專利名稱：一種led晶片自動分選機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種LED晶片自動分選機，屬于機電設計技術領域。
背景技術：
LED晶片自動分選機是照明LED芯片生產線上的關鍵生產設備。目前，世界上只有美國、日本、韓國和香港等國家和地區(qū)掌握此項技術并生產LED晶片分選機，國內LED照明芯片生產線上的自動化生產設備，全部依賴進口，價格昂貴，結構復雜，操作繁瑣，需要專業(yè)人員才能進行操作。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的問題是針對以上問題，提供一種LED晶片自動分選機，本發(fā)明的 LED晶片自動分選機結構及操作簡單、成本低。為解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術方案是一種LED晶片自動分選機，其特征在于所述晶片自動分選機包括硅片處理裝置、料盒處理裝置、拾取與焊接裝置、CXD圖像處理裝置和控制裝置；
硅片處理裝置包括硅片升降臺、硅片夾具、硅片工作臺和推頂器，待分選的硅片放入硅片升降臺的硅片框架內，裝載時，將指定編號的硅片升降到對準硅片夾具抓取位置，硅片夾具從硅片升降臺的硅片框架內抓取指定編號的硅片送到硅片工作臺的擴張器盤上；卸載時，擴張器盤移到卸載位置，硅片夾具從擴張器盤上抓取硅片送到硅片升降臺的硅片框架內。一種優(yōu)化方案，所述料盒處理裝置包括料盒升降臺、緩沖工作臺、薄膜架夾具和焊接工作臺，料盒架可沿Y軸水平移動和沿Z軸垂直升降，薄膜架夾具從料盒架上抓取指定編號的薄膜架送到緩沖工作臺上，再從緩沖工作臺上抓取薄膜架裝載到焊接工作臺上；再從緩沖工作臺上抓取薄膜架卸載到料盒架上，焊接工作臺底部安裝有X軸直線電機、y軸直線電機，X軸直線電機、y軸直線電機分別按焊接晶片的列距和行距移動，使晶片按設定的間距和行距焊接在薄膜架的藍膜上。另一種優(yōu)化方案，所述拾取與焊接裝置包括兩個焊臂和焊嘴，焊臂由直驅伺服電機驅動，可以旋轉180°，兩個焊臂校準在一條直線上，焊嘴安裝在焊臂的擺動端，直驅伺服電機帶動雙焊臂的焊嘴高速180°往返旋轉運動，拾取晶片時，吸嘴在拾取晶片前，推頂器頂針先上升到預定位置，將晶片從硅片的藍膜上分離，吸嘴抽真空，吸住晶片；硅片工作臺底部安裝有X軸直線電機、I軸直線電機，焊嘴的拾取和焊接動作由音圈電機驅動，拾取時焊嘴抽真空，從藍膜上拾取晶片。再一種優(yōu)化方案，所述CXD圖像處理裝置包括硅片工作臺圖像處理裝置、焊接工作臺圖像處理裝置，硅片工作臺圖像處理裝置形成硅片工作臺晶片圖像，處理硅片工作臺的定位和晶片的坐標；焊接工作臺圖像處理裝置形成焊接工作臺晶片圖像，處理焊接工作臺的定位和晶片的坐標。
進一步的優(yōu)化方案，所述控制裝置包括電連接的工業(yè)控制計算機、運動控制卡和16軸運動控制器；
運動控制卡連接三個音圈電機，三個音圈電機用來控制推頂器頂針上升及兩個焊臂的下落；
16軸運動控制器連接伺服放大器、I/O接口、編碼器接口和限位IN接口；
I/O接口連接有直流電機，直流電機帶動硅片工作臺的旋轉；
16軸運動控制器通過伺服放大器與伺服電機連接，16軸運動控制器通過網絡通信線與伺服放大器連接，完成對電機的運動控制。
更進一步地，所述伺服放大器包括第一伺服放大器、第二伺服放大器、第三伺服放大器、第四伺服放大器、第五伺服放大器、第六伺服放大器、第七伺服放大器、第八伺服放大器、第九伺服放大器和第十伺服放大器；
第一伺服放大器連接第一旋轉伺服電機和第一編碼器，第二伺服放大器連接第二旋轉伺服電機和第二編碼器，第三伺服放大器連接第三旋轉伺服電機和第三編碼器，第四伺服放大器連接第四旋轉伺服電機和第四編碼器，第五伺服放大器連接第五旋轉伺服電機和第五編碼器，第六伺服放大器連接第六旋轉伺服電機和第六編碼器，第七伺服放大器連接直驅伺服電機，第八伺服放大器連接第一直線伺服電機，第九伺服放大器連接第二直線伺服電機，第十伺服放大器連接第三直線伺服電機。本發(fā)明采用以上技術方案，與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點視覺圖像采樣實時性小于10ms，同時實現(xiàn)了晶片劃痕、污染、殘缺等缺欠的檢測。分選周期小于100ms，分選的晶片尺寸6mil*6mil-80mil*80mil,分選的晶片等級為150等級,控制準確。下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。


附圖I為本發(fā)明實施例中LED晶片自動分選機的結構框 附圖2為本發(fā)明實施例中控制裝置的電路框圖。
具體實施例方式實施例，如附圖I所示，一種LED晶片自動分選機，包括硅片處理裝置、料盒處理裝置、拾取與焊接裝置和(XD圖像處理裝置。硅片處理裝置包括硅片升降臺、硅片夾具、硅片工作臺和推頂器，硅片升降臺可升降，待分選的硅片放入硅片升降臺的硅片框架內，硅片框架最多可容納25片硅片。裝載時，將指定編號的硅片升降到對準硅片夾具抓取位置，硅片夾具從硅片升降臺的硅片框架內抓取指定編號的硅片送到硅片工作臺的擴張器盤上；卸載時，擴張器盤移到卸載位置，硅片夾具從擴張器盤上抓取硅片送到硅片升降臺的硅片框架內。料盒處理裝置包括料盒升降臺、緩沖工作臺、薄膜架夾具和焊接工作臺，料盒升降臺中有兩個料盒架，兩個料盒架包含8個料盒區(qū)，每個料盒區(qū)內有25個容納晶片的薄膜架，共容納200個薄膜架，料盒架可沿Y軸水平移動和沿Z軸垂直升降，以便將指定編號性能等級的薄膜架對準薄膜架夾具的抓取位置。薄膜架夾具從料盒架上抓取指定編號的薄膜架送到緩沖工作臺上，再從緩沖工作臺上抓取薄膜架裝載到焊接工作臺上；再從緩沖工作臺上抓取薄膜架卸載到料盒架上。設計雙緩沖工作臺是為了解決裝卸載的沖突，提高薄膜架裝卸載效率。焊接時，焊嘴充壓縮空氣，確保被焊接的晶片牢固地粘貼在藍膜上。焊接工作臺底部安裝有X軸直線電機、y軸直線電機，在焊接過程中，X軸直線電機、y軸直線電機分別按焊接晶片的列距和行距移動，使晶片按設定的間距和行距焊接在薄膜架的藍膜上。薄膜架夾具也可以從焊接工作臺上將薄膜架卸載到緩沖工作臺上。拾取與焊接裝置包括雙焊臂，拾取與焊接裝置包括兩個焊臂和焊嘴，焊臂由直驅伺服電機驅動，可以旋轉180°，兩個焊臂校準在一條直線上，焊嘴安裝在焊臂的擺動端，焊嘴既可以作為吸嘴，又作為焊嘴用，交替執(zhí)行晶片拾取和焊接動作，直驅伺服電機帶動雙焊臂的焊嘴高速180°往返旋轉運動，拾取晶片時，吸嘴在拾取晶片前，推頂器頂針先上升到預定位置，將晶片從硅片的藍膜上分離，以便拾取，同時，吸嘴抽真空，吸住晶片。硅片工作臺底部安裝有X軸直線電機、y軸直線電機，在拾取硅片過程中，X軸直線電機、y軸直線電機分別按設定的晶片的列距和行距移動，保證拾取到目標晶片。焊嘴的拾取和焊接動作由音圈電機驅動，拾取時焊嘴抽真空，從藍膜上拾取晶片；焊接時焊嘴充氣壓，將晶片“焊接”在藍膜上。
C⑶圖像處理裝置包括硅片工作臺圖像處理裝置、焊接工作臺圖像處理裝置，硅片工作臺圖像處理裝置形成硅片工作臺晶片圖像，處理硅片工作臺的定位和晶片的坐標；焊接工作臺圖像處理裝置形成焊接工作臺晶片圖像，處理焊接工作臺的定位和晶片的坐標。附圖2是LED晶片分選機控制裝置框圖，包括電連接的工業(yè)控制計算機、運動控制卡和16軸運動控制器，工業(yè)控制計算機連接監(jiān)視終端，鍵盤和CXD圖像處理裝置，并通過網絡通信接口與服務器連接。工業(yè)控制計算機主板上裝有兩個雙核的CPU，其中，一個用于處理數據，另一個用于控制，雙核并行提高了分選機工作速度。運動控制卡連接三個音圈電機，三個音圈電機用來控制焊臂A、焊臂B的下落和推頂器頂針上升，控制音圈電機的運動控制卡插在工業(yè)控制計算機的PCI總線上。16軸運動控制器連接伺服放大器、I/O接口、編碼器接口和限位IN接口。I/O接口連接有直流電機，直流電機帶動硅片工作臺的旋轉。16軸運動控制器提供完善的編碼器接口，各種限位和位置開關信號電平由16軸運動控制器的限位IN接口接入。16軸運動控制器通過伺服放大器與伺服電機連接，最多可連接16個電機，工業(yè)控制計算機通過USB 口與16軸運動控制器連接，16軸運動控制器通過網絡通信線與伺服放大器連接，完成對電機的運動控制。伺服放大器包括第一伺服放大器、第二伺服放大器、第三伺服放大器、第四伺服放大器、第五伺服放大器、第六伺服放大器、第七伺服放大器、第八伺服放大器、第九伺服放大器和第十伺服放大器，
第一伺服放大器連接第一旋轉伺服電機和第一編碼器，第二伺服放大器連接第二旋轉伺服電機和第二編碼器，第三伺服放大器連接第三旋轉伺服電機和第三編碼器，第四伺服放大器連接第四旋轉伺服電機和第四編碼器，第五伺服放大器連接第五旋轉伺服電機和第五編碼器，第六伺服放大器連接第六旋轉伺服電機和第六編碼器，第七伺服放大器連接直驅伺服電機，第八伺服放大器連接第一直線伺服電機，第九伺服放大器連接第二直線伺服電機，第十伺服放大器連接第三直線伺服電機；將待分選硅片放入硅片升降臺的硅片框架中，硅片升降臺由第一旋轉伺服電機驅動；硅片夾具移動，將待分選硅片從指定編號的硅片框架抓取，裝載到硅片工作臺上，硅片夾具移動由第二旋轉伺服電機驅動，夾爪由氣壓驅動。裝卸載硅片時，硅片工作臺要抬起一定的高度，硅片工作臺起落由直流電機MDC驅動。硅片工作臺必須按X，Y方向移動和按Θ角轉動，才能將硅片上需要拾取的晶片移動到焊臂的吸嘴下，第一直線伺服電機、第二直線伺服電機驅動硅片工作臺X，Y方向移動，Θ轉動由第三旋轉伺服電機驅動。拾取晶片之前，推頂器頂針上升，將晶片脫離藍膜，推頂器頂針的升降由第三音圈電機驅動。雙焊臂180°往返擺動由直驅伺服電機驅動，焊(吸)嘴焊接(拾取)時的下落動作，分別由第一音圈電機、第二音圈電機驅動。焊接工作臺必須作X，Y方向移動，將晶片焊接到預定位置，焊接工作臺的X，Y運動由第三直線伺服電機、第四直線伺服電機驅動。焊接工作臺同時完成Y方向移動和Z方向升降，分別由第四旋轉伺服電機和第五旋轉伺服電機驅動。料盒薄膜架裝卸載時料盒升降臺作Y，Z運動，將要裝載的薄膜架移動到對準到薄膜架夾具位置，薄膜架夾具抓取指定編號的薄膜架到緩沖工作臺，再裝載到料盒工作臺上。卸載時依然。薄膜架夾具移動，由第六旋轉伺服電機驅動。料盒工作臺升降、緩沖工作臺升降和夾具抓取，是由氣動系統(tǒng)控制的。
本發(fā)明LED自動分選機全部控制是由本發(fā)明設計的計算機軟件完成的。該軟件采用簡體中文界面，操作簡單，控制準確。本領域技術人員應該認識到，上述的具體實施方式
只是示例性的，是為了使本領域技術人員能夠更好的理解本發(fā)明內容，不應理解為是對本發(fā)明保護范圍的限制，只要是根據本發(fā)明技術方案所作的改進，均落入本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種LED晶片自動分選機，其特征在于所述晶片自動分選機包括硅片處理裝置、料盒處理裝置、拾取與焊接裝置、CXD圖像處理裝置和控制裝置； 所述硅片處理裝置包括硅片升降臺、硅片夾具、硅片工作臺和推頂器，待分選的硅片放入硅片升降臺的硅片框架內，裝載時，將指定編號的硅片升降到對準硅片夾具抓取位置，硅片夾具從硅片升降臺的硅片框架內抓取指定編號的硅片送到硅片工作臺的擴張器盤上；卸載時，擴張器盤移到卸載位置，硅片夾具從擴張器盤上抓取硅片送到硅片升降臺的硅片框架內。
2.如權利要求I所述的一種LED晶片自動分選機，其特征在于所述料盒處理裝置包括料盒升降臺、緩沖工作臺、薄膜架夾具和焊接工作臺，料盒架可沿Y軸水平移動和沿Z軸垂直升降，薄膜架夾具從料盒架上抓取指定編號的薄膜架送到緩沖工作臺上，再從緩沖工作臺上抓取薄膜架裝載到焊接工作臺上；再從緩沖工作臺上抓取薄膜架卸載到料盒架上，焊接工作臺底部安裝有X軸直線電機、y軸直線電機，X軸直線電機、y軸直線電機分別按焊接晶片的列距和行距移動，使晶片按設定的間距和行距焊接在薄膜架的藍膜上。
3.如權利要求I所述的一種LED晶片自動分選機，其特征在于所述拾取與焊接裝置包括兩個焊臂和焊嘴，焊臂由直驅伺服電機驅動，可以旋轉180°，兩個焊臂校準在一條直線上，焊嘴安裝在焊臂的擺動端，直驅伺服電機帶動雙焊臂的焊嘴高速180°往返旋轉運動，拾取晶片時，吸嘴在拾取晶片前，推頂器頂針先上升到預定位置，將晶片從硅片的藍膜上分離，吸嘴抽真空，吸住晶片；硅片工作臺底部安裝有X軸直線電機、y軸直線電機，焊嘴的拾取和焊接動作由音圈電機驅動，拾取時焊嘴抽真空，從藍膜上拾取晶片。
4.如權利要求1、2或3所述的一種LED晶片自動分選機，其特征在于所述CXD圖像處理裝置包括硅片工作臺圖像處理裝置、焊接工作臺圖像處理裝置，硅片工作臺圖像處理裝置形成硅片工作臺晶片圖像，處理硅片工作臺的定位和晶片的坐標；焊接工作臺圖像處理裝置形成焊接工作臺晶片圖像，處理焊接工作臺的定位和晶片的坐標。
5.如權利要求4所述的一種LED晶片自動分選機，其特征在于所述控制裝置包括電連接的工業(yè)控制計算機、運動控制卡和16軸運動控制器； 所述運動控制卡連接三個音圈電機，三個音圈電機用來控制推頂器頂針上升及兩個焊臂的下落； 16軸運動控制器連接伺服放大器、I/O接口、編碼器接口和限位IN接口； I/O接口連接有直流電機，直流電機帶動硅片工作臺的旋轉； 16軸運動控制器通過伺服放大器與伺服電機連接，16軸運動控制器通過網絡通信線與伺服放大器連接，完成對電機的運動控制。
6.如權利要求5所述的一種LED晶片自動分選機，其特征在于所述伺服放大器包括第一伺服放大器、第二伺服放大器、第三伺服放大器、第四伺服放大器、第五伺服放大器、第六伺服放大器、第七伺服放大器、第八伺服放大器、第九伺服放大器和第十伺服放大器； 所述第一伺服放大器連接第一旋轉伺服電機和第一編碼器，第二伺服放大器連接第二旋轉伺服電機和第二編碼器，第三伺服放大器連接第三旋轉伺服電機和第三編碼器，第四伺服放大器連接第四旋轉伺服電機和第四編碼器，第五伺服放大器連接第五旋轉伺服電機和第五編碼器，第六伺服放大器連接第六旋轉伺服電機和第六編碼器，第七伺服放大器連接直驅伺服電機，第八伺服放大器連接第一直線伺服電機，第九伺服放大器連接第二直線伺服電機，第十伺服 放大器連接第三直線伺服電機。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種LED晶片自動分選機，包括硅片處理裝置、料盒處理裝置、拾取與焊接裝置、CCD圖像處理裝置和控制裝置；硅片處理裝置包括硅片升降臺、硅片夾具、硅片工作臺和推頂器，待分選的硅片放入硅片升降臺的硅片框架內，裝載時，將指定編號的硅片升降到對準硅片夾具抓取位置，硅片夾具從硅片升降臺的硅片框架內抓取指定編號的硅片送到硅片工作臺的擴張器盤上；卸載時，擴張器盤移到卸載位置，硅片夾具從擴張器盤上抓取硅片送到硅片升降臺的硅片框架內，視覺圖像采樣實時性小于10ms，同時實現(xiàn)了晶片劃痕、污染、殘缺等缺欠的檢測。分選周期小于100ms，分選的晶片尺寸6mil*6mil-80mil*80mil，分選的晶片等級為150等級，控制準確。
文檔編號B07C5/00GK102896093SQ20121045238
公開日2013年1月30日 申請日期2012年11月13日 優(yōu)先權日2012年11月13日
發(fā)明者王耀榮, 陳國強, 秦宏 申請人:濰坊永昱電控科技有限公司