本發(fā)明涉及自動化領域，特別是涉及一種熱電材料的自動化封裝流水線。

背景技術(shù)：

隨著半導體技術(shù)發(fā)展，熱電材料以其獨特的性能，在熱電發(fā)電和熱電致冷領域發(fā)揮著重要作用。熱電材料有著體積小，重量輕，溫度可控，無污染以及使用壽命長的特點，有著廣闊的應用前景。

在熱電片生產(chǎn)制作過程中，首先需要將熱電材料切割為若干個小的顆粒；然后篩選出合格的顆粒；再將合格的顆粒填充到模具中；再將填充到模具中的顆粒經(jīng)端面焊接和導線焊接等工藝后才能得到所需的熱電材料產(chǎn)品。傳統(tǒng)工藝中均是人工處理每個工序，不僅影響了生產(chǎn)效率，并造成了人力資源的極大浪費。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于上述問題，本發(fā)明提供了一種能夠提高生產(chǎn)效率、節(jié)約人力資源的熱電材料的自動化封裝流水線。

為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種自動化封裝流水線，包括

自動填充單元，用于將熱電材料顆粒自動填充至模具中，形成熱電材料陣列；

第一熱壓焊接單元，用于在所述熱電材料陣列的上表面焊接第一陶瓷板；

翻轉(zhuǎn)單元，用于將焊接有第一陶瓷板的熱電材料陣列進行翻轉(zhuǎn)，使所述熱電材料陣列的上下表面互換位置；

引線焊接單元，用于在所述第一陶瓷板上焊接引線；

第二熱壓焊接單元，用于在所述熱電材料陣列的下表面焊接第二陶瓷板；

主傳送單元，包括主傳送帶和驅(qū)動所述主傳送帶運動的主動力源，所述自 動填充單元、第一熱壓焊接單元、翻轉(zhuǎn)單元、引線焊接單元和第二熱壓焊接單元沿著所述主傳送帶的傳送方向依次設置；以及

控制單元，所述自動填充單元、第一熱壓焊接單元、翻轉(zhuǎn)單元、引線焊接單元、第二熱壓焊接單元和主傳送單元均在所述控制單元的控制下動作。

在其中一個實施例中，所述自動填充單元包括

第一子傳送裝置，所述第一子傳送裝置包括第一子傳送帶和驅(qū)動所述第一子傳送帶運動的第一動力源；

震動填充裝置，所述震動填充裝置包括工作臺以及驅(qū)動所述工作臺震動的第二動力源；

送料裝置，用于將熱電材料顆粒運送至所述工作臺上的模具中；

第一推送裝置，所述第一推送裝置用于將所述模具由所述工作臺推送至所述第一子傳送帶，或者由所述第一子傳送帶推送至所述工作臺；

其中，所述第一動力源、所述第二動力源、所述送料裝置和所述第一推送裝置均與所述控制單元電連接。

在其中一個實施例中，所述第一推送裝置包括基座、第一推送桿和第三動力源；

所述第三動力源與所述控制單元電連接，所述第一推送桿設置在所述基座上，且所述第一推送桿在所述第三動力源的驅(qū)動下帶動所述模具動作。

在其中一個實施例中，所述送料裝置包括第一機械手、安裝在所述第一機械手上的原料盛放裝置以及安裝在所述原料盛放裝置上的落料裝置；

所述第一機械手與所述控制單元電連接，所述原料盛放裝置的出料端與所述落料裝置的進料端連通。

在其中一個實施例中，所述填充單元還包括與所述控制單元電連接的第一檢測裝置，將所述熱電材料顆粒填充至所述模具后，所述第一檢測裝置用于檢測所述熱電材料顆粒的填充效果。

在其中一個實施例中，所述填充單元還包括重填裝置，所述重填裝置包括第二機械手以及安裝在所述第二機械手上的第一夾具；

所述第二機械手與所述控制單元電連接，當所述第一檢測裝置檢測到所述 熱電材料顆粒的填充缺陷時，所述重填裝置用于對所述缺陷處進行重新填充。

在其中一個實施例中，所述第一熱壓焊接單元和所述第二熱壓焊接單元均包括

第二子傳送裝置，所述第二子傳送裝置包括第二子傳送帶和驅(qū)動所述第二子傳送帶運動的第四動力源；

熱壓裝置，所述熱壓裝置包括熱壓桿、熱壓頭和第五動力源，所述熱壓頭設置在所述熱壓桿的一端，所述熱壓桿在所述第五動力源的驅(qū)動下帶動所述熱壓頭靠近或遠離所述第二子傳送帶上的熱電材料陣列；以及

第二推送裝置，所述第二推送裝置用于將所述熱電材料陣列由所述第二子傳送帶推送至所述主傳送帶，或者由所述主傳送帶推送至所述第二子傳送帶；

其中，所述第四動力源、所述第五動力源和所述第二推送裝置均與所述控制單元電連接。

在其中一個實施例中，所述第二推送裝置包括第八動力源和第二推送桿；所述第八動力源與所述控制單元電連接，所述第二推送桿的第一端與所述第八動力源連接，所述第二推送桿在所述第八動力源的驅(qū)動下帶動所述熱電材料陣列動作。

在其中一個實施例中，所述熱壓焊接單元還包括預熱裝置和冷卻裝置；

所述預熱裝置、所述熱壓裝置和所述冷卻裝置沿著所述第二子傳送帶的傳送方向依次設置。

在其中一個實施例中，所述預熱裝置包括預熱板，所述預熱板設置在所述第二子傳送帶的正上方，且所述預熱板中設置有制熱電阻絲；

所述冷卻裝置包括冷卻板，所述冷卻板設置在所述第二子傳送帶的正上方，且所述冷卻板中設置有用于制冷的熱電器件。

在其中一個實施例中，所述翻轉(zhuǎn)單元包括

第三子傳送裝置，所述第三子傳送裝置包括第三子傳送帶和驅(qū)動所述第三子傳送帶運動的第六動力源；

翻轉(zhuǎn)裝置，所述翻轉(zhuǎn)裝置包括第三機械手和第二夾具，所述第二夾具在所述第三機械手的驅(qū)動下對所述第三子傳送帶上的熱電材料陣列進行翻轉(zhuǎn)；以及

第三推送裝置，用于將所述熱電材料陣列由所述第三子傳送帶推送至所述主傳送帶，或者由所述主傳送帶推送至所述第三子傳送帶；

其中，所述第六動力源、所述第三機械手和所述第三推送裝置均與所述控制單元電連接。

在其中一個實施例中，所述翻轉(zhuǎn)單元還包括分離裝置；

所述分離裝置包括第四機械手、真空吸盤和真空發(fā)生器，所述真空發(fā)生器用于對所述真空吸盤進行抽真空，所述真空吸盤在所述第四機械手的驅(qū)動下將所述熱電材料陣列從所述模具中吸出，使所述熱電材料陣列與所述模具分離；

其中，所述第四機械手和所述真空發(fā)生器均與所述控制單元電連接。

在其中一個實施例中，所述引線焊接單元包括

第四子傳送裝置，所述第四子傳送裝置包括第四子傳送帶和驅(qū)動所述第四子傳送帶運動的第七動力源；

焊接裝置，所述焊接裝置包括第五機械手，以及安裝在所述第五機械手上的第三夾具和焊接頭，所述第三夾具在所述第五機械手的驅(qū)動下靠近所述第四子傳送帶，將引線固定在所述第一陶瓷板上，所述焊接頭在所述第五機械手的驅(qū)動下靠近所述第四子傳送帶，將所述引線焊接在所述第一陶瓷板上；以及

第四推送裝置，用于將所述熱電材料陣列由所述第四子傳送帶推送至所述主傳送帶，或者由所述主傳送帶推送至所述第四子傳送帶；

其中，所述第七動力源、所述第五機械手和所述第四推送裝置均與所述控制單元電連接。

在其中一個實施例中，所述自動化封裝流水線還包括檢測單元，用于檢測熱壓焊接質(zhì)量；

所述檢測單元與所述控制單元電連接，并位于所述翻轉(zhuǎn)單元和所述引線焊接單元之間。

在其中一個實施例中，所述檢測單元包括第二檢測裝置和第三檢測裝置；

所述第二檢測裝置包括CCD攝像頭，所述CCD攝像頭與所述控制單元電連接并位于所述主傳送帶的正上方；

所述第三檢測裝置包括紅外攝像頭，所述紅外攝像頭與所述控制單元電連 接并位于所述主傳送帶的正上方。

本發(fā)明具有如下有益效果：

本發(fā)明的自動化封裝流水線的工作過程如下：首先通過自動填充單元將熱電材料顆粒自動填充至模具中，得到熱電材料陣列；然后通過主傳送帶將熱電材料陣列傳送至第一熱壓焊接單元，利用第一熱壓焊接單元在熱電材料陣列的上表面焊接第一陶瓷板；再通過主傳送帶將焊接有第一陶瓷板的熱電材料陣列傳送至翻轉(zhuǎn)單元，利用翻轉(zhuǎn)單元將熱電材料陣列的上下表面互換位置；再通過主傳送帶將翻轉(zhuǎn)后的熱電材料陣列傳送至引線焊接單元，利用引線焊接單元在第一陶瓷板上焊接引線；再通過主傳送帶將焊接有引線的熱電材料陣列傳送至第二熱壓焊接單元，利用第二熱壓焊接單元在熱電材料陣列的下表面熱壓焊接第二陶瓷板，從而完成熱電材料的封裝。其中，自動填充單元、第一熱壓焊接單元、翻轉(zhuǎn)單元、引線焊接單元、第二熱壓焊接單元和主傳送單元均在所述控制單元的控制下動作。本發(fā)明的自動化封裝流水線可實現(xiàn)熱電材料的自動封裝過程，可通過調(diào)整參數(shù)進行優(yōu)化并適應多種工況，節(jié)約了人力成本，大大提高了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明自動化封裝流水線一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1所示的自動化封裝流水線中自動填充單元一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖2所示的自動填充單元中震動填充裝置一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖2所示的自動填充單元中第一推送裝置和第一檢測裝置一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖2所示的自動填充單元中送料裝置一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明中所使用的模具一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為圖5所示的送料裝置中落料裝置一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為圖2所示的自動填充單元中重填裝置一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為圖1所示的自動化封裝流水線中第一熱壓焊接單元一實施例的局部 結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為圖9所示的第一熱壓焊接單元中熱壓裝置的局部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11圖1所示的自動化封裝流水線中第二推送裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12為圖1所示的自動化封裝流水線中翻轉(zhuǎn)裝置一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖13為圖1所示的自動化封裝流水線中焊接裝置一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖14為圖13所示的焊接裝置中焊接頭的工作狀態(tài)圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下通過實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的自動化封裝流水線進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1至圖14所示，本發(fā)明提供了一種自動化封裝流水線，包括自動填充單元100、第一熱壓焊接單元200、翻轉(zhuǎn)單元300、引線焊接單元400、第二熱壓焊接單元500、主傳送單元和控制單元(圖未示)。

其中，自動填充單元100用于將熱電材料顆粒自動填充至模具170中，使得熱電材料顆粒在模具170中規(guī)則排列，形成熱電材料陣列；第一熱壓焊接單元200用于在熱電材料陣列的上表面焊接第一陶瓷板；翻轉(zhuǎn)單元300用于將焊接有第一陶瓷板的熱電材料陣列進行翻轉(zhuǎn)，使得熱電材料陣列的上下表面互換位置；引線焊接單元400用于在第一陶瓷板上焊接引線；第二熱壓焊接單元500用于在熱電材料陣列的下表面焊接第二陶瓷板；主傳送單元包括主傳送帶610和驅(qū)動主傳送帶610運動的主動力源，用于將熱電材料陣列由其中一道工序傳送至下一道工序，其中，自動填充單元100、第一熱壓焊接單元200、翻轉(zhuǎn)單元300、引線焊接單元400和第二熱壓焊接單元500沿著主傳送帶610的傳送方向依次設置；控制單元用于控制自動填充單元100、第一熱壓焊接單元200、翻轉(zhuǎn)單元300、引線焊接單元400、第二熱壓焊接單元500和主傳送單元的動作。

本發(fā)明中，控制單元包括控制器，其中，控制器可以單獨使用，也可以通過連接PLC(Programmable Logical Contriller，可編程邏輯控制器)或DSP(Digital Signal Processor，數(shù)字信號處理器)或電腦，由上位機控制。當控制器由上位機 進行控制時，可利用Modbus總線協(xié)議對流水線所有裝置進行通訊管理，監(jiān)控和調(diào)控各工序的操作安排，且操作人員可通過上位機進行工藝參數(shù)的設定，并可通過網(wǎng)絡實現(xiàn)遠程監(jiān)控。其中，上位機可以為電腦或手機等終端設備。

作為一種可實施方式，可將主傳送帶610設置為環(huán)形，各個單元沿著主傳送帶610的傳送方向所形成的環(huán)形回路為：自動填充單元100→第一熱壓焊接單元200→翻轉(zhuǎn)單元300→引線焊接單元400→第二熱壓焊接單元500→自動填充單元100，如圖1所示。此外，主傳送帶610也可設置為直線型。具體地，利用本發(fā)明的自動化封裝流水線進行熱電材料封裝的過程如下：

首先利用自動填充單元100將熱電材料顆粒自動填充至模具170中，得到熱電材料陣列；然后通過主傳送帶610將熱電材料陣列傳送至第一熱壓焊接單元200，利用熱壓焊接單元在熱電材料陣列的上表面焊接第一陶瓷板；再通過主傳送帶610將焊接有第一陶瓷板的熱電材料陣列傳送至翻轉(zhuǎn)單元300，利用翻轉(zhuǎn)單元300將熱電材料陣列的上下表面互換位置；然后通過主傳送帶610將翻轉(zhuǎn)后的熱電材料陣列傳送至引線焊接單元400，利用引線焊接單元400在第一陶瓷板上焊接引線；再通過主傳送帶610將焊接有引線的熱電材料陣列傳送至第二熱壓焊接單元500，利用第二熱壓焊接單元500在熱電材料陣列的下表面熱壓焊接第二陶瓷板，從而完成熱電材料的封裝。其中，自動填充單元100、熱壓焊接單元、翻轉(zhuǎn)單元300、引線焊接單元400和主傳送單元均在所述控制單元的控制下動作。

本發(fā)明的自動化封裝流水線可實現(xiàn)熱電材料的自動封裝過程，可通過調(diào)整參數(shù)進行優(yōu)化并適應多種工況，節(jié)約了人力成本，大大提高了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。

具體地，如圖2所示，自動填充單元100包括第一子傳送裝置、震動填充裝置120、第一推送裝置130和送料裝置140。其中，第一子傳送裝置包括第一子傳送帶112，以及驅(qū)動第一子傳送帶112運動的第一動力源；震動填充裝置120用于熱電材料顆粒的填充，包括工作臺122，以及驅(qū)動工作臺122震動的第二動力源124，如圖3所示；第一推送裝置130用于將模具170由工作臺122推送至第一子傳送帶112，或者由第一子傳送帶112推送至工作臺122；送料裝置 140用于將熱電材料顆粒運送至工作臺122上的模具170中，形成熱電材料陣列；第一動力源、第二動力源124、第一推送裝置130和送料裝置140均與控制單元電連接。

本發(fā)明中的自動填充單元100的工作過程如下：在送料裝置140中裝入熱電材料顆粒；將模具170置于工作臺122上，其中，可將模具170直接置于工作臺122上，也可通過第一子傳送帶112將模具170傳送至與工作臺122相對應的位置處，然后通過第一推送裝置130將模具170由第一子傳送帶112推送至工作臺122上；開啟送料裝置140，將熱電材料顆粒運送至工作臺122上的模具170處，同時開啟第二動力源124，使工作臺122帶動模具170震動，在重力和震動的雙重作用下，送料裝置140中的熱電材料顆粒進入模具170中的對應位置處，形成熱電材料陣列；填充完畢后，利用第一推送裝置130將模具170(連同模具170中的熱電材料陣列)由工作臺122推送至第一子傳送帶112，再將模具170(連同模具170中的熱電材料陣列)由第一子傳送帶112傳送至主傳送帶610，然后通過主傳送帶610傳送至下一生產(chǎn)工序。該自動填充單元100實現(xiàn)了熱電材料顆粒的自動填充，節(jié)約了人力，降低了成本，避免了人工填充造成的誤差，大大提高了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。

本發(fā)明中，可通過如下方式將模具170(連同模具170中的熱電材料陣列)由第一子傳送帶112傳送至主傳送帶610：設置第一子傳送帶112的高度略高于主傳送帶610的高度，并使第一子傳送帶112的傳送方向垂直于對應位置處的主傳送帶610，利用慣性和重力使得位于第一子傳送帶112上的模具170(連同模具170中的熱電材料陣列)掉落至主傳送帶610；此外，也可設置額外的推送裝置，通過額外的推送裝置將位于第一子傳送帶112上的模具170推送至主傳送帶610。

較佳地，繼續(xù)參見圖3，本發(fā)明中的震動填充裝置120還包括安裝在工作臺122上的第一夾持部件126。第一夾持部件126用于固定工作臺122上的模具170，以實現(xiàn)熱電材料顆粒的精確填充。

參見圖4，作為一種可實施方式，第一推送裝置130包括基座132、第一推送桿134和第三動力源(圖未示)；其中，第三動力源與控制單元電連接；第一 推送桿134設置在基座132上，并在第三動力源的驅(qū)動下帶動模具170動作。

繼續(xù)參見圖4，第一推送桿134包括一級推送桿1342和二級推送桿1344；其中，一級推送桿1342固定在基座132上，二級推送桿1344的第一端套裝在一級推送桿1342中，二級推送桿1344的第二端伸出一級推送桿1342，二級推送桿1344可在第三動力源的驅(qū)動下帶動模具170(連同模具170中的熱電材料陣列)動作。

其中，每個震動填充裝置120可以與兩個第一推送裝置130配合使用，所述兩個第一推送裝置130分別設置在第一子傳送帶112的兩側(cè)，位于第一子傳送帶112其中一側(cè)的第一推送裝置130用于將模具170(連同模具170中的熱電材料陣列)由第一子傳送帶112推送至工作臺122，位于第一子傳送帶112另一側(cè)的第一推送裝置130用于將模具170(連同模具170中的熱電材料陣列)由工作臺122推送至第一子傳送帶112。

較佳地，第一推送裝置130還包括第二夾持部件(圖未示)，第二夾持部件安裝在二級推送桿1344的第二端。在進行推送時，第二夾持部件用于夾持模具170，以實現(xiàn)模具170的平穩(wěn)推送。在該實施方式中，每個震動填充裝置120可以只搭配一個第一推送裝置130，通過第二夾持部件即可實現(xiàn)模具170的雙向推送，從而減少了第一推送裝置130的設置數(shù)量，降低了設備成本。此外，也可將第二夾持部件置換為磁鐵或吸盤，通過吸附力實現(xiàn)模具170的雙向推送。

作為優(yōu)選，第一推送裝置130還包括導向板136，如圖4所示，導向板136的一端固定在一級推送桿1342上，另一端向垂直于第一子傳送帶112方向延伸。該實施例中，導向板136起到了導向的作用，有效防止了模具170在推送過程中的偏移。

較佳地，繼續(xù)參見圖4，自動填充單元100還包括第一檢測裝置150；第一檢測裝置150與控制單元電連接，將熱電材料顆粒填充至模具170后，第一檢測裝置150用于檢測填充效果。如圖4所示，作為一種可實施方式，第一推送裝置130還包括豎直擋板137和水平擋板138，水平擋板138通過豎直擋板137固定在基座132上，并且，水平擋板138設置在第一子傳送帶112的正上方，第一檢測裝置150安裝在水平擋板138上。優(yōu)選地，第一檢測裝置150可以為 CCD(Charge-coupled Device，電感耦合元件)攝像頭、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)攝像頭或紅外攝像頭等視覺檢測元件。

本發(fā)明中，填充效果的檢測包括模具170的位置檢測、熱電材料顆粒的智能識別、填充質(zhì)量的檢測以及成品質(zhì)量檢測，模具170的位置檢測、熱電材料顆粒的智能識別、填充質(zhì)量的檢測以及成品質(zhì)量檢測均是基于圖像處理技術(shù)。其中，模具170的位置檢測是指利用檢測裝置150來檢測模具170的具體位置，可通過該檢測位置來實現(xiàn)模具170的精確推送；熱電材料顆粒的智能識別可以識別不同尺寸的熱電材料顆粒以及不同顏色的熱電材料顆粒，完成熱電材料顆粒的快速區(qū)分；填充質(zhì)量的檢測可以識別模具170中的熱電材料顆粒是否填充到模具170中的指定位置，模具170中是否存在位置空缺；成品質(zhì)量檢測可以識別熱電材料顆粒是否殘缺破損，位置是否擺正。

參見圖5，作為一種可實施方式，送料裝置140包括第一機械手142、安裝在第一機械手142上的原料盛放裝置144，以及安裝在原料盛放裝置144的落料裝置146。其中，第一機械手142與控制單元電連接，原料盛放裝置144的出料端與落料裝置146的進料端連通。在進行送料時，第一機械手142在控制單元的控制下，帶動原料盛放裝置144和落料裝置146動作，使得落料裝置146與工作臺122上的模具170對準并接觸，熱電材料顆粒由原料盛放裝置144的出料端進入落料裝置146，在工作臺122的震動及重力的雙重作用下，熱電材料顆粒由落料裝置146進入模具170的對應位置，形成熱電材料陣列。

其中，第一機械手142可為單自由度機械手，也可為多自由度機械手。

作為一種可實施方式，第一機械手142包括豎直滑軌、滑動組件和驅(qū)動電機，其中，驅(qū)動電機與控制器電連接，落料裝置146和原料盛放裝置144通過滑動組件安裝在豎直滑軌上，滑動組件可在驅(qū)動電機的驅(qū)動下帶動原料盛放裝置144和落料裝置146沿著滑軌上下滑動。該方式中，第一機械手142為單自由度的機械手，因而需要將落料裝置146設置在工作臺122的正上方，在工作過程中，通過控制滑動組件的上下運動來實現(xiàn)落料裝置146與模具170的對接，從而將熱電材料顆粒輸送至工作臺122的模具170中。

此外，第一機械手142還可為多自由度的機械手，即第一機械手142可帶 動落料裝置146沿著多個方向運動。該方式可實現(xiàn)落料裝置146的多方位調(diào)整，能夠提高落料裝置146與模具170的對準精度以及熱電材料顆粒的填充精度。其中，多自由度的第一機械手142可選擇現(xiàn)有技術(shù)中公開的多向移動平臺或其他多向移動設備。

優(yōu)選地，落料裝置146與原料盛放裝置144為可拆卸連接，該方式便于落料裝置146的更換，可適應不同型號規(guī)格的熱電材料顆粒。

進一步地，原料盛放裝置144和落料裝置146之間安裝有閥門147，閥門147與控制單元電連接。當落料裝置146與工作臺122上的模具170對準并接觸后，開啟閥門147，待熱電材料顆粒由進入落料裝置146后關(guān)閉閥門147。該方式實現(xiàn)了熱電材料顆粒的分批輸入，避免了過多熱電材料顆粒一次性進入模具170而影響到填充質(zhì)量。

更進一步地，繼續(xù)參見圖5，送料裝置140還包括彈性連接件148，落料裝置146通過彈性連接件148安裝在原料盛放裝置144上。其中，彈性連接件148可以采用波紋管等器件，彈性連接件148的使用，避免了原料盛放裝置144隨工作臺122的震動，有效防止了位于原料盛放裝置144中的熱電材料顆粒之間的相互碰撞造成的損傷。

由于本發(fā)明的自動化封裝流水線主要是針對熱電材料的封裝，而熱電材料顆粒通常為規(guī)則的柱狀結(jié)構(gòu)。如圖6所示，為本發(fā)明所使用的模具170一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，為了配合熱電材料顆粒的填充，模具170中開設有多個呈陣列結(jié)構(gòu)排列的凹槽172，其中，凹槽172的大小與熱電材料顆粒的大小相匹配，凹槽172的排布方式與所需的熱電材料陣列的排布方式相一致。相應地，如圖7所示，落料裝置146上開設有多個通孔1462，在進行填充料的填充時，每個通孔1462均對應一個凹槽172。

當需要在同一個模具170中填充一種熱電材料顆粒時，模具170中的凹槽172可與落料裝置146中的通孔1462一一對應，一次性即可填充完畢。

當需要在同一個模具170中填充多種熱電材料顆粒時，可通過更換落料裝置146來完成填充過程，此時，不同的落料裝置146中的通孔1462分別對應模具170中的部分凹槽172，并且，不同的落料裝置146中的通孔1462的排布方 式分別與其中一種熱電材料顆粒的排布方式相對應。此時，需要在填充完一種熱電材料顆粒后，更換落料裝置146，進行下一種熱電材料顆粒的填充，直至將所有的熱電材料顆粒填充完畢。

作為優(yōu)選，自動填充單元100包括多個送料裝置140(每個送料裝置140均對應一個震動填充裝置120以及一個或兩個第一推送裝置130)，多個送料裝置140沿著第一子傳送帶112的傳送方向進行設置，例如，圖2的自動填充單元100包括兩個送料裝置140；并且，不同的送料裝置140中的通孔1462的排列方式不同，且不同的送料裝置140中的通孔1462分別對應模具170中不同位置處的凹槽240。當需要在同一個模具170中填充兩種或兩種以上的熱電材料顆粒時，首先采用其中一個送料裝置140進行送料，完成一種熱電材料顆粒的填充后，利用推送裝置130將模具170由工作臺122推送至第一子傳送帶112，利用第一子傳送帶112將模具170傳送至下一個送料裝置140對應的位置，再通過下一個第一推送裝置130將模具170推送至下一個工作臺122，利用下一個送料裝置140進行另一種熱電材料顆粒的填充，依次類推，直至填充完畢。其中，每個送料裝置140上的落料裝置146中的通孔1462的排布方式均對應一種熱電材料顆粒的排布方式。該方式無需更換落料裝置146即可實現(xiàn)同一模具170中多種熱電材料顆粒的填充，有利于填充效率的提高。

較佳地，作為一種可實施方式，本發(fā)明的自動填充流水線還包括重填裝置160。具體地，如圖8所示，重填裝置160包括第二機械手162以及安裝在第二機械手162上的第一夾具164；第二機械手162與控制器單元連接，第一檢測裝置150檢測到填充缺陷時，控制單元控制重填裝置160對缺陷處進行重新填充。需要說明的是，第二機械手162為多自由度的機械手，可選擇現(xiàn)有技術(shù)中公開的多向移動平臺或其他多向移動設備。

其中，填充缺陷包括模具170中某一位置缺少熱電材料顆粒，或者模具170中某一位置的熱電材料顆粒擺放不正。對于第一種情況，可通過第二機械手162驅(qū)動第一夾具164拾取熱電材料顆粒，然后將拾取的熱電材料顆粒放置在空缺位置處；對于第二種情況，可通過第二機械手162驅(qū)動第一夾具164，將位置擺放不正的熱電材料顆粒取出后重新填充。

值得注意的是，當本發(fā)明的自動填充單元不包括第一檢測裝置150和重填裝置160時，可通過人工的方式實現(xiàn)熱電材料顆粒的檢測和缺陷處的重填。

需要說明的是，自動填充單元100不局限于上述結(jié)構(gòu)，在其他實施例中，自動填充單元100也可采用其他結(jié)構(gòu)，例如，自動填充單元100可以只包括一個送料裝置140，在填充時，可將模具170放置在主傳送帶610上，然后通過送料裝置140直接將熱電材料顆粒填充至主傳送帶610上的模具170中。

本發(fā)明中，第一熱壓焊接單元200與第二熱壓焊接單元500的結(jié)構(gòu)相同，下面以第一熱壓焊接單元200為例進行說明。

具體地，參見圖1、圖9、圖10和圖11，第一熱壓焊接單元200包括第二子傳送裝置、熱壓裝置220和第二推送裝置230。其中，如圖9所示，第二子傳送裝置包括第二子傳送帶212和驅(qū)動第二子傳送帶212運動的第四動力源(圖未示)；如圖10所示，熱壓裝置220包括熱壓桿222、熱壓頭224和第五動力源(圖未示)，熱壓頭224設置在熱壓桿222的一端，熱壓桿222在第五動力源的驅(qū)動下帶動熱壓頭224靠近或遠離第二子傳送帶212上的熱電材料陣列；第二推送裝置230用于將熱電材料陣列由第二子傳送帶212推送至主傳送帶610，或者由主傳送帶610推送至第二子傳送帶212；第四動力源、第五動力源和第二推送裝置230均與控制單元電連接。

在進行熱壓焊接時，由于機械誤差會造成器件的受力不均勻，為了優(yōu)化熱壓焊接的效果，本發(fā)明中，熱壓頭224可以與水平面存在一定的傾斜角，且該傾斜角度可調(diào)，根據(jù)熱壓焊接的具體情況設定。

本發(fā)明中的第一熱壓焊接單元200的工作過程如下：主傳送帶610將熱電材料陣列傳送至與第一熱壓焊接單元200相對應的位置后，第二推送裝置230動作，將熱電材料陣列由主傳送帶610推送至第二子傳送帶212；將第一陶瓷板置于熱電材料陣列的上表面(其中，可以手動將第一陶瓷板放置在熱電材料陣列的上表面，也可增加機械手，通過增加的機械手將第一陶瓷板放置在熱電材料陣列的上表面)，在控制單元的控制下，第五動力源驅(qū)動熱壓桿222帶動熱壓頭224向下運動，靠近熱電材料陣列，對第一陶瓷板施加預設的壓力并保壓一定時間，使得第一陶瓷板焊接在熱電材料陣列的上表面；焊接完畢后，第五動 力源驅(qū)動熱壓桿222帶動熱壓頭224向上運動，恢復原位，同時，推送裝置將焊接完第一陶瓷板的熱電材料陣列由第二子傳送帶212推送至主傳送帶610，在主傳送帶610的傳送下進入下一生產(chǎn)工序。

較佳地，如圖9所示，第一熱壓焊接單元200還包括預熱裝置240和冷卻裝置250；預熱裝置240、熱壓裝置220和冷卻裝置250沿著第二子傳送帶212的傳送方向依次設置。該方式中，在進行熱壓焊接之前，首先通過預熱裝置240對熱電材料陣列進行預熱；再通過第二子傳送帶212將預熱后的熱電材料陣列傳送至與熱壓裝置220對應的位置處，利用熱壓裝置220在熱電材料陣列的上表面焊接第一陶瓷板；再通過第二子傳送帶212將焊接有第一陶瓷板的熱電材料陣列傳送至與冷卻裝置250對應的位置處，利用冷卻裝置250對焊接有第一陶瓷板的熱電材料陣列進行冷卻。本實施方式通過預熱裝置240和冷卻裝置250的設置，有效提高了熱壓焊接的質(zhì)量，有利于熱電材料產(chǎn)品性能的提升。

具體地，作為一種可實施方式，預熱裝置240包括預熱板，預熱板設置在第二子傳送帶212的正上方，且預熱板中設置有制熱電阻絲；冷卻裝置250包括冷卻板，冷卻板設置在第二子傳送帶212的正上方，且冷卻板中設置有用于制冷的熱電器件。較佳地，預熱裝置240和冷卻裝置250均包括接近開關(guān)，其中，預熱裝置240中的制熱電阻絲和冷卻裝置250中的制冷的熱電器件均可通過相應的接近開關(guān)觸發(fā)。

如圖10所示，熱壓裝置220還包括壓力傳感器226，壓力傳感器226設置在熱壓桿222上，并與控制單元電連接。其中，壓力傳感器226用于檢測熱壓頭224對第一陶瓷板所施加的壓力大小，有利于增強第一陶瓷板的焊接牢固性，并能夠有效防止壓力過大對熱電材料陣列和第一陶瓷板造成的損傷。

優(yōu)選地，繼續(xù)參見圖10，熱壓裝置220還包括隔熱墊228，隔熱墊228設置在熱壓桿222和熱壓頭224之間。隔熱墊228的設置能夠有效防止熱壓頭224的熱量傳遞至熱壓桿222，提高了熱壓頭224的傳熱效率。

更優(yōu)地，熱壓裝置220還包括位置傳感器(圖未示)，位置傳感器設置在熱壓桿222上，且并與控制單元電連接。其中，位置傳感器用于檢測第二子傳送帶212上的熱電材料陣列的位置，當位置傳感器檢測到熱電材料陣列到達熱壓 頭224的正下方時，將此信號傳遞至控制單元，控制單元控制第五動力源動作帶動熱壓桿222和熱壓頭224進行動作。位置傳感器的設置進一步增加了熱壓焊接過程的精確性。

參見圖11，作為一種可實施方式，第二推送裝置230包括第八動力源232和第二推送桿234，第八動力源232與控制單元電連接，第二推送桿234的第一端與第八動力源232連接，第二推送桿234在第八動力源232的驅(qū)動下帶動熱電材料陣列動作。較佳地，第二推送桿234的第二端設置有定位部236，用于在推送過程中對熱電材料陣列進行定位，增加推送過程中的穩(wěn)定性。作為一種可實施方式，如圖11所示，該定位部236位包括第一定位板和第二定位板，其中，第一定位板與第二推送桿234的第二端相平行，第二定位板與第一定位板相垂直。

作為一種可實施方式，第二推送裝置230為兩個，兩個第二推送裝置230分別設置在第二子傳送帶212的兩側(cè)，其中一側(cè)的第二推送裝置230用于將熱電材料陣列由第二子傳送帶212推送至主傳送帶610，另外一側(cè)的第二推送裝置230用于將熱電材料陣列由主傳送帶610推送至第二子傳送帶212。

需要說明的是，在其他實施例中，第二推送裝置230還可以采用第一推送裝置130的結(jié)構(gòu)；反之，第一推送裝置130也可以采用第二推送裝置230的結(jié)構(gòu)。

具體地，參見圖1和圖12，本發(fā)明中的翻轉(zhuǎn)單元300包括第三子傳送裝置(圖未標)、翻轉(zhuǎn)裝置320和第三推送裝置(圖未標)。其中，第三子傳送裝置包括第三子傳送帶和驅(qū)動第三子傳送帶運動的第六動力源；如圖12所示，翻轉(zhuǎn)裝置320包括第三機械手324和第二夾具322，第二夾具322在第三機械手324的驅(qū)動下對第三子傳送帶上的熱電材料陣列進行翻轉(zhuǎn)；第三推送裝置用于將熱電材料陣列由第三子傳送帶推送至主傳送帶610，或者由主傳送帶610推送至第三子傳送帶；第六動力源、第三機械手324和第三推送裝置均與控制單元電連接。

本發(fā)明中的翻轉(zhuǎn)單元300的工作過程如下：主傳送帶610將熱電材料陣列傳送至與翻轉(zhuǎn)單元300相對應的位置后，第三推送裝置動作，將熱電材料陣列 由主傳送帶610推送至第三子傳送帶；在控制單元的控制下，第三機械手324驅(qū)動第二夾具322夾持焊接在熱電材料陣列上的第一陶瓷板，然后將熱電材料陣列的上下表面互換位置，然后將焊接有第一陶瓷板的熱電材料陣列置于模具170上，此時，第一陶瓷板與模具170的上表面接觸。該翻轉(zhuǎn)單元300的目的是將熱電材料陣列的上下表面互換位置，以便于后續(xù)在熱電材料的下表面上焊接第二陶瓷板。

需要說明的是，在進行翻轉(zhuǎn)之前，熱電材料陣列一直處于模具170中，因而，在進行翻轉(zhuǎn)之前，熱電材料陣列與模具一同傳送；在翻轉(zhuǎn)之后，可將熱電材料陣列置于模具170的上表面，在此后熱電材料陣列的傳送過程中，可將熱電材料陣列與模具一同傳送，也可只傳送熱電材料陣列。

作為一種可實施方式，第四推送裝置與第一推送裝置130或第二推送裝置230結(jié)構(gòu)相同。

較佳地，作為一種可實施方式，翻轉(zhuǎn)單元300還包括分離裝置(圖未示)，其中，分離裝置包括第四機械手、真空吸盤和真空發(fā)生器，真空發(fā)生器用于對真空吸盤進行抽真空，真空吸盤在第四機械手的驅(qū)動下將熱電材料陣列從模具170中吸出，使熱電材料陣列與模具170分離；第四機械手和真空發(fā)生器均與控制單元電連接。在對熱電材料進行翻轉(zhuǎn)之前，由于熱電材料陣列一直處于模具170中，因此，不利于第二夾具322對第一陶瓷板的夾持，為了使得夾持更加方便，在夾持之前，首先將熱電材料陣列與模具170進行分離。

具體地，參見圖1和圖13和圖14，本發(fā)明中的引線焊接單元400包括第四子傳送裝置、焊接裝置420和第四推送裝置。其中，第四子傳送裝置包括第四子傳送帶和驅(qū)動第四子傳送帶運動的第七動力源；如圖11和圖12所示，焊接裝置420包括第五機械手422，以及安裝在第五機械手422上的第三夾具424和焊接頭426，第三夾具424和焊接頭426在第五機械手422的驅(qū)動下靠近第四子傳送帶，將引線固定并焊接在第一陶瓷板上；第四推送裝置用于將熱電材料陣列由第四子傳送帶推送至主傳送帶610，或者由主傳送帶610推送至第四子傳送帶；第七動力源、第五機械手422和第四推送裝置均與控制單元電連接。

具體地，如圖14所示，焊接頭426包括兩個焊頭，分別將引線焊接到熱電 材料陣列的兩端，兩個焊頭呈一定的角度，該角度可根據(jù)待封裝的熱電材料陣列的大小進行調(diào)整。

作為一種可實施方式，第四推送裝置與第一推送裝置130或第二推送裝置230結(jié)構(gòu)相同。

本發(fā)明中的引線焊接單元400的工作過程如下：主傳送帶610將熱電材料陣列傳送至與引線焊接單元400相對應的位置后，第四推送裝置動作，將熱電材料陣列由主傳送帶610推送至第四子傳送帶；在控制單元的控制下，第五機械手422驅(qū)動第三夾具424動作，將引線固定于第一陶瓷板上；此后，焊接頭426在第五機械手422的驅(qū)動下將引線焊接在第一陶瓷板上。

焊接完引線后，可利用第四推送裝置將熱電材料陣列由第四子傳送帶推送至主傳送帶610；通過主傳送帶610將焊接完引線的熱電材料陣列傳送至第二熱壓焊接單元500，通過第二熱壓焊接單元500在熱電材料陣列的下表面焊接第二陶瓷板，該焊接過程可參照第一熱壓焊接單元200的焊接過程。特殊地，第一熱壓焊接單元200和第二熱壓焊接單元500為同一熱壓焊接單元。

繼續(xù)參見圖1，本發(fā)明的自動化封裝流水線還包括檢測單元，用于檢測熱壓焊接質(zhì)量；檢測單元與控制單元電連接，且檢測單元設置在翻轉(zhuǎn)單元300和引線焊接單元400之間，即檢測步驟發(fā)生在熱電材料陣列翻轉(zhuǎn)之后、焊接引線之前。

較佳地，繼續(xù)參見圖1，檢測單元包括第二檢測裝置710和第三檢測裝置720。其中，第二檢測裝置710包括設置在主傳送帶610正上方并與控制單元電連接的CCD攝像頭；第三檢測裝置720包括設置在主傳送帶610正上方并與控制單元電連接的紅外攝像頭。CCD攝像頭和紅外攝像頭均可通過接近開關(guān)觸發(fā)，將拍攝到的熱電材料陣列的影像傳遞至控制單元；控制單元對接收到的圖像進行處理，判斷是否存在顆粒缺失、位置偏移、焊接損壞等缺陷，以及傳熱不均、散熱不均等情況，并將檢測數(shù)據(jù)實時存儲于數(shù)據(jù)庫。

需要說明的是，在其他實施例中，可將第二檢測裝置710中的CCD攝像頭替換為CMOS攝像頭或紅外攝像頭等視覺檢測元件，也可將第三檢測裝置720中的紅外攝像頭替換為CCD攝像頭或CMOS攝像頭等視覺檢測元件。

作為優(yōu)選，檢測單元還包括與控制單元電連接的第五推送裝置，當檢測到熱電材料陣列中存在缺陷時，利用推送裝置將缺陷產(chǎn)品推出流水線。作為一種可實施方式，第五推送裝置與第一推送裝置130或第二推送裝置230結(jié)構(gòu)相同。

需要說明的是，本發(fā)明中，主動力源、第一動力源、第四動力源、第五動力源、第六動力源和第七動力源均可為步進電機或伺服電機，第二動力源124、第三動力源和第八動力源均可以為電動機、氣缸或液壓缸。

以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權(quán)利要求為準。