本实用新型涉及PCB板上电子产品元件的贴装以及FPC柔性线路板的贴装设备技术领域，尤其涉及一种自动化贴片补强设备。
背景技术：
自动化贴片补强设备在市场上虽然已有应用，虽然现有市场上的自动化贴片补强设备自动化程度、贴片效率较高，但是还是需要人工手动来进行上料和下料。在快速贴片时，还是需要一个操作员看守一台设备，操作人员一片一片的将贴片板放到机台上进行贴片，贴片板贴好贴片后再一片一片取下来，自动化程度不高，极大的影响了贴片效率。由于市场对自动化设备的追求是更高自动化、更高效率，因此现有自动化贴片补强设备无法满足市场需求。
另外，现有的自动化贴片补强设备都是通过设置一个邦头取贴片机构来取贴片，且脱模机构与邦头取贴片机构的是在设置在同一个方向位置，邦头取贴片机构先从脱模机构上取贴片，然后再将贴片贴到贴片板上，然后再次回到脱模机构上取贴片实现一个贴片动作，这样来回就耗费了很多时间，贴片效率也不高。
技术实现要素：
本实用新型为解决现有采用人工手动来进行上料和下料，导致的自动化程度不高，贴片效率不高的问题，提供一种自动化程度更高，贴片效率更高的自动化贴片补强设备。
本实用新型的技术方案为：提供一种自动化贴片补强设备，包括X轴直线运动机构、位于X轴直线运动机构下方的沿Y轴方向设置的用于来回运输贴片板的夹具载台运动机构、可移动的安装在X轴直线运动机构上的邦头取贴片机构以及与邦头取贴片机构对应设置的贴片脱模机构；所述夹具载台运动机构的两端分别位于X轴直线运动机构的两侧，该夹具载台运动机构的其中一端为上下料工位，另外一端为贴片工位，所述上下料工位两侧分别设置上料台和下料台，贴片脱模机构与贴片工位位于X轴直线运动机构的同一侧，还包括用于将上料台上的贴片板吸取至上下料工位的上料机构，以及用于将上下料工位上已经贴好贴片的贴片板吸取至下料台的下料机构。
所述上料机构和下料机构都可移动的安装在一X轴直线模组上，所述X轴直线模组固定设在X轴直线运动机构的一侧，且所述X轴直线模组与上下料工位位于X轴直线运动机构的同一侧。
所述贴片脱模机构和邦头取贴片机构分别具有两个，两个贴片脱模机构分别固定设在所述贴片工位的两侧，两个邦头取贴片机构分别可移动的安装在X轴直线运动机构上，每个邦头取贴片机构对应一个贴片脱模机构，所述每个邦头取贴片机构取与其对应的贴片脱模机构上的贴片并将该贴片贴到贴片工位上的贴片板上。
所述夹具载台运动机构的贴片工位的两侧分别设有用于检测贴片位置的第一光学检测机构。
所述第一光学检测机构包括第一光源、第一光源固定座、第一相机和第一镜筒，第一光源固定在第一光源固定座的上端，第一光源固定座的上端的下端固定在所述自动化贴片补强设备的机台上，第一镜筒位于第一光源下方并竖直设置，第一相机固定在第一镜筒下端，且第一相机固定在机台上。
所述X轴直线运动机构的两端分别设有用于校正贴片角度的第二光学检测机构。
所述第二光学检测机构包括L形安装板、第二相机和第二镜筒，所述L形安装板具有沿X轴方向延伸的第一直臂和沿Y轴方向延伸的第二直臂，所述第二镜筒固定在第一直臂的末端并竖直设置，所述第二相机固定在第二镜筒的上端，所述第二直臂的末端通过镜筒座安装在X轴直线运动机构上。
所述X轴直线运动机构上设有位于贴片工位上方的用于检测贴片板上需要进行贴片的位置的第三光学检测机构，所述第三光学检测机构可移动的安装在X轴直线运动机构上。
所述第三光学检测机构包括第三连接板、第二光源、第二光源固定座、第三相机、第三相机固定座和第三镜筒，第二光源通过第二光源固定座安装在第三连接板下部，第三镜筒位于第二光源上方并竖直设置，第三相机固定在第三镜筒上端，且第三相机通过第三相机固定座安装在第三连接板上部。
所述邦头取贴片机构上设有红外线测量仪。
本实用新型的自动化贴片补强设备在工作时，操作人员可以将要贴片的贴片板大量的放到上料台上，通过上料机构将上料台上的贴片板吸取到夹具载台运动机构的上下料工位上，通过下料机构将贴片工位上贴好贴片的贴片板吸取到下料台上，这样整个上料和下料过程无需人工操作，自动化程度更高，贴片效率更高；而且还可以一名操作人员至少看守五台以上的设备，从而降低了企业成本。
附图说明
图1为本实用新型实施例中自动化贴片补强设备的外部结构图。
图2为本实用新型实施例中自动化贴片补强设备从贴片工位一侧看的内部结构图。
图3为本实用新型实施例中自动化贴片补强设备从上下料工位一侧看的内部结构图。
图4为本实用新型实施例中X轴直线模组、上料机构和下料机构安装在机台上的结构图。
图5为本实用新型实施例中下料机构的爆炸图。
图6为本实用新型实施例中擦洗机构安装在上料机构与下料机构的结构图。
图7为本实用新型实施例中上料台的结构图。
图8为本实用新型实施例中夹具载台运动机构安装在机台上的结构图。
图9为本实用新型实施例中夹具载台运动机构的结构图。
图10为本实用新型实施例中邦头取贴片机构安装在X轴直线运动机构上的结构图。
图11为本实用新型实施例中第一光学检测机构和第二光学检测机构安装在机台上以及第三光学检测机构安装在X轴直线运动机构上的结构图。
图12为本实用新型实施例中X轴直线运动机构的爆炸图。
图13为本实用新型实施例中邦头取贴片机构结构图。
图14为本实用新型实施例中邦头取贴片机构爆炸图。
图15为本实用新型实施例中第三光学检测机构结构图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型实施例中提出的自动化贴片补强设备，包括机台100和机壳200，机壳200固定在机台100上，机台100的正面设置有可伸出和收入机壳200的控制面板101，该控制面板101上可以放置鼠标。机壳200的正面一侧设置有温度控制显示器202、真空表203和红外线测量计控制器204。机壳200的正面另一侧设置有按钮组205，按钮组205包括开机启动按钮、马达开关按钮和紧急停止按钮。机台显示器。机壳200顶部内侧设置有显示器206，机壳200顶部外侧设置有工作信号灯207。
如图2和图3所示，该自动化贴片补强设备还包括X轴直线运动机构300、夹具载台运动机构400、邦头取贴片机构500、贴片脱模机构600、上料台901、下料台902、上料机构700和下料机构800，X轴直线运动机构300、夹具载台运动机构400、邦头取贴片机构500、贴片脱模机构600、上料台901、下料台902、上料机构700和下料机构800都安装在机台上，并位于机壳内部。X轴直线运动机构300、夹具载台运动机构400、邦头取贴片机构500、贴片脱模机构600、上料机构700和下料机构800都信号连接至一控制系统，通过该控制系统来控制X轴直线运动机构300、夹具载台运动机构400、邦头取贴片机构500、贴片脱模机构600、上料机构700和下料机构800的运动。
如图2所示，夹具载台运动机构400位于X轴直线运动机构300下方，并沿Y轴方向设置，夹具载台运动机构400用于来回运输贴片板。夹具载台运动机构400的两端分别位于X轴直线运动机构300的两侧，该夹具载台运动机构400的其中一端为上下料工位，另外一端为贴片工位。贴片脱模机构600与贴片工位位于X轴直线运动机构300的同一侧，邦头取贴片机构500可移动的安装在X轴直线运动机构300上，邦头取贴片机构500与贴片脱模机构600对应设置，邦头取贴片机构500用于取贴片脱模机构600上的贴片，并将贴片贴到贴片工位上的贴片板上。
如图3所示，上料台901和下料台902分别设置在上下料工位的两侧，其中下料台902由OK料放置台9021和NG料放置台9022构成。上料机构700用于将上料台上的贴片板吸取至上下料工位，下料机构800用于将上下料工位上已经贴好贴片的贴片板吸取至下料台。这样工作时，操作人员可以将要贴片的贴片板大量的放到上料台上，通过上料机构将上料台上的贴片板吸取到夹具载台运动机构的上下料工位上，通过下料机构将贴片工位上贴好贴片的贴片板吸取到下料台上，这样整个上料和下料过程无需人工操作，自动化程度更高，贴片效率更高；而且还可以一名操作人员至少看守五台以上的设备，从而降低了企业成本。
如图4所示，上料机构700和下料机构800都可移动的安装在一X轴直线模组102上，X轴直线模组102固定设在X轴直线运动机构的一侧，且X轴直线模组与上下料工位位于X轴直线运动机构的同一侧。X轴直线模组102通过支架101固定在机台上，X轴直线模组102为滚珠丝杆直线模组，上料机构700和下料机构800固定在X轴直线模组102的滑块上，X轴直线模组102驱动带动上料机构700和下料机构800沿X轴方向来回运动，实现上料与下料。
由于上料机构和下料机构的结构是一样的，这里只对下料机构的机构做具体说明。
如图5所示，下料机构包括第一吸嘴801、吸嘴盘802、上轴承座804、下轴承座824、上同步带轮806、第一导轨807、电机808、第一滑块809、电机座810、侧板812、同步带盖板817、滑块座818、第一同步带819、下同步带轮821，第一吸嘴801具有多个，多个第一吸嘴801固定在吸嘴盘802的下表面。上轴承座804具有两个，两个上轴承座804间隔固定在侧板812的上端侧面，上同步带轮806的两端分别通过第一轴承805安装在两个上轴承座804中，电机808通过电机座810安装在侧板812的上端，电机808通过联轴器811与下同步带轮821的一端连接。下轴承座824具有两个，两个下轴承座824间隔固定在侧板812的下端侧面，下同步带轮821的两端分别通过第一轴承805安装在两个下轴承座824中，第一同步带819安装在上同步带轮806和下同步带轮821上。第一导轨807具有两个，两个第一导轨807间隔设置在侧板812的中部侧面，每个第一导轨807上安装一个第一滑块809，第一同步带819位于两个第一导轨807之间，两个第一导轨807上的第一滑块都与滑块座818固定连接，且第一同步带819通过同步带盖板817与滑块座818固定连接，滑块座818与吸嘴盘802固定连接。这样电机驱动带动吸嘴盘沿Z轴上下运动，进而带动吸嘴沿Z轴上下运动，吸取和放下贴片板。
第一吸嘴的一端带有磁性，第一吸嘴直接吸在吸嘴盘上，第一吸嘴放在吸嘴盘上的位置可以根据需要随意放置，第一吸嘴的放置的数量也可以根据需要增加或减少。
侧板812的下端侧面还设置有挡块803，用来拖住两个下轴承座824。
吸嘴盘802上设置有汇流管814，汇流管814两端分别设有弯管接头813，汇流管814中间设置有直管接头815。
侧板812的上端安装有真空流量传感器816、感应片820和传感器822，传感器822通过传感器座823安装在侧板812的上端。
如图6所示，上料机构700和下料机构800之间还设置有用于擦洗贴片板的擦洗机构，该擦洗机构包括滚筒103、两个滚筒安装板104、第一连接板105和气缸106，滚筒103分别通过轴承安装在两个滚筒安装板104上，第一连接板105连接两个滚筒安装板104，气缸106的伸缩轴与第一连接板105固定连接。气缸的上下运动来带动滚筒的上下运动，使滚筒与夹具载台运动机构的上下料工位上的贴片板接触，并通过X轴直线模组来带动滚筒在贴片板表面来回运动，实现对贴片板表面的擦洗。
由于上料台、OK料放置台和NG料放置台的结构一样，这里只说明上料台的具体结构。
如图7所示，上料台包括面板9011、底板9012、四个导柱9013、X轴调节螺母9014、X轴调节螺杆9015、两个X轴导轴9016、X轴定位柱9017、X轴滑块、Y轴调节螺母9018、Y轴调节螺杆9019、两个Y轴导轴9020、Y轴定位柱9021和Y轴滑块，面板9011与底板9012上下间隔设置，四个导柱9013分别设置在面板9011与底板9012的四个角度，将面板9011与底板9012连接在一起。两个X轴导轴9016和X轴滑块都设于面板9011与底板9012之间，X轴滑块两侧分别安装在两个X轴导轴9016上，X轴滑块的中间装配在X轴调节螺杆9015上。X轴调节螺杆9015的一端从上料台侧面伸出，X轴调节螺母9014固定在X轴调节螺杆9015伸出上料台侧面的一端上。X轴定位柱9017固定在X轴滑块上并伸出面板。两个Y轴导轴9020和Y轴滑块都设于面板9011与底板9012之间，Y轴滑块两侧分别安装在两个Y轴导轴9020上，Y轴滑块的中间装配在Y轴调节螺杆9019上。Y轴调节螺杆9019的一端从上料台侧面伸出，Y轴调节螺母9018固定在Y轴调节螺杆9019伸出上料台侧面的一端上。Y轴定位柱9021固定在Y轴滑块上并伸出面板。上料台可放置不同规格大小的贴片板，通过调节X轴调节螺母和Y轴调节螺母，使X轴调节螺杆和Y轴调节螺杆旋转，来调整X轴定位柱和Y轴定位柱与贴片板一样大的定位范围。
如图8所示，夹具载台运动机构400安装在机台上。如图9所示，夹具载台运动机构包括直线电机安装板401、夹具载台403、第二滑块404、第二导轨410和第一直线电机411，第一直线电机411固定在直线电机安装板401上，直线电机安装板401上位于直线电机411的两侧分别设置第二导轨410，每个第二导轨410上设置第二滑块404，夹具载台403固定在两个导轨410的第二滑块上。上料机构将贴片板放置到夹具载台上后，通过第一直线电机带动夹具载台在上下料工位和贴片工位之间来回运动。夹具载台内设有加热棒给夹具载台加热，通过夹具载台将热量传递给贴片板，在贴片时能够更好的将钢片或其他产品贴在贴片板上。
夹具载台403通过夹具载台垫块405与第二滑块404固定连接，直线电机安装板401的两端均设置限制夹具载台403移动距离的限位挡块402，防止夹具载台403从第二导轨410上脱出。
直线电机安装板401的一侧设有拖链406，拖链406通过拖链安装板407安装在直线电机安装板401的侧面。直线电机安装板401的一侧面安装有第一光栅尺读头408和第一光栅尺413，第一光栅尺读头408和第一光栅尺413与拖链406安装在直线电机安装板401的同一侧面上。
直线电机安装板401的另一侧设有真空管414，真空伸缩软管412通过真空管固定块415固定在直线电机安装板401的另一侧面上，真空管414内设有真空伸缩软管412。
直线电机安装板401的一侧面安装有夹具载台归位感应片409，直线电机安装板401的一端设置夹具载台归位传感器416，优选设置在上下料工位所在的一端。
如图2所示，贴片脱模机构500和邦头取贴片机构600分别具有两个，两个贴片脱模机构600分别固定设在夹具载台运动机构400的贴片工位的两侧，两个邦头取贴片机构500分别可移动的安装在X轴直线运动机构300上，每个邦头取贴片机构500对应一个贴片脱模机构600，每个邦头取贴片机构500取与其对应的贴片脱模机构600上的贴片并将该贴片贴到贴片工位上的贴片板上。
本实施例中将两个邦头取贴片机构分为左邦头取贴片机构与右邦头取贴片机构，对应的两个贴片脱模机构分别为左贴片脱模机构与右贴片脱模机构，两个邦头取贴片机构的工作原理为：当左邦头取贴片机构取左贴片脱模机构上的贴片时，右邦头取贴片机构将贴片贴到贴片板上；当右邦头取贴片机构取右贴片脱模机构上的贴片时，左邦头取贴片机构将贴片贴到贴片板上，这样两个邦头取贴片机构协调运动，节约了之前采用一个邦头取贴片机构来回到取贴片时消耗的时间，提高贴片效率。
如图10所示，两个邦头取贴片机构500都安装在X轴直线运动机构300上，通过X轴直线运动机构分别带动两个邦头取贴片机构来从贴片脱模机构上取贴片，并将贴片贴到贴片板上。
如图11所示，夹具载台运动机构的贴片工位的两侧分别固定设有用于检测贴片位置的第一光学检测机构103。X轴直线运动机构的两端分别固定设有用于校正贴片角度的第二光学检测机构104。X轴直线运动机构上设有位于贴片工位上方的用于检测贴片板上需要进行贴片的位置的第三光学检测机构105，第三光学检测机构可移动的安装在X轴直线运动机构上。
第一光学检测机构103的原理为：通过贴片脱模机构将贴片输送到第一光学检测机构，第一光学检测机构检测到贴片到位后，邦头取贴片机构运动到贴片所在位置取贴片。
第二光学检测机构104的原理为：邦头取贴片机构取到贴片后，在运行到贴片工位的过程中会经过第二光学检测机构进行检测，根据第二光学检测机构的检测结果通过邦头取贴片机构的旋转电机来进行贴片角度校正。
第三光学检测机构105的原理为：通过X轴直线运动机构带动第三光学检测机构沿X轴方向运动，同时夹具载台运动机构带动贴片板沿Y轴方向运动的来寻找贴片板上所需贴片的位置。
本实施例中，第一光学检测机构包括第一光源、第一光源固定座、第一相机和第一镜筒，第一光源固定在第一光源固定座的上端，第一光源固定座的上端的下端固定在所述自动化贴片补强设备的机台上，第一镜筒位于第一光源下方并竖直设置，第一相机固定在第一镜筒下端，且第一相机固定在机台上。
如图12所示，X轴直线运动机构包括横梁架301、第二直线电机302、两个邦头取贴片机构直线电机动子305、第三滑块309、两个邦头取贴片机构安装板310、第三导轨312、第三光学检测机构直线电机动子313和第三光学检测机构安装板316，横梁架301上设置有沿其整个长度（X轴方向）延伸的凹槽，第二直线电机302固定在横梁架301的凹槽内，两个邦头取贴片机构直线电机动子305都设置在第二直线电机302内，分别带动两个邦头取贴片机构运动。横梁架301上位于凹槽的上下两侧分别设置一个第三导轨312，每个第三导轨312上均设置有第三滑块309。两个邦头取贴片机构安装板分别与两个邦头取贴片机构连接，每个邦头取贴片机构安装板310与两个第三导轨312上的第三滑块309和邦头取贴片机构直线电机动子305连接。第三光学检测机构直线电机动子313设置在第二直线电机302内，带动第三光学检测机构运动，第三光学检测机构安装板316与两个第三导轨312上的第三滑块309和第三光学检测机构直线电机动子313连接。
横梁架301的两端分别通过垫块307固定在机台上。
横梁架301上设置有两个邦头取贴片机构拖链319，两个邦头取贴片机构拖链319通过拖链固定座320安装在横梁架301上。
横梁架301的两端分别设置有限位块303和邦头取贴片机构归位传感器304。横梁架301上还安装有第三光学检测机构归位传感器322。
横梁架301上还安装有第二光栅尺314和第二光栅尺读头315（第二光栅尺读头共三个，两个邦头取贴片机构各对应一个，第三光学检测机构对应一个）、第二光栅尺读头315通过光栅尺读头安装块317安装在第二光栅尺314上。
传感器片318（共五个，其中两个分别与两个邦头取贴片机构归位传感器304对应，另外一个与第三光学检测机构归位传感器对应，另外两个为防止两个邦头取贴片机构与第三光学检测机构碰撞）
X轴直线运动机构工作原理为：第二直线电机上的三个直线电机动子分别带动两个邦头取贴片机构和第三光学检测机构运动，两个邦头取贴片机构直线电机动子分别带动两个邦头取贴片机构来取和贴贴片，第三光学检测机构直线电机动子带动第三光学检测机构来检测贴片板上所有需要贴片的位置。
如图12所示，第二光学检测机构包括L形安装板308、第二相机321和第二镜筒311，L形安装板308具有沿X轴方向延伸的第一直臂和沿Y轴方向延伸的第二直臂，第二镜筒311固定在第一直臂的末端并竖直设置，第二相机321固定在第二镜筒311的上端，第二直臂的末端通过镜筒座306安装在夹具载台运动机构上（本实施例中镜筒座306与横梁架301固定连接）。
如图13和图14所示，邦头取贴片机构包括第二吸嘴501、吸嘴固定块502、旋转轴503、圆柱安装块504、四根加热棒505、轴承盖506、旋转电机座507、角接触轴承508、大同步带轮509、旋转感应片510、螺母511、上下运动感应片512、气管接头513、旋转机构固定块514、交叉滚子导轨515、交叉滚子导轨座516、转接板517、第二连接板518、旋转电机520、同步带张紧座521、第二轴承522、第二同步带523、小同步带轮524、吸嘴旋转归位传感器525、传感器座526、弹簧导柱座527、弹簧导柱528、Z轴电机连接轴529、连接块530、保护壳531、Z轴电机座532、Z轴电机533和防护罩534。
上述的邦头取贴片机构为现有技术中已有的，也可以采用其它的现有的邦头取贴片机构。本实用新型的邦头取贴片机构与现有的不同之处在于邦头取贴片机构上设有红外线测量仪519，其作用检测是否有重贴现象及贴的有翘起现象，保证贴片的质量与减少不合格率。另外，弹簧导柱其作用是防止Z轴电机带动吸嘴在下压取贴贴片时刚性接触，导致贴片损坏，设置弹簧导柱使吸嘴下压变为成柔性接触。
第二连接板518与邦头取贴片机构安装板固定连接。
邦头取贴片机构工作原理为：通过旋转电机来调整贴片的角度，通过Z轴电机开带动吸嘴上下运动来取贴片、贴贴片。
如图15所示，第三光学检测机构包括第三连接板1051、第二光源1052、第二光源固定座1053、第三相机1054、第三相机固定座1055和第三镜筒1056，第二光源1052通过第二光源固定座1053安装在第三连接板1051下部，第三镜筒1056位于第二光源1052上方并竖直设置，第三相机1054固定在第三镜筒1056上端，且第三相机1054通过第三相机固定座1055安装在第三连接板1051上部。本实施例中，第三连接板1051与第三光学检测机构安装板固定连接。
自动化贴片补强设备工作原理为：首先设置对位点、贴片位点、模板及各种参数。然后操作人员放一堆需要贴片的贴片板放到上料台上，夹具载台运行到上下料工位，然后上料机构运动到上料台上方，吸取贴片板，然后上料机构再运动到上下料工位并将贴片放置在夹具载台上。夹具载台真空吸嘴贴片板，同时也给贴片板加热。然后夹具载台运动到贴片工位，第三光学检测机构根据程序所设置的贴片板上所需贴片的位置进行对位、对点。两个贴片脱模机构将贴片输出，两个第一光学检测机构检测到贴片到位，左邦头取贴片机构运动到第一光学检测机构（对应为左第一光学检测机构）处取贴片，然后左邦头取贴片机构运动到贴片板上需要贴片的位置进行贴片。左邦头取贴片机构在运动到贴片工位的过程中经过第二光学检测机构（对应为左第二光学检测机构），第二光学检测机构若检测到贴片有角度偏移，控制系统会控制旋转电机旋转多少角度来校正贴片角度，在取到贴片后左邦头取贴片机构同时也在给贴片加热。贴好贴片后，左邦头取贴片机构上的红外线测量仪会对贴好贴片的贴片板进行检测，检测是否有重贴现象及未贴平出现翘起现象。右邦头取贴片机构与左邦头取贴片机构一致。当贴片板上需要贴片的位置贴好贴片后，然后夹具载台又运动到上下料工位，上料机构已经吸取好另外一块贴片板，下料机构等待吸取夹具载台上已经贴片好的贴片板。下料机构取完夹具载台上的贴片板后，上料机构运动到夹具载台位置放贴片板，上料机构将贴好的板放到OK料台上，如此反复。
以上的具体实施例仅用以举例说明本实用新型的构思，本领域的普通技术人员在本实用新型的构思下可以做出多种变形和变化，这些变形和变化均包括在本实用新型的保护范围之内。