双臂多头贴片机的制作方法

本发明涉及一种贴片机，尤其是一种双臂多头贴片机。

背景技术：

贴片机作为电子贴装领域的支柱型设备，具有贴装速度快、贴装精度高，贴装质量稳定、可靠的优点，其彻底改变了贴装领域劳动密集型企业的特点，大大提高了生产效率，解放了劳动力，是现代化SMT 贴装行业必不可少的设备。现有的贴片头在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。本发明人积极加以研究创新，以期创设一种新型贴片头及贴片机，使其更具有实用性。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种结构简单，移动单元质量小的新型贴片机。

本发明的技术方案为：双臂多头贴片机，包括两套单臂多头贴装装置、两个Y轴定位拱架、喂料装置和送板装置，两个Y轴定位拱架分别安装在送板装置的进出料口的主体机架上且方向垂直于送板方向，两套单臂多头贴装装置分别安装在Y轴定位拱架上并能在送板装置的上方自由移动；所述单臂多头贴片装置由在Y向移动的平移座组件、安装在平移座组件上的移动臂机构和安装在移动臂机构上的且在X向移动的贴装头组件组成。

所述平移座组件包括支座、Y向伺服电机和Y向丝杆，所述支座的中部安装有螺母而其两侧分别设置有滑块，Y向丝杆与螺母螺纹连接，Y向伺服电机驱动丝杆转动。

所述移动臂机构由移动臂、X向伺服电机、X向丝杆组成，所述移动臂的侧面具有凹型槽，在凹型槽中安装X向伺服电机而其两个凸边分别设置有X向导轨，X向伺服电机驱动X向丝杆转动。

所述贴装头组件包括贴装头支架、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，其背面上部安装有Z向驱动电机，所述Z向驱动电机输出轴方向与Z轴垂直；贴装头支架背面下部安装有飞行相机装置，飞行相机装置包括吸嘴正下方的光源组件、镜头方向在XY平面内与竖直方向呈锐角的相机组件、安装有光源组件和相机组件的相机支架、使相机支架沿X轴运动的驱动机构。所述光源组件包括上方开口的盒子状光源外壳、所处平面垂直于YZ平面的可调反光镜、平行于可调反光镜设置的灯珠条，所述灯珠条水平设置在光源外壳内，所述相机组件包括相机、与相机连接的向下倾斜的镜头、包围相机和镜头并固定在相机支架上的盒子状保护壳，所述可调反光镜使吸嘴区域物体的虚像中心点在相机镜头的轴线上。

所述送板装置由两段或者四段输送带机构构成，所述的输送带机构由两条输送带、两侧步进电机、一侧固定侧板、一侧移动侧板、两侧固定夹紧板、两侧上移导轨、一侧定位基准板和一侧平移夹紧气缸组成；步进电机驱动输送带运行；所述固定侧板、固定夹紧板、上移导轨和定位基准板组成固定端部件，上移导轨安装有固定侧板，固定侧板安装有固定夹紧板，在固定侧板与固定夹紧板之间设置定位基准板；所述移动侧板、固定夹紧板和上移导轨组装成移动端部件，上移导轨安装有移动侧板，移动侧板安装有固定夹紧板；输送带位于固定侧板和移动侧板之间且各自位于固定夹紧板下方，所述移动端部件的固定夹紧板下方且在移动侧板的内侧设置有平移夹紧气缸。

所述输送带由上移夹紧机构夹紧，所述上移夹紧机构由内侧板、活动夹紧板、上移支脚和顶杆机构组成；所述内侧板由上移支脚支撑，内侧板上安装有活动夹紧板；所述顶杆机构包括上移顶板、固定在上移顶板下方的上移支撑板、围绕上移支撑板四周边沿下方设置的四个摆动机构、与一对平行的摆动机构连接的顶料气缸，所述上移支脚由上移顶板支撑，所述上移顶板由顶料气缸驱动摆动机构摆动来实现上下运动，所述摆动机构与主体机架固定连接。

所述的上移夹紧机构还包括对称设置在顶料气缸两侧并与上移支撑板连接的缓冲气缸或弹簧。

所述移动端部件由调宽机构驱动，所述调宽机构由支座、丝杆、道轨、调宽步进电机、主动带轮、主动带和从动带轮组成；所述支座上安装有螺母，每一对支座之间通过螺母连接丝杆；所述丝杆一端同轴安装有从动带轮；从动带轮通过主动带连接主动带轮，主动带轮安装在步进电机输出轴上。

所述移动端部件由两套调宽机构驱动，该两套调宽机构通过同步带轮组件实现同步；所述同步带组件由同步带和同步带轮组成，同步带轮通过同步带连接；所述同步带轮同轴安装在丝杆轴端上。

本发明的有益效果为：（1）采用送板装置两端设置Y向定位拱架，将悬臂设置在X轴方向，扩大了可加工PCB板的范围；而且，单悬臂进行双面就近取料，大大优化路径，提供贴装的速度。

（2）将飞行相机和伺服电机的控制集成在一个控制板上，改变了飞行相机的设置方案；相机支架设置成一定的倾斜角，使贴片头整体的重心尽量集中的中心处，减少飞行相机左右移动造成的挠动，保证贴片头运行的平稳。

（3）贴片头分两道正压弱吹气压为正常工作气压，强吹气压为清理管路杂物气压；通过小孔管道与正压管道平面密封连接，通过螺丝连接固定阀体的腔体，控制正压更精细。

（4）负压管道通路由复杂的弯曲的多弯道管路结构，改成简易的直通管路结构，便于安装，汇流集装板结构简单，真空管道设计更大，负压阻力更小，过滤组件安装在外部，气体流通后，气压较稳定，提高吸料速度，减少真空检测的波动，便于模拟压力传感器检测信号的降噪处理；负压从真空泵出来通过储气罐单独接到吸嘴，更易得到均衡负压。

附图说明

图1为本发明双臂多头贴片机的总装图。

图2为本发明双臂多头贴片装置的贴片头组件结构示意图。

图3为Y轴定位拱架结构示意图。

图4为平移座组件和移动臂机构装配结构示意图。

图5为送板装置的结构示意图。

图6为送板装置的局部结构示意图。

图中，1-主体机架、2-Y轴定位拱架、3-单臂多头贴片装置、4-贴装头组件、5-喂料装置、6-送板装置、31-移动臂机构、32-平移座组件、321-支座、322-Y向伺服电机、323-Y向丝杆、102-螺母、311-移动臂、312-X向伺服电机、313-X向丝杆、41-贴装头支架、102-螺母、42-贴片轴、43-Z向升降机构、301-Z向驱动电机、304-通信接口模块、44-R向转角机构、45-真空模组、46-集成控制组件、401-R向步进电机、47-CCD摄像器、48-飞行相机装置、503-固定端部件、502-移动端部件、501-输送带机构、504-调宽机构、50-输送带、51-固定侧板、52-移动侧板、53-固定夹紧板、54-上移导轨、55-定位基准板、56-平移夹紧气缸、57-上移夹紧机构、58-PCB板、571-内侧板、572-活动夹紧板、573-上移支脚、574-顶杆机构。

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：

本文涉及的相关定义：X向为 PCB传送方向，Y向与PCB传送方向垂直的方向，Z向为垂直于XY平面的方向，R向为贴片轴的旋转方向。

如图1-6所示，双臂多头贴片机，包括两套单臂多头贴装装置、两个Y轴定位拱架2、喂料装置5和送板装置6，两个Y轴定位拱架2分别安装在送板装置6的进出料口的主体机架1上且方向垂直于送板方向，两套单臂多头贴装装置分别安装在Y轴定位拱架2上并能在送板装置6的上方自由移动；所述单臂多头贴片装置3由在Y向移动的平移座组件32、安装在平移座组件32上的移动臂311机构31和安装在移动臂311机构31上的且在X向移动的贴装头组件4组成。

所述平移座组件32包括支座321、Y向伺服电机322和Y向丝杆323，所述支座321的中部安装有螺母102而其两侧分别设置有滑块，Y向丝杆323与螺母102螺纹连接，Y向伺服电机322驱动丝杆转动。

所述移动臂311机构31由移动臂311、X向伺服电机312、X向丝杆313组成，所述移动臂311的侧面具有凹型槽，在凹型槽中安装X向伺服电机312而其两个凸边分别设置有X向导轨，X向伺服电机312驱动X向丝杆313转动。

采用送板装置6两端设置Y向定位拱架，将悬臂设置在X轴方向，扩大了可加工PCB板58的范围；而且，单悬臂进行双面就近取料，大大优化路径，提供贴装的速度。

所述贴片头组件包括贴装头支架41、安装在贴装头支架41中的多支贴片轴42、驱动贴片轴42上升和下降的Z向升降机构43、驱动贴片轴42圆周转动的R向转角机构44、调节贴片轴42吸料取料动作的真空模组45，贴装头支架41的上部背面安装有集成控制组件46，其上部正面安装有真空模组45，其正面中部安装有驱动R向转角机构44的R向步进电机401和采集图像的CCD摄像器47，其背面上部安装有Z向驱动电机301，所述Z向驱动电机301输出轴方向与Z轴垂直；贴装头支架41背面下部安装有飞行相机装置48，飞行相机装置48包括吸嘴正下方的光源组件、镜头方向在XY平面内与竖直方向呈锐角的相机组件、安装有光源组件和相机组件的相机支架、使相机支架沿X轴运动的驱动机构。本实施例中，两个采集图像的CCD摄像器47设置在贴片头吸嘴的两侧，称为mark点相机。

飞行相机和伺服电机的控制集成在一个控制板上，改变了飞行相机的设置方案；相机支架设置成一定的倾斜角，使贴片头整体的重心尽量集中的中心处，减少飞行相机左右移动造成的挠动，保证贴片头运行的平稳。

所述光源组件包括上方开口的盒子状光源外壳、所处平面垂直于YZ平面的可调反光镜、平行于可调反光镜设置的灯珠条，所述灯珠条水平设置在光源外壳内，所述相机组件包括相机、与相机连接的向下倾斜的镜头、包围相机和镜头并固定在相机支架上的盒子状保护壳，所述可调反光镜使吸嘴区域物体的虚像中心点在相机镜头的轴线上。

所述驱动机构包括伺服电机、飞行驱动丝杆、飞行驱动支座321、飞行驱动螺母102，飞行驱动支座321固定在贴装头支架41上，飞行驱动螺母102与相机支架连接，伺服电机带动飞行驱动支座321上的飞行驱动丝杆转动，进而使套接在飞行驱动丝杆上的飞行驱动螺母102做X向的直线运动，飞行相机支架包括底板和连接板，底板为水平设置且安装有光源组件，底板与连接板的夹角为110°-150°，连接板上安装有相机组件。

真空模组45还包括真空模组45支架、汇流集装板、气压检测集成模块、真空换向板、真空输出口、真空直管、过滤组件、真空破坏阀、正负压切换电磁阀、真空管、真空管支管，所述真空模组45的真空模组45支架上部安装有汇流集装板，汇流集装板外侧面安装有气压检测集成模块，真空模组45支架底部连接有真空换向板，真空换向板上面安装有六个真空输出口，侧面安装有与真空输出口对应导通的真空直管，每个真空直管连接一个过滤组件，过滤组件与汇流集装板上的对应的真空管支管连接；所述真空模组45支架侧面呈H形，汇流集装板从上方左往右依次安装有一个真空破坏阀和六个正负压切换电磁阀，真空破坏阀安装在正压管道进口端，正压管道分别与六个真空管连接，真空管上设置有正负压切换电磁阀，真空输出口与真空软管连接，真空软管与贴片轴42的真空接入口连接。

所述的真空破坏阀和正负压切换电磁阀通过小孔管道与正压管道平面密封连接，小孔管道另一端通过螺丝连接阀体的腔体，控制正压更加精细。

负压管道通路由复杂的弯曲的多弯道管路结构，改成简易的直通管路结构，便于安装，真空管道设计更大，负压阻力更小，提高吸料速度，减少真空检测的波动，便于模拟压力传感器检测信号的降噪处理，而且腔体内部负压值更均匀。

本实施例真空模组45工作原理：分两道正压（弱吹气压与强吹气压），两道正压分别通过小型减压阀RB500-SSC4-P（0.1Mpa）与调压阀R4000-15-W（0.5Mpa）由电磁阀切换连接至汇流集装板，弱吹气压为正常工作气压，强吹气压为清理管路杂物气压。

采用真空破坏阀控制所有吸头的正压气路，真空破坏阀常态位为常闭，正压气路通过真空破坏阀处于常闭与正负压切换电磁阀1－6处于常开位实现导通。负压从真空泵出来通过储气罐单独接到吸嘴1至吸嘴6，通过改进后得到均衡有负压。

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1－6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上的真空压力传感器检测真空，当真空破坏阀通电，正负压切换电磁阀1－6通电，对应的吸嘴仍然处于吸住物料状态，当真空破坏阀通电，正负压切换电磁阀1－6任意电磁阀断电，对应的吸嘴则处于贴装物料状态。

本实施例得到明显的技术效果：原来阀体是通过腔体螺纹连接在正压管道上，改进后通过小孔管道与正压管道平面密封连接，通过螺丝连接固定阀体的腔体，控制正压更精细。而且汇流集装板较为简单，气孔较大，过滤组件安装在外部，气体流通后，气压较稳定。负压从真空泵出来通过储气罐单独接到吸嘴1至吸嘴6，通过改进后得到均衡有负压。

所述贴片轴42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43包括设置在贴装头支架41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，6个贴片轴42的连接座组件与6个Z向带轮机构的滑块连接，所述Z向驱动电机301使Z向带轮机构的滑块上下运动进而拉动贴片轴42上下运动。

Z向升降机构43还包括固定在6个贴装头支架41上方的6个弹簧，弹簧与贴片轴42连接座组件连接，使贴片轴42下移停止时得到一定的缓冲，同时，向上的拉力使贴片轴42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44包括两个R向步进电机401、两个R向主动轮单元、六个R向从动轮单元、两条R向同步带，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，一个R向主动轮单元带动三个R向从动轮单元，六个R向从动轮单元依次编号为1-6号，1、3、5号R向从动轮单元与第一R向主动轮单元连接并设置在上层，2、4、6号R向从动轮单元与第二R向主动轮单元连接并设置在相邻的下层；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42R向转动。

所述贴装头支架41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102的圆孔，螺母102与驱动贴片头移动的丝杆套接。

所述送板装置6由两段或者四段输送带50机构501构成，所述的输送带50机构501由两条输送带50、两侧步进电机、一侧固定侧板51、一侧移动侧板52、两侧固定夹紧板53、两侧上移导轨54、一侧定位基准板55和一侧平移夹紧气缸56组成；步进电机驱动输送带50运行；所述固定侧板51、固定夹紧板53、上移导轨54和定位基准板55组成固定端部件503，上移导轨54安装有固定侧板51，固定侧板51安装有固定夹紧板53，在固定侧板51与固定夹紧板53之间设置定位基准板55；所述移动侧板52、固定夹紧板53和上移导轨54组装成移动端部件502，上移导轨54安装有移动侧板52，移动侧板52安装有固定夹紧板53；输送带50位于固定侧板51和移动侧板52之间且各自位于固定夹紧板53下方，所述移动端部件502的固定夹紧板53下方且在移动侧板52的内侧设置有平移夹紧气缸56。

所述输送带50由上移夹紧机构57夹紧，所述上移夹紧机构57由内侧板571、活动夹紧板572、上移支脚573和顶杆机构574组成；所述内侧板571由上移支脚573支撑，内侧板571上安装有活动夹紧板572；所述顶杆机构574包括上移顶板、固定在上移顶板下方的上移支撑板、围绕上移支撑板四周边沿下方设置的四个摆动机构、与一对平行的摆动机构连接的顶料气缸，所述上移支脚573由上移顶板支撑，所述上移顶板由顶料气缸驱动摆动机构摆动来实现上下运动，所述摆动机构与主体机架1固定连接。

所述的上移夹紧机构57还包括对称设置在顶料气缸两侧并与上移支撑板连接的缓冲气缸或弹簧。

所述移动端部件502由调宽机构504驱动，所述调宽机构504由支座321、丝杆、道轨、调宽步进电机、主动带轮、主动带和从动带轮组成；所述支座321上安装有螺母102，每一对支座321之间通过螺母102连接丝杆；所述丝杆一端同轴安装有从动带轮；从动带轮通过主动带连接主动带轮，主动带轮安装在步进电机输出轴上。

所述移动端部件502由两套调宽机构504驱动，该两套调宽机构504通过同步带轮组件实现同步；所述同步带组件由同步带和同步带轮组成，同步带轮通过同步带连接；所述同步带轮同轴安装在丝杆轴端上。

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。