CN208434265U - 一种高精度桌面stm贴片机的装配头模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高精度桌面STM贴片机的装配头模块，包括机体外壳和机体外壳内部设置的贴片装置、轴装置和视觉对中装置；Z轴采用双直线导轨方式加强上下运动的稳定性和定位精度，吸嘴杆采用独立的旋转结构在采用高精度轴承的基础上，对轴承轴向和径向进行预压处理，减少游离间隙，提高吸嘴杆的偏转精度。吸嘴杆与花键轴采用分离结构；R轴伺服电机通过同步带带动花键套进行旋转运动，花键轴通过双膜轴联器与独立结构的吸嘴杆相连接；通过轴向和径向都允许有一定容差的双膜轴联器，缓冲隔离R轴电机对吸嘴杆的直接作用力，本实用新型提供的高精度桌面STM贴片机的装配头模块设计科学合理，装配精度高。
Description
技术领域
本实用新型涉及桌面STM贴片机领域，具体来说，是一种高精度桌面STM贴片机的装配头模块。
背景技术
国内桌面型贴片机装配头采用的结构基本是：
（多数）装配头的Z轴直接带动R轴电机实现Z轴的上下运动和R轴的旋转运动。吸嘴安装在R轴电机轴上。
缺点：1. R轴电机轴代替了吸嘴杆，由于吸嘴杆采用轴中空结构，从而限制了R轴必须采用旋转精度较低的步进电机，减低了旋转定位精度。 2. R轴旋转一周等于吸嘴旋转一周，没有齿轮细分，所以步进电机旋转精度直接等于吸嘴旋转精度。3. 步进电机旋转轴的同轴度偏差大，作为吸嘴杆导致吸嘴旋转时摆动大。
（部分）Z轴依旧直接带动R轴电机，R轴电机采用步进电机或伺服电机，通过同步齿轮带动吸嘴杆进行旋转。缺点：1. 如果R轴采用步进电机，精度较低。如采用伺服电机，由于现有的技术限制，即使使用小体积的伺服电机，R轴结构依旧笨重。2. 无论采用步进或伺服电机，R轴电机都通过同步带直接带动吸嘴杆轴旋转，吸嘴杆在旋转过程中一直受到电机的径向拉力，加上旋转轴承的游离间隙，间接影响了吸嘴杆旋转同轴度，导致吸嘴旋转摆动大。
（小数）吸嘴杆采用中空花键轴，Z轴直接带动吸嘴杆（即花键轴）进行上下运动，R轴步进电机或伺服电机带动花键套进行旋转运动。缺点：1. 无论采用步进或伺服电机，R轴电机通过同步带直接带动花键套旋转，花键套旋转过程中一直受到电机的径向拉力，加上支撑轴承的游离间隙，间接影响了花键套的旋转同轴度。2. 因花键轴被用作吸嘴杆，所以花键轴和花键套之间的机械加工误差也间接影响了吸嘴杆的同轴精度。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种高精度桌面STM贴片机的装配头模块。
为了克服上述现有技术中的缺陷本实用新型采用如下技术方案：
一种高精度桌面STM贴片机的装配头模块，包括机体外壳和机体外壳内部设置的贴片装置、轴装置和视觉对中装置；其中：所述贴片装置和视觉对中装置分别与轴装置相连接成一体；所述贴片装置包括吸嘴杆结构和花键结构；所述吸嘴杆结构包括吸嘴套（1）、吸嘴（1.2）、预压环（2,5）、轴承（3,7）、轴承内套（6）、吸嘴杆（10）、磁环（4）、波形弹簧（8）、挡环（9）、吸嘴杆支撑座（11）、机米螺丝（12）、封板（13）和双膜轴连器（14）；所述预压环设有前端预压环（2）和后端预压环（5）；所述轴承设有前端轴承（3）和后端轴承（7）；所述预压环（2,5）将轴承（3,7）压入，中间连接磁环（4）对两个轴承形成径向预压；所述前端预压环（2）通过机米螺丝（12）固定在吸嘴杆支撑座（11）内；所述吸嘴杆（10）由前后端两个轴承固定并实现旋转；所述波形弹簧（8）通过挡环（9）和封板（13）压入吸嘴杆支撑座（11）内；所述波形弹簧（8）和轴承内套（6）紧密连接对前后端轴承形成轴向预压；所述双膜轴连器（14）和吸嘴杆（10）连接为一体。
进一步地，所述花键结构包括挡圈（15）、轴承（16,18）、花键套（17）、花键套外套（19）、支撑座（20）、花键轴（21）和旋转接头（22）；所述轴承（16,18）通过挡圈（15）固定在支撑座（20）内；所述花键套（17）嵌入花键套外套（19）；所述花键轴（21）由两端轴承（16，18）和花键套外套（19）固定并实现旋转，所述花键轴（21）通过双膜轴连器（14）与吸嘴杆（10）相连接；所述旋转接头（22）和所述双膜轴连器（14）将吸嘴杆结构和花键结构连接为一体。
进一步地，所述轴装置包括Z轴（23）和R轴（24）；所述Z轴（23）包括Z轴伺服电机（25）、双直线导轨（27）、丝杆（28）和头部底板（29）；所述Z轴伺服电机（25）固定在头部底板（29）上；所述双直线导轨（27）与头部底板（29）相连接；所述丝杆（28）与所述Z轴伺服电机（25）连接为一体；所述头部底板（29）上设有Z轴限位光电开关（30）和R轴原点光电开关（31）。
进一步地，所述R轴（24）设有R轴伺服电机（26），所述R轴伺服电机（26）与花键结构相连接。
进一步地，所述视觉对中装置包括Mark相机（32）、相机支撑座（33）、镜头（34）、灯环（35）、相机底板（36）；所述Mark相机（32）和相机支撑座（33）相连接并固定在相机底板（36）上，所述镜头（34）和灯环（35）相连接，并通过相机支撑座（33）与Mark相机（32）连接为一体；所述相机底板（36）固定在Z轴机体外壳上。
本实用新型提供的一种高精度桌面STM贴片机的装配头模块设计科学合理，具有以下优点：Z轴采用双直线导轨方式加强上下运动的稳定性和定位精度，吸嘴杆采用独立的旋转结构在采用高精度轴承的基础上，对轴承轴向和径向进行预压处理，减少游离间隙，提高吸嘴杆的偏转精度。吸嘴杆与花键轴采用分离结构；R轴伺服电机通过同步带带动花键套进行旋转运动，花键轴通过双膜轴联器与独立结构的吸嘴杆相连接；通过轴向和径向都允许有一定容差的双膜轴联器，缓冲隔离R轴电机对吸嘴杆的直接作用力，配合吸嘴杆独立的旋转结构，达到旋转时极高同轴精度。配合视觉校正，找出吸嘴杆旋转时轴心细微摆动偏差，实现对元件360度精准定位。R轴采用伺服电机同时，通过1:2 同步轮细分，即伺服旋转一周，吸嘴杆旋转二周，进一步增大R轴旋转分辨率。主要部件采用C45钢材料加工，同时为减轻装贴头整体重量，部分钢件加入蜂窝孔。通过上述机械机构的改进，配合相对应的视觉校正，从而达到装配头高精度装配的目的。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：
图1是实用新型明高精度桌面STM贴片机的装配头模块的整体结构图：
图2，图3，图4，图5，图6，图7为高精度桌面STM贴片机的装配头模块的实施例示意图；
图8为高精度桌面STM贴片机的装配头模块的分解图；
附图中：1-吸嘴套；1.2-吸嘴；1.3-校正片；1.4-底部相机；1.5-Mark点；2-前端预压环；3-前端轴承；4-磁环；5-后端预压环；6-轴承内套；7-后端轴承；8-波形弹簧；9-档环；10-吸嘴杆；11-吸嘴杆支持体；12-机米螺丝；13-封板；14-双膜轴联器；15-挡圈；16-轴承；17-花键套；18-轴承；19-花键套外套；20-花键支撑座；21-花键轴；22-旋转接头；23-Z轴；24-R轴；25-Z轴伺服电机；26-R轴伺服电机；27-直线导轨；28-丝杆；29-头部底板；30-Z轴限位光电开关；31-R轴原点光电开关；32-Mark相机；33-相机支撑座；34-镜头；35-灯环；36-相机底板。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，在此以本实用新型的示意性实施例及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。如图2、图7、图8所示，一种高精度桌面STM贴片机的装配头模块，包括机体外壳和机体外壳内部设置的贴片装置、轴装置和视觉对中装置；贴片装置和视觉对中装置分别与轴装置相连接成一体；所述贴片装置包括吸嘴杆结构和花键结构；所述吸嘴杆结构包括吸嘴套（1）、吸嘴（1.2）、预压环（2,5）、轴承（3,7）、轴承内套（6）、吸嘴杆（10）、磁环（4）、波形弹簧（8）、挡环（9）、吸嘴杆支撑座（11）、机米螺丝（12）、封板（13）和双膜轴连器（14）；所述预压环设有前端预压环（2）和后端预压环（5）；所述轴承设有前端轴承（3）和后端轴承（7）；所述预压环（2,5）将轴承（3,7）压入，中间连接磁环（4）对两个轴承形成径向预压；所述前端预压环（2）通过机米螺丝（12）固定在吸嘴杆支撑座（11）内；所述吸嘴杆（10）由前后端两个轴承固定并实现旋转；所述波形弹簧（8）通过挡环（9）和封板（13）压入吸嘴杆支撑座（11）内；所述波形弹簧（8）和轴承内套（6）紧密连接对前后端轴承形成轴向预压；所述双膜轴连器（14）和吸嘴杆（10）连接为一体。
所述花键结构包括挡圈（15）、轴承（16,18）、花键套（17）、花键套外套（19）、支撑座（20）、花键轴（21）和旋转接头（22）；所述轴承（16,18）通过挡圈（15）固定在支撑座（20）内；所述花键套（17）嵌入花键套外套（19）；所述花键轴（21）由两端轴承（16，18）和花键套外套（19）固定并实现旋转，所述花键轴（21）通过双膜轴连器（14）与吸嘴杆（10）相连接；所述旋转接头（22）和所述双膜轴连器（14）将吸嘴杆结构和花键结构连接为一体。
所述轴装置包括Z轴（23）和R轴（24）；所述Z轴（23）包括Z轴伺服电机（25）、双直线导轨（27）、丝杆（28）和头部底板（29）；所述Z轴伺服电机（25）固定在头部底板（29）上；所述双直线导轨（27）与头部底板（29）相连接；所述丝杆（28）与所述Z轴伺服电机（25）连接为一体；所述头部底板（29）上设有Z轴限位光电开关（30）和R轴原点光电开关（31）。
所述R轴（24）设有R轴伺服电机（26），所述R轴伺服电机（26）与花键结构相连接。
所述视觉对中装置包括Mark相机（32）、相机支撑座（33）、镜头（34）、灯环（35）、相机底板（36）；所述Mark相机（32）和相机支撑座（33）相连接并固定在相机底板（36）上，所述镜头（34）和灯环（35）相连接，并通过相机支撑座（33）与Mark相机（32）连接为一体；所述相机底板（36）固定在Z轴机体外壳上。
进一步对实施例描述：
吸嘴杆校正时需要用到一块带有圆形mark点（5）的校正片（3）。校正过程是通过底部相机（4）对mark点四个旋转角度位置的识别来实现。以角度0为例（图纸3），其他三个角度方法相同。A点为相机图像坐标中心点。 B为校正盘mark点位置。C为吸嘴中心位置。 D为吸嘴杆旋转轴中心。 E为吸嘴外圈。 F为吸嘴圆心旋转一周的轨迹。校正的目的是通过相机识别mark点不同位置，并通过XY轴移动，使得D点和A点位置重合，即使得吸嘴杆的旋转轴中心和相机图像坐标中心位置一。
步骤1：图2-1中先识别出B点坐标，设为B0x, B0y。
步骤2：吸嘴杆旋转180度后，再识别B点坐标（见图4）,设为B180x, B180y。
步骤3： (设相机图像中心坐标为Camx,Camy), 通过公式 (B180x – B0x)/2 +B180x – Camx和(B180y – B0y)/2 + B180y – Camy得出XY轴偏移量。根据得出偏移量移动XY轴。（见图5）。
步骤 4：识别并记录（图5）B点坐标。
步骤 5：重复步骤1-4，得出B点分别在初始0角度，90角度，180角度和270角度的坐标位置B0，B90，B180, B270（见图6）。
步骤 6：通过B0，B90，B180, B270 四点坐标计算出圆心坐标，即为吸嘴杆旋转轴心坐标，也是相机图像中心坐标。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种高精度桌面STM贴片机的装配头模块，包括机体外壳和机体外壳内部设置的贴片装置、轴装置和视觉对中装置；其特征在于：所述贴片装置和视觉对中装置分别与轴装置相连接成一体；所述贴片装置包括吸嘴杆结构和花键结构；所述吸嘴杆结构包括吸嘴套（1）、吸嘴（1.2）、预压环（2,5）、轴承（3,7）、轴承内套（6）、吸嘴杆（10）、磁环（4）、波形弹簧（8）、挡环（9）、支撑座（11）、机米螺丝（12）、封板（13）和双膜轴连器（14）；所述预压环设有前端预压环（2）和后端预压环（5）；所述轴承设有前端轴承（3）和后端轴承（7）；所述预压环（2,5）将轴承（3,7）压入，中间连接磁环（4）对两个轴承形成径向预压；所述前端预压环（2）通过机米螺丝（12）固定在支撑座（11）内；所述吸嘴杆（10）由前后端两个轴承固定并实现旋转；所述波形弹簧（8）通过挡环（9）和封板（13）压入支撑座（11）内；所述波形弹簧（8）和轴承内套（6）紧密连接对前后端轴承形成轴向预压；所述双膜轴连器（14）和吸嘴杆（10）连接为一体。
2.根据权利要求1所述的一种高精度桌面STM贴片机的装配头模块，其特征在于：所述花键结构包括挡圈（15）、轴承（16,18）、花键套（17）、花键套外套（19）、支撑座（20）、花键轴（21）和旋转接头（22）；所述轴承（16,18）通过挡圈（15）固定在支撑座（20）内；所述花键套（17）嵌入花键套外套（19）；所述花键轴（21）由两端轴承（16，18）和花键套外套（19）固定并实现旋转，所述花键轴（21）通过双膜轴连器（14）与吸嘴杆（10）相连接；所述旋转接头（22）和所述双膜轴连器（14）将吸嘴杆结构和花键结构连接为一体。
3.根据权利要求1所述的一种高精度桌面STM贴片机的装配头模块，其特征在于：所述轴装置包括Z轴（23）和R轴（24）；所述Z轴（23）包括Z轴伺服电机（25）、双直线导轨（27）、丝杆（28）和头部底板（29）；所述Z轴伺服电机（25）固定在头部底板上（29）；所述双直线导轨（27）与头部底板（29）相连接；所述丝杆（28）与所述Z轴伺服电机（25）连接为一体；所述头部底板（29）上设有Z轴限位光电开关（30）和R轴原点光电开关（31）。
4.根据权利要求3所述的一种高精度桌面STM贴片机的装配头模块，其特征在于：所述R轴（24）设有R轴伺服电机（26），所述R轴伺服电机（26）与花键结构相连接。
5.根据权利要求1所述的一种高精度桌面STM贴片机的装配头模块，其特征在于：
所述视觉对中装置包括Mark相机（32）、支撑座（33）、镜头（34）、灯环（35）、相机底板（36）；所述Mark相机（32）和支撑座（33）相连接并固定在相机底板上（36），所述镜头（34）和灯环（35）相连接，并通过支撑座（33）与Mark相机（32）连接为一体；所述相机底板（36）固定在Z轴机体外壳上。
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