专利名称：一种全自动排片机的程序控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及集成电路封装技术领域，尤其是一种全自动排片机的程序控制系统。
背景技术：
集成电路自芯片焊接在基片后需进入封装设备做进一步封装，期间需将基片排列在上料架上，加热后进入封装设备。目前将基片排放到上料架主要靠人工完成，此种做法有以下缺点1、人工排放会因料片与人体接触，影响料片质量；因为每块集成电路上有几十根到几百根不等的焊线，人工操作会带来焊线变形以及静电作用，影响料片的质量。2、人工排放周期长，效率低且出错率高。3、工作环境是高温，对人体有害。所以，这一工序迫切需要一种减少工人劳动强度，提高产品质量及生产率的机器及一种自动化程度高，精度高的控制系统，以提高全自动排片机的综合性能。
发明内容
本发明的基本任务是克服现有技术的缺陷，提供一种自动化程度高、控制精度高的全自动排片机的程序控制系统。本发明的技术方案是一种全自动排片机的程序控制系统，其特征是该全自动排片机的程序控制系统包括可编程控制器、触摸液晶显示屏和位置参数设置键盘，可编程控制器接收安装在排片机上的传感器信号和触摸液晶显示屏设定的参数进行处理后发出机器指令执行下一步动作，
可编程控制器内设有排片机工作台上料模及料架的预加热控制单元、检测料架上料片位置排满状况的料片排放位置检测单元、进料控制单元、送料控制单元、机械手抓取控制单元和故障及报警处理模块，在触摸液晶显示屏上设有运行状态显示窗口、参数设定窗口、故障处理提示和报警显示窗口，参数设定窗口包括有预热定时设定、排放位置数据设定和进料数据设定、机械手χ/Υ/Ζ轴数据设定，
其中可编程控制器通过程序执行下列动作
1)对排片机工作台上料模及料架进行预加热，加热后料架上的料片与塑封模具内的温
度一致；
2)检测料架上料片位置排满状况，如果排满，结束排片程序，如果没有排满，执行下一程序即3)；
3)发出指令进料盒由高精度伺服电机传动到达推料导轨处，推料装置向传送导轨推出料片，然后由导轨传送马达传送料片到抓取处，X/Y/Z轴伺服电机配合工作，机械手装置从料片抓取处抓料放到料架上，直至检测到料架上料片位置排满。所述可编程控制器内还设有专用数据控制单元、步进操作单元、I/O强制单元，在触摸液晶显示屏上参数设定窗口还包括专用数据设定、步进操作设定和I/O强制，
所述专用数据控制单元用于同类产品中不同型号产品的检测和识别，防止因产品型号不同而损坏摸具，检测排放位置是否有产品为开启状态，防止叠片及产品报废现象的发生， 其中设有两个时间，一个是检测时间即在排放位置处的停留时间，另一个是间隔时间即是第一次检测完成后，第二次需检测的时间；所述步进操作单元用于实现指定部分的快速动作，指定部分包括传送部分和料片抓手部分，传送部分步进动作有第二马达传送、料片传送阻挡气缸、第一伺服电机传送、点动相应的动作元件实现对应的动作，料片抓手部分步进动作有排放位置、料片排放检测旋转、料片抓手升降气缸、料片抓手开合气缸，进料部分步进动作元件有料盒导入气缸前后、料盒固定气缸上下、进料架下降、进料架上升、进料料片推入左右、料盒推出气缸前后；
所述I/O强制单元是对输入/输出(I/O)进行强制动作，以及输入气缸/马达的I/O号进行置位、复位相应的气缸/马达动作。所述料片排放位置检测单元用于执行排放位置数据设定，即根据产品的型号不同设定相应的不同参数，而且根据模具的模盒数量确定选择排片机所需排放的位置数量，每种产品排放位置数量可从4、6、8、12、16、20、24中选择，然后用位置参数设定键盘设置好每个位置的参数并保存，每个所设定的位置有开关可以根据情况开启或关闭任何一个位置， 设定好某型号产品的参数会自动保存，以便于下一次改换其他型号产品时可以自由调出使用。所述进料控制单元用于执行进料数据设定，即根据所述排放位置数据设定中产品型号进行进料数据设定而且每种产品设定自己的料盒及料盒层次，其中设有的参数有料盒推入位置而且要求升降台与料盒推入时的位置要在一个平面；首次推送位置而且要求推杆从料盒装置中推出第一条产品，进入传送导轨时的水平位置；料盒层次间隔而且要求料盒的间距，也是升降台需设定的步距，每次推送的间隔距离，直到推完；料盒推出位置而且要求料盒中的产品也推完，升降台与料盒推出的位置要在一个平面。所述预加热控制单元用于预热定时设定，加热开关为开启状态时，预热台在温控器数据设定范围内就一直处于加热状态，若在某一时间段加热，则需要将加热开关和预热开关同时开启，设定好在星期日至星期六中需要加热的时间段，时间段以外是停止加热状态。所述全自动排片机的程序控制系统还包括控制面板，即操作面板，包括气压表、温控表，以及进料/料盒上升按钮、料盒下降/料盒退出按钮、运动按钮、停止按钮、复位按钮和紧急开关按钮，可编程控制器接收控制面板指令。本发明具有以下优点自动化程度高、精度高。通过可编程控制器程序控制整个系统的运行，精确度高，生产效率高，劳动强度低，通过触摸屏直观显示运行状态，并可通过触摸屏进行控制操作，简单方便。
图1是本发明程序控制的流程图。
具体实施例方式本发明一种全自动排片机的程序控制系统所应用的全自动排片机，包括机架、送料装置、传送装置和机械手装置。机架中部设有工作台，工作台上设有一料模，料模上用于放置料架，送料装置和传送装置安装在工作台面上，机械手装置安装于机架上部；
送料装置包括水平送料台、垂直升降台和推料气缸，在水平送料台下安装有一送料气缸，垂直升降台包括升降板、上夹紧气缸、下夹紧气缸、第一光纤传感器、第一伺服电机和第一滚珠丝杆，上夹紧气缸安装在升降板上部，下夹紧气缸和第一光纤传感器安装在升降板下部，第一伺服电机通过滚珠丝杆与升降板相连；传送装置包括左右两条送料导轨，两导轨之间设有一转动轴，在每一导轨上设置有九个第一皮带轮，第一皮带轮之间通过第一皮带相连，靠近导轨前端的第一皮带轮安装在转动轴上，转动轴与第一电机相连，在导轨末端还安装的第二光纤传感器。传送装置还包括安装在导轨上的第三光纤传感器和连接有挡块的挡料气缸。传送装置主要对送料装置送过来的料片进行传送和检测料片的正反面，如出现反面则报警停机。机械手装置包括移动驱动装置、手臂和抓手装置。移动驱动装置包括Y轴驱动装置和垂直安装在Y轴驱动装置上的X轴驱动装置，X 轴驱动装置与Y轴驱动装置之间通过一垂直滑块相连，Y轴驱动装置包括两套平行安装在全自动排片机机架上的驱动组件，X轴驱动装置包括一套垂直安装在Y轴驱动装置上的驱动组件，X轴驱动装置的驱动组件和Y轴驱动装置上的驱动组件结构相同，驱动组件包括导轨、安装在导轨上的伺服电机和与伺服电机相连的丝杠，在X轴驱动装置上设有一水平滑块，在水平滑块上固定安装有机械手的手臂，垂直滑块与X轴驱动装置上的丝杠相连，水平滑块与轴驱动装置上的丝杠相连。通过X轴驱动装置和Y轴驱动装置上的伺服电机带动丝杆转动，带动水平滑块和垂直滑块移动，从而使手臂在χ轴、γ轴上移动。手臂包括有支撑板、升降气缸、活动板，支撑板固定在水平滑块上，升降气缸安装在支撑板的上端，活动板安装在支撑板的下端，升降气缸的推杆与活动板连接，在活动板下端还安装有智能反射型的光电传感器，可检测上料架上是否有料片存在，防止叠片。抓手装置安装在活动板上，抓手装置包括抓手、抓手旋转驱动装置和抓手开合驱动装置，抓手旋转驱动装置和抓手开合驱动装置均安装在活动板上，抓手旋转驱动装置驱动抓手转动，抓手开合驱动装置驱动抓手开合。升降气缸向下动作，可使活动板向下运动， 升降气缸的推杆复位，则活动板向上运动。抓手旋转驱动装置由与抓手相连的旋转轴、安装在旋转轴上的第二皮带轮和与第二皮带轮通过第二皮带相连接的第二电机组成，第二皮带轮通过轴承和轴承座固定安装在活动板上，第二电机安装在活动板上，旋转轴上设有同轴的轴向通孔。在活动板上设有固定块，第二电机安装在固定块上，在固定块上侧、下侧设有销钉。通过第二电机转动带动旋转轴转动，进而使抓手旋转。在活动板上还设有导线柱，电机和气缸的电源线和气缸的气源线均固定安装在导线柱上。抓手开合驱动装置包括开合气缸、连杆和中间连接件，气缸的活塞杆与中间连接件上端固定连接，连杆上端与中间连接件枢接，且在连杆上端安装有一轴承，中间连接件设有一空腔，轴承设于腔内，连杆的末端设有圆台体。本发明一种全自动排片机的程序控制系统，包括可编程控制器、触摸液晶显示屏和位置参数设置键盘，可编程控制器接收安装在排片机上的传感器信号和触摸液晶显示屏设定的参数进行处理后发出机器指令执行下一步动作，可编程控制器内设有排片机工作台上料模及料架的预加热控制单元、检测料架上料片位置排满状况的料片排放位置检测单元、进料控制单元、送料控制单元、机械手抓取控制单元和故障及报警处理模块，在触摸液晶显示屏上设有运行状态显示窗口、参数设定窗口、故障处理提示和报警显示窗口，参数设定窗口包括有预热定时设定、排放位置数据设定和进料数据设定、机械手X/Y/Z轴数据设定，
其中可编程控制器通过程序执行下列动作1)对排片机工作台上料模及料架进行预加热，机器在通电状态一直加热，加热后料架上的料片与塑封模具内的温度一致；
2)检测料架上料片位置排满状况，如果排满，结束排片程序，装有料片的料架，加热后，放到塑封模具中去加工，约2分钟完成，然后进行下一次排片(有2个实架交替使用)；如果没有排满，执行下一程序即3)；
3)发出指令，进料盒由高精度伺服电机(第一伺服电机)传动到达推料导轨处，料盒可同时使用5个料盒，每料盒20—40片，推料装置(推料气缸)向传送导轨推出料片，在传送过程中，可以检测料片型号及方向；然后由导轨传送马达传送料片到抓取处，X/Y/Z轴伺服电机配合工作，机械手装置从料片抓取处抓料放到料架上，直至检测到料架上料片位置排满，料架上可以排放4至M个位置，最长不超出80秒完成。可编程控制器内还设有专用数据控制单元、步进操作单元、I/O强制单元，在触摸液晶显示屏上参数设定窗口还包括专用数据设定、步进操作设定和I/O强制，专用数据控制单元用于同类产品中不同型号产品的检测和识别，防止因产品型号不同而损坏摸具，检测排放位置是否有产品为开启状态，防止叠片及产品报废现象的发生，其中设有两个时间， 一个是检测时间即在排放位置处的停留时间，另一个是间隔时间即是第一次检测完成后， 第二次需检测的时间；步进操作单元用于实现指定部分的快速动作，指定部分包括传送装置部分和机械手装置部分，传送装置部分步进动作有挡料气缸、第一伺服电机传送、点动相应的动作元件实现对应的动作，机械手装置部分步进动作有排放位置、料片排放检测旋转、 料片抓手升降气缸、料片抓手开合气缸，进料部分步进动作元件有料盒导入气缸前后、料盒推出气缸前后、料盒固定气缸上下、进料架下降、进料架上升、进料料片推入左右；I/O强制单元是对输入/输出(I/O)进行强制动作，以及输入气缸/马达的I/O号进行置位、复位相应的气缸/马达动作。其中挡料气缸连接有挡块，通过挡块阻挡料片的传送；进料架下降、 上升即是指升降板的上升与下降，由第一伺服电机和第一滚珠丝杠驱动；料盒导入气缸前后和料盒推出气缸前后通过前述的送料气缸执行；进料料片推入左右通过前述的推料气缸执行。料片排放位置检测单元用于执行排放位置数据设定，即根据产品的型号不同设定相应的不同参数，而且根据模具的模盒数量确定选择排片机所需排放的位置数量，每种产品排放位置数量可从4、6、8、12、16、20、24中选择，然后用位置参数设定键盘设置好每个位置的参数并保存，每个所设定的位置有开关可以根据情况开启或关闭任何一个位置，设定好某型号产品的参数会自动保存，以便于下一次改换其他型号产品时可以自由调出使用。进料控制单元用于执行进料数据设定，即根据所述排放位置数据设定中产品型号进行进料数据设定而且每种产品设定自己的料盒及料盒层次，料盒层次一般是20或40。 其中设有的参数有料盒推入位置而且要求升降台与料盒推入时的位置要在一个平面；首次推送位置而且要求推杆从料盒装置中推出第一条产品，进入传送导轨时的水平位置；料盒层次间隔而且要求料盒的间距，也是升降台需设定的步距，每次推送的间隔距离，直到推完；料盒推出位置而且要求料盒中的产品也推完，升降台与料盒推出的位置要在一个平面。预加热控制单元用于预热定时设定，加热开关为开启状态时，预热台在温控器数据设定范围内就一直处于加热状态，若在某一时间段加热，则需要将加热开关和预热开关同时开启，设定好在星期日至星期六中需要加热的时间段，时间段以外是停止加热状态。
全自动排片机的程序控制系统还包括控制面板，即操作面板，包括气压表、温控表，以及进料/料盒上升按钮、料盒下降/料盒退出按钮、运动按钮、停止按钮、复位按钮和紧急开关按钮，可编程控制器接收控制面板指令。
权利要求
1.一种全自动排片机的程序控制系统，其特征是该全自动排片机的程序控制系统包括可编程控制器、触摸液晶显示屏和位置参数设置键盘，可编程控制器接收安装在排片机上的传感器信号和触摸液晶显示屏设定的参数进行处理后发出机器指令执行下一步动作，可编程控制器内设有排片机工作台上料模及料架的预加热控制单元、检测料架上料片位置排满状况的料片排放位置检测单元、进料控制单元、送料控制单元、机械手抓取控制单元和故障及报警处理模块，在触摸液晶显示屏上设有运行状态显示窗口、参数设定窗口、故障处理提示和报警显示窗口，参数设定窗口包括有预热定时设定、排放位置数据设定和进料数据设定、机械手X/Y/Z轴数据设定，其中可编程控制器通过程序执行下列动作 1)对排片机工作台上料模及料架进行预加热，加热后料架上的料片与塑封模具内的温度一致；2)检测料架上料片位置排满状况，如果排满，结束排片程序，如果没有排满，执行下一程序即3)；3)发出指令进料盒由高精度伺服电机传动到达推料导轨处，推料装置向传送导轨推出料片，然后由导轨传送马达传送料片到抓取处，X/Y/Z轴伺服电机配合工作，机械手装置从料片抓取处抓料放到料架上，直至检测到料架上料片位置排满。
2.根据权利要求1所述的全自动排片机的程序控制系统，其特征是所述可编程控制器内还设有专用数据控制单元、步进操作单元、I/O强制单元，在触摸液晶显示屏上参数设定窗口还包括专用数据设定、步进操作设定和I/O强制，所述专用数据控制单元用于同类产品中不同型号产品的检测和识别，防止因产品型号不同而损坏摸具，检测排放位置是否有产品为开启状态，防止叠片及产品报废现象的发生， 其中设有两个时间，一个是检测时间即在排放位置处的停留时间，另一个是间隔时间即是第一次检测完成后，第二次需检测的时间；所述步进操作单元用于实现指定部分的快速动作，指定部分包括传送部分和料片抓手部分，传送部分步进动作有第二马达传送、料片传送阻挡气缸、第一伺服电机传送、点动相应的动作元件实现对应的动作，料片抓手部分步进动作有排放位置、料片排放检测旋转、料片抓手升降气缸、料片抓手开合气缸，进料部分步进动作元件有料盒导入气缸前后、料盒固定气缸上下、进料架下降、进料架上升、进料料片推入左右、料盒推出气缸前后；所述I/O强制单元是对输入/输出(I/O)进行强制动作，以及输入气缸/马达的I/O号进行置位、复位相应的气缸/马达动作。
3.根据权利要求1所述的全自动排片机的程序控制系统，其特征是所述料片排放位置检测单元用于执行排放位置数据设定，即根据产品的型号不同设定相应的不同参数，而且根据模具的模盒数量确定选择排片机所需排放的位置数量，每种产品排放位置数量可从 4、6、8、12、16、20、24中选择，然后用位置参数设定键盘设置好每个位置的参数并保存，每个所设定的位置有开关可以根据情况开启或关闭任何一个位置，设定好某型号产品的参数会自动保存，以便于下一次改换其他型号产品时可以自由调出使用。
4.根据权利要求3所述的全自动排片机的程序控制系统，其特征是所述进料控制单元用于执行进料数据设定，即根据所述排放位置数据设定中产品型号进行进料数据设定而且每种产品设定自己的料盒及料盒层次，其中设有的参数有料盒推入位置而且要求升降台与料盒推入时的位置要在一个平面；首次推送位置而且要求推杆从料盒装置中推出第一条产品，进入传送导轨时的水平位置；料盒层次间隔而且要求料盒的间距，也是升降台需设定的步距，每次推送的间隔距离，直到推完；料盒推出位置而且要求料盒中的产品也推完， 升降台与料盒推出的位置要在一个平面。
5.根据权利要求1所述的全自动排片机的程序控制系统，其特征是所述预加热控制单元用于预热定时设定，加热开关为开启状态时，预热台在温控器数据设定范围内就一直处于加热状态，若在某一时间段加热，则需要将加热开关和预热开关同时开启，设定好在星期日至星期六中需要加热的时间段，时间段以外是停止加热状态。
6.根据权利要求1所述的全自动排片机的程序控制系统，其特征是所述全自动排片机的程序控制系统还包括控制面板，即操作面板，包括气压表、温控表，以及进料/料盒上升按钮、料盒下降/料盒退出按钮、运动按钮、停止按钮、复位按钮和紧急开关按钮，可编程控制器接收控制面板指令。
全文摘要
本发明公开一种全自动排片机的程序控制系统，包括可编程控制器和触摸液晶显示屏位置，可编程控制器接收传感器信号和根据触摸液晶显示屏设定的指令执行动作，可编程控制器内设有预加热控制单元、料片排放位置检测单元、进料控制单元、送料控制单元、机械手抓取控制单元和故障及报警处理模块，在触摸液晶显示屏上设有运行状态显示窗口、参数设定窗口、故障处理提示和报警显示窗口，参数设定窗口包括有预热定时设定、排放位置数据设定和进料数据设定、机械手X/Y/Z轴数据设定。本发明具有自动化程度高、精度高的优点。可编程控制器程序控制整个系统的运行，生产效率高，劳动强度低，通过触摸屏直观显示运行状态，并可进行控制操作，简单方便。
文档编号H01L21/67GK102368154SQ201110339229
公开日2012年3月7日 申请日期2011年11月1日 优先权日2011年11月1日
发明者吴梓明, 康金, 章青春, 罗云华, 陈天祥 申请人:东莞朗诚微电子设备有限公司