不良品剔除装置及其应用

技术领域

本申请涉及电子元器件生产设备的技术领域，尤其是涉及不良品剔除装置及其应用。

背景技术

电子元器件（例如LED半导体或者半导体元器件）一般应用在智能产品或者智能设备中，随着智能产品或智能化设备的更新迭代，目前对电子元器件的精度要求也越来越高，因此在电子元器件生产出半成品之后，需要对电子元器件进行检测，如发现若干电子元器件中存在不良品时，需要及时对不良品进行筛选，以保证出产时电子元器件的良品率。

目前在电子元器件的生产过程中，一般先产出由若干颗电子元器件组成的料片，料片上的若干颗电子元器件呈矩阵排列，然后再对料片的每一行以及每一列进行检测，当检测到料片中含有不良品时，会采用不良品剔除设备对料片中的不良品进行剔除。

在相关技术中，不良品剔除设备包括安装板、驱动组件以及剔除组件，驱动组件安装于安装板，并且驱动组件用于驱动剔除组件沿X轴或沿Y轴移动，安装板上还固定设置有用于放置料片的治具，治具上开设有若干用于供不良品脱落的落料孔，落料孔的数量与料片上每一个电子元器件的位置一一对应。治具位于剔除组件的下方。当在前道工序中检测到料片中含有不良品时，则工作人员将该料片放置到治具上，然后通过驱动组件驱动剔除组件沿X轴或沿Y轴移动，以对应移动至料片中的不良品位置并对该不良品进行剔除。

但是，在上述技术中，由于剔除装置可以往X轴方向或Y轴方向进行移动，因此用于放置料片的治具也需要对应设置为具有多行与多列的结构，但是这种结构导致治具需要根据料片的行数或者列数的不同而进行调整，如此一来就需要多种治具，导致电子元器件的生产成本较高，而且每次更换治具时都要对治具的位置进行精准调试，因此对电子元器件的生产效率也有所影响。

发明内容

本申请提供一种不良品剔除装置及其应用，有利于节省治具的生产成本，同时有利于提高电子元器件的生产效率。

第一方面，本申请提供一种不良品剔除装置，通过以下技术方案得以实现的：

不良品剔除装置，包括安装板、控制器以及输送机构；所述输送机构安装于安装板，所述输送机构用于传输料片，所述安装板上安装有用于顶出不良品的顶针结构，所述安装板上设置有用于驱动所述顶针结构水平移动和竖向移动的驱动组件，所述顶针结构的水平滑移方向与所述料片的输送方向相互垂直，所述顶针结构的竖向滑移方向与所述料片的输送方向相互垂直；所述控制器与所述驱动组件连接，所述控制器与所述输送机构连接。

通过采用上述技术方案，控制器与输送机构连接，以使输送机构用于实现输送料片，同时由于控制器与驱动组件连接，以使得驱动组件能够驱动顶针结构水平运动和竖向运动，由于料片的输送方向与顶针结构的水平移动方向相垂直，因此料片的输送方向与顶针结构的水平移动方向结合能够实现顶针结构对料片中的每一行或每一列中的不良品进行剔除，而无需额外设置XY双轴驱动装置以及无需额外设置治具并且对治具的位置进行多次调试，一方面有利于提高不良品剔除装置整体的集成程度，另一方面有利于节省电子元器件的生产成本，同时有利于提高电子元器件的生产效率。

优选的，所述输送机构包括安装架、检测组件以及多组传送辊组，所述安装架架设于安装板上并位于所述顶针结构的一侧，多组所述传送辊组转动设置于所述安装架，所述安装架设置有用于驱动所述传送辊组水平转动的驱动件，所述驱动件与所述控制器连接，多组所述传送辊组件用于输送料片移动，所述检测组件安装于所述安装架并用于检测料片位置，其中两组所述传送辊组之间设置有供不良品掉落的间隙，所述间隙位于所述顶针结构的下方。

通过采用上述技术方案，多组传送辊转动设置于安装架，且检测组件用于检测料片的位置，有利于准确确定料片相对于传送辊组的位置，以便于顶针结构能够精准对准料片上的不良品并对不良品进行剔除，同时，其中两组传送辊组之间设置有供不良品掉落的间隙，以便于顶针结构将不良品顶出之后料片中的不良品从间隙中掉落。

优选的，所述传送辊组包括主动辊以及从动辊，所述主动辊的两端均转动安装于所述安装架，所述从动辊的两端均转动安装于所述安装架，所述主动辊的长度方向与料片的输送方向相垂直，所述驱动件用于驱动所述主动辊转动，所述主动辊与所述从动辊之间设置有供料片水平通过的空间；

所述检测组件安装于相邻的两组传送辊组之间，所述检测组件包括红外线发射器以及红外线对射器，所述红外线发射器以及所述红外线接收器均安装于所述安装架，且所述红外线发射器安装在所述安装架的上侧，所述红外线接收器安装于所述安装架的下侧部，且所述红外线发射器位于所述传送辊组的下侧方，所述红外线接收器用于接收所述红外线发射器发射的红外光。

通过采用上述技术方案，主动辊与从动辊之间存在供料片水平通过的空间，以便于对料片起到竖直方向上的限位作用。采用红外线发射器以及红外线接收器配合以实现检测料片是否到达传送辊组处，以便于后续计算料片的移动距离，进而有利于顶针结构准确对准并进行剔除不良品。由于检测组件设置在相邻两组传送辊组之间，因此，检测组件检测到料片的时候，料片的其中一部分是位于主动辊以及从动辊之间，有利于避免在检测组件对料片检测之后料片在输送过程中再发生位置变化的情况，因此传送辊组与检测组件之间配合实现对料片位置准确检测的功能。

优选的，所述安装架的侧面穿设有收集盒，所述收集盒与所述安装架滑移连接，所述收集盒位于所述间隙的下方以用于收集被剔除的不良品。

通过采用上述技术方案，收集盒设置有利于提高收集被剔除的不良品的便利性，同时，由于收集盒从安装架的侧面穿出，便于工作人员快速将剔除后的不良品进行取出。

优选的，所述安装架对应所述间隙的位置安装有限位件，所述限位件的顶部贯穿至底部开设有导向槽。

通过采用上述技术方案，限位件的设置对掉落的不良品起到导向作用，使得在剔除不良品的过程中不良品更容易集中收集。

优选的，所述驱动组件包括架设于安装板上的水平驱动结构以及竖向驱动结构，所述竖向驱动结构与所述顶针结构连接，以驱动所述顶针结构上下移动，所述水平驱动结构用于驱动所述竖向驱动结构水平移动，且所述竖向驱动结构的水平移动方向与所述料片的移动方向相垂直。

通过采用上述技术方案，当竖向驱动结构用来驱动顶针结构向下移动时，顶针结构对料片上的不良品进行向下顶出，由此实现对料片上的不良品进行剔除，同时，由于水平驱动结构驱动竖向驱动结构水平移动，且竖向驱动结构的水平移动方向与料片的传送方向垂直，因此使得竖向驱动结构仅进行水平移动也能够对料片上的每一列上的不良品进行剔除。

优选的，所述水平驱动结构通过一支撑架架设于所述安装板上，所述支撑架安装有限位感应器，所述限位感应器与所述控制器连接，所述竖向驱动结构对应设有挡片，所述限位感应器用于检测所述挡片的位置。

通过采用上述技术方案，挡片与限位感应器配合设置，有利于对竖向驱动结构的水平移动的行程进行限位，从而有利于把控竖向驱动结构水平滑移距离的准确度。

优选的，所述支撑架设置有导轨，所述导轨的长度方向与所述竖向驱动结构的滑移方向相同，所述限位感应器可拆卸安装于所述导轨。

通过采用上述技术方案，限位感应器可拆卸式安装于导轨，以便于工作人员可以根据料片的宽度来调节限位感应器的位置，使得顶针结构的水平移动范围的可调，以提高不良品剔除装置整体的适用性。

优选的，所述限位感应器为槽型光电传感器，所述槽型光电传感器的检测端朝向所述挡片的方向，且所述挡片可插设于所述槽型光电传感器，以触发所述槽型光电传感器发送信号给控制器。

通过采用上述技术方案，槽型光电传感器与挡片配合设置，有利于提高对竖向驱动结构水平移动行程的限定的准确度。

第二方面，本申请提供一种不良品剔除装置的应用，通过以下技术方案得以实现的：

一种不良品剔除装置的应用，应用于电子元器件的生产领域。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1. 由于料片的输送方向与顶针结构的水平移动方向相垂直，因此料片的输送方向与顶针结构的水平移动方向结合能够实现顶针结构对料片中的每一行或每一列中的不良品进行剔除，而无需额外设置XY双轴驱动装置以及无需额外设置治具并且对治具的位置进行多次调试，一方面有利于提高不良品剔除装置整体的集成程度，另一方面有利于节省电子元器件的生产成本，同时有利于提高电子元器件的生产效率。

2. 限位感应器可拆卸式安装于导轨，以便于工作人员可以根据料片的宽度来调节限位感应器的位置，使得顶针结构的水平移动范围的可调，以提高不良品剔除装置整体的适用性。

附图说明

图1是料片的结构示意图。

图2是本申请中剔除装置的结构示意图。

图3是本申请其中一实施方式中输送机构的结构示意图。

图4是图3的A部放大图。

图5是本申请其中一实施例中驱动组件的结构示意图。

图6是本申请其中一实施例中驱动组件另一视角的结构示意图。

图7是本申请其中一实施例中省略第二安装座时驱动组件的结构示意图。

图8是本申请其中一实施例中剔除装置安装于生产设备时的结构示意图。

图中，100、料片；1、安装板；101、第一定位座；102、第二定位座；2、输送机构；21、安装架；211、第一安装片；212、缺口；22、检测组件；221、红外线发射器；222、红外线对射器；23、传送辊组；231、主动辊；232、从动辊；233、驱动件；3、顶针结构；4、驱动组件；5、收集盒；6、限位件；61、导向槽；7、水平驱动结构；71、横向电机；72、丝杆；73、连接块；74、滑块；75、连接板；8、竖向驱动结构；81、挡片；82、竖向气缸；91、支撑架；92、连接座；10、限位感应器；11、安装块；12、导轨；13、出料机构；14、顶针检测件。

具体实施方式

以下结合附图1-附图8和实施例对本申请作进一步详细说明。

目前在电子元器件（例如：LED半导体、半导体元器件等）的生产过程中，一般先产出由若干颗电子元器件组成的料片100，料片100的结构如图1所示，料片100上的若干颗电子元器件呈矩阵排列，然后再对料片100的每一行以及每一列进行不良品检测，当检测到料片100中含有不良品时，会采用不良品剔除设备对料片100中的不良品进行剔除。在相关技术中，一般通过剔除机构对料片100中的不良品进行剔除，但是目前的剔除机构一般由XY双轴驱动，由于剔除机构可以往X轴方向或Y轴方向进行移动，因此用于放置料片100的治具也需要对应设置为具有多行与多列的结构，但是这种结构导致治具需要根据料片100的行数或者列数的不同而进行调整，如此一来就需要多种治具，导致电子元器件的生产成本较高，而且每次更换治具时都要对治具的位置进行精准调试，因此对电子元器件的生产效率也有所影响。

因此，本申请提供一种不良品剔除装置，具有较高的集成度并且能够在节省治具的同时实现剔除装置对料片100中的每一行或每一列的不良品进行剔除。参见图2，不良品剔除装置包括安装板1、控制器、输送机构2以及顶针结构3。输送机构2安装于安装板1，而顶针结构3架设于安装板1。顶针结构3的下方为用于进行剔除操作的工位。控制器与输送机构2连接，以实现输送机构2将料片100传送至工位处。安装板1上设置有用于驱动顶针结构3水平移动和竖向移动的驱动组件4，控制器与驱动组件4连接，以控制驱动组件4启停。顶针结构3的竖向滑移方向与料片100的输送方向相互垂直，以实现顶针结构3将位于工位处的料片100中的不良品快速顶出。顶针结构3的水平滑移方向与料片100的输送方向相互垂直，因此在无需XY双轴驱动方式以及治具的情况下，实现顶针结构3对料片100中每一行或每一列中的不良品进行剔除。

参见图3和图4，输送机构2包括安装架21和至少两组传送辊组23。安装架21架设于安装板1上并位于顶针结构3的下侧，多组传送辊组23转动设置于安装架21，每组传送辊组23呈平行设置，以便于对料片100进行水平传送。安装架21设置有用于驱动多组传送辊组23水平转动的驱动件233，驱动件233与控制器电连接。

具体的，传送辊组23包括主动辊231以及从动辊232，主动辊231的两端均转动安装于安装架21，从动辊232的两端均转动安装于安装架21，主动辊231的长度方向与从动辊232的长度方向相同，主动辊231与从动辊232之间设置有供料片100水平通过的空间；驱动件233用于驱动主动辊231转动。

在一些实施方式中，安装架21用于安装从动辊232的位置处均开设有缺口212，缺口212的底端呈闭合设置，缺口212的顶端呈开口设置。从动辊232的端部活动插设于缺口212，且从动辊232的端部可相对缺口212上下移动。而且，从动辊232的表面套设有柔性层。由此，当主动辊231与从动辊232之间无料片100通过时，主动辊231与从动辊232相抵接；当需要采用传送辊组23传送料片100时，料片100将从动辊232向上顶起以使得主动辊231与从动辊232之间设置有供料片100水平通过的空间。这样设置，使得传送辊组23能够适用于不同厚度的料片100的水平传送，同时，由于从动辊232具有柔性层，因此在料片100顶起从动辊232的过程中，柔性层对料片100起到保护作用。

在一些实施方式中，驱动件233为驱动电机，该驱动电机横向安装于安装架21的外侧，且驱动电机通过一对皮带轮结构来驱动两组传送辊组23中的主动辊231同步转动，有利于提高至少两组传送辊组23之间的转动同步性。在其他实施例中，也可以采用多组齿轮组来实现一个驱动电机驱动两组传送辊组23同步转动的功能。

安装架21安装有检测组件22，检测组件22安装于相邻的两组传送辊组23之间，该检测组件22用于检测料片100边缘位置，以便于控制器获取料片100中不良品的具体位置。在一些实施方式中，检测组件22包括红外线发射器221以及红外线对射器222，红外线接收器用于接收红外线发射器221发射的红外光。红外线发射器221通过一第一安装片211安装在安装架21的上侧，且红外线发射器221与从动辊232错位设置。而红外线接收器通过一第二安装片安装于安装架21的下侧部，且红外线发射器221位于主动辊231的侧方，以便于准确检测到料片100的位置。在其他实施方式中，也可以通过霍尔传感器来检测料片100的位置。

在一些实施方式中，主动辊231位于从动辊232的下方，且主动辊231的直径大于从动辊232的直径，在保证传送辊组23对料片100的传送效率的情况下，有利于红外线发射器221以及红外线接收器的准确安装，同时使得输送机构2整体的集成度更高。

参见图4，为了便于不良品从料片100上脱落，两组传送辊组23之间设置有供不良品掉落的间隙，间隙位于顶针结构3的下方。同时，为了便于工作人员回收不良品，安装架21的侧面穿设有通孔，安装架21通过该通孔滑移设置有收集盒5，收集盒5可通过该通孔穿入上述的间隙中，顶针结构3将料片100上的不良品顶出后，不良品可直接掉落在收集盒5内。另外，收集盒5背离安装架21内侧的侧壁安装有握持部，握持部设置以便于工作人员抽出收集盒5。

具体的，安装架21对应间隙的位置安装有限位件6，限位件6的顶部贯穿至底部开设有导向槽61，导向槽61的长度方向与料片100的传送方向相垂直，导向槽61与收集盒5连通。导向槽61对不良品的掉落起到导向作用，使得不良品能更加集中掉落至收集盒5内。

参见图5和图6，驱动组件4包括水平驱动结构7以及竖向驱动结构8，安装板1上可拆卸式安装有支撑架91，水平驱动结构7安装于支撑架91。支撑架91上固定安装有呈中空设置的连接座92，而竖向驱动结构8水平滑移安装于连接座92。竖向驱动结构8与顶针结构3连接，以驱动顶针结构3上下移动，水平驱动结构7用于驱动竖向驱动结构8水平移动，且竖向驱动结构8的水平移动方向与料片100的移动方向相垂直。

具体的，水平驱动结构7包括横向电机71以及呈水平设置的丝杆72，横向电机71安装于支撑架91上，丝杆72的两端均转动设置于连接座92。横向电机71的输出轴穿入连接座92并与丝杆72固定连接，使得横向电机71的输出轴转动时能够带动丝杆72转动。丝杆72的长度方向与竖向驱动结构8的移动方向相同。丝杆72上螺纹连接有连接块73，连接块73的两侧与连接座92的内侧壁相抵接，以对连接块73的水平移动起到导向作用。连接块73的顶部固定设置有滑块74，滑块74背离连接块73的部位套设于连接座92的顶部并且固定连接有连接板75，连接板75与竖向驱动结构8固定连接。当横向电机71启动时带动丝杆72转动，由于连接块73与丝杆72螺纹连接，同时连接块73的两侧壁与连接座92的内侧壁相抵接，因此，丝杆72转动时带动连接块73沿丝杆72的长度方向移动，连接块73通过滑块74和连接板75的配合作用实现竖向驱动结构8的水平移动，同时由于滑块74套设于连接座92的顶部，有利于提高竖向驱动结构8水平滑移的便利性，从而有利于提高顶针结构3更准确地对准不良品的位置。

在其他实施方式中，水平驱动机构也可以采用横向气缸进行实施，横向气缸的输出轴与滑块74固定连接，以使得横向气缸的输出轴驱动滑块74水平移动，而滑块74带动竖向驱动结构8水平移动。

参见图6和图7，为了进一步提高竖向驱动结构8在水平移动行程的准确度，支撑架91上的连接座92侧壁可拆卸式安装有限位感应器10，限位感应器10与控制器连接。滑块74的侧面固定设置有挡片81，限位感应器10用于检测挡片81的位置。在本实施例中，限位感应器10的数量设置为两个。两个限位感应器10配合对竖向驱动结构8移动的起点以及终点进行限定。在一些实施方式中，限位感应器10的数量可以设置为多个，以对竖向驱动结构8在水平移动行程分多段检测。

具体的，连接座92的外侧面固定设置有导轨12，导轨12的横截面基本呈“C”字型。导轨12的长度方向与丝杆72的长度方向相同，导轨12的两端呈开口设置。限位感应器10安装有安装块11，安装块11的一侧滑移设置于导轨12，且安装块11通过紧固件可拆卸式安装于导轨12。在一些实施方式中，紧固件可以为螺栓，螺栓的尾部穿过安装块11并与安装块11螺纹连接，螺栓的头部将安装块11抵在导轨12处，从而实现安装块11与导轨12的固定连接。因此，工作人员可以根据实际料片100的宽度来调整限位感应器10相对导轨12的位置，从而实现调整竖向驱动结构8在水平方向上的可移动范围，进而提高剔除装置整体的适用性。

在一些实施方式中，限位感应器10为槽型光电传感器，槽型光电传感器的检测端朝向挡片81的方向，且挡片81可插设于槽型光电传感器，以触发槽型光电传感器发送信号给控制器。例如：两个槽型光电传感器分别对应设置在与竖向驱动结构8水平滑移行程相关联的起点位置和终点位置，当横向电机71带动丝杆72转动时，丝杆72带动滑块74移动，滑块74带动挡片81移动，当挡片81穿入位于起点位置的槽型光电传感器的检测端时，槽型光电传感器发送第一信号给控制器，此时控制器开始记录竖向驱动结构8的水平移动行程；当挡片81穿入位于终点位置的槽型光电传感器的检测端时，槽型光电传感器发送第二信号给控制器，此时控制器开始记录竖向驱动结构8已经移动至终点位置，此时控制器驱动横向电机71停止工作，此时丝杆72停止转动，以避免竖向驱动结构8继续水平移动而超出原限定的水平移动行程。在其他实施方式中，限位传感器也可以为霍尔感应器，而当限位传感器为霍尔感应器时，挡片81为金属挡片81，当霍尔感应器检测到金属挡片81时，霍尔感应器发送信号给控制器。

回见图4和图5，竖向驱动结构8包括呈竖直设置的竖向气缸82，竖向气缸82的输出轴与顶针结构3可拆卸式固定连接，以便于根据料片100中精密零件的形状或大小来更换对应的顶针结构3，从而提高不良品剔除的成功率。第一安装片211上安装有顶针检测件14，顶针检测件14与红外线发射器221呈错位设置。顶针检测件14与控制器电连接。顶针检测件14用于检测顶针结构3上下移动的动作，当竖向气缸82驱动顶针结构3往下移动时，则顶针检测件14检测到顶针结构3往下移动，此时顶针检测件14发送第三信号给控制器，以此向控制器反馈顶针结构3已实施对料片100中的不良品进行顶出的动作，以便于在每一次完成定出不良品后实现控制器控制竖向气缸82的输出轴缩回的动作。顶针检测件14可以为接近开关或者其他能够实现检测顶针结构3上下移动的检测元件。

参见图8，输送机构2的一侧设置有出料机构13，当完成对料片100中的不良品进行剔除时，传动辊组将料片100传送至出料机构13处送出。

本实施例的工作原理：

输送机构2对料片100进行传送，而横向电机71与丝杠配合设置驱动竖向气缸82以及顶针结构3水平移动，以使得料片100的传输方向与顶针结构3的水平移动方向组合形成平面上的X方向以及Y方向，因此无需额外设置XY双轴驱动顶针结构3沿X轴或沿Y轴进行移动，使得剔除装置的集成度高，减小剔除装置整体的占用空间，同时也无需根据XY双轴驱动方式来定制用来放置料片100的治具，有利于节约不良品剔除工艺的生产成本以及提高不良品剔除的生产效率。

本申请还提供一种不良品剔除装置的应用，应用于电子元器件的生产领域。其中，电子元器件包括但不限于LED半导体或者半导体元器件这些精密零件。该生产领域包括但不局限于不良品剔除加工、标记加工、扫描加工或扫码加工等。具体的，不良品剔除装置中的输送机构2可用于电子元器件的传送，而竖向气缸82的输出轴还可以可拆卸设置有点墨笔、3D扫描结构或扫码枪，以使得不良品剔除装置能够应用在电子元器件的各个生产场景中。

参见图2和图8，为了便于工作人员将输送机构2或驱动组件4快速安装到安装板1，安装板1上设置有第一定位座101以及第二定位座102，第一定位座101用于与安装架21配合来实现输送机构2与安装板1之间的安装；而第二定位座102用于与支撑架91配合来实现驱动组件4、顶针结构3与安装板1之间的安装，因此工作人员对输送机构2或驱动组件4进行检修之后，能快速安装到安装板1上对应的位置，有利于节省了输送机构2与驱动组件4多次调试位置的步骤。同时，安装板1的设置以便于工作人员将不良品剔除装置快速安装到其他与电子元器件相关联的生产设备中，无需再次对输送机构2以及顶针结构3进行调试。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。