一种贴片机的制作方法

本发明涉及电子贴装技术领域，特别是涉及一种在PCB板上同时贴装多个电子元器件的贴片机。

背景技术：

贴片机是SMT(Surface Mount Technology，表面贴装技术)组装生产线中的重要设备，也是SMT生产线中成本和要求最高的一款设备。随着电子行业的发展，在SMT工艺中对PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)的贴装要求越来越高，对贴片机的要求也越来越高，不仅要高速、高效；而且还要求有很高的贴装精度。贴片机的效率决定着整条生产线的工作效率。

现有的贴片机从结构上大致可以分为三类：拱架式、转塔式、复合式结构。不同类型的贴片机各有优劣，通常取决于应用对系统的要求以及速度和精度间的匹配。尽管贴片机种类繁多，综合起来可以简要地概括为以下四部分组成：贴装系统、供料系统、基板运输系统和管理控制系统。其中贴装系统是贴片机的核心部件，完成电子元器件的拾取、校正、正确贴装的全过程，决定了贴片机的结构和主要性能。

市面上的贴片机，基本采用的都是单一吸取贴装形式，亦即每次只有单个吸嘴进行吸料和贴装。采用单吸嘴的贴片头大大限制了贴片机的贴装效率。并且，为了完成对电子元器件的偏置误差进行校正，一般选择在Z轴上采用同步带轮、同步带、直线导轨和伺服电机或步进电机，将电机的旋转运动转化成直线运动。一般，将单一吸嘴设计成一模块，包括一台负责对电子元器件的角度进行控制的步进电机；一台负责Z轴上下运动的伺服电机或步进电机。使用这样的方案，整个贴片机对电子元器件的贴装具有一定的精度和速度，而且可以根据需求组合吸嘴数量。但是采用这样的传动方式，单模块的体积大，质量重，组合成多吸嘴后，增加贴片头的转动惯量，同时由于吸嘴之间的距离很大，对吸嘴数量有所限制，也增加整台设备的体积及成本。而且PCB板上的多个电子元器件的排布的一大特点就是紧凑，体积较大的多个单吸嘴的模块是无法根据PCB板上多个电子元器件的紧凑排布来进行吸取、运输和贴装的。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种贴片机，用于解决现有技术 中，可同时进行规则排布的多个电子元器件贴装的贴片机的贴片头无法拆卸的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种贴片机，包括机架、传送装置、喂料装置、贴片头装置和控制装置；所述传送装置用于沿着X方向传送PCB板；所述控制装置用于控制所述贴片头装置、所述传送装置和所述喂料装置的操作；所述贴片头装置用于同时吸取按照规则排布的多个所述电子元器件，并将吸取的多个所述电子元器件同时贴装在所述PCB板上；所述贴片头装置包括气管、移动部件、转动组件和贴片头组件；所述移动部件用于带动所述转动组件和所述贴片头组件沿Z轴方向上下移动，其与所述转动组件固定连接在一起，且所述移动部件沿Y轴方向可移动地安装在所述机架上；所述转动组件用于带动所述贴片头组件进行精确转动，包括主轴和底座；所述主轴是中空的，所述气管位于所述主轴内；所述底座与所述主轴固定连接，用于可拆卸地与所述贴片头组件连接，且所述底座上设置有通孔，所述气管通过所述通孔与所述贴片头组件密封连接；所述贴片头组件包括吸嘴底座、气座板和多个吸嘴；其中，多个所述吸嘴安装在所述吸嘴底座上，并呈现出与所述规则排布相吻合的布局；所述气座板的一面与所述吸嘴底座密封连接，另一面与所述转动组件的所述底座可拆卸地连接；所述气座板的中心设置一个通气孔，所述气座板与所述吸嘴底座之间具有第一空间，所述气管与所述通气孔密封连接，以同时控制多个所述吸嘴吸取和贴装多个所述电子元器件；所述贴片机还包括喂料安装座；所述喂料装置用于为所述贴片头组件同时提供多个电子元器件，其通过所述喂料安装座可拆卸地安装在所述机架上。

可选地，所述机架包括平台和横梁，所述横梁沿着Y轴方向设置在所述平台上方；且所述横梁上设置有导轨，所述贴片头装置沿所述导轨在所述横梁上滑动。

可选地，所述贴片机包括两个所述喂料装置、两个所述喂料安装座和两个贴片头装置；所述喂料装置通过所述喂料安装座分别安装在所述平台的两端，所述传送装置安装在所述平台的中间位置，且垂直于所述横梁；所述贴片头装置分别安装在所述横梁的两侧。

可选地，所述吸嘴底座还安装有两个校准吸嘴，所述校准吸嘴位于所述吸嘴底座的边沿，且两个所述校准吸嘴之间的连线平行或垂直于Y轴。

可选地，多个所述吸嘴按所述规则排布固定安装在所述吸嘴底座上。

可选地，多个所述吸嘴按照所述规则排布可旋转的安装在所述吸嘴底座上。

可选地，所述贴片头还包括驱动部件、多个齿条和多个齿轮；所述齿轮固定安装在所述吸嘴上，所述齿条与所述齿轮相匹配，所述驱动部件通过多个所述齿条控制所述规则排布的多列所述吸嘴上的所述齿轮的同时转动，并带动所述规则排布的多列所述吸嘴同时旋转。

可选地，所述喂料装置包括供料板、送料组件、卷膜组件和料盘架；所述送料组件、所 述卷膜组件和所述料盘架固定安装在所述供料板上；所述供料板的表面具有与所述规则排布的列数数量相同的贯穿式凹槽；所述凹槽的宽度与保存多个所述电子元器件的载带相匹配，每一个所述凹槽为一个所述载带提供传送通道，并就所述载带内的多个所述电子元器件同时提供给所述贴片头以便统一吸取；所述送料组件用于带动与所述规则排布的列数数量相同的载带沿着所述凹槽传送；所述卷膜组件用于卷收从多个所述载带上撕去的覆膜；所述料盘架用于摆放多个所述电子元器件的载带，且所述料盘架固定在所述供料板远离所述贴片头装置的一端。

可选地，所述喂料装置包括多个所述料盘架，多个所述料盘架交错地安装在所述供料板上。

可选地，所述喂料安装座包括安装底座、压板和导向调节板；所述安装底座与所述机架固定连接；所述压板和所述导向调节板将所述供料板可拆卸地安装在所述安装底座上；所述安装底座上设置有调节螺钉，用于微调所述供料板的位置。

如上所述，本发明的贴片机，根据PCB板上规则排布的多个电子元器件来设计对应的贴片头装置和喂料装置，喂料装置同时提供规则排布的多个电子元器件，贴片头的多个吸嘴按照规则排布吸取和运输多个电子元器件，并同时校正电子元器件，最后在PCB板上贴装规则排布的多个电子元器件；且喂料装置和贴片头装置的贴片头组件都是可拆卸地安装在贴片机的机架上，这也就是说，本发明的贴片头组件和喂料装置都是可更换的，因此，根据不同的PCB板，使用对应的贴片头组件和喂料装置即可完成多个电子元器件的贴装。本发明的贴片机适用范围更加广泛，且更加适应PCB板的大批量生产，而且，本发明的贴片机生产成本较低，结构紧凑，贴装速度快，贴装精度高。

附图说明

图1显示为本发明实施例公开的一种贴片机的结构示意图。

图2显示为本发明实施例公开的一种贴片机的喂料装置的结构示意图。

图3显示为本发明实施例公开的一种贴片机的喂料安装座的分解示意图。

图4显示为本发明实施例公开的一种贴片机的喂料装置和喂料安装座的结构示意图。

图5、图6和图7显示为本发明实施例公开的一种贴片机的贴片头装置的结构示意图。

图8显示为本发明实施例公开的一种贴片机的贴片头组件的结构示意图。

图9显示为本发明实施例公开的一种贴片机的可旋转吸嘴的贴片头组件的结构示意图。

图10显示为本发明另一实施例公开的一种贴片机的结构示意图。

元件标号说明

100 机架

110 平台

120 横梁

200 传送装置

300 喂料装置

310 供料板

320 送料组件

330 卷膜组件

331 驱动齿轮

332 卷膜盘

340 料盘架

341 料盘支架

342 通孔

343 调节通孔

400 喂料安装座

410 安装底座

411 调节螺钉

420 压板

430 导向调节板

500 贴片头装置

510 气管

520 移动部件

530 转动组件

531 主轴

532 底座

533 导柱孔

540 贴片头组件

541 吸嘴底座

542 气座板

543 吸嘴

544 齿轮

545 齿条

546 导柱

600 PCB板

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

本发明公开的贴片机将多个电子元器件贴装在PCB板600上，多个电子元器件在PCB板600上按照规则排布，并且，呈规则排布的多个电子元器件可以是PCB板600上所有的电子元器件，也可以只是PCB板600上的一部分的电子元器件。其中，规则排布为多个电子元器件按照一列或多列排布在PCB板600上，且每一列中排布的多个电子元器件是相同的，每一列排布的多个电子元器件的数量既可以是相同的，也可以是不同的；不同的列排布的电子元器件可以是相同的，也可以是不同的。

实施例1

实施例公开了一种贴片机，具体如图1所示，包括机架100、传送装置200、喂料装置300、喂料安装座400、贴片头装置500和控制装置。控制装置在附图中并未画出。

机架100用于固定安装传送装置200、喂料装置300、贴片头装置500和喂料安装座400。并且，在本实施例中，机架100包括平台110和横梁120；且横梁120沿着Y轴方向设置在平台110上方。其中，X轴方向、Y轴方向和Z轴方向具体如图1所示。

其中，传送装置200和喂料安装座400固定安装在平台110上；且传送装置200沿着X轴方向安装在平台110的中部；喂料安装座400沿着X轴方向固定安装在平台110的一侧。

贴片头装置500是可移动地安装在横梁120上。并且，由于贴片头装置500的重量较大，为了保证贴片头装置500能够在横梁120上顺滑移动，在横梁120的两面可以分别设置一条导轨，贴片头装置500沿着导轨滑动。

传送装置200用于将PCB板600沿X轴方向从接驳台(在附图中未标出)接驳到平台110的中心位置。传送装置通常采用传送带来完成PCB板600的传送。本实施例中，将PCB板600置于传送带上，步进电机控制传送带以带动PCB板沿着X轴方向移动。

喂料装置300用于为贴片头装置400同时提供多个电子元器件。喂料装置300可拆卸地安装在喂料安装座400上。目前比较常见的电子元器件的保存方式为载带保存。载带的带基上以规则的间隔保存电子元器件于接纳空间内，且用覆膜将接纳空间密封。喂料装置300要将多个载带的覆膜进行分离和卷收，并将分离覆膜后裸露出电子元器件的接纳空间呈现给贴片头装置500，以便于贴片头装置500同时吸取电子元器件。如图2所示，喂料装置300包括供料板310、送料组件320、卷膜组件330和料盘架340。

其中，供料板310上设置有一个或多个贯穿式的凹槽，凹槽的数量与PCB板600上的规则排布的多个电子元器件的列数相同，并且凹槽是依据载带而设计的。无论是哪一种电子元器件的载带，其带基的宽度是一定的，所以，供料板310上的凹槽的大小设置为与带基相匹配。并且，凹槽的数量以及多个凹槽的排布与PCB板600上规则排布的电子元器件向对应：PCB板600上的规则排布的多个电子元器件为多列，那么凹槽也是多个，并且相邻的凹槽的间距与规则排布的相邻列排布的间距一致；或相邻凹槽的间距与规则排布的相邻列排布的间距不一致，而是依据喂料装置的结构间距而设置，并在贴片头装置上驱动吸嘴位置变化以对应PCB板上的电子元器件的位置。贯穿式的凹槽是用于传送载带，并将载带内的电子元器件同时提供给贴片头装置500。供料板310上，载带传入的一端为送料端，载带送出的一端为出料端。

送料组件320固定安装在供料板310的出料端，其包括多个传送齿轮。传送齿轮与供料板310上的凹槽相对应：一个传送齿轮驱动一个载带从料盘架340沿着供料板310的一个凹槽进行传送。

进一步地，为了达到电子元器件的自动化供应，卷膜组件330安装在供料板310靠近送料端的一侧，用于卷收从多个载带上撕去的覆膜。其包括多个驱动齿轮331和多个卷膜盘332，驱动齿轮331和卷膜盘332配套使用，并与供料板310上的凹槽相对应，一个驱动齿轮331驱动一个卷膜盘332转动，从而将一个载带在进入供料板310的凹槽前分离开的覆膜进行自动卷收。

料盘架340位于供料板310的外侧，且其固定在供料板310的送料端，用于固定多个载带，载带通过卷轴可转动地固定在料盘架340上。并且，在本实施例中，料盘架340还包括料盘支架341，料盘支架341固定安装在供料板310的送料端；料盘架340与料盘支架341连接。进一步地，在料盘架340上设置一组通孔342，料盘支架341上平行设置多组调节通孔343，通过通孔342与多组调节通孔343中的一组，料盘支架341和料盘架340利用螺钉固定连接在一起。通过选择不同位置的调节通孔343，以调节料盘架340的长度。

如图3和图4所示，喂料安装座400包括安装底座410、压板420和导向调节板430。

其中，安装底座410是沿X轴方向固定在平台110的一侧，喂料装置300是可拆卸地安装在安装底座410上。

压板420和导向调节板430用于将喂料装置300的供料板310精确固定在安装底座410上。压板420和安装底座410在Z轴方向上固定供料板310；导向调节板430在Y轴方向上固定供料板310。

对于电子元器件的贴装，其精度的要求是非常高的。由于喂料装置300是可拆卸地，而且，对于不同的供料板310，其也并不是完全一样的。因此，在本实施例中，在安装底座410上还设置了调节螺钉411，用于对供料板310的位置进行微调。

贴片头装置500用于同时吸取按照规则排布的多个电子元器件，并将吸取的多个电子元器件同时贴装在PCB板上。如图5、图6和图7所示，贴片头装置500包括气管510、移动部件520、转动组件530和贴片头组件540。

气管510用于为控制装置提供气路，控制装置通过该气路控制贴片头组件540同时吸取和贴装多个电子元器件。

移动部件520与横梁120可移动地连接在一起。通过移动部件520，整个贴片头装置500沿着Y轴移动。并且，移动部件520用于带动转动组件530和贴片头组件540沿Z轴方向上下移动。

在PCB板600被放置在传送装置200上或从接驳台接入到传送装置200时，PCB板会存在微小的偏斜。因此，在本实施例中增加了转动组件530来解决这个问题。转动组件530与移动部件520固定连接在一起。转动组件530包括主轴531和底座532。主轴531的一端与移动部件520可转动地连接，另一端与底座532固定连接。且主轴531是中空轴，气管510被置于主轴531内。底座532与贴片头组件540可拆卸地连接在一起，并且，在其中心位置处还设置有一通孔，气管510通过通孔与贴片头组件540密封连接。控制装置通过主轴531转动从而带动贴片头组件540转动。并且，在底座532上设置多个导柱孔533，用于定位贴 片头组件540的安装位置。较佳地，底座532上设置2个导柱孔533。

如图8所示，贴片头组件540包括吸嘴底座541、气座板542和多个吸嘴543。多个吸嘴543安装在吸嘴底座541上，安装在吸嘴底座541上的多个吸嘴543呈现出一个与规则排布相吻合的布局。且多个吸嘴543的布局可以随着PCB板600上的部分或全部电子元器件的规则排布而改变。

多个吸嘴543可以是固定安装在吸嘴底座541上，即吸嘴543是无法转动的；多个吸嘴543也可以是可转动地安装在吸嘴底座541上。在喂料装置300提供的电子元器件的位置与PCB板600上的电子元器件的贴装位置没有完全一一对应，则可以通过吸嘴543的旋转对电子元器件的位置进行校正。如图9所示，在本实施例中，多列吸嘴543是通过驱动装置、多个齿轮544和多个齿条545来完成对规则排布的多个吸嘴543的旋转控制的，在附图中，驱动装置并未标识。齿轮544固定安装在吸嘴543上，即齿轮544的转动可以带动吸嘴543的旋转，且多个齿轮544也是按照规则排布的。一般情况下，齿轮544和吸嘴543之间采用铣扁形状和键的组合式连接。驱动装置同时控制每一列的多个齿轮544的旋转，就可完成对吸嘴底座541上的所有吸嘴543的旋转的同时控制。在本实施例中，驱动装置是通过多个齿条545对每一列的多个吸嘴543上的齿轮544进行转动控制的。对多个吸嘴543的旋转进行控制的方法除了本实施例所提供的通过驱动装置和齿轮来完成，还有很多其他的方法，在本发明中就不再一一赘述。

气座板542的一面与吸嘴底座541密封连接在一起，且气座板542与吸嘴底座541之间具有第一空间，多个吸嘴543的一端开口在该第一空间内。气座板642的另一面与转动组件530的底座532可拆卸地连接，且在气座板542面向转动组件530的一面的设置与导柱孔533相对应的多个导柱546。通过导柱546和导柱孔533，可以精确地定位贴片头组件540的位置。

气座板542的中心位置还设置有一个通气孔，气管510与通气孔密封连接。通过气管510提供的气路，控制装置利用电磁阀控制气路，控制多个吸嘴543同时吸取和贴装多个电子元器件。并且，气座板542上的通气孔位置与转动组件530的底座532上的通孔位置相对应。

此外，由于本发明的贴片机是同时进行多个电子元器件的吸取，并且，喂料装置200和贴片头组件540都是可拆卸的，贴片头装置500只能沿着横梁120左右移动，因此，喂料装置300和贴片头装置500必须处于同一水平位置。因此，在贴片头组件540的吸嘴底座541上还设置有一个激光校准部件，该激光校准部件沿X轴方向向喂料装置300发射激光，根据激光投射的位置，精准定位喂料装置300的安装位置。

进一步地，除了对喂料装置200和贴片头装置500进行精确定位外，还需将贴片头组件 540与PCB板600进行精确定位，以便完成对PCB板的多个电子元器件的同时精确贴装。因此，在进行电子元器件贴装之前，还会进行试贴装，以便再次进行贴装位置的校准。但是，本发明的贴片机一旦贴装就是同时贴装多个电子元器件，这势必会造成浪费。为了解决该问题，在吸嘴底座541的边沿处设置两个校准吸嘴(在附图中未标出)，两个校准吸嘴之间的连续平行或垂直于Y轴。在试贴装电子元器件时，仅仅是校准吸嘴对PCB板进行贴装。这样，在防止了浪费的同时，也达到了对贴装位置的再次校准。

贴片机还必须包括一个控制装置，用于协同控制传送装置200、喂料装置300、喂料安装座400和贴片头装置500进行PCB板600的贴装(其中，喂料装置300和贴片头组件540是与PCB板600相对应的)：

首先，控制装置控制贴片头装置500吸取喂料装置300提供的多个电子元器件：控制贴片头装置500沿着Y轴方向在横梁120上左右移动，并将贴片头装置500移动至于喂料装置300相对应的位置，然后再控制贴片头装置500的移动部件520沿着Z方向在横梁120上向下移动，使得贴片头组件540接近喂料装置300，以吸取电子元器件；并且，在贴片头装置500吸取了喂料装置400提供的电子元器件后，控制装置还要控制喂料装置300重新供料；

其次，贴片头装置500吸取好电子元器件后，贴片头装置500的移动部件520重新沿着Z轴方向在横梁120上向上运动，再沿着Y轴方向在横梁120上左右移动，并将其移动至传送装置200的位置处；

然后，传送装置200传送PCB板600：传送装置200将待贴装的PCB板600传送至与贴片头装置500相对应的位置；

最后，贴片头装置500对PCB板600进行贴装：贴片头装置500沿着Z方向在横梁120上向下移动，对PCB板600进行贴装，贴装完成后，重新将贴片头沿着Z方向在横梁120上向上移动，回复原位。

如要进行下一个PCB板600(PCB板600上的电子元器件的排布未发生变化)的贴装，只需重复进行上述操作即可。

如要进行另一个PCB板600(PCB板600上的电子元器件的排布发生了变化)的贴装，则将与PCB板600相对应的喂料装置300和贴片头组件540更换至贴片机上，并对喂料装置300和贴片头组件540的位置进行定位，然后再重复进行上述操作即可。

实施例2

本实施例的贴片机结构与实施例1完全相同，也包括机架100、传送装置200、喂料装置300、喂料安装座400、贴片头装置500和控制装置。但是，如图10所示，本实施例的贴片 机包括两个喂料装置300、两个喂料安装座400和两个贴片头装置500。两个喂料安装座400对称地安装座机架100的平台110的两侧，喂料装置300可拆卸地安装在喂料安装座400上；两个贴片头装置500安装在机架100的横梁120的两侧。通过增加喂料装置300、喂料安装座400和贴片头装置500，两个贴片头装置500可以交替操作，大大提高了贴片机的工作效率。

进一步地，本发明的贴片机可以针对具有不同规则排布的PCB板的多个电子元器件的贴装。当规则排布的多个电子元器件的列数过多时，由于电子元器件的载带位置比较小，所以并不影响供料板310上凹槽的设置，但是对应的，料盘架340是通过卷轴来固定载带的。卷轴的尺寸要远远大于载带，这就有可能出现一个料盘架340不够用的情况。在本实施例中，喂料装置300还可以包括两个或多个料盘架340。料盘架340通过料盘支架341固定安装在供料板310上。并且，通过调节料盘支架341的安装角度，以及选择料盘架340和料盘支架341连接的通孔的位置，将两个或多个料盘架340在Z轴方向上交错并列排布，具体如图10所示。

此外，为了突出本发明的创新部分，本实施例中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的组件引入，但这并不表明本实施例中不存在其它的组件。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

综上所述，本发明的贴片机，根据PCB板上规则排布的多个电子元器件来设计对应的贴片头装置和喂料装置，喂料装置同时提供规则排布的多个电子元器件，贴片头的多个吸嘴按照规则排布吸取和运输多个电子元器件，并同时校正电子元器件，最后在PCB板上贴装规则排布的多个电子元器件；且喂料装置和贴片头装置的贴片头组件都是可拆卸地安装在贴片机的机架上，这也就是说，本发明的贴片头组件和喂料装置都是可更换的，因此，根据不同的PCB板，使用对应的贴片头组件和喂料装置即可完成多个电子元器件的贴装。本发明的贴片机适用范围更加广泛，且更加适应PCB板的大批量生产，而且，本发明的贴片机生产成本较低，结构紧凑，贴装速度快，贴装精度高。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等 效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。