CN1168365C

CN1168365C - 表面安装机上的印刷电路板的输送装置

Info

Publication number: CN1168365C
Application number: CNB001007343A
Authority: CN
Inventors: 黄智炫
Original assignee: FUTURE INDUSTRIES Co Ltd
Current assignee: FUTURE INDUSTRIES Co Ltd
Priority date: 1999-08-20
Filing date: 2000-02-01
Publication date: 2004-09-22
Anticipated expiration: 2020-02-01
Also published as: DE10020339A1; KR100311747B1; US6526651B1; JP2001077595A; KR20010018646A; CN1285710A

Abstract

一种表面安装机上的印刷电路板的输送装置，该表面安装机包括以下部分：机架；XY台架；底座；传感器；输送装置；捡拾头组件，输送装置包括下列部分：设置在底座上能自由移动的移动轴；设置在移动轴上部的第一底座；设置在第一底座上部的第二底座；设置在第二底座上部，为夹持印刷电路板用的，设置在印刷电路板的保持板上部的夹持部件；贯通第一底座设置的、能借助于驱动电机进行旋转，使得第一底座在Y轴方向自由移动的第一滚珠螺杆以及贯通第二底座设置的、能借助于驱动电机进行旋转，使得第二底座在X轴方向自由移动的第二滚珠螺杆构成的能使第一底座和第二底座在XY轴线上移动的动力传递装置；以及为使夹持部件动作的致动器。

Description

表面安装机上的印刷电路板的输送装置

技术领域

本发明涉及一种表面安装机上的印刷电路板的输送装置，特别是设计一种在安装电子零件的印刷电路板时，能正确地控制零件的位置的同时能在某个位置上进行作业，在安装零件时，能够很容易地补偿误差的，表面安装机上的印刷电路板的输送装置。

背景技术

通常，在把包含各种芯片的表面安装零件安装在印刷电路的底板上的表面安装机中，都有为输送印刷电路板用的，在表面安装机上的印刷电路板的输送装置。

近来，在开发电气和电子产品的过程中，电子零件的高精度化、小型化和多样化的趋势正日趋激烈。

特别是，用于电气和电子产品中的印刷电路板的组装生产中，使用表面安装机的表面安装技术，正在加速发展。

表面安装机是把表面安装零件(SMD：Surface Monnting Device)安装到印刷电路板上的核心设备，它从零件供应机接受表面安装零件，把它输送到印刷电路板的安装位置之后，再把它安装在印刷电路板上。

其种类大致可根据功能而分为：高速机和万能机两种。所谓高速机者，其结构能在短时间内组装很多的零件，其安装的速度快，具有适合于大量生产的优点，而其缺点是安装的精度差。所谓万能机者，其结构适合于安装各种各样的零件，能以很高的精度安装各种各样的零件。因此，它具有适合多品种的中、小批量的生产的优点，而其缺点是安装速度慢，生产率低。

表面安装机通常由下列部件组成：供应安装零件的供料部分(以下称为“带式送料器”)；确定作业位置的XY台架部分；输送进行作业的印刷电路板的输送机部分；把安装的零件一个一个地从带式送料器上捡起来，安装在印刷电路板上的安装头部分。

一般说来，所谓表面安装机是指把包含各种芯片的电子零件安装在印刷电路板上的装置，而且，通常都把它叫做安装器(Mounter)。

进一步详细分析以上所说的安装器的构造，大致可以分为以下几部分。

基座总成；设置在该基座上方，输送印刷电路板用的输送机部分；供应各种芯片和表面安装零件用的供料部分，以便把零件安装在由上述输送机部分送来的印刷电路板上；安装由上述供料部分所供应的各种装置的安装器总成；为识别零件并进行改正用的传感部分，以使由上述安装器总成所安装的各种装置能够正确地安装；借助于设有上述传感部分和安装器总成的工作台确定位置的XY台架部分；以及其他部分。

上述XY台架部分的构造为，一个零件借助于XY工作台移动到指定的位置，进行安装作业；一个安装头部件由多个普通的安装头和高精度安装头所组成，用于使零件定心。

为各个零件定心的作业与供应给什么样的供料部分，和使用什么样的摄影机有很大的关系。

考虑到作业的效率，上述传感部分是在前方和后方分别设置了传感部分来进行作业的，由设置在前方送进底座上的供料部分所供应的零件可使用设置在前方的传感部分，而由设置在后方送进底座上的供料部分所供应的零件则用设置在后方的传感部分摄入影象。

此时，上述输送机部分作为供应安装了各种芯片的印刷电路板的部分，是一种能够输送印刷电路板的装置，以便安装印刷电路板。上述印刷电路板由上述设置在输送机部分上的输送皮带进行输送，而由设置在XY台架上的安装头来安装芯片。

图1是普通的表面安装机的构造的立体图；图2是以往的供应印刷电路板的输送机的构造的立体图；图3则是图2的平面图。

请参阅图1、2和3，表面安装机的机架总成100用于固定表面安装机，在该机架总成100的上部设有基座总成102，起基座的作用，在该基座总成102的上部设有为输送印刷电路板用的输送装置104。

另外，在上述输送装置104的上方设有能前后左右移动的XY台架106，以便把电子零件安装在由输送装置104输送过来的印刷电路板的上部，上述XY台架106由分别保持在X轴线和Y轴线上的台架框架109所构成。

具有上述构成的台架框架109上设有能移动的，把零件安装在用上述输送装置104输送过来的印刷电路板上的安装头总成108。

在上述安装头总成108上设有安装头120，在该安装头120上又设置了吸附零件用的吸嘴112，在该吸嘴112上则设有视频检查仪114，以便能把所吸附的零件安装在印刷电路板的正确位置上。此外，在上述输送装置104上，还设有使印刷电路板停止在作业位置上的挡块总成110。还设置了推动器116，以便能使上述印刷电路板上升，在其下部则设置了磁铁118，用以固定上述推动器116。

另外，在输送印刷电路板的输送装置104上，在底座128的两侧设置了互相平行的导向件123、124，在该导向件123、124的上部有横跨印刷电路板两端能够滑动的导轨126。在导向件123、124的上方设有若干推动器116，以便使由于挡块总成110而停下来的印刷电路板向上提升，而在其下方则分别设有磁铁118，用以将上述推动器116固定在推动板122上。

此外，还在设置在上述挡块总成110的两侧的导向件123、124的横向设置了导向杆143。

在导向件123、124前后的横向设有滚珠螺杆134，在各滚珠螺杆134的一端分别设有驱动电机130，当开动该驱动电机130时，滚珠螺杆134便转动，推动上述导向件123、124，以使得其尺寸与所输送的印刷电路板的大小相符，这样，就能够顺利地供应印刷电路板。

可是，在现有技术中的这种印刷电路板输送装置在把印刷电路板供应给输送机时，XY台架要左右移动，必须到达指定的位置之后，才能开始作业，设置在安装头上的捡拾器才能工作。而且，当所供应的印刷电路板的横向和纵向的尺寸不一样时，存在不能正确地确定位置的问题。

另外，由于用输送机输送来的印刷电路板的位置不正确，常常会发生印刷电路板倾斜一定的角度的现象，这时，电子元件就不能正确地定位，经常发生元件损坏和事故，使得生产效率降低，废品率增加等可靠性低的问题。

为了弥补以上的缺点，就要另外进行修理的作业，造成很大的损失。

发明内容

因此，本发明就是为了解决上述问题的，其目的是提供一种安装电子零件的印刷电路板时，在正确控制零件的位置的同时能在某一个位置上进行作业，在安装零件时能够很容易地弥补误差的，表面安装机中的印刷电路板的输送装置。

为了达到上述目的，本发明提供了一种表面安装机上的印刷电路板的输送装置，该表面安装机包括以下部分：将各种电子零件安装在印刷电路板上用的机架；设置在上述机架上部，能在X-Y轴线上移动的X-Y台架；设置在上述机架上部，位于X-Y台架内侧的底座；设置在上述底座上部，能检测到从投入口供入的印刷电路板并决定其位置的传感器；为把借助于该传感器检测到的印刷电路板在上述底座上部以规定方向输送用的印刷电路板的输送装置；在借助于上述印刷电路板的输送装置输送来的印刷电路板上安装电子零件用的，设置在上述X-Y台架上的一个以上的捡拾头组件，其特征是，上述印刷电路板的输送装置包括下列部分：设置在底座上能自由移动的移动轴；设置在该移动轴上部的第一底座；设置在该第一底座上部的第二底座；设置在上述第二底座上部，为夹持印刷电路板用的，设置在印刷电路板的保持板上部的夹持部件；贯通上述第一底座设置的、能借助于驱动电机进行旋转，使得上述第一底座在Y轴方向自由移动的第一滚珠螺杆以及贯通上述第二底座设置的、能借助于驱动电机进行旋转，使得上述第二底座在X轴方向自由移动的第二滚珠螺杆构成的能使第一底座和第二底座在X-Y轴线上移动的动力传递装置；以及为使上述夹持部件动作的致动器。

在上述本发明中，当安装电子零件的印刷电路板时，在正确控制零件位置的同时还能在某一个位置上进行作业，并且在安装零件时能够很容易地弥补误差。此外，由于在印刷电路板的输送装置上能以两个以上的自由度进行零件的高精度安装，所以还有提高产品的可靠性的优点。

附图说明

下面，参照附图详细描述本发明的实施例。附图中：

图1是普通的表面安装机的构造的立体图；

图2是以往的供应印刷电路板的输送机的构造的立体图；

图3则是图2的平面图；

图4是本发明的表面安装机的构造的立体图；

图5是许多个供应印刷电路板的输送装置和捡拾器的示意立体图；

图6是本发明的印刷电路板的输送装置的立体图；以及

图7是图5的断面图。

具体实施方式

图4是本发明的表面安装机的构造的立体图；图5是许多个供应印刷电路板的输送装置和捡拾器的示意立体图；图6是本发明的印刷电路板的输送装置的立体图；图7是图5的断面图。

首先，说明安装本发明的表面安装机中的印刷电路板的输送装置的整体结构。

本发明的表面安装机中的印刷电路板的输送装置由下列部件构成：机架10；设置在上述机架10上部，能在X、Y轴线上移动的XY台架18；设置在上述机架10上部，位于XY台架18内侧的底座12；设置在上述底座12上部，能检测到从投入口22供入的印刷电路板1并决定其位置的传感器20；为把借助于该传感器20检测到的印刷电路板1自由地在上述底座12上部输送用的印刷电路板的输送装置32；以及在借助于上述印刷电路板的输送装置32输送过来的印刷电路板1上安装电子零件用的，设置在上述XY台架18上的至少一个以上的捡拾头组件30。上述印刷电路板的输送装置32，则由下列各种部件构成：设置在上述底座12上能自由移动的移动轴54；设置在该移动轴54的上部的第一底座36；设置在该第一底座36上部的第二底座48；设置在上述第二底座48上部，具有为夹持印刷电路板1的夹紧部件46的印刷电路板的夹持板44；设置在上述第二底座48上部，在夹持印刷电路板1的夹持板44上部的夹紧部件46；能使上述第一底座36和第二底座48在X轴线和Y轴线上移动的动力传递装置；以及为使上述夹紧部件46动作的致动器52。此外，上述印刷电路板的输送装置32能在上述底座12的上部自由移动，而且具有一个以上的自由度，至少能定位在某一个位置上。上述传动装置由第一滚珠螺杆38和第二滚珠螺杆42构成。上述第一滚珠螺杆设置成贯穿上述第一底座36，能借助于驱动电机39进行旋转，使得上述第一底座36在Y轴线方向自由移动。上述第二滚珠螺杆42设置成贯穿第二底座48，能借助于驱动电机40进行旋转，使得上述第二底座48能沿X轴线方向自由移动。上述捡拾头组件30设置在上述XY台架18上，有两个自由度，能在Z轴线和R轴线上移动，以便在借助于上述印刷电路板的输送装置32输送来的印刷电路板1上安装电子零件。

下面，进一步说明本发明的印刷电路板输送装置的工作过程。

首先，在机架10的上部设置两侧相对的Y轴台架14，在该Y轴台架14的横向设置X轴台架16。然后，在X轴台架16上设置为在印刷电路板1上安装电子零件用的捡拾头组件30。这时，使设置在上述Y轴台架14上的X轴台架16沿着X轴线方向移动，而设置在其一侧的至少一个以上的捡拾头组件30便进行上下和旋转运动，捡拾起电子零件并进行安装。

上述捡拾头组件30由安装头26和具有吸嘴部分(图中未示出)的捡拾器28所构成，当输入印刷电路板时，捡拾器28便在绕着R轴线旋转的同时还沿着Z轴线方向作垂直移动，以安装电子零件。

在上述机架10的上部设有底座12，而在上述底座12的上部则设置了至少一个以上的，输送从投入口22供应进来的印刷电路板1的印刷电路板的输送装置32。

此外，在设置在供应印刷电路板1的投入口22一侧的Y轴台架14上设有传感器20，以测定输入的印刷电路板1的位置和方向，其下部的控制器50与传感器20在电气上联结，利用上述传感器20所测定的印刷电路板1的位置数据，通过计算距离后，控制印刷电路板1的移动。

具有以上结构的印刷电路板的输送装置32，在上述底座12上部的能自由活动的范围内设置了很多个，而且上述XY台架18也如图5所示，有一个以上，同时还设置了许多个捡拾头组件30，所以，当输入印刷电路板1时，在同一个位置上能进行多种作业，与此同时能进行XY台架和多个捡拾组件的协调作业，并能检测和控制XY台架18和印刷电路板的输送装置，以及该印刷电路板的输送装置与捡拾头组件30之间的相对位置，这样就能进一步加速作业的速度。

图6是本发明的印刷电路板的输送装置的立体图；图7是图5的断面图。

为输送印刷电路板1用的印刷电路板的输送装置32由下列部分构成：第一底座36；设置在该第一底座36上部的第二底座48；能使第一底座36和第二底座48移动的垂直设置的移动轴54；以及设置在该移动轴54上部，用于夹持印刷电路板1的夹紧部件46。

此外，还设置了使上述第一底座36和第二底座48沿着X、Y轴线移动的动力传递装置。该传动装置上设有贯穿上述第一底座36的，由驱动电机39驱动旋转。且使上述第一底座36沿着Y轴方向自由移动的第一滚珠螺杆38，和贯穿上述第二底座48，由驱动电机40驱动旋转；使上述第二底座48沿着X轴线方向自由移动的第一滚珠螺杆42。

此时，当以驱动电机作为动力源时，其动力传递方式可采用皮带轮和皮带，也可以采用与本发明中所用的电机和滚珠螺杆这样的传动方式。另一种实施方式是采用线性电动机来驱动X、Y轴线方向的自由移动。也可以使用伺服电动机作为动力源。

另外，在贯穿上述第一底座36并使其沿着Y轴方向移动的第一滚珠螺杆38的一端设置了驱动电机39，并且在上述第一底座36上部的两侧设置了把第二底座48夹在其间的相对的固定托架34。

同时，设置了贯穿上述固定托架34和第二底座48的第二滚珠螺杆42，并在其一端设置了驱动电机40。

这样，贯穿上述第一和第二底座36、48的第一和第二滚珠螺杆38、42便能由上述驱动电机39、40驱动旋转，使上述第一和第二底座36和48沿着X轴和Y轴移动。

还有，使上述印刷电路板1固定的夹紧部件46，设置在印刷电路板的夹持板44的上部，在能向四个方向前进或后退的同时，使得印刷电路板1固定在上面。此时，上述夹紧部件46可在借助于设置在印刷电路板的夹持板44下部的致动器52进行移动的同时，把印刷电路板1固定住。

上述夹紧部件46至少由三个以上组成，作为使各个夹紧部件46运动的致动器，可以使用多个线性电动机作为致动器。另外，也可以使用多个表面电动机(surface motor)和多个气缸。

因此，以上所述的印刷电路板的输送装置32，在借助于移动轴54运动的同时，以一个旋转的角度安装电子零件时，能够弥补角度的偏斜，同时还能给以两个以上的自由度，能进行高精度的零件安装。

如上所述，本发明在把电子零件安装在印刷电路板上时，能够在某一个位置上正确地控制零件的位置，进行作业，而且在安装零件时能很容易地弥补误差。另外，由于在印刷电路板的输送装置上有两个以上的自由度，以很高的精度来安装零件，具有提高产品的可靠性的优点。

Claims

1.一种表面安装机上的印刷电路板的输送装置，该表面安装机包括以下部分：

将各种电子零件安装在印刷电路板上用的机架；

设置在上述机架上部，能在X-Y轴线上移动的X-Y台架；

设置在上述机架上部，位于X-Y台架内侧的底座；

设置在上述底座上部，能检测到从投入口供入的印刷电路板并决定其位置的传感器；

为把借助于该传感器检测到的印刷电路板在上述底座上部以规定方向输送用的印刷电路板的输送装置；

在借助于上述印刷电路板的输送装置输送来的印刷电路板上安装电子零件用的，设置在上述X-Y台架上的一个以上的捡拾头组件，

其特征是，上述印刷电路板的输送装置包括下列部分：

设置在底座上能自由移动的移动轴；

设置在该移动轴上部的第一底座；

设置在该第一底座上部的第二底座；

设置在上述第二底座上部，为夹持印刷电路板用的，设置在印刷电路板的保持板上部的夹持部件；

贯通上述第一底座设置的、能借助于驱动电机进行旋转，使得上述第一底座在Y轴方向自由移动的一滚珠螺杆以及贯通上述第二底座设置的、能借助于驱动电机进行旋转，使得上述第二底座在X轴方向自由移动的第二滚珠螺杆构成的能使第一底座和第二底座在X-Y轴线上移动的动力传递装置；以及

为使上述夹持部件动作的致动器。

2.如权利要求1所述的表面安装机上的印刷电路板的输送装置，其特征在于，上述驱动夹紧部件的致动器是一个以上的线性电动机。

3.如权利要求1所述的表面安装机上的印刷电路板的输送装置，其特征在于，上述驱动夹紧部件的致动器是一个以上的表面电动机。

4.如权利要求1所述的表面安装机上的印刷电路板的输送装置，其特征在于，上述驱动夹紧部件的致动器是一个以上的气缸。

5.如权利要求1所述的表面安装机上的印刷电路板的输送装置，其特征在于，上述捡拾头组件设置在X-Y台架上，它有两个自由度，能在Z轴和R轴上运动，以便在由上述印刷电路板的输送装置所输送来的印刷电路板上安装电子零件。