[发明专利]一种制造IGBT功率组件的柔性贴装设备及方法

权利要求书

1.一种制造IGBT功率组件的柔性贴装方法，其特征在于：应用于柔性贴装设备，所述柔性贴装设备包括平面扫描系统、空间视觉成像系统、IGBT模块装夹机构、IGBT模块贴装拧紧机构和智能识别与控制系统，平面扫描系统和空间视觉成像系统用于贴装过程的物理信息采集和贴装后的智能检测，IGBT模块装夹机构和IGBT模块贴装拧紧机构用于执行智能柔性贴装动作，智能识别与控制系统用于贴装过程中的智能识别与决策和对贴装后的智能检测信息进行分析；

所述柔性贴装方法，包括如下步骤：

（1）对热学结构贴装面和IGBT模块底板进行二维扫描，获得位于热学结构贴装面和IGBT模块底板上的IGBT模块贴装孔的平面图像信息，进行IGBT模块三维成像，获得IGBT模块的外形轮廓和所处位置的三维图像信息；

（2）根据所述IGBT模块贴装孔的平面图像信息，对IGBT模块贴装位置、IGBT模块安装孔间距和IGBT模块安装孔排列方式进行识别，识别当前IGBT模块和当前热学结构是否匹配，规划IGBT模块装夹机构运行轨迹和IGBT模块贴装拧紧机构运行轨迹，智能生成紧固件拧紧工艺参数，识别IGBT模块位置，智能生成IGBT模块装夹参数；

（3）进行IGBT模块装夹机构换装、IGBT模块装夹、IGBT模块贴放、IGBT模块锁紧；

（4）检测IGBT模块锁紧扭矩和热学结构贴装面变形量，对IGBT模块锁紧扭矩进行合规性分析，对变形量与形变应力进行预测分析。

2.根据权利要求1所述制造IGBT功率组件的柔性贴装方法，其特征在于：步骤（2）中，通过几何差分计算，识别出IGBT模块贴装位置、IGBT模块安装孔间距和IGBT模块安装孔排列方式，通过孔特征尺寸计算和深度学习的方法识别出安装孔的螺纹规格。

3.根据权利要求1所述制造IGBT功率组件的柔性贴装方法，其特征在于：步骤（2）中，通过进行卷积神经网络计算、像素点对比和相似度分析，识别当前IGBT模块和当前热学结构是否匹配，若匹配，则执行下一步流程，否则自动切换至下一个IGBT模块并从步骤（1）开始执行。

4.根据权利要求1所述制造IGBT功率组件的柔性贴装方法，其特征在于：步骤（2）中，采用深度强化学习的方式规划IGBT模块装夹机构运行轨迹；依据结构应力均衡分布的拧紧策略、采用机器学习的方法规划IGBT模块贴装拧紧机构运行轨迹。

5.根据权利要求1所述制造IGBT功率组件的柔性贴装方法，其特征在于：步骤（2）中，依据拧紧扭矩-热学结构基板变形及应力分布知识图谱、采用机器学习的方法智能生成紧固件拧紧工艺参数。

6.根据权利要求1所述制造IGBT功率组件的柔性贴装方法，其特征在于：步骤（4）中，所述IGBT模块锁紧扭矩合规性分析根据拧紧过程中监测每个螺丝的拧紧扭矩相对旋转角度和时间的数值，监测信息实时反馈给智能识别与控制系统，智能识别与控制系统通过对监测的扭矩、旋转角度数据做统计分析，获得最终扭矩值的概率密度分布，若扭矩合格，则进行下一步流程，否则在IGBT功率组件条码信息中标记不合格代码并将该功率组件流转至不合格品区域。

7.根据权利要求6所述制造IGBT功率组件的柔性贴装方法，其特征在于：所述智能识别与控制系统判断扭矩合格后，调用平面扫描系统并对贴装IGBT模块后的热学结构贴装面进行平面扫描，获取面内离散点相对参照点的变形量数据，完成热学结构贴装面变形量检测，由所述智能识别与控制系统对变形量分布情况做统计分析，计算所述变形量的高斯分布，据此并采用深度学习的方法并对IGBT模块底板预应力进行预测，根据预测到的预应力判断IGBT功率组件是否满足IGBT模块热冲击工况下热变形应力释放的要求，从而判断变形量是否超限，若不超限，则打印条码并标记生产信息、流转至下一工位，否则在IGBT功率组件条码信息中标记不合格代码并将该功率组件流转至不合格品区域。