专利名称：一种led灯板贴片机及其贴装头的制作方法
技术领域：
本发明涉及贴片设备，更具体地说，涉及一种LED灯板贴片机及其贴装头。
背景技术：
LED作为一种非常有效的新型光源，具有亮度高、功耗小、寿命长、性能稳定、易与集成电路匹配等优点，且作为一种节能环保新型绿色光源大量用于景观灯、背景屏、路灯、室内照明等场合。随着贴片式LED的成本降低与广泛应用，各生产企业都在开发贴片式LED日光灯。传统日光灯的长度在I. 2m左右，由于通用的贴片机的贴片长度一般在0. 4m左右，且贴片效
率低，不能适应长度在I. 2m以上日光灯的贴片需求，而且目前通用的贴片机价格昂贵，不利于降低生产制造成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种适用于能直接加工I. 2m及以上日光灯灯板、贴片效率高、且成本低的LED灯板贴片机的贴装头。本发明的另一目的在于，提供一种成本低、贴片效率高、适用于长度在I. 2m及以上LED日光灯贴片的LED灯板贴片机。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种LED灯板贴片机的贴装头，其中，包括用于完成取料及贴片的贴装部分和用于驱动所述贴装部分上下运动的升降部分；所述贴装部分包括贴装基板、设置在所述贴装基板上的贴装主轴和设置在所述贴装主轴上用于取料及贴片的吸嘴；所述贴装部分还包括用于驱动所述贴装主轴上下移动的贴装驱动机构；其中，所述贴装驱动机构包括与所述贴装主轴连接、并通过旋转驱动所述贴装主轴上下移动的凸轮组件。本发明所述的贴装头，其中，所述凸轮组件包括凸轮盘和凸轮轴，所述凸轮盘上设置有用于带动所述凸轮轴运动的沟槽，所述凸轮轴运动时推动所述贴装主轴移动。本发明所述的贴装头，其中，所述凸轮盘的外轮廓曲线包括圆弧曲线段和连接在所述圆弧曲线段两端之间的异型曲线段；所述圆弧曲线段上的任一点到所述圆弧曲线段所在圆的圆心距离均为半径R，所述异型曲线段上任一点到所述圆心的距离均大于所述半径R。本发明所述的贴装头，其中，所述异型曲线段包括分别与所述圆弧曲线段两端连接的第一连接段和第二连接段、以及位于所述第一连接段及第二连接段之间的中间段；所述中间段的中部设置为直线段，所述第一连接段和所述第二连接段分别与所述圆弧曲线段两端通过圆弧段圆弧连接。本发明所述的贴装头，其中，所述直线段的两端到所述圆心的连线之间的夹角和所述圆弧段的两端到所述圆心的连线之间的夹角均为5° 15°。
本发明所述的贴装头，其中，所述贴装部分包括2-8个所述贴装主轴，所述凸轮组件中所包含的凸轮盘个数与所述贴装主轴个数相等。本发明所述的贴装头，其中，所述贴装部分还包括用于驱动所述贴装主轴旋转运动的主轴旋转机构；所述主轴旋转机构包括同步电机、用于在所述同步电机驱动下控制所述贴装主轴旋转的主轴旋转驱动齿条和用于防止所述贴装主轴位置偏移的纠偏齿轮。本发明所述的贴装头，其中，所述升降部分包括升降基板、设置在所述升降基板上的直线导轨、驱动电机、同步带、同步带轮、直线滚珠导套及气动控制元件；所述直线导轨的滑块与所述贴装基板连接，所述同步带与安装在所述贴装基板上的同步带支架连接。本发明还提供了一种LED灯板贴片机，包括机架，其中，还包括如前述任一项所述的贴装头，所述贴装头设置于所述机架上，以及包括用于控制所述贴装头在X方向和Y方向上运动的X/Y运动平台、用于传递待贴片的LED灯板的送板机构和支撑所述LED灯板的顶板机构。
本发明所述的LED灯板贴片机，其中，所述X/Y运动平台包括由Y方向的两根光轴形成的Y坐标平面和由X方向的两根光轴形成的X坐标平面；所述X坐标平面与所述Y坐标平面相互垂直,且所述X坐标平面在驱动力下沿所述Y方向的两根光轴前后滑动。本发明的有益效果在于通过在LED灯板贴片机的贴装头中的贴装部分设置凸轮组件，该凸轮组件可以驱动多个贴装主轴依次上下移动来完成取料和贴片，因此能提高贴片效率，适合用于I. 2m及以上日光灯灯板的贴片，且本发明LED灯板贴片机结构简单，因此制造成本低，市场前景良好。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中图I是本发明较佳实施例的LED灯板贴片机立体结构示意图；图2是本发明较佳实施例的LED灯板贴片机中安装有贴装头的X/Y运动平台结构示意图；图3是本发明较佳实施例的LED灯板贴片机的俯视图；图4是本发明较佳实施例的LED灯板贴片机的正视图；图5是本发明较佳实施例的LED灯板贴片机的贴装头整体结构示意图；图6是本发明较佳实施例的贴装头的贴装部分结构示意图；图7是本发明较佳实施例的贴装头的凸轮组件结构示意图；图8是本发明较佳实施例的贴装头的升降部分结构示意图。
具体实施例方式本发明较佳实施例的LED灯板贴片机如图I所示，同时参阅图2、图3、图4和图5，该LED灯板贴片机包括机架30，还包括设置于机架30上的贴装头50、用于控制贴装头50在X方向和Y方向上运动的X/Y运动平台40、用于传递待贴片的LED灯板80的送板机构60和支撑LED灯板的顶板机构70，顶板机构70的长度与I. 2m及以上日光灯灯板相适配，以能合理放置I. 2m及以上日光灯灯板为宜；贴装头50包括用于完成取料及贴片的贴装部分10和用于驱动贴装部分10上下运动的升降部分20 ;贴装部分10包括贴装基板11、设置在贴装基板11上的贴装主轴12和设置在贴装主轴12上用于取料及贴片的吸嘴13 ;贴装部分10还包括用于驱动贴装主轴12上下移动的贴装驱动机构；贴装驱动机构包括与贴装主轴12连接、用于通过旋转驱动贴装主轴12上下移动的凸轮组件15。这样通过在LED灯板贴片机的贴装头50中的贴装部分设置凸轮组件15，该凸轮组件15可以驱动多个贴装主轴12上下移动来完成取料和贴片，因此能提高贴片效率，适合用于I. 2m及以上日光灯灯板的贴片，且制造成本低，市场前景良好。采用上述实施例中的LED灯板贴 片机对大于等于I. 2m长的日光灯LED灯板80进行LED贴片时，可先由送板机构60将大于等于I. 2m长的LED灯板80送至顶板机构70处，由顶板机构70对LED灯板80进行支撑及固定；然后X/Y运动平台40驱动贴装头50在X方向和Y方向上运动，以及由贴装头50的升降部分驱动贴装部分10上下移动(即在Z方向上移动)，以使得贴装头50对准LED灯板80上的待贴装LED位；再由贴装部分10的凸轮组件15驱动贴装主轴12上下移动(即在Z方向上移动)来完成取料和贴片工作。并可通过X/Y运动平台40驱动贴装头50移动来实现对大于等于I. 2m长的LED灯板80分段贴片。进一步地，上述实施例中，如图2所示，LED灯板贴片机的X/Y运动平台40包括由Y方向的两根光轴41形成的Y坐标平面和由X方向的两根光轴42形成的X坐标平面，X方向的两根光轴42由X支架43支撑，并由直线滚珠导套与Y方向的两根光轴41滑动连接，构成相互垂直的X坐标平面与Y坐标平面，X坐标平面在伺服电机的驱动力下沿Y方向的两根光轴41前后滑动，以驱动贴装头50运动，从而完成对大于等于I. 2m长的LED灯板80分段贴片。进一步地，上述实施例中，如图8所示，LED灯板贴片机的升降部分20包括升降基板21、设置在升降基板21上的直线导轨22、驱动电机25、同步带23、同步带轮24、直线滚珠导套26及气动控制元件27 ;直线导轨22的滑块与贴装基板11连接，同步带23与安装在贴装基板11上的同步带支架(未图示)连接；同步带23、同步带轮24、直线滚珠导套26及气动控制元件27的具体连接方式可参考现有技术，在此不一一赘述。其中，升降部分20驱动贴装部分10上下运动的行程为±10mm。进一步地，上述实施例中，如图5、图6和图7所示，LED灯板贴片机的凸轮组件15包括凸轮盘151和凸轮轴152，凸轮盘151上设置有用于带动凸轮轴152运动的沟槽1511，凸轮轴152运动推动贴装主轴12移动。由伺服电机14驱动凸轮盘151逆时针旋转，凸轮轴152沿凸轮盘151沟槽1511向下推动贴装主轴12移动，伺服电机14转一圈则按上述运动模式依次推动贴装主轴12运动一次，直至完成贴装及取料工作。优选地，如图7所示，上述实施例中的凸轮盘151的外轮廓曲线包括圆弧曲线段1512和连接在圆弧曲线段1512两端之间的异型曲线段1513 ;圆弧曲线段1512上的任一点至帽弧曲线段1512所在圆的圆心距离均为半径R，异型曲线段1513上任一点到圆心的距离均大于半径R。即，异型曲线段1513部分为凸轮盘151上的高点位置。当伺服电机14驱动凸轮盘151逆时针旋转，凸轮槽带动凸轮轴152向下运动至凸轮盘151的高点位置，该位置即为贴装位，待贴装完成后，凸轮盘151继续逆时针旋转，凸轮轴152带动贴装主轴12到异型曲线段1513与圆弧曲线段1512的连接位置，该位置即为贴装准备位，以便于为下一贴装主轴12进行贴装做准备。
更优选地，如图7所示，上述实施例中的异型曲线段1513包括分别与圆弧曲线段1512两端连接的第一连接段和第二连接段、以及位于第一连接段及第二连接段之间的中间段；中间段的中部设置为直线段，即，在凸轮盘151的贴装位区域设置一个为上层控制中心的程序运作提供准备时间的平滑区，在凸轮轴152在该平滑区移动时，可以给贴装预留足够的时间。另外，第一连接段和第二连接段分别与圆弧曲线段1512两端通过圆弧段圆弧连接，即在凸轮盘151的贴装准备位区域设置一个圆滑位，以便于为下一贴装主轴12进行贴装做准备。其中，由于图7仅为凸轮组件的简单示意图，并未示出异型曲线段1513的细部结构。优选地，如图7所示，直线段的两端到圆心的连线之间的夹角a、以及圆弧段的两端到圆心的连线之间的夹角b可以为5° 15°的任意锐角。更优选地，如图7所示，直线段的两端到圆心的连线之间的夹角a和圆弧段的两端到圆心的连线之间的夹角b均为10°。根据多次反复试验证明，当直线段的两端到圆心的连线之间的夹角a、以及圆弧段 的两端到圆心的连线之间的夹角b为5° 15°，尤其是10°时，可以最合理的为上层控制中心的程序运作提供准备时间，以及为下一主轴的贴装做准备，以便于实现多个贴装主轴12的连续贴装，提闻贴片效率。具体地，上述实施例中，如图5和图6所示，贴装头50的贴装部分10包括多个贴装主轴12，且凸轮组件15中所包含的凸轮盘151个数与所述贴装主轴12相等，以便于实现多个贴装主轴12的连续贴装，提高贴片效率。优选地，如图5和图6所示，贴装部分10包括2-8个贴装主轴12，凸轮组件15中对应包含2-8个凸轮盘151及相应的凸轮轴152。图7中所示的是贴装部分包括四个贴装主轴12，凸轮组件15包含四个凸轮盘151，其中，四个凸轮盘151交错设置，以便于顺次完成对四个贴装主轴12的驱动，从左到右依次实现对大于等于I. 2m LED灯板80的贴片，提高贴片效率。具体地，如图7所示，相邻凸轮盘151的外轮廓曲线的异型曲线段中间点到圆心的连线之间夹角c为72°，使得四个贴装主轴12的贴装速度符合上层控制中心的程序运作时间，从左到右依次完成对大于等于1.2m日光灯LED灯板的贴片,提闻贴片效率。优选地，如图5和图6所示，上述实施例中贴装头50的贴装部分10还包括用于识别并对准LED灯板80上待贴片位的图像识别组件18，可用于对待贴片的LED灯板80上标记点与零件的识别等，以便于实现对LED灯板80的精确贴片。进一步地，上述实施例中，如图6所示，贴装头50的贴装部分10还包括用于驱动贴装主轴12旋转运动的主轴旋转机构。主轴旋转机构包括同步电机16、用于在同步电机16驱动下控制贴装主轴12旋转的主轴旋转驱动齿条19和用于防止贴装主轴12位置偏移的纠偏齿轮17。通过同步电机16驱动主轴旋转驱动齿条19运动，主轴旋转驱动齿条19同时驱动多个贴装主轴12沿顺时针或逆时针进行90°或180°的旋转运动。进一步地，上述实施例中，机架30采用焊接结构，包括相拼接的多根方钢，例如12根，多根相拼接的方钢上设置有用于支撑X/Y运动平台40的基准板。上述各实施例中，所涉及到的所有驱动力均可由伺服电机或同步电机提供，并不限于上述各实施例的描述。
综上，本发明通过在LED灯板贴片机的贴装头50中的贴装部分10设置凸轮组件15，该凸轮组件15可以驱动多个贴装主轴12依次上下移动来完成取料和贴片，因此能提高贴片效率，适合用于I. 2m及以上日光灯灯板的贴片，且本发明LED灯板贴片机结构简单，因此制造成本低，市场前景良好。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种LED灯板贴片机的贴装头，其特征在于，包括用于完成取料及贴片的贴装部分(10)和用于驱动所述贴装部分(10)上下运动的升降部分(20);所述贴装部分(10)包括贴装基板(11)、设置在所述贴装基板(11)上的贴装主轴(12)和设置在所述贴装主轴(12 )上用于取料及贴片的吸嘴(13);所述贴装部分(10)还包括用于驱动所述贴装主轴(12)上下移动的贴装驱动机构； 其中，所述贴装驱动机构包括与所述贴装主轴(12)连接、并通过旋转驱动所述贴装主轴(12 )上下移动的凸轮组件(15 )。
2.根据权利要求I所述的贴装头，其特征在于，所述凸轮组件(15)包括凸轮盘(151)和凸轮轴(152)，所述凸轮盘(151)上设置有用于带动所述凸轮轴(152)运动的沟槽(1511)，所述凸轮轴(152)运动时推动所述贴装主轴(12)移动。
3.根据权利要求2所述的贴装头，其特征在于，所述凸轮盘(151)的外轮廓曲线包括圆弧曲线段(1512)和连接在所述圆弧曲线段(1512)两端之间的异型曲线段(1513); 所述圆弧曲线段(1512)上的任一点到所述圆弧曲线段(1512)所在圆的圆心距离均为半径R，所述异型曲线段(1513)上任一点到所述圆心的距离均大于所述半径R。
4.根据权利要求3所述的贴装头，其特征在于，所述异型曲线段(1513)包括分别与所述圆弧曲线段(1512)两端连接的第一连接段和第二连接段、以及位于所述第一连接段及第二连接段之间的中间段； 所述中间段的中部设置为直线段，所述第一连接段和所述第二连接段分别与所述圆弧曲线段两端通过圆弧段圆弧连接。
5.根据权利要求4所述的贴装头，其特征在于，所述直线段的两端到所述圆心的连线之间的夹角(a)和所述圆弧段的两端到所述圆心的连线之间的夹角(b)均为5° 15°。
6.根据权利要求2所述的贴装头，其特征在于，所述贴装部分(10)包括2-8个所述贴装主轴(12)，所述凸轮组件(15)中所包含的凸轮盘(1511)个数与所述贴装主轴(12)个数相等。
7.根据权利要求I所述的贴装头，其特征在于，所述贴装部分(10)还包括用于驱动所述贴装主轴(12)旋转运动的主轴旋转机构；所述主轴旋转机构包括同步电机(16)、用于在所述同步电机(16)驱动下控制所述贴装主轴(12)旋转的主轴旋转驱动齿条(19)和用于防止所述贴装主轴(12)位置偏移的纠偏齿轮(17)。
8.根据权利要求I所述的贴装头，其特征在于，所述升降部分(20)包括升降基板(21)、设置在所述升降基板(21)上的直线导轨(22)、驱动电机(25)、同步带(23)、同步带轮(24)、直线滚珠导套(26)及气动控制元件(27);所述直线导轨(22)的滑块与所述贴装基板(11)连接，所述同步带(24)与安装在所述贴装基板(11)上的同步带支架连接。
9.一种LED灯板贴片机，包括机架(30)，其特征在于，还包括如权利要求1-8中任一项所述的贴装头(50)，所述贴装头(50)设置于所述机架(30)上，以及包括用于控制所述贴装头(50 )在X方向和Y方向上运动的X/Y运动平台(40 )、用于传递待贴片的LED灯板(80 )的送板机构(60 )和支撑所述LED灯板(80 )的顶板机构(70 )。
10.根据权利要求9所述的LED灯板贴片机，其特征在于，所述X/Y运动平台(40)包括由Y方向的两根光轴(41)形成的Y坐标平面和由X方向的两根光轴(42)形成的X坐标平面；所述X坐标平面与所述Y坐标平面相互垂直，且所述X坐标平面在驱动力下沿所述Y方向的两根光轴(41)前后滑动。
全文摘要
本发明涉及一种LED灯板贴片机及其贴装头，其中贴装头包括用于完成取料及贴片的贴装部分和用于驱动贴装部分上下运动的升降部分；贴装部分包括贴装基板、设置在贴装基板上的贴装主轴和设置在贴装主轴上用于取料及贴片的吸嘴；贴装部分还包括用于驱动贴装主轴上下移动的贴装驱动机构和用于驱动贴装主轴旋转运动的主轴旋转机构；贴装驱动机构包括与贴装主轴连接、用于通过旋转驱动贴装主轴上下移动的凸轮组件。本发明能提高贴片效率，适合用于1.2m及以上日光灯灯板的贴片，且本发明LED灯板贴片机的制造成本低，市场前景良好。
文档编号H05K13/04GK102724862SQ20121023094
公开日2012年10月10日 申请日期2012年7月4日 优先权日2012年7月4日
发明者方强, 肖永山 申请人:方强