CN205213159U - 一种带双凸轮轴的整体式贴片机吸嘴机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带双凸轮轴的整体式贴片机吸嘴机构，属于PCB焊接技术领域，该机构为用于个人、小批量生产，Z轴吸嘴设计采用凸轮小行程机构，在保证精度的同时，实现成本低。该机构，包括凸轮驱动电机、电机输出轴、减速步进电机、小带轮、吸嘴、复位弹簧、凸轮、吸嘴转动大带轮；采用双电机双吸嘴式整体机构，电机输出轴带动凸轮转动从而将吸嘴架向下压，此时吸嘴架下安装复位弹簧。当凸轮从近休止点运动到远休止点时，吸嘴向下运动到最低点。当凸轮从远休止点运动到近休止点时，吸嘴在弹簧弹力作用下复位。使用时可直接将整体机构的支座安装于贴片机“X-Y”轴运动机构底座上即可，便于个人安装和拆卸。

Description

一种带双凸轮轴的整体式贴片机吸嘴机构

技术领域

本实用新型属于PCB焊接技术领域，涉及一种PCB焊接用贴片机吸嘴机构。

背景技术

目前市场上较普遍的是全自动机电一体化贴片机和手动式贴片机。其中全自动机电一体化贴片机的吸嘴运动一般采用丝杠或者皮带传动来实现，主要用于PCB量产。而手动式贴片机的吸嘴安装在Z轴上，靠人手的移动和旋转来校正位置，主要用于PCB新产品开发，价格相对较低。

1、全自动机电一体化贴片机，因为贴片机一般是用来贴装体积相对较小的电子元器件，对吸嘴的运动要求其运动行程较小，运动精度较高，使得其运动控制较为复杂，成本较高。目前贴片机的应用领域主要集中在大中型的电子生产装备企业，不仅成本偏高，而且体积庞大，不便拆卸和运输，不适用小规模、小批量的生产应用。

2、手动式贴片机的吸嘴运动靠人手的移动和旋转来校正位置，运动精度及工作效率较低。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是提供一种带双凸轮轴的整体式贴片机吸嘴机构，该机构为用于个人、小批量生产，Z轴吸嘴设计采用凸轮小行程机构，在保证精度的同时，实现成本低。使用时可直接将其安装于“X-Y”轴运动机构底座上实现X-Y”轴，应用简便，机构整体便于安装和拆卸。满足各类高校、科研机构及个人研究焊接PCB板的需要。

本发明的技术方案：一种带双凸轮轴的整体式贴片机吸嘴机构，包括凸轮驱动电机、电机输出轴、减速步进电机、小带轮、吸嘴、复位弹簧、凸轮、吸嘴转动大带轮；Z轴机构固定支架；Z轴滑块、Z轴滑轨、Z轴机构滑动支架、Z轴滑动支架支撑杆；凸轮驱动电机与电机输出轴连接，电机输出轴带动凸轮，凸轮位于Z轴机构滑动支架的上平板之上，吸嘴顶部连接在Z轴机构滑动支架；减速步进电机带动小带轮，小带轮与吸嘴转动大带轮之间通过皮带传动，吸嘴转动大带轮与吸嘴固定，带动吸嘴转动，复位弹簧套在Z轴滑动支架支撑杆上，且位于Z轴机构滑动支架底部和Z轴机构固定支架底部的上表面之间；吸嘴穿过Z轴机构滑动支架下端，Z轴机构滑动支架与Z轴滑块固定，Z轴滑块在Z轴滑轨上滑动，Z轴滑轨位于Z轴机构固定支架的上下板之间。

进一步地，凸轮结构如下：凸轮基圆半径r₀＝25mm；凸轮带动的Z轴机构滑动支架的最大行程为h＝25mm；凸轮的推程运动角δ₀＝60°，远休止角为δ_s＝120°，回程角δ₀'＝60°，近休止角δ₀'＝120°。

本发明的工作原理是：

为了加快贴片机的工作效率，采用双电机双吸嘴式整体机构，电机输出轴带动凸轮转动从而将吸嘴架向下压，此时吸嘴架下安装复位弹簧。当凸轮从近休止点运动到远休止点时，吸嘴向下运动到最低点。当凸轮从远休止点运动到近休止点时，吸嘴在弹簧弹力作用下复位。在吸嘴架上固定减速步进电机轴连接同步带轮传动系中的小带轮，另一端大带轮下固定吸嘴为一起转动。使用时可直接将整体机构的支座安装于贴片机“X-Y”轴运动机构底座上即可，便于个人安装和拆卸。

本发明的关键点：

1、采用凸轮运动机构和复位弹簧实现贴片机吸嘴沿Z轴方向运动；

2、采用步进电机带动传动带轮实现吸嘴的转动。

3、采用吸嘴的整体设计结构便于在贴片机“X-Y轴”运动机构上的拆卸与安装。

本发明的技术效果是：

采用基于双凸轮轴的整体式贴片机吸嘴机构，方便在贴片机“X-Y轴”运动机构安装固定，便于个人试验与应用。采用凸轮和复位弹簧相结合的传动机构实现吸嘴沿Z轴运动，并通过实验证明，验证了其运动的可行性，避免了电机控制算法的复杂性，降低了设计成本。采用步进电机带动带轮来实现吸嘴的转动，实现吸嘴在平面上的自动调整。

附图说明

图1：本发明的三维视图；

图2：本发明的右视图；

图3：本发明的主视图。

其中，1、Z轴机构固定支架；2、凸轮驱动电机；3、固定于X-Y轴支座；4、Z轴滑块；5、Z轴滑轨；6、电机输出轴；7、Z轴机构滑动支架；8、Z轴滑动支架支撑杆；9、减速步进电机；10、小带轮(减速电机驱动)；11、吸嘴；12、复位弹簧；13、凸轮；14、吸嘴转动大带轮(从动带轮)。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步详细地描述。

本实用新型的一种带双凸轮轴的整体式贴片机吸嘴机构，包括凸轮驱动电机2、电机输出轴6、减速步进电机9、小带轮10(减速电机驱动)、吸嘴11、复位弹簧12、凸轮13、吸嘴转动大带轮14(从动带轮)；Z轴机构固定支架1；Z轴滑块4、Z轴滑轨5、Z轴机构滑动支架7、Z轴滑动支架支撑杆8；还包括固定于X-Y轴的支座3。

凸轮驱动电机2与电机输出轴6连接，电机输出轴6带动凸轮13，凸轮13位于Z轴机构滑动支架7的上平板之上，吸嘴顶部连接在Z轴机构滑动支架7与其随动；减速步进电机9带动小带轮10，小带轮10与吸嘴转动大带轮14之间通过皮带传动，吸嘴转动大带轮14与吸嘴11固定，带动吸嘴11转动，复位弹簧12套在Z轴滑动支架支撑杆8上，且位于Z轴机构滑动支架7底部和Z轴机构固定支架1底部的上表面之间。

吸嘴11穿过Z轴机构滑动支架7，Z轴机构滑动支架7与Z轴滑块4固定，Z轴滑块4在Z轴滑轨5上滑动，Z轴滑轨5位于Z轴机构固定支架1的上下板之间。

电机输出轴带动凸轮转动从而将吸嘴架(Z轴机构滑动支架7)向下压，此时吸嘴架下安装复位弹簧。当凸轮从近休止点运动到远休止点时，吸嘴向下运动到最低点。当凸轮从远休止点运动到近休止点时，吸嘴在弹簧弹力作用下复位。在吸嘴架上固定减速步进电机轴连接同步带轮传动系中的小带轮，另一端大带轮下固定吸嘴为一起转动。使用时可直接将整体机构的支座安装于贴片机“X-Y”轴运动机构底座上即可，便于个人安装和拆卸。

进一步的特征如下：该装置Z轴采用双吸嘴凸轮运动机构，选择凸轮机构传动的贴装头的Z轴运行范围可在20～30mm之间。假设采用下面的数据设计凸轮传动机构。设凸轮基圆半径r₀＝25mm，实际工作从动件的最大行程为h＝25mm，推程运动角δ₀＝60°，远休止角为δ_s＝120°，回程角δ₀'＝60°，近休止角δ₀'＝120°。从动件的推程和回程采用匀速运动。

凸轮转动一圈过程中的位移变化如下：开始时，接触点处于凸轮近休止处，经过一定时间转过近休止角在这个过程中接触点的坐标y＝25mm值保持不变。接下来接触点进入凸轮推程阶段。凸轮转过推程角过程中，推杆时匀速运动到最高位置，此时y＝50mm,且推程运动过程是一条斜直线。推杆行程为25mm。当推杆行程到达最大时，接触点处于凸轮远休止处，凸轮转过远休止角在此过程中接触点的y轴坐标值y＝50mm保持不变。凸轮转过远休止角进入回程运动。此时接触点从距离圆心最远一匀速运动回到最近处。所以此过程曲线为斜直线。在此过程中凸轮转过回程角回到近休止点处y轴坐标值为y＝25mm。凸轮以一定的角速度ω如此反复运动，从而实现从动件按上述规律的位移变化。

Claims (2)

1.一种带双凸轮轴的整体式贴片机吸嘴机构，其特征在于，包括凸轮驱动电机(2)、电机输出轴(6)、减速步进电机(9)、小带轮(10)、吸嘴(11)、复位弹簧(12)、凸轮(13)、吸嘴转动大带轮(14)；Z轴机构固定支架(1)；Z轴滑块(4)、Z轴滑轨(5)、Z轴机构滑动支架(7)、Z轴滑动支架支撑杆(8)；凸轮驱动电机(2)与电机输出轴(6)连接，电机输出轴(6)带动凸轮(13)，凸轮(13)位于Z轴机构滑动支架(7)的上平板之上，吸嘴顶部连接在Z轴机构滑动支架(7)；减速步进电机(9)带动小带轮(10)，小带轮(10)与吸嘴转动大带轮(14)之间通过皮带传动，吸嘴转动大带轮(14)与吸嘴(11)固定，带动吸嘴(11)转动，复位弹簧(12)套在Z轴滑动支架支撑杆(8)上，且位于Z轴机构滑动支架(7)底部和Z轴机构固定支架(1)底部的上表面之间；吸嘴(11)穿过Z轴机构滑动支架(7)下端，Z轴机构滑动支架(7)与Z轴滑块(4)固定，Z轴滑块(4)在Z轴滑轨(5)上滑动，Z轴滑轨(5)位于Z轴机构固定支架(1)的上下板之间。

2.根据权利要求1所述的一种带双凸轮轴的整体式贴片机吸嘴机构，其特征在于，凸轮结构如下：凸轮基圆半径r₀＝25mm；凸轮(13)带动的Z轴机构滑动支架(7)的最大行程为h＝25mm；凸轮的推程运动角δ₀＝60°，远休止角为δ_s＝120°，回程角δ₀'＝60°，近休止角δ₀'＝120°。