一种手套箱自动上料下料封焊系统的制作方法

1.本发明涉及一种手套箱自动上料下料封焊系统，属于封焊设备技术领域。


背景技术：

2.电子产品的加工往往需要在无水、无氧、无尘的超纯环境中进行，例如锂离子电池及材料、半导体、超级电容、特种灯、激光焊接、钎焊等。目前，真空手套箱是常用的电子产品封焊设备，真空手套箱是将高纯惰性气体充入箱体内，并循环过滤掉其中的活性物质的实验室设备，也称手套箱、惰性气体保护箱、干箱等。
3.随着社会的发展，人们对电子产品质量的要求越来越高，为了在电子产品送入手套箱之前把产品表面含有的水分彻底清除，目前的常规操作是在特定的舱室内对电子产品加热除水后，人工手动将该舱室与手套箱对接，这就要求操作人员有很高的技巧和力量，否则不仅浪费时间，对接效果也不好，还可能会造成泄露，致使空气进入手套箱中，这样不仅影响电子产品的质量，也会造成生产效率低下。另外在手套箱内完成封焊后的电子产品取出时，或者工作过程中手套箱内的封焊机需要更换零件时，容易导致手套箱内进入空气，而手套箱内一旦进入空气，则需要对手套箱内充高纯惰性气体以排除空气，这个过程需要耗费大量的高纯惰性气体，也会耗费大量的时间，增加成本投入，影响加工效率，给生产带来极大的不便性。


技术实现要素：

4.本发明针对现有技术存在的不足，提供一种手套箱自动上料下料封焊系统，所述手套箱自动上料下料封焊系统可以使封焊前电子产品的加热除水和封焊后电子产品的过渡转移操作自动化顺畅进行，避免手套箱内漏气，从而提高工作效率，降低生产成本。
5.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种手套箱自动上料下料封焊系统，所述的手套箱自动上料下料封焊系统包括加热舱室、手套箱主体、过渡舱室和控制系统，所述加热舱室与所述手套箱主体相通，所述过渡舱室与所述手套箱主体相通，所述手套箱主体内安装有自动平行封焊机构和夹取转移机构，所述加热舱室、过渡舱室、自动平行封焊机构和夹取转移机构均与所述控制系统相关联；
6.所述加热舱室内设有加热组件，所述加热舱室通过真空管路连接真空泵，所述加热舱室与所述手套箱主体之间设有加热舱通口，所述加热舱通口处设有自动通口门，所述过渡舱室与所述手套箱主体之间设有过渡舱通口，所述过渡舱通口处设有自动通口门；
7.待加工的盖板和管壳置于所述加热舱室内进行加热抽真空除水后，控制系统控制加热舱通口处的自动通口门打开，夹取转移机构将加热舱室内的盖板和管壳转移至自动平行封焊机构，然后关闭加热舱通口处的自动通口门，自动平行封焊机构将盖板封焊在管壳上得到半导体封装元件，控制系统控制过渡舱通口处的自动通口门打开，夹取转移机构将半导体封装元件转移到过渡舱室内，然后关闭过渡舱通口处的自动通口门。
8.本发明的有益效果是：对盖板和管壳进行封焊前，盖板和管壳在加热舱室内加热
除水后，通过打开加热舱室处的自动通口门，夹取转移机构将加热除水后的盖板和管壳转移至手套箱内，然后进行封焊操作，封焊完成后得到半导体封装元件，通过打开过渡舱室处的自动通口门，夹取转移机构将半导体封装元件转移至过渡舱室内，然后关闭过渡舱室处的自动通口门，手套箱主体内可以继续进行盖板和管壳的封焊加工操作。所述手套箱自动上料下料封焊系统可以保证电子元件进出手套箱主体的连续性，避免手套箱主体内进入其他气体及物质，确保电子元件加工的严谨性，节省生产时间，提高生产效率。另外，过渡舱室内可以存放一些工作过程中手套箱主体内需要的小工具或者备用零件，手套箱主体内进行工作时，如需更换零件或者使用其他小工具，则可以直接从过渡舱室内取用，不会导致手套箱主体内漏气，而影响手套箱主体内的后续工作，而且所述的手套箱自动上料下料封焊系统可以实现电子产品进出手套箱主体的全自动进行，降低人工操作成本，提高电子产品加工的精密度。
9.在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：
10.进一步的，所述的夹取移动机构包括y向伺服电机、y向导轨、y向滑块、z向导轨、z向滑块和升降平台，所述y向导轨固定安装于所述手套箱主体内，所述y向伺服电机通过滚珠轴承连接丝杠，丝杠安装在y向导轨内，所述y向滑块通过丝母座与丝杠连接，所述y向滑块滑接在所述y向导轨上；
11.所述y向滑块的上端固定安装有旋转电机，所述旋转电机上安装有旋转平台，旋转电机控制旋转平台的旋转，所述旋转平台上端固定安装有z向伺服电机，所述z向伺服电机通过滚珠轴承连接丝杠，丝杠安装在z向导轨内，所述z向滑块通过丝母座与丝杠连接，所述z向滑块滑接在所述z向导轨上；
12.所述z向滑块和升降平台固定连接，所述升降平台上安装有x向气缸，所述x向气缸的气缸杆固定连接夹爪。
13.采用上述进一步方案的有益效果是：y向伺服电机可以使夹爪实现精确的前后移动，z向伺服电机可以使夹爪实现精确的上下移动，旋转电机可以使夹爪实现旋转，x向气缸可以控制夹爪左右移动，便于夹爪进出加热舱室或过渡舱室；所述夹取移动机构的结构设置便于夹爪将电子产品从加热舱室转移至自动平行封焊机构上，或者将电子产品从自动平行封焊机构上转移至过渡舱室内，而且结构简单，成本低廉，使用方便。
14.进一步的，所述升降平台上安装有两个x向气缸，每个所述x向气缸的气缸杆的下端固定安装一根夹爪，所述x向气缸为笔形气缸，所述x向气缸设有滑槽孔，所述夹爪穿过所述滑槽孔，所述夹爪的端部设有限位凸起；
15.待加工的盖板和管壳置于托板内，托板置于加热舱室内，所述托板的两侧设有挂耳，两根夹爪之间的距离与托板的宽度相匹配，所述夹爪托住所述托板的挂耳以实现对盖板和管壳的转移。
16.采用上述进一步方案的有益效果是：每个夹取移动机构上设有两根夹爪，托板两侧设有挂耳，更利于夹爪对托板的托起转移；夹爪托住托板后，通过x向气缸调整夹爪的伸缩情况，可以使限位凸起和气缸将托板夹住，从而使托板被转移过程中不容易发生晃动，转移过程更加平稳。
17.进一步的，所述加热舱通口和过渡舱通口处均设有门轨道，所述自动通口门滑接于所述门轨道内，所述自动通口门连接开关气缸，所述开关气缸控制所述自动通口门的开
关；
18.所述的开关气缸为无杆气缸，所述门轨道的上下两侧均安装有开关气缸，两个所述开关气缸的运动部件均固定连接连动片，所述连动片上固定安装有锁紧气缸，所述锁紧气缸的气缸杆连接所述自动通口门的中部，所述自动通口门的内侧设有密封圈，所述开关气缸和锁紧气缸均与所述控制系统相关联。
19.采用上述进一步方案的有益效果是：通过开关气缸控制所述自动通口门在门轨道上的滑动，从而自动通口门的关闭与打开；锁紧气缸可以使所述自动通口门与加热舱室或过渡舱室贴合更紧密，在加上密封圈的作用，可以避免手套箱主体出现漏气现象；另外开关气缸采用无杆气缸，结构更简单，使用更方便。
20.进一步的，所述加热舱室的前侧转动安装有加热舱外门，所述加热舱外门的内侧设有密封圈，所述加热舱外门上设有锁紧螺丝，所述加热舱室的外壁上设有螺丝孔，所述螺丝孔与所述锁紧螺丝相配合。
21.采用上述进一步方案的有益效果是：加热舱外门关闭后，将锁紧螺丝拧入螺丝孔内，使加热舱外门与加热舱室的进口紧密贴合，密封圈的设置可以进一步确保加热舱外门的闭合密封性，避免加热舱外门出现漏气现象。
22.进一步的，所述加热舱室内设有若干层加热板，所述加热板为铝合金材质，所述加热板内安装有加热棒和热敏热电偶，所述手套箱自动上料下料封焊系统设有变压器，所述加热棒与变压器相关联，所述变压器和热敏热电偶均与所述控制系统相关联。
23.采用上述进一步方案的有益效果是：通过加热棒对加热板进行升温加热，将待处理的电子元件放在加热板上，就可以实现电子元件的加热处理，若干层加热板的设置，可以使加热舱室内同时放入更多的电子元件，提高工作效率；热敏热电偶可以监测加热板的温度，当加热板的温度需要调整时，变压器控制加热棒的加热温度，实现温度的控制。
24.进一步的，所述手套箱自动上料下料封焊系统的外壁上安装有若干温控表，每个温控表与一层加热板相关联；所述手套箱自动上料下料封焊系统的外壁上安装有控制显示屏，所述控制显示屏与所述控制系统相关联。
25.采用上述进一步方案的有益效果是：温控表可以现实加热舱室内每层加热板的温度，从而使各个电子元件的加热温度更加可视化，使用更加方便；控制显示屏的设置，便于工作人员更直观的了解所述手套箱自动上料下料封焊系统的工作情况，便于工作人员对所述加热舱装置的操控。
26.进一步的，所述过渡舱室的前侧转动安装有过渡舱外门，所述过渡舱外门的内侧设有密封圈，所述过渡舱外门上设有锁紧螺丝，所述过渡舱室的外壁上设有螺丝孔，所述螺丝孔与所述锁紧螺丝相配合。
27.采用上述进一步方案的有益效果是：过渡舱外门关闭后，将锁紧螺丝拧入螺丝孔内，使过渡舱外门与过渡舱室紧密贴合，密封圈的设置可以进一步确保过渡舱外门的闭合密封性，避免过渡舱外门出现漏气现象。
28.进一步的，自动平行封焊机构包括吸盘臂、摄像头、封焊臂、旋转载台和封焊显示屏，所述夹取转移机构将载有盖板和管壳的托板放置在不同的旋转载台上，在摄像头的协助下，吸盘臂将盖板放置到管壳上端，所述封焊臂控制电极轮对盖板和管壳进行封焊，所述封焊显示屏与所述摄像头相关联。
29.采用上述进一步方案的有益效果是：采用常规已知的自动平行封焊机构，采用吸盘臂对盖板进行转移，使转移过程平稳，而且避免盖板收到损坏；摄像头和封焊显示屏的设置，使盖板与管壳的封焊更加精确，从而使封焊效果更好。
30.进一步的，所述热舱室和过渡舱室位于所述手套箱主体的两侧，所述自动平行封焊机构位于所述手套箱主体内的中部，所述自动平行封焊机构的两侧均设有所述的夹取转移机构。
31.采用上述进一步方案的有益效果是：设置两套所述的夹取转移机构，一套夹取转移机构用于将盖板和管壳从加热舱室向手套箱主体内转移；另一套夹取转移机构用于将半导体封装元件从手套箱主体向过渡舱室内转移，或者将过渡舱室内的零件、工具转移至过渡舱室内，从而使夹取转移机构的分工明确，工作过程更加连续高效。
附图说明
32.图1为实施例中所述手套箱自动上料下料封焊系统的立体结构示意图；
33.图2为实施例中所述手套箱自动上料下料封焊系统的主视图；
34.图3为实施例中所述手套箱自动上料下料封焊系统另一角度的立体结构示意图；
35.图4为实施例中所述加热舱室和自动通口门的结构示意图；
36.图5为实施例中所述夹取转移机构的立体结构示意图；
37.图6为实施例中所述自动平行封焊机构的立体结构示意图；
38.图中，1加热舱室，2手套箱主体，3过渡舱室，4自动平行封焊机构，5夹取转移机构，6真空管路，7真空泵，8自动通口门；
[0039]4‑
1吸盘臂，4
‑
2摄像头，4
‑
3封焊臂，4
‑
4旋转载台，4
‑
5封焊显示屏；
[0040]5‑
1y向伺服电机，5
‑
2y向导轨，5
‑
3y向滑块，5
‑
4z向导轨，5
‑
5z向滑块，5
‑
6升降平台，5
‑
7旋转电机，5
‑
8旋转平台，5
‑
9z向伺服电机，5
‑
10x向气缸，5
‑
11夹爪，5
‑
12限位凸起；
[0041]
9托板，10挂耳，11门轨道，12开关气缸，13连动片，14锁紧气缸，15加热舱外门，16密封圈，17锁紧螺丝，18螺丝孔，19加热板，20加热棒，21热敏热电偶，22变压器，23温控表，24控制显示屏，25过渡舱外门。
具体实施方式
[0042]
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0043]
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
[0044]
如图所示，一种手套箱自动上料下料封焊系统，所述的手套箱自动上料下料封焊系统包括加热舱室1、手套箱主体2、过渡舱室3和控制系统，所述加热舱室1与所述手套箱主体2相通，所述过渡舱室3与所述手套箱主体2相通，所述手套箱主体2内安装有自动平行封焊机构4和夹取转移机构5，所述加热舱室1、过渡舱室3、自动平行封焊机构4和夹取转移机
构5均与所述控制系统相关联；
[0045]
所述加热舱室1内设有加热组件，所述加热舱室1通过真空管路6连接真空泵7，所述加热舱室1与所述手套箱主体2之间设有加热舱通口，所述加热舱通口处设有自动通口门8，所述过渡舱室3与所述手套箱主体2之间设有过渡舱通口，所述过渡舱通口处设有自动通口门8；
[0046]
待加工的盖板和管壳置于所述加热舱室1内进行加热抽真空除水后，控制系统控制加热舱通口处的自动通口门8打开，夹取转移机构5将加热舱室1内的盖板和管壳转移至自动平行封焊机构4，然后关闭加热舱通口处的自动通口门8，自动平行封焊机构4将盖板封焊在管壳上得到半导体封装元件，控制系统控制过渡舱通口处的自动通口门8打开，夹取转移机构5将半导体封装元件转移到过渡舱室3内，然后关闭过渡舱通口处的自动通口门8。
[0047]
所述的夹取移动机构包括y向伺服电机5
‑
1、y向导轨5
‑
2、y向滑块5
‑
3、z向导轨5
‑
4、z向滑块5
‑
5和升降平台5
‑
6，所述y向导轨5
‑
2固定安装于所述手套箱主体2内，所述y向伺服电机5
‑
1通过滚珠轴承连接丝杠，丝杠安装在y向导轨5
‑
2内，所述y向滑块5
‑
3通过丝母座与丝杠连接，所述y向滑块5
‑
3滑接在所述y向导轨5
‑
2上；
[0048]
所述y向滑块5
‑
3的上端固定安装有旋转电机5
‑
7，所述旋转电机5
‑
7上安装有旋转平台5
‑
8，旋转电机5
‑
7控制旋转平台5
‑
8的旋转，所述旋转平台5
‑
8上端固定安装有z向伺服电机5
‑
9，所述z向伺服电机5
‑
9通过滚珠轴承连接丝杠，丝杠安装在z向导轨5
‑
4内，所述z向滑块5
‑
5通过丝母座与丝杠连接，所述z向滑块5
‑
5滑接在所述z向导轨5
‑
4上；
[0049]
所述z向滑块5
‑
5和升降平台5
‑
6固定连接，所述升降平台5
‑
6上安装有x向气缸5
‑
10，所述x向气缸5
‑
10的气缸杆固定连接夹爪5
‑
11。
[0050]
所述升降平台5
‑
6上安装有两个x向气缸5
‑
10，每个所述x向气缸5
‑
10的气缸杆的下端固定安装一根夹爪5
‑
11，所述x向气缸5
‑
10为笔形气缸，所述x向气缸5
‑
10设有滑槽孔，所述夹爪5
‑
11穿过所述滑槽孔，所述夹爪5
‑
11的端部设有限位凸起5
‑
12；
[0051]
待加工的盖板和管壳置于托板9内，托板9置于加热舱室1内，所述托板9的两侧设有挂耳10，两根夹爪5
‑
11之间的距离与托板9的宽度相匹配，所述夹爪5
‑
11托住所述托板9的挂耳10以实现对盖板和管壳的转移。
[0052]
所述加热舱通口和过渡舱通口处均设有门轨道11，所述自动通口门8滑接于所述门轨道11内，所述自动通口门8连接开关气缸12，所述开关气缸12控制所述自动通口门8的开关；
[0053]
所述的开关气缸12为无杆气缸，所述门轨道11的上下两侧均安装有开关气缸12，两个所述开关气缸12的运动部件均固定连接连动片13，所述连动片13上固定安装有锁紧气缸14，所述锁紧气缸14的气缸杆连接所述自动通口门8的中部，所述自动通口门8的内侧设有密封圈16，所述开关气缸12和锁紧气缸14均与所述控制系统相关联。
[0054]
所述加热舱室1的前侧转动安装有加热舱外门15，所述加热舱外门15的内侧设有密封圈16，所述加热舱外门15上设有锁紧螺丝17，所述加热舱室1的外壁上设有螺丝孔18，所述螺丝孔18与所述锁紧螺丝17相配合。
[0055]
所述加热舱室1内设有若干层加热板19，所述加热板19为铝合金材质，所述加热板19内安装有加热棒20和热敏热电偶21，所述手套箱自动上料下料封焊系统设有变压器22，所述加热棒20与变压器22相关联，所述变压器22和热敏热电偶21均与所述控制系统相关
联。
[0056]
所述手套箱自动上料下料封焊系统的外壁上安装有若干温控表23，每个温控表23与一层加热板19相关联；所述手套箱自动上料下料封焊系统的外壁上安装有控制显示屏24，所述控制显示屏24与所述控制系统相关联。
[0057]
所述过渡舱室3的前侧转动安装有过渡舱外门25，所述过渡舱外门25的内侧设有密封圈16，所述过渡舱外门25上设有锁紧螺丝17，所述过渡舱室3的外壁上设有螺丝孔18，所述螺丝孔18与所述锁紧螺丝17相配合。
[0058]
自动平行封焊机构4包括吸盘臂4
‑
1、摄像头4
‑
2、封焊臂4
‑
3、旋转载台4
‑
4和封焊显示屏4
‑
5，所述夹取转移机构5将载有盖板和管壳的托板9放置在不同的旋转载台4
‑
4上，在摄像头4
‑
2的协助下，吸盘臂4
‑
1将盖板放置到管壳上端，所述封焊臂4
‑
3控制电极轮对盖板和管壳进行封焊，所述封焊显示屏4
‑
5与所述摄像头4
‑
2相关联。
[0059]
所述热舱室和过渡舱室3位于所述手套箱主体2的两侧，所述自动平行封焊机构4位于所述手套箱主体2内的中部，所述自动平行封焊机构4的两侧均设有所述的夹取转移机构5。
[0060]
所述手套箱主体2的前侧壁为透明材质，所述手套箱主体2的前侧壁上设有手套口，所述手套口处安装有操作手套此结构属于手套箱的常规结构，所以附图中未示意，虽然所述的手套箱自动上料下料封焊系统可以实现整个工作的自动化进行，无需人工干预，操作手套几乎用不到，但是一旦手套箱主体2内出现异常，操作手套的设置便于工作人员对手套箱主体2内进行人工处理，更加方便。
[0061]
工作原理：
[0062]
1)当需要对盖板和管壳进行加热除水时，盖板和管壳放置在不同的托板9上，并且盖板和管壳在托板9上排列规整；
[0063]
2)初始状态时，自动通口门8关闭，打开加热舱外门15，将盖板和管壳连同托板9放入加热舱室1内，关闭加热舱外门15，拧紧锁紧螺丝17，控制系统控制加热棒20进行升温加热，热敏热电偶21检测加热板19的温度，当达到设定温度后，真空泵7开启，对加热舱室1进行抽真空，抽出加热舱室1内的水汽和其他气体，实现水分的彻底清除，加热过程中，如果热敏热电偶21监测到加热板19的温度过高，则控制系统会通过变压器22来调整加热棒20的加热情况，从而控制加热板19对盖板和管壳的加热温度控制；
[0064]
3)水分除去后，控制系统控制锁紧气缸14松开加热舱通口处的自动通口门8，开关气缸12工作，开关气缸12将加热舱通口处的自动通口门8打开，实现加热舱室1与手套箱主体2的相通；
[0065]
4)夹取转移机构5控制夹爪5
‑
11夹起加热舱室1内的托板9，将带有盖板的托板9转移到自动平行封焊机构4的一个旋转载台4
‑
4上，将带有管壳的托板9转移到自动平行封焊机构4的另一个旋转载台4
‑
4上，然后控制系统控制开关气缸12和锁紧气缸14，使加热舱通口处的自动通口门8关闭；
[0066]
5)在摄像头4
‑
2的协助下，吸盘臂4
‑
1将一个旋转载台4
‑
4上的盖板放到另一个旋转载台4
‑
4的管壳上端，所述封焊臂4
‑
3控制电极轮对盖板和管壳进行封焊，得到半导体封装元件；
[0067]
6)控制系统控制锁紧气缸14松开过渡舱通口处的自动通口门8，开关气缸12工作，
开关气缸12将过渡舱通口处的自动通口门8打开，实现过渡舱室3与手套箱主体2的相通，夹取转移机构5将半导体封装元件转移到过渡舱室3内，然后关闭过渡舱通口处的自动通口门8，手套箱主体2内继续进行后续工作。
[0068]
另外，过渡舱室3内放有供手套箱主体2内使用的工具或备用零件，当手套箱主体2内需要更换零件时，控制系统控制过渡舱通口处的自动通口门8打开，夹取转移机构5直接从过渡舱室3将备用零件和工具转移至手套箱主体2内。
[0069]
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0070]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。