专利名称：多头分组式填装机及其填装方法
技术领域：
本发明涉及自动化加工设备，特别涉及一种多头分组式填装机及其填装方法。
背景技术：
在传统的贴片设备或填装机中，大都是单个的工作头来进行加工，每个头有一个上下运动的驱动机构。老式的填装机，头与头之间没有分组的概念，相比于分组式填装机，在进行填装时，总体来讲会浪费时间和行程。由于填装基底的大小和每个填装基底上需要安放被填装物的数量不同，填装时根据使用的具体要求来设定和更改就比较麻烦，自动化程度很低，设备磨损和故障率高，生产效率低，无法满足扩大生产的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以同时调整、同时填装，填装移动距离小，设备磨损和故障率低、生产精度及效率高的多头分组式填装机。
为达到上述目的，本发明提供的多头分组式填装机，包括机体，所述机体上安装有用于承载填装基底的工作台和用于在填装基底上放置被填装物的填装头组件以及所述填装头组件的多轴驱动机构，填装基底上的填装位置构成填装阵列，其中所述填装头组件为多个；设定每个所述填装头组件之间的距离为P，每个填装头组件安装有n个填装头，n为自然数，同一个填装组件的每个填装头之间的距离为Q，E为偏移系数，-60％≤E≤60％，B为填装阵列的行间距，填装基底进行加工的方向为X轴正方向；则有0＜P＝B+E；0＜Q≤70％P/n。
本发明多头分组式填装机，其中所述填装头组件沿驱动机构的Y轴依次放置并由所述驱动机构的Y轴同时驱动。
本发明多头分组式填装机，其中所述填装头组件由驱动机构的Z轴同时驱动。
本发明多头分组式填装机，其中所述填装头沿驱动机构的Y轴依次放置。
本发明多头分组式填装机，其中所述驱动机构单独驱动每个所述填装头上下运动。
本发明多头分组式填装机，其中所述填装头组件的数目与所述填装阵列的行数相同。
本发明多头分组式填装机，其中所述每个填装头组件上安装的所述填装头的数目相同。
本发明多头分组式填装机，其中所述不同填装头组件上安装的所述填装头的数目至少相差1个。
本发明多头分组式填装机，其中所述填装头组件为4个，每个所述填装头组件具有3个所述填装头。
本发明的另一目的是提供一种多头分组式填装的方法。
为达到上述目的，本发明提供的多头分组式填装的方法，采用该方法的多头分组式填装机的驱动机构在填装头上尚有被填装物，填装阵列尚未完成所有填装时，在前一列填装完成后，由前一列填装位置在X轴方向移动A，在Y轴方向移动Q到达下一列填装位置，其中每个填装头之间的距离为Q，0＜Q≤70％P/n；0＜P＝B+E，E为偏移系数，-60％≤E≤60％，A为填装阵列的列间距，B为填装阵列的行间距。
本发明提供的多头分组式填装的方法，设定每个填装组件上安装有n个填装头，填装阵列共有m列，拾取位置位于填装阵列左侧，加工方向由左向右，该方法执行下述步骤(1)驱动机构从安全位置移动到拾取位置，各个填装头拾取被填装物；(2)驱动机构将填装头向右移动到第1列填装位置的上方，各个填装头再将被填装物分别放置到对应填装位置；(3)驱动机构将填装头向右移动A，向后移动Q到第2列填装位置上方，各个填装头再将被填装物分别放置到对应填装位置；(4)重复上述过程，直到驱动机构向右移动A，向后移动Q到第n列填装位置的上方，各个填装头再将被填装物分别放置到对应填装位置；(5)驱动机构向左移动到拾取位置，各个填装头拾取被填装物；(6)重复上述过程，直到完成全部共m列填装阵列的填装过程；(7)驱动机构移动到安全位置；(8)填装头中若仍有被填装物，用来填装下一个填装基底。
本发明提供的多头分组式填装机，其有益的技术效果是由于设计中采用了便于调整的多个填装头，多头同时调整，调整速度方便快捷，有助于提高生产速度、效率，多头之间的运动一致，便于协调，降低了设备磨损和故障率，可以同时多头填装，而且因为分组，在填装后可以进行较少移动就进行下一次操作，降低在填装过程中的时间和路程的浪费，大大提高了机器的效率和寿命。
下面将结合实施例参照附图对本发明进行详细说明。
图1是本发明多头分组式填装机的结构图；图2是本发明多头分组式填装机中填装头的结构示意图；图3是本发明多头分组式填装机中的填装基底及填装阵列的示意图。
具体实施例方式
参照图1和图2，本发明多头分组式填装机包括机体9，机体9上安装有用于承载填装基底12的工作台11和用于在填装基底上放置被填装物的填装头组件7，以及填装头组件7的多轴驱动机构。在本发明多头分组式填装机的实施例中，多轴驱动机构包括三维的X轴、Y轴和Z轴(图中的6、5、4)。在同一台设备中装有多个填装头组件7，每个填装头组件7上安装有多个填装头8。使用时，只要填装头上还有被填装物，则设备的移动距离不超过A+Q距离，即可进行填装。依靠自动控制技术和软件，将多个填装头8集装到设备上，组成多填装头填装机，可以成倍的提高生产效率，满足大生产的要求。而且，这种集装方式灵活多样，完全可以根据使用的具体要求来设计和更改，极大程度上满足了不同使用者的需要。例如可以根据填装基底的大小和填装阵列，组装出四头、八头、九头填装机等等。
在此基础上，可以将填装位置呈阵列排布，填装头的组数与填装阵列的行数相等，并且采用将填装头8分组，每个填装头组件7上安装多个填装头8，从而提高被填装物的携带数量，并降低在每列填装间移动的距离。
填装基底定位及待加工方向的确定填装基底如果是卷料，则将卷料展开方向设为X向放置；填装基底如果是片张。填装基底的填装阵列行列数目不等，则行或列中填装位置多的方向设为X方向；填装阵列行列数目相等，则行或列的方向任取其一作为X方向。
填装基底加工进行的方向为X轴正向；与X轴正向垂直并用右手系坐标原则(右手的四个手指先穿过X轴正向，再过九十度后穿过Y轴正向，大拇指所指方向即为Z轴正向)确定Y轴正向和Z轴正向。
方向的规定前Y轴正向后Y轴负向左X轴负向右X轴正向上Z轴正向下Z轴负向设备定位填装头8和填装头组件7沿Y轴依次放置。
在本发明多头分组式填装机的实施例中，每个填装头组件7之间的距离为P，填装头组件7沿驱动机构的Y轴依次放置并由驱动机构的Y轴同时驱动；每个填装头组件7安装有n个填装头8，每个填装头8之间的距离为Q0＜P＝B+E，其中E为偏移系数，-60％≤E≤60％；0＜Q≤70％P/n，其中B为填装基底的行间距，n为每个填装头组件7上安装的填装头8的个数，填装基底加工进行的方向为X轴正方向。
驱动机构在填装头上尚有被填装物，填装阵列尚未完成所有填装时，在前一列填装完成后，由前一列填装位置在X轴方向移动A，在Y轴方向移动Q到达下一列填装位置，其中A为填装阵列的列间距。
设定每个填装组件上安装有n个填装头，填装阵列共有m列，拾取位置位于填装阵列左侧，加工方向由左向右，其加工过程为(1)驱动机构从安全位置移动到拾取位置，各个填装头拾取被填装物；(2)驱动机构将填装头向右移动到第1列填装位置的上方，各个填装头再将被填装物分别放置到对应填装位置；(3)驱动机构将填装头向右移动A，向后移动Q到第2列填装位置上方，各个填装头再将被填装物分别放置到对应填装位置；(4)重复上述过程，直到驱动机构向右移动A，向后移动Q到第n列填装位置的上方，各个填装头再将被填装物分别放置到对应填装位置；(5)驱动机构向左移动到拾取位置，各个填装头拾取被填装物；(6)重复上述过程，直到完成全部共m列填装阵列的填装过程；(7)驱动机构移动到安全位置；(8)填装头中若仍有被填装物，用来填装下一个填装基底。
下面参照实施例对本发明多头分组式填装机的具体工作过程做具体说明。
参照图2、图3和下表，现以填装基底上具有A、B、C、D4行，1、2、3、4、5、6、7、8列共四行八列排布的填装阵列为例，说明该填装基底的填装过程。其中，A为填装阵列的列间距，B为填装阵列的行间距。
在本发明多头分组式填装机的实施例中，每个填装头取被填装物，按顺序填充，填完全部填装头上的被填装物；取被填装物，按顺序填充……，直至填完整个填装基底。如填完整个填装基底后，填装头还有被填装物，则填装下一个填装基底时，继续填充完填装头中的被填装物，再取被填装物，填充……。
以每个填装组件3个填装头，4个填装组件、共12个填装头的填装机为例，加工过程的顺序为下列步骤1.多头分组式填装机驱动机构从安全位置(该位置位于工作平台的右侧，驱动机构行程范围内，并且不和其他机械部件干涉的空间内)向左移动到被填装物拾取位置2.12个填装头拾取被填装物3.驱动机构向右移动填装头a1、b1、c1、d1到A1、B1、C1、D1填装位置上方4.4个填装头a1、b1、c1、d1同时将被填装物分别放置到A1、B1、C1、D1填装位置，大大提高了生产效率5.驱动机构将填装头a2、b2、c2、d2向右移动A，向后移动Q到A2、B2、C2、D2填装位置的上方6.4个填装头a2、b2、c2、d2同时将被填装物分别放置到A2、B2、C2、D2填装位置7.驱动机构将填装头a3、b3、c3、d3向右移动A，向后移动Q到A3、B3、C3、D3填装位置的上方8.4个填装头a3、b3、c3、d3同时将被填装物分别放置到A3、B3、C3、D3填装位置9.驱动机构向左移动到拾取位置10.12个填装头拾取被填装物11.驱动机构将填装头a1、b1、c1、d1移动到A4、B4、C4、D4填装位置的上方12.4个填装头a4、b4、c4、d4同时将被填装物分别放置到A4、B4、C4、D4填装位置13.依次操作，完成A5、B5、C5、D5，A6、B6、C6、D6的填装动作14.驱动机构向左移动到拾取位置15.12个填装头拾取被填装物16.驱动机构向右移动，依次完成A7、B7、C7、D7，A8、B8、C8、D8的填装动作17.驱动机构移动到安全位置18.此时填装头a3、b3、c3、d3中仍有被填装物，用来填装下一个填装基底的第一列。
在本发明多头分组式填装机中，由于设计中采用了便于调整的多个填装头，多头同时调整，调整速度方便快捷，有助于提高生产速度、效率，多头之间的运动一致，便于协调，降低了设备磨损和故障率，可以同时多头填装，而且在填装后可以在进行很少移动就进行下一次操作，降低在填装过程中的时间和路程的浪费，大大提高了机器的效率。其优点在于1.大幅度提高生产效率，四头系统对于单头系统，速度提升多至350％以上。
2.生产相同数量的产品可以大幅度减少机械运动的时间和距离，可以极大的延长设备的寿命。
3.多头之间通过机械结构确定相互位置，头与头之间的相互精度可以达到微米级。
4.多头能够大幅度提高填装物之间的相对位置精度及一致性。相比于老式的填装机，有数量级上的提高。各头间的相对填装位置精度可以达到+/-0.02mm以上精度，原有单头系统的填装精度仅为约+/-0.1mm。
这点对于大规模生产尤其有好处，可以保证产品的一致性，可以保证不同批次，不同厂家之间的产品可以通过高精度的产品实现良好的配合。
很多射频产品需要非常高的定位精度，可以确保射频产品的谐振系统能够准确工作。
5.能够降低设备成本6、能够降低设备故障率，从而可以达到很高的长期生产效率7、可通过调整填装组件，来同时调整该组填装头的位置，调整速度快。
8、其操作劳动强度低、使用方便，市场的前景很好。填装头根据需要，可用于不同的用处a)填装硅片；b)填装模块(见图2)；c)填装其它半导体工件；d)填装其它机械部件；e)填装食品等物体。
权利要求
1.一种多头分组式填装机，包括机体(9)，所述机体(9)上安装有用于承载填装基底(12)的工作台(11)和用于在填装基底上放置被填装物的填装头组件(7)以及所述填装头组件(7)的多轴驱动机构，填装基底上的填装位置构成填装阵列，其特征在于其中所述填装头组件(7)为多个；设定每个所述填装头组件(7)之间的距离为P，每个填装头组件(7)安装有n个填装头(8)，n为自然数，同一个填装组件(7)的每个填装头(8)之间的距离为Q，E为偏移系数，-60％≤E≤60％，B为填装阵列的行间距，填装基底进行加工的方向为X轴(6)正方向；则有0＜P＝B+E；0＜Q≤70％P/n。
2.根据权利要求1所述的多头分组式填装机，其特征在于其中所述填装头组件(7)沿驱动机构的Y轴(5)依次放置并由所述驱动机构的Y轴(5)同时驱动。
3.根据权利要求1所述的多头分组式填装机，其特征在于其中所述填装头组件(7)由驱动机构的Z轴(4)同时驱动。
4.根据权利要求1或2或3所述的多头分组式填装机，其特征在于其中所述填装头(7)沿驱动机构的Y轴(5)依次放置。
5.根据权利要求或4所述的多头分组式填装机，其特征在于其中所述驱动机构单独驱动每个所述填装头(8)上下运动。
6.根据权利要求5所述的多头分组式填装机，其特征在于其中所述填装头组件(7)的数目与所述填装阵列的行数相同。
7.根据权利要求6所述的多头分组式填装机，其特征在于其中所述每个填装头组件(7)上安装的所述填装头(8)的数目相同。
8.根据权利要求6所述的多头分组式填装机，其特征在于其中所述不同填装头组件(7)上安装的所述填装头(8)的数目至少相差1个。
9.根据权利要求7所述的多头分组式填装机，其特征在于其中所述填装头组件(7)为4个，每个所述填装头组件(7)具有3个所述填装头(8)。
10.一种多头分组式填装的方法，其特征在于采用该方法的多头分组式填装机的驱动机构在填装头上尚有被填装物，填装阵列尚未完成所有填装时，在前一列填装完成后，由前一列填装位置在X轴方向移动A，在Y轴方向移动Q到达下一列填装位置，其中每个填装头之间的距离为Q，0＜Q≤70％P/n；0＜P＝B+E，E为偏移系数，-60％≤E≤60％，A为填装阵列的列间距，B为填装阵列的行间距。
11.根据权利要求10所述的多头分组式填装的方法，其特征在于设定每个填装组件上安装有n个填装头，填装阵列共有m列，拾取位置位于填装阵列左侧，加工方向由左向右，该方法执行下述步骤(1)驱动机构从安全位置移动到拾取位置，各个填装头拾取被填装物；(2)驱动机构将填装头向右移动到第1列填装位置的上方，各个填装头再将被填装物分别放置到对应填装位置；(3)驱动机构将填装头向右移动A，向后移动Q到第2列填装位置上方，各个填装头再将被填装物分别放置到对应填装位置；(4)重复上述过程，直到驱动机构向右移动A，向后移动Q到第n列填装位置的上方，各个填装头再将被填装物分别放置到对应填装位置；(5)驱动机构向左移动到拾取位置，各个填装头拾取被填装物；(6)重复上述过程，直到完成全部共m列填装阵列的填装过程；(7)驱动机构移动到安全位置；(8)填装头中若仍有被填装物，用来填装下一个填装基底。
全文摘要
本发明多头分组式填装机包括机体、工作台和填装头组件及其多轴驱动机构。填装头组件为多个，组件之间的距离为P，沿驱动机构的Y轴依次放置并由驱动机构的Y轴同时驱动。每个填装头组件安装有n个填装头，每个填装头之间的距离为Q有0＜P＝B+E，其中E为偏移系数，－60％≤E≤60％；0＜Q≤70％P/n，其中n为自然数，B为填装基底的行间距，加工方向为X轴正方向。本发明同时提供了多头分组式填装的方法。本发明的优点是由于设计中采用了便于调整的多个填装头，同时调整，同时填装，方便快捷；而且由于分组，在填装后可以在进行较少移动就进行下一次操作，降低了填装过程的时间和路程的浪费，大大提高了机器的效率和寿命。
文档编号H05K13/04GK101083903SQ20071011776
公开日2007年12月5日 申请日期2007年6月22日 优先权日2007年6月22日
发明者张晓冬 申请人:北京德鑫泉科技发展有限公司