功率芯片全自动加工系统的制作方法

本发明涉及一种工业制造设备，更具体地说，涉及一种用于对功率芯片实现自动化加工作业的专用设备。

背景技术：

由于功率芯片的结构小巧，并且引脚长度较长，使得对功率芯片的自动化加工难度较大。

现在都是依靠人工作业实现对功率芯片上引脚的折弯、剪切等作业。不仅劳动量大，而且加工精度得不到保障。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供了一种功率芯片全自动加工系统用于实现功率芯片引脚的全自动折弯、剪切和搬运，实现无人化作业、工作效率高、成型精度高；本发明功率芯片全自动加工系统由供料机构将功率芯片通过轨道输送至步进送料机构，由折弯机构和剪切机构分别完成功率芯片引脚的折弯和剪切，由机械手将功率芯片从步进送料机构上抓取到转盘机构上，由转盘机构对功率芯片的姿态进行调整后，由机械手将功率芯片从转盘机构上取出。

一种功率芯片全自动加工系统，包括：工作台、用于提供功率芯片的供料机构、对所述功率芯片的引脚实现折弯的折弯机构、对所述引脚实现剪切的剪切机构、对所述功率芯片实现搬运的步进送料机构、用于抓取所述功率芯片的机械手、用于调节所述功率芯片的姿态的转盘机构，所述供料机构固连于所述工作台，所述供料机构的轨道连接到所述步进送料机构，所述步进送料机构的侧边设置有所述折弯机构和剪切机构，所述机械手连接所述步进送料机构和转盘机构。

优选地，供料机构包括：料夹、推料气缸、推杆、轨道、分割器、功率芯片、料夹座、料夹盖，所述分割器固连于所述工作台，所述分割器的转盘上固连有所述料夹座、料夹盖，所述料夹固连于所述料夹座、料夹盖；所述分割器的中部设置有推料气缸，所述推料气缸的活塞杆的末端固连有推杆，所述轨道固连于所述分割器的外壳，所述推杆朝向所述轨道所述在方向，所述料夹座上设置有和所述推杆相匹配的推料孔。

优选地，所述料夹的数量为八个。

优选地，所述步进送料机构包括：送料气缸、送料滑块、送料导轨、棘爪、弹簧、铰链、载料台，所述送料导轨固连于所述工作台，所述送料滑块活动连接于所述送料导轨；所述送料滑块的一端固连于所述送料气缸的活塞杆的末端，所述送料气缸的气缸体固连于所述工作台；所述棘爪通过所述铰链活动连接于所述送料滑块，在所述棘爪和所述送料滑块之间设置有所述弹簧；所述载料台的上部设置有盖板，所述功率芯片放置于所述载料台和盖板之间。

优选地，所述步进送料机构上设置有：备料工位、折弯工位、剪切工位、出料工位，所述棘爪的数量为四个。

优选地，所述弹簧处于受压状态。

优选地，所述折弯机构包括：一号气缸、上模、下模、一号支架，所述一号气缸的活塞杆的末端固连于所述上模，所述一号气缸的气缸体固连于所述一号支架，所述上模活动连接于所述一号支架；所述下模位于所述上模的下部并固连于所述一号支架。

优选地，所述剪切机构包括：二号气缸、二号支架、竖直导轨、上下滑块、切刀、预紧块、托板、预紧弹簧，所述二号气缸的气缸体固连于所述二号支架，所述竖直导轨竖直布置于所述二号支架，所述上下滑块活动连接于所述竖直导轨，所述二号气缸的活塞杆的末端固连于所述上下滑块；所述切刀固连于所述上下滑块，所述预紧块活动连接于所述上下滑块，在所述预紧块和所述上下滑块之间设置有所述预紧弹簧；在所述上下滑块的下部设置有所述托板，所述托板固连于所述二号支架。

优选地，所述机械手包括：一号手爪、二号手爪、抬升气缸、伺服电机、丝杆、直线导轨、水平滑板、横杆、机械手支架，所述伺服电机和直线导轨固连于所述机械手支架，所述丝杆活动连接于所述机械手支架，所述伺服电机的输出轴通过联轴器固连于所述丝杆的一端；所述水平滑板活动连接于所述直线导轨，所述水平滑板上设置有和所述丝杆相匹配的螺母；所述抬升气缸的气缸体固连于所述水平滑板，所述抬升气缸的活塞杆的末端固连于所述横杆；在所述横杆的一端设置所述一号手爪，在另一端设置所述二号手爪。

优选地，所述转盘机构包括：齿轮、齿条、转角气缸、吸盘、导向块，所述齿轮活动连接于所述工作台，所述齿轮和齿条相匹配；所述转角气缸的气缸体固连于所述工作台，所述转角气缸的活塞杆的末端固连于所述齿条，所述齿条活动连接于所述导向块；所述齿轮的上部设置所述吸盘。

和传统技术相比，本发明功率芯片全自动加工系统具有以下积极作用和有益效果：

本发明功率芯片全自动加工系统，实现了所述功率芯片的自动供料，所述功率芯片输送至所述步进送料机构后，由所述折弯机构对所述引脚实现折弯，接着由所述剪切机构对所述引脚实现剪切，最后输出加工完成的所述功率芯片，实现对所述引脚的全自动、无人化折弯和剪切，工作效率高、加工精度高。

所述料夹的数量为八个，所述功率芯片预先装满所有的所述料夹。所述料夹通过所述料夹座和料夹盖固连于所述转盘。所述转盘在所述分割器的驱动下进行转动，每次转动的角度为四十五度角。在任意时刻，总有一个所述料夹和所述轨道相匹配。所述推料气缸的活塞杆的末端固连有推杆，所述推杆朝向所述轨道所述在方向，所述料夹座上设置有和所述推杆相匹配的推料孔。所述推料气缸的气缸体固连于所述外壳。

所述推料气缸的活塞杆伸出，所述推杆进入所述推料孔后，推动位于所述料夹的最下部的所述功率芯片进入所述轨道中，所述功率芯片沿着所述轨道滑至所述步进送料机构的所述备料工位。

开始，所述送料气缸的活塞杆处于缩回状态。所述棘爪在所述弹簧的推力作用下而贴于所述送料滑块。接着所述送料气缸的活塞杆伸出，所述棘爪推动所述功率芯片进给一段距离，使所述功率芯片从所述备料工位移动到所述折弯工位。

接着，所述送料气缸的活塞杆缩回，所述棘爪在退回的过程中，接触到所述功率芯片后而压缩所述弹簧，使得所述棘爪可以退回到原位。从而使所述棘爪分别对应于所述备料工位、折弯工位、剪切工位、出料工位。接着又有一个所述功率芯片进入所述备料工位。

接着，所述折弯机构对所述引脚实现折弯作业。而后，所述送料气缸的活塞杆伸出，使所述棘爪推动所述功率芯片进给一段距离。使原本处于所述折弯工位的所述功率芯片到达所述剪切工位，使原本处于所述备料工位的所述功率芯片到达所述折弯工位。接着，所述送料气缸的活塞杆缩回，所述棘爪退回到原位。

接着，所述剪切机构对所述引脚实现剪切作业。而后，所述送料气缸的活塞杆伸出，使所述棘爪推动所述功率芯片进给一段距离。使原本处于所述剪切工位的所述功率芯片到达所述出料工位，使原本处于所述折弯工位的所述功率芯片到达所述剪切工位，使原本处于所述备料工位的所述功率芯片到达所述折弯工位。接着，所述送料气缸的活塞杆缩回，所述棘爪退回到原位。

周而复始地，所述送料气缸不断的伸出、缩回，实现对所述引脚的不断折弯、剪切、输出。

以下描述所述折弯机构的工作过程。所述功率芯片位于所述折弯工位，所述引脚位于所述上模和下模之间。所述一号气缸的活塞杆的末端固连于所述上模，所述上模活动连接于所述一号支架，所述一号气缸的活塞杆伸出驱动所述上模向所述下模所在方向运动，所述上模和下模合拢，实现对所述引脚的挤压变形。

以下描述所述剪切机构的工作过程。所述功率芯片位于所述剪切工位，所述引脚位于所述切刀和托板之间。所述二号气缸的气缸体固连于所述二号支架，所述竖直导轨竖直布置于所述二号支架，所述上下滑块活动连接于所述竖直导轨，所述二号气缸的活塞杆的末端固连于所述上下滑块，所述二号气缸的活塞杆伸出，所述预紧块和切刀向所述引脚方向运动。由于所述预紧块比所述切刀先接触到所述引脚，所述预紧块在所述预紧弹簧的推力作用下，所述预紧块和托板实现对所述引脚的夹紧固定。接着，所述切刀继续向下运动，所述切刀的向下冲击力实现了对所述引脚的剪切作业。

所述丝杆活动连接于所述机械手支架，所述伺服电机的输出轴通过联轴器固连于所述丝杆的一端，所述伺服电机驱动所述丝杆进行转动。所述水平滑板活动连接于所述直线导轨，所述水平滑板上设置有和所述丝杆相匹配的螺母，所述伺服电机驱动所述丝杆转动，所述丝杆驱动所述水平滑板沿所述直线导轨滑动。所述抬升气缸的气缸体固连于所述水平滑板，所述抬升气缸的活塞杆的末端固连于所述横杆，所述抬升气缸用于实现所述横杆、一号手爪和二号手爪的上升或者下降。在所述横杆上设置有两个手爪，包括：所述一号手爪和二号手爪可以提高工作效率。

以下描述所述机械手的工作过程。所述抬升气缸的活塞杆处于缩回状态，所述伺服电机驱动所述滑板向所述步进送料机构所在方向运动。使所述一号手爪位于所述吸盘的上部，同时，所述二号手爪位于所述出料工位的上部。接着，所述抬升气缸的活塞杆伸出，所述横杆下降，所述一号手爪接触到位于所述吸盘上的所述功率芯片，所述二号手爪接触到位于所述出料工位处的所述功率芯片。所述一号手爪和二号手爪通过真空吸附的方式吸取住所述功率芯片。接着，所述抬升气缸的活塞杆缩回，所述水平滑板向远离所述步进送料机构所在的方向运动，两个所述功率芯片被所述机械手搬运的一段距离。直到，所述二号手爪位于所述吸盘的上部，所述一号手爪到达下一道自动化工位处。

所述齿轮活动连接于所述工作台，所述齿条活动连接于所述导向块，所述齿轮和齿条相匹配。所述转角气缸驱动所述齿条沿所述导向块做直线运动，所述齿条驱动所述齿轮和吸盘转动，使所述功率芯片转动一定的角度。所述吸盘通过真空吸附的方式固定所述功率芯片，防止所述功率芯片在所述吸盘上发生滑动。

附图说明

图1、2、3是本发明功率芯片全自动加工系统的结构示意图；

图4、5是本发明功率芯片全自动加工系统的供料机构的结构示意图；

图6、7是本发明功率芯片全自动加工系统的步进送料机构的结构示意图；

图8是本发明功率芯片全自动加工系统的折弯机构的结构示意图；

图9、10、11是本发明功率芯片全自动加工系统的剪切机构的结构示意图；

图12是本发明功率芯片全自动加工系统的机械手和转盘机构的结构示意图。

1 工作台、2 供料机构、3 折弯机构、4 剪切机构、5 步进送料机构、6 料夹、7 推料气缸、8 推杆、9 导轨、10 分割器、11 功率芯片、12 料夹座、13 料夹盖、14 推料孔、15 送料气缸、16 送料滑块、17 送料导轨、18 棘爪、19 弹簧、20 铰链、21 载料台、22 备料工位、23 折弯工位、24 剪切工位、25 出料工位、26 一号气缸、27 上模、28 下模、29 引脚、30 二号气缸、31 支架、32 竖直导轨、33 上下滑块、34 切刀、35 预紧块、36 托板、37 预紧弹簧、38 外壳、39 转盘、40 盖板、41 一号支架、42 转盘机构、43 一号手爪、44 二号手爪、45 抬升气缸、46 伺服电机、47 丝杆、48 直线导轨、49 水平滑板、50 横杆、51 齿轮、52 齿条、53 转角气缸、54 吸盘、55 导向块。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步地详细说明，但不构成对本发明的任何限制，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上所述，本发明提供了一种功率芯片全自动加工系统，用于实现功率芯片引脚的全自动折弯、剪切和搬运，实现无人化作业、工作效率高、成型精度高；本发明功率芯片全自动加工系统由供料机构将功率芯片通过轨道输送至步进送料机构，由折弯机构和剪切机构分别完成功率芯片引脚的折弯和剪切，由机械手将功率芯片从步进送料机构上抓取到转盘机构上，由转盘机构对功率芯片的姿态进行调整后，由机械手将功率芯片从转盘机构上取出。

图1、2、3是本发明功率芯片全自动加工系统的结构示意图，图4、5是本发明功率芯片全自动加工系统的供料机构的结构示意图，图6、7是本发明功率芯片全自动加工系统的步进送料机构的结构示意图，图8是本发明功率芯片全自动加工系统的折弯机构的结构示意图，图9、10、11是本发明功率芯片全自动加工系统的剪切机构的结构示意图，图12是本发明功率芯片全自动加工系统的机械手和转盘机构的结构示意图。

本发明功率芯片全自动加工系统，包括：工作台1、用于提供功率芯片11的供料机构2、对所述功率芯片11的引脚29实现折弯的折弯机构3、对所述引脚29实现剪切的剪切机构4、对所述功率芯片11实现搬运的步进送料机构5、用于抓取所述功率芯片11的机械手56、用于调节所述功率芯片11的姿态的转盘机构42，所述供料机构2固连于所述工作台1，所述供料机构2的轨道9连接到所述步进送料机构5，所述步进送料机构5的侧边设置有所述折弯机构3和剪切机构4，所述机械手56连接所述步进送料机构5和转盘机构42。

更具体地，供料机构2包括：6料夹、推料气缸7、推杆8、轨道9、分割器10、功率芯片11、料夹座12、料夹盖13，所述分割器10固连于所述工作台1，所述分割器10的转盘39上固连有所述料夹座12、料夹盖13，所述料夹6固连于所述料夹座12、料夹盖13；所述分割器10的中部设置有推料气缸7，所述推料气缸7的活塞杆的末端固连有推杆8，所述轨道9固连于所述分割器10的外壳38，所述推杆8朝向所述轨道9所述在方向，所述料夹座12上设置有和所述推杆8相匹配的推料孔14。

更具体地，所述料夹6的数量为八个。

更具体地，所述步进送料机构5包括：送料气缸15、送料滑块16、送料导轨17、棘爪18、弹簧19、铰链20、载料台21，所述送料导轨17固连于所述工作台1，所述送料滑块16活动连接于所述送料导轨17；所述送料滑块16的一端固连于所述送料气缸15的活塞杆的末端，所述送料气缸15的气缸体固连于所述工作台1；所述棘爪18通过所述铰链20活动连接于所述送料滑块16，在所述棘爪18和所述送料滑块16之间设置有所述弹簧19；所述载料台21的上部设置有盖板40，所述功率芯片11放置于所述载料台21和盖板40之间。

更具体地，所述步进送料机构5上设置有：备料工位22、折弯工位23、剪切工位24、出料工位25，所述棘爪18的数量为四个。

更具体地，所述弹簧19处于受压状态。

更具体地，所述折弯机构3包括：一号气缸26、上模27、下模28、一号支架41，所述一号气缸26的活塞杆的末端固连于所述上模27，所述一号气缸26的气缸体固连于所述一号支架41，所述上模27活动连接于所述一号支架41；所述下模28位于所述上模27的下部并固连于所述一号支架41。

更具体地，所述剪切机构4包括：二号气缸30、二号支架31、竖直导轨32、上下滑块33、切刀34、预紧块35、托板36、预紧弹簧37，所述二号气缸30的气缸体固连于所述二号支架31，所述竖直导轨32竖直布置于所述二号支架31，所述上下滑块33活动连接于所述竖直导轨32，所述二号气缸30的活塞杆的末端固连于所述上下滑块33；所述切刀34固连于所述上下滑块33，所述预紧块35活动连接于所述上下滑块33，在所述预紧块35和所述上下滑块33之间设置有所述预紧弹簧37；在所述上下滑块33的下部设置有所述托板36，所述托板36固连于所述二号支架31。

更具体地，所述机械手56包括：一号手爪43、二号手爪44、抬升气缸45、伺服电机46、丝杆47、直线导轨48、水平滑板49、横杆50、机械手支架57，所述伺服电机46和直线导轨48固连于所述机械手支架57，所述丝杆47活动连接于所述机械手支架57，所述伺服电机46的输出轴通过联轴器固连于所述丝杆47的一端；所述水平滑板49活动连接于所述直线导轨48，所述水平滑板49上设置有和所述丝杆47相匹配的螺母；所述抬升气缸45的气缸体固连于所述水平滑板49，所述抬升气缸45的活塞杆的末端固连于所述横杆50；在所述横杆50的一端设置所述一号手爪43，在另一端设置所述二号手爪44。

更具体地，所述转盘机构42包括：齿轮51、齿条52、转角气缸53、吸盘54、导向块55，所述齿轮51活动连接于所述工作台1，所述齿轮51和齿条52相匹配；所述转角气缸53的气缸体固连于所述工作台1，所述转角气缸53的活塞杆的末端固连于所述齿条52，所述齿条52活动连接于所述导向块55；所述齿轮51的上部设置所述吸盘54。

以下结合图1至10，进一步描述本发明功率芯片全自动加工系统的工作原理和工作过程：

本发明功率芯片全自动加工系统，实现了所述功率芯片11的自动供料，所述功率芯片11输送至所述步进送料机构5后，由所述折弯机构3对所述引脚29实现折弯，接着由所述剪切机构4对所述引脚29实现剪切，最后输出加工完成的所述功率芯片，实现对所述引脚29的全自动、无人化折弯和剪切，工作效率高、加工精度高。

所述料夹6的数量为八个，所述功率芯片11预先装满所有的所述料夹6。所述料夹6通过所述料夹座12和料夹盖13固连于所述转盘39。所述转盘39在所述分割器10的驱动下进行转动，每次转动的角度为四十五度角。在任意时刻，总有一个所述料夹6和所述轨道9相匹配。所述推料气缸7的活塞杆的末端固连有推杆8，所述推杆8朝向所述轨道9所述在方向，所述料夹座12上设置有和所述推杆8相匹配的推料孔14。所述推料气缸7的气缸体固连于所述外壳38。

所述推料气缸7的活塞杆伸出，所述推杆8进入所述推料孔14后，推动位于所述料夹6的最下部的所述功率芯片11进入所述轨道9中，所述功率芯片11沿着所述轨道9滑至所述步进送料机构5的所述备料工位22。

开始，所述送料气缸15的活塞杆处于缩回状态。所述棘爪18在所述弹簧19的推力作用下而贴于所述送料滑块16。接着所述送料气缸15的活塞杆伸出，所述棘爪18推动所述功率芯片11进给一段距离，使所述功率芯片11从所述备料工位22移动到所述折弯工位23。

接着，所述送料气缸15的活塞杆缩回，所述棘爪18在退回的过程中，接触到所述功率芯片11后而压缩所述弹簧19，使得所述棘爪18可以退回到原位。从而使所述棘爪18分别对应于所述备料工位22、折弯工位23、剪切工位24、出料工位25。接着又有一个所述功率芯片11进入所述备料工位22。

接着，所述折弯机构3对所述引脚29实现折弯作业。而后，所述送料气缸15的活塞杆伸出，使所述棘爪18推动所述功率芯片11进给一段距离。使原本处于所述折弯工位23的所述功率芯片11到达所述剪切工位24，使原本处于所述备料工位22的所述功率芯片11到达所述折弯工位23。接着，所述送料气缸15的活塞杆缩回，所述棘爪18退回到原位。

接着，所述剪切机构4对所述引脚29实现剪切作业。而后，所述送料气缸15的活塞杆伸出，使所述棘爪18推动所述功率芯片11进给一段距离。使原本处于所述剪切工位24的所述功率芯片11到达所述出料工位25，使原本处于所述折弯工位23的所述功率芯片11到达所述剪切工位24，使原本处于所述备料工位22的所述功率芯片11到达所述折弯工位23。接着，所述送料气缸15的活塞杆缩回，所述棘爪18退回到原位。

周而复始地，所述送料气缸15不断的伸出、缩回，实现对所述引脚29的不断折弯、剪切、输出。

以下描述所述折弯机构3的工作过程。所述功率芯片11位于所述折弯工位23，所述引脚29位于所述上模27和下模28之间。所述一号气缸26的活塞杆的末端固连于所述上模27，所述上模27活动连接于所述一号支架41，所述一号气缸26的活塞杆伸出驱动所述上模27向所述下模28所在方向运动，所述上模27和下模28合拢，实现对所述引脚29的挤压变形。

以下描述所述剪切机构4的工作过程。所述功率芯片11位于所述剪切工位24，所述引脚29位于所述切刀34和托板36之间。所述二号气缸30的气缸体固连于所述二号支架31，所述竖直导轨32竖直布置于所述二号支架31，所述上下滑块33活动连接于所述竖直导轨32，所述二号气缸30的活塞杆的末端固连于所述上下滑块33，所述二号气缸30的活塞杆伸出，所述预紧块35和切刀34向所述引脚方向运动。由于所述预紧块35比所述切刀34先接触到所述引脚29，所述预紧块35在所述预紧弹簧37的推力作用下，所述预紧块35和托板36实现对所述引脚29的夹紧固定。接着，所述切刀34继续向下运动，所述切刀34的向下冲击力实现了对所述引脚29的剪切作业。

所述丝杆47活动连接于所述机械手支架57，所述伺服电机46的输出轴通过联轴器固连于所述丝杆47的一端，所述伺服电机46驱动所述丝杆47进行转动。所述水平滑板49活动连接于所述直线导轨48，所述水平滑板49上设置有和所述丝杆47相匹配的螺母，所述伺服电机46驱动所述丝杆47转动，所述丝杆47驱动所述水平滑板49沿所述直线导轨48滑动。所述抬升气缸45的气缸体固连于所述水平滑板49，所述抬升气缸45的活塞杆的末端固连于所述横杆50，所述抬升气缸45用于实现所述横杆50、一号手爪43和二号手爪44的上升或者下降。在所述横杆50上设置有两个手爪，包括：所述一号手爪43和二号手爪44可以提高工作效率。

以下描述所述机械手56的工作过程。所述抬升气缸45的活塞杆处于缩回状态，所述伺服电机46驱动所述滑板49向所述步进送料机构5所在方向运动。使所述一号手爪43位于所述吸盘54的上部，同时，所述二号手爪44位于所述出料工位25的上部。接着，所述抬升气缸45的活塞杆伸出，所述横杆50下降，所述一号手爪43接触到位于所述吸盘54上的所述功率芯片11，所述二号手爪44接触到位于所述出料工位25处的所述功率芯片11。所述一号手爪43和二号手爪44通过真空吸附的方式吸取住所述功率芯片11。接着，所述抬升气缸45的活塞杆缩回，所述水平滑板49向远离所述步进送料机构5所在的方向运动，两个所述功率芯片11被所述机械手56搬运的一段距离。直到，所述二号手爪44位于所述吸盘54的上部，所述一号手爪43到达下一道自动化工位处。

所述齿轮51活动连接于所述工作台1，所述齿条52活动连接于所述导向块55，所述齿轮51和齿条52相匹配。所述转角气缸53驱动所述齿条52沿所述导向块55做直线运动，所述齿条52驱动所述齿轮51和吸盘54转动，使所述功率芯片11转动一定的角度。所述吸盘54通过真空吸附的方式固定所述功率芯片11，防止所述功率芯片11在所述吸盘54上发生滑动。

最后，应当指出，以上实施例仅是本发明功率芯片全自动加工系统较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本发明的保护范围。