CN204119668U - 一种用于贴片机的多吸嘴贴装头装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于贴片机的多吸嘴贴装头装置，包括：Z轴伺服驱动系统、固定框架和若干吸嘴组件。通过上述方式，本实用新型用于贴片机的多吸嘴贴装头装置具有设计优化、结构新颖、性能稳定、精度准确、成本降低、效率提高等优点，在用于贴片机的多吸嘴贴装头装置的普及上有着广泛的市场前景。

Description

一种用于贴片机的多吸嘴贴装头装置

技术领域

本实用新型涉及电子生产领域，特别是涉及一种用于贴片机的多吸嘴贴装头装置。

背景技术

贴片机是SMT行业的最关键设备，中国在10年前已经成为全球最大电子生产基地，然而中国至今仍未开发出成熟的贴片机，几乎100%依靠进口（除简易的LED贴片机），在华国外企业将核心贴片机的生产放在国外，在华企业只做贴片机的调试、维护等服务。据某调查机构的行业报告显示， 2013年中国的贴片机进口额达到13.01亿美元。十几年来，虽然有一些科研院所和企业对国外贴片机做过仿制，但是受限于中国机械制造工艺水平、电器控制技术和计算机视觉软件技术与国外的较大差距，再加上参照机型有30%左右的特殊定制元件，使得仿制的贴片机成本极高，功能很差，仅能达到国外贴片机上世纪90年代中期的水平，根本达不到使用要求。

其实，在技术方面制约中国贴片机发展的主要有以下四个因素：

1、电器控制技术；

2、计算机视觉软件技术；

3、小型化的高速元器件，例如：直径20mm以下的伺服电机、微型的高速气动元件、小直径大导程的滚珠丝杆、微型直线轴承等；

4、精密机械制造工艺水平。

经过这几年的行业发展，前述影响中国贴片机发展的四个技术门槛中，前面的“电器控制技术”和“计算机视觉软件技术”已得到了迅速提高，个别企业的技术已接近国外水平，但是后两个门槛仍然无法跨过，因为它受制于整体的行业基础，与国外仍有至少10年的技术差距。

贴片机的机械结构中，以贴装头的多吸嘴机构难度最高，也是决定贴片机性能的关键部分，但是受制于前述第3、4个技术原因，国产贴片机中没有成熟的多吸嘴结构，吸嘴数量以4个以内局多，根本没有出现过吸嘴数量超过6个的国产贴装头。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种用于贴片机的多吸嘴贴装头装置，通过采用Z轴驱动系统的主要机械结构为一条导程10mm的精密滚珠丝杆和两条精密直线滑轨组成，高速交流伺服电机通过联轴器与滚珠丝杆连接，电机的旋转驱动滚珠丝杆，丝杆带动Z轴运动板做上下直线运动，运动板上横向固定一个长条形的“吸嘴驱动板”，该驱动板上每个与吸嘴对应位置固定一个吸盘型电磁铁，这些电磁铁起到电磁离合器的作用、每个吸嘴组件的顶端有一块衔铁与电磁铁对准贴合，当某个吸嘴需要下降时，对应的电磁铁通电，把该组吸嘴与“吸嘴驱动板”通过磁力固定在一起，Z轴就可以带动该组吸嘴实现升降动作，升降的位置坐标通过伺服电机来实现精确控制，从而完成吸取和放置元件的功能，在用于贴片机的多吸嘴贴装头装置的普及上有着广泛的市场前景。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于贴片机的多吸嘴贴装头装置，包括：Z轴伺服驱动系统、固定框架和若干吸嘴组件，

所述固定框架包括贴装头基板、贴装头侧板、磁铁间隙调整支撑板、吸嘴上限位调整组件和吸嘴组件安装板，所述贴装头侧板分别固定连接所述贴装头基板的两侧，所述吸嘴组件安装板的两端分别固定连接所述贴装头侧板，所述磁铁间隙调整支撑板分别固定连接所述吸嘴组件安装板的两侧，所述吸嘴上限位调整组件的两端分别固定连接所述磁铁间隙调整支撑板的顶端；

所述吸嘴组件包括运动连接板、中空轴直驱电机、衔铁、保持弹簧和直线导轨，所述中空轴直驱电机、衔铁、保持弹簧分别固定连接所述运动连接板，所述直线导轨包括第一导轨和第一滑块，所述第一导轨固定连接所述吸嘴组件安装板，所述第一滑块固定连接所述运动连接板，所述运动连接板设置有若干孔，所述吸嘴组件安装板设置有与所述若干孔相配合的若干螺柱，所述保持弹簧的一端连接所述孔，另一端连接与所述孔相配合的所述螺柱；

所述Z轴伺服驱动系统包括Z轴运动板、Z轴导轨、Z轴伺服电机、Z轴滚珠丝杆、丝杆螺母、电磁铁和吸嘴驱动板，所述Z轴导轨包括第二导轨和第二滑块，所述第二导轨固定连接所述贴装头基板，所述第二滑块固定连接所述Z轴运动板，所述Z轴伺服电机通过电机安装板固定连接所述贴装头基板，所述Z轴滚珠丝杆的固定端和支撑端分别固定连接所述贴装头基板，所述丝杆螺母固定连接所述Z轴运动板，所述吸嘴驱动板固定连接所述Z轴运动板的顶部。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述Z轴伺服电机通过联轴器连接所述Z轴滚珠丝杆。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述电磁铁固定连接所述吸嘴驱动板。

在本实用新型一个较佳实施例中，各个部件之间的固定连接方式均为螺钉连接。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述吸嘴组件的个数大于或者等于2个。

本实用新型的有益效果是：本实用新型用于贴片机的多吸嘴贴装头装置具有设计优化、结构新颖、性能稳定、精度准确、成本降低、效率提高等优点，在用于贴片机的多吸嘴贴装头装置的普及上有着广泛的市场前景。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本实用新型的用于贴片机的多吸嘴贴装头装置一较佳实施例的立体结构示意图；

附图中各部件的标记如下：1、Z轴伺服电机，2、联轴器，3、Z轴滚珠丝杆，4、电磁铁，5、吸嘴驱动板，6、Z轴运动板，7、贴装头基板，8、Z轴导轨，9、贴装头侧板，10、磁铁间隙调整支撑板，11、吸嘴上限位调整组件，12、吸嘴组件安装板，13、运动连接板，14、中空轴直驱电机，15、衔铁，16、保持弹簧,17、直线导轨。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例包括：

一种用于贴片机的多吸嘴贴装头装置，包括：Z轴伺服驱动系统、固定框架和若干吸嘴组件。

所述固定框架包括贴装头基板7、贴装头侧板9、磁铁间隙调整支撑板10、吸嘴上限位调整组件11和吸嘴组件安装板12，所述贴装头侧板9分别固定连接所述贴装头基板7的两侧，所述吸嘴组件安装板12的两端分别固定连接所述贴装头侧板9，所述磁铁间隙调整支撑板10分别固定连接所述吸嘴组件安装板12的两侧，所述吸嘴上限位调整组件11的两端分别固定连接所述磁铁间隙调整支撑板10的顶端；

所述吸嘴组件包括运动连接板13、中空轴直驱电机14、衔铁15、保持弹簧16和直线导轨17，所述中空轴直驱电机14、衔铁15、保持弹簧16分别固定连接所述运动连接板13，所述直线导轨17包括第一导轨和第一滑块，所述第一导轨固定连接所述吸嘴组件安装板12，所述第一滑块固定连接所述运动连接板13，所述运动连接板13设置有若干孔，所述吸嘴组件安装板12设置有与所述若干孔相配合的若干螺柱，所述保持弹簧16的一端连接所述孔，另一端连接与所述孔相配合的所述螺柱；

所述Z轴伺服驱动系统包括Z轴运动板6、Z轴导轨8、Z轴伺服电机1、Z轴滚珠丝杆3、丝杆螺母、电磁铁4和吸嘴驱动板5，所述Z轴导轨8包括第二导轨和第二滑块，所述第二导轨固定连接所述贴装头基板7，所述第二滑块固定连接所述Z轴运动板6，所述Z轴伺服电机1通过电机安装板固定连接所述贴装头基板7，所述Z轴滚珠丝杆3的固定端和支撑端分别固定连接所述贴装头基板7，所述丝杆螺母固定连接所述Z轴运动板6，所述吸嘴驱动板5固定连接所述Z轴运动板6的顶部。

优选地，所述Z轴伺服电机1通过联轴器2连接所述Z轴滚珠丝杆3。

优选地，所述电磁铁4固定连接所述吸嘴驱动板5。

优选地，各个部件之间的固定连接方式均为螺钉连接。

优选地，所述吸嘴组件的个数大于或者等于2个。

Z轴驱动系统的主要机械结构为一条导程10mm的精密滚珠丝杆和两条精密直线滑轨组成，高速交流伺服电机通过联轴器与滚珠丝杆连接，电机的旋转驱动滚珠丝杆，丝杆带动Z轴运动板做上下直线运动，运动板上横向固定一个长条形的“吸嘴驱动板”，该驱动板上每个与吸嘴对应位置固定一个吸盘型电磁铁，这些电磁铁起到电磁离合器的作用、每个吸嘴组件的顶端有一块衔铁与电磁铁对准贴合，当某个吸嘴需要下降时，对应的电磁铁通电，把该组吸嘴与“吸嘴驱动板”通过磁力固定在一起，Z轴就可以带动该组吸嘴实现升降动作，升降的位置坐标通过伺服电机来实现精确控制，从而完成吸取和放置元件的功能。

Z轴伺服电机带动滚珠丝杆做正反向旋转运动，转化为丝杆螺母的直线运动，丝杆螺母带动Z轴运动板做上下直线运动，吸嘴驱动板和磁铁与Z轴运动板固定一起，也随之做上下直线运动；如果某个吸嘴组件需要运动，则对应的电磁铁通电把对应吸嘴组件的衔铁吸合，吸嘴组件就跟随吸嘴驱动板一起运动，其位置坐标精度可以通过控制伺服电机来实现，其它不需要运动的吸嘴组件通过保持弹簧的拉力停留在上限位置，不会因为重力自行下滑。

电磁铁的通电与断电由软件和高速接口电路实现，在Z轴驱动板处于上限位置时切换电磁铁的通断；调整吸嘴组件的上限位置，使吸嘴处于上限位置时，衔铁与磁铁的间隙小于0.1mm，这样既可以实现各个吸嘴组件的准确切换，也可以消除衔铁的吸合噪声。

吸嘴组件中的“中空轴直驱电机”，是一个特殊的步进电机，带动吸嘴做转角运动，其中心可以通气，实现元件或其它目标物的吸取和放置。

本实用新型用于贴片机的多吸嘴贴装头装置的有益效果是：

一、通过采用所有的吸嘴组件的上下运动，共用一套Z轴驱动系统，通过简单的电磁铁切换需要动作的吸嘴组件，与传统的各自独立的驱动结构相比，机械结构大大简化，吸嘴组件之间的间距可以进一步缩小，同时也更容易并列布置更多的吸嘴组件，所以，可以只使用一套驱动系统的机械机构，实现2到64组或更多的吸嘴组件的Z轴驱动功能；

二、通过采用只使用一组伺服电机配滚珠丝杆驱动机构，实现多个吸嘴组件组合时，每组驱动部件的机械成本增加不到100元，这样就可以用更低的成本，达到相对同等的速度和精度效果，机械成本优势极其明显；

三，相对一般的贴装头装置，本发明用于贴片机得多吸嘴贴装头装置由于只需要基于一块运动控制卡进行开发，软件开发成本也会大副度降低，开发难度也大大降低。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种用于贴片机得多吸嘴贴装头装置，其特征在于，包括：Z轴伺服驱动系统、固定框架和若干吸嘴组件，

所述固定框架包括贴装头基板、贴装头侧板、磁铁间隙调整支撑板、吸嘴上限位调整组件和吸嘴组件安装板，所述贴装头侧板分别固定连接所述贴装头基板的两侧，所述吸嘴组件安装板的两端分别固定连接所述贴装头侧板，所述磁铁间隙调整支撑板分别固定连接所述吸嘴组件安装板的两侧，所述吸嘴上限位调整组件的两端分别固定连接所述磁铁间隙调整支撑板的顶端；

所述吸嘴组件包括运动连接板、中空轴直驱电机、衔铁、保持弹簧和直线导轨，所述中空轴直驱电机、衔铁、保持弹簧分别固定连接所述运动连接板，所述直线导轨包括第一导轨和第一滑块，所述第一导轨固定连接所述吸嘴组件安装板，所述第一滑块固定连接所述运动连接板，所述运动连接板设置有若干孔，所述吸嘴组件安装板设置有与所述若干孔相配合的若干螺柱，所述保持弹簧的一端连接所述孔，另一端连接与所述孔相配合的所述螺柱；

所述Z轴伺服驱动系统包括Z轴运动板、Z轴导轨、Z轴伺服电机、Z轴滚珠丝杆、丝杆螺母、电磁铁和吸嘴驱动板，所述Z轴导轨包括第二导轨和第二滑块，所述第二导轨固定连接所述贴装头基板，所述第二滑块固定连接所述Z轴运动板，所述Z轴伺服电机通过电机安装板固定连接所述贴装头基板，所述Z轴滚珠丝杆的固定端和支撑端分别固定连接所述贴装头基板，所述丝杆螺母固定连接所述Z轴运动板，所述吸嘴驱动板固定连接所述Z轴运动板的顶部。

2.根据权利要求1所述的用于贴片机得多吸嘴贴装头装置，其特征在于，所述Z轴伺服电机通过联轴器连接所述Z轴滚珠丝杆。

3.根据权利要求1所述的用于贴片机得多吸嘴贴装头装置，其特征在于，所述电磁铁固定连接所述吸嘴驱动板。

4.根据权利要求3所述的用于贴片机得多吸嘴贴装头装置，其特征在于，各个部件之间的固定连接方式均为螺钉连接。

5.根据权利要求1所述的用于贴片机得多吸嘴贴装头装置，其特征在于，所述吸嘴组件的个数大于或者等于2个。