CN106042613B - 锡膏印刷机及其印刷方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种锡膏印刷机及其印刷方法，属于锡膏印刷工艺技术领域。锡膏印刷机包括：丝网组、丝网架、视觉系统、锡膏刮刀、锡膏以及印刷电路板。丝网组包括多个丝网，多个丝网分别分布于丝网架的多个外表面。根据印刷电路板的幅面要求选择其中一个丝网，丝网架将丝网旋转至丝网架的作业面。视觉系统对丝网组和印刷电路板进行视觉定位，并将定位信息发送给丝网架，使丝网架将丝网移动至需要印刷的作业位置。锡膏刮刀将锡膏通过丝网印刷至印刷电路板上。本发明的锡膏印刷机及其印刷方法，能够适用于大尺寸印刷电路板以及已有元件的印刷电路板上进行局部印刷操作，更加方便更换丝网，减少人工干预，提高生产柔性。

Description

锡膏印刷机及其印刷方法

技术领域

本发明涉及锡膏印刷工艺的技术领域，尤其涉及一种视觉定位的锡膏印刷机及其印刷方法。

背景技术

锡膏印刷机是SMT行业中的重要执行机构，在印刷电路板加工过程中负责将锡膏透过开模的丝网精确印刷在电路板上。在大批量生产中，需要针对每一版的印刷电路板制作锡膏印刷丝网，从而提高生产效率。

然而，在面对不断丰富的印刷电路板尺寸以及器件焊接工艺要求时，现有的印刷方式面临以下三个问题：

一、在加工特殊尺寸，如特大、特长的印刷电路板时，丝网对位精度难以保证；

二、同一块板上的元件需由不同焊接工艺进行焊接时，无法对后序元件的锡膏进行局部印刷；

三、在产线有柔性生产需求时，丝网更换过程复杂，产线生产效率低。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种锡膏印刷机及其印刷方法，能够解决现有技术中无法对大尺寸印刷电路板进行丝网对位、无法实现锡膏的局部印刷以及丝网更换复杂的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种锡膏印刷机，包括：丝网组、丝网架、视觉系统、锡膏刮刀、锡膏以及印刷电路板，所述丝网组包括多个丝网，所述多个丝网分别分布于所述丝网架的多个外表面，根据所述印刷电路板的幅面要求选择其中一个丝网，所述丝网架将所述丝网旋转至丝网架的作业面，所述视觉系统对所述丝网组和所述印刷电路板进行视觉定位，并将定位信息发送给所述丝网架，使所述丝网架将所述丝网移动至需要印刷的作业位置，所述锡膏刮刀将所述锡膏通过所述丝网印刷至所述印刷电路板上。

可选地，所述丝网架包括转动轴和支撑框架，所述支撑框架围成方形的框架结构，具有四个面，所述丝网组中的多个丝网分别分布于所述四个面，在所述转动轴的作用下，所述多个丝网在所述丝网架上相对所述丝网架转动。

可选地，选择其中一个丝网，且所述丝网旋转至所述丝网架的作业面时，通过所述支撑框架对所述丝网进行锁定。

可选地，所述视觉系统固定于所述丝网架的前端面。

可选地，所述视觉系统包括第一视觉系统和第二视觉系统，所述第一视觉系统和第二视觉系统之一固定于所述丝网架的前端面并随着所述丝网架移动，另一个固定在所述丝网架的前方且不随着所述丝网架移动。

可选地，所述视觉系统为CCD相机。

可选地，所述锡膏刮刀和所述锡膏位于所述丝网架内部，并随着所述丝网架移动。

可选地，所述丝网架固定于沿着X、Y、Z三个轴向运动的导轨上。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种锡膏印刷方法，所述方法包括：根据目标印刷电路板的要求确定印刷所使用的丝网；丝网架将确定印刷所用的所述丝网旋转至所述丝网架的底面，并通知视觉系统需要定位的区域；所述视觉系统根据所述定位的区域对所述目标印刷电路板进行定位，并将定位信息发送给所述丝网架；根据所述定位信息，所述丝网架从初始位置带动所述丝网移动至指定的作业位置；锡膏刮刀将锡膏通过所述丝网印刷至所述目标印刷电路板上。

可选地，所述方法还包括：印刷完成，所述丝网架脱离所述目标印刷电路板并回到初始位置。

本发明提出的锡膏印刷机及其印刷方法，视觉系统对印刷电路板的视觉定位，触发丝网架移动至指定的作业位置，且丝网架根据印刷电路板的尺寸及结构，从丝网组中选择合适的丝网进行锡膏印刷。便于对大尺寸印刷电路板以及已有元件的印刷电路板上进行局部印刷操作，通过丝网架的框架结构，更加方便更换丝网，可以根据工序进行自主更换，减少人工干预，提高生产柔性。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的锡膏印刷机的结构示意图，该锡膏印刷机包括丝网架；

图2为图1中丝网架的结构示意图；

图3本发明第二实施例提供的锡膏印刷方法的流程示意图；

图4为应用本发明锡膏印刷机的示例一；

图5为应用本发明锡膏印刷机的示例二；

图6为应用本发明锡膏印刷机的示例三。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

实施例一

请参照图1，为本发明第一实施例提供的锡膏印刷机的结构示意图，所述锡膏印刷机包括丝网组1、丝网架2、视觉系统3、锡膏刮刀4、锡膏5以及印刷电路板6。其中，丝网组1固定于丝网架2的外表面，视觉系统3固定于丝网架2的前端，锡膏刮刀4和锡膏5位于于丝网架2内。通过视觉系统3对印刷电路板6作业面的定位，丝网架2带动丝网组1、锡膏刮刀4和锡膏5移动至指定位置，锡膏刮刀4将锡膏5透过丝网组1印刷至印刷电路板6上，印刷完成后，丝网架2移动至初始位置，准备下一次印刷操作。

具体地，请同时参照图1和图2，丝网组1包括丝网11、12、13、14。

丝网架2固定在可以沿着X、Y、Z三个轴向运动的导轨上。丝网架2包括转动轴21和支撑框架22，支撑框架22将丝网架2围成方形的笼式框架结构。丝网11、12、13、14分别地分布于笼式框架的四个面，且在所述转动轴21的作用下，丝网11、12、13、14可以在丝网架2上相对丝网架2转动。更具体地，如图2所示，丝网11、12、13、14分别分布于丝网架2的底面、左侧面、顶面和右侧面。支撑框架22具备对丝网锁定的功能，同时保证丝网安装的牢固性与更换的便利性。

进一步地，在丝网组1的丝网11、12、13、14中选择丝网时，转动丝网架2，将需要印刷的丝网11、12、13、14之一旋转至丝网架2的作业面，在本实施例中，所述作业面优选为底面。

视觉系统3固定于丝网架2前端面，用于在作业时对丝网组1以及印刷电路板6进行视觉定位。具体地，视觉系统3对目标印刷电路板6进行拍照，经位置识别后将定位信息传送给丝网架2，由丝网架2将需印刷的丝网移动到需印刷的作业位置，更具体是指：丝网架2将所需要的丝网敷至目标印刷电路板6的局部表面或者全部表面。本实施例中的视觉系统3可以根据目标印刷电路板6的图像特征自行判断所需要的丝网，并将信息发送给丝网架2以保证协同作业的顺利进行。

锡膏刮刀4与锡膏5置于丝网架2内部，当丝网架2带动丝网组1抵达指定的作业位置时，则发出印刷指令，使锡膏刮刀4将锡膏5通过丝网组1中的其中一个丝网印刷至目标印刷电路板6上。

当锡膏5完成对印刷电路板6的印刷后，丝网架2上升，脱离目标印刷电路板6，回到初始位置，准备下一次印刷操作。

进一步地，锡膏印刷机至少还包括电机等驱动丝网架2运动的元件、安装电机的安装支架、检测丝网架2运动状态的传感器等等。

进一步地，视觉系统3可以是CCD相机。本实施例中的视觉系统3不仅可以满足精准定位的需求，还可以智能识别目标印刷电路板的特征，从而自动选择对应的丝网。通过视觉系统3与丝网架2的联动，即使是在复杂的加工工艺下，本实施例的锡膏印刷机也可以实现全程无人化的操作，在保证加工精度的同时，大幅提高生产效率。

进一步地，如果目标印刷电路板6的尺寸过大或者目标印刷电路板6上安装有其他电性元件，可以采用局部印刷的方式。即：将整块印刷电路板的印刷图案分成若干部分，通过视觉系统3精确的部件定位，确保每次印刷部分的精准性，避免了大尺寸丝网制作时的误差累计，提高了生产的良品率。

本实施例提供的锡膏印刷机，视觉系统3对印刷电路板6的视觉定位，触发丝网架2移动至指定的作业位置，且丝网架2根据印刷电路板6的尺寸及结构，从丝网组1中选择合适的丝网进行锡膏印刷。本发明的锡膏印刷机，便于对大尺寸印刷电路板以及已有元件的印刷电路板上进行局部印刷操作，通过丝网架2的框架结构，更加方便更换丝网，可以根据工序进行自主更换，减少人工干预，提高生产柔性。在需要柔性生产的场合，根据不同产品的批次不断更换丝网会明显提高生产的复杂性，降低生产效率。通过采用丝网架结构，本发明可根据产线上所运送目标印刷电路板的实时变化自动选择合适的丝网图案，提高了产线的适应性，降低了对人工的依赖。

另外，随着电子设计的日益复杂，同一块印刷电路板上需要的元器件可能对焊接工艺的要求有很大差异，一次性固定所有元器件并通过不同焊接工艺加工的过程可能会对部分器件造成不可逆转的损害。因此，有需要在部分元件完成焊接加工后，再对某些元件进行局部的锡膏印刷以及焊接操作。现有的丝网印刷技术无法对已有元件的印刷电路板进行锡膏印刷，不能满足这种加工工艺的要求。而本实施例的锡膏印刷机所提出的局部印刷技术，可以很方便地实现对已有元件的印刷电路板进行局部精准的操作，避免了大尺寸丝网制作的误差累积效应，减小了实际操作面积，满足电子设计对复杂工艺的需求。

实施例二

请参照图3，本发明第二实施例提供了一种锡膏印刷方法，通过实施例一中的锡膏印刷机实现，方法包括步骤：

步骤301，根据目标印刷电路板的要求确定印刷所使用的丝网。

步骤302，丝网架将确定印刷所用的丝网旋转至丝网架的底面。

步骤303，丝网架通知视觉系统需要定位的区域。

步骤304，视觉系统根据定位的区域对目标印刷电路板进行定位，并将定位信息发送给丝网架。

步骤305，根据定位信息，丝网架从初始位置带动丝网移动至指定的作业位置。

步骤306，锡膏刮刀将锡膏通过丝网印刷至目标印刷电路板上。

步骤307，印刷完成，丝网架脱离印刷电路板并回到初始位置。

本实施例提供的锡膏印刷方法，通过视觉系统获取印刷电路板的图像数据以及位置信息，以确定合适的丝网，并使丝网架带动丝网移动至指定的作业位置，锡膏刮刀将锡膏通过丝网印刷至目标印刷电路板上。待印刷完成时，丝网架再回复至初始位置。适用于大尺寸印刷电路板以及已有元件的印刷电路板上进行智能化的局部印刷操作，减少了人工干预，提高了产线的自动化和适应性。

请结合实施例一和实施例二，为了使本发明中锡膏印刷机的印刷过程更加清楚易懂，以如下三个示例加以说明。

示例一，对大尺寸的印刷电路板进行局部锡膏印刷的情况。

请参照图4，印刷电路板6的幅面较大，将其分为四个区域分别进行局部锡膏印刷。

具体地，按照印刷幅面要求，将印刷电路板6分为待印刷区域61、62、63、64，分别对应固定于丝网架2上的丝网11、12、13、14(如图2所示)。

丝网架2移动至待印刷区域61，确定使用丝网11进行印刷，并将丝网11旋转至丝网架2的底面，发出信号通知视觉系统3需要定位的区域为区域61。

视觉系统3捕捉待印刷区域61的图像，对标志点进行定位，并将定位信息传送给丝网架2的控制器。

丝网架2根据定位信息将丝网11精确地敷在待印刷区域61上，锡膏刮刀4动作，将锡膏5透过丝网11印刷至印刷区域61上，完成印刷操作。

丝网架2移动至带印刷区域62，锡膏印刷机采用上述过程对待印刷区域62进行局部锡膏印刷操作，以此类推，锡膏印刷机分别对待印刷区域63、64进行局部印刷，则印刷完成，丝网架2脱离印刷电路板6并回到初始位置。

示例二，对已有元件的印刷电路板进行局部锡膏印刷的情况。

请参照图5，印刷电路板6上已有前序工序焊接的部分元件，目前需要对处于中间位置的区域65进行局部锡膏印刷。

具体地，将需印刷的丝网15装配至丝网架2的底面，丝网架2移动至待印刷区域65上方。

视觉系统3捕捉待印刷区域65的图像，对标志点进行定位，并将定位信息传送给丝网架2的控制器。

由于丝网架2及丝网65尺寸足够小于印刷电路板6的尺寸，丝网架2得以在不接触印刷电路板6上已有元件的条件下，根据定位信息将丝网15精确敷至印刷区域65上，锡膏刮刀4动作，将锡膏5透过丝网15印刷至印刷区域65上，完成印刷动作。

印刷完成，丝网架2脱离印刷电路板6并回到初始位置。

示例三，适用于柔性生产的情况。

请参照图6，锡膏印刷产线需处理多批印刷电路板66、67、68的锡膏印刷。在本示例中，视觉系统3包括第一视觉系统31以及第二视觉系统32，其中第一视觉系统31固定在丝网架2的流水线前方，不随丝网架2移动，第二视觉系统32固定于丝网架2前端面，随着丝网架2移动。

将与对应印刷电路板66、67、68的丝网16、17、18安装在丝网架2上。

第一视觉系统31捕捉印刷电路板66的图像，将信号传送给丝网架2及第二视觉系统32。丝网架2将相应的丝网16旋转至下方，第二视觉系统32预调用印刷电路板66的标志点图像。

丝网架2移动至印刷电路板66上方，第二视觉系统32捕捉印刷电路板的图像，根据标志点得到定位信息，并将定位信息传送给丝网架2。

丝网架2根据定位信息将丝网16精确敷至印刷电路板66表面，锡膏刮刀4动作，将锡膏5透过丝网16印刷至印刷电路板66上，完成印刷。

第一视觉系统31捕捉印刷电路板67的图像，锡膏印刷机采用上述过程对后续的印刷电路板67、68分别进行锡膏印刷操作，以完成柔性成产流程。当完成多批印刷电路板66、67、68的锡膏印刷操作时，丝网架2脱离印刷电路板6并回到初始位置。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种锡膏印刷机，其特征在于，包括：丝网组、丝网架、视觉系统、锡膏刮刀、锡膏以及印刷电路板，所述丝网组包括多个丝网，所述丝网架包括转动轴和支撑框架，所述支撑框架围成方形的框架结构，所述多个丝网分别分布于所述支撑框架的表面上，在所述转动轴的作用下，所述多个丝网同时在所述丝网架上相对所述丝网架转动，根据所述印刷电路板的幅面要求选择其中一个丝网，以使所述丝网架将所述丝网旋转至丝网架的作业面，所述视觉系统对所述丝网组和所述印刷电路板进行视觉定位，并将定位信息发送给所述丝网架，使所述丝网架将所述丝网移动至需要印刷的作业位置，所述锡膏刮刀将所述锡膏通过所述丝网印刷至所述印刷电路板上。

2.根据权利要求1所述的锡膏印刷机，其特征在于，所述支撑框架具有四个面，所述丝网组中的多个丝网分别分布于所述四个面。

3.根据权利要求2所述的锡膏印刷机，其特征在于，选择其中一个丝网，且所述丝网旋转至所述丝网架的作业面时，通过所述支撑框架对所述丝网进行锁定。

4.根据权利要求1所述的锡膏印刷机，其特征在于，所述视觉系统固定于所述丝网架的前端面。

5.根据权利要求1所述的锡膏印刷机，其特征在于，所述视觉系统包括第一视觉系统和第二视觉系统，所述第一视觉系统和第二视觉系统之一固定于所述丝网架的前端面并随着所述丝网架移动，另一个固定在所述丝网架的前方且不随着所述丝网架移动。

6.根据权利要求4或5所述的锡膏印刷机，其特征在于，所述视觉系统为CCD相机。

7.根据权利要求1所述的锡膏印刷机，其特征在于，所述锡膏刮刀和所述锡膏位于所述丝网架内部，并随着所述丝网架移动。

8.根据权利要求1所述的锡膏印刷机，其特征在于，所述丝网架固定于沿着X、Y、Z三个轴向运动的导轨上。

9.一种锡膏印刷方法，其特征在于，所述方法包括：

根据目标印刷电路板的要求确定印刷所使用的丝网；

丝网架将确定印刷所用的所述丝网旋转至所述丝网架的底面，并通知视觉系统需要定位的区域，其中，所述丝网架包括转动轴和支撑框架，所述支撑框架围成方形的框架结构，多个丝网分别分布于所述支撑框架的表面上；

所述视觉系统根据所述定位的区域对所述目标印刷电路板进行定位，并将定位信息发送给所述丝网架；

根据所述定位信息，在所述转动轴的作用下，所述多个丝网同时在所述丝网架上相对所述丝网架转动，以使所述丝网架从初始位置带动所述丝网移动至指定的作业位置；

锡膏刮刀将锡膏通过所述丝网印刷至所述目标印刷电路板上。

10.根据权利要求9所述的锡膏印刷方法，其特征在于，所述方法还包括：印刷完成，所述丝网架脱离所述目标印刷电路板并回到初始位置。