CN109661164A - 一种用于散装元器件自动化贴装的柔性托盘 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于散装元器件自动化贴装的柔性托盘，属于自动化组装领域，解决了现有技术中散装料和短带料不适应SMT喂料器的填料方式与自动送料方式，散料依靠人工手动贴装的问题。本发明提供一种用于散装元器件自动化贴装的柔性托盘，包括：基板和多个填料组件。基板上有多个定位凹槽，填料组件安装在定位凹槽中，在填料组件的填料凹槽中填入散装元器件，将托盘通过基板安装在贴片机上，贴片机通过程序设定与控制，自动定位、拾取填料凹槽中的散装元器件，完成自动化贴装。实现了多品种、小批量印制板组件产品的SMT自动化贴装与多型号共用。节约了经济成本与时间成本，可切实提升生产效率与生产质量。

Description

一种用于散装元器件自动化贴装的柔性托盘

技术领域

本发明涉及自动化贴装技术领域，尤其涉及一种用于散装元器件自动化贴装的柔性托盘。

背景技术

SMT组装技术是Surface Mount Technology的缩写，也就是表面贴装技术。SMT组装技术是为了适应现代电子制造业批量化与可靠生产而快速发展和应用的组装技术，SMT组装技术控制精度好、生产效率高、产品一致性好，是电子制造行业的主流技术。在SMT组装生产中，元器件贴装是SMT组装工艺的关键环节，是影响生产效率与产品质量的重要因素。SMT元器件贴装过程与方法主要适用于大批量生产，要求元器件供料需采用封装好的盘带料；从而在SMT贴装生产时可以采用配套的喂料器对元器件进行自动送料、拾取并通过贴片机程序控制进行自动化贴装。

为有效保证产品电装生产质量与一致性，SMT组装技术在国防、军工、航空、航天等领域的电装生产中也逐渐得到应用。但上述领域的产品生产特点为小批量、多品种生产，电气生产中电子元器件种类多但数量相对较少，因此主要采用散装料或短带料供货。由于散装料和短带料不适应SMT喂料器的填料方式与自动送料，导致SMT组装工艺方法在多品种、小批量产品的电装生产应用中受到很大限制。当前，在国防、军工、航空、航天等领域印制板组件产品的多品种、小批量SMT组装生产中，主要通过人工贴料或加编料带的方式进行贴装生产，但两种方法均存在较大不足。

在SMT组装工艺中，贴装质量是影响电装质量的关键因素之一，人工贴料难以有效保证元器件的对准精度、贴装质量与一致性，人员劳动强度大且生产效率不高，同时造成贴片机等高值设备闲置，SMT生产线不能实现全自动化生产，生产线利用率低。

加编料带的方式是先根据喂料器的要求，用编带机对散装料或短带料加编料带，然后再用喂料器进行自动送料与贴装的方式来实现小批量自动化贴装生产。这种方式保证了生产质量与一致性，但增多了工艺流程，并大大增加了生产准备时间；另外，应用于多品种生产时每种规格的元器件都需要配备对应的喂料器但利用率不高，并且在生产时需要频繁更换与安装，增加了经济成本与时间成本，SMT生产能力也难以得到释放。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种用于散装元器件自动化贴装的柔性托盘，通过该柔性托盘与贴片机的配合使用，既不需要加编料带和定制喂料器，又可实现多品种小批量印制板组件产品的SMT自动化贴装与多型号共用。该方式既简单有效，又大大节约了经济成本与时间成本，可切实提升SMT生产效率与质量一致性；为多品种小批量印制板组件产品SMT自动化贴装生产提供了简易有效的解决方案。解决了现有技术中散装料和短带料不适应SMT喂料器的填料方式与自动送料方式，SMT组装工艺方法在多品种、小批量产品的电装生产应用中受到限制的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种用于散装元器件自动化贴装的柔性托盘，包括：基板和多个填料组件；基板上安装多个填料组件；

填料组件上设置有多个填料凹槽，填料凹槽用于放置散装元器件。

具体地，基板上设有多个定位凹槽，定位凹槽用于填料组件的定位与安装。

具体地，填料组件上设置有定位凸台，定位凸台与定位凹槽相配合；填料组件通过定位凸台放置于定位凹槽中。

具体地，填料组件与定位凹槽均设置有对应的定位孔。

具体地，填料组件与基板通过定位螺钉固定连接。

或者，定位凹槽的一侧端面上设置弹性元件，填料组件置于定位凹槽中并通过弹性元件进行固定和拆卸。

具体地，填料组件尺寸相等。

具体地，填料凹槽在填料组件上组成阵列结构。

具体地，填料凹槽设有多种规格与散装元器件封装尺寸相配。

具体地，基板上设置有定位螺柱与贴片机上对应的定位孔配合，并通过螺母固定。

另外，本发明提供一种用于散装元器件自动化贴装的柔性托盘的贴装方法，包括以下步骤：

S1.根据生产所需物料清单，按散装元器件的种类和数量配置填料组件；

S2.将填料组件安装到基板的定位凹槽中，并通过定位组件固定；

S3.将散装元器件填入到对应的填料凹槽中；

S4.将所述柔性托盘安装在贴片机上；贴片机自动拾取填料凹槽中的散装元器件，完成自动化贴装。

本发明有益效果如下：

1)本发明的柔性托盘适用于小批量、多品种的散装元器件的贴装生产，有效解决散料难以自动化贴装，需要人工贴装的问题。通过本柔性托盘与贴片机配合使用，可以在SMT生产线上通过程序设定与控制，由贴片机自动拾取元器件并进行后续对准与贴装。解决散料依靠人工手动贴装的问题，使散装料也可以在SMT上实现全自动化生产。

2)均匀阵列的具有相同尺寸的定位凹槽配合归一化设计的填料组件，可以使本发明的用于散装元器件自动化贴装的柔性托盘具有更好的通用性与适配性，可以应用于多种类型和不同数量的散装元器件的自动化贴装同时进行，提高了生产效率和自动化程度。

3)填料凹槽的尺寸根据所需表面贴装的散装元器件的尺寸设计，通过设计多种填料凹槽结构可以适用于多种散装元器件的表面贴装工作。

4)填料组件归一化设计，具有统一的外形和结构尺寸，方便完成填料组件与托盘基板之间的配合，提高了工作效率。填料组件与基板之间安装简单，采用不同类型的填料组件与基板配合可以使多种类型的散装元器件的表面贴装工作同时进行，提高了工作效率。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为用于散装元器件自动化贴装的柔性托盘结构；

图2为用于散装元器件自动化贴装的柔性托盘的局部；

图3为基板结构；

图4为填料组件外形；

图5为填料凹槽尺寸示意图。

附图标记：

1-基板；2-填料组件；3-定位凹槽；4-填料凹槽；5-定位螺柱；6-定位凸台；7-定位螺钉。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

一方面，本发明的一个具体实施例，公开了一种用于散装元器件自动化贴装的柔性托盘，该柔性托盘与贴片机配合使用，柔性托盘的结构参见图1，由基板1和多个填料组件2组成。基板1上设置多个定位凹槽3，填料组件2安装在定位凹槽3中，填料组件2上设置有多个填料凹槽4，填料凹槽4中填入散装元器件；托盘通过基板1安装在贴片机上，贴片机通过程序设定与控制，自动定位、拾取填料凹槽4中的散装元器件，完成自动化贴装。

柔性托盘的基板1安装在贴片机的尾部，为了便于柔性托盘与贴片机的安装，基板1一侧的两端均设置有四个定位螺柱5，定位螺柱5与贴片机上对应的定位孔通过螺母连接固定，使用时将基板1的定位螺柱5与贴片机的定位孔配合，再通过螺母拧紧固定，保证柔性托盘与贴片机具有固定的相对位置，进一步保证贴装生产时散装元器件位置的准确性。

为了方便基板1与填料组件2之间的装配，基板1上方设置有多个定位凹槽3，用于放置和定位填料组件2。为了使基板1与多个填料组件2之间具有良好的适配性，基板1上的多个定位凹槽3尺寸一致且在基板1上阵列分布，使定位凹槽3具有相同的结构尺寸且定位凹槽3之间的具有相同的间距。基板1的结构如图3所示。

为了便于填料组件2在基板1的填料凹槽中的准确放置与定位，填料组件2的下端设置有定位凸台6，定位凸台6的结构尺寸与定位凹槽3的尺寸配合，使填料组件2通过定位凸台6放置于定位凹槽3中。

为了进一步确保填料组件2与基板1之间的连接稳固性，防止填料组件2在定位凹槽3中产生相对滑动，填料组件2与基板1通过定位螺钉7固定，保证填料组件2与基板1之间的安装牢固。填料组件2与基板1的安装方式参见图2。

关于填料组件2与基板1之间的安装方式，本发明的填料组件2与定位凹槽3还可以采用弹性元件定位。具体地，填料组件2设置为长度略小于定位凹槽3的长方体结构，定位凹槽3设置为四面槽，两个长边槽面与填料组件的长边端面配合，在定位凹槽3的一个短边槽面上设置弹性元件，例如弹簧。安装时，填料组件2的一端压缩弹性元件，将填料组件2置于定位凹槽3中，通过定位凹槽3一侧的弹性元件的弹力，使填料组件2固定在定位凹槽3中，图中未示出。弹性元件定位的方式与遥控器中干电池的安装方式类似，可以实现快速的安装和拆卸，提高生产效率。

为了方便确定散装元器件在柔性托盘中的位置，便于贴片机进行程序设定与控制，自动定位、拾取填料凹槽4阵列中贴装生产所需的元器件，并进行自动化贴装。填料组件2外形规格采用归一化设计，填料组件2均为长方形型平板结构，且具有统一的外形尺寸与结构。填料组件2的底部均设置定位凸台6，可与基板的任一定位凹槽3配合安装。填料组件2的填料面设置填料凹槽4阵列，填料凹槽4在填料组件2的填料面上均匀分布且线性排列。填料凹槽4用于放置贴装生产所需的散装元器件。具体填料组件2的结构如图4所示。

需要进行自动化贴装的散装元器件置于填料组件2的填料凹槽4中，根据散装元器件的的种类，设计填料凹槽4的尺寸结构。因此，填料组件2上的填料凹槽4的结构尺寸有多种形式，使填料凹槽4的大小可以适配不同类型散装元器件的尺寸。填料凹槽4的尺寸示意图参见说明书附图5。

填料凹槽4的尺寸根据常用元器件的封装尺寸进行设置，一种填料凹槽4的尺寸对应一种常用元器件。根据常用元器件的封装尺寸，设置填料凹槽4的尺寸规格如表1所示。

表1填料组件上填料凹槽的尺寸规格

另一方面，本发明的用于散装元器件自动化贴装的柔性托盘的使用方法，包括以下步骤：

S1.根据生产所需物料清单，按散装元器件的种类和数量配置填料组件2的种类和数量；

S2.将选取的填料组件2在基板1上进行排列组合，安装到基板1的定位凹槽3中，并通过定位螺钉7固定；

S3.将当次生产所需的散装元器件填入、放置到对应的填料凹槽4中；

S4.将所述柔性托盘安装在贴片机上，并通过定位螺柱5或弹性元件固定。贴片机通过程序设定与控制，自动定位、拾取填料凹槽4中的散装元器件，完成自动化贴装。

可根据多品种变线生产的物料清单，对托盘组件进行适应性排列组合，基板加填料组件自由组合的方式，使托盘可以匹配每种印制板的生产物料需求，解决喂料器不适应多品种、小批量生产的问题。

通过本柔性托盘与贴片机配合使用，可以在SMT生产线上通过程序设定与控制，由贴片机自动拾取元器件并进行后续对准与贴装。解决散料依靠人工手动贴装的问题，使散装料可以在SMT上实现全自动化生产。

与现有技术相比，本实施例提供的用于散装元器件自动化贴装的柔性托盘，至少具有以下技术效果之一：

1)本发明有效解决散料难以自动化贴装，需要人工贴装的问题。通过该柔性托盘与贴片机的配合使用，既不需要加编料带和定制喂料器，又可实现多品种小批量印制板组件产品的SMT自动化贴装与多型号共用。可以在SMT生产线上通过程序设定与控制，由贴片机自动拾取元器件并进行后续对准与贴装，解决了散料依靠人工手动贴装的问题，使散装料也可以在SMT上实现全自动化生产。

2)本发明的柔性托盘可根据多品种变线生产的物料清单，对托盘组件进行适应性排列组合，基板加填料组件自由组合的方式，使托盘可以匹配每种印制板的生产物料需求，解决喂料器不适应多品种、小批量生产的问题，实现贴装供料的通用化与柔性化，适应多品种变线生产，有效提升SMT生产效率。

3)填料凹槽的尺寸根据所需表面贴装的散装元器件的尺寸设计，通过设计多种填料凹槽结构可以适用于多种散装元器件的表面贴装工作。

4)填料组件的结构归一化设计，方便完成填料组件与托盘基板之间的配合，提高了工作效率。填料组件与基板之间安装简单，针对不同类型的散装元器件的表面贴装，仅需设计不同的填料凹槽即可，无需改变基板和填料组件尺寸。采用不同类型的填料组件与基板配合可以使多种类型的散装元器件的表面贴装工作同时进行，提高了工作效率。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于散装元器件自动化贴装的柔性托盘，其特征在于，包括：基板(1)和多个填料组件(2)；

所述基板(1)上安装多个所述填料组件(2)；

所述填料组件(2)上设置有多个填料凹槽(4)，所述填料凹槽(4)用于放置散装元器件。

2.根据权利要求1所述的用于散装元器件自动化贴装的柔性托盘，其特征在于，所述基板(1)上设有多个定位凹槽(3)，所述定位凹槽(3)用于所述填料组件(2)的定位与安装。

3.根据权利要求2所述的用于散装元器件自动化贴装的柔性托盘，其特征在于，所述填料组件(2)上设置有定位凸台(6)，所述定位凸台(6)与所述定位凹槽(3)相配合；所述填料组件(2)通过所述定位凸台(6)放置于所述定位凹槽(3)中。

4.根据权利要求3所述的用于散装元器件自动化贴装的柔性托盘，其特征在于，所述填料组件(2)与所述定位凹槽(3)均设置有对应的定位孔。

5.根据权利要求4所述的用于散装元器件自动化贴装的柔性托盘，其特征在于，所述填料组件(2)与所述基板(1)通过定位螺钉(7)固定连接。

6.根据权利要求1所述的用于散装元器件自动化贴装的柔性托盘，其特征在于，所述填料组件(2)尺寸相等。

7.根据权利要求5或6所述的用于散装元器件自动化贴装的柔性托盘，其特征在于，所述填料凹槽(4)在所述填料组件(2)上组成阵列结构。

8.根据权利要求7所述的用于散装元器件自动化贴装的柔性托盘，其特征在于，所述填料凹槽(4)设有多种规格与散装元器件封装尺寸相配。

9.根据权利要求7所述的用于散装元器件自动化贴装的柔性托盘，其特征在于，所述基板(1)上设置有定位螺柱(5)与贴片机上对应的定位孔配合，并通过螺母固定。

10.根据权利要求1-9所述的用于散装元器件自动化贴装的柔性托盘的贴装方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.根据生产所需物料清单，按散装元器件的种类和数量配置填料组件(2)；

S2.将填料组件(2)安装到基板(1)的定位凹槽(3)中，并通过定位组件固定；

S3.将散装元器件填入到对应的填料凹槽(4)中；

S4.将所述柔性托盘安装在贴片机上；贴片机自动拾取填料凹槽(4)中的散装元器件，完成自动化贴装。