一种芯片旋转搬运装置的制作方法

本发明涉及一种芯片搬运装置，具体涉及一种芯片旋转搬运装置。

背景技术

芯片作为电子类产品的核心部件，广泛地应用于物联网、智能卡等领域。其中，芯片的生产加工大都呈流水线式进行，该流水线上分布有烧录工位、atr检测工位、激光打码工位、ocr检测工位等多个处理工位，且相邻的两个工位间都设有芯片搬运装置。工作时，芯片搬运装置从上个加工工位处吸取芯片，然后在相应驱动机构的驱动下搬运至下一个加工工位处。但该芯片搬运装置在工作中存在以下问题：

1、在吸取芯片时，为了避免对芯片造成损伤，现有的芯片搬运装置大都采用真空吸嘴负压吸附的方式进行，但由于真空吸嘴在吸取芯片时芯片在真空吸嘴上的位置难以控制，因此被搬运至下个加工工位处的芯片可能会出现偏差，该偏差会影响芯片的后续加工。为了消除该影响，保证芯片能够被精准地搬运至下个工位处，在真空吸嘴将芯片搬运至下一个工位前，还需要设置定位装置对芯片进行摆正定位操作。

2、由于芯片需要在流水线上的多个加工工位处进行加工，因此在加工过程中需要对芯片进行多次的搬运，而对于每次的搬运而言，虽然芯片已经完成了在上一次搬运过程中的定位操作，但由于在当前的搬运中，真空吸嘴需要对芯片进行重新吸取，因此芯片依然存在着在真空吸嘴上的位置难以控制的问题，为了克服该问题，在实际生产中，需要在每次搬运中对芯片进行重新定位。而多次的重新定位操作一方面会消耗大量的时间，使生产加工效率大大降低，另一方面也会因设置较多的定位装置而使得装置的生产成本增加，此外，多次定位会使得搬运操作增多的同时，还会使得装置在运行中的出错率增加，从而降低装置在运行中的稳定性。

3、在实际生产中，由一个供气装置负责对多个芯片搬运装置中的真空吸嘴进行供气。而在供气中，由于每个真空吸嘴的工作状态不同(即吸芯片和放芯片的时机不同)，因此还需要在每个真空吸嘴与供气装置的管路上单独增设电磁阀来控制真空吸嘴内气体的通断状态(当通气时，真空吸嘴处于负压状态，能够对芯片进行吸附；当断气时，真空吸嘴处于失负压状态，失去对芯片的吸附力)，但由于真空吸嘴的数量众多，当对每个真空吸嘴都对应设置一个电磁阀后，一方面会使得整个装置较复杂，装置在运行中的出错率会增加，另一方面也会导致装置的制造成本增加。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种芯片旋转搬运装置，该芯片旋转搬运装置在对芯片进行搬运的过程中不需要对芯片进行重复定位，因此具有搬运效率高的优点；此外，该装置也不需要在每个真空吸嘴上增设电磁阀就能够完成芯片的吸取和放置任务，因此具有结构巧妙、生产成本低的优点。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：

一种芯片旋转搬运装置，包括转盘、设置在转盘上的用于对芯片进行定位和将芯片从真空吸嘴上取下的定位脱离座以及用于驱动转盘转动来带动定位脱离座转动的旋转驱动机构；其中，所述定位脱离座为多个，多个定位脱离座沿着转盘的圆周方向分布，每个定位脱离座包括固定板、设置在固定板上的用于对芯片进行支撑的支撑件、用于对芯片的一组侧面进行定位的第一定位组件、用于对芯片的另一组侧面进行定位和限位的第二定位组件以及用于驱动第一定位组件和第二定位组件运动的定位驱动机构；其中，所述支撑件的上表面构成支撑面，所述第一定位组件包括两个相对设置的第一定位件，两个第一定位件上均设有用于对芯片进行定位的第一定位面；所述第二定位组件包括两个相对设置的第二定位件，两个第二定位件上均设有用于对芯片进行定位的第二定位面和用于对芯片在竖直方向上进行限位的限位面，该限位面位于所述支撑面的上方，所述限位面、支撑面、第一定位面以及第二定位面共同围成芯片的定位空间；所述定位驱动机构包括用于驱动两个第一定位件同时作相互靠近或远离运动的第一定位件驱动机构和用于驱动两个第二定位件同时作相互靠近或远离运动的第二定位件驱动机构；转盘上的每个定位脱离座都分别对应一个芯片工位，当旋转驱动机构驱动转盘转动将其中一个定位脱离座及座内的芯片从当前芯片工位搬运至下一个芯片工位时，转盘上其它的定位脱离座及座内的芯片也同步地从当前芯片工位运动至下一个芯片工位处。

优选地，所述第一定位件的第一定位面的上部也设有所述用于对芯片在竖直方向上进行限位的限位面，第一定位件上的限位面与第二定位件上的限位面处于同一水平面上。工作时，第一定位面上的限位面和第二定位面上的限位面之间相互配合，共同对向上运动的芯片施加向下的按压力，由于该按压力均匀地作用在芯片的四条边上，因此能够更好地抵抗真空吸嘴向上的吸附力，从而使得与真空吸嘴分离时芯片能够稳定快速地停好位。

优选地，所述第一定位件和第二定位件分别由第一定位块和第二定位块构成，其中，所述第一定位块和第二定位块上分别设有包括用于对芯片定位的定位部和用于与定位驱动机构连接的连接部。

优选地，所述第一定位块和第二定位块自连接部向定位部逐渐内缩。这样设置的目的在于，由于芯片的尺寸较小，因此第一定位件和第二定位件在作相互靠近的定位运动中，相邻的第一定位块和第二定位块之间会相互干涉限位，导致第一定位块和第二定位块的定位运动无法继续进行，而通过上述内缩设置后，第一定位块和第二定位块的定位端的尺寸大大减小，因此在作芯片的靠近定位运动中不会发生相互干涉，从而保证了定位工作的顺利进行。

优选地，所述第一定位块上的定位部的端面构成所述第一定位面，所述第二定位块上的定位部的端面构成所述第二定位面，该第二定位面的上部设有向外突出的限位凸体，该限位凸体的底面构成所述限位面。

优选地，所述第一定位件驱动机构和第二定位件驱动机构由四爪气缸构成，该四爪气缸的其中一对气缸爪分别通过螺钉与两个第一定位块的连接部连接，另一对气缸爪分别通过螺钉与两个第二定位块的连接部连接。工作时，气缸同时驱动四个气缸爪作相互靠近或远离运动来带动第一定位块和第二定位块进行夹卡运动或者松卡运动，从而实现对芯片的定位。

优选地，所述固定板上设有避障槽，所述四爪气缸安装在固定板的下方，所述第一定位件和第二定位件的定位部穿过所述避障槽后位于所述固定板的上方，所述支撑件设置在固定板的上方位于固定板的中心位置处，支撑件的上表面构成用于对芯片进行支撑的支撑面。通过上述设置，能够实现各组件的安装固定。

优选地，所述第一定位件、第二定位件以及四爪气缸通过固定板安装在转盘上，转盘上还设有用于四爪气缸穿过的通槽。这样设置的好处在于，组装时，先进行固定板上子模块的安装，然后再将的子模块安装在转盘上，从而使得整个装置的组装简单、快捷。

优选地，所述支撑件由圆柱体构成，其中，圆柱体的顶面构成所述支撑面，该支撑面的宽度稍稍大于芯片的宽度，圆柱体的侧面构成用于对第一定位块和第二定位块上进行限位的支撑件限位面；当两个第一定位块和两个第二定位块均作相互靠近运动至定位终点位置时，第一定位块与支撑件之间以及第二定位块与支撑件之间存留有第一安全间隙，且真空吸嘴与限位凸体之间存留有第二安全间隙。通过设置所述第一安全间隙，能够防止第一定位件和第二定位件在作相互靠近的定位运动时与支撑件之间发生碰撞而对定位件和支撑件造成损坏，而通过将支撑面的宽度大于芯片的宽度后，即使在出错的情况下第一定位件或第二定位件与支撑件发生了碰撞，由于芯片的宽度小于支撑面的宽度，亦即小于两个第一定位件和两个第二定位件之间的距离，因此芯片不会被第一定位件和第二定位件夹伤。而由于真空吸嘴与限位凸体之间存留有第二安全间隙，因此限位凸体在随第一定位件和第二定位件运动至定位终点位置时也不会与真空吸嘴发生碰撞，从而能够保证真空吸嘴的上下运动能够正常进行。需要说明的是，所述第一间隙的尺寸很小，因此不会影响芯片的定位精度。

优选地，所述转盘的中心处设有轴孔，所述旋转驱动机构由电机构成，电机的输出轴与转盘的轴孔连接。工作时，电机的输出轴转动带动转盘以及转盘上的定位脱离座运动来进行芯片的定位搬运任务。

本发明的工作原理是：

需要说明的是，沿着圆周方向设置的多个芯片工位中，包括一个进卡工位、一个出卡工位以及位于进卡工位和出卡工位之间的多个加工工位(该加工工位包括激光打码工位、atr检测工位、ocr检测工位等)，其中，进卡工位和出卡工位为转接工位，进卡工位用于将芯片从外界转入到转盘中，从而参与转盘上后续的芯片加工任务，出卡工位用于将完成了多个芯片加工后的芯片从转盘中转出。

工作时，真空吸嘴将芯片从外界搬运至位于进卡工位处的定位脱离座内，由定位脱离座对芯片进行定位以及将芯片从真空吸嘴上取下，完成脱离和定位任务后，旋转驱动机构驱动转盘旋转一次，将位于进卡工位处的定位脱离座及其内的芯片旋转搬运至相邻的第一个加工工位处，由于在旋转搬运过程中，芯片始终被定位在定位脱离座内，相对于脱离定位座的位置固定不变，因此搬运至加工工位处的芯片不需要进行再次的定位任务。接着，当芯片完成第一个加工位的加工任务后，旋转驱动机构再驱动转盘旋转一次，将定位脱离座及其内的芯片旋转搬运至相邻的第二个加工工位处进行加工，同理，依次将芯片搬运至各个加工工位处对芯片进行加工处理。当芯片完成最后一个加工工位的加工任务后，转盘再次旋转，将芯片搬运至出卡工位处，接着，脱离定位座打卡，由真空吸嘴将芯片吸取搬离出转盘。

具体地，芯片在进卡工位处的定位和脱离的原理为：工作时，定位脱离座上的第一定位件和第二定位件之间处于打开状态，在相应驱动机构的驱动下，真空吸嘴带动芯片一起向下运动至支撑面上方的定位空间内，接着第一定位件驱动机构驱动两个第一定位件作相互靠近运动，将芯片定位在两个第一定位件中间，从而完成了芯片在一个方向上的定位任务。与此同时，第二定位件驱动机构驱动两个第二定位件作相互靠近运动，将芯片定位在两个第二定位件中间，完成定位后，芯片在水平方向上处于整个定位空间的中心位置处，即实现了整个芯片的定位任务。之后，真空吸嘴带动芯片向上运动，在运动的过程中，芯片与限位面接触，限位面对芯片有向下的按压力，芯片在该按压力下能够克服真空吸嘴向上的吸附力，与真空吸嘴发生分离，从而不需要电磁阀就能够实现将芯片从真空吸嘴上取下的任务。

本发明与现有技术相比具有以下的有益效果：

1、一方面，本发明的芯片旋转搬运装置采用旋转搬运的方式进行，在搬运中只需要驱动转盘旋转就能够完成搬运任务，相对于现有的搬运装置是通过驱动真空吸嘴的上下运动和水平运动相互配合的方式来进行搬运而言，搬运更直接，搬运速度更快；另一方面，一方面，在芯片的整个搬运过程中，现有的搬运装置需要对芯片进行多次的重复定位，而本发明的芯片旋转搬运装置只需要在进卡工位处对芯片进行一次定位即可，从而能够节省大量的芯片定位时间，进一步地提高了芯片的搬运效率。此外，旋转驱动机构在驱动转盘旋转一次的过程中，能够实现将转盘上所有的定位脱离座内的芯片从当前工位搬运至下一个加工工位，因此本发明的旋转搬运装置还具有搬运效率高的优点。

2、本发明的芯片旋转搬运装置不需要设置电磁阀就能够实现将芯片从真空吸嘴上取下的任务，因此既能够减少电磁阀的使用成本，又能够使得整个装置具有结构简单的优点。

3、本发明的芯片旋转搬运装置同时具有对芯片定位和将芯片与真空吸嘴分离两方面的作用，其中，对于对芯片定位的作用而言，通过第一定位件和第二定位件的相互配合，能够完成芯片在长度和宽度两个方向上的定位任务，即实现了芯片在平面上的全定位，因此具有定位效果好的优点；对于将芯片与真空吸嘴分离的作用而言，只需要在定位面上增设限位面就能够实现将芯片从真空吸嘴取下来的任务，因此结构简单、可行性性强，便于推广使用。

附图说明

图1为本发明的一种芯片旋转搬运装置的一个具体实施方式的立体结构示意图。

图2为图1中定位脱离座的俯视图。

图3和图4为图1中定位脱离座的立体结构示意图，其中，图3为脱离定位座处于芯片定位状态时的结构示意图，图4为脱离定位座处于放芯或取芯状态时的结构示意图。

图5为图3中第一定位组件的剖视图。

图6为图3中第二定位组件的剖视图。

图7为图1中当固定板上设有两组四爪气缸13及第一定位组件、第二定位组件、支撑件时的立体结构示意图。

图8为图7的爆炸图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

参见图1-图4，本发明的一种芯片旋转搬运装置包括转盘1、设置在转盘1上的用于对芯片18进行定位和将芯片18从真空吸嘴15上取下的定位脱离座2以及用于驱动转盘1转动来带动定位脱离座2转动的旋转驱动机构；其中，所述定位脱离座2座为多个，多个定位脱离座2沿着转盘1的圆周方向分布，每个定位脱离座2包括固定板3、设置在固定板3上的用于对芯片18进行支撑的支撑件4、用于对芯片18的一组侧面进行定位的第一定位组件、用于对芯片18的另一组侧面进行定位和限位的第二定位组件以及用于驱动第一定位组件和第二定位组件运动的定位驱动机构；其中，所述支撑件4的上表面构成支撑面，所述第一定位组件包括两个相对设置的第一定位件5，两个第一定位件5上均设有用于对芯片18进行定位的第一定位面8；所述第二定位组件包括两个相对设置的第二定位件6，两个第二定位件6上均设有用于对芯片18进行定位的第二定位面9和用于对芯片18在竖直方向上进行限位的限位面10，该限位面10位于所述支撑面的上方，所述限位面10、支撑面、第一定位面8以及第二定位面9共同围成芯片的定位空间；所述定位驱动机构包括用于驱动两个第一定位件5同时作相互靠近或远离运动的第一定位件驱动机构和用于驱动两个第二定位件6同时作相互靠近或远离运动的第二定位件驱动机构；转盘1上的每个定位脱离座2都分别对应一个芯片工位7，当旋转驱动机构驱动转盘1转动将其中一个定位脱离座2及座内的芯片18从当前芯片工位7搬运至下一个芯片工位7时，转盘1上其它的定位脱离座2及座内的芯片18也同步地从当前芯片工位7运动至下一个芯片工位7处。

参见图5和图6，所述第一定位件5的第一定位面8的上部也设有所述用于对芯片18在竖直方向上进行限位的限位面10，第一定位件5上的限位面10与第二定位件6上的限位面10处于同一水平面上。工作时，第一定位面8上的限位面10和第二定位面9上的限位面10之间相互配合，共同对向上运动的芯片18施加向下的按压力，由于该按压力均匀地作用在芯片18的四条边上，因此能够更好地抵抗真空吸嘴15向上的吸附力，从而使得与真空吸嘴15分离时芯片18能够稳定快速地停好位。

参见图5和图6，所述第一定位件5和第二定位件6分别由第一定位块和第二定位块构成，其中，所述第一定位块和第二定位块上分别设有包括用于对芯片定位的定位部11和用于与定位驱动机构连接的连接部12。其中，所述第一定位块和第二定位块自连接部12向定位部11逐渐内缩。这样设置的目的在于，由于芯片18的尺寸较小，因此第一定位件5和第二定位件6在作相互靠近的定位运动中，相邻的第一定位块和第二定位块之间会相互干涉限位，导致第一定位块和第二定位块的定位运动无法继续进行，而通过上述内缩设置后，第一定位块和第二定位块的定位端的尺寸大大减小，因此在作芯片18的靠近定位运动中不会发生相互干涉，从而保证了定位工作的顺利进行。其中，所述第一定位块上的定位部11的端面构成所述第一定位面8，所述第二定位块上的定位部11的端面构成所述第二定位面9，该第二定位面9的上部设有向外突出的限位凸体，该限位凸体的底面构成所述限位面10。

参见图7和图8，所述第一定位件驱动机构和第二定位件驱动机构由四爪气缸13构成，该四爪气缸13的其中一对气缸爪14分别通过螺钉与两个第一定位块的连接部12连接，另一对气缸爪14分别通过螺钉与两个第二定位块的连接部12连接。工作时，气缸同时驱动四个气缸爪14作相互靠近或远离运动来带动第一定位块和第二定位块进行夹卡运动或者松卡运动，从而实现对芯片18的定位。

参见图7和图8，所述固定板3上设有避障槽，所述四爪气缸13安装在固定板3的下方，所述第一定位件5和第二定位件6的定位部11穿过所述避障槽后位于所述固定板3的上方，所述支撑件4设置在固定板3的上方位于固定板3的中心位置处，支撑件4的上表面构成用于对芯片18进行支撑的支撑面。通过上述设置，能够实现各组件的安装固定。

参见图7和图8，所述第一定位件5、第二定位件6以及四爪气缸13通过固定板3安装在转盘1上，转盘1上还设有用于四爪气缸13穿过的通槽。这样设置的好处在于，组装时，先进行固定板3上子模块的安装，然后再将的子模块安装在转盘1上，从而使得整个装置的组装简单、快捷。

参见图5和图6，所述支撑件4由圆柱体构成，其中，圆柱体的顶面构成所述支撑面，该支撑面的宽度稍稍大于芯片18的宽度，圆柱体的侧面构成用于对第一定位块和第二定位块上进行限位的支撑件4限位面10；当两个第一定位块和两个第二定位块均作相互靠近运动至定位终点位置时，第一定位块与支撑件4之间以及第二定位块与支撑件4之间存留有第一安全间隙，且真空吸嘴15与限位凸体之间存留有第二安全间隙。通过设置所述第一安全间隙，能够防止第一定位件5和第二定位件6在作相互靠近的定位运动时与支撑件4之间发生碰撞而对定位件和支撑件4造成损坏，而通过将支撑面的宽度大于芯片18的宽度后，即使在出错的情况下第一定位件5或第二定位件6与支撑件4发生了碰撞，由于芯片18的宽度小于支撑面的宽度，亦即小于两个第一定位件5和两个第二定位件6之间的距离，因此芯片18不会被第一定位件5和第二定位件6夹伤。而由于真空吸嘴15与限位凸体之间存留有第二安全间隙，因此限位凸体在随第一定位件5和第二定位件6运动至定位终点位置时也不会与真空吸嘴15发生碰撞，从而能够保证真空吸嘴15的上下运动能够正常进行。需要说明的是，所述第一间隙的尺寸很小，因此不会影响芯片18的定位精度。

参见图1，所述转盘1的中心处设有轴孔，所述旋转驱动机构由电机16构成，电机16的输出轴与转盘1的轴孔之间通过分度器17连接。工作时，电机16的输出轴转动带动转盘1以及转盘1上的定位脱离座2运动来进行芯片18的定位搬运任务。

本发明的工作原理是：

需要说明的是，沿着圆周方向设置的多个芯片工位7中，包括一个进卡工位7-1、一个出卡工位7-2以及位于进卡工位7-1和出卡工位7-2之间的多个加工工位7-3(该加工工位7-3包括激光打码工位、atr检测工位、ocr检测工位等)，其中，进卡工位7-1和出卡工位7-2为转接工位，进卡工位7-1用于将芯片18从外界转入到转盘1中，从而参与转盘1上后续的芯片18加工任务，出卡工位7-2用于将完成了多个芯片18加工后的芯片18从转盘1中转出。

工作时，真空吸嘴15将芯片18从外界搬运至位于进卡工位7-1处的定位脱离座2内，由定位脱离座2对芯片18进行定位以及将芯片18从真空吸嘴15上取下，完成脱离和定位任务后，旋转驱动机构驱动转盘1旋转一次，将位于进卡工位7-1处的定位脱离座2及其内的芯片18旋转搬运至相邻的第一个加工工位7-3处，由于在旋转搬运过程中，芯片18始终被定位在定位脱离座2内，相对于脱离定位座的位置固定不变，因此搬运至加工工位7-3处的芯片18不需要进行再次的定位任务。接着，当芯片18完成第一个加工位的加工任务后，旋转驱动机构再驱动转盘1旋转一次，将定位脱离座2及其内的芯片18旋转搬运至相邻的第二个加工工位7-3处进行加工，同理，依次将芯片18搬运至各个加工工位7-3处对芯片18进行加工处理。当芯片18完成最后一个加工工位7-3的加工任务后，转盘1再次旋转，将芯片18搬运至出卡工位7-2处，接着，脱离定位座打卡，由真空吸嘴15将芯片18吸取搬离出转盘1。

具体地，芯片18在进卡工位7-1处的定位和脱离的原理为：工作时，定位脱离座2上的第一定位件5和第二定位件6之间处于打开状态，在相应驱动机构的驱动下，真空吸嘴15带动芯片18一起向下运动至支撑面上方的定位空间内，接着第一定位件驱动机构驱动两个第一定位件5作相互靠近运动，将芯片定位在两个第一定位件5中间，从而完成了芯片18在一个方向上的定位任务。与此同时，第二定位件驱动机构驱动两个第二定位件6作相互靠近运动，将芯片定位在两个第二定位件6中间，完成定位后，芯片18在水平方向上处于整个定位空间的中心位置处，即实现了整个芯片18的定位任务。之后，真空吸嘴15带动芯片18向上运动，在运动的过程中，芯片18与限位面10接触，限位面10对芯片18有向下的按压力，芯片18在该按压力下能够克服真空吸嘴15向上的吸附力，与真空吸嘴15发生分离，从而不需要电磁阀就能够实现将芯片18从真空吸嘴15上取下的任务。

上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。