以公知方式通过第一转轴转动插接于上料机械手安装座700，该第一转轴上带有第一齿轮，上料机械手安装座700内的第一电机带动一第二齿轮，第二齿轮带动第一齿轮转动，以此实现第一摆臂702的转动。第二摆臂704的一端内置第二电机，第二电机以公知的方式带动一第二转轴转动，第二转轴转动插接于第一摆臂702，第二转轴的下端设置第三齿轮，第一摆臂702内固定连接第四齿轮，第三齿轮与第四齿轮啮合，第二电机工作时带动第二转轴转动，第二转轴带动第三齿轮相对第四齿轮转动，以此实现第二摆臂704的转动。转动机构包括第三电机，第三电机以公知的方式带动一第三转轴转动，第三转轴上套设第五齿轮，第三转轴带动其上的第五齿轮转动，吸盘固定轴706上带有一第六齿轮，第五齿轮与第六齿轮啮合，以此实现吸盘固定轴706的自转。吸盘固定轴706与第二摆臂704的上下壳体之间通过轴承转动连接。

上料机械手7工作过程：上料机械手安装座700内的第一电机带动第一摆臂702转动，第二摆臂704内的第二电机带动第二摆臂704在第一摆臂702上转动，第二摆臂704内的第三电机带动吸盘固定轴706在第二摆动704上自转，第七气缸708带动吸盘固定座709以及芯片吸盘7010转动。

所述芯片视觉检测装置8包括视觉检测支架800和设置于视觉检测支架800上的工业照相机801，工业照相机801拍下视觉芯片的照片传导给控制系统，控制系统中预设的视觉检测模块对照片进行分析，判断视觉芯片的大小、形状是否合格。工业照相机801和视觉检测模块均为公知技术。

此外本发明的工作台1上还可以设置外罩9，外罩9上具有控制系统、显示屏、报警器等其他常规控制配件。

本发明在的工作通过控制系统编程控制，同时配备了常规的光电传感器作为行程开关。

本发明分为两部分，一部分用于视觉芯片的摆放，另一部分用于视觉芯片的检测，两部分的不同之处仅在于一个是使用上料机械手7，另一个是使用芯片视觉检测装置8

本发明的工作过程：

1、通过人工或机器将一个个托盘2码放在托盘下放组件4的第一托盘放置架402内由第一托盘支撑机构400支撑；

2、托盘侧夹紧机构401中的第三气缸4011带动夹紧板4014夹紧底部倒数第二个托盘2，然后第一托盘支撑机构400带动底部倒数第一个托盘2下降，使该托盘放置到传送带301上，被传送带301带走，然后第一托盘支撑机构400中的第一托盘托板4001复位，托盘侧夹紧机构401复位，使累叠的托盘2往下移动一个位置，然后继续上述动作，使托盘2一个个下放，或者也可以在第一托盘托板4001复位后使第四气缸4013带动夹紧板4014下移，使托盘2稳稳地被放置在第一托盘托板4001上，然后第三气缸4011带动夹紧板4014松开托盘2，第四气缸4013再带动夹紧板4014上移；

3、传送带301将托盘2带到传送带301的中部时，光电传感器感应到该托盘2，该信号传输给控制系统，控制系统控制托盘抬升组件6中的第六气缸601带动升降挡板602抬起，挡住托盘2，然后第七气缸603带动第三托盘托板604抬起，第三托盘托板604将托盘2抬起，然后芯片上料机械手7将芯片一个个摆放到托盘2上，芯片上料机械手7的动作全部通过编程控制，精准度高，同时可以使托盘与传送带框架300滑动连接，防止托盘2位置偏移；

4、装完芯片后第三托盘托板604将托盘2带回传送带301上，升降挡板602下移，使托盘2继续前进；

5、托盘2被送到第二托盘放置架502底部，托盘累叠组件5中的第五气缸5000带动第二托盘托板5001上移，第二托盘托板5001带动托盘2抬升，第二托盘托板5001再托盘2经过托盘侧支撑机构501的摆块5011后复位，托盘2支撑在摆块5011上，完成累叠，在这个过程中第二托盘放置架502中原先的托盘2被向上抬升；

6、通过机器或人工从第二托盘放置架502上已经放好芯片的托盘2放置到另一个第一托盘放置架402上，按照上述步骤使托盘2下放、累叠，不同之处在于，当托盘来到传送带301的中部被托盘抬升组件6抬起时，芯片视觉检测装置8中的工业照相机801对托盘1上的芯片进行拍照，检测芯片是否合格，若合格，该托盘继续前进，若不合格，则机器停止运作，同时报警器报警，通过人工将该托盘取下，然后机器继续运作。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。