一種五軸立體自動激光雕刻設(shè)備及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于激光雕刻技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種五軸立體自動激光雕刻設(shè)備及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]激光雕刻加工是利用數(shù)控技術(shù)為基礎(chǔ)，激光為加工媒介。加工材料在激光照射下瞬間的熔化和氣化的物理變性，達(dá)到加工的目的。激光加工特點:與材料表面沒有接觸，不受機械運動影響，表面不會變形，一般無需固定。不受材料的彈性、柔韌影響，方便對軟質(zhì)材料。加工精度高，速度快，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。
[0003]而另一方面，在用于檢測/分割高端立體封裝SIP芯片模塊鍍金工藝處理后的引腳方面，往往只能通過手動SIP芯片模塊檢測/分割來實現(xiàn)，這樣就會帶來低可靠性和高單位成本的問題。目前國內(nèi)外未見有成熟的專門用于高端立體封裝SIP芯片模塊引腳分割的高端智能全自動設(shè)備，故研發(fā)該類產(chǎn)品對提升我國芯片與封裝測試行業(yè)在國際市場上的競爭力具有非凡意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的提供一種五軸立體自動激光雕刻設(shè)備及方法，結(jié)合其具體方法解決了通過手動SIP芯片模塊檢測/分割來實現(xiàn)會帶來低可靠性和高單位成本、國內(nèi)外未見有成熟的專門用于高端立體封裝SIP芯片模塊引腳分割的高端智能全自動設(shè)備的問題。
[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供了一種五軸立體自動激光雕刻設(shè)備及方法的解決方案，具體如下:
[0006]—種五軸立體自動激光雕刻設(shè)備，包括五軸機械手、治具、視覺系統(tǒng)、激光雕刻系統(tǒng)、顯示屏、工控機，芯片用來設(shè)置在冶具上，冶具處在五軸機械手的可夾持范圍內(nèi)，在五軸機械手夾持冶具運行時芯片能位于視覺系統(tǒng)下，并且能把芯片移動到激光雕刻位置，而工控機同五軸機械手和顯示屏相連接。
[0007]所述的五軸立體自動激光雕刻設(shè)備的方法為工控機控制五軸機器手夾持住設(shè)置有芯片的冶具，工控機再通過控制五軸機器手來實現(xiàn)治具的翻轉(zhuǎn)、移動和調(diào)整；以此來讓治具上的芯片先經(jīng)過視覺系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，內(nèi)部算法處理，優(yōu)化雕刻路徑，然后啟動激光雕刻系統(tǒng)對芯片進(jìn)行激光雕刻來實現(xiàn)四面加工。
[0008]目前國內(nèi)外未見有成熟的專門用于高端立體封裝SIP芯片模塊引腳分割的高端智能全自動設(shè)備，故研發(fā)該類產(chǎn)品對提升我國芯片與封裝測試行業(yè)在國際市場上的競爭力具有非凡意義。本發(fā)明主要用于檢測/分割高端立體封裝SIP芯片模塊鍍金工藝處理后的引腳，解決手動SIP芯片模塊檢測/分割低可靠性和高單位成本的問題。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明的五軸立體自動激光雕刻設(shè)備的主視圖。
[0010]圖2是本發(fā)明的五軸立體自動激光雕刻設(shè)備的俯視圖。
[0011]圖3是本發(fā)明的五軸立體自動激光雕刻設(shè)備的立體圖。
[0012]在附圖中，I表示五軸機械手，2表示冶具，3表示視覺系統(tǒng)，4表示激光雕刻系統(tǒng)。
具體實施方案
[0013]下面結(jié)合附圖對本專利作進(jìn)一步詳細(xì)說明
[0014]如圖1-圖3所示，五軸立體自動激光雕刻設(shè)備，包括五軸機械手、治具、視覺系統(tǒng)、激光雕刻系統(tǒng)、顯示屏、工控機，芯片用來設(shè)置在冶具上，冶具處在五軸機械手的可夾持范圍內(nèi)，在五軸機械手夾持冶具運行時芯片能位于視覺系統(tǒng)下，并且能把芯片移動到激光雕刻位置，而工控機同五軸機械手和顯示屏相連接。
[0015]由五軸機械手帶動治具上的芯片來到視覺系統(tǒng)下，進(jìn)行視覺定位，然后五軸機械手移動到激光雕刻位置進(jìn)行雕刻，工控機對五軸機械手進(jìn)行控制，并反饋到顯示屏上進(jìn)行顯不O
[0016]所述的五軸機器手能夠被五軸設(shè)備所替代;所述的芯片為3DSIP芯片。
[0017]所述的五軸立體自動激光雕刻設(shè)備還包括有附件。
[0018]所述激光雕刻系統(tǒng)的重復(fù)頻率為0-50khz，最小刻線為0.03mm。
[0019]所述的五軸立體自動激光雕刻設(shè)備的方法為工控機控制五軸機器手夾持住設(shè)置有芯片的冶具，工控機再通過控制五軸機器手來實現(xiàn)治具的翻轉(zhuǎn)、移動和調(diào)整；以此來讓治具上的芯片先經(jīng)過視覺系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，內(nèi)部算法處理，優(yōu)化雕刻路徑，然后啟動激光雕刻系統(tǒng)對芯片進(jìn)行激光雕刻來實現(xiàn)四面加工。
[0020]另外工控機通過控制五軸機器人或五軸設(shè)備，來實現(xiàn)治具，即冶具帶動3DSIP芯片翻轉(zhuǎn)、移動、調(diào)整和對其四面加工，具體包括工人以自動或手動方式通過工控機來控制五個坐標(biāo)軸的移動，經(jīng)過視覺系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，來進(jìn)行視覺定位和路徑優(yōu)化，這樣移動五個坐標(biāo)軸來實現(xiàn)3D SIP芯片的移動，從而來實現(xiàn)3D SIP芯片的視覺定位和路徑優(yōu)化，分析激光雕刻位置，即通過視覺系統(tǒng)定位每個管腳的空間位置，對CAD圖形進(jìn)行修改，使其避開管腳，然后用修改后的CAD圖形進(jìn)行雕刻。
[0021]所述的對CAD圖形進(jìn)行修改的方式包括打斷、平移。
[0022]所述的通過視覺系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，內(nèi)部算法處理，優(yōu)化雕刻路徑，來實現(xiàn)芯片的雕刻;其包括使用圖像處理方式來提取所有的芯片引腳，即通過芯片定位、目標(biāo)分割提取所有管腳，然后根據(jù)管腳位置修改雕刻用的CAD圖形，形成激光雕刻的所用的CAD圖形，指導(dǎo)激光雕刻的加工，再將芯片通過五軸機器人送到激光雕刻機下，進(jìn)行激光雕刻。
[0023]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)，在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，對以上實施例所作的任何簡單的修改、等同替換與改進(jìn)等，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種五軸立體自動激光雕刻設(shè)備，其特征在于包括五軸機械手、治具、視覺系統(tǒng)、激光雕刻系統(tǒng)、顯示屏、工控機，芯片用來設(shè)置在冶具上，冶具處在五軸機械手的可夾持范圍內(nèi)，在五軸機械手夾持冶具運行時芯片能位于視覺系統(tǒng)下，并且能把芯片移動到激光雕刻位置，而工控機同五軸機械手和顯示屏相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五軸立體自動激光雕刻設(shè)備，其特征在于由五軸機械手帶動治具上的芯片來到視覺系統(tǒng)下，進(jìn)行視覺定位，然后五軸機械手移動到激光雕刻位置進(jìn)行雕刻，工控機對五軸機械手進(jìn)行控制，并反饋到顯示屏上進(jìn)行顯示。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五軸立體自動激光雕刻設(shè)備，其特征在于所述的五軸機器手能夠被五軸設(shè)備所替代;所述的芯片為3D SIP芯片。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的五軸立體自動激光雕刻設(shè)備，其特征在于所述的五軸立體自動激光雕刻設(shè)備還包括有附件。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的五軸立體自動激光雕刻設(shè)備，其特征在于所述激光雕刻系統(tǒng)的重復(fù)頻率為0_50khz,最小刻線為0.03mm。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的五軸立體自動激光雕刻設(shè)備的方法，其特征在于工控機控制五軸機器手夾持住設(shè)置有芯片的冶具，工控機再通過控制五軸機器手來實現(xiàn)治具的翻轉(zhuǎn)、移動和調(diào)整；以此來讓治具上的芯片先經(jīng)過視覺系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，內(nèi)部算法處理，優(yōu)化雕刻路徑，然后啟動激光雕刻系統(tǒng)對芯片進(jìn)行激光雕刻來實現(xiàn)四面加工。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的五軸立體自動激光雕刻設(shè)備的方法，其特征在于另外工控機通過控制五軸機器人或五軸設(shè)備，來實現(xiàn)治具，即冶具帶動3DSIP芯片翻轉(zhuǎn)、移動、調(diào)整和對其四面加工，具體包括工人以自動或手動方式通過工控機來控制五個坐標(biāo)軸的移動，經(jīng)過視覺系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，來進(jìn)行視覺定位和路徑優(yōu)化，這樣移動五個坐標(biāo)軸來實現(xiàn)3D SIP芯片的移動，從而來實現(xiàn)3D SIP芯片的視覺定位和路徑優(yōu)化，分析激光雕刻位置，即通過視覺系統(tǒng)定位每個管腳的空間位置，對CAD圖形進(jìn)行修改，使其避開管腳，然后用修改后的CAD圖形進(jìn)行雕刻。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的五軸立體自動激光雕刻設(shè)備的方法，其特征在于所述的對CAD圖形進(jìn)行修改的方式包括打斷、平移。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的五軸立體自動激光雕刻設(shè)備的方法，其特征在于所述的通過視覺系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，內(nèi)部算法處理，優(yōu)化雕刻路徑，來實現(xiàn)芯片的雕刻;其包括使用圖像處理方式來提取所有的芯片引腳，即通過芯片定位、目標(biāo)分割提取所有管腳，然后根據(jù)管腳位置修改雕刻用的CAD圖形，形成激光雕刻的所用的CAD圖形，指導(dǎo)激光雕刻的加工，再將芯片通過五軸機器人送到激光雕刻機下，進(jìn)行激光雕刻。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種五軸立體自動激光雕刻設(shè)備及方法，該設(shè)備主要由五軸機械手、治具、視覺系統(tǒng)、激光雕刻系統(tǒng)、顯示屏、工控機及附件等裝置組成。該裝置通過五軸機器人來實現(xiàn)治具的翻轉(zhuǎn)、移動和調(diào)整；治具上的芯片先經(jīng)過視覺系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，內(nèi)部算法處理，優(yōu)化雕刻路徑，啟動激光雕刻系統(tǒng)進(jìn)行激光雕刻。該設(shè)備主要用于檢測/分割高端立體封裝SIP芯片模塊鍍金工藝處理后的引腳，解決手動SIP芯片模塊檢測/分割低可靠性和高單位成本的問題。目前國內(nèi)外未見有成熟的專門用于高端立體封裝SIP芯片模塊引腳分割的高端智能全自動設(shè)備，故研發(fā)該類產(chǎn)品對提升我國芯片與封裝測試行業(yè)在國際市場上的競爭力具有非凡意義。
【IPC分類】B23K26/362, B23K37/047, B23K26/70
【公開號】CN105643109
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】趙烈
【申請人】中科零壹自動化設(shè)備(常州)有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年3月30日