一种IGBT自动测试装置的制作方法

本发明属于功率半导体器件测试技术领域，特别是涉及一种igbt自动测试装置。

背景技术：

igbt(insulatedgatebipolartransistor)是一种复合全控型电压驱动式功率半导体器件，具有高频率，高电压，大电流，易于开关等优良性能。igbt模组是由igbt与fwd(续流二极管芯片)通过特定的电路桥接封装而成的模组化半导体产品，igbt模组具有节能、安装维修方便、散热稳定等特点；当前市场上销售的多为此类模组化产品。随着节能环保等理念的推进，此类产品在轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车与新能源装备等领域应用极广。

近年来，随着电动汽车、高铁及电力电子行业的不断发展，igbt的使用范围越来越广泛，对igbt模组的性能要求越来越高，为了提高igbt模组在实际使用过程中的可靠性，需要对igbt模组出厂做全面的检测。

原有的人工检测方式，需要由人工将探针连接到测试针脚上，然后接通测试系统，这种测试方法工作效率低，劳动强度大，而且易出现人为检测错误，另外测试数据需要手工记录易出差错等，无法满足大规模生产及越来越严格的品控要求，生产效率低下，易出现漏检、错检的情况。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于圆柱坐标系的工业机器人(scara)的igbt模组自动测试装置，解决上述igbt模组检测中存在的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于圆柱坐标系的工业机器人(scara)的igbt模组自动测试装置，包括上料系统、物料搬运系统、相机定位系统、测试系统、二维码扫描系统。

上料系统：所述上料系统包括上料托盘1，上料托盘导轨2，滑块3，无杆气缸5。

所述上料托盘1通过所述滑块3设置在所述上料直线导轨2上，所述上料托盘1包括分别位于左右两侧的上料托盘1，上料托盘由无杆气缸5带动，另安装有2条直线导轨2，可保证上料托盘的平稳移动，上料时由人工将物料摆放在托盘上，可放置不同规格尺寸的模组，因上方安装有相机定位系统，对放置的位置无要求，可实现快速的上料。

物料搬运系统：所述物料搬运系统包括scara机器人8，电动夹爪9。所述电动夹爪9设置在所述scara机器人8末端。

完成上料后，有scara机器人8将模组运送至测试系统。scara机器人有3个旋转关节，其轴线相互平行，在平面内进行定位和定向。另一个关节是移动关节，用于完成末端件在垂直于平面的运动。机器人末端安装有电动夹爪9，可将实现模组的取放。

相机定位系统：所述相机定位系统包括3个工业相机，其中托盘上方两个托盘定位相机10，设备底部定位相机11安装在托盘下方。

安装在上料托盘上方的相机10用于模组在托盘位置上的位置检测，便于机器人夹爪的抓取；底部定位相机11用于放置在测试位置前的位置检测，能够精确检测模组的位置及偏移角度等，确保放置在测试位置的精度。

测试系统：所述测试系统包括测试托盘固定座12，测试托盘15，测试探针固定支架16，直线模组17，探针排上下伺服电机18。

所述测试托盘固定座12包括减速机1201，伺服电机1202，联轴器1203，旋转轴1204，轴承座1205，回转轴承1206，测试旋转托盘1207，工件固定卡座1208；所述工件固定卡座1208设置在所述测试旋转托盘1207上，所述伺服电机1202通过所述减速机1201、联轴器1203、旋转轴1204与所述测试旋转托盘1207连接，所述旋转轴1204通过所述回转轴承1206支撑在所述轴承座1205上。

所述测试探针固定支架16与所述直线模组17连接，所述探针排上下伺服电机18安装在所述直线模组17上；

测试开始探针下压，模组针脚压入探针套内，开始测试模组的各项性能，测试完成后，探针排上移，并将测试结果反馈至上位机。满足测试要求的合格品由机器人抓取放回上料托盘原位置，不良品放置到不良品托盘6上。

测试托盘15有2个测试工位，可360°旋转，一个模组测试完成后，托盘旋转180°，测试另外一个工位上的模组，如此可实现不间断的测试。

还包括有二维码读取器7，所述二维码读取器7设置在所述测试托盘15的旁边，在模组输送的过程中，机器人中途后稍作停留，由二维码读取器7读取测试模组的二维码，并与测试系统通讯，实现测试结果的全程可追溯和信息化。

本发明具有以下有益效果：

1、左右两侧均安装有上料托盘，一侧的上料托盘完成上料后，另外一侧的上料托盘可继续上料，测试不会因上料而中断。

2、相机定位及scara机器人抓取的方式，可实现批量不同尺寸规格的模组的抓取，在实现精确抓取的前提下，很好地满足了实际生产中型号繁多、尺寸大小不一的需求。操作人员无需经过专门的培训即可操作设备，模组放置不需要精确的放置，容错性高。

3、在放置到检测位置前，利用安装在设备底部的相机对模组的位置进行精确定位，机器人根据相机拍摄的模组的位置及偏移角度，将模组准确的放置在测试位置上，可实现高精度的放置，保证测试探针与模组针脚的精准对齐。

4、测试托盘可旋转，能够实现不间断的测试，大大提高了测试系统的利用率，极大的提高了测试设备的产能。

5、安装有二维码读取系统，可实现测试数据的全程可追溯，便于分析产品的良率及不良批次的原因分析等。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明测试托盘固定座结构示意图；

图3为本发明测试托盘固定座示意图；

图4为本发明托盘底座的示意图；

图中：

1-上料托盘，2-上料托盘导轨，3-滑块，4-工件，5-无杆气缸，6-不良品放置托盘，7-二维码读取器，8-scara机器人，9-电动夹爪，10-托盘定位相机，11-底部定位相机，12-测试托盘固定座，15-测试托盘，16-测试探针固定支架，17-直线模组，18-探针排上下伺服电机；

1201-减速机，1202-伺服电机，1203-联轴器，1204-旋转轴，1205-轴承座，1206-回转轴承，1207-测试旋转托盘，1208-工件固定卡座。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明为一种igbt自动测试装置，包括上料系统、物料搬运系统、相机定位系统、测试系统、二维码扫描系统；

其中上料托盘1，上料托盘导轨2，滑块3，工件4，无杆气缸5，不良品放置托盘6，二维码读取器7，scara机器人8，电动夹爪9，托盘定位相机10，底部定位相机11，测试托盘固定座12，旋转伺服电机12,减速机13，回转支承14，测试托盘15，测试探针固定支架16，直线模组17，探针排上下伺服电机18；

减速机1201，伺服电机1202，联轴器1203，旋转轴1204，轴承座1205，回转轴承1206，测试旋转托盘1207，工件固定卡座1208：

上料系统：所述上料系统包括上料托盘1，上料托盘导轨2，滑块3，无杆气缸5。

所述上料托盘1通过所述滑块3设置在所述上料直线导轨2上，所述上料托盘1包括分别位于左右两侧的上料托盘1，上料托盘由无杆气缸5带动，另安装有2条直线导轨2，可保证上料托盘的平稳移动，上料时由人工将物料摆放在托盘上，可放置不同规格尺寸的模组，因上方安装有相机定位系统，对放置的位置无要求，可实现快速的上料。

物料搬运系统：所述物料搬运系统包括scara机器人8，电动夹爪9。所述电动夹爪9设置在所述scara机器人8末端。

完成上料后，有scara机器人8将模组运送至测试系统。scara机器人有3个旋转关节，其轴线相互平行，在平面内进行定位和定向。另一个关节是移动关节，用于完成末端件在垂直于平面的运动。机器人末端安装有电动夹爪9，可将实现模组的取放。

相机定位系统：所述相机定位系统包括3个工业相机，其中托盘上方两个托盘定位相机10，设备底部定位相机11安装在托盘下方。

安装在上料托盘上方的相机10用于模组在托盘位置上的位置检测，便于机器人夹爪的抓取；底部定位相机11用于放置在测试位置前的位置检测，能够精确检测模组的位置及偏移角度等，确保放置在测试位置的精度。

测试系统：所述测试系统包括测试托盘固定座12，测试托盘15，测试探针固定支架16，直线模组17，探针排上下伺服电机18。

所述测试托盘固定座12包括减速机1201，伺服电机1202，联轴器1203，旋转轴1204，轴承座1205，回转轴承1206，测试旋转托盘1207，工件固定卡座1208；所述工件固定卡座1208设置在所述测试旋转托盘1207上，所述伺服电机1202通过所述减速机1201、联轴器1203、旋转轴1204与所述测试旋转托盘1207连接，所述旋转轴1204通过所述回转轴承1206支撑在所述轴承座1205上。

所述测试探针固定支架16与所述直线模组17连接，所述探针排上下伺服电机18安装在所述直线模组17上；

测试开始探针下压，模组针脚压入探针套内，开始测试模组的各项性能，测试完成后，探针排上移，并将测试结果反馈至上位机。满足测试要求的合格品由机器人抓取放回上料托盘原位置，不良品放置到不良品托盘6上。

测试托盘15有2个测试工位，可360°旋转，一个模组测试完成后，托盘旋转180°，测试另外一个工位上的模组，如此可实现不间断的测试。

还包括有二维码读取器7，所述二维码读取器7设置在所述测试托盘15的旁边，在模组输送的过程中，机器人中途后稍作停留，由二维码读取器7读取测试模组的二维码，并与测试系统通讯，实现测试结果的全程可追溯和信息化。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。