一种IGBT模组压装设备

技术领域

本发明涉及一种压装设备，具体涉及一种IGBT模组压装设备。

背景技术

目前的一种IGBT模组中，包括两块芯片集成板及位于两块芯片集成板之间的冷却板，两块芯片集成板与冷却板预粘结在一起形成一个IGBT模块，IGBT模块的相对两侧各通过一个夹片夹住，同一夹片上具有若干并排分布的弹性夹子，以实现将IGBT模块的两块芯片集成板与冷却板夹持固定为一体，形成IGBT模组。

目前，这种IGBT模组的夹片装配工艺中，一般采用操作人员人工手动装配，具体的，将IGBT模块放置到定位槽内；接着，在IGBT模块上放置绝缘纸，然后，人工手动将夹片压装到IGBT模块上；再接着，将IGBT模块由定位槽内取出，掉个头，再放置到定位槽内，将没有装夹片的一侧朝上，并在IGBT模块上放置绝缘纸，然后，再次通过人工手动将夹片压装到IGBT模块上；目前这种IGBT模组的夹片装配工艺中，采用操作人员人工手动装配，不仅装配效率低，劳动强度大，而且两个夹片需要通过两道夹片装配工序，先后进行压装，进一步降低装配效率。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种能够在同一压装工序中，一次完成IGBT模组的两个夹片的压装，从而提高IGBT模组的夹片装配效率，降低劳动强度的IGBT模组压装设备。

本发明的技术方案是：

一种IGBT模组压装设备，其特征是，包括：

机架，机架的下部设有安装平板；

下定位结构，下定位结构包括固定在安装平板上方的夹片定位板、设置在夹片定位板的上表面上的夹片限位槽、设置在夹片定位板上用于限位夹片的竖向浮动杆及用于支撑竖向浮动杆的第一支撑弹簧，竖向浮动杆在第一支撑弹簧的作用下往上移动并使竖向浮动杆的上端穿过夹片限位槽的底面并伸出到夹片限位槽的上方；

浮动式模组定位结构，浮动式模组定位结构包括位于夹片定位板上方的浮动安装板、用于支撑浮动安装板的第二支撑弹簧、设置在浮动安装板上的模组定位座、设置在模组定位座上的模组定位槽、位于模组定位槽下方的滑动支撑板及设置在浮动安装板上用于驱动滑动支撑板平移的支撑气缸，所述浮动安装板上设有模组过口，所述模组定位槽贯穿模组定位座的上下表面，所述模组定位槽的前后两侧分别设有顶紧气缸，顶紧气缸用于顶紧模组定位槽内放置的IGBT模块；

压装机构，压装机构包括位于模组定位座上方的压板、设置在机架上用于升降压板的升降执行机构及设置在压板下表面上的夹片压块。

本方案的IGBT模组压装设备的具体工作如下：

第一，将夹片和绝缘纸放置到下定位结构的夹片限位槽内（该夹片的弹性夹子的开口朝上，绝缘纸放置在该夹片上），并使竖向浮动杆穿过夹片和绝缘纸的工艺孔内，以对夹片和绝缘纸进行限位；

将IGBT模块放置到模组定位槽内（IGBT模块由于预粘结在一起两块芯片集成板与冷却板组成），IGBT模块支撑在滑动支撑板；接着，将夹片和绝缘纸放置到IGBT模块上方（该绝缘纸支撑与IGBT模块顶部，夹片的弹性夹子的开口朝下的放置在绝缘纸上），并使IGBT模块顶部的连接套（该连接套为冷却板上的连接套）插入夹片和绝缘纸工艺孔，以对夹片和绝缘纸进行限位；

第二，顶紧气缸伸出，将模组定位槽内放置的IGBT模块顶紧在模组定位槽内；接着，支撑气缸带动滑动支撑板移开到模组定位槽的一侧；如此，一方面可以通过顶紧气缸将IGBT模块顶紧在模组定位槽内，另一方面可以在IGBT模块的前后两侧留出空隙，以供夹片的弹性夹子伸入到模组定位槽内，来夹紧IGBT模块；

第三，升降执行机构带动压板下移到位，这个过程中，夹片压块先压住IGBT模块，接着，克服第二支撑弹簧的弹性力，带动浮动安装板、模组定位座和IGBT模块随压板一同下移，使下定位结构上的夹片和绝缘纸抵在IGBT模块的底部，然后将IGBT模块上下两侧的夹片和绝缘纸一起压装到IGBT模块上，这个过程中，IGBT模块克服第一支撑弹簧的弹性力，将竖向浮动杆下压，以避免竖向浮动杆与IGBT模块发生刚性碰撞，而影响夹片压装；

第四，升降执行机构带动压板上移复位，浮动安装板、模组定位座和IGBT模块在第二支撑弹簧的作用下复位，竖向浮动杆在第一支撑弹簧的的作用下复位；接着，支撑气缸带动滑动支撑板移至模组定位槽的下方，用于支撑IGBT模块，然后顶紧气缸收缩，最后，人工取出IGBT模块即可。

本方案的IGBT模组压装设备能够在同一压装工序中，一次完成IGBT模组的两个夹片的压装，从而提高IGBT模组的夹片装配效率，降低劳动强度。

作为优选，还包括防误装滑动支撑装置，所述安装平板上设有浮动杆过孔，竖向浮动杆的下端伸入到浮动杆过孔内，所述防误装滑动支撑装置包括位于安装平板下方的水平导轨、滑动座复位弹簧、沿水平导轨滑动的滑动座、设置在水平导轨一端的滑动座限位块、固定在滑动座上的浮动杆挡板、设置在滑动座上的驱动件、固定在压板上的安装杆及设置在安装杆下端的滚轮，所述滑动座在滑动座复位弹簧的作用下抵在滑动座限位块上，此时，浮动杆挡板位于浮动杆过孔的正下方，用于阻挡竖向浮动杆；所述驱动件位于安装平板的一侧，驱动件上设有导向斜面，所述滚轮位于压板的下方，滚轮位于导向斜面的正上方；

在升降执行机构带动压板往和滚轮下移动的过程中，当滚轮抵在导向斜面上后，将克服滑动座复位弹簧的作用力，并通过驱动件带动滑动座和浮动杆挡板沿水平导轨滑动，并使浮动杆挡板与浮动杆过孔错开分布。

在夹片压装过程中，为了避免IGBT模块压在竖向浮动杆时，受到过大撞击力，第一支撑弹簧顶起竖向浮动杆的弹性力不能过大，一般比竖向浮动杆的重力略大即可；如此，虽然可以避免IGBT模块压在竖向浮动杆时，受到过大撞击力；但在操作者将夹片和绝缘纸放置到下定位结构的夹片限位槽内的过程中，很容易出现因操作者的疏忽，在夹片的工艺孔没有对准竖向浮动杆的情况下，将夹片压在夹片限位槽内并将竖向浮动杆压下，使夹片压入到夹片限位槽内，而这个过程中由于第一支撑弹簧顶起竖向浮动杆的弹性力不大，操作者往往没有感觉，使得下定位结构上的夹片的位置不准确，导致压装后的IGBT模块不合格，需要返工；为此本方案设置了防误装滑动支撑装置，其能够在不影响IGBT模组压装设备对夹片压装的情况下，有效解决上述问题，具体的，

由于在将夹片和绝缘纸放置到下定位结构的夹片限位槽内的过程中，滑动座在滑动座复位弹簧的作用下抵在滑动座限位块上，浮动杆挡板位于浮动杆过孔的正下方，用于阻挡竖向浮动杆，如此，

在将夹片和绝缘纸放置到夹片限位槽内的过程中，若出现夹片的工艺孔没有对准竖向浮动杆的情况下，操作者将夹片下压在夹片限位槽内时，将受到竖向浮动杆的阻挡，夹片无法压入到夹片限位槽内，从而提醒操作者夹片放置位置不对，使操作者调整夹片位置，直至夹片的工艺孔对准竖向浮动杆后，才能够将夹片顺利的放入到夹片限位槽内，以保证夹片的放置位置准确；

在升降执行机构带动压板下移，进行压装的过程中，在夹片压块压住浮动式模组定位结构上的IGBT模块之前，滚轮将先抵在导向斜面上，通过驱动件带动滑动座和浮动杆挡板沿水平导轨滑动，并使浮动杆挡板与浮动杆过孔错开分布；因而在此后的压装的过程中，竖向浮动杆能够下移，即IGBT模块克服第一支撑弹簧的弹性力后，可以将竖向浮动杆下压，以避免竖向浮动杆与IGBT模块发生刚性碰撞，而影响夹片压装；因而本方案的防误装滑动支撑装置，其能够在不影响IGBT模组压装设备对夹片压装的情况下，有效解决上述问题。

作为优选，防误装滑动支撑装置还包括固定在机架上的阻挡块，阻挡块与滑动座限位块位于滑动座的相对两侧，所述滑动座复位弹簧位于阻挡块与滑动座之间。

作为优选，夹片限位槽的底面设有竖向导向孔，所述竖向浮动杆滑动设置在竖向导向孔内，竖向浮动杆的外侧面上的环形挡块，环形挡块位于夹片定位板的下方，第一支撑弹簧套设在竖向浮动杆上，第一支撑弹簧的上端抵在环形挡块上，第一支撑弹簧的下端抵在安装平板上。

作为优选，竖向浮动杆的上端设有锥形限位凸起。

作为优选，模组定位座由左右两个对称分布的定位座块组成，两个定位座块的相对两侧面上各设置有一个定位槽口，两个定位座块上定位槽口构成所述的模组定位槽。

作为优选，模组定位座设置有两个压块过孔，两个压块过孔位于模组定位槽的左右两侧，且压块过孔与模组定位槽连通，压块过孔内设有动压块，浮动安装板上设有与动压块一一对应的定位气缸，定位气缸用于驱动对应的动压块沿压块过孔移动。

作为优选，安装平板上设有竖直导套，所述浮动安装板上设有与竖直导套配合的竖直导杆，所述第二支撑弹簧套设在竖直导杆上，第二支撑弹簧位于浮动安装板与安装平板之间。

本发明的有益效果是：能够在同一压装工序中，一次完成IGBT模组的两个夹片的压装，从而提高IGBT模组的夹片装配效率，降低劳动强度。

附图说明

图1是本发明的一种IGBT模组压装设备的主视图。

图2是图1中A处的局部放大图。

图3是本发明的一种IGBT模组压装设备的侧视图。

图4是本发明的一种IGBT模组压装设备的局部轴测图。

图中：

机架1；

安装平板2；

下定位结构3，夹片定位板3.1，竖向浮动杆3.2，夹片限位槽3.3，第一支撑弹簧3.4，浮动杆过孔3.5，环形挡块3.6；

浮动式模组定位结构4，浮动安装板4.1，模组定位座4.2，第二支撑弹簧4.3，滑动支撑板4.4，支撑气缸4.5，动压块4.6，定位气缸4.7，竖直导杆4.8，顶紧气缸4.9，模组定位槽4.10；

压装机构5，压板5.1，升降执行机构5.2，夹片压块5.3；

防误装滑动支撑装置6，水平导轨6.1，滑动座6.2，浮动杆挡板6.3，滚轮6.4，滑动座限位块6.5，驱动件6.6，导向斜面6.7，滑动座复位弹簧6.8；

IGBT模块7；

夹片8。

具体实施方式

为使本发明技术方案实施例目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明实施例的技术方案进行清楚地解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，而不是全部实施例。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本方案，而不能解释为对本发明方案的限制。

参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“厚度”、“上”、“下”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定，“若干”的含义是表示一个或者多个。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

具体实施例一：如图1 、图2、图4所示，一种IGBT模组压装设备，包括机架1、下定位结构3、浮动式模组定位结构4与压装机构5。

机架的下部设有安装平板2，安装平板通过连接件固定在机架的下部。

下定位结构3包括固定在安装平板上方的夹片定位板3.1、设置在夹片定位板的上表面上的夹片限位槽3.3、设置在夹片定位板上用于限位夹片的竖向浮动杆3.2及用于支撑竖向浮动杆的第一支撑弹簧3.4。夹片定位板通过连接件固定在安装平板上。竖向浮动杆在第一支撑弹簧的作用下往上移动，并使竖向浮动杆的上端穿过夹片限位槽的底面并伸出到夹片限位槽的上方；具体的，夹片限位槽的底面设有竖向导向孔，竖向浮动杆滑动设置在竖向导向孔内，竖向浮动杆的外侧面上的环形挡块3.6，环形挡块位于夹片定位板的下方，第一支撑弹簧套设在竖向浮动杆上，第一支撑弹簧的上端抵在环形挡块上，第一支撑弹簧的下端抵在安装平板上。环形挡块在第一支撑弹簧的作用下抵在夹片定位板的下表面上，此时，竖向浮动杆的上端伸出到夹片限位槽的上方。本实施例中，竖向浮动杆为两根，竖向导向孔与竖向浮动杆一一对应，第一支撑弹簧与与竖向浮动杆一一对应。竖向浮动杆的上端设有锥形限位凸起。

浮动式模组定位结构4包括位于夹片定位板上方的浮动安装板4.1、用于支撑浮动安装板的第二支撑弹簧4.3、设置在浮动安装板上的模组定位座4.2、设置在模组定位座上的模组定位槽4.10、位于模组定位槽下方的滑动支撑板4.4及设置在浮动安装板上用于驱动滑动支撑板平移的支撑气缸4.5。模组定位槽位于夹片限位槽的正上方。浮动安装板上设有模组过口，模组定位槽贯穿模组定位座的上下表面。模组过口位于模组定位槽的正下方。模组定位槽的前后两侧分别设有顶紧气缸4.9，顶紧气缸用于顶紧模组定位槽内放置的IGBT模块7，顶紧气缸固定在模组定位座的外壁，模组定位座上设有与顶紧气缸一一对应的活塞杆过孔，活塞杆过孔连通模组定位座的外侧面与模组定位槽，顶紧气缸的活塞杆管过对应的活塞杆过孔。本实施例中，滑动支撑板为两块，两块滑动支撑板分布在模组定位槽的左右两侧，支撑气缸与滑动支撑板一一对应。

压装机构5包括位于模组定位座上方的压板5.1、设置在机架上用于升降压板的升降执行机构5.2及设置在压板下表面上的夹片压块5.3。升降执行机构为气缸或油缸或电动推杆，本实施例中，升降执行机构为由伺服电机驱动的电动推杆组成。机架上还设有竖直导柱，压板上设有与竖直导柱配合的竖向导套。

本实施例的IGBT模组压装设备的具体工作如下：

第一，将夹片8和绝缘纸放置到下定位结构的夹片限位槽内（该夹片的弹性夹子的开口朝上，绝缘纸放置在该夹片上），并使竖向浮动杆穿过夹片和绝缘纸的工艺孔内，以对夹片和绝缘纸进行限位；

将IGBT模块7放置到模组定位槽内（IGBT模块由于预粘结在一起两块芯片集成板与冷却板组成），IGBT模块支撑在滑动支撑板；接着，将夹片和绝缘纸放置到IGBT模块上方（该绝缘纸支撑与IGBT模块顶部，夹片的弹性夹子的开口朝下的放置在绝缘纸上），并使IGBT模块顶部的连接套（该连接套为冷却板上的连接套）插入夹片和绝缘纸工艺孔，以对夹片和绝缘纸进行限位；

第二，顶紧气缸伸出，将模组定位槽内放置的IGBT模块顶紧在模组定位槽内；接着，支撑气缸带动滑动支撑板移开到模组定位槽的一侧；如此，一方面可以通过顶紧气缸将IGBT模块顶紧在模组定位槽内，另一方面可以在IGBT模块的前后两侧留出空隙，以供夹片的弹性夹子伸入到模组定位槽内，来夹紧IGBT模块；

第三，升降执行机构带动压板下移到位，这个过程中，夹片压块先压住IGBT模块，接着，克服第二支撑弹簧的弹性力，带动浮动安装板、模组定位座和IGBT模块随压板一同下移，使下定位结构上的夹片和绝缘纸抵在IGBT模块的底部，然后将IGBT模块上下两侧的夹片和绝缘纸一起压装到IGBT模块上，这个过程中，IGBT模块克服第一支撑弹簧的弹性力，将竖向浮动杆下压，以避免竖向浮动杆与IGBT模块发生刚性碰撞，而影响夹片压装；

第四，升降执行机构带动压板上移复位，浮动安装板、模组定位座和IGBT模块在第二支撑弹簧的作用下复位，竖向浮动杆在第一支撑弹簧的的作用下复位；接着，支撑气缸带动滑动支撑板移至模组定位槽的下方，用于支撑IGBT模块，然后顶紧气缸收缩，最后，人工取出IGBT模块即可。

因而，本实施例的IGBT模组压装设备能够在同一压装工序中，一次完成IGBT模组的两个夹片的压装，从而提高IGBT模组的夹片装配效率，降低劳动强度。

进一步的，如图1 、图2、图4所示，模组定位座设置有两个压块过孔，两个压块过孔位于模组定位槽的左右两侧，且压块过孔与模组定位槽连通，压块过孔内设有动压块4.6，浮动安装板上设有与动压块一一对应的定位气缸4.7，定位气缸用于驱动对应的动压块沿压块过孔移动。如此，在IGBT模块放置到模组定位槽内后，左右两侧的定位气缸与前后两侧的顶紧气缸可以同时伸出，将模组定位槽内的IGBT模块定位在准确的位置。

模组定位座由左右两个对称分布的定位座块组成，两个定位座块的相对两侧面上各设置有一个定位槽口，两个定位座块上定位槽口构成所述的模组定位槽。本实施例中，顶紧气缸为四个，每个定位座块上设有两个顶紧气缸，定位座块上的两个顶紧气缸分布在定位座块的前后两侧。安装平板上设有竖直导套，浮动安装板上设有与竖直导套配合的竖直导杆4.8，第二支撑弹簧套设在竖直导杆上，第二支撑弹簧位于浮动安装板与安装平板之间。

进一步的，如图1 、图2、图3所示，IGBT模组压装设备还包括防误装滑动支撑装置6。安装平板上设有浮动杆过孔3.5，浮动杆过孔贯穿安装平板的上下表面。竖向浮动杆的下端伸入到浮动杆过孔内，具体的，当环形挡块抵在夹片定位板的下表面上时，竖向浮动杆的下端伸入到浮动杆过孔内，并且竖向浮动杆的下端靠近浮动杆过孔的下单。防误装滑动支撑装置6包括位于安装平板下方的水平导轨6.1、滑动座复位弹簧6.8、沿水平导轨滑动的滑动座6.2、设置在水平导轨一端的滑动座限位块6.5、固定在滑动座上的浮动杆挡板6.3、设置在滑动座上的驱动件6.6、固定在压板上的安装杆及设置在安装杆下端的滚轮6.4。滑动座在滑动座复位弹簧的作用下抵在滑动座限位块上，此时，浮动杆挡板位于浮动杆过孔的正下方，用于阻挡竖向浮动杆。驱动件位于安装平板的一侧，驱动件上设有导向斜面6.7。滚轮位于压板的下方，滚轮位于导向斜面的正上方。本实施例中，导向斜面的倾斜角度为60-80度。

在升降执行机构带动压板往和滚轮下移动的过程中，当滚轮抵在导向斜面上后，将克服滑动座复位弹簧的作用力，并通过驱动件带动滑动座和浮动杆挡板沿水平导轨滑动，并使浮动杆挡板与浮动杆过孔错开分布。

在夹片压装过程中，为了避免IGBT模块压在竖向浮动杆时，受到过大撞击力，第一支撑弹簧顶起竖向浮动杆的弹性力不能过大，一般比竖向浮动杆的重力略大即可；如此，虽然可以避免IGBT模块压在竖向浮动杆时，受到过大撞击力；但在操作者将夹片和绝缘纸放置到下定位结构的夹片限位槽内的过程中，很容易出现因操作者的疏忽，在夹片的工艺孔没有对准竖向浮动杆的情况下，将夹片压在夹片限位槽内并将竖向浮动杆压下，使夹片压入到夹片限位槽内，而这个过程中由于第一支撑弹簧顶起竖向浮动杆的弹性力不大，操作者往往没有感觉，使得下定位结构上的夹片的位置不准确，导致压装后的IGBT模块不合格，需要返工；为此本方案设置了防误装滑动支撑装置，其能够在不影响IGBT模组压装设备对夹片压装的情况下，有效解决上述问题，具体的，

由于在将夹片和绝缘纸放置到下定位结构的夹片限位槽内的过程中，滑动座在滑动座复位弹簧的作用下抵在滑动座限位块上，浮动杆挡板位于浮动杆过孔的正下方，用于阻挡竖向浮动杆，如此，

在将夹片和绝缘纸放置到夹片限位槽内的过程中，若出现夹片的工艺孔没有对准竖向浮动杆的情况下，操作者将夹片下压在夹片限位槽内时，将受到竖向浮动杆的阻挡，夹片无法压入到夹片限位槽内，从而提醒操作者夹片放置位置不对，使操作者调整夹片位置，直至夹片的工艺孔对准竖向浮动杆后，才能够将夹片顺利的放入到夹片限位槽内，以保证夹片的放置位置准确；

在升降执行机构带动压板下移，进行压装的过程中，在夹片压块压住浮动式模组定位结构上的IGBT模块之前，滚轮将先抵在导向斜面上，通过驱动件带动滑动座和浮动杆挡板沿水平导轨滑动，并使浮动杆挡板与浮动杆过孔错开分布；因而在此后的压装的过程中，竖向浮动杆能够下移，即IGBT模块克服第一支撑弹簧的弹性力后，可以将竖向浮动杆下压，以避免竖向浮动杆与IGBT模块发生刚性碰撞，而影响夹片压装；因而本方案的防误装滑动支撑装置，其能够在不影响IGBT模组压装设备对夹片压装的情况下，有效解决上述问题。

进一步的，如图3所示，防误装滑动支撑装置还包括固定在机架上的阻挡块，阻挡块与滑动座限位块位于滑动座的相对两侧，滑动座复位弹簧位于阻挡块与滑动座之间。滑动座上还设有与水平导轨平行的推杆，阻挡块上设有推杆过孔，推杆穿过推杆过孔，滑动座复位弹簧套设在推杆上。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。