一种固化炉、产品烘烤输送设备及加工方法

技术领域

本发明涉及加热设备领域，尤其涉及一种固化炉、产品烘烤输送设备及加工方法。

背景技术

目前市场上适用3C、汽车电子、半导体行业的固化烘烤，多采用垂直固化炉，3C、汽车电子、半导体行业产品在加热时需满足较为特殊的加热条件，否则影响胶水固化(产品所用不同胶水固化时间、温度等条件均不同)，进而影响产品质量，导致浪费，增加生产成本。

现有垂直固化炉存在以下缺点：1)垂直固化炉具有容置产品的腔体空间，空间较大，烘烤温度波动大，各个产品受热均匀性差，且故障率高；2)垂直固化炉存放产品数量有限，不利于批量加工，影响生产效率；3)烘烤时间不可设，烘烤时间有限制，而有些产品需要更长的烘烤时间；4)垂直固化炉内设置恒温，产品(进入之前，产品温度低于炉内温度)进入炉内时、以及加热后退出炉内(退出时，产品温度高于外界环境温度)时均会收到热冲击，对产品质量产生影响；5)当产品在固化炉内加热了预设时间需要取出移送至后段工序时，若后段工序所用设备存在故障，导致产品滞留在固化炉内无法移送，继续加热产品大大影响产品质量；6)对环境的依赖性过高，不具备扩展性，无法增加智能模块，如数据采集、通讯模块等，无法实现智能控制。

另外，在产品从装片、加热、出片的整个操作过程中，涉及的各个设备之间存在依赖关系，若某一设备出现问题，其后工序涉及的设备需要停止，如整线上的突然停线或故障无法应对(一旦出现线体后端的停线或故障必须由人工强制排板)，维护困难，极大影响产品质量，影响生产效率，也无法实现自动化生产。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种固化炉、产品烘烤输送设备及加工方法，所述技术方案如下：

本发明提供一种固化炉，其包括多个独立的烘烤箱以及用于放置在所述烘烤箱内的烘烤框，每一个烘烤箱内部具有一个或多个温区，所述烘烤箱包括箱本体和箱门，所述箱本体和箱门围合形成用于容纳所述烘烤框的封闭腔室，所述烘烤箱内部设置有用于调节各个温区温度的温控装置；

所述烘烤框包括箱体，所述箱体内具有中空空间，所述中空空间内沿其高度方向自上而下设置有多个支撑结构，所述支撑结构用于放置待加热的产品。

进一步地，每一个烘烤箱内部设置有供热风循环的风道，每一个温区内放置有一个烘烤框。

进一步地，所述温控装置包括控制器、与每个温区对应的加热元件以及与每个温区对应的温度感应器，所述温度感应器用于检测对应的温区的温度，并将检测结果发送至控制器，所述控制器用于根据所述检测结果调节所述温区内的温度，使所述温区内的温度达到预设的温度；

所述固化炉还包括与所述控制器连接的数据采集模块与通讯模块。

本发明还提供一种产品烘烤输送设备，其包括升降装载装置、堆垛装置、升降拆卸装置以及固化炉，所述固化炉包括多个烘烤箱以及用于放置在所述烘烤箱内的烘烤框；

所述升降装载装置用于将产品输送至烘烤框内，所述堆垛装置用于将烘烤框输送至烘烤箱内，并用于将完成加热的烘烤框输送至卸载位置；所述升降拆卸装置用于抓取位于卸载位置的烘烤框内的产品并使其离开所述烘烤框。

进一步地，所述升降装载装置包括第一升降模组、第一装载模组、第一驱动机构以及第二驱动机构，所述第一驱动机构用于驱动所述第一装载模组沿第一升降模组高度方向升降运动；所述第一装载模组包括第一装载轨道以及推杆，所述第二驱动机构用于驱动产品沿第一装载轨道移动，所述推杆用于推动产品至烘烤框内；

所述堆垛装置包括第二升降模组、堆垛组件、第三驱动机构以及第四驱动机构，所述第三驱动机构用于驱动所述堆垛组件沿第二升降模组高度方向升降运动，所述堆垛组件包括用于叉取烘烤框的叉驳平台，所述第四驱动机构用于驱动所述叉驳平台沿水平方向移动；

所述升降拆卸装置包括第三升降模组、第二装载模组、第五驱动机构以及第六驱动机构，所述第五驱动机构用于驱动所述第二装载模组沿第三升降模组高度方向升降运动；所述第二装载模组包括第二装载轨道以及钩件，所述钩件用于将位于烘烤框内完成加热的产品移送至第二装载轨道上，所述第六驱动机构用于驱动产品沿第二装载轨道移动。

进一步地，所述第一装载轨道包括两个相对设置的第一水平轨道，所述升降装载装置还包括用于调节两个第一水平轨道之间间距的第一调节机构；

所述第二装载轨道包括两个相对设置的第二水平轨道，所述升降拆卸装置还包括用于调节两个第二水平轨道之间间距的第二调节机构。

进一步地，所述产品烘烤输送设备还包括两个用于放置烘烤框的置物架，两个置物架分别位于所述固化炉的两侧，所述置物架设置有多个用于定位烘烤框的夹紧机构；所述固化炉还包括用于容置所述烘烤箱的壳体，所述壳体的至少一个侧面设置有报警灯条，所述报警灯条与温控装置电连接。

本发明又提供一种产品烘烤输送设备的加工方法，其包括如下步骤：

S1、先将产品输送至升降装载装置，再利用升降装载装置将产品输送至烘烤框内；

S2、利用堆垛装置将步骤S1中的烘烤框输送至固化炉的烘烤箱内，烘烤箱对烘烤框内产品加热，当烘烤箱的加热时间达到预设的加热时间阈值，且加热温度达到预设的加热温度阈值时，再利用堆垛装置将完成加热的烘烤框输送至卸载位置；

S3、利用升降拆卸装置将步骤S2中位于卸载位置的烘烤框内的产品移送至所述烘烤框外。

进一步地，步骤S1中，所述烘烤框位于一个置物架上，所述置物架设置在固化炉的一侧；步骤S2中，所述卸载位置处设置有另一个置物架，所述置物架设置在固化炉的另一侧。

进一步地，由所述的产品烘烤输送设备执行。

本发明提供的技术方案带来的有益效果如下：

a.本发明设计的产品烘烤输送设备，可实现多温区多段温度可控，可实现烘烤过程中的升温、保温、降温的精细化控制，可应对一些对升温斜率有要求或者对热冲击比较敏感的特殊产品，保证产品质量；使用多温区封闭式烘烤，解决了区间内温度不均衡导致的温差波动问题；

b.本发明设计的产品烘烤输送设备，设置烘烤框，可以放置不同尺寸、不同形状、不同数量的产品，使用更灵活，提高烘烤容量；针对不同产品，无需改造烘烤箱，只需设计对应的烘烤框即可，大大降低生产成本，具有通用性；

c.本发明提供的产品烘烤输送设备温差小，故障率低，支持多种通讯对接，模块化设计维护方便，应用广泛。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的产品烘烤输送设备的主视图；

图2是本发明实施例提供的产品烘烤输送设备的立体图；

图3是本发明实施例提供的固化炉的立体图；

图4是本发明实施例提供的固化炉的内部立体图；

图5是本发明实施例提供的烘烤框的立体图；

图6是本发明实施例提供的置物架的立体图；

图7是本发明实施例提供的升降装载装置的立体图；

图8是图7的放大图；

图9是本发明实施例提供的堆垛装置的立体图；

图10是本发明实施例提供的升降拆卸装置的立体图；

图11是图10的放大图。

其中，附图标记包括：1-烘烤箱，11-风道，12-热排风电机，13-热循环电机，14-冷空气过滤装置，15-自动开闭门机构，2-烘烤框，21-支撑结构，3-升降装载装置，31-第一升降模组，32-第一驱动机构，33-第二驱动机构，34-第一装载轨道，35-推杆，36-第一调节机构，37-第一气缸，4-堆垛装置，41-第二升降模组，42-第三驱动机构，43-第四驱动机构，44-叉驳平台，5-升降拆卸装置，51-第三升降模组，52-第五驱动机构，53-第六驱动机构，54-第二装载轨道，55-钩件，56-第二调节机构，57-第二气缸，6-产品，7-置物架，71-夹紧机构，8-报警灯条。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

在本发明的一个实施例中，提供了一种固化炉，具体结构参见图3和图4，所述固化炉包括多个独立的烘烤箱1以及用于放置在所述烘烤箱1内的烘烤框2。

本发明提供的固化炉中加工产品为3C、汽车电子、半导体行业。

每一个烘烤箱1内部具有一个或多个温区，所述烘烤箱1包括箱本体和箱门，所述烘烤箱1的箱门能够沿所述箱本体的高度方向上下移动(通过设置自动开闭门机构15实现)。所述箱本体和箱门围合形成用于容纳所述烘烤框2的封闭腔室，所述烘烤箱1内部设置有用于调节各个温区温度的温控装置。每个温区独立控制，满足1秒～2小时内任意烘烤时间设置。

所述温控装置的具体结构如下：其包括控制器、与每个温区对应的加热元件以及与每个温区对应的温度感应器，所述温度感应器用于检测对应的温区的温度，并将检测结果发送至控制器，所述控制器用于根据所述检测结果调节所述温区内的温度，使所述温区内的温度达到预设的温度。可实现多温区多段温度可控，可实现烘烤过程中的升温、保温、降温的精细化控制，可应对一些对升温斜率有要求或者对热冲击比较敏感的特殊产品，保证产品质量。使用多温区封闭式烘烤，解决了区间内温度不均衡导致的温差波动问题。

每一个温区内放置有一个烘烤框2，所述烘烤框2包括箱体，参见图5，所述箱体内具有中空空间，所述中空空间内沿其高度方向自上而下设置有多个支撑结构21，所述支撑结构用于放置待加热的产品6，所述支撑结构21包括两个相对设置的卡槽，两个卡槽位于同一水平面，两个卡槽内放置一个产品。所述烘烤框2的一侧具有开口，通过此开口将产品放入中空空间内。设置烘烤框2，可以放置不同尺寸、不同形状、不同数量的产品，使用更灵活，提高烘烤容量；针对不同产品，无需改造烘烤箱，只需设计对应的烘烤框2即可，大大降低生产成本，具有通用性。所述烘烤框2由耐高温金属材质制成。

所述温区的形成如下：所述烘烤箱1的箱本体沿其高度方向的顶端内侧壁与底端内侧壁之间固定连接有隔热板，且所述隔热板将箱本体内的加热区分割形成多个温区。

每一个烘烤箱1内部设置有供热风循环的风道11，所述风道11为热排风管道，能在最短时间内将烘烤箱温度提升到一个均衡平顺的状态，所述烘烤箱1内还包括热排风电机12、热循环电机13和冷空气过滤装置14。

所述固化炉还包括与所述控制器连接的数据采集模块与通讯模块，模块化设计，可实现烘烤温度、烘烤周期、智能对接、数据采集等多方面功能的拓展。

本发明还提供一种产品烘烤输送设备，其包括升降装载装置3、堆垛装置4、升降拆卸装置5以及固化炉，所述固化炉包括多个独立的烘烤箱1以及用于放置在所述烘烤箱1内的烘烤框2，所述升降装载装置3用于将产品6输送至烘烤框2内，所述堆垛装置4用于将烘烤框2输送至烘烤箱1内，并用于将完成加热的烘烤框2输送至卸载位置；所述升降拆卸装置5用于抓取位于卸载位置的烘烤框2内的产品6并使其离开所述烘烤框2，可实现产品从进料、加热、出料的自动化加工过程。

所述升降装载装置3的具体结构如下：参见图7和图8，所述升降装载装置3用于将产品6输送至烘烤框2内，其包括第一升降模组31、第一装载模组、第一驱动机构32以及第二驱动机构33，所述第一驱动机构32用于驱动所述第一装载模组34沿第一升降模组31高度方向升降运动；所述第一装载模组包括第一装载轨道34以及推杆35，所述第二驱动机构33用于驱动产品6沿第一装载轨道34移动，所述推杆35用于推动产品6至烘烤框2内。

所述推杆35由防静电材质制成，当推杆推动第一装载轨道34上产品进入烘烤框2内时，不会产生静电，有效保护产品。

所述升降装载装置3还包括第一气缸37与滑轨，所述滑轨的长度方向与产品传送方向一致，在所述第一气缸的驱动下，所述推杆35沿滑轨的长度方向移动，进而推动产品6至烘烤框2内。所述第一气缸优选为无杆气缸。

所述第一驱动机构32优选为升降伺服马达，所述第二驱动机构33优选为输送步进马达。

所述第一装载轨道34包括两个相对设置的第一水平轨道，每一个第一水平轨道上设置有传动机构，所述传动机构具有多种结构，其中一种具体结构如下：所述传动机构包括主动轮、从动轮以及用于连接所述主动轮与从动轮之间的传送带，在所述第二驱动机构33的驱动下，所述传送带运动以带动位于两个第一水平轨道上的产品移动。

所述升降装载装置3还包括用于调节两个第一水平轨道之间间距的第一调节机构36，所述第一调节机构36的具体结构如下：其包括设置在两个第一水平轨道之间的至少一个滚珠丝杆，所述滚珠丝杆上螺母与一个第一水平轨道连接，在螺母沿滚珠丝杆长度方向移动时，可带动一个第一水平轨道移动，进而可调节两个第一水平轨道之间的间距。

所述第一调节机构36还包括第一传动组件和电机，所述第一传动组件包括主动轮、从动轮以及用于连接所述主动轮和从动轮的传动带，所述主动轮套设在一滚珠丝杆的外端部，所述从动轮套设在另一滚珠丝杆的外端部，所述电机驱动所述主动轮转动，以带动从动轮转动，进而带动滚珠丝杆上螺母沿其丝杆长度方向移动，进而带动一个第一水平轨道移动。

所述堆垛装置4的具体结构如下：参见图9，其包括第二升降模组41、堆垛组件、第三驱动机构42以及第四驱动机构43，所述第三驱动机构42用于驱动所述堆垛组件沿第二升降模组41高度方向升降运动，所述堆垛组件包括用于叉取烘烤框2的叉驳平台44，所述第四驱动机构43用于驱动所述叉驳平台44沿水平方向移动，即向靠近或远离所述烘烤框方向移动。所述堆垛组件优选为两段式伸缩料叉。

所述升降拆卸装置5的具体结构如下：参见图10和图11，其包括第三升降模组51、第二装载模组、第五驱动机构52以及第六驱动机构53，所述第五驱动机构52用于驱动所述第二装载模组沿第三升降模组51高度方向升降运动；所述第二装载模组包括第二装载轨道54以及钩件55，所述钩件55用于将位于烘烤框2内完成加热的产品6移送至第二装载轨道54上，所述第六驱动机构53用于驱动产品6沿第二装载轨道54移动。

所述升降拆卸装置5还包括第二气缸57与滑轨，所述滑轨的长度方向与产品传送方向一致，在所述第二气缸的驱动下，所述钩件55沿滑轨的长度方向移动，进而将烘烤框2内产品6钩出。所述第二气缸优选为无杆气缸。

所述钩件55具有连接部和钩接部，所述钩接部和连接部优选垂直设置，所述连接部能够沿滑轨移动，所述钩接部可将烘烤框2内产品6钩出。

所述第二装载轨道54包括两个相对设置的第二水平轨道，每一个第一水平轨道上设置有传动机构，所述传动机构具有多种结构，其中一种具体结构如下：所述传动机构包括主动轮、从动轮以及用于连接所述主动轮与从动轮之间的传送带，在所述第六驱动机构53的驱动下，所述传送带运动以带动位于两个第二水平轨道上的产品移动。

所述升降拆卸装置5还包括用于调节两个第二水平轨道之间间距的第二调节机构56，所述第二调节机构56还包括第二传动组件和电机，所述第一传动组件包括主动轮、从动轮以及用于连接所述主动轮和从动轮的传动带，所述主动轮套设在一滚珠丝杆的外端部，所述从动轮套设在另一滚珠丝杆的外端部，所述电机驱动所述主动轮转动，以带动从动轮转动，进而带动滚珠丝杆上螺母沿其丝杆长度方向移动，进而带动一个第二水平轨道移动。

所述产品烘烤输送设备还包括两个用于放置烘烤框2的置物架7，所述置物架7具有多个中空腔室，每一个中空腔室用于放置一个烘烤框2，两个置物架7分别位于所述固化炉的两侧，所述置物架7设置有多个用于定位烘烤框2的夹紧机构71，每一个中空腔室内设置有上下相对设置的支撑板，所述烘烤框2放置在下部的支撑板上，优选地，位于上部的支撑板上的四个角均设置有夹紧机构71，所述夹紧机构71用于夹紧烘烤框2的相对两侧面(不包括具有开口的一侧面)，以限制烘烤框移动。所述夹紧机构71包括气缸以及与气缸内的活塞杆连接的抵接板，所述抵接板用于与烘烤框2的侧面抵触。

所述固化炉还包括用于容置所述烘烤箱1的壳体，所述壳体的至少一个侧面设置有报警灯条8，所述报警灯条8与温控装置电连接。

本发明还提供一种产品烘烤输送设备的加工方法，其包括如下步骤：

S1、先将产品输送至升降装载装置，再利用升降装载装置将产品输送至烘烤框内，直至烘烤框内装满产品，一个烘烤框内能放入至少50片产品，产品为片状结构；

S2、利用堆垛装置将步骤S1中的烘烤框输送至固化炉的烘烤箱内，烘烤箱对烘烤框内产品加热，当烘烤箱的加热时间达到预设的加热时间阈值，且加热温度达到预设的加热温度阈值时，再利用堆垛装置将完成加热的烘烤框输送至卸载位置；

S3、利用升降拆卸装置将步骤S2中位于卸载位置的烘烤框内的产品移送至所述烘烤框外，使位于卸载位置的烘烤框内的产品离开所述烘烤框。

其中，步骤S1中，所述烘烤框位于一个置物架上，所述置物架设置在固化炉的一侧；步骤S2中，所述卸载位置处设置有另一个置物架，所述置物架设置在固化炉的另一侧。

所述步骤S1的具体过程如下：先将产品输送至升降装载装置(进板，即产品输送至第一装载轨道上)，再利用升降装载装置将产品输送至烘烤框内(这一步骤：所述第一驱动机构驱动所述第一装载模组沿第一升降模组高度方向移动至对应烘烤框待装片的位置(升降上板)，所述第二驱动机构驱动产品沿第一装载轨道移动，然后推杆推动第一装载轨道上的产品至烘烤框内待装片的位置(装框))，所述烘烤框固定设置在置物架内，此置物架设置在固化炉的左侧。

所述步骤S2的具体过程如下：利用堆垛装置将步骤S1中的置物架内的烘烤框(已装满产品)输送至烘烤箱内(堆垛上框)，烘烤箱对烘烤框内产品加热(烘烤)，每一个烘烤箱可计算烘烤时间，加热过程为独立升温、保温和降温，针对不同产品所需最高加热温度进行任意设置，从低温升高至高温所需时间短，控温偏差为±1℃，温度波动为±2℃，定时设置1秒至2小时恒温定时，控温方式为PID双数显智能控温。

待加热结束后，再利用堆垛装置将完成加热的烘烤框从烘烤箱中取出并输送至卸载位置(堆垛下框)，所述卸载位置处设置有另一个置物架，所述置物架设置在固化炉的右侧，所述堆垛装置将完成加热的烘烤框放入置物架内等待产品取出。

所述步骤S3的具体过程如下：升降下板：利用升降拆卸装置抓取步骤S2中位于卸载位置的烘烤框内的产品并使其离开所述烘烤框，升降拆卸装置依次将卸载位置的烘烤框内的产品一一钩出，钩出的产品输送至下一制程，具体地，所述第五驱动机构52驱动所述第二装载模组沿第三升降模组51高度方向运动至对应烘烤框的一产品处，所述钩件55将此产品6移送至第二装载轨道54，所述第六驱动机构53驱动产品6沿第二装载轨道54移动。

上述操作过程包括进板、升降上板、装框、堆垛上框、烘烤、堆垛下框、升降下板和出板，即可实现烘烤过程中的升温、保温、降温的精细化控制，又可实现各个装置之间独立控制，实现自动化生产，提高产品质量和生产效率。

本发明提供的所述的产品烘烤输送设备的加工方法，由上述的产品烘烤输送设备执行。

本发明提供的产品烘烤输送设备还包括滑轨，所述堆垛装置4能够沿所述滑轨的长度方向移动。

本发明提供的产品烘烤输送设备温差小(控温偏差±1℃，测温偏差±2℃升温斜率最小可设置为2℃)，故障率低(相比传统垂直固化炉下降30％)，支持多种通讯对接(MES，ERP，SECS/GEM)，模块化设计维护方便，应用广泛(3C、汽车电子、半导体封测领域的烘烤、固化和老化都可以使用)。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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。