CN106604563A - 用于贴片机的机械矫正装置和方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于贴片机的机械矫正装置和方法。矫正方法,包括:设置机械矫正组件,将机械矫正组件安装于机头滑板上,调整吸嘴孔中心和矫正块的相对位置,使矫正块处于吸嘴的正下方;吸嘴取料前,矫正块在伸缩机构的作用下退回吸嘴的正后方;吸嘴取料以后,当Z轴吸嘴上升至设定的高度时,然后整个Z轴在Y向直线电机的驱动下沿Y轴进行运动,带动吸嘴到达目标贴装位置上方;在这一段时间内,机械矫正组件的伸缩机构推动矫正块向外推出,处于对应的携带有元器件的吸嘴杆的正下方,与Z轴配合通过矫正块对元器件进行矫正;矫正完成后矫正块复位退回吸嘴的正后方。本发明在尽量不降低效率的同时,对元器件进行全方位的位置矫正。
Description
技术领域
本发明涉及贴片机贴装物料的机械矫正方法和校正装置。
背景技术
在LED贴片机逐步国产化的大前提下,国产贴片机的贴装效率的与进口设备的效率的已经区别不大,国产LED贴片机与进口贴片机相比,其最大的弱势在于其贴装精度远不如进口设备的贴装精度高,稳定性不如进口设备稳定性好,贴装精度一直制约着国产贴片设备的发展,针对国产设备的精度不及进口设备这一突出的问题。国产贴片机也在积极寻找一种能对贴片机贴装精度予以提升的方式方法。目前市面上已存在的矫正方式方法有两种。
方法一:通过机器的视觉系统对吸嘴已经吸取的贴装的物料进行视觉拍照定位,判断比对其方向与程序所设定的方向的一致性的程度,再通过视觉软件补偿差值,然后再驱动机械部件带动吸嘴旋转予以纠正贴装物料的贴装位置,以达到提高贴装精度。缺陷:机器视觉系统拍照、计算、响应到执行矫正动作需要较长的时间去实现矫正动作,当矫正动作花费过长的时间的时候,整机的贴装效率便会下降,且这种方式的矫正技术仅仅只能适用于贴装物料的角度的矫正,适用的局限性很大;且该种方式的成本很高,技术要求较高,且国内技术的尚未成熟,技术的可靠性较低。
方法二:市面上也有少许的贴片机生产商通过气动指夹对贴装装物料在被吸嘴吸取以后贴装之前进行指定方向的夹持动作,从而达到机械矫正的目的。缺陷:采用气动指夹治具对吸嘴上面吸取的物料进行指夹运动方向上的矫正也存在一些问题。a、当吸嘴的数量过多或则多种规格物料同时贴装的时候,此气动指夹治具就难以对所有的吸嘴上面的物料进行矫正,由于物料偏斜的程度各有不同,在吸嘴数量较多的情况该种矫正方法效果不能体现,或则多种规格物料同时贴装的时候,由于气动指夹的行程是一定的,这样一来这种方式就只对其中一种规格尺寸最大的物料起作用,而对其他物料将失效;b、由于吸嘴上面的物料的偏斜程度和角度各异,再使用这种气动指夹的方式就是存在治具夹坏物料的情况出现,这样就会造成贴装产品的不良率提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种对物料进行全方位矫正的用于贴片机的机械矫正方法。
本发明的另一目的在于提供一种对物料进行全方位矫正的用于贴片机的机械矫正装置。
本发明的目的可以这样实现,设计一种用于贴片机的机械矫正方法,包括:设置机械矫正组件,机械矫正组件包括伸缩机构和安装在伸缩机构上与机头吸嘴数量一致的矫正块;将机械矫正组件安装于机头滑板上,调整吸嘴孔中心和矫正块的相对位置,使矫正块处于吸嘴的正下方;
吸嘴取料前,矫正块在伸缩机构的作用下退回吸嘴的正后方,不影响吸嘴在Z轴电机的驱动下做Z轴的上下的取料动作;吸嘴取料时矫正块也处于退回状态;
吸嘴取料以后,Z轴电机驱动整个Z轴的吸嘴上升,当Z轴吸嘴上升至设定的高度时,然后整个Z轴在Y向直线电机的驱动下沿Y轴进行运动,带动吸嘴到达目标贴装位置上方;在这一段时间内,机械矫正组件的伸缩机构推动矫正块向外推出,处于对应的携带有元器件的吸嘴杆的正下方,与Z轴配合通过矫正块对元器件进行矫正;矫正完成后矫正块复位退回吸嘴的正后方。
进一步地,矫正块设有倒梯形台型腔,调整矫正块处于吸嘴的正下方,吸嘴孔的中心与矫正块的倒梯形台型腔的几何中心重合。
进一步地,矫正步骤包括:A、吸嘴取料以后,Z轴电机驱动整个Z轴的吸嘴上升,当Z轴吸嘴上升至设定的高度时,然后整个Z轴在Y向直线电机的驱动下沿Y轴进行运动,与此同时,机械矫正组件的伸缩机构推动矫正块向外推出,处于对应的携带有元器件的吸嘴杆的正下方;
B、在真空吸附作用下携带有元器件的吸嘴杆在Z轴电机的驱动下快速下降,当高度下降至元器件的下表面和矫正块的上表面平齐的时候,Z轴的下降速度减缓,逐步缓慢下降;通矫正过块倒梯形台型腔的斜面与吸嘴所吸取的元器件棱边进行线接触,从而限制元器件的4个方向,以达到矫正效果;
C、被彻底矫正端正的元器件在吸嘴杆上面随Z轴上升,到达指定高度时,保持高度位置不变;
D、机械矫正组件中的伸缩机构动作,矫正块回缩,使吸嘴杆正下方无物体干涉吸嘴杆的Z轴上下运动;
E、吸嘴到达目标贴装位置,Z轴准备向下运动,完成贴装任务。
进一步地,伸缩机构包括矫正块安装板、机头滑板连接板、直线导轨、气缸,矫正块安装在矫正块安装板上,矫正块安装板通过直线导轨安装在机头滑板连接板上,矫正块安装板在气缸的作用下可相对机头滑板连接板沿直线导轨往复移动。
更进一步地,伸缩机构设有连杆连接板、连杆,连杆的一端铰接连杆连接板,连杆的另一端铰接矫正块安装板;气缸推动连杆连接板,连杆连接板带动连杆,连杆推动矫正块安装板在直线导轨的限制下可相对机头滑板连接板往复移动。
进一步地,矫正块的倒梯形台型腔为倒置的锥台形型腔,型腔的四个角设有避让槽。
本发明的另一目的可以这样实现,设计一种用于贴片机的机械矫正装置,安装在贴片机的机头滑板上;机械矫正装置包括矫正块和伸缩机构,伸缩机构包括矫正块安装板、机头滑板连接板和气缸;气缸固定在机头滑板连接板上,气缸的伸缩杆与矫正块安装板固定连接,矫正块对应机头滑板上的吸嘴数量和间距安装在矫正块安装板上,机头滑板连接板固定在贴片机机头滑板上;在不工作状态矫正块置于机头滑板上吸嘴吸头的后下方;工作时,伸缩机构动作将矫正块伸出,矫正块置于机头滑板上吸嘴吸头的正下方。
进一步地,机头滑板连接板上垂直机头滑板连接板长度方向设置引导矫正块安装板移动方向的第一直线导轨,矫正块安装板安装在第一直线导轨上;机头滑板连接板上设置滑板连接块,滑板连接块固定在机头滑板连接板上,滑板连接块设置连接孔,紧固件穿过连接孔将滑板连接块及机头滑板连接板固定在贴片机的机头滑板上。
进一步地,矫正块安装板设置若干条形孔,条形孔沿矫正块安装板长度方向呈一直线设置;矫正块上设有矫正型腔和安装连接孔,矫正块通过安装连接孔和条形孔由紧固件固在矫正块安装板上。
进一步地,矫正型腔为上面大下面小的倒置锥形型腔,型腔的拐角设有避让槽。
更进一步地,伸缩机构设有连杆连接板、连杆,机头滑板连接板上沿机头滑板连接板长度方向设置引导连杆连接板移动方向的第二直线导轨,连杆连接板安装在第二直线导轨上,连杆连接板与气缸的伸缩杆固定连接;连杆的一端通过销轴和轴承铰接在连杆连接板上,连杆的另一端通过销轴和轴承铰接在矫正块安装板上。
进一步地,矫正块上设有卡台,安装连接孔设置在卡台上面;矫正块安装板对应设置卡槽,条形孔设置在卡槽内。
更进一步地,条形孔设置两行,条形孔交错设置;矫正块上的安装连接孔对应设置两个。
本发明在尽量不降低效率的同时,对元器件进行全方位的位置矫正。
附图说明
图1是本发明较佳实施例的示意图;
图2是本发明较佳实施例的分解示意图;
图3是本发明较佳实施例之矫正块的示意图;
图4是本发明较佳实施例之矫正块的示意图;
图5是图4的剖面示意图;
图6是本发明较佳实施例的应用示意图;
图7是本发明较佳实施例工作过程的示意图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的描述。
如图7所示,一种用于贴片机的机械矫正方法,包括以下步骤:
设置机械矫正组件,机械矫正组件包括伸缩机构和安装在伸缩机构上与机头吸嘴数量一致的矫正块,矫正块设有倒梯形台型腔;
将机械矫正组件安装于机头滑板上,调整吸嘴孔中心和矫正块的相对位置,使矫正块处于吸嘴的正下方,且调整吸嘴孔的中心与矫正块的倒梯形台型腔的几何中心重合;
吸嘴取料前,矫正块在伸缩机构的作用下退回吸嘴的正后方,不影响吸嘴在Z轴电机的驱动下做Z轴的上下的取料动作;吸嘴取料时矫正块也处于退回状态,如图中的图a;
吸嘴取料以后,Z轴电机驱动整个Z轴的吸嘴上升,当Z轴吸嘴上升至设定的高度时,然后整个Z轴在Y向直线电机的驱动下沿Y轴进行运动,与此同时,机械矫正组件的伸缩机构推动矫正块向外推出,处于对应的携带有元器件的吸嘴杆的正下方,如图中的图b;
在真空吸附作用下携带有元器件的吸嘴杆在Z轴电机的驱动下快速下降,当高度下降至元器件的下表面和矫正块的上表面平齐的时候,Z轴的下降速度减缓,逐步缓慢下降;通矫正过块倒梯形台型腔的斜面与吸嘴所吸取的元器件棱边进行线接触,从而限制元器件的4个方向,以达到矫正效果,如图中的图c;
被彻底矫正端正的元器件在吸嘴杆上面随Z轴上升,到达指定高度时,保持高度位置不变,如图中的图d;
机械矫正组件中的伸缩机构动作,矫正块回缩,使吸嘴杆正下方无物体干涉吸嘴杆的Z轴上下运动,如图中的图e;
吸嘴到达目标贴装位置,Z轴准备向下运动,完成贴装任务,如图中的图f。
整个贴装头部在贴装目标位置,贴装头Z轴向下运动完成贴装任务后(如图中的图g)Z轴回升至上限位,随之整个贴装头部返回至取料位置;自此,一个贴装周期动作完成。
伸缩机构包括矫正块安装板、机头滑板连接板、直线导轨、气缸,矫正块安装在矫正块安装板上,矫正块安装板通过直线导轨安装在机头滑板连接板上,矫正块安装板在气缸的作用下可相对机头滑板连接板沿直线导轨往复移动。
伸缩机构设有连杆连接板、连杆,连杆的一端铰接连杆连接板,连杆的另一端铰接矫正块安装板;气缸推动连杆连接板,连杆连接板带动连杆,连杆推动矫正块安装板在直线导轨的限制下可相对机头滑板连接板往复移动。因为位置的局限,可以通过电机加丝杆或者是定制的气缸(或者是微小型的气缸)也都可以达到这样的动作。
矫正块的倒梯形台型腔为倒置的锥台形型腔,型腔的四个角设有避让槽。目的是让矫正的元器件(元器件大多数为直角四边形形状)可以避开加工的圆角。
如图1、图2所示,一种用于贴片机的机械矫正装置,安装在贴片机的机头滑板5上;机械矫正装置包括矫正块1和伸缩机构,伸缩机构包括矫正块安装板2、机头滑板连接板3和气缸405;气缸405固定在机头滑板连接板3上,气缸405的伸缩杆与矫正块安装板2固定连接,矫正块1对应机头滑板上的吸嘴数量和间距安装在矫正块安装板2上,机头滑板连接板3固定在贴片机机头滑板5上;在不工作状态矫正块1置于机头滑板上吸嘴吸头的后下方;工作时,伸缩机构动作将矫正块1伸出,矫正块1置于机头滑板上吸嘴吸头的正下方。气缸405也可以采用其他驱动装置,如电机加丝杆驱动、电机加偏心块驱动、液压缸等等。
如图2所示,机头滑板连接板3上垂直机头滑板连接板长度方向设置引导矫正块安装板移动方向的第一直线导轨301,矫正块安装板2安装在第一直线导轨301上;机头滑板连接板3上设置滑板连接块303,滑板连接块303固定在机头滑板连接板3上,滑板连接块303设置连接孔304,紧固件穿过连接孔304将滑板连接块303及机头滑板连接板3固定在贴片机的机头滑板5上,如图6所示。
如图2所示,矫正块安装板2设置若干条形孔201,条形孔201沿矫正块安装板长度方向呈一直线设置;矫正块1上设有矫正型腔101和安装连接孔102,如图3所示,矫正块1通过安装连接孔102和条形孔201由紧固件固在矫正块安装板2上。
如图3所示,矫正型腔101为上面大下面小的倒置锥形型腔,型腔的拐角设有避让槽。目的是让矫正的元器件(元器件大多数为直角四边形形状)可以避开加工的圆角。
伸缩机构设有连杆连接板402、连杆401,机头滑板连接板3上沿机头滑板连接板长度方向设置引导连杆连接板移动方向的第二直线导轨302,连杆连接板402安装在第二直线导轨302上,连杆连接板402与气缸405的伸缩杆固定连接;连杆401的一端通过销轴403和轴承404铰接在连杆连接板402上,连杆401的另一端通过销轴403和轴承404铰接在矫正块安装板2上。
如图4、图5所示,矫正块1上设有卡台103,安装连接孔102设置在卡台103上面;矫正块安装板2对应设置卡槽,条形孔201设置在卡槽内,如图2所示。条形孔201设置两行,条形孔201交错设置;矫正块1上的安装连接孔102对应设置两个。因为考虑到两矫正块之间的最近距离时螺丝头会相互干涉,两排条形孔可以交替的固定螺丝。
本发明将若干个矫正型腔置于同一工件上面,其间距为可根据产品规格更换,即每一个矫正块上面有若干个矫正型腔,且他们处于同一直线上,且他们之间的间距为对应产品规格所需要的间距尺寸。
本发明采用可调间距的结构,即每一个矫正块上面只有一个矫正型腔,每一个矫正块与矫正块安装板独立安装,通过矫正块安装板上面的腰型孔能调整每一个矫正块的位置间距,此种结构适应性更强,能手动调整成多种间距,兼容性更强。
矫正块的矫正型腔,该型腔为专一性型腔,只能适应某一种规格的物料,物料不同而型腔也有不同。该型腔为倒置的(上面大下面小的)锥形形型腔,考虑到加工问题,在型腔的拐角出做出避让槽,目的是让矫正的物料(物料大多数为直角四边形形状)可以避开加工的圆角。
准备动作:将机械矫正组件通过机头滑板连接板安装于Z轴机头滑板之上,调整吸嘴孔中心和矫正块的相对位置,使矫正块处于吸嘴的正下方,且调整吸嘴孔的中心与矫正块的倒梯形台型腔的几何中心重合,型腔中心与吸嘴的中心的重合程度很重要,其直接关系到矫正结果的准确性。
吸嘴取料前的状态:矫正组件在气缸的作用下退回吸嘴的正后方,不能影响吸嘴在Z轴电机的驱动下做Z轴的上下的取料动作。
吸嘴取料时矫正组件也处于退回状态;吸嘴取料以后,Z轴电机驱动丝杆带动整个Z轴的吸嘴部分上升,当Z轴吸嘴上升至程序所设定的高度时,然后整个Z轴在Y向直线电机的驱动下沿Y轴进行运动,与此同时,矫正组件的气缸推动矫正块安装板和矫正块向外推出,处于对应的携带有物料的吸嘴杆的正下方;
矫正动作开始,在真空吸附作用下携带有物料的吸嘴杆在Z轴电机和丝杆的驱动下快速下降,当高度下降至物料的下表面和矫正块的上表面平齐的时候,Z轴的下降速度减缓,逐步缓慢下降。由于矫正块的型腔是倒扣的,上面开口大,向下逐渐收口,通矫正过块型腔的斜面与吸嘴所吸取的物料棱边进行线接触,从而限制元器件的4个方向,以达到矫正效果。
当吸取有物料的吸嘴在型腔内下降的时候,矫正块型腔的斜面对物料进行矫正的原理如下,由于物料存在不同程度的位置误差,这样物料在型腔内下降的过程中,型腔的斜面将会与物料的棱边进行线接触,并形成一定的挤压,这样对物料在型腔内的角度和位置的调整起到避让和导向作用,避免物料被挤压坏掉;同时由于真空吸附的力度足以克服物料的重力,且吸力被调整到适当的程度,使物料能在吸嘴所吸附的平面内产生一定的位移量,而不至于产生抛料掉料的情况,基于以上这些条件的成立下,这种因Z轴下降所产生的挤压所发生的位移将会通过吸嘴和物料之间的位置调整予以吸收,最终将会使吸嘴的中心与物料的几何中心相重合,以达到最终所需要的矫正效果。而整个物料矫正的动作都是在Z轴吸嘴取料以后至Z轴在Y向直线电机的驱动作用下,沿Y轴向贴装位置运动过程中这一段时间内完成,即矫正动作所花费的时间和Z轴取料后向贴装位置运动这一过程所用的时间在时间轴上面有重叠的部分,且物料矫正的时间T1<Z轴吸嘴取料后沿Y轴向贴装位置移动所用的时间T2,说明该矫正动作的实现不占用机器在贴装物料过程中额外的时间,及不影响贴片机的贴装效率。
矫正块凹坑四壁为斜面,能使物料通过这四个面进行前后左右位置调整,最终使物料中心与吸嘴杆的中心重合。矫正块凹坑底部为盲孔,底部形状即为物料最终矫正状态。凹坑内四斜面相交处为圆弧锥面,可使物料在其中旋转一定角度,进行角度矫正。矫正块通过连接孔与连接板组合成一体,可通过连接板上面的条形孔调节矫正块的间距,最终使其位置间距调整至跟吸嘴间距以及飞达间距均一致。
本发明在尽量不降低效率的同时,对元器件进行全方位的位置矫正。
Claims (10)
1.一种用于贴片机的机械矫正方法,其特征在于,包括:
设置机械矫正组件,机械矫正组件包括伸缩机构和安装在伸缩机构上与机头吸嘴数量一致的矫正块;将机械矫正组件安装于机头滑板上,调整吸嘴孔中心和矫正块的相对位置,使矫正块处于吸嘴的正下方;
吸嘴取料前,矫正块在伸缩机构的作用下退回吸嘴的正后方,不影响吸嘴在Z轴电机的驱动下做Z轴的上下的取料动作;吸嘴取料时矫正块也处于退回状态;
吸嘴取料以后,Z轴电机驱动整个Z轴的吸嘴上升,当Z轴吸嘴上升至设定的高度时,然后整个Z轴在Y向直线电机的驱动下沿Y轴进行运动,带动吸嘴到达目标贴装位置上方;在这一段时间内,机械矫正组件的伸缩机构推动矫正块向外推出,处于对应的携带有元器件的吸嘴杆的正下方,与Z轴配合通过矫正块对元器件进行矫正;矫正完成后矫正块复位退回吸嘴的正后方。
2.根据权利要求1所述的用于贴片机的机械矫正方法,其特征在于:矫正块设有倒梯形台型腔,调整矫正块处于吸嘴的正下方,吸嘴孔的中心与矫正块的倒梯形台型腔的几何中心重合。
3.根据权利要求1所述的用于贴片机的机械矫正方法,其特征在于,矫正步骤包括:
A、吸嘴取料以后,Z轴电机驱动整个Z轴的吸嘴上升,当Z轴吸嘴上升至设定的高度时,然后整个Z轴在Y向直线电机的驱动下沿Y轴进行运动,与此同时,机械矫正组件的伸缩机构推动矫正块向外推出,处于对应的携带有元器件的吸嘴杆的正下方;
B、在真空吸附作用下携带有元器件的吸嘴杆在Z轴电机的驱动下快速下降,当高度下降至元器件的下边界或轮廓与矫正块的校正斜面接触的时候,通矫正过块倒梯形台型腔的斜面与吸嘴所吸取的元器件棱边进行线接触,从而限制元器件的4个方向,以达到矫正效果;被彻底矫正端正的元器件在吸嘴杆上面随Z轴上升,到达指定高度时,保持高度位置不变;
C、机械矫正组件中的伸缩机构动作,矫正块回缩,使吸嘴杆正下方无物体干涉吸嘴杆的Z轴上下运动;
D、吸嘴到达目标贴装位置,Z轴准备向下运动,完成贴装任务。
4.根据权利要求1所述的用于贴片机的机械矫正方法,其特征在于:伸缩机构包括矫正块安装板、机头滑板连接板、直线导轨、气缸,矫正块安装在矫正块安装板上,矫正块安装板通过直线导轨安装在机头滑板连接板上,矫正块安装板在气缸的作用下可相对机头滑板连接板沿直线导轨往复移动。
5.一种用于贴片机的机械矫正装置,其特征在于:安装在贴片机的机头滑板(5)上;机械矫正装置包括矫正块(1)和伸缩机构,伸缩机构包括矫正块安装板(2)、机头滑板连接板(3)和气缸(405);气缸(405)固定在机头滑板连接板(3)上,气缸(405)的伸缩杆与矫正块安装板(2)固定连接,矫正块(1)对应机头滑板上的吸嘴数量和间距安装在矫正块安装板(2)上,机头滑板连接板(3)固定在贴片机机头滑板(5)上;在不工作状态矫正块(1)置于机头滑板上吸嘴吸头的后下方;工作时,伸缩机构动作将矫正块(1)伸出,矫正块(1)置于机头滑板上吸嘴吸头的正下方。
6.根据权利要求5所述的用于贴片机的机械矫正装置,其特征在于:机头滑板连接板(3)上垂直机头滑板连接板长度方向设置引导矫正块安装板移动方向的第一直线导轨(301),矫正块安装板(2)安装在第一直线导轨(301)上;机头滑板连接板(3)上设置滑板连接块(303),滑板连接块(303)固定在机头滑板连接板(3)上,滑板连接块(303)设置连接孔(304),紧固件穿过连接孔(304)将滑板连接块(303)及机头滑板连接板(3)固定在贴片机的机头滑板(5)上。
7.根据权利要求5所述的用于贴片机的机械矫正装置,其特征在于:矫正块安装板(2)设置若干条形孔(201),条形孔(201)沿矫正块安装板长度方向呈一直线设置;矫正块(1)上设有矫正型腔(101)和安装连接孔(102),矫正块(1)通过安装连接孔(102)和条形孔(201)由紧固件固在矫正块安装板(2)上。
8.根据权利要求6所述的用于贴片机的机械矫正装置,其特征在于:伸缩机构设有连杆连接板(402)、连杆(401),机头滑板连接板(3)上沿机头滑板连接板长度方向设置引导连杆连接板移动方向的第二直线导轨(302),连杆连接板(402)安装在第二直线导轨(302)上,连杆连接板(402)与气缸(405)的伸缩杆固定连接;连杆(401)的一端通过销轴(403)和轴承(404)铰接在连杆连接板(402)上,连杆(401)的另一端通过销轴(403)和轴承(404)铰接在矫正块安装板(2)上。
9.根据权利要求7所述的用于贴片机的机械矫正装置,其特征在于:矫正块(1)上设有卡台(103),安装连接孔(102)设置在卡台(103)上面;矫正块安装板(2)对应设置卡槽,条形孔(201)设置在卡槽内。
10.根据权利要求9所述的用于贴片机的机械矫正装置,其特征在于:条形孔(201)设置两行,条形孔(201)交错设置;矫正块(1)上的安装连接孔(102)对应设置两个。
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