CN113654585A - 用于压力传感器和加速度传感器标定的自动化设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于压力传感器和加速度传感器标定的自动化设备，包括：上料组件；第一抓取组件，第一抓取组件与上料组件配合，用于转移上料组件中的待测试传感器；测试组件，测试组件用于测量第一抓取组件转移过来的待测试传感器；第二抓取组件，第二抓取组件与测试组件配合，用于转移测试组件上测量后的传感器。本申请提供的上述方案，通过第一抓取组件和第二抓取组件的配合使用，无需人工介入，全程自动化操作，极大提升了整体生产效率，同时也降低了人为操作的风险。
Description
技术领域
本发明涉及传感器技术领域，特别是涉及一种用于压力传感器和加速度传感器标定的自动化设备。
背景技术
近年来，得益于汽车电子和消费电子行业的高速成长，全球MEMS(全称为MicroElectromechanical System，即微机电***)传感器行业发展势头非常迅猛，国内市场对硅麦克风、加速度传感器、陀螺仪、高精度压力传感器、气体传感器等MEMS传感器的需求快速增长。其中，压力传感器和加速度传感器几乎占据了50％的MEMS传感器市场份额。
无论何种传感器，都需要在投入使用前进行校准，也称之为标定，标定中最重要的组成部分之一就是温度标定；常规温度标定至少需要两个温度点，标定结束后的验证，需要至少两个温度点；即使将标定和验证温度点重合，也会至少需要三个温度点。
目前针对压力传感器和加速度传感器的标定，国际上已有若干较为成熟的自动化生产方案，比如德国XCERRA的Multitest和意大利SPEA的HT3580，XCERRA的Multitest以及SPEA的HT3580总体结构上分为上料工位、测试工位和下料工位三大部分，虽然设备运行稳定性以及控温精度等都非常出色，但由于传感器的温度校准特性需要，芯片必须至少在同一台设备中流转三次，每次流转都需要人工介入，不可避免的降低了生产效率。
发明内容
基于此，有必要针对现有的压力传感器和加速度传感器标定设置在使用时，效率低下的问题，提供一种用于压力传感器和加速度传感器标定的自动化设备。
本发明提供了一种用于压力传感器和加速度传感器标定的自动化设备，包括：
上料组件；
第一抓取组件，所述第一抓取组件与所述上料组件配合，用于转移所述上料组件中的待测试传感器；
测试组件，所述测试组件用于测量所述第一抓取组件转移过来的待测试传感器；
第二抓取组件，所述第二抓取组件与所述测试组件配合，用于转移所述测试组件上测量后的传感器。
上述用于压力传感器和加速度传感器标定的自动化设备，通过第一抓取组件和第二抓取组件的配合使用，无需人工介入，全程自动化操作，极大提升了整体生产效率，同时也降低了人为操作的风险。
在其中一个实施例中，所述上料组件包括第一箱体和上料盘，所述第一抓取组件包括第一机械臂和第一夹爪，所述第一夹爪和所述第一机械臂连接；
所述上料盘和所述第一机械臂均设置在所述第一箱体上，所述第一机械臂用于控制所述第一夹爪转移所述上料盘内待测试传感器。
在其中一个实施例中，所述上料组件还包括空盘转运件，所述空盘转运件包括皮带传送机构，所述皮带传送机构设置在所述第一箱体上。
在其中一个实施例中，还包括第二箱体，所述第二箱体与所述第一箱体紧贴，多个所述测试组件并列设置在所述第二箱体上。
在其中一个实施例中，所述测试组件包括U型支撑座、电缸、上压力腔、下压力腔、加热及检测模块、电路板以及控制器；
所述U型支撑座设置在所述第二箱体上，所述U型支撑座上的第一侧板与所述第二箱体的上表面紧贴，所述上压力腔设置在所述U型支撑座上的第二侧板朝向第一侧板的一侧，所述下压力腔设置在所述第一侧板朝向所述第二侧板的一侧，所述电缸沿从上到下方向穿过所述第二侧板后与所述上压力腔连接，所述加热及检测模块设置在所述上压力腔上，所述电路板设置在所述下压力腔朝向所述上压力腔的一侧，所述加热及检测模块和所述电路板分别通过导线与所述控制器连接。
在其中一个实施例中，所述测试组件还包括走线拖链，所述走线拖链设置在所述U型支撑座上，所述加热及检测模块通过所述走线拖链与所述控制器连接。
在其中一个实施例中，所述测试组件还包括第一密封圈和第二密封圈，所述第一密封圈设置在所述上压力腔朝向所述下压力腔的一侧，所述第二密封圈设置在所述下压力腔朝向所述上压力腔的一侧。
在其中一个实施例中，还包括第三箱体、第一不良品放置盘以及合格品放置盘；
所述第二抓取组件包括第二机械臂和第二夹爪，所述第二夹爪和所述第二机械臂连接，所述第三箱体与所述第二箱体紧贴，所述第三箱体和所述第一箱***于所述第二箱体的相对两侧，所述第一不良品放置盘固定设置在所述第三箱体上，所述合格品放置盘设置在所述第三箱体上，且所述合格品放置盘能够在所述第三箱体上移动，所述第二机械臂用于控制所述第二夹爪将所述测试组件上测量后的传感器转移到对应的所述第一不良品放置盘或所述合格品放置盘中。
在其中一个实施例中，还包括第二不良品放置盘和皮带输送机构，所述皮带输送机构设置在所述第三箱体上，所述合格品放置盘和所述第二不良品放置盘分别放置在对应的皮带输送机构上。
在其中一个实施例中，还包括第三机械臂、替换盘以及升降机构，所述第三机械臂和所述升降机构均设置在所述第三箱体上，所述替换盘设置在所述升降机构上，所述第三机械臂上的第三夹爪用于转移所述替换盘。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的用于压力传感器和加速度传感器标定的自动化设备的结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为图1中的局部示意图；
图4为图3去除第二箱体后的示意图；
图5为图4中的局部示意图；
图6为图5中去除U型支撑座后的示意图；
图7为图5中的上压力腔示意图；
图8为图5中的U型支撑座示意图。
图中标记如下：
10、第一箱体；20、第一机械臂；30、上料盘；40、空盘转运件；50、第二箱体；60、测试组件；601、U型支撑座；60111、第一侧板；60112、第二侧板；60113、第三侧板；602、电缸；603、上压力腔；6031、第一密封圈；604、走线拖链；605、下压力腔；606、加热及检测模块；607、第一进气孔；608、电路板；609、第二进气孔；6010、电路板出线接头；6011、测试芯片；701、第一中转台；702、第二中转台；703、第三中转台；80、第三箱体；90、第二机械臂；100、第三机械臂；110、第一不良品放置盘；120、合格品放置盘；130、第二不良品放置盘；140、替换盘。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“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。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。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。
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；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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
如图1所示，本发明一实施例中，提供了一种用于压力传感器和加速度传感器标定的自动化设备，包括：上料组件、第一抓取组件、测试组件60以及第二抓取组件，其中，第一抓取组件与上料组件配合，用于转移上料组件中的待测试传感器，测试组件60用于测量第一抓取组件转移过来的待测试传感器，第二抓取组件与测试组件60配合，用于转移测试组件60上测量后的传感器。
采用上述技术方案，通过第一抓取组件和第二抓取组件的配合使用，无需人工介入，全程自动化操作，极大提升了整体生产效率，同时也降低了人为操作的风险。
在一些实施例中，如图1并结合图2所示，本申请中的上料组件包括第一箱体10和上料盘30，第一抓取组件包括第一机械臂20和第一夹爪，其中，第一夹爪和第一机械臂20连接，上料盘30和第一机械臂20均设置在第一箱体10上，第一机械臂20用于控制第一夹爪转移上料盘30内待测试传感器。
具体地，上述第一箱体10上设置有皮带传送机构，由于皮带传送机构为现有技术，此处不再累述，上料盘30放置在皮带传送机构，通过皮带传送机构带动上料盘30移动，从而方便了上料盘30在第一箱体10上移动，待测试传感器放置在上料盘30内。
在使用时，当皮带传送机构将上料盘30移动到预设位置后，皮带传送机构停止转动，此时，控制第一机械臂20上的第一夹爪抓取上料盘30内的待测试传感器，并将抓取的待测试传感器放置到预设位置即可。
在一些实施例中，如图1并结合图2所示，本申请中的上料组件还包括空盘转运件40，该空盘转运件40包括皮带传送机构，皮带传送机构设置在第一箱体10上。
在使用时，当上料盘30内的待测试传感器被抓取完后，控制第一机械臂20上的第一夹爪将抓取完传感器的上料盘30放置到空盘转运件40上输送走即可，从而方便了抓取完传感器的上料盘30的转运。
在一些实施例中，如图1并结合图2所示，本申请中的用于压力传感器和加速度传感器标定的自动化设备还包括第二箱体50，该第二箱体50与第一箱体10紧贴，多个测试组件60并列设置在第二箱体50上。多个测试组件60的设置，方便了对传感器多点温度标定验证的一次性完成，从而极大的提升了自动化生产的效率。
在一些实施例中，如图5并结合图6、图8所示，本申请中的测试组件60包括U型支撑座601、电缸602、上压力腔603、下压力腔605、加热及检测模块606、电路板608以及控制器，其中，U型支撑座601设置在第二箱体50上，U型支撑座601上的第一侧板60111与第二箱体50的上表面紧贴，上压力腔603设置在U型支撑座601上的第二侧板60112朝向第一侧板60111的一侧，下压力腔605设置在第一侧板60111朝向第二侧板60112的一侧，电缸602沿从上到下方向穿过第二侧板60112后与上压力腔603连接，加热及检测模块606设置在上压力腔603上，电路板608设置在下压力腔605朝向上压力腔603的一侧，加热及检测模块606和电路板608分别通过导线与控制器连接。
在使用时，控制第一机械臂20上的第一夹爪抓取上料盘30内的待测试传感器，并将抓取的待测试传感器放置到第一中转台701上(如图3或者图4)，然后再把第一中转台701上的待测试传感器抓取放置到电路板608上，如图6所示的测试芯片6011即为待测试传感器，然后控制器控制电缸602带动上压力腔603向下压力腔605靠近，直到上压力腔603和下压力腔605紧贴为止，此时，加热及检测模块606启动，同时将检测结果通过控制器发送给主机，由于该检测的过程为现有技术，此处不再具体累述。
进一步地，当上压力腔603扣合在下压力腔605后，为了方便给上压力腔603和下压力腔605之间形成的腔体充压，如图6所示，本申请中的上压力腔603上设置有第一进气孔607，下压力腔605上设置有第二进气孔609。
在一些实施例中，为了方便连接导线，如图5或者图6所示，本申请中的测试组件60还包括走线拖链604，该走线拖链604设置在U型支撑座601上，加热及检测模块606通过走线拖链604与控制器连接，电路板608上的电路板出线接头6010也通过走线拖链604与控制器连接。
在一些实施例中，为了确保上压力腔603扣合在下压力腔605上后的密封性，如图7所示，本申请中的测试组件60还包括第一密封圈6031和第二密封圈，第一密封圈6031设置在上压力腔603朝向下压力腔605的一侧，第二密封圈设置在下压力腔605朝向上压力腔603的一侧。
在一些实施例中，如图1并结合图2所示，本申请中的用于压力传感器和加速度传感器标定的自动化设备还包括第三箱体80、第一不良品放置盘110以及合格品放置盘120，第二抓取组件包括第二机械臂90和第二夹爪，其中，第二夹爪和第二机械臂90连接，第三箱体80与第二箱体50紧贴，第三箱体80和第一箱体10位于第二箱体50的相对两侧，第一不良品放置盘110固定设置在第三箱体80上，合格品放置盘120设置在第三箱体80上，且合格品放置盘120能够在第三箱体80上移动，第二机械臂90用于控制第二夹爪将测试组件60上测量后的传感器转移到对应的第一不良品放置盘110或合格品放置盘120中。
在使用时，通过第一机械臂20上的第一夹爪抓取上料盘30内的待测试传感器，并将抓取的待测试传感器放置到第一中转台701上和第二中转台702上(如图3或者图4)，然后再把第一中转台701和第二中转台702上的待测试传感器抓取放置到对应的测试组件60上，待测试完成后，控制器控制第二机械臂90上的第二夹爪将测试完成后的传感器放置到第三中转台703上，然后将第三中转台703上的传感器放置到对应的第一不良品放置盘110或者合格品放置盘120中即可。
在一些实施例中，如图1所示，本申请中的用于压力传感器和加速度传感器标定的自动化设备还包括第二不良品放置盘130和皮带输送机构，皮带输送机构设置在第三箱体80上，合格品放置盘120和第二不良品放置盘130分别放置在对应的皮带输送机构上。
具体地，本申请中的第三箱体80上设置有两个皮带输送机构，其中一个皮带输送机构上放置合格品放置盘120，另一个皮带输送机构上放置第二不良品放置盘130，当第一不良品放置盘110内放置的传感器达到预设数量后，将多余的不良品放置到第二不良品放置盘130内，在第二不良品放置盘130内放置的传感器达到预设数量后，启动对应的皮带输送机构将第二不良品放置盘130运走即可；同时，由于合格品放置盘120也放置在对应的皮带输送机构上，从而方便了合格品放置盘120的转移。
在一些实施例中，如图1并结合图2所示，本申请中的用于压力传感器和加速度传感器标定的自动化设备还包括第三机械臂100、替换盘140以及升降机构，其中，第三机械臂100和升降机构均设置在第三箱体80上，替换盘140设置在升降机构上，第三机械臂100上的第三夹爪用于转移替换盘140。
在使用时，当合格品放置盘120内的传感器或第二不良品放置盘130内的传感器达到预设数量后被转移走后，启动升降机构，该升降机构可选用电动伸缩杆，电动伸缩杆带动替换盘140升高到预设高度，然后第三机械臂100上的第三夹爪抓取替换盘140并将替换盘140放置到对应的皮带输送机构上即可。
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。
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。
Claims (10)
1.一种用于压力传感器和加速度传感器标定的自动化设备，其特征在于，包括：
上料组件；
第一抓取组件，所述第一抓取组件与所述上料组件配合，用于转移所述上料组件中的待测试传感器；
测试组件(60)，所述测试组件(60)用于测量所述第一抓取组件转移过来的待测试传感器；
第二抓取组件，所述第二抓取组件与所述测试组件(60)配合，用于转移所述测试组件(60)上测量后的传感器。
2.根据权利要求1所述的用于压力传感器和加速度传感器标定的自动化设备，其特征在于，所述上料组件包括第一箱体(10)和上料盘(30)，所述第一抓取组件包括第一机械臂(20)和第一夹爪，所述第一夹爪和所述第一机械臂(20)连接；
所述上料盘(30)和所述第一机械臂(20)均设置在所述第一箱体(10)上，所述第一机械臂(20)用于控制所述第一夹爪转移所述上料盘(30)内待测试传感器。
3.根据权利要求2所述的用于压力传感器和加速度传感器标定的自动化设备，其特征在于，所述上料组件还包括空盘转运件(40)，所述空盘转运件(40)包括皮带传送机构，所述皮带传送机构设置在所述第一箱体(10)上。
4.根据权利要求2所述的用于压力传感器和加速度传感器标定的自动化设备，其特征在于，还包括第二箱体(50)，所述第二箱体(50)与所述第一箱体(10)紧贴，多个所述测试组件(60)并列设置在所述第二箱体(50)上。
5.根据权利要求4所述的用于压力传感器和加速度传感器标定的自动化设备，其特征在于，所述测试组件(60)包括U型支撑座(601)、电缸(602)、上压力腔(603)、下压力腔(605)、加热及检测模块(606)、电路板(608)以及控制器；
所述U型支撑座(601)设置在所述第二箱体(50)上，所述U型支撑座(601)上的第一侧板(60111)与所述第二箱体(50)的上表面紧贴，所述上压力腔(603)设置在所述U型支撑座(601)上的第二侧板(60112)朝向第一侧板(60111)的一侧，所述下压力腔(605)设置在所述第一侧板(60111)朝向所述第二侧板(60112)的一侧，所述电缸(602)沿从上到下方向穿过所述第二侧板(60112)后与所述上压力腔(603)连接，所述加热及检测模块(606)设置在所述上压力腔(603)上，所述电路板(608)设置在所述下压力腔(605)朝向所述上压力腔(603)的一侧，所述加热及检测模块(606)和所述电路板(608)分别通过导线与所述控制器连接。
6.根据权利要求5所述的用于压力传感器和加速度传感器标定的自动化设备，其特征在于，所述测试组件(60)还包括走线拖链(604)，所述走线拖链(604)设置在所述U型支撑座(601)上，所述加热及检测模块(606)通过所述走线拖链(604)与所述控制器连接。
7.根据权利要求5所述的用于压力传感器和加速度传感器标定的自动化设备，其特征在于，所述测试组件(60)还包括第一密封圈(6031)和第二密封圈，所述第一密封圈(6031)设置在所述上压力腔(603)朝向所述下压力腔(605)的一侧，所述第二密封圈设置在所述下压力腔(605)朝向所述上压力腔(603)的一侧。
8.根据权利要求5所述的用于压力传感器和加速度传感器标定的自动化设备，其特征在于，还包括第三箱体(80)、第一不良品放置盘(110)以及合格品放置盘(120)；
所述第二抓取组件包括第二机械臂(90)和第二夹爪，所述第二夹爪和所述第二机械臂(90)连接，所述第三箱体(80)与所述第二箱体(50)紧贴，所述第三箱体(80)和所述第一箱体(10)位于所述第二箱体(50)的相对两侧，所述第一不良品放置盘(110)固定设置在所述第三箱体(80)上，所述合格品放置盘(120)设置在所述第三箱体(80)上，且所述合格品放置盘(120)能够在所述第三箱体(80)上移动，所述第二机械臂(90)用于控制所述第二夹爪将所述测试组件(60)上测量后的传感器转移到对应的所述第一不良品放置盘(110)或所述合格品放置盘(120)中。
9.根据权利要求8所述的用于压力传感器和加速度传感器标定的自动化设备，其特征在于，还包括第二不良品放置盘(130)和皮带输送机构，所述皮带输送机构设置在所述第三箱体(80)上，所述合格品放置盘(120)和所述第二不良品放置盘(130)分别放置在对应的皮带输送机构上。
10.根据权利要求9所述的用于压力传感器和加速度传感器标定的自动化设备，其特征在于，还包括第三机械臂(100)、替换盘(140)以及升降机构，所述第三机械臂(100)和所述升降机构均设置在所述第三箱体(80)上，所述替换盘(140)设置在所述升降机构上，所述第三机械臂(100)上的第三夹爪用于转移所述替换盘(140)。
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- 2021-08-11 CN CN202110927581.3A patent/CN113654585A/zh active Pending
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