CN211210372U - 一种五轴联动贴片机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种五轴联动贴片机，包括XYZ运动系统、安装在XYZ运动系统上的第四旋转轴、第五旋转轴、贴片机头，第五旋转轴安装在旋转架上，旋转架与第四旋转轴固定连接，贴片机头安装在第五旋转轴上，贴片机头设有若干沿贴片机头本体周向分布的贴片单元，旋转架上设有摄像装置，摄像装置位于贴片机头的上方。在取料和贴片过程中，位于贴片机头最下方的贴片单元取料/贴片，最上方的贴片单元进行视觉处理，如此，在取料和贴装的整个过程中，每个贴片单元均能得到视觉处理，确保快速而又精准的贴装效果。

Description

一种五轴联动贴片机

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，具体涉及贴片机。

背景技术

目前，传统贴片机的贴装头部多采用吸嘴并列结构，虽然有多个并列上下运动且需各个独立旋转的吸嘴轴，但因取料位置和贴装位置往往不和吸嘴间距对应，所以一般情况下，只能有4轴(X，Y，单个Z，单个R)同步(同时)联动，也就是说，当一根Z(吸嘴)轴在取料或贴装过程中，别的Z(吸嘴)轴是处于闲置状态，只有等待这根Z(吸嘴)轴完成取料或贴装的工作后，邻近并列的Z(吸嘴)轴才能进行取料或贴装的工作，这大大浪费了机器的运行效率。

而且，由于贴片头部(吸嘴)吸取元器件时可能存在位置偏移，为修正(补偿)贴装位置的偏移，传统贴片机需在处于贴片头部(吸嘴)下方地某个位置安装摄像机，将摄像机和视觉检测模块组成视觉处理系统，通过算法修正(补偿)偏移量。在取料过程中，由于相对位置干涉，底部的摄像机不可能同步进行视觉处理工作，只有在取料后移动到贴装位置的过程中的中间时段在某个位置进行视觉处理工作，这降低了机器的运行效率，而且由于贴片头部(吸嘴)和摄像机的相对运动，这存在贴装精度的不确定性，况且对于多吸嘴并列结构的贴片机，无法最大程度地优化每个元器件贴片位置，也就是说可能无法达到理想化的贴装效率和精度。

另外，因为贴片头部安装多个并列上下运动且需各个独立旋转的吸嘴结构，这让整个头部结构繁杂，体积庞大，极其笨重，这需要极大耗费运动电机(马达)的负载和龙门架的承重，而且降低了机器的稳定性。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题：提升贴片机的运行效率。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种五轴联动贴片机，包括XYZ运动系统、安装在XYZ运动系统上的第四旋转轴、贴片机头，所述第四旋转轴竖立设置，所述贴片机还包括水平设置的第五旋转轴，第五旋转轴安装在旋转架上，旋转架与第四旋转轴固定连接，贴片机头安装在第五旋转轴上，贴片机头设有若干沿贴片机头本体周向分布的贴片单元，旋转架上设有摄像装置，摄像装置位于贴片机头的上方。

贴片单元由联动的五轴(XYZ运动系统的三轴，第四旋转轴，第五旋转轴)控制运动，五根运动轴使贴片单元移动且旋转到元器件送料器上取料或移动且旋转到印刷电路板上进行贴装。

在取料和贴装的过程中，位于贴片机头上方的摄相装置对元器件进行同步视觉处理，例如，取料时，位于贴片机头最下方的贴片单元在取料时，位于贴片机头最上方的贴片单元在进行视觉处理；贴装时，位于贴片机头最下方的贴片单元在贴装时，位于贴片机头最上方的贴片单元在进行视觉处理，如此，在取料和贴装的整个过程中，每个贴片单元均能得到视觉处理，确保快速而又精准的贴装效果。

相比于传统的吸嘴并列结构的贴片机，本实用新型所述的五轴联动贴片机的运行效率得到提升。另外，本实用新型与第四旋转轴、第五旋转轴配合运作的所述贴片机头，将传统的贴片机头化繁为简，轻量优化了贴片头部结构，降低机器成本，利于提高机器的工作效率和运行速度，确保稳定的贴装精度，提升性价比。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：

图1为一种五轴联动贴片机的示意图；

图2为图1中贴片机头60的示意图。

图中符号说明：

10、X轴运动模组；

20、Y轴运动模组；

30、Z轴运动模组；31、升降座；

40、第四旋转轴；41、第四电机；42、第一旋转气管接头；43、气体管道；

50、第五旋转轴；51、旋转架；52、第五电机；53、第二旋转气管接头；

60、贴片机头；61、贴片机头本体；62、连接结构；63、吸嘴；

70、摄像装置；

80、贴片机平台；81、龙门架；82、电路板输送装置；84、元器件送料器。

具体实施方式

如图1，一种五轴联动贴片机，包括XYZ运动系统、安装在XYZ运动系统上的第四旋转轴40、贴片机头60，所述第四旋转轴竖立设置，所述贴片机还包括水平设置的第五旋转轴50，第五旋转轴安装在旋转架51上，旋转架与第四旋转轴固定连接，贴片机头安装在第五旋转轴上，贴片机头设有若干沿贴片机头本体周向分布的贴片单元，旋转架上设有摄像装置70，摄像装置位于贴片机头的上方。

XYZ运动系统包括X轴运动模组10、Y轴运动模组20和Z轴运动模组30，Y轴运动模组安装在X轴运动模组上，Z轴运动模组安装在Y轴运动模组上。作为一种选择，X轴运动模组、Y轴运动模组和Z轴运动模组均采用由电机驱动的丝杆机构。

XYZ运动系统设置在龙门架81上，龙门架设置在贴片机平台80上，电路板输送装置82设置在贴片机平台上，位于贴片机头60的下方且穿过所述龙门架。具体地，X轴运动模组10设置在龙门架81上，Y轴运动模组20设置在横梁上，横梁架设在龙门架上。

Z轴运动模组30的升降座31上安装第四电机41，用于驱动所述第四旋转轴40。第五旋转轴50由第五电机52驱动，第五电机安装在旋转架51上。X轴运动模组10、Y轴运动模组20和Z轴运动模组30的三电机和第四电机、第五电机的动作均由主控单元控制。

实际操作中，在XYZ运动系统的驱动下，贴片机头60运行至元器件送料器，其贴片单元从元器件送料器中吸附元器件。电路板输送装置82将电路板输送至贴片机头60的下方，在XYZ运动系统、第四旋转轴40和第五旋转轴50的驱动下，贴片单元对电路板进行贴片。

如图2，作为一种选择，贴片单元的数量为偶数，偶数个贴片单元沿贴片机头本体61周向均匀分布。具体地，贴片单元的数量可以为十二个。贴片机头60的贴片单元在吸附元器件时，第五旋转轴50驱动贴片机头按序旋转，每次旋转的角度让吸嘴正对于元器件上方，直至每个贴片单元均吸附有元器件；位于贴片机头60最上方的贴片单元与摄像装置70上下对齐，摄像装置对该贴片单元上的元器件进行视觉处理，位于贴片机头60最下方的贴片单元吸附元器件。在所有贴片单元全部吸附元器件时，有一半的贴片单元上的元器件进行了视觉处理，还有一半贴片单元上的元器件没有进行视觉处理。之后，在XYZ运动系统的驱动下，贴片机头60来到电路板的上方，在XYZ运动系统、第四旋转轴40和第五旋转轴50的联动下，贴片机头60向电路板贴片。贴片机头首先将已经过视觉处理的元器件贴附在电路板上，在贴附过程中，摄像装置70对位于贴片机头最上方的贴片单元上的元器件进行视觉处理，该元器件在上述吸附过程中没有作过视觉处理。如此，在第五旋转轴50的旋转下，在吸附过程中已作过视觉处理的一半元器件首先贴附在电路板上，同步地，在吸附过程中未作视觉处理的一半元器件由摄像装置对其进行视觉处理，之后，在贴附过程中作过视觉处理的元器件再贴附至电路板上。如此，在取料和贴装的整个过程中，每个贴片单元均能得到视觉处理，确保快速而又精准的贴装效果。

作为一种选择，所述摄像装置70为工业用摄像机，摄像装置与视觉检测模块组成视觉处理系统，视觉检测模块为主控单元的其中一个功能模块，通过算法修正(补偿)贴片单元上的元器件的偏移量，以保证元器件贴附在电路板上位置的准确性。

贴片机头60包括与第五旋转轴50连接的所述贴片机头本体61、向贴片机头本体外围延伸的若干连接结构62、与若干连接结构以一对一方式配合的若干吸嘴63，任一吸嘴与相应的连接结构组成所述贴片单元，任一贴片单元设有控制吸嘴吸气、吹气的电磁阀，即每个贴片单元的吸气、吹气动作由主控单元通过相应的电磁阀单独控制。

第四旋转轴40中空，第五旋转轴50中空，贴片机头本体61设有气体流通结构，连接结构62设有气体流通道，第四旋转轴的首端设有第一旋转气管接头42，第五旋转轴的首端设有第二旋转气管接头53，第四旋转轴的尾端通过气体管道43与第五旋转轴的首端的第二旋转气管接头53连接，所述贴片机头本体连接在第五旋转轴的尾端。与真空装置或气泵(由主控单元控制)连接的管路向所述第一旋转气管接头42真空抽气，经第四旋转轴40、气体管道43、第二旋转气管接头53、第五旋转轴50向贴片机头本体61的气体流通结构真空抽气，气体流通结构再将真空分散给各个连接结构62，再进入相应的吸嘴63。

来自Z轴运动模组30的升降座31的第一组导线经第一导电滑环与第二组导线连接，第二组导线中第一部分导线连接摄像装置70和第五电机52；第二组导线中第二部分导线经第二导电滑环与第三组导线连接，第三组导线连接贴片机头60的各电磁阀连接。任一组导线分为供电导线和信号导线，供电导线与电源连接，信号导线与主控制单元连接。其中，第一导电滑环设置在升降座31与第四旋转轴40的枢接处，第二导电滑环设置在旋转架51与第五旋转轴50的枢接处。

本实用新型巧妙地将机(机械部件)、电(电机电路)、气(真空气路)、视(视觉处理)集成一体化，在主控单元的控制下，机器上部所有的五轴在任何时候都能同步协调运动，及在取料和贴装的过程中，同时对元器件进行同步视觉处理，达到了五轴兼视觉的联动，比传统的多个并列吸嘴组成的贴片机头，化繁为简，轻量优化了贴片机头结构，降低了机器成本，提高了机器的工作效率和运行速度，确保了稳定的贴装精度，有极高的性价比。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施方式，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (7)

1.一种五轴联动贴片机，包括XYZ运动系统、安装在XYZ运动系统上的第四旋转轴(40)、贴片机头(60)，所述第四旋转轴竖立设置，其特征在于：所述贴片机还包括水平设置的第五旋转轴(50)，第五旋转轴安装在旋转架(51)上，旋转架与第四旋转轴固定连接，贴片机头安装在第五旋转轴上，贴片机头设有若干沿贴片机头本体周向分布的贴片单元，旋转架上设有摄像装置(70)，摄像装置位于贴片机头的上方。

2.如权利要求1所述的贴片机，其特征在于：第四旋转轴(40)由第四电机(41)驱动，第五旋转轴(50)由第五电机(52)驱动，第四电机安装在XYZ运动系统上，第五电机安装在旋转架(51)上。

3.如权利要求1所述的贴片机，其特征在于：贴片单元的数量为偶数，偶数个贴片单元沿贴片机头本体(61)周向均匀分布。

4.如权利要求1所述的贴片机，其特征在于：贴片机头(60)包括与第五旋转轴(50)连接的所述贴片机头本体(61)、向贴片机头本体外围延伸的若干连接结构(62)、与若干连接结构以一对一方式配合的若干吸嘴(63)，任一吸嘴与相应的连接结构组成所述贴片单元，任一贴片单元设有控制吸嘴吸气、吹气的电磁阀。

5.如权利要求4所述的贴片机，其特征在于：第四旋转轴(40)中空，第五旋转轴(50)中空，贴片机头本体(61)设有气体流通结构，连接结构(62)设有气体流通道，第四旋转轴的首端设有第一旋转气管接头(42)，第五旋转轴的首端设有第二旋转气管接头(53)，第四旋转轴的尾端通过气体管道(43)与第五旋转轴的首端的第二旋转气管接头(53)连接，所述贴片机头本体连接在第五旋转轴的尾端。

6.如权利要求4所述的贴片机，其特征在于：来自XYZ运动系统的导线经导电滑环与摄像装置(70)、第五电机(52)、电磁阀连接。

7.如权利要求1所述的贴片机，其特征在于：XYZ运动系统设置在龙门架(81)上，龙门架设置在贴片机平台(80)上，电路板输送装置(82)设置在贴片机平台上，位于贴片机头(60)的下方且穿过所述龙门架。

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