CN1245864C - 贴片机及其集成式贴装头 - Google Patents
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Abstract
一种贴片机及其上安装的集成式贴装头，该贴装头包括装在贴装头框架上的驱动电机、贴装主轴及吸嘴，其特征为：所述驱动电机的动子是直接固定装设在所述的贴装主轴上的，相应地，所述驱动电机的定子是直接固定装设在所述的贴装头框架上的。贴装头框架的内部主体结构是直立正多楞柱或圆柱的筒壁，所述的贴装主轴处于该贴装头内筒壁的中轴线上；所述驱动电机的定子是径向对称、轴向纵深地固定装设在该贴装头内筒壁上，相对应地，所述驱动电机的动子是径向对称、轴向纵深地固定装设在所述贴装主轴表面上；本发明的集成式贴装头结构布局合理、基本取消机械传动环节、总成体积小、重量轻、便于灵活集成/调整、能显著地提高贴装动作的响应性、精确度。
Description
【技术领域】
本发明涉及电子装联的贴片机领域，具体涉及一种电子装联的贴片机及其上安装的贴装头总成的技术领域。
【背景技术】
印刷电路板与集成电路芯片是电子信息产品、机电产品、家用电器中大量采用的零配件，在印刷电路板及集成电路芯片上贴装焊接上所需的电子零配件如：阻、容、感元件，集成电路，逻辑电路等，就构成了可以实用的功能电子器件，而要将上述尺寸越来越小、形状各异、形形色色的元器件贴装焊接在印刷电路板及集成电路芯片上则离不开对精度、操作灵活性要求越来越高的电子装联的贴片机。现在，国内的此类设备多从国际上的大跨国公司购进，价格高昂不说，结构也不尽合理。从贴装头总成及贴装主轴的运动控制方面看，国内外的技术主要可分为三大类：一类是采用齿轮/齿条传动系统，该类传动系统比较传统，执行机构实现比较容易，但问题是对贴装主轴的运动控制精度难以提高，或者为了提高传动精度势必增加机构的复杂性，而这又造成贴装头总成重量、体积均大大增加，这反过来会造成贴装主轴向下作高速贴装运动时的超大冲击力，为了保证贴装精度以及机器的使用寿命，相应地只能增加悬挂该贴装头总成并驱动其平移的导轨框架的尺寸和重量，最终导致整机体积庞大、笨重，成本也相应地增加。还有一类是国外高科技大公司在此方面经常采用的，即数字或模拟电子设备控制下的伺服电机带动升降丝杠的传动/控制系统，该类系统采用先进的控制算法和相应精确的光、电、机执行设备，形成完整的控制回路，控制精度高，响应速度快，贴装效率高，整机体积尺寸小，可靠性高，但这类技术解决方案下的整机价格高昂，单就是配套的升降丝杠，国内就难以制造出来，外购的价格很高，此外复杂精密的软、硬件控制系统，也不利于国内用户对其作进一步的应用开发。第三类是采用步进电机和同步传送带的驱动控制及传动系统，该类系统属开环控制，电气的控制较为简单，控制精度不是特别高，按理辅之以光电传感器系统的控制校正应该可以达到高精度控制的要求，但由于现有的贴装头总成结构不合理，贴装头总成的空间体积太大，造成贴装头总成沉重笨拙，同样地影响到整机，致使整机体积相应庞大，结构复杂，不能适应市场越来越高的要求。且上述三类控制传动系统具有一个共同的缺点：即传动机构环节复杂、低效、有的还很昂贵。这些缺点除了给用户根据被贴装的零件及产品的具体情况调整贴片机器带来很大困难，限制了用户对贴片机潜能的开发及其迅速快捷地适应市场变化的能力外，还是进一步提高贴片机精度的主要制约瓶颈因素。
【发明内容】
针对现有技术的上述缺点，本发明所要解决的技术问题是要提供一种结构布局合理、基本取消机械传动环节、总成体积小、重量轻、便于灵活集成/调整、能显著地提高贴装动作的响应性、精确度贴片机的集成式贴装头及其贴装机。
为此，本发明的技术解决方案之一是一种贴片机的集成式贴装头，该贴装头包括装在贴装头框架上的驱动电机、贴装主轴及吸嘴，其特征在于：所述的驱动电机的动子是直接固定装设在所述的贴装主轴上的，相对应地，所述的驱动电机的定子是直接固定装设在所述的贴装头框架上的。
所述的贴装头框架的内部主体结构是直立正多楞柱或圆柱的筒壁，所述的贴装主轴处于该贴装头内筒壁的中轴线上；所述的驱动电机的定子是径向对称、轴向纵深地固定装设在该贴装头内筒壁上，相对应地，所述的驱动电机的动子是径向对称、轴向纵深地固定装设在所述贴装主轴表面上；在轴向尺寸上，所述的定子比相应的动子略长一个贴装主轴的行程；所述的动子和/或定子的线圈电磁体的引出线与电控装置的输出电极相连接。
所述的贴装头框架整体上是一个轴向上分段、径向上多台阶式的厚壁筒体，轴向上：最下段为缓冲弹簧套，中段为定子套，上段为导向套；对称地套配在相应的下、中、上段各套中或内外台阶间的分别是缓冲弹簧、定子、直线轴承。
所述的驱动电机的定子固定装设在所述的定子套上部，对应地，该驱动电机的转子固定装设在所述的贴装主轴的顶端；在所述的驱动电机的定子上端的是导向套，该导向套中固定装设有一辅导直线轴承，所述驱动电机转子的上段轴体与该辅导直线轴承作滚动配合；在该驱动电机的定子下端的定子套上还固定装设有一主导直线轴承，该驱动电机的动子以下的贴装主轴的外圆周面与该主导直线轴承作滚动配合。
所述的驱动电机是由一套能同时驱动贴装主轴作定量旋转运动和定量升降运动的动子和定子构成。
在所述的一套式动子和定子系统中，定子的磁极轴线与贴装主轴的轴线间夹有一约45°的锐角，动子的磁极轴线与贴装主轴的轴线正交。
所述的驱动电机分别是由两套动子和定子构成，其中一套是驱动贴装主轴作旋转运动的步进式旋转电机，另一套是驱动贴装主轴作升降运动的直线式电机。
在所述的两套式驱动电机中，驱动贴装主轴作旋转运动的步进式旋转电机的定子和动子的磁极轴线都与贴装主轴的轴线正交，驱动贴装主轴作升降运动的直线式电机的定子和动子的磁极轴线都与贴装主轴的轴线平行。
所述的步进式旋转电机的定子固定装设在所述的定子套上部，对应地，该步进式旋转电机的转子固定装设在所述的贴装主轴的顶端；所述的直线式电机的定子固定装设在所述的定子套中部，对应地，该直线式电机的动子固定装设在所述的贴装主轴的中部。
所述吸嘴的抽真空气道开设在所述的贴装主轴的下部靠近吸嘴对接区；所述的贴装头框架的外筒壁上还开设有连接X或Y向直线运动滑块的螺纹孔或其他连接孔；
本发明的技术解决方案之二是一种贴片机，其特征在于：所述的贴片机上装设有如上所述的贴片机的集成式贴装头。
针对国内外现有技术中，制约贴片机及其贴装头总成的控制精度提高的共同症结之一是机械传动环节的存在、以及提高机械传动精度的困难性、复杂性，本发明大胆地设想在贴片机的贴装头总成中完全取消机械传动环节的现实可能性，在电磁力与贴装主轴的向下贴装进动机械力之间，实现完全无机械传动的转化。具体说，即从结构上将贴装主轴的一部分整合成为驱动电动机的动子(转子或直线动子)，相应地，将固定容纳该贴装主轴的机械框架的一部分结构整合成为驱动电动机的定子，使电磁力向贴装进动机械力之间完全无缝转化得以完美地实现。
本发明的集成式贴装头，因为基本取消了机械传动环节，故贴装头结构布局进一步合理化、总成体积大大减小、重量明显减轻，同时大幅地提高了集成/调整的灵活性，显著地提高了贴装头及其贴装机贴装动作的响应性、精确度。
本发明的在此方面的改进具有相当的国际先进性。
以下结合附图及实施例对本发明的技术方案做出进一步说明。
【附图说明】
图1为本发明的实施例1的结构示意主视图。
图2为本发明的实施例2的结构示意主视图。
图3为图2的A-A剖视放大图。
图4为本发明的实施例1、2的外观立体示意图。
【具体实施方式】
实施例1
如图1所示：本发明的一种贴片机的集成式贴装头，该贴装头包括装在贴装头框架上的驱动电机、贴装主轴及吸嘴，所述的贴装头框架的内部主体结构是直立正多楞柱的筒壁3，所述的贴装主轴1处于该贴装头内筒壁3的中轴线上；所述的驱动电机2是由一套能同时驱动贴装主轴1作定量旋转运动和定量升降运动的动子2-1和定子2-0构成，该驱动电机2的定子2-0是径向对称、轴向纵深地固定装设在该贴装头内筒壁3上，相对应地，所述的驱动电机的动子2-1是径向对称、轴向纵深地固定装设在所述贴装主轴1表面上；在轴向尺寸上，所述的定子比相应的动子略长一个贴装主轴的行程；在该一套式动子和定子系统中，定子2-0的磁极轴线与贴装主轴1的轴线间夹有一约45°的锐角，动子2-1的磁极轴线与贴装主轴1的轴线正交；所述的动子和/或定子的线圈电磁体的引出线与电控装置的输出电极相连接(未示出)。
所述的贴装头框架筒壁3在轴向上分段、径向上多台阶，轴向上：最下段为缓冲弹簧套3-1，中段为定子套3-2，上段为导向套3-3；对称地套配在相应的下、中、上段各套中或内外台阶间的分别是缓冲弹簧4、定子2-0、直线轴承5-1、5-2，其中弹簧挡圈1-2与贴装主轴1固联。
所述的驱动电机的定子2-0固定装设在所述的定子套3-2上部，对应地，该驱动电机的动子2-1固定装设在所述的贴装主轴1的顶端；在所述的驱动电机2的定子2-0上端的是导向套3-3，该导向套3-3中固定装设有一辅导直线轴承5-2，所述驱动电机动子2-1的上段轴体1-0与该辅导直线轴承5-2作滚动配合；在该驱动电机的定子2-0下端的定子套3-2上还固定装设有一主导直线轴承5-1，该驱动电机的动子2-1以下的贴装主轴1的外圆周面与该主导直线轴承5-1作滚动配合。
所述吸嘴的抽真空气道(未示出)开设在所述的贴装主轴1的下部靠近吸嘴对接区1-1；所述的贴装头框架的外筒壁上还开设有连接X或Y向直线运动滑块的螺纹孔或其他连接孔(未示出)。
本发明的贴片机的X向(或Y向)直线运动滑块(未示出)上安装了上述的一套电机的集成式贴装头。
实施例2
如图2所示：本发明的一种贴片机的集成式贴装头，该贴装头包括装在贴装头框架上的驱动电机、贴装主轴及吸嘴，所述的驱动电机分别是由两套动子和定子构成，其中一套是驱动贴装主轴作旋转运动的步进式旋转电机2a，另一套是驱动贴装主轴作升降运动的直线式电机2b。
所述的贴装头框架的内部主体结构是直立正多楞柱或圆柱的筒壁3，所述的贴装主轴1处于该贴装头内筒3壁的中轴线上；所述的驱动电机2a、2b的定子2a-0、2b-0是径向对称、轴向纵深地固定装设在该贴装头内筒壁3上，相对应地，所述的驱动电机2a、2b的动子2a-1、2b-1是径向对称、轴向纵深地固定装设在所述贴装主轴1表面上；在轴向尺寸上，所述的定子2a-0、2b-0比相应的动子2a-1、2b-1略长一个贴装主轴的行程；所述的动子2a-1、2b-1和/或定子2a-0、2b-0的线圈电磁体的引出线与电控装置的输出电极相连接(未示出)。
所述的贴装头框架筒壁3是一个轴向上分段、径向上多台阶式的厚壁筒体，轴向上：最下段为缓冲弹簧套3-1，中段为定子套3-2，上段为导向套3-3；对称地套配在相应的下、中、上段各套中或内外台阶间的分别是缓冲弹簧4、定子2b-0、2a-0，直线轴承5-1、5-2，其中弹簧挡圈1-2与贴装主轴1固联。
在所述的两套式驱动电机中，驱动贴装主轴1作旋转运动的步进式旋转电机2a的定子2a-0和动子2a-1的磁极轴线都与贴装主轴1的轴线正交，驱动贴装主轴1作升降运动的直线式电机2b的定子2b-0和动子2b-1的磁极轴线都与贴装主轴1的轴线平行。
所述的步进式旋转电机2a的定子2a-0固定装设在所述的定子套3-2上部，对应地，该步进式旋转电机2-a的转子2a-1固定装设在所述的贴装主轴1的顶端；在该步进式旋转电机2a的定子2a-0上端的是导向套3-3，该导向套3-3中固定装设有一辅导直线轴承5-2，该步进式旋转电机2a的转子2a-1的上段轴体1-0与该辅导直线轴承5-2作滚动配合；所述的直线式电机2b的定子2b-0固定装设在所述的定子套3-2中部，对应地，该直线式电机2b的动子2b-1固定装设在所述的贴装主轴1的中部，在该直线式电机2-b的定子2b-0下端的定子套3-2上还固定装设有一主导直线轴承5-1，该直线式电机2b的动子2b-1以下的贴装主轴1的外圆周面与该主导直线轴承5-1作滚动配合。
所述吸嘴的抽真空气道(未示出)开设在所述的贴装主轴1的下部靠近吸嘴对接区1-1；所述的贴装头框架的外筒壁上还开设有连接X或Y向直线运动滑块的螺纹孔或其他连接孔(未示出)。
本发明的贴片机的X向(或Y向)直线运动滑块(未示出)上安装了上述的两套电机的集成式贴装头。
Claims (10)
1、一种贴片机的集成式贴装头，该贴装头包括装在贴装头框架上的驱动电机、贴装主轴及吸嘴，所述的驱动电机的动子是直接固定装设在所述的贴装主轴上的，相对应地，所述的驱动电机的定子是直接固定装设在所述的贴装头框架上的，其特征在于：所述的贴装头框架的最下段为缓冲弹簧套，中段为定子套，上段为导向套；所述的缓冲弹簧套内装设有缓冲弹簧；所述导向套中固定装设有一辅导直线轴承，所述驱动电机转子的上段轴体与该辅导直线轴承作滚动配合；在该驱动电机的定子下端的定子套上还固定装设有一主导直线轴承，该驱动电机的动子以下的贴装主轴的外圆周面与该主导直线轴承作滚动配合。
2、如权利要求1所述的贴片机的集成式贴装头，其特征在于：所述的贴装头框架的内部主体结构是直立正多楞柱或圆柱的筒壁，所述的贴装主轴处于该贴装头内筒壁的中轴线上；所述的驱动电机的定子是径向对称、轴向纵深地固定装设在该贴装头内筒壁上，相对应地，所述的驱动电机的动子是径向对称、轴向纵深地固定装设在所述贴装主轴表面上；在轴向尺寸上，所述的定子比相应的动子略长一个贴装主轴的行程；所述的动子和/或定子的线圈电磁体的引出线与电控装置的输出电极相连接。
3、权利要求2所述的贴片机的集成式贴装头，其特征在于：所述的贴装头框架整体上是一个轴向上分段、径向上多台阶式的厚壁筒体，对称地套配在相应的下、中、上段各套中或内外台阶间的分别是缓冲弹簧、定子、直线轴承。
4、如权利要求3所述的贴片机的集成式贴装头，其特征在于：所述的驱动电机的定子固定装设在所述的定子套上部，对应地，该驱动电机的转子固定装设在所述的贴装主轴的顶端。
5、如权利要求4所述的贴片机的集成式贴装头，其特征在于：所述的驱动电机是由一套能同时驱动贴装主轴作定量旋转运动和定量升降运动的动子和定子构成。
6、如权利要求5所述的贴片机的集成式贴装头，其特征在于：在所述的一套式动子和定子系统中，定子的磁极轴线与贴装主轴的轴线间夹有一约45°的锐角，动子的磁极轴线与贴装主轴的轴线正交。
7、如权利要求4所述的贴片机的集成式贴装头，其特征在于：所述的驱动电机分别是由两套动子和定子构成，其中一套是驱动贴装主轴作旋转运动的步进式旋转电机，另一套是驱动贴装主轴作升降运动的直线式电机。
8、如权利要求7中所述的贴片机的集成式贴装头，其特征在于：在所述的两套式驱动电机中，驱动贴装主轴作旋转运动的步进式旋转电机的定子和动子的磁极轴线都与贴装主轴的轴线正交，驱动贴装主轴作升降运动的直线式电机的定子和动子的磁极轴线都与贴装主轴的轴线平行；所述的步进式旋转电机的定子固定装设在所述的定子套上部，对应地，该步进式旋转电机的转子固定装设在所述的贴装主轴的顶端；所述的直线式电机的定子固定装设在所述的定子套中部，对应地，该直线式电机的动子固定装设在所述的贴设在所述的定子套中部，对应地，该直线式电机的动子固定装设在所述的贴装主轴的中部。
9、如权利要求1～8之一所述的贴片机的集成式贴装头，其特征在于：所述吸嘴的抽真空气道开设在所述的贴装主轴的下部靠近吸嘴对接区；所述的贴装头框架的外筒壁上还开设有连接X或Y向直线运动滑块的螺纹孔或其他连接孔。
10、一种贴片机，其特征在于：所述的贴片机上装设有如权利要求1～9之一所述的贴片机的集成式贴装头。
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Assignee: Guangzhou GENY Electric Co., Ltd. Assignor: Yangcheng Science & Technology Industry Co., ltd., Guangzhou City Contract record no.: 2010440001083 Denomination of invention: Integrated adhesive head of sheet adhesive machine Granted publication date: 20060315 License type: Exclusive License Open date: 20040929 Record date: 20100803 |
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