一种适用于贴片机的运动控制装置和方法与流程

文档序号:15651310发布日期:2018-10-12 23:11阅读:179来源:国知局

本发明涉及贴片机技术领域,

尤其是,本发明涉及一种适用于贴片机的运动控制装置和方法。



背景技术:

贴片机:又称“贴装机”、“表面贴装系统”,在生产线中,它的配置在点锡机或印刷机之后,是通过移动贴装头把表面贴装元器件准确地放置pcb焊盘上的一种设备。分为手动和全自动两种。

贴片机是一个集机、电、光等为一体的视觉机器人系统,具有多个自由度的贴片头、电路板传输定位系统、机械系统以及视觉定位系统等构成。除了位置关系的确定以外,其旋转角度的控制也十分重要。

其中贴片头的运动控制决定着贴片机的运作速度和贴装精度,然而目前大多数的贴片机的贴片头的运动控制精度和动作速度都不是很高,从而限制着的贴片机的贴装效率和精度。

同时,当贴片机的贴片精度出现问题时,一时往往难以排除到底是贴片头出现问题还是贴片机的其他硬件结构出现问题,从而会大大地影响了贴片机的生产效率。



技术实现要素:

本发明的第一目的在于提供一种贴片头的位置和角度控制精确,从而贴片效率高、贴装精度高,且控制方便,无需人工核准,节省人力物力的适用于贴片机的运动控制装置。

为解决上述问题,本发明采用如下技术方案得以实现的:

一种适用于贴片机的运动控制装置,包括主体以及设置于所述主体上的位移控制部和旋转控制部,所述主体上设置有磁性件,所述位移控制部包括活动杆、位移控制电机以及设置于活动杆上的容栅传感器测量件,所述旋转控制部包括设置于所述活动杆端部的夹持器、设置于所述夹持器上的电路板、与所述电路板电连接的磁感应器件以及与所述磁感应器件电连接的旋转控制电机,所述磁感应器件设置于所述磁性件的磁场范围内。

优选地,所述磁感应器件包括第一磁感应器件和第二磁感应器件,所述旋转控制电机包括第一旋转控制电机和第二旋转控制电机,所述第一磁感应器件和第一旋转控制电机电连接,所述第二磁感应器件和第二旋转控制电机电连接。

进一步优选地,所述第一磁感应器件和第二磁感应器件之间形成的角度范围为60°至120°。

进一步优选地,所述容栅传感器测量件包括反馈电路板、动栅和定栅,所述动栅的栅面朝向所述定栅。

进一步优选地,所述反馈电路板和位移控制电机电连接。

进一步优选的,所述夹持器至少有一部分为弧形。

本发明的另一目的在于扩大本发明一种适用于贴片机的运动控制装置的保护范围,提供一种适用于贴片机的运动控制方法,采用一种适用于贴片机的运动控制装置,该装置包括主体、位移控制部和旋转控制部,位移控制部包括活动杆、容栅传感器测量件和位移控制电机,旋转控制部包括夹持器、电路板、磁感应器件和旋转控制电机;方法包括如下步骤:

s1:将元件放置到夹持器上,保证磁感应器件位于主体上磁性件的磁场范围内;

s2:进行元件传输,容栅传感器测量件测量活动杆的位移距离,达到预定位移值之后关闭位移控制电机;

s3:电路板收集磁感应器件的信号,反馈至旋转控制电机;

s4:旋转控制电机对夹持器进行角度调整至预定角度,控制旋转控制电机关闭。

进一步优选地,执行步骤s2之前,建立预定位置值。

进一步优选地,执行步骤s4之前,建立预定角度值。

进一步优选地,执行步骤s3时,磁感应器件包括两组磁感应器件,分别记录两个方向上的旋转角度,电路板同时收集两个记录有旋转方向的信号,反馈至旋转控制电机。

本发明一种适用于贴片机的运动控制装置和方法有益效果在于:

1、贴片头的位置和角度控制精确,贴装精度高,识别时间可精确至500微秒,最短识别距离为20微米;

2、贴片效率高、至少提升贴装效率80%以上;

3、无需人工核准,节省人力物力,且控制方便。

附图说明

图1为本发明一个实施例的结构示意图;

图2为本发明一个实施例的安装示意图;

图3为本发明一个实施例的方法流程图;

图中:1、主体,11、磁性件,2、位移控制部,21、活动杆,22、容栅传感器测量件,221、反馈电路板,23、位移控制电机,3、旋转控制部,31、夹持器,32、电路板,33、磁感应器件,331、第一磁感应器件,332、第二磁感应器件,34、旋转控制电机,341、第一旋转控制电机,342、第二旋转控制电机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。

贴片机是一个集机、电、光等为一体的视觉机器人系统,具有多个自由度的贴片头、电路板传输定位系统、机械系统以及视觉定位系统等构成。除了位置关系的确定以外,其旋转角度的控制也十分重要。

其中贴片头的运动控制决定着贴片机的运作速度和贴装精度,然而目前大多数的贴片机的贴片头的运动控制精度和动作速度都不是很高,从而限制着的贴片机的贴装效率和精度。

实施例一:如图1、2所示,仅为本发明的其中一个实施例,为了达到更好地运动控制元件位置的效果,提出一种适用于贴片机的运动控制装置,包括主体1以及设置于所述主体1上的位移控制部2和旋转控制部3,所述主体1上设置有磁性件11,所述位移控制部2包括活动杆21、位移控制电机23以及设置于活动杆21上的容栅传感器测量件22,所述旋转控制部3包括设置于所述活动杆21端部的夹持器31、设置于所述夹持器31上的电路板32、与所述电路板32电连接的磁感应器件33以及与所述磁感应器件33电连接的旋转控制电机34,所述磁感应器件33设置于所述磁性件11的磁场范围内。

首先贴片头固定在夹持器31处,夹持器31有设置于活动杆21的端部,要想对贴片头进行运动控制,保持贴片机的贴装效率和精度,必须保证贴片头的位置和角度的精确可控。

然后是对贴片头的位置的控制,位移控制部2通过控制活动杆21的位置来控制贴片头的位置。

具体控制方式是通过容栅感应的原理来进行的,所述容栅传感器测量件22包括反馈电路板221、动栅和定栅,所述动栅的栅面朝向所述定栅,活动杆21和动栅连接,活动杆21的位移在容栅传感器测量件22中形成动栅和定栅之间的相对位移,电容发生变化,产生电信号至反馈电路221。不过有改进的是,所述反馈电路板221和位移控制电机23电连接,这里的反馈电路221不仅接收电容变化产生的信号,还进行校准得知运动反馈信号,还实时的将这个信号传输至位移控制电机23,方便位移控制电机23对活动杆21进行位置控制。

也就是说,操作人员提前预设一个贴装头位移值,那么活动杆21位移过程中,容栅传感器测量件22不仅对活动杆21的位移进行感应,而且还能对比当前位移量和预设位移值,对活动杆21下一步动作进行反馈,方便位移控制电机23对活动杆21进行控制,使得贴片头位移值指定的位置区域。

最后,贴片头位移到了指定位置之后,还需要对贴片头的角度进行控制,旋转控制部3通过对夹持着贴片头的夹持器的控制,从而对贴片头的旋转角度进行控制。

仅仅需要提前预设传导目的位置,原件和物料头均会精确传导至目的位置,精确至一微米,无需人工进行核准操作,至少可以提升贴装效率80%以上。

具体的控制方式是通过磁感应的原理来进行的,夹持器31上的磁感应器件33在磁性件11的磁场范围类进行移动,产生的霍尔感应信号传输至电路板和旋转控制电机34,从而得知夹持器31的偏转角度和偏转距离,从而调整夹持器31的角度,达到控制贴片头的角度的目的。

但是,旋转角度也是有多个方向的,为了对贴片头进行更精确的角度控制,需要从多个方向进行控制,那么需要对组旋转控制电机34进行控制。

所述磁感应器件33包括第一磁感应器件331和第二磁感应器件332,所述旋转控制电机34包括第一旋转控制电机341和第二旋转控制电机342,所述第一磁感应器件331和第一旋转控制电机341电连接,所述第二磁感应器件332和第二旋转控制电机342电连接。而且所述夹持器31至少有一部分为弧形,那么第一磁感应器件331和第二磁感应器件332分别设置在夹持器31的两个不同朝向角度的弧面上,所述第一磁感应器件331和第二磁感应器件332之间形成的角度范围为60°至120°,那么第一磁感应器件331和第二磁感应器件332分别对夹持器31各个方向上的旋转位移进行检测,得到的信号在电路板经过处理,分别传输至第一旋转控制电机341和第二旋转控制电机342,对夹持器31的旋转角度进行调整和控制。

和位移控制部2相同的是,这里的夹持器31旋转方位和角度都有一个预定值,对夹持器31的旋转角度控制也就是角度修正,第一磁感应器件331和第二磁感应器件332实时获取夹持器31的旋转角度,对比当前旋转角度和预定角度值,对第一旋转控制电机341和第二旋转控制电机342进行信号反馈,控制夹持器31旋转至预定角度值,对贴片头的旋转角度进行精确控制。

在容栅传感装置中,最小感应时间为500微秒,最小感应距离为1微米;

在磁感应器的使用中,最小感应时间为50微秒,最小感应距离为20微米;

那么根据容栅传感技术,可以精确将物件传导至指定位置进行贴装,而旋转角度则用感应更灵敏的磁感应技术进行感应,最终的贴片位置可精确值50微米级。

本发明一种适用于贴片机的运动控制装置,只需要输入控制数据,即可对贴片头的位置和角度控制精确,无需人工操作,且最终使得贴片效率高、贴装精度高。

实施例二:如图3所示,仅为本发明的其中一个实施例,本发明的为了方便对一种适用于贴片机的运动控制装置进行理解,提供一种适用于贴片机的运动控制方法,采用一种适用于贴片机的运动控制装置,该装置包括主体、位移控制部和旋转控制部,位移控制部包括活动杆、容栅传感器测量件和位移控制电机,旋转控制部包括夹持器、电路板、磁感应器件和旋转控制电机;方法包括如下步骤:

s1:将元件放置到夹持器上,保证磁感应器件位于主体上磁性件的磁场范围内;

保证磁感应器件实时将运动转化为霍尔信号,对元件(贴片头)进行监测和控制。

s2:进行元件传输,容栅传感器测量件测量活动杆的位移距离,达到预定位移值之后关闭位移控制电机;

这里是对活动杆的位移的控制,通过容栅感应的方式获取活动杆的位置,进行校准之后,将元件(贴片头)传输至预定位置。当然在这之前,建立预定位置值。

s3:电路板收集磁感应器件的信号,反馈至旋转控制电机;

步骤s3是对夹持器的角度的检测,实时获取夹持器的旋转方向和角度,将此信号反馈给旋转控制电机,方便对夹持器的角度进行控制。

s4:旋转控制电机对夹持器进行角度调整至预定角度,旋转控制电机关闭。

夹持器的旋转方向和角度反馈给旋转控制电机,就需要对夹持器进行控制了,将夹持器转向预定角度。同样的是,在执行步骤s4这一步之前,需要建立预定角度值。

需要注意的是,由于旋转的角度是具有多个方向的,那么在执行步骤s3时,磁感应器件包括两组磁感应器件,分别记录两个方向上的旋转角度,电路板同时收集两个记录有旋转方向的信号,反馈至旋转控制电机。

这里旋转控制电机也有两个,分别对夹持器的两个方向的角度进行调整控制,从而达到元件(贴片头)的角度精确控制。

本发明一种适用于贴片机的运动控制装置和方法贴片头的位置和角度控制精确,从而贴片效率高、贴装精度高,且控制方便,无需人工核准,节省人力物力。

虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明,但是本领域的技术人员应该理解,以上示例仅是为了进行说明,而不是为了限制本发明的范围,本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例来做出各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的方向或者超越所附权利要求书所定义的范围。本领域的技术人员应该理解,凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围。

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