一种双伺服变幅贴片头及贴片方法
【技术领域】
[0001]本发明属于一种电子器件制作加工设备的部件作业方法及装置，尤其是用于小型电子器件贴装的贴片机贴片头及贴片方法，主要用于在PCb板上进行高速，稳定，准确的贴装小型电子元器件。实现了从PCb进板，送板，定位，贴片头吸料，定位，贴装的全自动化控制。
【背景技术】
[0002]贴片机又称“贴装机”、“表面贴装系统”(Surface Mount System),在生产线中，它配置在点胶机或丝网印刷机之后，是通过移动贴装头把表面贴装元器件准确地放置在PCB焊盘上的一种设备。贴片头是贴片机进行贴片工作的直接机构，是贴片机关键技术之一，贴片头拾取元件后能在校正系统的控制下自动校正位置，并将元器件准确地贴放到指定的位置。贴片机的贴片头作为整个机器的重要部件，对于整个机器的性能是十分关键的，贴片头的发展是贴片机进步的标志，贴片头已由早期的单头、机械对中发展到多头光学对中；早期单头贴片机是由吸嘴、定位爪、定位台和Z轴、秒角运动系统组成的，并固定在X.Y轴传动机构上。当吸嘴吸取一个元器件后，通过机械对中机构实现元器件对中并同时给供料器一个信号(电信号或机械信号)，使下一个元器件进入吸片位置。但这种方式贴片速度很慢，通常贴放一只片式元器件需Is。为了提高贴片速度，人们采取增加贴片头数量的方法，即采用多个贴片头以增加贴片速度。
[0003]固定式多头是目前通用型贴片机采用的结构，固定式多头外观它是在原单头的基础上改进而来的，即由单头增加到了 3?6个贴片头。它们仍然固定在X.Y轴上，但不再使用机械对中而改为多种形式的光学对中。工作时分别吸取元器件，然后对中后再依次贴放到PCB指定位置上。但是现有的贴片头存在距离调整不可变，甚至于全部为固定的位置，因此对于一些需要进行变幅调整贴片头的时候，无法进行调整，因此很有必要进一步加以改进。
[0004]通过检索发现有关于贴片机的专利文献报道，与本发明相关的专利主要有以下几个:
1、专利号为CN 201210519953，名称为“一种高速贴片头”，该专利公开了一种高速贴片头，包括机座、Z轴升降机构、Θ转角机构、以及贴片轴，其中，所述Z轴升降机构包括第一轴承、从动同步带轮、带轮轴、第二轴承、离合器、第一锁紧螺母、轴承压板、角接触轴承、滚珠丝杆、滚珠丝杆螺母、丝杆连接块、以及制动器；升降伺服电机的输出端连接一主动轮；带轮轴上段依次安装有第一轴承和从动同步带轮，下段依次安装有第二轴承、离合器。本发明高速贴片头Z轴升降机构采用一台伺服电机,一个同步带，一台离合器，一台制动器、一副滚珠丝杆副进行配合使用就能实现多轴同时或单独上下升降运动，提高了贴片的精度和效率，简化的机构，降低了整个贴片头的成本。
[0005]2、专利号为CN201220627551.7，名称为“一种高速贴片头单驱动多轴升降运动机构”，该专利公开了一种高速贴片头单驱动多轴升降运动机构，包括升降伺服电机、机座、贴片轴、以及复数个单轴升降运动机构；其中，所述的单轴升降运动机构包括有顺次安装的挡圈、轴承、垫圈、从动轮、垫圈、带轮轴、离合器、锁紧螺母、轴承压板、角接触轴承、丝杆、丝杆螺母、丝杆连接块、制动器、以及轴端挡圈。
[0006]3、专利号为CN201310043021.7，名称为“一种多吸嘴同步吸贴的高效贴片头”，该专利公开了一种多吸嘴同步吸贴的高效贴片头。包括有支撑板、导轨滑块、基板、若干吸贴模组、驱动吸贴模组作上下运动的垂直运动驱动机构及驱动吸贴模组作水平线性运动的水平运动驱动机构，其中基板通过导轨滑块安装在支撑板上，并固定在垂直运动驱动机构上；吸贴模组安装在基板上，用于驱动吸贴模组作水平线性运动以调节吸贴模组之间的间距的水平运动驱动机构安装在基板与吸贴模组之间，且吸贴模组与水平运动驱动机构连接。
[0007]4、专利号为CN201320364205，名称为“一种全自动等间距可调的贴片头”，该专利公开了一种全自动等间距可调的贴片头，包括外部支架、梯形板支架、梯形板、纵向移动支架、纵向伺服电机、垂直伺服电机、吸嘴支撑梁与吸嘴，梯形板固定在梯形板支架上，梯形板支架安装在外部支架底部，纵向移动支架安装在外部支架两边的导轨上，纵向伺服电机安装在外部支架顶部内侧，吸嘴安装在吸嘴支撑梁上，吸嘴支撑梁安装在纵向移动支架上，垂直伺服电机安装在纵向移动支架后。吸嘴支撑梁为两个，分别安装梯形板上下两侧。所述吸嘴为8至32个。纵向伺服电机拖动纵向移动支架，带动吸嘴在梯形板上前后移动，吸嘴支撑梁维持所有吸嘴都在同一横向直线上，使得吸嘴间距始终相等且自动调整。垂直伺服电机推动吸嘴支撑梁，带动吸嘴上下移动进行取料和贴片。
[0008]上述这些专利虽然都涉及到贴片机的贴片头，但都没有解决专利CN201320364205涉及到了贴装头内部吸嘴间距相等且可自动调整，但是仔细分析可以看出，该专利仍只是简单描述了 “纵向伺服电机拖动纵向移动支架，带动吸嘴在梯形板上前后移动，吸嘴支撑梁维持所有吸嘴都在同一横向直线上，使得吸嘴间距始终相等且自动调整。垂直伺服电机推动吸嘴支撑梁，带动吸嘴上下移动进行取料和贴片”，仍不能具体对同一排的各个贴片头进行分别调整；因此如何进行贴片头各吸嘴之间的调整，实现任意贴片头之间的变幅调整仍是需要加以解决的难题。
【发明内容】
[0009]本发明的目的在于针对目前贴片机的贴片头在位置调整方面所存在的不足，提出一种新的贴片机贴片头及其贴片方法，该种贴片机贴片头的贴片方法及装置可以实现多个贴片头各自之间位置自行调整，实现任意的变幅操作，达到贴片头稳定，准确，快速的贴装的目的。
[0010]为实现本发明的目的，所提出的技术实施方案是:一种双伺服变幅贴片头，包括贴片头吸嘴组件、吸嘴扩张从动端支撑座组件，吸嘴扩张主动端支撑座组件，以及吸嘴支架及P轴直线导轨组件；其中，所述贴片头吸嘴组件是由二个以上的多个吸嘴座组件平行排列组合在一起构成；贴片头吸嘴组件安装在吸嘴支架及P轴直线导轨组件上，并可以沿P轴直线导轨滑动；所述吸嘴扩张从动端支撑座组件和吸嘴扩张主动端支撑座组件分别安装在吸嘴支架及P轴直线导轨组件的两端，吸嘴扩张从动端支撑座组件和吸嘴扩张主动端支撑座组件之间通过上同步带和下同步带连接，且上同步带和下同步带中间穿过贴片头吸嘴组件，与贴片头吸嘴组件连接在一起，并由上同步带和下同步带带动移动，在吸嘴扩张主动端支撑座组件上设有两个伺服电机，分别带动上同步带和下同步带移动，通过上同步带和下同步带的错位移动，实现贴片头吸嘴组件的多个吸嘴座组件之间的P轴横向变幅运动。
[0011]进一步地，所述的多个贴片头吸嘴组件具有相同的结构，每一个吸嘴座组件包括一个吸嘴座，在吸嘴座下面安装有Θ轴从动同步轮，Θ轴从动同步轮通过Θ轴同步带，由θ轴步进电机带动旋转；Θ轴从动同步轮安装在吸嘴杆组件的转轴上，在安装Θ轴从动同步轮的转轴下面连接有吸嘴头安装架，吸嘴头安装在吸嘴头安装架内；在吸嘴座的上面分别安装有Z轴伺服电机，ζ轴伺服电机通过ζ轴主动同步轮和ζ轴同步带带动吸嘴杆组件在吸嘴座ζ轴导轨组件上下移动，带动吸嘴头上下进行贴装。
[0012]进一步地，所述的吸嘴头安装架接在吸嘴杆组件下端，花键轴穿过吸嘴座ζ轴方向的轴孔上接吸嘴杆上支座及吸嘴杆上盖板，吸嘴杆上支座底面通过螺栓连接在ζ轴导轨滑块上，侧面通过螺栓连接同步带压板；当Z轴伺服电机正反向转动时，驱动同步带在Z轴方向上下移动，由于同步带被压板夹紧并固定在吸嘴杆上支座，而吸嘴杆上支座通过螺栓固定在Z轴导轨滑块上，则同步带上下移动过程中，带动吸嘴杆上支座在Z轴导轨上同步的进行上下往复运动，则花键轴跟随吸嘴杆上支座上下运动带动下方吸嘴头进行贴装工作。
[0013]进一步地,所述的Θ轴从动同步轮的转动动力由Θ轴步进电机提供，Θ轴步进电机通过Θ轴电机连接板与吸嘴座相连接，Θ轴步进电机输出端接主动