一种多功能贴片头的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种多功能贴片头，包括托架、X轴导向装置和拍照系统，以及连接在托架上的、两套相向排列的芯片拾取机构和一套R轴旋转系统。相向排列的两套芯片拾取机构可在一次行程中，实现多个芯片的快速拾取，提高了拾取效率，同时，利用一套R轴旋转系统对两套芯片拾取机构中的八个吸杆角度进行同时调整，从而实现了八个芯片的逐个贴装，大大提高了贴装效率，保证了贴装质量。改进后的贴片头，体积小、重量轻，贴装精度高，贴装质量稳定、可靠，可满足大种类、大批量的电路板的快速贴装需要。
【专利说明】
一种多功能贴片头
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种用于贴片机上的贴片头，特别涉及一种具有排列式吸嘴，可实现一次行程多次拾取和贴装芯片的多功能贴片头，属于电子贴装技术领域。
【背景技术】
[0002]在电子贴装领域中，贴片机作为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，使芯片贴装过程自动进行，大大提高了生产效率，解放了劳动力，是现代贴装行业必不可少的设备。
[0003]贴片机按供料方式分为普通贴片机和自动喂料式贴片机。其中，普通贴片机采用拨料器进行拨料，通过贴片头上的芯片拾取机构进行料带上芯片的拾取，然后完成贴装过程。拨料器通常安装在贴片头上，采用一个独立电机进行驱动，当吸嘴拾取芯片前，独立电机首先驱动拨料器进行料带拨料，使料带上的芯片位于吸嘴拾取范围内，然后，芯片拾取机构的驱动电机驱动吸嘴进行芯片拾取，直至芯片贴装完成。其工作流程中，贴片头的主要任务包括拨料、拾取和贴装，拨料和拾取过程采用不同的电机进行驱动，不仅会占用较大的贴片头空间，使贴片头整体尺寸偏大，还会增加贴片头重量，不利于贴片头的高精度贴装过程。
[0004]自动喂料式贴片机主要依靠自动喂料器进行喂料，贴片头上的芯片拾取机构通过与自动喂料器的配合，在往复行驶过程中，完成芯片的拾取和贴装。由于自动喂料器具有拨料、供料的自动过程，所以，贴片头结构相对简单，运行稳定性提高，也给后期开发留下了发展空间。
[0005]近年来，随着贴装芯片尺寸的缩小，以及待贴装产品的复杂化，针对一块待贴装电路板的芯片贴装种类和数量越来越多，为提高贴装效率，减少贴装行程，对现有贴片头结构进行改进就成为必然。
【发明内容】
[0006]鉴于上述现有情况，本实用新型旨在提供一种控制方便、维护简单，可实现一次行程多个芯片快速拾取和贴装的、带有排列式吸嘴的多功能贴片头，以满足不断提出的贴装需要，提尚贴装效率。
[0007]本实用新型是通过以下技术方案来实现的:
[0008]—种多功能贴片头，包括托架、X轴导向装置和拍照系统，还包括连接在托架上的、两套相向排列的芯片拾取机构，以及一套R轴旋转系统。
[0009]所述芯片拾取机构包括面板和四套芯片拾取单元;面板固定在托架顶部;芯片拾取单元包括伺服电机、Z轴传动系统、Z轴导轨、Z轴光电开关、吸杆组件和连接块;伺服电机和Z轴光电开关分别固定在面板的背面和正面;Z轴导轨沿竖直方向固定在面板正面;Z轴传动系统连接在伺服电机与连接块之间。
[0010]所述吸杆组件包括带有花键的吸杆、轴承座、Z轴滑块座、Z轴光电作用片、连接套、惰轮和皮带轮，Z轴滑动座内设有支撑轴承，吸杆顶部连接在支撑轴承中，Z轴滑动座与连接块相连接，Z轴滑动座的后端与Z轴导轨相配合;Z轴光电作用片固定在Z轴滑动座上;连接套内设有凸棱，连接套套在吸杆上并与吸杆上的花键相配合;惰轮和皮带轮分别固定在连接套上;连接套连接在轴承座中，轴承座支撑在托架上。
[0011]所述R轴旋转系统包括R轴电机、两条同步带、R轴光电开关和R轴光电作用片;R轴电机固定在托架上，R轴电机位于相向排列的两排吸杆组件的一侧，R轴电机的输出轴上设有上、下两个同步带轮，两条同步带分别连接在两个同步带轮上，每条同步带分别与四个吸杆上的皮带轮相连接，同步带带动下的皮带轮旋转方向保持相同;R轴光电开关固定在靠近R轴电机的托架上，R轴光电作用片固定在与R轴光电开关对应的R轴电机的输出轴上。
[0012]所述X轴导向装置和拍照系统分别固定在相向排列的面板背面。
[0013]所述吸杆分为左、右四列，每条同步带呈‘8’字型分别缠绕在相互间隔的两列吸杆的皮带轮上。
[0014]所述R轴旋转系统中还包括两个张紧轮，张紧轮连接在托架上，两个张紧轮分别作用在两个同步带上。
[0015]所述吸杆分为前、后两排;所述R轴旋转系统中还包括四个导向辊，四个导向辊分别设置在前、后排吸杆的第1、2吸杆和第2、3吸杆之间，每条同步带呈蛇型分别缠绕在每排四个吸杆的皮带轮和两个导向辊之间。
[0016]所述R轴旋转系统中还包括两个张紧轮，张紧轮连接在托架上，两个张紧轮分别作用在R轴电机输出端的两个同步带上。
[0017]所述Z轴传动系统为同步带传动，同步带两端的同步轮分别固定在面板正面;连接块固定在同步带上。
[0018]所述Z轴传动系统为相互配合的丝杠与螺母传动，螺母活动连接在丝杠上，连接块连接在螺母上。
[0019]本实用新型所述的一种多功能贴片头，通过在贴片头上设置相向排列的两套芯片拾取机构，在一次行程的前提下，实现了多个芯片的快速拾取，提高了拾取效率，同时，利用一套R轴旋转系统对两套芯片拾取机构中的八个吸杆角度进行同时调整，从而完成一个相应芯片的贴装后，逐个完成其它芯片的快速贴装，大大提高了贴装效率，保证了贴装质量。其中，使用一个R轴电机，可有效降低生产成本，减少维护费用，节省贴片头空间，同时，减轻了贴片头重量，使贴装过程更准确，贴装质量更稳定。改进后的贴片头，能满足大种类、大批量的电路板贴装需要，贴装速度成倍提高。
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型所述一种多功能贴片头的结构示意图一；
[0021]图2为图1的A-A向视不意图；
[0022]图3为图1的B-B向剖视示意图；
[0023]图4为本实用新型中吸杆组件的结构示意图；
[0024]图5为本实用新型所述一种多功能贴片头的局部结构示意图二；
[0025]图6为图5的俯视图。
【具体实施方式】
[0026]本实用新型的中心是:在增加吸杆数量的前提下，实现一次行程多个芯片的快速拾取，同时，利用一个R轴旋转系统，带动多个吸杆旋转，在保证芯片角度的前提下，实现多个芯片的快速贴装，从而最终达到提高贴装效率的目的。
[0027]下面结合附图1、图2、图3、图4对本实用新型作进一步的描述:
[0028]本实用新型所述的一种多功能贴片头，包括托架1、X轴导向装置3和拍照系统2，以及连接在托架I上的、两套相向排列的芯片拾取机构4和一套R轴旋转系统。其中，两套相向排列的芯片拾取机构4可以大大降低贴片头占用的空间，同时，可保证两套芯片拾取机构4在一套R轴旋转系统的控制下，完成芯片的快速拾取和准确贴装。
[0029]芯片拾取机构4包括面板5和四套芯片拾取单元。面板5固定在托架I顶部，芯片拾取单元包括伺服电机6、Z轴传动系统7、Z轴导轨9、Z轴光电开关10、吸杆组件和连接块8。其中，伺服电机6和Z轴光电开关10分别固定在面板5的背面和正面，伺服电机6相互上、下错开。Z轴传动系统7为同步带传动，同步带两端的同步轮分别固定在面板5正面，伺服电机6通过顶部的同步轮带动同步带旋转。连接块8固定在同步带上，连接块8随着同步带的旋转上、下移动。
[0030]吸杆组件包括带有花键的吸杆18、轴承座22、Z轴滑块座12、Z轴光电作用片11、连接套19、惰轮20和皮带轮212轴滑动座12内设有支撑轴承，吸杆18顶部连接在支撑轴承中，Z轴滑动座12与连接块8相连接，Z轴导轨9沿竖直方向固定在面板5正面，Z轴滑动座12的后端与Z轴导轨9相配合。Z轴光电作用片11固定在Z轴滑动座12上，Z轴光电开关10通过Z轴光电作用片11可随时确定吸杆18的初始位置，保证芯片拾取和贴装过程正常进行。连接套19为一个套筒状，连接套19内设有凸棱，连接套19套在吸杆18上并与吸杆18上的花键相配合，连接套19插接在轴承座22中，轴承座22支撑在托架I上，惰轮20和皮带轮21分别固定在连接套19上，皮带轮21通过连接套19和花键的配合，可在R轴方向上带动吸杆18旋转。而吸杆18在花键和Z轴导轨9的导向下，在连接块8和Z轴滑动座12的带动下，又可在垂直方向上、下移动。
[0031]R轴旋转系统包括R轴电机16、两条同步带14、R轴光电开关15和R轴光电作用片。R轴电机16固定在托架I上，R轴电机16位于相向排列的两排吸杆组件的一侧，R轴电机16的输出轴上设有上、下两个同步带轮17，两条同步带14分别连接在两个同步带轮17上。本例中，吸杆18分为左、右四列，每条同步带14呈‘8’字型分别缠绕在相互间隔的两列吸杆的四个皮带轮21上，同步带14带动下的皮带轮21旋转方向保持相同。由于，同步带14在四列吸杆18中间隔缠绕，同步带14的背面会与未被缠绕的吸杆18上的惰轮20相接触，不会因未被缠绕的吸杆18给同步带14带来较大摩擦力。为保证同步带14缠绕的可靠性，在R轴旋转系统中还包括两个张紧轮13，张紧轮13连接在托架I上，两个张紧轮13分别作用在两个同步带14上。R轴光电开关15作为吸杆R轴旋转的起始位控制开关，其固定在靠近R轴电机16的托架I上，R轴光电作用片固定在与R轴光电开关15对应的R轴电机输出轴上。
[0032]X轴导向装置3和拍照系统2分别固定在相向排列的面板5背面。X轴导向装置3用于连接贴片机上的X轴传动系统，实现贴片头的X向移动。拍照系统2用于校对待贴装电路板的位置，保证贴装过程的准确性。
[0033]实际工作中，八个吸杆18随着贴片头的一次拾取行程，在各自芯片拾取单元的控制下，通过伺服电机6、Z轴传动系统7和连接块8，带动Z轴滑块座12和吸杆18向下运动，并在Z轴导轨9和Z轴滑块座12的限制下，以及Z轴光电作用片11和Z轴光电开关10对吸杆18初始位的判断下，逐个、顺序地完成八个芯片的拾取，从而减少了拾取行程的次数，提高了芯片拾取效率。当贴片头移动到待贴装位置时，根据待贴装芯片的位置校验结果，控制器控制R轴电机16旋转一定角度，R轴电机输出轴上的两个同步带14转动，并分别通过皮带轮21带动八个吸杆18同步旋转相应角度，相应芯片开始贴装，贴装完成后，R轴电机16反向旋转同样角度，R轴光电开关15检测到R轴光电作用片后，反馈全部吸杆18处于初始状态信息到控制器中，控制器开始下一芯片的贴装控制，如此反复，不断进行，大大提高了贴装效率。
[0034]当然，上述结构中，如图6、图5所示，相向排列的八个吸杆也可分为前、后两排，R轴旋转系统中还包括四个导向辊31，四个导向辊31分别设置在前、后排吸杆的第1、2吸杆和第
2、3吸杆之间，每条同步带呈蛇型分别缠绕在每排四个吸杆的皮带轮和两个导向辊31之间，这样，即可方便缠绕过程，保证每个皮带轮的旋转方向相同，又方便后期维护，避免两条同步带相互干扰。为保证同步带随时处于张紧状态，在靠近R轴电机输出端的托架两侧还设有开口槽，张紧轮连接在托架的开口槽上，两个张紧轮分别作用在R轴电机输出端的两个同步带上。
【主权项】
1.一种多功能贴片头，包括托架、X轴导向装置和拍照系统，其特征在于，还包括连接在托架上的、两套相向排列的芯片拾取机构，以及一套R轴旋转系统； 所述芯片拾取机构包括面板和四套芯片拾取单元;所述面板固定在托架顶部;所述芯片拾取单元包括伺服电机、Z轴传动系统、Z轴导轨、Z轴光电开关、吸杆组件和连接块;所述伺服电机和Z轴光电开关分别固定在面板的背面和正面;所述Z轴导轨沿竖直方向固定在面板正面;所述Z轴传动系统连接在伺服电机与连接块之间； 所述吸杆组件包括带有花键的吸杆、轴承座、Z轴滑块座、Z轴光电作用片、连接套、惰轮和皮带轮，所述Z轴滑动座内设有支撑轴承，吸杆顶部连接在支撑轴承中，Z轴滑动座与连接块相连接，Z轴滑动座的后端与Z轴导轨相配合;所述Z轴光电作用片固定在Z轴滑动座上;所述连接套内设有凸棱，连接套套在吸杆上并与吸杆上的花键相配合;所述惰轮和皮带轮分别固定在连接套上;所述连接套连接在轴承座中，轴承座支撑在托架上； 所述R轴旋转系统包括R轴电机、两条同步带、R轴光电开关和R轴光电作用片;所述R轴电机固定在托架上，R轴电机位于相向排列的两排吸杆组件的一侧，R轴电机的输出轴上设有上、下两个同步带轮，两条同步带分别连接在两个同步带轮上，每条同步带分别与四个吸杆上的皮带轮相连接，同步带带动下的皮带轮旋转方向保持相同;所述R轴光电开关固定在靠近R轴电机的托架上，R轴光电作用片固定在与R轴光电开关对应的R轴电机的输出轴上； 所述X轴导向装置和拍照系统分别固定在相向排列的面板背面。2.根据权利要求1所述的一种多功能贴片头，其特征在于，所述吸杆分为左、右四列，每条同步带呈‘8’字型分别缠绕在相互间隔的两列吸杆的皮带轮上。3.根据权利要求2所述的一种多功能贴片头，其特征在于，所述R轴旋转系统中还包括两个张紧轮，所述张紧轮连接在托架上，两个张紧轮分别作用在两个同步带上。4.根据权利要求1所述的一种多功能贴片头，其特征在于，所述吸杆分为前、后两排;所述R轴旋转系统中还包括四个导向辊，四个导向辊分别设置在前、后排吸杆的第1、2吸杆和第2、3吸杆之间，每条同步带呈蛇型分别缠绕在每排四个吸杆的皮带轮和两个导向辊之间。5.根据权利要求4所述的一种多功能贴片头，其特征在于，所述R轴旋转系统中还包括两个张紧轮，所述张紧轮连接在托架上，两个张紧轮分别作用在R轴电机输出端的两个同步带上。6.根据权利要求1所述的一种多功能贴片头，其特征在于，所述Z轴传动系统为同步带传动，同步带两端的同步轮分别固定在面板正面;所述连接块固定在同步带上。7.根据权利要求1所述的一种多功能贴片头，其特征在于，所述Z轴传动系统为相互配合的丝杠与螺母传动，螺母活动连接在丝杠上，连接块连接在螺母上。
【文档编号】H05K3/30GK205430794SQ201520643406
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年8月25日
【发明人】赵永先, 张延忠, 杜伟涛
【申请人】北京中科同志科技有限公司