CN107241899B

CN107241899B - 一种贴片机飞行图像拾取的装置

Info

Publication number: CN107241899B
Application number: CN201710499470.0A
Authority: CN
Inventors: 梁文灿; 李清国
Original assignee: Zhejiang Huaqi Zhengbang Automation Technology Co ltd
Current assignee: Zhejiang Huaqi Zhengbang Automation Technology Co ltd
Priority date: 2017-06-27
Filing date: 2017-06-27
Publication date: 2023-03-10
Anticipated expiration: 2037-06-27
Also published as: CN107241899A

Abstract

本发明涉及SMT技术领域，特别涉及一种贴片机飞行图像拾取的装置，包括有平移运动机构、拾取图像装置和位移测距机构，所述平移运动机构包括有平移运动机架和平移运动机构本体，所述平移运动机架固定设置在贴装头基板的后表面上；所述平移运动机构本体一端设置在平移运动机架上，所述位移测距机构一端设置在平移运动机架上，所述位移测距机构另一端设置在平移运动机构本体上，所述平移运动机构本体另一端与拾取图像装置一端相连接，拾取图像装置另一端位于吸嘴的下方。在使用本发明时，实现贴装头从吸取电子元件到指定位置的贴装过程中完成对电子元件的拍照采集，把相机获取目标图像的时间最小化，大大提高贴片机的贴装效率。

Description

一种贴片机飞行图像拾取的装置

技术领域

本发明涉及SMT技术领域，特别涉及一种贴片机飞行图像拾取的装置。

背景技术

贴片机是通过移动贴装头把表面贴装元件准确地放置PCB焊盘上的一种设备，传统贴装工作流程如下：

第一步，PCB 板固定；

第二步，相机寻找PCB 板基准点；

第三步，吸嘴10从料盘吸取电子元件11；

第四步，吸嘴10带着电子元件11位移到识别相机上方；

第五步，相机拍照确定元件中心相对吸嘴中心位置偏差Δx,Δy,Δθ ；

第六步，电子元件11贴装在PCB板上等操作。

其中第四、五步需要对拾取电子元件11进行视觉检测，借以纠正电子元件11拾取过程中发生的不可控偏差Δx,Δy,Δθ。一般此需求由贴片机控制系统配置的图像采集与处理系统完成，也称视觉系统。完成这两步需要一定的时间，面对高速贴装领域中，这些专门设置有检测时间显然存在浪费现象。

目前贴装头通常成线性布置十个以上吸嘴10，吸嘴10从料盘拾取电子元件11后，经过相机上方，相机对其进行图像采集。由于吸嘴10数目太多，且成线性布置，相机怎样在有限的拍照角度内、清晰地将所有吸嘴10上的电子元件11进行拍照、采集已成为行业内研究的难题。为了解决这个问题，通常是增加相机的数量或增加辅助装置来提高拍照、采集的清晰度。

综上所述，在保证相机拍照、采集清晰度的情况下，如何提高贴片机的生产效率，如何快速拍照各个吸嘴10上的电子元件11及如何精准定位地采集电子元件图像等问题已成为行业内急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种贴片机飞行图像拾取的装置，该装置能够实现贴装头在吸取电子元件到指定位置的贴装过程中完成对电子元件的拍照采集，把相机获取目标图像的时间最小化，大大提高贴片机的贴装效率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明所述的一种贴片机飞行图像拾取的装置，包括有平移运动机构、拾取图像装置和位移测距机构，所述平移运动机构包括有平移运动机架和平移运动机构本体，所述平移运动机架固定设置在贴装头基板的后表面上；所述平移运动机构本体一端设置在平移运动机架上，所述位移测距机构一端设置在平移运动机架上，所述位移测距机构另一端设置在平移运动机构本体上，所述平移运动机构本体另一端与拾取图像装置一端相连接，拾取图像装置另一端位于吸嘴的下方。

进一步地，所述贴装头基板通过导向机构与拾取图像装置相连接。

进一步地，平移运动机构本体包括有平移电机、主动轮、调节轮、传动轮和皮带，所述平移电机固定设置在平移运动机架的后表面，所述平移电机的主轴伸入平移运动机架的内腔后与主动轮相固定连接；

所述平移运动机架的内腔后壁固定连接有两个调节轮和两个传动轮；两个调节轮位于主动轮呈左右对称设置，两个传动轮位于主动轮呈左右对称设置；调节轮位于主动轮和传动轮之间；主动轮、两个调节轮和两个传动轮通过皮带连接起来。

进一步地，所述拾取图像装置包括有相机座、滑块座和镜片座，

所述相机座的上表面固定设置有相机，所述相机座一端与镜片座相固定连接；所述镜片座的镜片定位表面固定设置有镜片，相机的拍照镜头朝向镜片的正表面方向设置；镜片的表面与水平线之间设置有镜像夹角；所述相机的摄像中心轴线与水平线之间设置有拍照夹角；所述相机座的两侧对称设置有侧板，两个侧板分别与滑块座两端相固定连接。

进一步地，所述平移运动机构本体还包括有皮带连接板，所述皮带连接板通过螺丝与滑块座的上端面相固定连接；所述皮带的一段设置在皮带连接板和滑块座之间。

进一步地，所述位移测距机构包括有位移测距机构固定板和光栅传感器，所述位移测距机构固定板一端固定设置在滑块座的后表面上；所述光栅传感器固定设置在位移测距机构固定板的上表面上，所述平移运动机架的后表面固定设置有与光栅传感器相匹配的光栅磁尺。

进一步地，所述导向机构包括有两条导轨，两条导轨相互平行设置在贴装头基板后表面上，所述滑块座的前表面固定设置有两个与导轨相匹配的滑块；所述滑块扣接在导轨上。

采用上述结构后，本发明有益效果为：本发明所述的一种贴片机飞行图像拾取的装置，包括有平移运动机构、拾取图像装置和位移测距机构，所述平移运动机构包括有平移运动机架和平移运动机构本体，所述平移运动机架固定设置在贴装头基板的后表面上；所述平移运动机构本体一端设置在平移运动机架上，所述位移测距机构一端设置在平移运动机架上，所述位移测距机构另一端设置在平移运动机构本体上，所述平移运动机构本体另一端与拾取图像装置一端相连接，拾取图像装置另一端位于吸嘴的下方。

在使用本发明时，通过平移运动机构驱动拾取图像装置沿吸嘴分布的方向做水平运动，通过位移测距机构来测量拾取图像装置的位移位置，位移测距机构上记下每个吸嘴所对应的刻度，当位移测距机构检测到拾取图像装置移至有吸嘴对应的刻度时，拾取图像装置便分别对吸嘴上的电子元件进行拍照、采集，并将数据传送给视觉系统；即实现贴装头从吸取电子元件到指定位置的贴装过程中完成对电子元件的拍照采集，杜绝了以往为了对电子元件检测、采集而专门设置停留时间的现象，把相机获取目标图像的时间最小化，大大提高贴片机的贴装效率。

附图说明

图1是本发明的左视图；

图2是本发明的后视图；

图3是图1中A-A剖视图；

图4是图2中B-B剖视图；

附图标记说明：

1、贴装头基板；21、吸嘴杆基座；22、吸嘴杆滑动座；23、吸嘴杆总成；

31、平移运动机架； 32、位移测距机构固定板；

41、平移电机；42、主动轮；43、调节轮； 44、传动轮；45、皮带；

51、光栅磁尺； 52、光栅传感器；

61、相机座；62、滑块座； 63、皮带连接板； 64、镜片座；

71、滑块； 72、导轨；8、镜片； 9、相机；10、吸嘴；11、电子元件；

α、镜像夹角； β、拍照夹角。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1至图4所示，本发明所述的一种贴片机飞行图像拾取的装置，包括有平移运动机构、拾取图像装置和位移测距机构，所述平移运动机构包括有平移运动机架31和平移运动机构本体，所述平移运动机架31固定设置在贴装头基板1的后表面上。

所述平移运动机构本体一端设置在平移运动机架31上，所述位移测距机构一端设置在平移运动机架31上，所述位移测距机构另一端设置在平移运动机构本体上，所述平移运动机构本体另一端与拾取图像装置一端相连接，拾取图像装置另一端位于吸嘴10的下方。

通过平移运动机构驱动拾取图像装置沿吸嘴10分布的方向做水平运动，通过位移测距机构来测量拾取图像装置的位移位置，位移测距机构上记下每个吸嘴10所对应的刻度，当位移测距机构检测到拾取图像装置移至有吸嘴10对应的刻度时，拾取图像装置便分别对吸嘴10上的电子元件11进行拍照、采集，并将数据传送给视觉系统。

贴装头包括有贴装头基板1、吸嘴杆基座21、吸嘴杆滑动座22和多套吸嘴杆总成23，所述吸嘴杆总成23一端均设置有吸嘴10，吸嘴10上吸着电子元件11；所述贴装头基板1的前表面通过吸嘴杆基座21与吸嘴杆滑动座22相固定连接，多套吸嘴杆总成23沿吸嘴杆滑动座22的长度方向固定设置在吸嘴杆滑动座22上。

进一步地，所述贴装头基板1通过导向机构与拾取图像装置相连接；导向机构能够保障平移运动机构平稳地驱动拾取图像装置做来回运动。

进一步地，平移运动机构本体包括有平移电机41、主动轮42、调节轮43、传动轮44和皮带45，所述平移电机41固定设置在平移运动机架31的后表面，所述平移电机41的主轴伸入平移运动机架31的内腔后与主动轮相固定连接42；

所述平移运动机架31的内腔后壁固定连接有两个调节轮43和两个传动轮44；两个调节轮43位于主动轮42呈左右对称设置，两个传动轮44位于主动轮42呈左右对称设置；从垂直方向来看，调节轮43位于主动轮42和传动轮44之间；主动轮42、两个调节轮43和两个传动轮44通过皮带45连接起来，当平移电机41带动主动轮42转动时，主动轮42通过皮带45带动调节轮43和传动轮44转动；从水平方向来看，主动轮42、调节轮43均设置在两个传动轮44之间，同时，主动轮42设置在两个调节轮43之间。

进一步地，所述拾取图像装置包括有相机座61、滑块座62和镜片座64，

所述相机座61的上表面固定设置有相机9，所述相机座61一端与镜片座64相固定连接；所述镜片座64的镜片定位表面固定设置有镜片8，相机9的拍照镜头朝向镜片8的正表面方向设置。镜片8的表面与水平线之间设置有镜像夹角α；所述相机9的摄像中心轴线与水平线之间设置有拍照夹角β；当然，吸嘴杆总成23的中心轴线与水平线之间的夹角为90度，这与现有技术无本质区别。所述相机座61的两侧对称设置有侧板，两个侧板分别与滑块座62两端相固定连接。

进一步地，所述平移运动机构本体还包括有皮带连接板63，所述皮带连接板63通过螺丝与滑块座62的上端面相固定连接，所述皮带45的一段设置在皮带连接板63和滑块座62之间，即皮带45的一段通过皮带连接板63和滑块座62夹持着，皮带连接板63和滑块座62能够跟随皮带45移动，使得整个拾取图像装置能够跟随皮带45移动。

进一步地，所述位移测距机构包括有位移测距机构固定板32和光栅传感器52，所述位移测距机构固定板32一端固定设置在滑块座62的后表面上，位移测距机构固定板32的上表面和平移运动机架31的下端部之间设置间隙；所述光栅传感器52固定设置在位移测距机构固定板32的上表面上，所述平移运动机架31的后表面固定设置有与光栅传感器52相匹配的光栅磁尺51。

进一步地，所述导向机构包括有两条导轨72，两条导轨72相互平行设置在贴装头基板1后表面上，所述滑块座62的前表面固定设置有两个与导轨72相匹配的滑块71；所述滑块71扣接在导轨72上。

本发明的工作原理为：

1.吸嘴10从料盘吸取电子元件11，

2.贴装头往PCB板移动，与此同时，本装置还执行以下工作步骤：

2.1平移电机41带动主动轮42转动，主动轮42通过皮带45带动调节轮43和传动轮44转动；由于皮带45通过皮带连接板63和滑块座62夹持着，使得相机9和光栅传感器52能够跟随皮带45移动；

2.2 由于系统记下每个吸嘴10所对应光栅磁尺51上的刻度，当光栅传感器52到达光栅磁尺51对应吸嘴10的刻度时，相机9便对镜片8上的电子元件11投影进行拍照、采集，并将数据传送给视觉系统（需要说明的是：对电子元件11拍照、采集、并将数据传送给视觉系统的技术与现有技术无本质区别）。

2.3根据采集的贴装元件信息计算贴装电子元件11中相对吸嘴10中心位置偏量Δx,Δy,Δθ，并进行校正和补偿（需要说明的是：对电子元件11的校正和补偿技术与现有技术无本质区别，即此步骤与现有技术无本质区别）。

3.贴装头到PCB板指定贴装位置进行贴装。

在使用本发明时，贴装头实现了从吸取电子元件到指定位置的贴装过程中完成对电子元件的拍照采集，因此本装置在贴装机飞行过程中，能够实现在X、Y运动过程的时间内完成对拾取图像装置的平移驱动，即相机能够实现在贴装头做X、Y运动过程的时间内完成整个拍摄过程，进而有助于提高贴装生产效率；杜绝了以往为了对电子元件拍照采集而专门设置停留时间的现象，把相机获取目标图像的时间最小化，大大提高贴片机的贴装效率。另外，该结构简单、设计合理，制造成本低。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims

1.一种贴片机飞行图像拾取的装置，其特征在于：包括有平移运动机构、拾取图像装置和位移测距机构，所述平移运动机构包括有平移运动机架（31）和平移运动机构本体，所述平移运动机架（31）固定设置在贴装头基板（1）的后表面上；

所述平移运动机构本体一端设置在平移运动机架（31）上，所述位移测距机构一端设置在平移运动机架（31）上，所述位移测距机构另一端设置在平移运动机构本体上，所述平移运动机构本体另一端与拾取图像装置一端相连接，拾取图像装置另一端位于吸嘴的下方。

2.根据权利要求1所述的一种贴片机飞行图像拾取的装置，其特征在于：所述贴装头基板（1）通过导向机构与拾取图像装置相连接。

3.根据权利要求2所述的一种贴片机飞行图像拾取的装置，其特征在于：所述平移运动机构本体包括有平移电机（41）、主动轮（42）、调节轮（43）、传动轮（44）和皮带（45），所述平移电机（41）固定设置在平移运动机架（31）的后表面，所述平移电机（41）的主轴伸入平移运动机架（31）的内腔后与主动轮（42）相固定连接；

所述平移运动机架（31）的内腔后壁固定连接有两个调节轮（43）和两个传动轮（44）；两个调节轮（43）位于主动轮（42）呈左右对称设置，两个传动轮（44）位于主动轮（42）呈左右对称设置；调节轮（43）位于主动轮（42）和传动轮（44）之间；主动轮（42）、两个调节轮（43）和两个传动轮（44）通过皮带（45）连接起来。

4.根据权利要求3所述的一种贴片机飞行图像拾取的装置，其特征在于：所述拾取图像装置包括有相机座（61）、滑块座（62）和镜片座（64），

所述相机座（61）的上表面固定设置有相机（9），所述相机座（61）一端与镜片座（64）相固定连接；所述镜片座（64）的镜片定位表面固定设置有镜片（8），相机（9）的拍照镜头朝向镜片（8）的正表面方向设置；镜片（8）的表面与水平线之间设置有镜像夹角（α）；所述相机（9）的摄像中心轴线与水平线之间设置有拍照夹角（β）；所述相机座（61）的两侧对称设置有侧板，两个侧板分别与滑块座（62）两端相固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种贴片机飞行图像拾取的装置，其特征在于：所述平移运动机构本体还包括有皮带连接板（63），所述皮带连接板（63）通过螺丝与滑块座（62）的上端面相固定连接；所述皮带（45）的一段设置在皮带连接板（63）和滑块座（62）之间。

6.根据权利要求5所述的一种贴片机飞行图像拾取的装置，其特征在于：所述位移测距机构包括有位移测距机构固定板（32）和光栅传感器（52），所述位移测距机构固定板（32）一端固定设置在滑块座（62）的后表面上，所述光栅传感器（52）固定设置在位移测距机构固定板（32）的上表面上，所述平移运动机架（31）的后表面固定设置有与光栅传感器（52）相匹配的光栅磁尺（51）。

7.根据权利要求6所述的一种贴片机飞行图像拾取的装置，其特征在于：所述导向机构包括有两条导轨（72），两条导轨（72）相互平行设置在贴装头基板（1）后表面上，所述滑块座（62）的前表面固定设置有两个与导轨（72）相匹配的滑块（71）；所述滑块（71）扣接在导轨（72）上。