CN102711388A - 一种用于led贴装的模组式高速贴装头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子装联的贴片机领域，具体涉及一种用于贴片机的经济型高速贴装头技术。目的是提供一种结构布局合理、传动简捷、总体体积小、重量轻，且同时兼有高速与成本低的特点的贴装头。一种用于LED贴装的模组式高速贴装头，包括转盘旋转机构、吸嘴升降机构、吸嘴旋转机构、电气保护及接口转换装置和吸嘴，所述的转盘旋转机构包括贴装头固定座、用于提供驱动力安装在贴装头固定座上的直流伺服电机、保持联动的第一转盘、第二转盘、将第一转盘与直流司服电机的输出端连接的转盘连接架和转盘轴。

Description

一种用于LED贴装的模组式高速贴装头

技术领域

本发明涉及电子装联的贴片机领域，具体涉及一种用于贴片机的经济型高速贴装头技术。

背景技术

表面组装技术SMT是一门涉及电子元器件、组装装备、焊接方法和组装辅助材料等内容，用来将电子元器件组装(又称为贴装)到印刷电路板(PCB)上的综合性技术。SMT装配线主要设备由丝印机、贴片机、点胶机、焊接机和各工序检测设备等组成。贴片机是其中最关键的设备，它通过贴装头吸取-位移-定位-放置等几个动作，把SMD元件快速而准确地贴装到PCB上的焊盘位置。

现有的贴片机从结构上大致可以分为三类：拱架式、转塔式、复合式结构。拱架式贴片机的元件送料器、基板(PCB)是固定的，贴片头(安装多个真空吸料嘴)在送料器与基板之间来回移动，将元件从送料器取出，经过对元件位置与方向的调整，然后贴放于基板上。由于贴片头是安装于拱架型的X/Y坐标移动横梁上，所以得名。转塔式贴片机的元件送料器放于一个单坐标移动的料车上，基板(PCB)放于一个X/Y坐标系统移动的工作台上，贴片头安装在一个转塔上，工作时，料车将元件送料器移动到取料位置，贴片头上的真空吸料嘴在取料位置取元件，经转塔转动到贴片位置(与取料位置成180度)，在转动过程中经过对元件位置与方向的调整，将元件贴放于基板上。

贴装头是贴片机的核心部件。目前，从主流贴装头结构形式来看，主要有平动式、转动式和组合式3种，转动式中细分为转塔式、旋转式和小转塔式3种。平动式贴装头一般由一定数量的相同的贴装头阵列组成，其结构简单，但是每个贴装头都需要独立的电机，当贴装头数量较多时，整体的成本也比较高。转塔式贴装头贴片速度快，但是往往结构复杂，体积庞大，成本也不菲。如何促使贴装头既具有简单的结构，较小的体积，又具有低廉的成本，就成为本发明将要解决的问题。

发明内容

针对现有贴装头的上述缺点，本发明所要解决的问题是提供一种结构布局合理、传动简捷、总体体积小、重量轻，且同时兼有高速与成本低的特点的贴装头。

本发明采用如下技术方案：

一种用于LED贴装的模组式高速贴装头，包括转盘旋转机构、吸嘴升降机构、吸嘴旋转机构、电气保护及接口转换装置和吸嘴，所述的转盘旋转机构包括贴装头固定座、用于提供驱动力安装在贴装头固定座上的直流伺服电机、上下设置并保持联动的第一转盘、第二转盘、将第一转盘与直流司服电机的输出端连接的转盘连接架和转盘轴；所述的吸嘴升降机构包括安装在贴装头固定座上的直线电机、固定在吸嘴上的压板、固定在压板上并伸向第一转盘的导向轴、套在导向轴上并处于压缩状态的复位弹簧，上述压板通过滚动轴承安装在吸嘴上；所述的吸嘴旋转机构包括安装在第一转盘上的步进电机、与步进电机输出端连接的小圆皮带轮、位于吸嘴上并与小圆皮带轮配合的大圆皮带轮、用来连接小、大圆皮带轮的圆皮带，上述大圆皮带轮通过销与吸嘴周向固定；所述的电气保护及接口转换装置包括用来控制吸嘴升降动作的第一光电开关及第一挡片、用来控制转盘旋转机构的第二光电开关及第二挡片、和安装在转盘连接架内侧的电气组合滑环组成。

所述转盘旋转机构的直流司服电机输出端与转盘轴通过联轴器连接，上述转盘轴的输出端与转盘连接架通过平键加螺钉固定连接，上述第一、二转盘通过立柱连接。

所述吸嘴旋转机构的小圆皮带轮具有两个圆皮带槽，上述圆皮带槽与大圆皮带轮之间通过圆皮带传动连接。

所述电气保护及接口转换装置的第一光电开关通过光电开关支座安装在第一转盘上，上述第一挡片固定在吸嘴升降机构的压板上；上述第二光电开关固定在转盘连接架上，第二挡片相应的固定在贴装头固定座的背面。上述电气保护装置为两组光电开关及挡片，一组用于吸嘴竖直方向的复位，一组用于转盘旋转方向的复位，电气组合滑环可以有效避免转盘转动时电路及气路的缠绕。

所述的吸嘴旋转机构的步进电机有4个，吸嘴有8个，均均匀布安装在第一转盘上。

具有上述结构的用于LED贴装的模组式高速贴装头具有以下优点：

1、该模组式贴装头集成了8个贴装吸嘴，来回一次贴装的过程中可以完成8个元器件的贴装，大大提高了贴装速度；

2、该模组式贴装头在集成8个贴装吸嘴的同时，只采用了一个直流伺服电机、四个步进电机、一个直线电机，大大降低了高速贴装头的成本；

3、本发明装置结构简单，布局合理，圆盘式的吸嘴布置可以最大限度的减小贴装头的体积及重量，电气组合滑环可以有效防止电、气路的缠绕。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明贴装头的结构示意立体图。

图2为本发明的右侧正视图。

图3为图1从下方观察时的结构示意图。

图4为贴装头吸嘴部分的结构示意图。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的技术内容、特点及原理，并配合附图详细说明如下：

如图1、2、3、4所示，本发明一种用于LED贴装的模组式高速贴装头，该贴装头包括转盘旋转机构、吸嘴升降机构、吸嘴旋转机构、电气保护及接口转换装置及吸嘴15，所述的转盘旋转机构是由贴装头固定座2、直流伺服电机3、转盘轴21、转盘连接架4、第一转盘7及第二转盘8构成，其中，直流伺服电机3通过螺钉固定在贴装头固定座2上，转盘轴21一端通过轴承安装在贴装头固定座2上并通过联轴器20与直流司服电机的输出端耦接，另外一端通过平键和螺钉同转盘连接架4进行周向和轴向的固定，转盘连接架4同样通过螺钉紧固在第一转盘7上，第一转盘7与第二转盘8通过立柱17连接。这样，直流伺服电机3、联轴器21、转盘轴21、转盘连接架4、第一转盘7及第二转盘8处于同一轴线，从而有效减小了本发明贴装头的体积。

所述的吸嘴升降机构由直线电机1、压板16、导向轴12、复位弹簧14构成，其中，直线电机1固定在贴装头固定座2上，压板通过滚动轴承安装在吸嘴15上，导向轴12一端通过螺钉固定在压板上，另一端与第一转盘7上的导向孔配合，复位弹簧14套在导向轴12上，其一端顶住压板16，一端顶住第一转盘7，并处于压缩状态，具有使压板向上抬起的趋势。

所述的吸嘴旋转机构由步进电机6、小圆皮带轮22、大圆皮带轮13、圆皮带23组成，上述步进电机6有四个，呈圆周均布固定在第一转盘7上，小圆皮带轮22固定在步进电机6的轴末端，且有两个圆皮带槽。大圆皮带轮13有8个，分别套在8个吸嘴15上，大圆皮带轮13与吸嘴周向固定，每个小圆皮带轮22上套有两根圆皮带23，分别传动连接有一个大圆皮带轮13，既每个步进电机6可以带动两个吸嘴15的转动。

所述的电气保护及接口转换装置由第一光电开关10、第一挡片11、第二光电开关18、第二挡片19、电气组合滑环5组成，其中第一光电开关10通过光电开关支座9固定在第一转盘7上，第一挡片11固定在相应的压板16上，第一光电开关10与第一挡片11配合使用；第二光电开关18安装在转盘连接架4上，第二挡片19固定在贴装头固定座2的背面，第二光电开关18与第二挡片19配合使用；电气组合滑环5安装在转盘连接架4的内侧。

所述的吸嘴15有8个，圆周均匀安装在第一转盘7及第二转盘8上，吸嘴15外面套有大圆皮带轮13，两者之间通过直线轴承连接，从而保证吸嘴15与大圆皮带轮13轴向自由；吸嘴15上安装有限位销26，大圆皮带轮13上开有直槽，两者的配合限制了径向的相对位移；吸嘴15上还套有减震弹簧27，其一端顶住限位销26，另一端设有挡位用的弹簧挡盖28，从而达到减震的效果；大圆皮带轮13两端装有滚动轴承25，并分别固定在第一转盘7和第二转盘8上；压板16通过轴承盖24与滚动轴承配合安装在吸嘴上，使压板可以自由转动。

工作时，直流伺服电机3通过联轴器20驱动第一转盘7及第二转盘8转动，当第二挡片19挡住第二光电开关18时，旋转方向回零；此时直线电机1正下方的压板16上装有第一挡片11，直线电机1驱动压板16运动，当第一挡片11挡柱第一光电开关10，吸嘴竖直方向回零；当贴装头移动到贴片机喂料器上方时，直线电机1动作，将下方的吸嘴15压下，完成取料后，直线电机1以一定速度向上运动，吸嘴15在复位弹簧14的作用下抬起；直流伺服电机3动作，第一转盘7及第二转盘8带动吸嘴15转动45度，直线电机1继续下压，接下来另一个吸嘴完成第二次取料。依次进行，当8个吸嘴都完成取料后，贴装头移动到电路板上方；与贴装头取料类似，元器件被依次贴装。安装在转盘连接架4上的电气组合滑环5可以有效防止第一转盘7及第二转盘8在转动的过程中造成的电路、气路的缠绕。

显然，本发明的上述具体实施方式仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以容易的做出其它形式上的变化或者替代，而这些改变或者替代也将包含在本发明确定的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于LED贴装的模组式高速贴装头，包括转盘旋转机构、吸嘴升降机构、吸嘴旋转机构、电气保护及接口转换装置和吸嘴(15)，其特征在于：所述的转盘旋转机构包括贴装头固定座(2)、用于提供驱动力安装在贴装头固定座上的直流伺服电机(3)、上下设置并保持联动的第一转盘(7)、第二转盘(8)、将第一转盘与直流司服电机的输出端连接的转盘连接架(4)和转盘轴(21)；所述的吸嘴升降机构包括安装在贴装头固定座(2)上的直线电机(1)、固定在吸嘴上的压板(16)、固定在压板上并伸向第一转盘(7)的导向轴(12)、套在导向轴上并处于压缩状态的复位弹簧(14)，上述压板通过滚动轴承安装在吸嘴上；所述的吸嘴旋转机构包括安装在第一转盘上的步进电机(6)、与步进电机输出端连接的小圆皮带轮(22)、位于吸嘴上并与小圆皮带轮配合的大圆皮带轮(13)、用来连接小、大圆皮带轮的圆皮带(23)，上述大圆皮带轮通过销与吸嘴周向固定；所述的电气保护及接口转换装置包括用来控制吸嘴升降动作的第一光电开关(10)及第一挡片(11)、用来控制转盘旋转机构的第二光电开关(18)及第二挡片(19)、和安装在转盘连接架(4)内侧的电气组合滑环(5)组成。

2.如权利要求1所述的一种用于LED贴装的模组式高速贴装头，其特征在于：所述转盘旋转机构的直流司服电机输出端与转盘轴(21)通过联轴器(20)连接，上述转盘轴的输出端与转盘连接架(4)通过平键加螺钉固定连接，上述第一、二转盘(7、8)通过立柱(17)连接。

3.如权利要求2所述的一种用于LED贴装的模组式高速贴装头，其特征在于：所述吸嘴旋转机构的小圆皮带轮(22)具有两个圆皮带槽，上述圆皮带槽与大圆皮带轮之间通过圆皮带(23)传动连接。

4.如权利要求3所述的一种用于LED贴装的模组式高速贴装头，其特征在于：所述电气保护及接口转换装置的第一光电开关(10)通过光电开关支座(9)安装在第一转盘(7)上，上述第一挡片(11)固定在吸嘴升降机构的压板(16)上；上述第二光电开关(18)固定在转盘连接架(4)上，第二挡片(19)相应的固定在贴装头固定座(2)的背面。

5.如权利要求1至4中所述的一种用于贴片机的经济型高速转盘式贴装头，其特征在于：所述的吸嘴旋转机构的步进电机(6)有4个，吸嘴(15)有8个，均均匀布安装在第一转盘(7)上。

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