[发明专利]一种五轴立体自动激光雕刻设备及方法

摘要

本发明公开了一种五轴立体自动激光雕刻设备及方法，该设备主要由五轴机械手、治具、视觉系统、激光雕刻系统、显示屏、工控机及附件等装置组成。该装置通过五轴机器人来实现治具的翻转、移动和调整；治具上的芯片先经过视觉系统进行数据采集，内部算法处理，优化雕刻路径，启动激光雕刻系统进行激光雕刻。该设备主要用于检测/分割高端立体封装SIP芯片模块镀金工艺处理后的引脚，解决手动SIP芯片模块检测/分割低可靠性和高单位成本的问题。目前国内外未见有成熟的专门用于高端立体封装SIP芯片模块引脚分割的高端智能全自动设备，故研发该类产品对提升我国芯片与封装测试行业在国际市场上的竞争力具有非凡意义。

主权项

1.一种五轴立体自动激光雕刻设备的方法，其特征在于包括五轴机械手、治具、视觉系统、激光雕刻系统、显示屏、工控机，芯片用来设置在冶具上，冶具处在五轴机械手的可夹持范围内，在五轴机械手夹持冶具运行时芯片能位于视觉系统下，并且能把芯片移动到激光雕刻位置，而工控机同五轴机械手和显示屏相连接；由五轴机械手带动治具上的芯片来到视觉系统下，进行视觉定位，然后五轴机械手移动到激光雕刻位置进行雕刻，工控机对五轴机械手进行控制，并反馈到显示屏上进行显示；所述的芯片为3D SIP芯片；所述激光雕刻系统的重复频率为0‑50khz,最小刻线为0.03mm；工控机控制五轴机械手夹持住设置有芯片的冶具，工控机再通过控制五轴机械手来实现治具的翻转、移动和调整；以此来让治具上的芯片先经过视觉系统进行数据采集，内部算法处理，优化雕刻路径，然后启动激光雕刻系统对芯片进行激光雕刻来实现四面加工；工控机通过控制五轴机械手，冶具带动3D SIP芯片翻转、移动、调整和对其四面加工，具体包括工人以自动或手动方式通过工控机来控制五个坐标轴的移动，经过视觉系统进行数据采集，来进行视觉定位和路径优化，这样移动五个坐标轴来实现3D SIP芯片的移动，从而来实现3D SIP芯片的视觉定位和路径优化，分析激光雕刻位置,即通过视觉系统定位每个管脚的空间位置，对CAD图形进行修改，使其避开管脚，然后用修改后的CAD图形进行雕刻;所述的对CAD图形进行修改的方式包括打断、平移;所述的通过视觉系统进行数据采集，内部算法处理，优化雕刻路径，来实现芯片的雕刻；其包括使用图像处理方式来提取所有的芯片引脚，即通过芯片定位、目标分割提取所有管脚，然后根据管脚位置修改雕刻用的CAD图形，形成激光雕刻的所用的CAD图形，指导激光雕刻的加工，再将芯片通过五轴机械手送到激光雕刻机下，进行激光雕刻。