一种晶片切割自动换刀装置及其换刀方法

技术领域

本发明属于晶片换刀技术领域，尤其涉及一种晶片切割自动换刀装置及其换刀方法。

背景技术

划切产品为一种硬度较高的脆性材料，划切过程中极易产生崩边，通过工艺实验采用了软性刀片解决崩边问题，但刀片寿命较短，因此，定制多刃的刀片。通过视觉系统监测划切产品的质量，当质量降低不能满足要求时，通过旋转系统带动多刃刀片旋转，实现自动换刀，同时，通过高度标定系统，精确确认换刀后刀片高度，弥补换刀过程中的机械误差。

对于现有技术，其不能及时监测划切产品的质量，不能精确的判断刀片的寿命，造成刀片浪费，且刀片高度的控制精度不够。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于，提供一种晶片切割自动换刀装置及其换刀方法，通过高度标定系统将刀片的机械误差控制到微米级，并将寿命统计及换刀集成于同一系统下，自行统计寿命并精准更换刀片。

为了达到上述目的，进而采取的技术方案如下：

一种晶片切割自动换刀装置，包括划切刀片机构、高度标定系统和视觉系统，划切刀片机构滑动安装在龙门架上，龙门架跨设在台机上；

划切刀片机构，包括安装板，安装板上倒置安装有Z向电机，Z向电机下端设置有凸轮，安装板下部竖直安装有导轨，导轨上安装有滑块，滑块与连接板固定连接，连接板上端安装的滚轮顶接在凸轮上，连接板下端安装有水平电机，水平电机的输出端安装刀片，刀片上设置有若干刀刃；

高度标定系统，包括吸附平台、影像平台和高度标高传感器，所述吸附平台和影像平台依次安装在台机上，并由台机驱动吸附平台和影像平台运动，高度标高传感器安装在吸附平台上，用于采集刀片上刀刃的位置高度，影像平台用于寻找切割路径；

视觉系统，包括光源和相机，光源和相机安装在龙门架背部，用于检测晶片切割缝隙的损伤宽度。

作为本发明进一步的改进，所述水平电机电性连接有光电开关传感器，用于检测刀刃转动角度。

作为本发明进一步的改进，所述Z向电机、水平电机、吸附平台、影像平台、高度标高传感器、光源、相机和光电开关传感器分别与控制器电性连接。

作为本发明进一步的改进，所述高度标高传感器采用压力传感器。

一种晶片切割自动换刀方法，包括以下步骤：

S1:装置启动，各设备归位回零，刀片恢复到竖直状态，并进行刀片高度标定，确认刀片零点；

S2:划切刀片机构开始划切晶片，划切完成后，晶片运动到视觉系统的视场内，控制器触发相机，对产品进行拍照识别切割缝隙的损伤宽度a；

S3:损伤宽度a与规定损伤宽度的标准值a

当a＜a

当a≥a

记录划切刀刃数量为m，同时刀刃数量增加1，当m≤m

当a≥a

本发明的有益效果是：

本发明的自动换刀系统相对于人工换刀，可减少人工干预，效率明显提升；多刃刀片相对于传统的单个刀片，可以减少换刀次数，提高设备的自动化性能；通过视觉判断划切质量，相对于传统的根据划切次数判断质量，可更精确的判断刀片寿命，提升产品的划切质量；高度标定系统的应用相对于传统的直接旋转刀片，增加高度标定，有效提升刀片高度的准确性，对于需严格控制划切深度的产品，能有效提升产品质量；刀片寿命判断与自动换刀有效结合，减少了人工干预，大大提升了设备效率。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明背部结构示意图；

图3为本发明中划切刀片机构的结构示意图；

图4为本发明中划切刀片机构的爆炸结构示意图；

图5为本发明中刀片的结构示意图；

图6为本发明中损伤宽度示意图；

图7为本发明中换刀系统的工作流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

请参考图1-5：

一种晶片切割自动换刀装置，包括划切刀片机构1、高度标定系统2和视觉系统3，划切刀片机构1安装在龙门架4上，龙门架4跨设在台机5上；

划切刀片机构1，包括安装板11，安装板11上倒置安装有Z向电机12，Z向电机12下端设置有凸轮13，安装板11上竖直安装有导轨14，导轨14上滑动安装有滑块15，滑块15与连接板16固定连接，连接板16上端安装的滚轮17顶接在凸轮13上，连接板16下端安装有水平电机18，水平电机18输出端安装刀片19，刀片19上设置有若干刀刃191；

高度标定系统2，包括吸附平台21、影像平台22和高度标高传感器23，所述吸附平台21和影像平台22依次安装在台机5上，并由台机5驱动其运动，高度标高传感器23安装在吸附平台21上，用于采集刀片19上刀刃191的位置高度，影像平台22用于寻找切割路径；

视觉系统3，包括光源31和相机32，光源31和相机32安装在龙门架4背部，用于检测晶片切割缝隙的损伤宽度。

所述水平电机18电性连接有光电开关传感器20，用于检测刀刃191转动角度；Z向电机12、水平电机18、吸附平台21、影像平台22、高度标高传感器23、光源31、相机32和光电开关传感器20分别与控制器电性连接；高度标高传感器23采用压力传感器，根据刀刃191压在晶片上下压的固定值压力，即通过固定的下压压力值，判断刀刃191行程，从而判定刀片19的零点。

请参考图6-7：

一种晶片切割自动换刀方法，包括以下步骤：

S1:装置启动，各设备归位回零，刀片19恢复到竖直状态，并进行刀片19高度标定，确认刀片19零点；

S2:划切刀片机构1开始划切晶片，划切完成后，晶片运动到视觉系统3的视场内，控制器触发相机32，对产品进行拍照识别切割缝隙的损伤宽度a；

S3:损伤宽度a与规定损伤宽度的标准值a

当a＜a

当a≥a

记录划切刀刃191数量为m，同时刀刃191数量增加1，当m≤m

当a≥a

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。