全自动led及元器件贴插一体机及其运行方法

文档序号:8139817
专利名称:全自动led及元器件贴插一体机及其运行方法
技术领域
本发明涉及LED及元器件贴插的装置,具体涉及全自动LED及元器件贴插一体机 及其运行方法。
背景技术
目前,随着现代电子元器件向微型化、集成化和高可靠性方向发展,特别是面对日 益激烈的市场竞争,电子产品的生产与制造设备正朝着高速、高精度、智能化、多功能等全 自动化方向发展。但是电子信息产品尤其是关键部件印刷电路板的组装需要经过全自动贴 装和插装工艺,包括丝印、贴装、回流焊、检测等贴装流程以及插装、波峰焊、检测等插装流 程,尤其是经过两道耗电高的回流焊接和波峰焊工序,大幅度增加了设备购置和电能成本。 其次,随着LED产业的发展,几乎所有的电子信息产品均采用LED作为显示器件,带来了巨 大的新型需求空间。现有的贴片机(如拱架式贴片机)和插件机分别只能单独进行贴片型 元件的贴片动作、插件型元件的插件动作,而目前国际市场上还尚无集贴装和插装一体化 功能的设备问世。

发明内容
本发明的目的是为了克服现有的工艺需要贴装和插装两条生产线而浪费极大的 现状,提供全自动LED及元器件贴插一体机及其运行方法。本发明首次将贴装和插件两道 工艺技术合而为一,将贴片技术与插件技术集成于一台机器上,形成全自动LED及元器件 贴插一体机,对传统工艺简化以达到高效、节能目的,具有重要的发明意义和应用前景,具 体技术方案如下。全自动LED及元器件贴插一体机,包括一台贴片机,贴片机的水平贴片区在本一 体机中称为水平贴插区,该一体机还包括打脚机构运动平台、打脚机构和LED吸嘴,其中打 脚机构运动平台安装在贴片机的机器基座的中部,且位于水平贴插区的正下方;打脚机构 运动平台的运动横轴与贴片机的X-Y轴运动机构的X轴平行,打脚机构运动平台的运动纵 轴与贴片机的X-Y轴运动机构的Y轴平行,打脚机构安装在打脚机构运动平台的运动横轴 上并且位于贴片机水平贴插区下方,LED吸嘴安装在贴片机的插件头的吸嘴固定簧片上,贴 片机控制系统通过IO控制板控制打脚机构运动平台带动打脚机构,打脚机构在LED吸嘴将 LED插入PCB板时,对PCB板下方的LED管脚部分进行打脚动作,控制系统还控制完成贴片 机贴装头对元件的贴装工作。本发明将贴装和插装两道工艺集合于一台机器上。作为优选的方案,本发明的一种全自动LED及元器件贴插一体机,具体包括机器 基座、X-Y轴运动机构、打脚机构运动平台、贴插头机构、打脚机构、喂料平台、喂料器、PCB 板传送机构和控制系统;X-Y轴运动机构水平安装在机器基座上,贴插头机构安装在X-Y轴 运动机构的X轴上,贴插头机构由X-Y轴运动机构的伺服运动电机驱动实现在X-Y水平工 作区内运动;打脚机构运动平台水平安装在机器基座的中部,打脚机构安装在打脚机构运 动平台的运动横轴上,打脚机构由打脚机构运动平台的伺服运动电机驱动实现在水平贴插区内运动;两个喂料平台分别装于机器基座的前后两侧,所述前后的方向与所述X-Y轴运 动机构的X轴平行,在喂料台上按等间距分布有多条喂料槽,每条喂料槽上用于放置一个 喂料器;在水平贴插区和前后两侧的喂料台之间的装有线阵摄像头,线阵摄像头的右侧装 有换嘴站,线阵摄像头和换嘴站均安装在机器基座上;PCB板传送机构水平安装在机器基 座的中部,位于打脚机构运动平台上方,控制系统通过线路控制X-Y轴运动机构、贴插头机 构和喂料平台的工作。上述的全自动LED及元器件贴插一体机中,打脚机构运动平台包括运动横轴、运 动纵轴和垂直电机安装底座,运动横轴、运动纵轴均各自包括安装底座、滚珠丝杆副、直线 导轨副、伺服运动电机,运动纵轴的安装底座固定安装在机器基座上,运动横轴的安装底座 通过运动纵轴的滚珠丝杆-导轨连接件与运动纵轴的直线导轨副的滑块固定连接,以使得 运动纵轴的伺服运动电机可以带动运动横轴运动,垂直电机安装底座通过运动横轴的滚珠 丝杆-导轨连接件与运动横轴的直线导轨副的滑块固定连接,使得垂直电机安装底座由打 脚机构运动平台的两个伺服运动电机驱动可在水平贴插区内运动。上述的全自动LED及元器件贴插一体机中,打脚机构包括垂直电机、垂直电机底 座、联轴器、垂直电机的丝杆及垂直电机的丝杆的滚珠丝杆-导轨连接件、垂直导轨及垂直 导轨安装面、连接垂直导轨的滑块、打脚电机及打脚电机底座和打脚头;打脚机构的垂直电 机安装在垂直电机底座上,联轴器轴联垂直电机的丝杆,垂直电机的丝杆的滚珠丝杆-导 轨连接件分别与打脚电机底座、连接垂直导轨的滑块固定连接,连接垂直导轨的滑块在垂 直导轨上滑动,垂直导轨安装在垂直导轨安装面上并且该安装面固定在垂直电机底座上, 垂直电机的丝杆的滚珠丝杆-导轨连接件与连接垂直导轨的滑块、垂直导轨一起作用,限 定当垂直电机正反转运动时带动打脚电机底座上下运动,打脚机构运动平台带动打脚机构 始终跟随PCB板上方的贴插头机构只在水平贴插区内运动,垂直电机用于执行打脚动作时 将打脚电机底座顶起,打脚电机旋转带动打脚头旋转(如旋转120度),使得LED管脚弯曲 固定在PCB板上从而完成打脚动作。上述的全自动LED及元器件贴插一体机中,贴插头机构包括4个贴装头和4个插 件头及多种规格的LED吸嘴、贴片型通用吸嘴,贴装头和插件头间隔装配,其中贴装头采用 通用型吸嘴,插件头采用LED吸嘴,LED吸嘴下半部分为圆柱形,底部开有内腔,内腔顶部为 半球形,下部为圆柱形,圆柱形内腔直径依据LED灯的尺寸分为多种规格,吸取时LED灯表 面可以紧贴在吸嘴内腔,保证吸取时LED灯保持竖直,LED吸嘴上部两边开有凹槽用来与插 件头吸嘴固定簧片连接以固定吸嘴,从LED吸嘴上部端面到LED吸嘴下部半球形内腔开有 圆柱形气路管道。气路管道内径可以为Φ 2,深4mm,当吸嘴固定好时,圆柱形气路管道套接 在插件头吸嘴杆上。上述的全自动LED及元器件贴插一体机中,控制系统采用DCS集散控制方式,包括 PC机主控系统、伺服控制系统、图像采集处理系统、光源控制系统和IO控制板,PC机主控系 统通过PCI总线直接控制伺服控制系统、图像采集处理系统,通过一块带4个485通讯端口 的通讯卡PCL-846控制IO控制板,其中伺服控制系统控制全自动LED及元器件贴插一体机 中的全部伺服运动电机,图像采集处理系统负责采集PCB及所吸取元件的图像进行处理并 给出贴插头的位置和角度修正量;IO控制板包括光源IO控制板、传送带及喂料平台IO控 制板、头板IO控制板,分别对光源控制系统、传送带及喂料平台、头板进行控制。
上述的全自动LED及元器件贴插一体机中的运行方法,包括如下步骤控制系统 根据元件的吸取位置偏差和吸取角度偏差自动计算待贴插元件的最终X、Y贴插位置及贴 插头旋转角度;之后贴插头机构在X-Y轴运动机构的伺服运动电机驱动下运动到PCB板待 贴插位置上方,贴插头机构的垂直方向伺服运动电机带动贴插头机构下降到指定高度,所 述垂直方向与X-Y轴运动机构的X轴、Y轴都垂直,贴插头机构在预定位置放下元件,进行贴 插;进行贴片元件贴片时,打脚机构运动平台及打脚机构均不动作;进行LED插件动作时, 在贴插头机构吸取元件完成并运动到水平贴插区内时,打脚机构运动平台的伺服运动电机 驱动打脚机构始终跟随PCB板上方的贴插头在水平贴插区内运动,使打脚机构和当前待插 件的插件头同步到达LED待插处,在插件头的LED吸嘴放下元件的同时,同步动作的打脚机 构的垂直电机将打脚电机底座顶起,之后打脚电机带动打脚头旋转,使得LED在PCB板下面 露出的管脚弯曲从而使其固定在PCB板上,完成LED元件的组装。所述的控制系统可以采用DCS集散控制方式,其中伺服控制系统、图像采集处理 系统由PC机主控系统通过PCI总线直接控制,IO控制板由PC机主控系统通过通讯卡控制, 光源控制系统由IO控制板通过电气连接控制。与现有技术相比,本发明的有益效果是,首次将贴装和插件两道工艺技术合而为 一,将贴片技术与插件技术集成于一台机器上,形成全自动LED及元器件贴插一体机,进而 可将丝印、贴装、回流焊、检测到插装、波峰焊、检测的传统工艺简化以达到高效、节能目的, 具有重要的发明意义和应用前景。本发明将具体应用于贴插一体机的自主创新研制和实际 生产过程,将传统的贴装和插装两条生产线集成为一条贴插一体生产线,彻底改变了生产 工艺,使每条生产线年均省电达30万元以上,已研制的样机插贴件产能达到12000件/小 时,具有明显的社会经济效益。


下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图1是实施方式中的整体结构示意图。图2是打脚机构示意图。图3是打脚机构俯视示意图。图4是打脚机构正视示意图。图5是LED插件头吸嘴剖面示意图。图6是控制系统框图。图中1、机器基座,2、X-Y轴运动机构,3、打脚机构运动平台,4、贴插头机构,5、打 脚机构,6、喂料平台,7、喂料器,8、PCB板传送机构,10、X-Y水平工作区,11、水平贴插区, 12、线阵摄像头,13、喂料槽,14、换嘴站,15、贴插头,16、LED元件,17、垂直电机安装底座, 18、垂直电机,19、联轴器,20、垂直电机的丝杆,21、X-Y平台X轴,22、X-Y平台Y轴,23、垂直 电机的丝杆的滚珠丝杆-导轨连接件,24、连接垂直导轨的滑块,25、垂直导轨,26、垂直导 轨安装面,27、打脚电机底座,28、打脚电机,29、打脚头,31、贴插头固定簧片,32、LED吸嘴, 33、LED吸嘴内腔,34、LED吸嘴外部凹槽,35、气路管道,36、吸嘴杆,41、打脚机构运动平台 运动横轴,42、打脚机构运动平台运动纵轴,51、伺服控制系统,52、图像采集处理系统,53、 PC机主控系统,M、光源控制系统,55、光源IO控制板,56、传送带及喂料平台IO控制板,57、头板IO控制板。
具体实施例方式下面结合实施例及附图对本发明的实施作进一步详细说明,但本发明的实施和保 护范围不限于此。实施例如在图1中所示,本发明实施例中包括机器基座1、Χ_Υ轴运动机构2、打脚机构运 动平台3、贴插头机构4、打脚机构5、喂料平台6、喂料器7、PCB板传送机构8、控制系统。X-Y 轴运动机构2水平安装在机器基座1上,贴插头机构4安装在X-Y轴运动机构2的X-Y平 台X轴21上,贴插头机构4由X-Y轴运动机构2的伺服运动电机驱动可在图1的X-Y水平 工作区10内运动。打脚机构运动平台3水平安装在机器基座1的中部,其运动横轴41与 X-Y轴运动机构2的X-Y平台X轴21平行,其运动纵轴42与X-Y轴运动机构2的X-Y平 台Y轴22平行,打脚机构5安装在打脚机构运动平台3的运动横轴41的滚珠丝杆-导轨 连接件上,打脚机构5由打脚机构运动平台3的伺服运动电机驱动可在图1的水平贴插区 11内运动。喂料平台6分别装于机器基座1的前后两侧,在喂料平台6上按等间距分布有 多条喂料槽13,每条喂料槽13上可放置一个喂料器7,在水平贴插区11和前后两侧的喂料 台6之间装有线阵摄像头12,其右侧装有换嘴站14。PCB板传送机构8水平安装在机器基 座1的中部,位于打脚机构运动平台3上方,PCB板由PCB板传送机构8传送到水平贴插区 11固定。在图2所示的贴插头实施例中,贴插头机构4可以通过自身在X-Y平台X轴21上 的左右运动、X-Y平台X轴21本身的前后运动、贴插头垂直方向的上下运动以及贴插头上吸 嘴杆的真空开关操作来完成元件的拾取和贴插任务。它们的绕轴旋转运动由贴插头机构4 的贴插头旋转伺服运动电机带动同步带进行控制,而整个贴插头机构4在垂直方向上的上 下运动则由贴插头机构4垂直方向伺服运动电机控制。贴插头机构4上装配了 4个贴装头 和4个插件头。贴装头和插件头间隔装配,其中贴装头采用常规适用于贴片元件的通用型 吸嘴,插件头采用针对LED插件专用设计的LED吸嘴,贴插头机构上装有面阵摄像头用来摄 取PCB板MARK定位基准。在图3所示的打脚机构运动平台实施例中,打脚机构运动平台3包括运动横轴 41、运动纵轴42、垂直电机安装底座17。运动横、纵轴41、42分别由安装底座、滚珠丝杆副、 直线导轨副和一个伺服运动电机组成,运动横轴41的安装底座通过运动纵轴42的滚珠丝 杆-导轨连接件与运动纵轴42的直线导轨副固定连接,以使得运动纵轴42的伺服运动电 机可以带动运动横轴41运动,垂直电机安装底座17通过运动横轴41的滚珠丝杆-导轨连 接件与运动横轴41的直线导轨副固定连接,使得垂直电机安装底座17由打脚机构运动平 台3的两个伺服运动电机驱动可在水平贴插区内11运动。在图4所示的打脚机构实施例中,在组装头插下LED元件16时,增加了如图2所示 的打脚机构5将LED的管脚打弯以便将LED元件16固定在PCB板上。打脚机构5包括垂直 电机底座17,垂直电机18,联轴器19,垂直电机的丝杆20,垂直电机的丝杆的滚珠丝杆-导 轨连接件23,连接垂直导轨的滑块M,垂直导轨25,垂直导轨安装面沈,打脚电机底座27, 打脚电机观,打脚头四。打脚机构5的垂直电机18安装在垂直电机底座17上,其通过联轴器19轴联垂直电机的丝杆20,垂直电机的丝杆的滚珠丝杆-导轨连接件23分别与打脚 电机底座27、连接垂直导轨的滑块M固定连接,连接垂直导轨的滑块M可在垂直导轨25 上滑动,垂直导轨25安装在垂直导轨安装面沈上并且垂直导轨安装面沈固定在垂直电机 底座17上,垂直电机的丝杆的滚珠丝杆-导轨连接件23与连接垂直导轨的滑块M、垂直导 轨25 —起作用,限定当垂直电机18正反转运动时带动打脚电机底座27上下运动,打脚电 机底座27上的打脚电机观通过其上安装的打脚头四完成打脚动作。其中打脚机构运动 平台3的伺服运动电机带动打脚机构5始终跟随PCB板上方的贴插头机构4只在水平贴插 区11内运动,垂直电机18用于执行打脚动作时将打脚电机底座27顶起,打脚电机观用于 旋转带动打脚头四旋转120度,使得LED管脚弯曲固定在PCB板上从而完成打脚动作。在图5所示的LED吸嘴剖面示意图中,LED吸嘴32下半部分为圆柱形,底部开有 内腔33。其内腔顶部为半球形,下部为圆柱形,圆柱形内腔直径依据LED灯的尺寸分为10 种规格,分别为 Φ 3,Φ 3. 75,Φ 5,Φ 8,Φ 10,Φ 12,Φ 16,Φ 18,Φ 21,Φ 洸(单位 mm)。吸 取时LED灯表面可以紧贴在吸嘴内腔,保证吸取时LED灯保持竖直。LED吸嘴上部两边开有 凹槽34用来与插件头吸嘴固定簧片31连接以固定吸嘴。从吸嘴上部端面到吸嘴下部半球 形内腔开有圆柱形气路管道35,气路管道内径为Φ 2,深4mm,当吸嘴固定好时,圆柱形气路 管道套接在插件头吸嘴杆36上。在图6所示为控制系统框图中,整个系统采用DCS集散控制方式。其中伺服控制 系统51、图像采集处理系统52由PC机主控系统53通过PCI总线直接控制。光源IO控制 板55、传送带及喂料平台IO控制板56、头板IO控制板57,由PC机主控系统53通过一块 带4个485通讯端口的通讯卡PCL-846控制。光源控制系统M由光源IO控制板55板通 过M路IO电气连接控制,其中伺服控制系统控制整个系统的全部伺服运动电机,图像采集 处理系统负责采集PCB及所吸取元件的图像进行处理并给出贴插头的位置和角度修正量, 光源IO控制板、传送带及喂料平台IO控制板、头板IO控制板,分别对光源控制系统、传送 带及喂料平台、头板进行控制。工作流程本发明(全自动贴插一体机)主要按照下列顺序完成贴片任务 1. PCB进板控制程序控制PCB板传送机构8将PCB板从入口处自动传送到待贴 插工作位置,并使PCB板水平固定。2.摄取PCB板MARK定位基准,校准PCB板贴装原点在每一块新板进行贴插之前, 通过贴插头机构4上的面阵摄像头摄取PCB板MARK定位基准,此步骤只进行一次,待下一 块PCB板送入之后再进行此步骤重新确定贴插装原点。3.控制系统根据PC机中的贴插程序要准备贴插的元器件类型更换贴插头的吸嘴 类型,根据是LED还是普通贴片元件选择插件头还是贴装头,再根据元件的大小在X-Y轴运 动机构2的伺服运动电机驱动下到换嘴站14更换吸嘴。4.吸取元件组装机构在X-Y轴运动机构2的伺服运动电机驱动下到达喂料器待 插贴元件上方,贴插头机构4的垂直方向伺服运动电机带动整个贴插头机构4下降到指定 高度,气阀动作,贴插头吸嘴下降到预定位置吸取元件。5.吸取元件的图像检查及位置校正贴插头机构4运动到线阵摄像头12上方,由 线阵摄像头12摄取各个贴插头上的元器件图像。需要检查的项目包括判断吸取元件类型是否正确,对于有管角的芯片,检查管角数目是否符合要求,判断管角排列有无异常弯折、 太靠近或短路等情况。对于合格的元器件计算出元件相对贴插头上吸嘴中心的XY偏移及 元器件的旋转角度。6.贴插元件控制系统很根据元件的吸取位置偏差和吸取角度偏差自动计算待 贴插元件的最终XY贴插位置及贴插头旋转角度。之后贴插头机构在X-Y轴运动机构2的 伺服运动电机驱动下运动到PCB板待插贴位置上方,贴插头机构4的垂直方向伺服运动电 机带动贴插头装置下降到指定高度,气阀动作,贴插头机构4的吸嘴下降到预定位置放下 元件,进行贴插;进行贴片元件贴片时,打脚机构运动平台3及打脚机构5均不动作;进行 LED插件动作,在贴插头机构4吸取元件完成并运动到水平贴插区11内时,打脚机构运动平 台3的伺服运动电机驱动打脚机构5始终跟随PCB板上方的贴插头机构4在水平贴插区11 内运动,使打脚机构5和当前待插件的插件头同步到达LED待插处,在插件头的LED吸嘴放 下元件的同时,同步动作的打脚机构5的垂直电机18将打脚电机底座27顶起,之后打脚电 机观带动打脚头四旋转120度,使得LED在PCB板下面露出的管脚弯曲从而使其固定在 PCB板上,以保证LED元件的正常组装。7. PCB板送出在所有贴插工序完成后,控制系统控制PCB板传送机构8将PCB板 送至出口同时带入新的PCB板开始新的循环。
权利要求
1.全自动LED及元器件贴插一体机,包括一台贴片机,贴片机的水平贴片区在本一体 机中称为水平贴插区,其特征是还包括打脚机构运动平台、打脚机构和LED吸嘴,其中打 脚机构运动平台安装在贴片机的机器基座的中部,且位于水平贴插区的正下方;打脚机构 运动平台的运动横轴与贴片机的X-Y轴运动机构的X轴平行,打脚机构运动平台的运动纵 轴与贴片机的X-Y轴运动机构的Y轴平行,打脚机构安装在打脚机构运动平台的运动横轴 上并且位于贴片机水平贴插区下方,LED吸嘴安装在贴片机的插件头的吸嘴固定簧片上,贴 片机控制系统通过IO控制板控制打脚机构运动平台带动打脚机构,打脚机构在LED吸嘴将 LED插入PCB板时,对PCB板下方的LED管脚部分进行打脚动作,控制系统还控制贴片机贴 装头对元件的贴装工作。
2.一种全自动LED及元器件贴插一体机,其特征是具体包括机器基座、X-Y轴运动机 构、打脚机构运动平台、贴插头机构、打脚机构、喂料平台、喂料器、PCB板传送机构和控制系 统;X-Y轴运动机构水平安装在机器基座上,贴插头机构安装在X-Y轴运动机构的X轴上, 贴插头机构由X-Y轴运动机构的伺服运动电机驱动实现在X-Y水平工作区内运动;打脚 机构运动平台水平安装在机器基座的中部,打脚机构安装在打脚机构运动平台的运动横轴 上,打脚机构由打脚机构运动平台的伺服运动电机驱动实现在水平贴插区内运动;两个喂 料平台分别装于机器基座的前后两侧,所述前后的方向与所述X-Y轴运动机构的X轴平行, 在喂料平台上按等间距分布有多条喂料槽,每条喂料槽上用于放置一个喂料器;在水平贴 插区和前后两侧的喂料台之间的装有线阵摄像头,线阵摄像头的右侧装有换嘴站,线阵摄 像头和换嘴站均安装在机器基座上;PCB板传送机构水平安装在机器基座的中部,位于打 脚机构运动平台上方,控制系统通过线路控制X-Y轴运动机构、贴插头机构和喂料平台的 工作。
3.根据权利要求2所述的全自动LED及元器件贴插一体机,其特征是打脚机构运动 平台包括运动横轴、运动纵轴和垂直电机安装底座,运动横轴、运动纵轴均各自包括安装底 座、滚珠丝杆副、直线导轨副、伺服运动电机,运动纵轴的安装底座固定安装在机器基座上, 运动横轴的安装底座通过运动纵轴的滚珠丝杆-导轨连接件与运动纵轴的直线导轨副的 滑块固定连接,以使得运动纵轴的伺服运动电机可以带动运动横轴运动,垂直电机安装底 座通过运动横轴的滚珠丝杆-导轨连接件与运动横轴的直线导轨副的滑块固定连接。
4.根据权利要求2所述的全自动LED及元器件贴插一体机,其特征是打脚机构包括 垂直电机、垂直电机底座、联轴器、垂直电机的丝杆及垂直电机的丝杆的滚珠丝杆-导轨连 接件、垂直导轨及垂直导轨安装面、连接垂直导轨的滑块、打脚电机及打脚电机底座和打脚 头;打脚机构的垂直电机安装在垂直电机底座上,联轴器轴联垂直电机的丝杆,垂直电机的 丝杆的滚珠丝杆-导轨连接件分别与打脚电机底座、连接垂直导轨的滑块固定连接,连接 垂直导轨的滑块在垂直导轨上滑动,垂直导轨安装在垂直导轨安装面上并且该安装面固定 在垂直电机底座上,垂直电机的丝杆的滚珠丝杆-导轨连接件与连接垂直导轨的滑块、垂 直导轨一起作用,限定当垂直电机正反转运动时带动打脚电机底座上下运动,打脚机构运 动平台带动打脚机构始终跟随PCB板上方的贴插头机构只在水平贴插区内运动,垂直电机 用于执行打脚动作时将打脚电机底座顶起,打脚电机旋转带动打脚头旋转使得LED管脚弯 曲固定在PCB板上从而完成打脚动作。
5.根据权利要求2所述的全自动LED及元器件贴插一体机,其特征是贴插头机构包括4个贴装头和4个插件头及多个LED吸嘴和贴片型通用吸嘴,贴装头和插件头间隔装配, 其中插件头采用LED吸嘴,LED吸嘴下半部分为圆柱形,底部开有内腔,内腔顶部为半球形, 下部为圆柱形,LED吸嘴上部两边开有凹槽用来与插件头吸嘴固定簧片连接以固定吸嘴。
6.根据权利要求2所述的全自动LED及元器件贴插一体机,其特征是控制系统采用 DCS集散控制方式,包括PC机主控系统、伺服控制系统、图像采集处理系统、光源控制系统 和IO控制板,PC机主控系统通过PCI总线直接控制伺服控制系统、图像采集处理系统,通 过一块带4个通讯端口的通讯卡控制IO控制板,其中伺服控制系统控制全自动LED及元器 件贴插一体机中的全部伺服运动电机,图像采集处理系统负责采集PCB及所吸取元件的图 像进行处理并给出贴插头的位置和角度修正量;IO控制板包括光源IO控制板、喂料平台IO 控制板、头板IO控制板,分别对光源控制系统、喂料平台、头板进行控制。
7.权利要求2 6任一项所述的全自动LED及元器件贴插一体机的运行方法,其特征 是包括如下步骤控制系统根据元件的吸取位置偏差和吸取角度偏差自动计算待贴插元件 的最终X、Y贴插位置及贴插头旋转角度;之后贴插头机构在X-Y轴运动机构的伺服运动电 机驱动下运动到PCB板待贴插位置上方,贴插头机构的垂直方向伺服运动电机带动贴插头 机构下降到指定高度,所述垂直方向与X-Y轴运动机构的X轴、Y轴都垂直,贴插头机构在 预定位置放下元件,进行贴插;进行贴片元件贴片时,打脚机构运动平台及打脚机构均不动 作;进行LED插件动作时,在贴插头机构吸取元件完成并运动到水平贴插区内时,打脚机构 运动平台的伺服运动电机驱动打脚机构始终跟随PCB板上方的贴插头在水平贴插区内运 动,使打脚机构和当前待插件的插件头同步到达LED待插处,在插件头的LED吸嘴放下元件 的同时,同步动作的打脚机构的垂直电机将打脚电机底座顶起,之后打脚电机带动打脚头 旋转,使得LED在PCB板下面露出的管脚弯曲从而使其固定在PCB板上,完成LED元件的组 装。
全文摘要
本发明公开全自动LED及元器件贴插一体机及其运行方法,该一体机是在原有贴片机的基础上,通过增加打脚机构运动平台、打脚机构、LED吸嘴,并更新控制系统的功能,将元件的贴装和插件两道工艺技术结合,形成全自动LED及元器件贴插一体机。所述方法包括控制系统根据元件的吸取位置偏差和吸取角度偏差确定贴插位置及贴插头旋转角度;再通过贴插头机构进行LED插件动作时,同时通过打脚机构进行打脚,使得LED在PCB板下面露出的管脚弯曲从而使其固定在PCB板上,完成LED元件的组装。本发明将贴装和插装两道工艺集合于一台机器上,将丝印、贴装、回流焊、检测到插装、波峰焊、检测的传统工艺简化,具有高效、节能的优点。
文档编号H05K13/04GK102065674SQ201010191258
公开日2011年5月18日 申请日期2010年5月28日 优先权日2010年5月28日
发明者元俊, 胡跃明, 袁鹏 申请人:华南理工大学
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