CN207305131U - 一种小型贴片机贴装头精确定位闭环结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种小型贴片机贴装头精确定位闭环结构，工作台上安装有一对Y轴导轨，X轴导轨两端架设在Y轴导轨上且与Y轴导轨滑动连接，X轴导轨上安装有贴装头，贴装头与X轴导轨滑动连接，Y轴驱动装置驱动由贴装头、X轴导轨等组成的X组件沿Y轴导轨直线移动，X轴驱动装置驱动贴装头沿X轴导轨直线移动。（Y轴导轨还通过Y轴驱动装置与X轴导轨连接，X轴导轨还通过X轴驱动装置与贴装头连接，）Y轴导轨上安装有Y轴柔性光栅尺，X轴导轨的一端安装有Y轴光栅读头，X轴导轨上安装有X轴柔性光栅尺，贴装头上安装有X轴光栅读头，Y轴光栅读头、X轴光栅读头、Y轴驱动装置和X轴驱动装置均与控制器连接。本实用新型相比现有的小型（桌面型）贴片机而言，在提高贴装头定位精度的同时，有效的控制了生产成本。

Description

一种小型贴片机贴装头精确定位闭环结构

技术领域

本实用新型涉及贴片机技术领域，更具体地说，特别涉及一种小型贴片机贴装头精确定位闭环结构。

背景技术

目前现有的小型（桌面型）贴片机的贴装头传动定位结构，其X（Y）轴驱动装置由以下几种结构形式：a、步进电机+同步带；b、步进伺服电机（伺服电机）+同步带；c、步进伺服电机（伺服电机）+滚珠丝杠。这几种方式中，a结构优点是成本低廉，缺点是不能补偿步进电机由失步而产生的误差，再加上同步带传动自身的传动误差，故贴装头定位精度较差。b结构是在a结构的基础上对驱动电机进行了升级，通过步进伺服电机（伺服电机）自身的闭环控制，可以去除a结构中步进电机失步而误，但不能补偿由同步带传动而产生的误差，故其对贴装头定位精度有一定提高，但仍不能达到较为理想的程度，成本中等。c结构是在b结构的基础上，对传动结构进行了升级，以滚珠丝杠传动代替同步带传动，这种结构在确保驱动电机转动精确的基础上，通过高精度的滚珠丝杆传动，使贴装头定位精确，但缺点是步进伺服电机（伺服电机）+滚珠丝杠传动成本较高，是步进电机+同步带传动的数倍。

实用新型内容

本实用新型主要是解决现有技术中所存在的技术问题，从而提供一种定位精确、成本较低的小型贴片机贴装头精确定位闭环结构。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

本实用新型的一种小型贴片机贴装头精确定位闭环结构，包括工作台、Y轴导轨、X轴导轨、贴装头、X轴驱动装置、Y轴驱动装置和控制器，所述工作台上安装有一对所述Y轴导轨，所述X轴导轨两端架设在所述Y轴导轨上且与所述Y轴导轨滑动连接，所述X轴导轨上安装有贴装头，所述贴装头与X轴导轨滑动连接，所述Y轴驱动装置驱动由贴装头、X轴导轨组成的X轴组件，X轴组件沿Y轴导轨直线移动，X轴驱动装置驱动贴装头沿X轴导轨直线移动，所述Y轴导轨还通过Y轴驱动装置与X轴导轨连接，所述X轴导轨还通过X轴驱动装置与贴装头连接，所述Y轴导轨上安装有Y轴柔性光栅尺，所述X轴导轨的一端安装有Y轴光栅读头，所述X轴导轨上安装有X轴柔性光栅尺，所述贴装头上安装有X轴光栅读头，所述Y轴光栅读头、X轴光栅读头、Y轴驱动装置和X轴驱动装置均与控制器连接。

进一步地，所述X轴驱动装置包括X轴步进电机和X轴同步带传动机构，所述X轴步进电机安装在X轴导轨的一端，所述X轴同步带传动机构安装在X轴导轨侧面，且所述X轴步进电机通过X轴同步带传动机构与贴装头连接，所述Y轴驱动装置包括Y轴步进电机和Y轴同步带传动机构，所述Y轴同步带传动机构安装在所述Y轴导轨侧面，且所述Y轴步进电机通过Y轴同步带传动机构与X轴导轨连接。

进一步地，X轴柔性光栅尺、Y轴柔性光栅尺均为开放式柔性光栅尺，所述柔性光栅尺由柔性光栅尺尺身及刚性基座组成，柔性光栅尺尺身固定于刚性基座上，刚性基座安装在X轴导轨或Y轴导轨上。

进一步地，所述Y轴步进电机设置有一台，所述Y轴同步带传动机构设置有两台，且每个所述Y轴导轨上均安装有一个Y轴同步带传动机构，所述Y轴步进电机安装在两个Y轴导轨之间，且所述Y轴步进电机的输出轴两端分别与两个Y轴同步带传动机构连接。

进一步地，所述控制器为单片机。

进一步地，所述工作台上平面中部安装有电路板夹具。

进一步地，所述电路板夹具包括多个条形垫板，每个所述条形垫板两端上方设置有凸起，每个所述凸起中均横向穿设有紧固螺钉，所述条形垫板上均匀设置有多个紧定螺纹孔。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：在本技术方案中所采用的柔性光栅尺非数控设备（或线性模组等）中用的价格高昂的成品柔性光栅尺，而在一种基体材质非玻璃、非金属的一种柔性光栅尺，常用于打印机中，其光栅条纹间距精确，成本低廉。

在所述的结构中，当贴装头沿X轴导轨直线运动、X轴导轨相关组件沿Y轴导轨直线运动时，X(Y)轴柔性光栅尺读头与X（Y）轴柔性光栅尺产生相对位移，并向控制器实时传送贴装头在X（Y）轴方向位置变化数据信息，控制器根据收到的位置数据信息，调整X（Y）轴驱动装置中电机的运动输出，形成闭环控制。从而提高贴装头的位置精度。

本实用新型的有益效果是：相比现有的小型（桌面型）贴片机而言，在提高贴装头定位精度的同时，有效的控制了生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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他的附图。

图1是本实用新型的小型贴片机贴装头精确定位闭环结构的结构示意图；

图2是本实用新型的小型贴片机贴装头精确定位闭环结构的结构原理图；

图3是本实用新型的小型贴片机贴装头精确定位闭环结构的控制原理图；

图4是本实用新型的小型贴片机贴装头精确定位闭环结构的柔性光栅尺结构简图；

图5是本实用新型的小型贴片机贴装头精确定位闭环结构的电路板夹具结构示意图。

附图标记说明，1、贴装头，2、X轴导轨，3、X轴驱动装置，4、X轴柔性光栅尺，5、X轴光栅读头，6、Y轴导轨，7、Y轴驱动装置，8、Y轴柔性光栅尺，9、Y轴光栅读头，10、控制器，11、电路板夹具。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参阅图1、图2所示，本实用新型提供的一种小型贴片机贴装头精确定位闭环结构，包括工作台、Y轴导轨6、X轴导轨2、贴装头1、X轴驱动装置3、Y轴驱动装置7和控制器10，工作台上安装有一对Y轴导轨6，X轴导轨2两端架设在Y轴导轨6上且与Y轴导轨6滑动连接，X轴导轨2上安装有贴装头1，贴装头1与X轴导轨2滑动连接，所述Y轴驱动装置7驱动由贴装头1、X轴导轨2组成的X轴组件，X轴组件沿Y轴导轨6直线移动，X轴驱动装置3驱动贴装头沿X轴导轨直线移动，所述Y轴导轨6还通过Y轴驱动装置7与X轴导轨2连接，所述X轴导轨2还通过X轴驱动装置3与贴装头1连接，Y轴导轨6上安装有Y轴柔性光栅尺8，X轴导轨2的一端安装有Y轴光栅读头9，X轴导轨2上安装有X轴柔性光栅尺4，贴装头1上安装有X轴光栅读头5。参阅图3所示，Y轴光栅读头9、X轴光栅读头5、Y轴驱动装置7和X轴驱动装置3均与控制器10连接。X轴柔性光栅尺和Y轴柔性光栅尺8可以采用爱普生4880、4800等系列光栅条，也可以采购国产光栅条，价格便宜定位精度足以满足贴装机的精度要求。而X轴光栅读头5和Y轴光栅读头9均可以采用广州莱图的H9731型光栅条感应器，或其他厂家的光栅条感应器。

在本实施例中，X轴驱动装置3包括X轴步进电机31和X轴同步带传动机构32，X轴步进电机31安装在X轴导轨2的一端，X轴同步带传动机构32安装在X轴导轨2侧面，且X轴步进电机31通过X轴同步带传动机构32与贴装头1连接，带动贴装头沿X轴移动，Y轴驱动装置7包括Y轴步进电机71和Y轴同步带传动机构72，Y轴同步带传动机构72安装在Y轴导轨2侧面，且Y轴步进电机71通过Y轴同步带传动机构72与X轴导轨2连接，用于驱动X轴导轨2在Y轴导轨6上移动。

贴装头1放置于X轴导轨2上，可以沿X轴导轨2进行直线运动，贴装头1置于X轴同步带传动机构32中同步带的一侧，X轴光栅尺读头5与贴装头1固定在一起。X轴柔性光栅尺4与X轴导轨2、X轴步进电机31固定在一起。在工作时，由X轴步进电机31驱动X轴同步带传动机构32，X轴同步带传动机构带动贴装头1、X轴光栅尺读头5在X轴导轨2上直线移动。由于X轴光栅尺读头5与贴装头1相对位置固定，故X轴光栅尺读头5与贴装头1在X轴方向的位置变化相同。

贴装头1、X轴导轨2、X轴驱动装置3、X轴柔性光栅尺4、X轴光栅尺读头5组成的组件放置于Y轴导轨6上，可以沿Y轴导轨6进行直线运动，此组件与Y轴同步带传动机构72中同步带的一侧、Y轴光栅尺读头9固在一起。Y轴柔性光栅尺8与Y轴导轨6、Y轴步进电机71固定在一起。在工作时，由Y轴步进电机71驱动Y轴同步带传动机构72，Y轴同步带传动机构72带动此组件、Y轴光栅尺读头9在Y轴导轨6上直线移动。由于Y轴光栅尺读头9与贴装头1、X轴导轨2、X轴驱动装置3、X轴柔性光栅尺4、X轴光栅尺读头5组成的组件相对位置在Y轴方向固定，故Y轴光栅尺读头9与贴装头1在Y轴方向的位置变化相同。

如上述结构，当贴装头1，在X轴驱动装置3、Y轴驱动装置7的作用下，在X、Y方向产生位移时，X轴光栅尺读头5、Y轴光栅尺读头9会实时将贴装头1实际位置变化数据信息传输给控制器，控制器根据所获得的贴装头位置变化数据对X轴驱动装置3、Y轴驱动装置7进行控制调整，通过这种闭环控制从而提高贴装头1位置精度。

优选的，Y轴步进电机71设置有一台，Y轴同步带传动机构72设置有两台，且每个Y轴导轨6上均安装有一个Y轴同步带传动机构72，Y轴步进电机71安装在两个Y轴导轨6之间，且Y轴步进电机71的输出轴两端分别与两个Y轴同步带传动机构72连接。通过一台Y轴步进电机71驱动两个Y轴同步带传动机构72保证了两个同步带行走速度相同，从两端带动X轴导轨2两端在Y轴导轨6上行走。行走稳定精度高，并且方便精确控制。

参阅图5所示，控制器10为单片机，型号为STM32。工作台上平面中部安装有电路板夹具11，用于装夹电路板。所述电路板夹具11包括多个条形垫板111，每个所述条形垫板111两端上方设置有凸起112，每个所述凸起112中均横向穿设有紧固螺钉113，所述条形垫板111上均匀设置有多个紧定螺纹孔114。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：在本技术方案中所采用的柔性光栅尺非数控设备（或线性模组等）中用的价格高昂的成品柔性光栅尺，而在一种基体材质非玻璃、非金属的一种柔性光栅尺，常用于打印机中，其光栅条纹间距精确，成本低廉。

在的结构中，当贴装头1沿X轴导轨2直线运动、X轴导轨2相关组件沿Y轴导轨6直线运动时，X(Y)轴柔性光栅尺读头与X（Y）轴柔性光栅尺产生相对位移，并向控制器10实时传送贴装头在X（Y）轴方向位置变化数据信息，控制器10根据收到的位置数据信息，调整X（Y）轴驱动装置中电机的运动输出，形成闭环控制。从而提高贴装头的位置精度。

在结构中，X轴光栅尺4、Y轴光栅尺8均由柔性光栅尺尺身41（81）及刚性基座42（82）组成，柔性光栅尺尺身41（81）固定于刚性基座42（82）上，可极大的减少由于设备运转而使柔性光栅尺4（8）产生的变形，从而消除由部分由柔性光栅尺尺变形而产生的误差。

本实用新型的有益效果是：相比现有的小型（桌面型）贴片机而言，在提高贴装头定位精度的同时，有效的控制了生产成本。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种小型贴片机贴装头精确定位闭环结构，其特征在于：包括工作台、Y轴导轨、X轴导轨、贴装头、X轴驱动装置、Y轴驱动装置和控制器，所述工作台上安装有一对所述Y轴导轨，所述X轴导轨两端架设在所述Y轴导轨上且与所述Y轴导轨滑动连接，所述X轴导轨上安装有贴装头，所述贴装头与X轴导轨滑动连接，所述Y轴驱动装置驱动由贴装头、X轴导轨组成的X轴组件，X轴组件沿Y轴导轨直线移动，X轴驱动装置驱动贴装头沿X轴导轨直线移动，所述Y轴导轨还通过Y轴驱动装置与X轴导轨连接，所述X轴导轨还通过X轴驱动装置与贴装头连接，所述Y轴导轨上安装有Y轴柔性光栅尺，所述X轴导轨的一端安装有Y轴光栅读头，所述X轴导轨上安装有X轴柔性光栅尺，所述贴装头上安装有X轴光栅读头，所述Y轴光栅读头、X轴光栅读头、Y轴驱动装置和X轴驱动装置均与控制器连接。

2.根据权利要求1所述的小型贴片机贴装头精确定位闭环结构，其特征在于：所述X轴驱动装置包括X轴步进电机和X轴同步带传动机构，所述X轴步进电机安装在X轴导轨的一端，所述X轴同步带传动机构安装在X轴导轨侧面，且所述X轴步进电机通过X轴同步带传动机构与贴装头连接，所述Y轴驱动装置包括Y轴步进电机和Y轴同步带传动机构，所述Y轴同步带传动机构安装在所述Y轴导轨侧面，且所述Y轴步进电机通过Y轴同步带传动机构与X轴导轨连接。

3.根据权利要求1所述的小型贴片机贴装头精确定位闭环结构，其特征在于：X轴柔性光栅尺、Y轴柔性光栅尺均为开放式柔性光栅尺，所述柔性光栅尺由柔性光栅尺尺身及刚性基座组成，柔性光栅尺尺身固定于刚性基座上，刚性基座安装在X轴导轨或Y轴导轨上。

4.根据权利要求2所述的小型贴片机贴装头精确定位闭环结构，其特征在于：所述Y轴步进电机设置有一台，所述Y轴同步带传动机构设置有两台，且每个所述Y轴导轨上均安装有一个Y轴同步带传动机构，所述Y轴步进电机安装在两个Y轴导轨之间，且所述Y轴步进电机的输出轴两端分别与两个Y轴同步带传动机构连接。

5.根据权利要求1所述的小型贴片机贴装头精确定位闭环结构，其特征在于：所述控制器为单片机。

6.根据权利要求1所述的小型贴片机贴装头精确定位闭环结构，其特征在于：所述工作台上平面中部安装有电路板夹具。

7.根据权利要求6所述的小型贴片机贴装头精确定位闭环结构，其特征在于：所述电路板夹具包括多个条形垫板，每个所述条形垫板两端上方设置有凸起，每个所述凸起中均横向穿设有紧固螺钉，所述条形垫板上均匀设置有多个紧定螺纹孔。