高速贴片头的制作方法

本发明涉及一种贴片头，尤其是一种高速贴片头。

背景技术：

利用高速贴装技术进行集成电路元器件在PCB 板上的安装是提高安装效率和安装精度的重要途径。而贴片头是贴片机最关键的设备之一，它直接影响到贴装的速度和精度。

目前，国外高速贴片机使用的贴片头通常由贴片轴、直线轴承、外套、同步带轮、轴承、伺服电机等组成，其中贴片轴做成花键轴的样式，其外侧开了对称的两道圆弧槽和直线轴承中的滚珠相配合连接，实现上下无限直线运动；直线轴承和安装在其上的一对深沟球轴承一同安装在外套中，直线轴承上同时安装有同步带轮通过同步带和伺服电机连接在一起，实现旋转运动。这种结构使贴片机既能上下自由运动由能保证其所有的轴在圆周方向同步旋转。但这种结构复杂、制造工艺复杂，制造成本较高，造成整台设备成本昂贵。所以，实有必要进行研究，提供一种结构简单，紧凑，制造成本低，维护方便的贴片头。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种单驱动多轴升降运动机构的高速贴片头。

本发明的技术方案为：一种高速贴片头，包括贴装头支架、安装在贴装头支架中的多支贴片轴、Z向升降机构、R向转角机构、真空模组，其特征在于：贴装头支架的上部背面安装有集成控制组件，其上部正面安装有真空模组，其正面中部安装有驱动R向转角机构的R向步进电机和采集图像的CCD摄像器，其背面安装有上下两排Z向驱动电机，所述Z向驱动电机输出轴方向与Z轴垂直。

真空模组，包括汇流集装板、真空模组固定架、气压检测集成模块、真空破坏阀、正负压切换电磁阀、过滤组件、正压管道、真空软管、真空管，真空模组固定架固定在贴装头支架上，其上部安装有汇流集装板；汇流集装板下侧面安装有气压检测集成模块，其上方从左往右依次安装有小型减压阀、真空破坏阀和正负压切换电磁阀，其外侧面安装有若干过滤组件，其内部设置有正压管道及若干真空管；真空破坏阀安装在正压管道进口端，正压管道分别与若干真空管连接，真空管上设置有正负压切换电磁阀，真空管另一端与真空软管连接，真空软管另一端与贴片轴连接。

所述的小型减压阀、真空破坏阀和正负压切换电磁阀通过腔体与正压管道螺纹连接。

所述的汇流集装板上方从左往右安装有一个小型减压阀、一个真空破坏阀和六个正负压切换电磁阀，汇流集装板外侧面安装有六个过滤组件，其内部设置有一个正压管道及六组真空管，真空破坏阀安装在正压管道进口端，正压管道分别与六组真空管连接。

所述贴片轴包括吸嘴、吸头、吸杆、连接座组件，所述吸杆是带有外花键的中空管，连接座组件与吸杆顶端连接，连接座组件侧面设置有与吸杆连通的真空软管接口，吸杆下端部连接有吸头，吸头下端部安装有吸嘴。

Z向升降机构包括设置在贴装头支架背面的Z向驱动电机、竖直设置的Z向带轮机构，贴片轴的连接座组件与Z向带轮机构的滑块连接，所述Z向驱动电机使Z向带轮机构的滑块上下运动进而拉动贴片轴上下运动。

Z向升降机构还包括固定在贴装头支架上方的弹簧，弹簧与贴片轴连接座组件连接。

Z向驱动电机设置为上下两排之间设置有通信接口模块。

R向转角机构包括R向步进电机、R向主动轮单元、R向从动轮单元、R向同步带，R向步进电机驱动R向主动轮单元，所述的R向主动轮单元带动多个R向从动轮单元，R向从动轮单元套接在吸杆上，通过外花键限位，进而控制贴片轴R向转动。

所述贴装头支架为整体框架结构，其一侧面上下设置有两块滑块并在同一侧面的中部开设有固定螺母的圆孔，螺母与驱动贴片头移动的丝杆套接。

本发明的有益效果：（1）将集成控制组件安装在贴片头上，取代了传统的贴片头将大量的线缆与控制中心直接连接的技术方案，大大减少了贴片头上的线缆和外接线缆的数量，有利于贴片头的小型化和轻量化。同时，Z向驱动电机的横向排列，取代了传统安装在贴片头顶部或者贴装头支架中部的做法，有利于集成更多的贴片轴；而且两排的排列方式，有利于相互消除电机转动产生的躁动，使贴片头的运行更加平稳。

（2）真空模组可以使每个吸嘴使用单个的真空吸管，控制吸力更加稳定，真空模组的负压管道通路是复杂的弯曲的多弯道管路结构，有利于贴片头的小型化和轻量化；气压检测集成模块安装在底部，便于检测真空管道中的压力，进而判断物料是否出来；切换吸嘴时检测是否更换到位，型号是否正确；还可以自动校正吸嘴的基准高度；负压直接连接到汇流集装板，外接线路简单；通过小型减压阀连接汇流集装板，通过调节小型减压阀得到合适的正压；过滤组件安装在汇流集装板上，减少真空模组的体积，有利于小型化。

附图说明

图1为本发明的高速贴片头结构式示意图。

图2为本发明的真空模组的结构示意图。

图3为本发明的R向转角机构结构示意图。

图4为本发明的高速贴片头的局部结构示意图。

图5为本发明的贴装头支架结构示意图。

图中，1-贴装头支架、101-滑块、102-螺母、2-贴片轴、3-Z向升降机构、301-Z向驱动电机、302-Z向带轮机构、303-弹簧、304-通信接口模块、4-R向转角机构、5-真空模组、6-集成控制组件、401-R向步进电机、402-R向主动轮单元、403-R向从动轮单元、404-R向同步带、501-真空模组支架、502-汇流集装板、503-气压检测集成模块、507-过滤组件、509-真空破坏阀、510-正负压切换电磁阀、512-正压管道、513-小型减压阀、7-CCD摄像器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1- 图5 所示，一种高速贴片头，包括贴装头支架1、安装在贴装头支架1中的多支贴片轴2、驱动贴片轴2上升和下降的Z向升降机构3、驱动贴片轴2圆周转动的R向转角机构4、调节贴片轴2吸料取料动作的真空模组5，贴装头支架1的上部背面安装有集成控制组件6，贴装头支架1上部正面安装有真空模组5，贴装头支架1的中部正面安装有驱动R向转角机构4的R向步进电机401和采集图像的CCD摄像器7，贴装头支架1背面安装有上下两排Z向驱动电机301，Z向驱动电机301驱动Z向升降机构3的上下运动。，所述Z向驱动电机301输出轴方向与Z轴垂直。

这种贴片头结构紧凑，布局合理，将集成控制组件6安装在贴片头上，取代了传统的贴片头将大量的线缆与控制中心直接连接的技术方案，大大减少了贴片头上的线缆和外接线缆的数量，有利于贴片头的小型化和轻量化。同时，Z向驱动电机301的横向排列，取代了传统安装在贴片头顶部或者贴装头支架1中部的做法，有利于集成更多的贴片轴2；而且两排的排列方式，有利于相互消除电机转动产生的躁动，使贴片头的运行更加平稳。

本实施例的真空模组5，包括汇流集装板502、真空模组5固定架、气压检测集成模块503、真空破坏阀509、正负压切换电磁阀510、过滤组件507、正压管道512、真空软管、真空管，真空模组5固定架固定在贴装头支架1上，其上部安装有汇流集装板502；汇流集装板502下侧面安装有气压检测集成模块503，所述的汇流集装板502上方从左往右安装有一个小型减压阀513、一个真空破坏阀509和六个正负压切换电磁阀510，汇流集装板502外侧面安装有六个过滤组件507，其内部设置有一个正压管道512及六组真空管，真空破坏阀509安装在正压管道512进口端，正压管道512分别与六组真空管连接，真空管上设置有正负压切换电磁阀510，真空管另一端与真空软管连接，真空软管另一端与贴片轴2连接。

所述的小型减压阀513、真空破坏阀509和正负压切换电磁阀510通过腔体与正压管道512螺纹连接。

本实施例中的真空模组5采用的技术方案可以使每个吸嘴使用单个的真空吸管，控制吸力更加稳定，所述的真空模组5的负压管道通路是复杂的弯曲的多弯道管路结构，有利于贴片头的小型化和轻量化。

本实施例中真空模组5的气压检测集成模块503安装在底部，便于检测真空管道中的压力，进而判断物料是否出来；切换吸嘴时检测是否更换到位，型号是否正确；还可以自动校正吸嘴的基准高度。

真空模组5的工作原理：

正压气路通过小型减压阀513连接汇流集装板502，通过调节小型减压阀513得到合适的正压，采用真空破坏阀509控制所有吸头的正压气路，真空破坏阀509常态位为常闭，正压气路通过真空破坏阀509处于常闭与正负压切换电磁阀510编号为1－6号处于常开位实现导通。负压气路从真空泵出来通过储气罐连接到汇流集装板502并与正负压切换电磁阀5101－6常闭位相连。

从吸取到贴装物料，这一过程中电磁阀通断电情况，当正负压切换电磁阀5101－6通电，对应的吸嘴将处于吸取物料状态，同时气压检测集成模块503上的真空压力传感器检测真空，当真空破坏阀509通电，正负压切换电磁阀510的编号为1－6号通电，对应的吸嘴仍然处于吸住物料状态，当真空破坏阀509通电，正负压切换电磁阀510的编号为1－6号任意电磁阀断电，对应的吸嘴则处于贴装物料状态。

本实施例负压直接连接到汇流集装板502，外接线路简单；通过小型减压阀513连接汇流集装板502，通过调节小型减压阀513得到合适的正压；过滤组件507安装在汇流集装板502上，减少真空模组5的体积，有利于小型化。

所述贴片轴2包括吸嘴、吸头、吸杆、连接座组件，所述吸杆是带有外花键的中空管，连接座组件与吸杆顶端连接，连接座组件侧面设置有与吸杆连通的真空软管接口，吸杆下端部连接有吸头，吸头下端部安装有吸嘴。

Z向升降机构3包括设置在贴装头支架1背面的6个Z向驱动电机301、竖直设置的6个Z向带轮机构302，6个贴片轴2的连接座组件与6个Z向带轮机构302的滑块101连接，所述Z向驱动电机301使Z向带轮机构302的滑块101上下运动进而拉动贴片轴2上下运动。

Z向升降机构3还包括固定在6个贴装头支架1上方的6个弹簧303，弹簧303与贴片轴2连接座组件连接，使贴片轴2下移停止时得到一定的缓冲，同时，向上的拉力使贴片轴2复位更加容易。

Z向驱动电机301设置为上下两排各三个，两排之间设置有通信接口模块304。

本实施例中R向转角机构4包括两个R向步进电机401、两个R向主动轮单元402、六个R向从动轮单元403、两条R向同步带404，所述的两个R向步进电机401分别驱动两个R向主动轮单元402，一个R向主动轮单元402带动三个R向从动轮单元403，六个R向从动轮单元403依次编号为1-6号，1、3、5号R向从动轮单元403与第一R向主动轮单元402连接并设置在上层，2、4、6号R向从动轮单元403与第二R向主动轮单元402连接并设置在相邻的下层；R向从动轮单元403套接在吸杆上，通过外花键限位，进而控制贴片轴2R向转动。

所述贴装头支架1为整体框架结构，其一侧面上下设置有两块滑块101并在同一侧面的中部开设有固定螺母102的圆孔，螺母102与驱动贴片头移动的丝杆套接。

上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理和最佳实施例，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。