CN105163497A - 一种半自动阻焊对位机构 - Google Patents

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Abstract

一种半自动阻焊对位机构。主要解决现有对位机构对位速度慢，且精确度不高的问题。其特征在于：UVW平台包括底座，底座上设有自动调节交叉滚柱轴承、X1轴驱动交叉滚柱轴承、X2轴驱动交叉滚柱轴承、Y轴驱动交叉滚柱轴承，并共同驱动连接一工作平台；X1轴驱动交叉滚珠轴承、X2轴驱动交叉滚柱轴承、Y轴驱动交叉滚柱轴承均连接有直线马达，通过直线马达驱动。其优点在于采用直线马达直接实现各轴相对送进量，与现有旋转马达与丝杆的组合相比，动作无间隙，能够快速、准确地实现阻焊对位。

Description

一种半自动阻焊对位机构
技术领域
本发明涉及一种PCB板制作设备,具体涉及一种半自动阻焊对位机构。
背景技术
半自动阻焊曝光机是PCB板阻焊图形转移的设备，将PCB板贴附好感光膜后，PCB板与要转移图形的底片通过精准对位后进行曝光。
在半自动阻焊曝光机中，其对位机构的精准度直接影响曝光结果，影响成品的优劣，因此必须不断增强对位机构的性能。
现有技术中，已经有采用UVW平台作为对位机构，提高对位精准度，如中国专利（授权公告日：CN203433265U，授权公告日：2014.02.12）公开了一种基于CCD对位系统的曝光机，其对位机构采用的就是UVW平台；另外中国专利（授权公告号：CN203179855U，授权公告日：2013.09.04）公开了一种UVW对位平台，包括马达、联轴器、丝杆、滑块、工作平台。
上述UVW对位机构均是采用旋转马达的正转与反转，然后通过联轴器带动丝杆转动，丝杆转动能带动滑台移动，滑台实现工作平台工作对位。
但是旋转马达的正转与反转在切换时存在一定的滞后性以及动作间隙，严重影响对位的精确性，而且对位速度也受到影响，对位速度慢。
发明内容
为了克服背景技术的不足，本发明提供一种半自动曝光机及其半自动阻焊对位机构，解决现有对位机构对位速度慢，且精确度不高的问题。
本发明所采用的技术方案：一种半自动阻焊对位机构，包括机架，所述机架上设有UVW平台、控制UVW平台升降的升降装置、用于放置PCB板的贴合装置；所述UVW平台包括底座，所述底座上设有自动调节交叉滚柱轴承、X1轴驱动交叉滚柱轴承、X2轴驱动交叉滚柱轴承、Y轴驱动交叉滚柱轴承，并共同驱动连接一工作平台；所述X1轴驱动交叉滚珠轴承、X2轴驱动交叉滚柱轴承、Y轴驱动交叉滚柱轴承均连接有直线马达，通过直线马达驱动。
所述UVW平台各轴位移计算方法：X1轴驱动交叉滚柱轴承的计算公式：
δX1=Rcos(δθ+θX1+θ0)-Rcos(θX1+θ0)；X2轴驱动交叉滚柱轴承的计算公式：
δX2=Rcos(δθ+θX2+θ0)-Rcos(θX2+θ0)；Y轴驱动交叉滚柱轴承的计算公式：
δY=Rsin(δθ+θY+θ0)-Rsin(θY+θ0)；
其中，δX1为X1轴的相对送进量；δX2为X2轴的相对送进量；δY为Y轴的相对送进量；θX1为连接在X1轴上的交叉滚柱轴承中心的角度位置；θX2为连接在X2轴上的交叉滚柱轴承中心的角度位置；θY为为连接在X1轴上的交叉滚柱轴承中心的角度位置；θ0为计算动作前的工作台角度；δθ为工作台旋转角；R为通过连接在各轴上的交叉滚柱轴承中心的假设圆的半径。
所述升降装置包括若干驱动杆、一个驱动板，所述驱动杆一端连接UVW平台，另一端连接驱动板，所述驱动板联动连接一个驱动马达；所述底座底部还连接若干驱动气缸，所述驱动气缸绕底座底部中心均匀分布。
还包括支撑架、固定板，所述固定板固定安装在支撑架上；所述固定板设有与驱动杆适配的定位套；所述驱动杆套在定位套内，与定位套滑移配合。
所述固定板底部连接有安装座，所述安装座上设有导轨，所述驱动板上设有与导轨滑移配合的滑块，所述驱动马达固定在安装座上，并通过一丝杆与滑块连接。
所述安装座两侧分别设有缓冲装置，包括位于驱动板上侧的上缓冲组件以及位于驱动板下侧的下缓冲组件，所述上缓冲组件与下缓冲组件之间间距为驱动板的最大移动距离。
所述贴合装置包括用于放置PCB板的置料平台，所述工作平台设有与置料平台贴合并带动置料平台对位的第一位置以及与置料平台分离的第二位置。
所述置料平台底部固定有若干铁块；所述工作平台上设有若干安装槽，所述安装槽的位置与铁块对应，且略大于铁块；所述安装槽内设有电磁铁，所述工作平台与置料平台贴合时，电磁铁与铁块之间存在间隙。
所述电磁铁两端设有第一连接件；所述工作平台底部设有若干第二连接件，并固定安装在安装槽的两端位置；所述第一连接件与第二连接件上设有相互对应的螺栓孔，并通过螺栓连接。
置料平台底部设有顶针装置，所述顶针装置设置在靠近底部其中一侧侧边的位置；所述顶针装置包括顶针、顶针座、顶针弹簧，所述顶针座固定在置料平台底部，所述顶针一端设置在顶针座上，并与顶针弹簧相抵，另一端穿过置料平台。
本发明的有益效果是：采用以上方案，采用直线马达直接实现各轴相对送进量，与现有旋转马达与丝杆的组合相比，动作无间隙，能够快速、准确地实现阻焊对位。
附图说明
图1为本发明实施例UVW平台与升降装置的结构示意图。
图2为本发明实施例UVW平台的结构示意图。
图3为本发明实施例工作平台的结构示意图。
图4为本发明实施例工作平台另一个角度的结构示意图。
图5为图4中A的放大示意图。
图6为本发明实施例工作平台置料平台的结构示意图。
图7为本发明实施例顶针装置的结构示意图。
图中1-UVW平台，11-底座，12-自动调节交叉滚柱轴承，13-X1轴驱动交叉滚柱轴承，14-X2轴驱动交叉滚柱轴承，15-Y轴驱动交叉滚柱轴承，16-工作平台，161-安装槽，162-电磁铁，163-第一连接件，164-第二连接件，17-直线马达，2-升降装置，21-驱动杆，22-驱动板，221-滑块，23-马达马达，24-驱动气缸，25-支撑架，26-固定板，27-定位套，28-安装座，281-导轨，29-丝杆，3-贴合装置，31-置料平台，32-铁块，4-缓冲装置，41-上缓冲组件，42-下缓冲组件，5-顶针装置，51-顶针，52-顶针座，53-顶针弹簧。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例作进一步说明：
如图所示，一种半自动阻焊对位机构，包括机架，所述机架上设有UVW平台1、控制UVW平台升降的升降装置2、用于放置PCB板的贴合装置3。
如图所示，所述UVW平台1包括底座11，所述底座11上设有自动调节交叉滚柱轴承12、X1轴驱动交叉滚柱轴承13、X2轴驱动交叉滚柱轴承14、Y轴驱动交叉滚柱轴承15，并共同驱动连接一工作平台16；所述X1轴驱动交叉滚珠轴承13、X2轴驱动交叉滚柱轴承14、Y轴驱动交叉滚柱轴承15均连接有直线马达17，通过直线马达17驱动。
其中，使用直线马达所采用的计算方法包括如下公式：
X1轴驱动交叉滚柱轴承的计算公式：δX1=Rcos(δθ+θX1+θ0)-Rcos(θX1+θ0)；
X2轴驱动交叉滚柱轴承的计算公式：δX2=Rcos(δθ+θX2+θ0)-Rcos(θX2+θ0)；
Y轴驱动交叉滚柱轴承的计算公式：δY=Rsin(δθ+θY+θ0)-Rsin(θY+θ0)；
其中，δX1为X1轴的相对送进量；δX2为X2轴的相对送进量；δY为Y轴的相对送进量；θX1为连接在X1轴上的交叉滚柱轴承中心的角度位置；θX2为连接在X2轴上的交叉滚柱轴承中心的角度位置；θY为为连接在X1轴上的交叉滚柱轴承中心的角度位置；θ0为计算动作前的工作台角度；δθ为工作台旋转角；R为通过连接在各轴上的交叉滚柱轴承中心的假设圆的半径。
直线马达控制，与现有旋转马达与丝杆的组合相比，直接实现各轴相对送进量，动作之间无间隙，能够快速、准确地实现阻焊对位。
如图所示，所述升降装置2包括支撑架25、固定板26、驱动杆21、驱动板22、驱动马达23、驱动气缸24，所述固定板26固定安装在支撑架25上；
所述驱动杆21设有5根，所述驱动杆21一端连接驱动板22，另一端穿过固定板26与UVW平台1的底座11相连，所述驱动板22与驱动马达23联动连接，将驱动杆21与驱动板22连接成整体，所述驱动马达23驱动驱动板22时，能同时带动5根驱动杆21动作，通过多个不同的受力点推动UVW平台，使其受力更加均衡，升降更加平稳；
其中，可以将其中一根驱动杆21连接在UVW平台1的底座11底部中心位置，另外4根驱动杆21分别连接在UVW平台1的底座11底部四个角的位置，这样布局更加合理有效，受力更平衡，升降更平稳。
所述固定板26上安装有4个驱动气缸24，所述驱动气缸24沿UVW平台1底部均匀分布，并顶住UVW平台1底部，在驱动马达23控制上升时，驱动气缸24能同时提供一个上升驱动力，确保UVW平台能更加快速的上升，在驱动马达23控制下降时，驱动气缸又能提供一个缓冲力，使UVW平台能更加平稳的下降，驱动气缸能有效保证升降的速度以及升降的平稳性。
如图所示，所述固定板26设有与驱动杆21适配的定位套27；所述驱动杆21套在定位套27内，与定位套27滑移配合，定位套27能起到一个良好的定位效果，确保驱动杆21垂直上升或下降，提高精度。
如图所示，所述固定板26底部连接有安装座28，所述安装座28上设有导轨281，所述驱动板22上设有与导轨281滑移配合的滑块221，所述驱动马达23固定在安装座28上，并通过一丝杆与滑块221连接，驱动马达23带动丝杆转动，丝杆带动滑块沿导轨281滑动，工作平稳，精度高。
如图所示，所述安装座两侧分别设有缓冲装置4，包括位于驱动板22上侧的上缓冲组件41以及位于驱动板22下侧的下缓冲组件42，所述上缓冲组件41与下缓冲组件42之间间距为驱动板22的最大移动距离，上缓冲组件41与下缓冲组件42能起到一个预防保护的作用，避免因意外情况而出现的上升或下降过度，防止设备受到损坏。
如图所示，所述贴合装置3包括用于放置PCB板的置料平台31，所述置料平台31底部设有对称布置的两块铁块32所述工作平台16上设有对应设有两个安装槽161，且略大于铁块，当工作平台与置料平台贴合时，铁块能置于安装槽内；所述安装槽161内设有电磁铁162，所述工作平台16与置料平台31贴合时，电磁铁162与铁块32之间存在间隙。
在阻焊对位工作，当工作平台与置料平台贴合时，电磁铁通电，然后会牢牢吸住铁块，使工作平台与置料平台紧密贴合，加大摩擦力，能更好地带动置料平台实现对位；当对位完成，工作平台与置料平台分离时，电磁铁断电，由于电磁铁与铁块之间存在一定间隙，因此工作平台与置料平台能实现快速分离。
如图所示，所述电磁铁162两端设有第一连接件163；所述工作平台16底部设有若干第二连接件164，并固定安装在安装槽161的两端位置；所述第一连接件163与第二连接件164上设有相互对应的螺栓孔，并通过螺栓连接。
所述第一连接件163呈“L”型，第二连接件164呈Z型，并且第一连接件与第二连接件均由绝缘材料制成，通过操作螺栓，能够调整第一连接件与第二连接件之间的距离，从而实现电磁铁162位置的微调功能，能够将电磁铁调整至最佳固定位置。
如图所示，置料平台31底部设有顶针装置5，所述顶针装置5设置在靠近底部其中一侧侧边的位置，顶针装置5能够略微顶起需要阻焊对位的PCB板，使其能够更好的活动调整，由于PCB板面积非常大，而顶针装置仅仅顶起很小的一个角度，所以顶针装置不仅不会影响PCB板阻焊对位的精准度，而且能提高其活动性能，对位速度更快。
如图所示，所述顶针装置5设有两组，顶针装置5包括顶针51、顶针座52、顶针弹簧53，所述顶针座52固定在置料平台31底部，所述顶针51一端设置在顶针座52上，并与顶针弹簧53相抵，另一端穿过置料平台31。
实施例不应视为对发明的限制，但任何基于本发明的精神所作的改进，都应在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种半自动阻焊对位机构，包括机架，所述机架上设有UVW平台（1）、控制UVW平台升降的升降装置（2）、用于放置PCB板的贴合装置（3）；
其特征在于：所述UVW平台（1）包括底座（11），所述底座（11）上设有自动调节交叉滚柱轴承（12）、X1轴驱动交叉滚柱轴承（13）、X2轴驱动交叉滚柱轴承（14）、Y轴驱动交叉滚柱轴承（15），并共同驱动连接一工作平台（16）；
所述X1轴驱动交叉滚珠轴承（13）、X2轴驱动交叉滚柱轴承（14）、Y轴驱动交叉滚柱轴承（15）均连接有直线马达（17），通过直线马达（17）驱动。
2.根据权利要求1所述的半自动阻焊对位机构，其特征在于：所述UVW平台（1）各轴位移计算方法：
X1轴驱动交叉滚柱轴承的计算公式：δX1=Rcos(δθ+θX1+θ0)-Rcos(θX1+θ0)；
X2轴驱动交叉滚柱轴承的计算公式：δX2=Rcos(δθ+θX2+θ0)-Rcos(θX2+θ0)；
Y轴驱动交叉滚柱轴承的计算公式：δY=Rsin(δθ+θY+θ0)-Rsin(θY+θ0)；
其中，δX1为X1轴的相对送进量；δX2为X2轴的相对送进量；δY为Y轴的相对送进量；θX1为连接在X1轴上的交叉滚柱轴承中心的角度位置；θX2为连接在X2轴上的交叉滚柱轴承中心的角度位置；θY为为连接在X1轴上的交叉滚柱轴承中心的角度位置；θ0为计算动作前的工作台角度；δθ为工作台旋转角；R为通过连接在各轴上的交叉滚柱轴承中心的假设圆的半径。
3.根据权利要求1所述的半自动阻焊对位机构，其特征在于：所述升降装置包括若干驱动杆（21）、一个驱动板（22），所述驱动杆（21）一端连接UVW平台（1），另一端连接驱动板（22），所述驱动板（22）联动连接一个驱动马达（23）；
所述底座（11）底部还连接若干驱动气缸（24），所述驱动气缸（24）绕底座（11）底部中心均匀分布。
4.根据权利要求3所述的半自动阻焊对位机构，其特征在于：还包括支撑架（25）、固定板（26），所述固定板（26）固定安装在支撑架（25）上；所述固定板（26）设有与驱动杆（21）适配的定位套（27）；所述驱动杆（21）套在定位套（27）内，与定位套（27）滑移配合。
5.根据权利要求4所述的半自动阻焊对位机构，其特征在于：所述固定板（26）底部连接有安装座（28），所述安装座（28）上设有导轨（281），所述驱动板（22）上设有与导轨（281）滑移配合的滑块（221），所述驱动马达（23）固定在安装座（28）上，并通过一丝杆（29）与滑块（221）连接。
6.根据权利要求5所述的半自动阻焊对位机构，其特征在于：所述安装座两侧分别设有缓冲装置（4），包括位于驱动板（22）上侧的上缓冲组件（41）以及位于驱动板（22）下侧的下缓冲组件（42），所述上缓冲组件（41）与下缓冲组件（42）之间间距为驱动板（22）的最大移动距离。
7.根据权利要求1所述的半自动阻焊对位机构，其特征在于：所述贴合装置（3）包括用于放置PCB板的置料平台（31），所述工作平台（16）设有与置料平台（31）贴合并带动置料平台（31）对位的第一位置以及与置料平台（31）分离的第二位置。
8.根据权利要求7所述的半自动阻焊对位机构，其特征在于：所述置料平台（31）底部固定有若干铁块（32）；所述工作平台（16）上设有若干安装槽（161），所述安装槽（161）的位置与铁块（32）对应，且略大于铁块（32）；所述安装槽（161）内设有电磁铁（162），所述工作平台（16）与置料平台（31）贴合时，电磁铁（162）与铁块（32）之间存在间隙。
9.根据权利要求8所述的半自动阻焊对位机构，其特征在于：所述电磁铁（162）两端设有第一连接件（163）；所述工作平台（16）底部设有若干第二连接件（164），并固定安装在安装槽（161）的两端位置；所述第一连接件（163）与第二连接件（164）上设有相互对应的螺栓孔，并通过螺栓连接。
10.根据权利要求9所述的半自动阻焊对位机构，其特征在于：置料平台（31）底部设有顶针装置（5），所述顶针装置（5）设置在靠近底部其中一侧侧边的位置；所述顶针装置（5）包括顶针（51）、顶针座（52）、顶针弹簧（53），所述顶针座（52）固定在置料平台（31）底部，所述顶针（51）一端设置在顶针座（52）上，并与顶针弹簧（53）相抵，另一端穿过置料平台（31）。
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