CN108419430B - 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

全自动视觉BGA返修工作站
【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 (1)

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；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；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；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；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；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；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。
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