CN104902737A - 贴片机料带进给装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种贴片机料带进给装置，包括送料棘轮以及设置在料带下方的电机、电机编码装置、蜗轮蜗杆机构以及光电检测装置；所述电机编码装置同轴安装在电机的后方，电机平行料带进料方向设置，电机的输出轴前端连接蜗杆，蜗杆与蜗轮相啮合，蜗轮通过主齿轮连接送料棘轮；所述光电检测装置包括用于确定进料齿零位的槽式光电检测开关，槽式光电检测开关卡装在送料棘轮进料齿的两侧，光电检测开关通过相邻进料齿之间的间隙导通。本发明结构简单、成本低廉，能够大大提高贴片机的进料精度以及运行稳定性。

Description

贴片机料带进给装置

技术领域

本发明涉及贴片机技术领域，特别是用于贴片机上的一种料带进给装置。

背景技术

贴片机，是电子行业贴片元件贴装的一种专用设备，又称表面贴装系统，利用控制系统驱动贴装头运动，通过贴装头吸嘴从供料器拾取元件，并贴装到电路板的对应焊盘位置上，最终实现电路板元件的自动贴装。传统大型贴片机一般使用独立的送料器（feeder飞达)，独立飞达能完成料带的准确进给，具有速度快、体积小、集成度高、控制简单的特点；但传统气动飞达的进给步长一般都通过较复杂的机械机构保证，因此具有结构复杂、成本高的缺点。

中国专利201420054693.8公开了一种贴片机编带进料装置，包括嵌入装置、电磁驱动装置和复位装置，嵌入装置设置在贴片机的贴装头上，电磁驱动装置控制嵌入装置做直线运动，复位装置用于嵌入式复位装置。该实用新型有结构简单、体积小、能服务多条载料编带的优点；但由于嵌入装置安装在贴片机贴装头上，使得贴装头与嵌入装置的运动不能并发进行，导致进料效率低；同时由于电磁驱动装置力矩较小，且是单点嵌入，容易导致嵌入装置卡住，进料位置精度不高。

中国专利201420054957.X公开了一种贴片机料带进料装置，包括提供动力的摆动型音圈电机，由音圈电机驱动的用于料带进料的送料棘轮，所述送料棘轮上设置有与料带孔相对应的进料齿。该实用新型由于采用摆动型音圈电机提供动力，减小了进料装置的体积和成本，适合用于小型桌面式贴片机；但该装置存在所需零、部件较多、安装复杂的缺点，同时由于其使用机械定位，使得对机械加工及装配精度要求较高，且进料过程中速度变化剧烈，料带中的元器件受到振动有时会错位，经常会导致取料失败；另外，进料步长不能灵活设置，间接增加了用户的使用成本。

上述两种进料装置以及传统的进料装置往往只能支持一种间距的料带；然而由于同种宽度的料带，物料放置的间距不一定相同，因此在进料过程中，需要设置多个间距不同的进料装置，因此现有的进料装置无法实现此种需求。另外，由于贴片机的进料装置通常需要批量安装，一台贴片机一般要配数十套进料装置，其生产成本占贴片机总生产成本的比重较大，所以降低单个进料装置的生产成本对提高贴片机市场竞争力具有重要意义。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低廉、进料精度以及稳定性高的贴片机料带进料装置。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

贴片机料带进给装置，包括送料棘轮，所述送料棘轮上设置有与料带孔对应的进料齿，还包括设置在料带下方的电机、电机编码装置、蜗轮蜗杆机构以及光电检测装置；所述电机编码装置同轴安装在电机的后方，电机平行料带进料方向设置，电机的输出轴前端连接蜗杆，蜗杆与蜗轮相啮合，蜗轮通过主齿轮连接送料棘轮；所述光电检测装置包括用于确定进料齿零位的槽式光电开关，槽式光电开关卡装在送料棘轮进料齿的两侧，光电开关通过相邻进料齿之间的间隙导通。

上述贴片机料带进给装置，所述蜗轮与主齿轮相啮合，主齿轮通过轴承同轴连接送料棘轮。

上述贴片机料带进给装置，所述送料棘轮的上方设置有用于压紧料带的料带压板；所述料带压板位于送料棘轮的上方设置有取料口。

上述贴片机料带进给装置，包括编码盘、底板以及光电开关，所述底板固定安装在电机一侧，编码盘安装在电机伸出底板外的输出端，编码盘上环形匀布有若干径向设置的编码孔，电机上设置有减速齿轮组；所述光电开关通过支撑板设置在编码盘旁侧，光电开关包括位于编码盘的内外两侧的红外发射端和红外接收端；所述底板中设置有用于接收光电开关信号并控制电机运行的信号采集与编码电路。

上述贴片机料带进给装置，所述光电开关包括上光电开关和下光电开关，上光电开关和下光电开关分别通过上支撑板和下支撑板设置在编码盘的上下两端；上光电开关和下光电开关成一定夹角安装，使得上光电开关被编码盘遮断时，下光电开关刚好通过编码盘上的编码孔导通。

由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步如下。

本发明仅由少量几个常见零件构成，通过简化机械结构，降低了机械加工成本，精简了装配工艺；由于使用蜗杆蜗轮传动机构，使得电机和进料棘轮位于同一平面，最大程度减小了宽度，适用于批量安装；同时由于采用电机编码装置实现精确的位置反馈，配合光电检测装置确定进料棘轮的零位，使之可达到高精度的进料能力，从而提高进料精度。本发明还能够在保证进料效率的情况下，通过优化电机的加减速过程，保证进料过程平稳和流畅，大大提高了进料的稳定性。

本发明由于采用带编码装置的电机驱动，使得料带进给量可以任意设置，实际使用过程中，可根据所需进料步长灵活设置进料装置的进给量，这就使得只要宽度一样的料带都可以使用同一型号的进料装置来进料，大大方便了用户使用，提高了使用的灵活性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明所述电机编码装置的结构示意图。

其中：1.送料棘轮，2.主齿轮，3.轴承，4.蜗轮，5.蜗杆，6.电机编码装置，62.底板，63.上支撑板，64.下支撑板，65.编码盘，66.上光电开关，67.下光电开关，68.电机输出端，7.光电开关，8.料带压板，81.取料口，9.压板弹簧，10.料带，11.压板销轴，12.电机。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行详细的说明。应当说明的是，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

贴片机料带进给装置，其结构如图1所示，包括送料棘轮1、料带压板8、电机12、电机编码装置6、动力传动机构以及光电检测装置；送料棘轮通过销轴和装配在销轴上的轴承安装在固定座上，送料棘轮的圆周侧设置有与料带孔对应的进料齿；料带穿过料带压板8，送料齿用于嵌入料带上的圆孔带动料带向前行进，料带上的方孔内放置有物料，方孔上盖有一层料膜，防止物料掉落，喂料时料膜被同步揭去，露出物料，等待贴装头前来吸取；电机12、电机编码装置6、动力传动机构以及光电检测装置均与送料棘轮位于同一平面内，且都设置在料带下方的固定座上。

料带压板8设置在送料棘轮1的上方，用于压紧料带并对料带10进行导向；料带压板8通过压板销轴11设置在固定座上。料带压板8位于送料棘轮的上方设置有取料口81，料带压板8的下方设置有压板弹簧9，压板弹簧9的一端连接固定座，另一端连接料带压板的下端，将料带沿送料装置料带导槽引导至所述料带压板处，用手下压料带压板连接压板弹簧的一端，另一端翘起，同时引导料带从料带压板下穿过，并使进料棘轮上的进料齿与料带孔啮合，然后松开所述料带压板，料带即被压紧。

电机12平行料带进料方向安装在固定座上，电机控制从结构上来说包括三个部分：电机驱动模块、电机编码装置以及电机控制模块。电机驱动模块负责让电机以指定速度运行，比如100rpm、200rpm；电机编码装置用于获得电机上次清零后已运转的圈数，比如12.5r；电机控制模块主要利用PID算法实现位置闭环控制，其能控制电机完成加速启动、匀速运行、减速停机的一次完整运行过程，并刚好完成预定的圈数。

电机编码装置6同轴安装在电机12的后方，电机12的输出轴前端通过动力传动机构连接送料棘轮1。电机编码装置用于反馈电机的运转行程；电机启动后，通过动力传动机构驱动送料棘轮旋转，当送料棘轮旋转到指定的进给量后，电机停止运行。

电机编码装置的结构如图2所示，包括编码盘65、底板62、光电开关组以及信号采集与编码电路。编码盘65装配在电机输出端68，底板62位于编码盘和电机12之间，与电机输出轴垂直设置，底板固定安装在电机12设置编码盘一侧的安装孔中；光电开关安装在底板与编码盘之间的外侧面上；信号采集与编码电路设置在底板上，用于接收光电开关信号，并控制电机运行。

编码盘65安装在电机伸出底板外的输出端，编码盘上环形匀布有若干径向设置的编码孔。

本发明中，电机上设置有减速齿轮组。当电机转动一圈时，减速齿轮组输出端仅转动一小步，这样即可在不影响编码精度的基础上，将编码装置的分辨率做得很低，从而降低加工要求。

光电开关组包括上光电开关66和下光电开关67，上光电开关66和下光电开关67分别通过上支撑板63和下支撑板64设置在编码盘的上下两端；上光电开关和下光电开关成一定夹角α安装，使得上光电开关被编码盘遮断时，下光电开关刚好通过编码盘上的编码孔导通。

每个光电开关分别包括一个红外发射端和一个红外接收端，红外发射端和红外接收端分别安装在编码盘的内外两侧，但并不与编码盘接触，红外发射端发出的红外光可通过编码盘上的编码孔被红外接收端接收到，也可被编码盘的遮挡使红外接收端无法接收到，从而产生脉冲输出。

电机编码装置的工作原理为：电机运转时，带动编码盘转动，随着编码盘的转动，两个光电开关在遮断和导通间不断切换，产生两路脉冲输出，由于其中一个光电开关被遮断时另一个光电开关刚好导通，所以产生的两路脉冲相位刚好相差90度。信号采集与编码电路通过判断两路脉冲相位差的正负即可得到电机运转的方向，同时通过对产生的脉冲进行计数得到电机运行的距离，从而获得电机运行状态以及位置信息。

本发明中动力传动机构采用蜗轮蜗杆机构和齿轮组，以减小本发明的宽度，缩小体积，提高在贴片机上的安装密度。用蜗轮蜗杆机构的蜗杆5连接电机12的输出轴前端，蜗杆5与蜗轮4相啮合，蜗轮4通过齿轮组连接送料棘轮1，从而实现将电机垂直于料带进给方向的旋转动作转换为平行于料带进给方向的送料棘轮的旋转动作，进一步完成送料作业。在本实施例中，齿轮组仅采用一个主齿轮，主齿轮2与蜗轮4相啮合，主齿轮2通过轴承3与送料棘轮1同轴连接；此种结构能够在满足平面布置结构要求的基础上，减少零部件的设置，简化生产程序，降低成本。

由于电机编码装置只能保证电机运行确定的距离，进而使送料棘轮进给指定的距离，但无法保证送料棘轮的初始位置正确。并且，由于机械和计算误差的缘故，电机运转距离和送料棘轮的进给位置对应精度是有限的，比如理论上或通过校准得知，电机运转10圈送料棘轮进料一个齿的位置，同时假设送料棘轮初始位置已定，这样每次进料只要控制电机转10圈即可。但随着时间增长，误差不断累积，送料棘轮的位置会发生偏移，比如电机运转1000圈，进料齿只走了99.8格，而无论怎样逼近，误差总是会存在，这样就会导致取料出现偏差，所以本发明通过设置光电检测装置反馈来保证进料棘轮的精确位置。

光电检测装置包括光电检测开关7，用于确定进料齿的零位。光电检测开关7卡装在送料棘轮进料齿的两侧，光电检测开关能够被进料棘轮上的进料齿所遮断，及通过相邻进料齿之间的间隙导通，贴片机根据光电检测开关导通状态的改变控制电机的启停并清零电机编码装置。

一次送料过程中，送料棘轮根据要求不同只走一个或少量几个齿的位置，装置加电复位时，会让进料齿走一段距离，并根据光电检测装置的信号状态变化停止在一个确切的初始位置，完成零位的确定。比如，装置加电复位时，让送料棘轮缓慢前进，一旦检测到光电开关遮断即停止，送料棘轮即停在一个确切的位置，此后若需要进料一个齿的位置，光电检测装置应该先检测到导通、再检测到再次遮断表示一个齿真正走完，即完成一次送料。期间涉及到对电机启停位置的确定，同时每完成一次进料都对电机编码装置的计数值进行清零，防止产生累积误差。

本发明的工作原理为：首先，电机启动前，根据料带进给量通过电机编码装置设置电机运转行程；然后，启动电机，电机以低速连续运行，经蜗杆、蜗轮和主齿轮传动，带动进料棘轮慢慢旋转，期间不断通过电机编码装置获得电机位置反馈，同时光电检测开关不断扫描进料棘轮的运转情况，一旦检测到光电检测开关的导通状态发生改变，说明进料棘轮已经旋转了指定行程，电机停止运行，料带即停止在指定的位置，并等待贴片机取料机构前来取料，从而完成料带的一次进给作业；与此同时，对电机编码装置进行清零，并确定进料棘轮零位，准备下次运行。

本发明在工作过程中，电机编码装置只能保证电机运转确定的圈数，光电检测装置则能保证送料棘轮进给确定的齿数。每次进料电机结合编码装置运行确定的圈数，在送料棘轮通过光电检测装置已确定初始位置的条件下，电机转多少圈光电检测装置的状态会发生何种改变都是已知的，比如电机转完10圈光电检测装置应该刚好被遮断，如果不是这样表示送料棘轮位置出现了偏差，比如提前被遮断，则电机下次要少转多出的圈数以补偿本次的误差，比如电机转完还未遮断，则电机补足不足的圈数。当然，为了减少修正的频率，提升效率，可只有当误差累计到一定才进行补偿。

采用电机编码装置进行料带步进距离的控制时，由于各种料带的料带孔间距都是固定的，而物料间距有可能不同，物料间距一般为料带孔间距的整数倍，这样即可通过设置送料棘轮一次走若干个齿的距离来满足不同物料间距的取料要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则和精神之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均就包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.贴片机料带进给装置，包括送料棘轮（1），所述送料棘轮上设置有与料带孔对应的进料齿，其特征在于：还包括设置在料带下方的电机（12）、电机编码装置（6）、蜗轮蜗杆机构以及光电检测装置；所述电机编码装置（6）同轴安装在电机（12）的后方，电机（12）平行料带进料方向设置，电机（12）的输出轴前端连接蜗杆（5），蜗杆（5）与蜗轮（4）相啮合，蜗轮（4）通过主齿轮（2）连接送料棘轮（1）；所述光电检测装置包括用于确定进料齿零位的槽式光电检测开关（7），槽式光电检测开关（7）卡装在送料棘轮进料齿的两侧，光电检测开关通过相邻进料齿之间的间隙导通。

2.根据权利要求1所述的贴片机料带进给装置，其特征在于：所述蜗轮（4）与主齿轮（2）相啮合，主齿轮（2）通过轴承（3）同轴连接送料棘轮（1）。

3.根据权利要求1所述的贴片机料带进给装置，其特征在于：所述送料棘轮（1）的上方设置有用于压紧料带（10）的料带压板（8）；所述料带压板（8）位于送料棘轮的上方设置有取料口（81）。

4.根据权利要求1所述的贴片机料带进给装置，其特征在于：所述电机编码装置包括编码盘（65）、底板（62）以及光电开关组，所述底板（62）固定安装在电机（12）一侧，编码盘（65）安装在电机伸出底板外的输出端，编码盘上环形匀布有若干径向设置的编码孔，电机上设置有减速齿轮组；所述光电开关组通过支撑板设置在编码盘旁侧，光电开关包括位于编码盘的内外两侧的红外发射端和红外接收端；所述底板中设置有用于接收光电开关信号并控制电机运行的信号采集与编码电路。

5.根据权利要求4所述的贴片机料带进给装置，其特征在于：所述光电开关组包括上光电开关（66）和下光电开关（67），上光电开关（66）和下光电开关（67）分别通过上支撑板（63）和下支撑板（64）设置在编码盘的上下两端；上光电开关和下光电开关成一定夹角安装，使得上光电开关被编码盘遮断时，下光电开关刚好通过编码盘上的编码孔导通。