CN114845475A - 一种自动化贴片机 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种自动化贴片机，包括床身，所述床身的上表面固定安装有工作台，所述工作台的上表面中间区域设有基板放置区，所述基板放置区位置处安装有用以对不同尺寸的基板进行夹持定位的基板定位组件，所述夹持定位组件包括安装在工作台上表面前后两端位置、且相互平行的基板固定块，两个基板固定块的中间位置设有平行于两个基板固定块且前后活动的基板活动块；本发明在工作台表面分别设置基板放置区及IC放置区，有效的降低了贴装头部取料以及贴装的距离，缩短了工作时间，并且在基板放置区通过弹簧和基板活动块的配合来调整对基板夹持的间距，满足不同尺寸基板的放置要求，适用范围广。

Description

一种自动化贴片机

技术领域

本发明涉及贴片机设计技术领域，尤其是涉及一种自动化贴片机。

背景技术

贴片机又称贴装机，是用于基板元件贴装的一种专用设备，其利用控制系统贴装头在工作区域内行走，通过贴装头吸嘴从送料器中完成元件的吸取，并通过自动识别系统(双视觉校正系统)能够自动识别元件的大小偏差实时校正元件贴装的角度及位置的一种小型桌面贴装设备。

目前，现有的贴片机主要有以下缺点：(1)现有贴片机工作区域的基板放置平台大多为固定尺寸，或者只能够做轻微的调整，不适应市面上多种尺寸基板的贴片要求；(2)现有的贴装系统在进行XY轴移动时，大多采用电机带动传送带的方式，由于皮带式传动容易出现磨损、断裂及打滑的问题，会导致电机丢步的问题发生，影响生产质量及生产效率；(3)现有机身大多采用铁制圆管作为工作头部，由于头部本身的重量会使机构整体向下弯曲，不能保证工作头部的水平作业要求，并且工作头部在运转速度过快时，贴装精度得不到保证，由于机构本身设计不完善，使机构过早磨损，提高维修的成本；(4)现有贴片机的工作头由多个贴装头水平并列安装，每一个贴头都需要一个下压电机及旋转电机进行驱动，受电机的体积限制及安装间隙要求的限制，电机间的间隙往往较大，且采用皮带式带动贴头转动的机构，会导致整个头部贴装系统较大且较宽，为了达到方便取料，及配合供料器安装的所需间距，同样平台宽度的条件下，供料器的安装数量就会相应的减少，造成空间和效率的浪费。

发明内容

本发明提出一种自动化贴片机，以解决上述背景技术中提出的现有贴片机不适用于尺寸不同基板的贴装要求，皮带式传动易出现磨损、断裂和打滑的问题，贴装精度达不到要求、维修成本高，以及同等条件下，供料器安装数量少而造成的空间和效率浪费的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种自动化贴片机，包括床身，所述床身的上表面固定安装有工作台，所述工作台的上表面中间区域设有基板放置区，所述基板放置区位置处安装有用以对不同尺寸的基板进行夹持定位的基板定位组件，所述夹持定位组件包括安装在工作台上表面前后两端位置、且相互平行的基板固定块，两个基板固定块的中间位置设有平行于两个基板固定块且前后活动的基板活动块；

所述工作台上表面一侧位置设有IC放置区；

所述工作台的上方设有贴装组件，在工作台上安装有用以驱动贴装组件进行Y轴直线移动的Y轴移动组件、用以驱动贴装组件进行X轴直线移动的X轴移动组件。

优选的，两个基板固定块之间的位置处安装有两个相互平行的导向杆，基板活动块滑动连接在导向杆上，在基板活动块与其中一个基板固定块之间的导向杆上套设有弹簧。

优选的，所述IC放置区位置安装有两个相互平行设置的IC固定架，两个IC固定架之间放置有IC托盘，IC托盘为IC标准托盘。

优选的，所述Y轴移动组件包括安装在工作台两侧位置且相互平行的Y轴导轨，Y轴导轨上方滑动连接有Y轴滑块，两个Y轴滑块上方连接有Y轴移动座，其中一个Y轴移动座的中心位置安装有Y轴丝母，所述工作台一侧的前后位置安装有Y轴基座，两个Y轴基座之间通过轴承连接有Y轴移动丝杆，Y轴丝母安装于Y轴移动丝杆上，Y轴移动丝杆的一端穿过Y轴基座且端部连接有Y轴驱动电机。

优选的，所述两个Y轴移动座的上方安装有横梁，X轴移动组件安装在横梁上，所述X轴移动组件包括安装在横梁上方两端位置的X轴基座，X轴基座之间连接有X轴移动丝杆，X轴移动丝杆的中间位置连接有X轴丝母，X轴丝母安装于X轴移动座的中间位置，贴装组件安装在X轴移动座的侧面位置，X轴移动丝杆的其中一端穿过X轴基座且端部连接有X轴驱动电机。

优选的，所述横梁的侧面安装有X轴导轨，X轴导轨与Y轴导轨相互垂直设置，X轴导轨上滑动连接有X轴滑块，X轴滑块与贴装组件相连。

优选的，所述贴装组件包括一立板，所述立板的一侧上方位置安装有若干Z轴驱动电机，若干所述Z轴驱动电机的轴端穿过立板且端部均连接有带轮一，在立板另外一侧的下方位置安装有与带轮一数量相同且位置对应的带轮二，带轮一与带轮二之间通过传送带相连，每条传送带上均安装有一夹紧块，每个夹紧块上均安装有L型安装架，L型安装架上设置有用以将IC元件进行吸附并实现360°旋转的吸附组件。

优选的，所述吸附组件包括安装在L型安装架下方横板的旋转电机，旋转电机轴端安装有连接杆，连接杆的下方安装有吸嘴，旋转电机的上端连接有一延长管，延长管上方安装有气管接头。

优选的，所述贴装组件还包括安装在立板上的限位架，限位架上安装有与Z轴驱动电机数量相同的Z轴导轨，Z轴导轨的长度方向垂直于工作台设置，每个Z轴导轨上均滑动连接有Z轴滑块，Z轴滑块与L型安装架相连。

优选的，所述L型安装架的上方安装有向上延伸设置的感应片，在L型安装架上方的头部护罩上安装有光电感应器。

优选的，所述带轮一、带轮二均为同步带轮，传送带为同步带。

采用了上述技术方案，本发明的有益效果为：

(1)本发明在工作台表面分别设置基板放置区及IC放置区，有效的降低了贴装头部取料以及贴装的距离，缩短了工作时间，并且在基板放置区通过弹簧和基板活动块的配合来调整对基板夹持的间距，满足不同尺寸基板的放置要求，适用范围广；

(2)本发明采用伺服电机以及钢制的高精度丝杆来驱动贴装组件进行X轴和Y轴方向的移动，消除了皮带传动方式的不足，并且将X轴导轨安装于横梁侧面位置，采用横梁代替传统的圆柱型机构，方便工作头部安装的同时，也大大减少了工作头部的重量对于导轨的压力，改善导轨的磨损情况，提高工作头部的工作寿命以及工作效率；

(3)本发明采用旋转电机来带动吸嘴进行转动，减小了工作头部的体积，使得工作头部各个吸嘴之间的间距缩小，有利于提高贴片机的工作质量以及工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的整体立体结构图；

图2为本发明IC放置区与基板定位组件的结构图；

图3为本发明Y轴移动组件的安装结构图；

图4为本发明X轴移动组件的安装结构图；

图5为本发明贴装组件的爆炸视图；

图6为本发明吸附组件的立体图。

其中：

1、床身；2、工作台；3、IC放置区；301、IC固定架；302、IC托盘；4、基板定位组件；401、基板固定块；402、导向杆；403、基板活动块；404、弹簧；5、Y轴移动组件；501、Y轴基座；502、Y轴移动丝杆；503、Y轴丝母；504、Y轴移动座；505、横梁；506、Y轴联轴器；507、Y轴驱动电机；508、Y轴电机支架；509、Y轴滑块；510、Y轴导轨；6、X轴移动组件；601、X轴驱动电机；602、X轴联轴器；603、X轴基座；604、X轴丝母；605、X轴移动座；606、X轴移动丝杆；607、X轴滑块；608、X轴导轨；7、贴装组件；701、立板；702、Z轴驱动电机；703、头部护罩；704、带轮一；705、传送带；706、夹紧块；707、光电感应器；708、感应片；709、Z轴滑块；710、L型安装架；711、Z轴导轨；712、限位架；713、带轮二；714、气管接头；715、延长管；716、旋转电机；717、连接杆；718、吸嘴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参阅图1-图6，一种自动化贴片机，包括床身1，所述床身1的上表面固定安装有工作台2，所述工作台2的上表面中间区域设有基板放置区，所述基板放置区位置处安装有用以对不同尺寸的基板进行夹持定位的基板定位组件4，所述夹持定位组件包括安装在工作台2上表面前后两端位置、且相互平行的基板固定块401，两个基板固定块401的中间位置设有平行于两个基板固定块401且前后活动的基板活动块403；

所述工作台2上表面一侧位置设有IC放置区3，IC放置区3主要用于放置IC托盘302，将IC托盘302放置在靠近基板定位组件4的一侧，缩短了贴片机工作头部取料(IC元件)的距离，有利于提高贴片的效率；

所述工作台2的上方设有贴装组件7，在工作台2上安装有用以驱动贴装组件7进行Y轴直线移动的Y轴移动组件5、用以驱动贴装组件7进行X轴直线移动的X轴移动组件6。

具体地，两个基板固定块401之间的位置处安装有两个相互平行的导向杆402，基板活动块403滑动连接在导向杆402上，在基板活动块403与其中一个基板固定块401之间的导向杆402上套设有弹簧404；其中，两个导向杆402主要起到导向的作用，用以使得基板活动块403相对于基板固定块401呈直线往复运动，基板活动块403与后端的一个基板固定块401之间用以放置基板，由于弹簧404具有伸缩功能，能够根据不同尺寸的基板来调整基板活动块403的具体位置，再利用弹簧404的弹力对基板活动块403进行施压，达到对基板进行定位的目的，更为具体的，基板活动块403在靠近后端基板固定块401的一侧上沿位置具有凹槽，与此同时，后端基板固定块401的上沿位置具有台阶，该凹槽和台阶可以限制基板的上下活动，使得定位后的高度准确，有利于自动化贴片工作的顺利进行。

具体地，所述IC放置区3位置安装有两个相互平行设置的IC固定架301，两个IC固定架301之间放置有IC托盘302，IC托盘302为IC标准托盘，标准托盘上具有标准槽位，IC元件放置在槽位内，有利于取料工作的精确高效。

具体地，所述Y轴移动组件5包括安装在工作台2两侧位置且相互平行的Y轴导轨510，Y轴导轨510上方滑动连接有Y轴滑块509，两个Y轴滑块509上方连接有Y轴移动座504，其中一个Y轴移动座504的中心位置安装有Y轴丝母503，所述工作台2一侧的前后位置安装有Y轴基座501，两个Y轴基座501之间通过轴承连接有Y轴移动丝杆502，Y轴丝母503安装于Y轴移动丝杆502上，Y轴移动丝杆502的一端穿过Y轴基座501且端部连接有Y轴驱动电机507，更为具体地，在工作台2的上方安装有Y轴电机支架508，Y轴驱动电机507安装在Y轴电机支架508侧面，Y轴驱动电机507与Y轴移动丝杆502之间通过Y轴联轴器506相连接，其中，Y轴驱动电机507为伺服电机，具有精度高、动作灵敏的特点，配合Y轴移动丝杆502可以更为精准的控制贴装组件7在Y轴方向的移动距离，提高贴片的效果。

具体地，所述两个Y轴移动座504的上方安装有横梁505，X轴移动组件6安装在横梁505上，所述X轴移动组件6包括安装在横梁505上方两端位置的X轴基座603，X轴基座603之间连接有X轴移动丝杆606，X轴移动丝杆606的中间位置连接有X轴丝母604，X轴丝母604安装于X轴移动座605的中间位置，贴装组件7安装在X轴移动座605的侧面位置，X轴移动丝杆606的其中一端穿过X轴基座603且端部连接有X轴驱动电机601，更为具体地，横梁505上安装有X轴电机支架，X轴驱动电机601安装在X轴电机支架的侧面，X轴驱动电机601与X轴移动丝杆606通过X轴联轴器602相连，与Y轴移动组件5的原理相同，均是替代了传统的皮带传动方式，具有精度高、动作灵敏的优点，使得贴装组件7在X轴方向具有更为精准的移动距离。

具体地，所述横梁505的侧面安装有X轴导轨608，X轴导轨608与Y轴导轨510相互垂直设置，X轴导轨608上滑动连接有X轴滑块607，X轴滑块607与贴装组件7相连，将X轴导轨608安装于横梁505的侧面位置，主要是为了降低贴装组件7尤其是下方吸嘴718的高度，使得在Z轴方向，吸嘴718与下方的基板之间垂直距离更短，以避免距离过长而造成电机丢步、工作时间过长、精度降低的问题，同时，如此设置还可以减轻工作头部重量、优化传动效率以及减少空间浪费的问题。

具体地，所述贴装组件7包括一立板701，所述立板701的一侧上方位置安装有若干Z轴驱动电机702，若干所述Z轴驱动电机702的轴端穿过立板701且端部均连接有带轮一704，在立板701另外一侧的下方位置安装有与带轮一704数量相同且位置对应的带轮二713，带轮一704与带轮二713之间通过传送带705相连，每条传送带705上均安装有一夹紧块706，每个夹紧块706上均安装有L型安装架710，L型安装架710上设置有用以将IC元件进行吸附并实现360°旋转的吸附组件；更为具体地，Z轴驱动电机702的数量为四个，四个Z轴驱动电机702分别通过传送带705来带动L型安装架710进行升降工作，从而实现工作头部在Z轴方向的垂直移动。

具体地，所述吸附组件包括安装在L型安装架710下方横板的旋转电机716，旋转电机716轴端安装有连接杆717，连接杆717的下方安装有吸嘴718，旋转电机716的上端连接有一延长管715，延长管715上方安装有气管接头714，气管接头714与吸嘴718内腔相连通，用以提供负压，以便吸嘴718可以将IC元件进行吸附，旋转电机716能够带动吸嘴718进行360°旋转，采用旋转电机716作为动力替代了现有传送皮带的方式，既节约了空间，使整个机构体积小巧，也有利于同时安装多个吸嘴718进行贴片工作，提高了贴装效率。

具体地，所述贴装组件7还包括安装在立板701上的限位架712，限位架712上安装有与Z轴驱动电机702数量相同的Z轴导轨711，Z轴导轨711的长度方向垂直于工作台2设置，每个Z轴导轨711上均滑动连接有Z轴滑块709，Z轴滑块709与L型安装架710相连，如此设置，是为了使工作头部的Z轴升降工作得到导向力，实现工作头部的垂直升降，提高升降精度。

具体地，所述L型安装架710的上方安装有向上延伸设置的感应片708，在L型安装架710上方的头部护罩703上安装有光电感应器707，当感应片708运动至光电感应器707位置且光电感应器707检测到感应片708时，能够判断出吸嘴718的高度位置，起到安全保护的效果。

具体地，所述带轮一704、带轮二713均为同步带轮，传送带705为同步带，同步带具有传动比准确、对轴作用力小、结构紧凑、耐磨性好等优点，有利于满足升降过程中的精度要求。

此外，床身1的内部具有用于控制整个贴片机进行自动化工作的电控组件，以及设置在床身1底部的支撑脚，在贴装组件的外部安装有防护罩，其中，电控组件的结构以及原理属于现有技术中的常规技术手段，在此不做过多赘述。

工作原理：在工作时，将基板放置在基板固定块401与基板活动块403之间，并利用弹簧404的弹性作用力进行夹持，贴装组件7在X轴移动组件6以及Y轴移动组件5的驱动下，从一侧的IC放置区3将IC原件进行吸附，并返回至基板上方对应位置，在Z轴驱动电机702作用下，传送带705带动夹紧块706下降，继而带动L型安装架710以及吸附组件进行下移，将基板上对应的位置进行贴片，在贴片时，利用旋转电机716来带动吸嘴718旋转，根据贴片要求，从而使得IC元件旋转到一定位置；贴片完成后，Z轴驱动电机702带动L型安装架710上移，在上移时，感应片708上升至光电感应器707所在位置并被光电感应器707感应到，则上移过程结束。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种自动化贴片机，其特征在于：包括床身(1)，所述床身(1)的上表面固定安装有工作台(2)，所述工作台(2)的上表面中间区域设有基板放置区，所述基板放置区位置处安装有用以对不同尺寸的基板进行夹持定位的基板定位组件(4)，所述夹持定位组件包括安装在工作台(2)上表面前后两端位置、且相互平行的基板固定块(401)，两个基板固定块(401)的中间位置设有平行于两个基板固定块(401)且前后活动的基板活动块(403)；

所述工作台(2)上表面一侧位置设有IC放置区(3)；

所述工作台(2)的上方设有贴装组件(7)，在工作台(2)上安装有用以驱动贴装组件(7)进行Y轴直线移动的Y轴移动组件(5)、用以驱动贴装组件(7)进行X轴直线移动的X轴移动组件(6)。

2.根据权利要求1所述的一种自动化贴片机，其特征在于：两个基板固定块(401)之间的位置处安装有两个相互平行的导向杆(402)，基板活动块(403)滑动连接在导向杆(402)上，在基板活动块(403)与其中一个基板固定块(401)之间的导向杆(402)上套设有弹簧(404)。

3.根据权利要求1所述的一种自动化贴片机，其特征在于：所述IC放置区(3)位置安装有两个相互平行设置的IC固定架(301)，两个IC固定架(301)之间放置有IC托盘(302)，IC托盘(302)为IC标准托盘。

4.根据权利要求1所述的一种自动化贴片机，其特征在于：所述Y轴移动组件(5)包括安装在工作台(2)两侧位置且相互平行的Y轴导轨(510)，Y轴导轨(510)上方滑动连接有Y轴滑块(509)，两个Y轴滑块(509)上方连接有Y轴移动座(504)，其中一个Y轴移动座(504)的中心位置安装有Y轴丝母(503)，所述工作台(2)一侧的前后位置安装有Y轴基座(501)，两个Y轴基座(501)之间通过轴承连接有Y轴移动丝杆(502)，Y轴丝母(503)安装于Y轴移动丝杆(502)上，Y轴移动丝杆(502)的一端穿过Y轴基座(501)且端部连接有Y轴驱动电机(507)。

5.根据权利要求4所述的一种自动化贴片机，其特征在于：所述两个Y轴移动座(504)的上方安装有横梁(505)，X轴移动组件(6)安装在横梁(505)上，所述X轴移动组件(6)包括安装在横梁(505)上方两端位置的X轴基座(603)，X轴基座(603)之间连接有X轴移动丝杆(606)，X轴移动丝杆(606)的中间位置连接有X轴丝母(604)，X轴丝母(604)安装于X轴移动座(605)的中间位置，贴装组件(7)安装在X轴移动座(605)的侧面位置，X轴移动丝杆(606)的其中一端穿过X轴基座(603)且端部连接有X轴驱动电机(601)。

6.根据权利要求5所述的一种自动化贴片机，其特征在于：所述横梁(505)的侧面安装有X轴导轨(608)，X轴导轨(608)与Y轴导轨(510)相互垂直设置，X轴导轨(608)上滑动连接有X轴滑块(607)，X轴滑块(607)与贴装组件(7)相连。

7.根据权利要求1所述的一种自动化贴片机，其特征在于：所述贴装组件(7)包括一立板(701)，所述立板(701)的一侧上方位置安装有若干Z轴驱动电机(702)，若干所述Z轴驱动电机(702)的轴端穿过立板(701)且端部均连接有带轮一(704)，在立板(701)另外一侧的下方位置安装有与带轮一(704)数量相同且位置对应的带轮二(713)，带轮一(704)与带轮二(713)之间通过传送带(705)相连，每条传送带(705)上均安装有一夹紧块(706)，每个夹紧块(706)上均安装有L型安装架(710)，L型安装架(710)上设置有用以将IC元件进行吸附并实现360°旋转的吸附组件。

8.根据权利要求7所述的一种自动化贴片机，其特征在于：所述吸附组件包括安装在L型安装架(710)下方横板的旋转电机(716)，旋转电机(716)轴端安装有连接杆(717)，连接杆(717)的下方安装有吸嘴(718)，旋转电机(716)的上端连接有一延长管(715)，延长管(715)上方安装有气管接头(714)。

9.根据权利要求7所述的一种自动化贴片机，其特征在于：所述贴装组件(7)还包括安装在立板(701)上的限位架(712)，限位架(712)上安装有与Z轴驱动电机(702)数量相同的Z轴导轨(711)，Z轴导轨(711)的长度方向垂直于工作台(2)设置，每个Z轴导轨(711)上均滑动连接有Z轴滑块(709)，Z轴滑块(709)与L型安装架(710)相连。

10.根据权利要求7所述的一种自动化贴片机，其特征在于：所述L型安装架(710)的上方安装有向上延伸设置的感应片(708)，在L型安装架(710)上方的头部护罩(703)上安装有光电感应器(707)。

11.根据权利要求7所述的一种自动化贴片机，其特征在于：所述带轮一(704)、带轮二(713)均为同步带轮，传送带(705)为同步带。

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