CN103327749B - 一种电子元件贴装机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子元件贴装机，贴装机构包括吸嘴、控制吸嘴旋转运动的第一电机、控制吸嘴上下运动的第二电机、控制吸嘴吸料和放料的气管，第二电机安装于贴装机构的上部，第一电机安装于贴装机构前部的一个连接件上，该连接件垂直于吸嘴；第一电机通过旋转运动同步带和旋转运动同步带轮，控制吸嘴旋转运动；第二电机通过上下运动同步带和上下运动同步带轮，控制第二电机上下运动。贴片机结构具有两个自由度，其贴装头上的吸嘴上下运动和旋转运动，吸取元件并执行贴装操作。其旋臂机械手的旋转角度由计算机控制，贴装位置固定，通过贴片平台的平移和旋转使需被贴装的PCB板上的元件移到某个吸嘴的正下方，吸嘴下放元件完成贴装。

Description

一种电子元件贴装机

技术领域

本发明涉及电子元件贴装设备，尤其涉及一种电子元件贴装机。

背景技术

贴片机是现在业内对贴装设备的通称，又称贴装机、“表面贴装系统”（SurfaceMountingSystem），是用来实现高速度、高精度地贴放元器件的设备，是整个SMT生产线中最关键、复杂的设备。贴片机是科技含量高的机电一体化设备，主要由计算机、滚珠丝杠、直线导轨、电机、电机驱动、光学系统、真空系统和各类传感器构成。

常见贴片机一般有如下几种。

1.拱架型：元件供料槽、印刷电路板(PCB)是固定的，贴片头(安装若干真空吸料嘴)在供料槽与印刷电路板之间往复运动，将元件从供料槽取出，经过对元件方向与位置的调整，之后贴放于PCB板上。由于贴片头是安装在拱架型的X-Y坐标移动横梁上，因而得名。这类机型的优势在于：系统结构简单，可实现高精度，适用于各种形状、大小的元件，甚至是异型元件，供料槽有管状、带状、托盘形式。适用于中小批量生产，也可多台机器组合用于大批量生产。缺点在于：贴片头往复移动的距离较长，在速度方面容易受到限制。

2.转塔型：元件供料槽放于一个单坐标移动的料车上，PCB板放于一个在X-Y坐标系上移动的工作台上，贴片头则安装在一个可以选装的转塔上，工作时，供料机构将元件供料槽传送到取料位置，安装于贴片头上的真空吸嘴在指定的取料位置吸取元器件，经转塔的转动送到指定的贴片位置(与取料位置成180度)，在转动过程中还需要经过对元件方向与位置的调整，将元件贴放于印刷电路板上。这类贴片机的优点在于：转塔上安装有十几到二十几个贴片头，每个贴片头上安装5～6个真空吸嘴。由于转塔机构的特点，能够使得动作细微化，选换吸嘴、料槽的移动、元器件的吸取、识别元器件、角度的调整、工作台的移动、元器件的贴放等动作可以在同一各时间周期内完成，能够实现高速度贴装这一目标。目前最快的贴装时间能够达到0.08秒到0.10秒一片元器件。缺点在于：贴装元件类型有较多限制，并且价格昂贵。

当前多头贴片机提高贴装效率的方法一般有转塔式、双头式，并采用流水作业。其技术方法一般是固定板的位置，通过移动贴装头来执行贴片作业。这类贴片机的相关技术存在以下不足：1、拱架型贴片机贴装头安装在横梁上，通过x，y轴驱动电机配合运动至料槽区，然后通过Z轴驱动吸嘴下行取料，所需要控制的轴数量多，计算坐标为世界坐标系，控制策略复杂，速度低；2、转塔型贴片机贴装速度快，但贴装元件类型有较多限制，并且价格昂贵。3、流水作业一般是两组贴装头轮流作业，效率还有待提高；贴装头运动行程较大，不利于精度的提高。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种结构简单、实用的电子元件贴装机。与现有技术相比，其结构新颖，贴装效率及可靠性高，并且能够多台组装提供流水作业，批量贴装，节省贴装时间，降低费用。

本发明通过下述技术方案实现：

一种电子元件贴装设备，包括贴装机构和自动喂料机构，所述贴装机构，包括轴承座、旋臂机械手基座、置于机械手基座上的Z轴、驱动Z轴旋转的电机、安装在Z轴上的旋臂机械手，安装在旋臂机械手前端的贴装头；所述贴装头包括吸嘴、控制吸嘴旋转运动的第一电机和控制吸嘴上下运动的第二电机、用于控制吸嘴吸料和放料的气管、驱动吸嘴上下运动的上下运动同步带和上下运动同步带轮，所述第二电机安装于贴装头的上部，所述第一电机安装于贴装头前部的连接件上，该连接件垂直于吸嘴。

所述第一电机通过旋转运动同步带和旋转运动同步带轮，控制吸嘴旋转运动；所述第二电机通过上下运动同步带和上下运动同步带轮，控制第二电机上下运动。

所述自动喂料机构包括喂料器、安装支架，所述安装支架为圆弧柱状，并通过螺钉固定在贴装设备的台面上；喂料器通过卡位固定在安装支架上。

所述喂料器为弧形分布，所述安装支架径向上安装有径向螺杆。

本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：

本发明的贴装机构相对现有技术，新颖简单，贴装方法工作效率高，可靠性高。贴装机构按流水线作业，轮流执行贴片、去取料、取料回途三个工序。

贴片机结构的自由度只有Z方向的吸放料及以Z轴为中心的旋转运动，并方便多台集成贴装，实现多级流水线开发作业，提高生产效率。

贴片机结构具有两个自由度，其贴装头上的吸嘴上下运动和旋转运动，吸取元件并执行贴装操作。其旋臂机械手的旋转角度由计算机控制，贴装位置固定，通过贴片平台的平移和旋转使需被贴装的PCB板上的元件移到某个吸嘴的正下方，吸嘴下放元件完成贴装。

附图说明

图1为本发明总结构示意图。

图2为图1俯视结构示意图。

图3为本发明贴装机构结构示意图。

图4为本发明喂料器2、安装支架5、卡位51、径向螺杆52和上视摄像机的安装位置及结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。

实施例

如图1、图3所示。本发明电子元件贴装设备，包括贴装机构和自动喂料机构，所述贴装机构，包括轴承座81、旋臂机械手基座83、置于机械手基座83上的Z轴84、驱动Z轴84旋转的电机82、安装在Z轴84上的旋臂机械手85，安装在旋臂机械手85前端的贴装头815；所述贴装头815包括吸嘴813、控制吸嘴813旋转运动的第一电机810和控制吸嘴813上下运动的第二电机86、用于控制吸嘴吸料和放料的气管89、驱动吸嘴813上下运动的上下运动同步带87和上下运动同步带轮88，所述第二电机86安装于贴装头815的上部，所述第一电机810安装于贴装头815前部的连接件814上，该连接件814垂直于吸嘴813。

根据贴装设备的要求，可适当安装多个贴装机构，一般为2至4个。

如图1、图3、图4所示。所述第一电机810通过旋转运动同步带811和旋转运动同步带轮812，控制吸嘴813旋转运动；所述第二电机86通过上下运动同步带87和上下运动同步带轮88，控制第二电机86上下运动。所述自动喂料机构包括喂料器2、安装支架5，所述安装支架5为圆弧柱状，并通过螺钉固定在贴装设备的台面上；喂料器2通过卡位51固定在安装支架5上。所述喂料器2为弧形分布，所述安装支架5径向上安装有径向螺杆52。

如图1、图3、图4所示。旋臂机械手85绕Z轴84顺时针转动至喂料器2处，通过第二电机86驱动上下运动同步带87和上下运动同步带轮88，带动吸嘴813下行至喂料器2出料处吸取元件，吸取后吸嘴813提起并绕Z轴84逆时针运动至固定贴装点，贴片平台10依靠X轴滑动导轨9，Y轴滑动导轨7运动至固定贴装点，吸嘴813通过第一电机810、旋转运动同步带轮812，旋转运动同步带811执行旋转运动。贴装头815在吸取元器件之后经过下视相机15拍摄，并计算偏差角度等用于贴装过程中的视觉校正，将需要调整的位移角度参数传至运动轴，由X轴滑动导轨9，Y轴滑动导轨7以及吸嘴813的旋转运动实现贴装位置的精确定位。贴片平台10运动至固定贴装点后，贴装头815的吸嘴813在第二电机86的驱动下吸嘴813自身旋转并下行放料，实现元件贴装功能。

如上所述，便可较好地实现本发明。

本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种电子元件贴装机，包括贴装机构和自动喂料机构，其特征在于：

包括贴装机构和自动喂料机构，所述贴装机构，包括轴承座、旋臂机械手基座、置于机械手基座上的Z轴、驱动Z轴旋转的电机、安装在Z轴上的旋臂机械手，安装在旋臂机械手前端的贴装头；所述贴装头包括吸嘴、控制吸嘴旋转运动的第一电机和控制吸嘴上下运动的第二电机、用于控制吸嘴吸料和放料的气管、驱动吸嘴上下运动的上下运动同步带和上下运动同步带轮，所述第二电机安装于贴装头的上部，所述第一电机安装于贴装头前部的连接件上，该连接件垂直于吸嘴。

2.根据权利要求1所述的电子元件贴装机，其特征在于：所述第一电机通过旋转运动同步带和旋转运动同步带轮，控制吸嘴旋转运动；所述第二电机通过上下运动同步带和上下运动同步带轮，控制第二电机上下运动。

3.根据权利要求1所述的电子元件贴装机，其特征在于：所述自动喂料机构包括喂料器、安装支架，所述安装支架为圆弧柱状，并通过螺钉固定在贴装设备的台面上；喂料器通过卡位固定在安装支架上。

4.根据权利要求3所述的电子元件贴装机，其特征在于：所述喂料器为弧形分布，所述安装支架径向上安装有径向螺杆。