CN108419430A - 全自动视觉bga返修工作站 - Google Patents
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Abstract
本发明所涉及一种全自动视觉BGA返修工作站,包括机架,机身外罩,机架平台;所述机架平台两侧分别设置有Y轴移动机构,安装在两侧Y轴移动机构一端的X轴移动机构,安装在X轴移动机构上方的Z轴移动机构,安装在两侧Y轴移动机构下方的下部双温区结构,下部双温区结构直接安装在机架平台上面,而构成全自动视觉BGA返修工作站。该机器采用电脑控制方式,驱使X轴移动机构,Y轴移动机构、Z轴移动机构分别完成X轴方向、Y轴方向、Z轴方向,R轴(R角度)智能化运动系统操作,并实现精准的对位、自动识别吸料,贴装高度,自动对位,自动贴装,自动焊接,自动拆焊工序,从而达到提高被贴合的SMT贴片元件的品质的效果。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种用于SMT制造行业方面的全自动视觉BGA返修工作站。
【背景技术】
随着电子科技产品的发展,逐渐朝着高精密化程度的方向发展。在SMT制造行业中,所述SMT贴片元件变得越来越小,而贴片元件上引脚与引脚之间的距离也越来越近。焊锡工序直接或间接关系已经成为影响PCB成品加工过程中产生次品率主要因素,以及人为的因素影响成为影响PCB成品加工过程中产生次品率的因素。基于上述,因焊锡工序和人为等因素而导致被贴合的SMT贴片元件的品质性能比较差。
【发明内容】
有鉴于此,本发明所要解决的技术问题是提供一种具有提高被贴合的SMT贴片元件的品质性能的全自动视觉BGA返修工作站。
为此解决上述技术问题,本发明中的技术方案所采用一种全自动视觉BGA返修工作站,包括置于下方的机架,安装在机架外围的机身外罩,安装在机架上的机架平台;所述机架平台两侧分别设置有Y轴移动机构,安装在两侧Y轴移动机构一端的X轴移动机构,安装在X轴移动机构上方的Z轴移动机构,安装在两侧Y轴移动机构下方的下部双温区结构,所述下部双温区结构直接安装在机架平台上面。
依据上述主要技术特征所述,所述Y轴移动机构包括直接安装在机架平台两端的Y轴运动模组支撑柱,分别安装在两端Y轴运动模组支撑柱上面的Y轴右传动模组,Y轴左传动模组,安装在Y轴右传动模组下方的恒流风扇,安装在Y轴右传动模组一端的Y轴伺服电机。
依据上述主要技术特征所述,所述X轴移动机构包括直接安装在Y轴右传动模组和Y轴左传动模组上的X轴固定安装板,安装在X轴固定安装板上面的X轴传动模组,安装在X轴传动模组一端的X轴伺服电机。
依据上述主要技术特征所述,所述Z轴移动机构包括安装在X轴传动模组上面的Z轴安装座,安装在Z轴安装座上面的Z轴安装板,安装在Z轴安装板外围的Z轴机罩;分别安装在Z轴安装板上端面的左Z轴伺服电机,右Z轴伺服电机;安装在右Z轴伺服电机上面的散热风扇,安装在Z轴安装板上面的与左Z轴伺服电机连接的左Z轴丝杠,安装在左Z轴丝杠一端上的加温模块,安装在加温模块下端的热风风嘴,安装在加温模块上端的送风风扇,安装在加温模块内侧的LED镜头光源,安装在送风风扇上方的Z轴高清相机;安装在Z轴安装板上面的与右Z轴伺服电机连接的右Z轴丝杠,安装在右Z轴丝杠下端的吸杆旋转机构,安装在吸杆旋转机构的上方的吸杆高度感应器,安装在吸杆高度感应器上方的吸杆压力位置感应装置,安装在吸杆压力位置感应装置上方的真空进气口,安装在吸杆旋转机构下方的遮光背景罩,安装在遮光背景罩下方的吸嘴,设置于遮光背景罩侧面的激光指示灯。
依据上述主要技术特征所述,所述下部双温区结构包括直接机架平台上面的活动夹板支撑架,设置于活动夹板支撑架侧面上的复数个外测温度插座,安装在活动夹板支撑架侧面的下部长焦相机,安装在下部长焦相机侧面的下部广角相机,安装在活动夹板支撑架内部的下部温区电线护管,安装在下部温区电线护管中央位置处的下部温区Y轴支撑台,安装在下部温区Y轴支撑台一端连接的下部广角相机,安装在下部广角相机侧面的下部长焦相机,安装在下部广角相机两侧的外测温度插座,安装在活动夹板支撑架上活动移动的食料座,安装在活动夹板支撑架一侧的喂料座,安装在喂料座一端的活动左夹板,安装在该活动左夹板侧面的红外辐射温区。
依据上述主要技术特征所述,所述机身外罩包括安装在机架外围的机身下罩,安装在机身下罩上方的机身上罩;所述机身上罩一侧设置有支撑臂机架,安装在支撑臂机架一端的显示器和操作台,所述显示器位于操作台的上方位置;所述机身上罩的正面设置有用于观察作用的观察窗口,分别安装在观察窗口两侧的急停开关,所述的机身上罩顶端设置有三色指示灯;所述的机身下罩的一侧面设置有油雾分离器;所述的机架的底部四周分别设置有脚杯,该脚杯附近设置有脚轮;所述机架内部设置有下部温区热风调节模组,所述的下部温区热风调节模组下方设置有工控机和储物柜;所述支撑臂机架包括显示器固定板,键盘放置板,显示器旋动轴,显示器旋动柱。
本发明的有益技术效果:因本技术方案采用所述机架平台两侧分别设置有Y轴移动机构,安装在两侧Y轴移动机构一端的X轴移动机构,安装在X轴移动机构上方的Z轴移动机构,安装在两侧Y轴移动机构下方的下部双温区结构,所述下部双温区结构直接安装在机架平台上面,而构成所述全自动视觉BGA返修工作站。该全自动视觉BGA返修工作站采用电脑控制方式,驱使X轴移动机构,Y轴移动机构、Z轴移动机构分别完成X轴方向、Y轴方向、Z轴方向,R轴(R角度)智能化运动系统操作,并实现精准的对位、自动识别吸料,贴装高度,自动对位,自动贴装,自动焊接,自动拆焊工序,代替人工所操作的全部工序,避免了现有技术中所述因焊锡工序和人为等因素而导致被贴合的SMT贴片元件的品质质量的现象发生,从而达到提高被贴合的SMT贴片元件的品质的效果。
下面结合附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
图1为本发明中全自动视觉BGA返修工作站的立体外观图;
图2为本发明中全自动视觉BGA返修工作站内部的立体图;
图3为本发明中X/Y轴移动机构的立体图;
图4为本发明中Z轴移动机构的立体图;
图5为本发明中下部双温区结构的立体图。
【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,以下结合附图和实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,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。
请参考图1至图5所示,下面结合实施例说明一种全自动视觉BGA返修工作站,包括机架1,机身外罩2,机架平台3,Y轴移动机构,X轴移动机构,Z轴移动机构,下部双温区结构。
所述机身外罩2包括安装在机架1外围的机身下罩,安装在机身下罩上方的机身上罩;所述机身上罩一侧设置有支撑臂机架4,安装在支撑臂机架4一端的显示器5和操作台6,所述显示器5位于操作台6的上方位置;所述机身上罩的正面设置有用于观察作用的观察窗口7,分别安装在观察窗口7两侧的急停开关8,所述的机身上罩顶端设置有三色指示灯9。所述的机身下罩的一侧面设置有油雾分离器10;所述的机架1的底部四周分别设置有脚杯11,该脚杯11附近设置有脚轮12;所述机架1内部设置有下部温区热风调节模组13,所述的下部温区热风调节模组13下方设置有工控机14和储物柜15;所述支撑臂机架4包括显示器固定板,键盘放置板,显示器旋动轴,显示器旋动柱。
所述Y轴移动机构包括直接安装在机架平台3两端的Y轴运动模组支撑柱40,分别安装在两端Y轴运动模组支撑柱40上面的Y轴右传动模组41,Y轴左传动模组42,安装在Y轴右传动模组41下方的恒流风扇43,安装在Y轴右传动模组41一端的Y轴伺服电机44。所述X轴移动机构包括直接安装在Y轴右传动模组41和Y轴左传动模组42上的X轴固定安装板50,安装在X轴固定安装板50上面的X轴传动模组51,安装在X轴传动模组51一端的X轴伺服电机52。所述Z轴移动机构包括安装在X轴传动模组51上面的Z轴安装座60,安装在Z轴安装座60上面的Z轴安装板61,安装在Z轴安装板61外围的Z轴机罩62;分别安装在Z轴安装板61上端面的左Z轴伺服电机63,右Z轴伺服电机64;安装在右Z轴伺服电机64上面的散热风扇65,安装在Z轴安装板61上面的与左Z轴伺服电机63连接的左Z轴丝杠66,安装在左Z轴丝杠66一端上的加温模块67,安装在加温模块67下端的热风风嘴68,安装在加温模块67上端的送风风扇69,安装在加温模块67内侧的LED镜头光源600,安装在送风风扇69上方的Z轴高清相机601;安装在Z轴安装板61上面的与右Z轴伺服电机64连接的右Z轴丝杠602,安装在右Z轴丝杠602下端的吸杆旋转机构603,安装在吸杆旋转机构603的上方的吸杆高度感应器604,安装在吸杆高度感应器604上方的吸杆压力位置感应装置605,安装在吸杆压力位置感应装置605上方的真空进气口606,安装在吸杆旋转机构603下方的遮光背景罩607,安装在遮光背景罩607下方的吸嘴608,设置于遮光背景罩607侧面的激光指示灯610。
所述下部双温区结构包括直接机架平台3上面的活动夹板支撑架70,设置于活动夹板支撑架70侧面上的复数个外测温度插座71,安装在活动夹板支撑架70侧面的下部长焦相机72,安装在下部长焦相机72侧面的下部广角相机73,安装在活动夹板支撑架70内部的下部温区电线护管74,安装在下部温区电线护管74中央位置处的下部温区Y轴支撑台75,安装在下部温区Y轴支撑台75一端连接的下部广角相机73,安装在活动夹板支撑架70上活动移动的食料座78,安装在活动夹板支撑架70一侧的喂料座79,安装在喂料座79一端的活动左夹板701,安装在该活动左夹板701侧面的红外辐射温区702。
所述机架1直接底面,所述机身外罩2安装在机架1外围,所述机架平台3安装在机架1上。所述Y轴移动机构安装在机架平台3两侧。X轴移动机构安装在两侧Y轴移动机构一端的,Z轴移动机构安装在X轴移动机构上方,下部双温区结构安装在两侧Y轴移动机构下方,所述下部双温区结构直接安装在机架平台3上面。
所述的下部双温区结构是通过工控机控制实现,采用光学对位系统,X轴移动机构、Y轴移动机构、Z轴移动机构中调节均采用伺服电极驱动,并通过软件自动计算找到返修点并实现精确贴装焊接修复。在使用过程中,简单的操作软件,即可,保证了使用便捷,无需长时间培训,无耗材,及使用经济性。下部双温区结构还包括加温系统,上下视觉系统,吸杆旋转系统,红外发热温区,下部温区系统,控制软件系统,以及双通道精密压力控制系统,所述系统均是采用模块设计方式的。所述加温系统采用具有自主专利技术热风焊接加热系统,其主要功能是将空气加热到固定温度形成热风,喷射到需要焊接的芯片上,温度稳定可控,加温范围可更换风嘴进行调节。所述上下视觉系统功能是采用视觉相机清晰的拍到芯片和PCB板的焊点,保证了软件上分析各焊点重合的位置关系,实现PCBA位置精确定位,贴片元件的精确、拆焊、除锡、贴装。所述吸杆旋转系统能够精确调整芯片角度和位置,保证焊接成功。所述的红外发热温区能够使每个发热模组都单独控制温度和发热,保证了每个点的预热温度均衡统一。所述下部温区系统采用HTS高效加热器,与同类型产品相比节能25%,升温快速同比提升20%,能够单独的下部温区保证了焊接返修区域上下温度统一的。所述控制软件系统能够快捷的编程功能非常容易上手,一般员工培训一个小时就可操作,并且相同的PCB板再也不用第二次编程,只需要调用原有程序就可以快捷使用,大大降低操作步骤,提高操作便捷性。双通道精密压力控制系统中的气路设计采用大流量流体阀、单向阀、精密减压阀、精密流量计,精密控制输出热风流量,避免气源压力波动影响热风流量。
使用时,开机之前,检查急停开关是否按下,整机通电,屏幕测试主机自动开机,整机控制主机自动开机。接着,将待拆BGA芯片的PCB板放到夹板上,编好程序或者调出已编好的程序,机器会利用光学系统自动找到芯片位置,对其进行加热,等温度达到锡的熔点后,再用吸嘴608把芯片取下来,自动放到食料座上,即为拆BGA的流程。接着,将待贴装BGA芯片的PCB板放到夹板上,把BGA芯片放在喂料座79上,编好程序或者调出已编好的程序,机器会确认PCB板上需要返修的位置和自动吸取芯片进行光学对位,然后贴装到PCB合适的位置上,然后加热模块过来加热焊接,完成芯片的焊接,即为贴装BGA的流程。在此使用过程中,分别实现了自动拆取元件并放到指定位置的功能,自动对拆取零件位置进行除锡清洁的功能,自动贴装焊接元件的功能,可自动对焊接区域进行快速焊接的功能。
综上所述,因本技术方案采用所述机架平台3两侧分别设置有Y轴移动机构,安装在两侧Y轴移动机构一端的X轴移动机构,安装在X轴移动机构上方的Z轴移动机构,安装在两侧Y轴移动机构下方的下部双温区结构,所述下部双温区结构直接安装在机架平台3上面,而构成所述全自动视觉BGA返修工作站。该全自动视觉BGA返修工作站采用电脑控制方式,驱使X轴移动机构,Y轴移动机构、Z轴移动机构分别完成X轴方向、Y轴方向、Z轴方向,R轴(R角度)智能化运动系统操作,并实现精准的对位、自动识别吸料,贴装高度,自动对位,自动贴装,自动焊接,自动拆焊工序,代替人工所操作的全部工序,避免了现有技术中所述因焊锡工序和人为等因素而导致被贴合的SMT贴片元件的品质质量的现象发生,从而达到提高被贴合的SMT贴片元件的品质的效果。
以上参照附图说明了本发明的优选实施例,并非因此局限本发明的权利范围。本领域技术人员不脱离本发明的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进,均应在本发明的权利范围之内。
Claims (6)
1.一种全自动视觉BGA返修工作站,包括置于下方的机架,安装在机架外围的机身外罩,安装在机架上的机架平台;其特征在于:所述机架平台两侧分别设置有Y轴移动机构,安装在两侧Y轴移动机构一端的X轴移动机构,安装在X轴移动机构上方的Z轴移动机构,安装在两侧Y轴移动机构下方的下部双温区结构,所述下部双温区结构直接安装在机架平台上面。
2.根据权利要求1所述全自动视觉BGA返修工作站,其特征在于:所述Y轴移动机构包括直接安装在机架平台两端的Y轴运动模组支撑柱,分别安装在两端Y轴运动模组支撑柱上面的Y轴右传动模组,Y轴左传动模组,安装在Y轴右传动模组下方的恒流风扇,安装在Y轴右传动模组一端的Y轴伺服电机。
3.根据权利要求1所述全自动视觉BGA返修工作站,其特征在于:所述X轴移动机构包括直接安装在Y轴右传动模组和Y轴左传动模组上的X轴固定安装板,安装在X轴固定安装板上面的X轴传动模组,安装在X轴传动模组一端的X轴伺服电机。
4.根据权利要求1所述全自动视觉BGA返修工作站,其特征在于:所述Z轴移动机构包括安装在X轴传动模组上面的Z轴安装座,安装在Z轴安装座上面的Z轴安装板,安装在Z轴安装板外围的Z轴机罩;分别安装在Z轴安装板上端面的左Z轴伺服电机,右Z轴伺服电机;安装在右Z轴伺服电机上面的散热风扇,安装在Z轴安装板上面的与左Z轴伺服电机连接的左Z轴丝杠,安装在左Z轴丝杠一端上的加温模块,安装在加温模块下端的热风风嘴,安装在加温模块上端的送风风扇,安装在加温模块内侧的LED镜头光源,安装在送风风扇上方的Z轴高清相机;安装在Z轴安装板上面的与右Z轴伺服电机连接的右Z轴丝杠,安装在右Z轴丝杠下端的吸杆旋转机构,安装在吸杆旋转机构的上方的吸杆高度感应器,安装在吸杆高度感应器上方的吸杆压力位置感应装置,安装在吸杆压力位置感应装置上方的真空进气口,安装在吸杆旋转机构下方的遮光背景罩,安装在遮光背景罩下方的吸嘴,设置于遮光背景罩侧面的激光指示灯。
5.根据权利要求1所述全自动视觉BGA返修工作站,其特征在于:所述下部双温区结构包括直接机架平台上面的活动夹板支撑架,设置于活动夹板支撑架侧面上的复数个外测温度插座,安装在活动夹板支撑架侧面的下部长焦相机,安装在下部长焦相机侧面的下部广角相机,安装在活动夹板支撑架内部的下部温区电线护管,安装在下部温区电线护管中央位置处的下部温区Y轴支撑台,安装在下部温区Y轴支撑台一端连接的下部广角相机,安装在下部广角相机侧面的下部长焦相机,安装在下部广角相机两侧的外测温度插座,安装在活动夹板支撑架上活动移动的食料座,安装在活动夹板支撑架一侧的喂料座,安装在喂料座一端的活动左夹板,安装在该活动左夹板侧面的红外辐射温区。
6.根据权利要求1所述全自动视觉BGA返修工作站,其特征在于:所述机身外罩包括安装在机架外围的机身下罩,安装在机身下罩上方的机身上罩;所述机身上罩一侧设置有支撑臂机架,安装在支撑臂机架一端的显示器和操作台,所述显示器位于操作台的上方位置;所述机身上罩的正面设置有用于观察作用的观察窗口,分别安装在观察窗口两侧的急停开关,所述的机身上罩顶端设置有三色指示灯;所述的机身下罩的一侧面设置有油雾分离器;所述的机架的底部四周分别设置有脚杯,该脚杯附近设置有脚轮;所述机架内部设置有下部温区热风调节模组,所述的下部温区热风调节模组下方设置有工控机和储物柜;所述支撑臂机架包括显示器固定板,键盘放置板,显示器旋动轴,显示器旋动柱。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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