一種多功能貼片頭的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種多功能貼片頭，包括托架、X軸導向裝置和拍照系統，以及連接在托架上的、兩套相向排列的芯片拾取機構和一套R軸旋轉系統。相向排列的兩套芯片拾取機構可在一次行程中，實現多個芯片的快速拾取，提高了拾取效率，同時，利用一套R軸旋轉系統對兩套芯片拾取機構中的八個吸桿角度進行同時調整，從而實現了八個芯片的逐個貼裝，大大提高了貼裝效率，保證了貼裝質量。改進后的貼片頭，體積小、重量輕，貼裝精度高，貼裝質量穩定、可靠，可滿足大種類、大批量的電路板的快速貼裝需要。
【專利說明】
一種多功能貼片頭
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種用于貼片機上的貼片頭，特別涉及一種具有排列式吸嘴，可實現一次行程多次拾取和貼裝芯片的多功能貼片頭，屬于電子貼裝技術領域。
【背景技術】
[0002]在電子貼裝領域中，貼片機作為支柱型設備具有貼裝速度快、貼裝精度高，貼裝質量穩定、可靠的優點，其徹底改變了貼裝領域勞動密集型企業的特點，使芯片貼裝過程自動進行，大大提高了生產效率，解放了勞動力，是現代貼裝行業必不可少的設備。
[0003]貼片機按供料方式分為普通貼片機和自動喂料式貼片機。其中，普通貼片機采用撥料器進行撥料，通過貼片頭上的芯片拾取機構進行料帶上芯片的拾取，然后完成貼裝過程。撥料器通常安裝在貼片頭上，采用一個獨立電機進行驅動，當吸嘴拾取芯片前，獨立電機首先驅動撥料器進行料帶撥料，使料帶上的芯片位于吸嘴拾取范圍內，然后，芯片拾取機構的驅動電機驅動吸嘴進行芯片拾取，直至芯片貼裝完成。其工作流程中，貼片頭的主要任務包括撥料、拾取和貼裝，撥料和拾取過程采用不同的電機進行驅動，不僅會占用較大的貼片頭空間，使貼片頭整體尺寸偏大，還會增加貼片頭重量，不利于貼片頭的高精度貼裝過程。
[0004]自動喂料式貼片機主要依靠自動喂料器進行喂料，貼片頭上的芯片拾取機構通過與自動喂料器的配合，在往復行駛過程中，完成芯片的拾取和貼裝。由于自動喂料器具有撥料、供料的自動過程，所以，貼片頭結構相對簡單，運行穩定性提高，也給后期開發留下了發展空間。
[0005]近年來，隨著貼裝芯片尺寸的縮小，以及待貼裝產品的復雜化，針對一塊待貼裝電路板的芯片貼裝種類和數量越來越多，為提高貼裝效率，減少貼裝行程，對現有貼片頭結構進行改進就成為必然。
【發明內容】
[0006]鑒于上述現有情況，本實用新型旨在提供一種控制方便、維護簡單，可實現一次行程多個芯片快速拾取和貼裝的、帶有排列式吸嘴的多功能貼片頭，以滿足不斷提出的貼裝需要，提尚貼裝效率。
[0007]本實用新型是通過以下技術方案來實現的:
[0008]—種多功能貼片頭，包括托架、X軸導向裝置和拍照系統，還包括連接在托架上的、兩套相向排列的芯片拾取機構，以及一套R軸旋轉系統。
[0009]所述芯片拾取機構包括面板和四套芯片拾取單元;面板固定在托架頂部;芯片拾取單元包括伺服電機、Z軸傳動系統、Z軸導軌、Z軸光電開關、吸桿組件和連接塊;伺服電機和Z軸光電開關分別固定在面板的背面和正面;Z軸導軌沿豎直方向固定在面板正面;Z軸傳動系統連接在伺服電機與連接塊之間。
[0010]所述吸桿組件包括帶有花鍵的吸桿、軸承座、Z軸滑塊座、Z軸光電作用片、連接套、惰輪和皮帶輪，Z軸滑動座內設有支撐軸承，吸桿頂部連接在支撐軸承中，Z軸滑動座與連接塊相連接，Z軸滑動座的后端與Z軸導軌相配合;Z軸光電作用片固定在Z軸滑動座上;連接套內設有凸棱，連接套套在吸桿上并與吸桿上的花鍵相配合;惰輪和皮帶輪分別固定在連接套上;連接套連接在軸承座中，軸承座支撐在托架上。
[0011]所述R軸旋轉系統包括R軸電機、兩條同步帶、R軸光電開關和R軸光電作用片;R軸電機固定在托架上，R軸電機位于相向排列的兩排吸桿組件的一側，R軸電機的輸出軸上設有上、下兩個同步帶輪，兩條同步帶分別連接在兩個同步帶輪上，每條同步帶分別與四個吸桿上的皮帶輪相連接，同步帶帶動下的皮帶輪旋轉方向保持相同;R軸光電開關固定在靠近R軸電機的托架上，R軸光電作用片固定在與R軸光電開關對應的R軸電機的輸出軸上。
[0012]所述X軸導向裝置和拍照系統分別固定在相向排列的面板背面。
[0013]所述吸桿分為左、右四列，每條同步帶呈‘8’字型分別纏繞在相互間隔的兩列吸桿的皮帶輪上。
[0014]所述R軸旋轉系統中還包括兩個張緊輪，張緊輪連接在托架上，兩個張緊輪分別作用在兩個同步帶上。
[0015]所述吸桿分為前、后兩排;所述R軸旋轉系統中還包括四個導向輥，四個導向輥分別設置在前、后排吸桿的第1、2吸桿和第2、3吸桿之間，每條同步帶呈蛇型分別纏繞在每排四個吸桿的皮帶輪和兩個導向輥之間。
[0016]所述R軸旋轉系統中還包括兩個張緊輪，張緊輪連接在托架上，兩個張緊輪分別作用在R軸電機輸出端的兩個同步帶上。
[0017]所述Z軸傳動系統為同步帶傳動，同步帶兩端的同步輪分別固定在面板正面;連接塊固定在同步帶上。
[0018]所述Z軸傳動系統為相互配合的絲杠與螺母傳動，螺母活動連接在絲杠上，連接塊連接在螺母上。
[0019]本實用新型所述的一種多功能貼片頭，通過在貼片頭上設置相向排列的兩套芯片拾取機構，在一次行程的前提下，實現了多個芯片的快速拾取，提高了拾取效率，同時，利用一套R軸旋轉系統對兩套芯片拾取機構中的八個吸桿角度進行同時調整，從而完成一個相應芯片的貼裝后，逐個完成其它芯片的快速貼裝，大大提高了貼裝效率，保證了貼裝質量。其中，使用一個R軸電機，可有效降低生產成本，減少維護費用，節省貼片頭空間，同時，減輕了貼片頭重量，使貼裝過程更準確，貼裝質量更穩定。改進后的貼片頭，能滿足大種類、大批量的電路板貼裝需要，貼裝速度成倍提高。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型所述一種多功能貼片頭的結構示意圖一；
[0021]圖2為圖1的A-A向視不意圖；
[0022]圖3為圖1的B-B向剖視示意圖；
[0023]圖4為本實用新型中吸桿組件的結構示意圖；
[0024]圖5為本實用新型所述一種多功能貼片頭的局部結構示意圖二；
[0025]圖6為圖5的俯視圖。
【具體實施方式】
[0026]本實用新型的中心是:在增加吸桿數量的前提下，實現一次行程多個芯片的快速拾取，同時，利用一個R軸旋轉系統，帶動多個吸桿旋轉，在保證芯片角度的前提下，實現多個芯片的快速貼裝，從而最終達到提高貼裝效率的目的。
[0027]下面結合附圖1、圖2、圖3、圖4對本實用新型作進一步的描述:
[0028]本實用新型所述的一種多功能貼片頭，包括托架1、X軸導向裝置3和拍照系統2，以及連接在托架I上的、兩套相向排列的芯片拾取機構4和一套R軸旋轉系統。其中，兩套相向排列的芯片拾取機構4可以大大降低貼片頭占用的空間，同時，可保證兩套芯片拾取機構4在一套R軸旋轉系統的控制下，完成芯片的快速拾取和準確貼裝。
[0029]芯片拾取機構4包括面板5和四套芯片拾取單元。面板5固定在托架I頂部，芯片拾取單元包括伺服電機6、Z軸傳動系統7、Z軸導軌9、Z軸光電開關10、吸桿組件和連接塊8。其中，伺服電機6和Z軸光電開關10分別固定在面板5的背面和正面，伺服電機6相互上、下錯開。Z軸傳動系統7為同步帶傳動，同步帶兩端的同步輪分別固定在面板5正面，伺服電機6通過頂部的同步輪帶動同步帶旋轉。連接塊8固定在同步帶上，連接塊8隨著同步帶的旋轉上、下移動。
[0030]吸桿組件包括帶有花鍵的吸桿18、軸承座22、Z軸滑塊座12、Z軸光電作用片11、連接套19、惰輪20和皮帶輪212軸滑動座12內設有支撐軸承，吸桿18頂部連接在支撐軸承中，Z軸滑動座12與連接塊8相連接，Z軸導軌9沿豎直方向固定在面板5正面，Z軸滑動座12的后端與Z軸導軌9相配合。Z軸光電作用片11固定在Z軸滑動座12上，Z軸光電開關10通過Z軸光電作用片11可隨時確定吸桿18的初始位置，保證芯片拾取和貼裝過程正常進行。連接套19為一個套筒狀，連接套19內設有凸棱，連接套19套在吸桿18上并與吸桿18上的花鍵相配合，連接套19插接在軸承座22中，軸承座22支撐在托架I上，惰輪20和皮帶輪21分別固定在連接套19上，皮帶輪21通過連接套19和花鍵的配合，可在R軸方向上帶動吸桿18旋轉。而吸桿18在花鍵和Z軸導軌9的導向下，在連接塊8和Z軸滑動座12的帶動下，又可在垂直方向上、下移動。
[0031]R軸旋轉系統包括R軸電機16、兩條同步帶14、R軸光電開關15和R軸光電作用片。R軸電機16固定在托架I上，R軸電機16位于相向排列的兩排吸桿組件的一側，R軸電機16的輸出軸上設有上、下兩個同步帶輪17，兩條同步帶14分別連接在兩個同步帶輪17上。本例中，吸桿18分為左、右四列，每條同步帶14呈‘8’字型分別纏繞在相互間隔的兩列吸桿的四個皮帶輪21上，同步帶14帶動下的皮帶輪21旋轉方向保持相同。由于，同步帶14在四列吸桿18中間隔纏繞，同步帶14的背面會與未被纏繞的吸桿18上的惰輪20相接觸，不會因未被纏繞的吸桿18給同步帶14帶來較大摩擦力。為保證同步帶14纏繞的可靠性，在R軸旋轉系統中還包括兩個張緊輪13，張緊輪13連接在托架I上，兩個張緊輪13分別作用在兩個同步帶14上。R軸光電開關15作為吸桿R軸旋轉的起始位控制開關，其固定在靠近R軸電機16的托架I上，R軸光電作用片固定在與R軸光電開關15對應的R軸電機輸出軸上。
[0032]X軸導向裝置3和拍照系統2分別固定在相向排列的面板5背面。X軸導向裝置3用于連接貼片機上的X軸傳動系統，實現貼片頭的X向移動。拍照系統2用于校對待貼裝電路板的位置，保證貼裝過程的準確性。
[0033]實際工作中，八個吸桿18隨著貼片頭的一次拾取行程，在各自芯片拾取單元的控制下，通過伺服電機6、Z軸傳動系統7和連接塊8，帶動Z軸滑塊座12和吸桿18向下運動，并在Z軸導軌9和Z軸滑塊座12的限制下，以及Z軸光電作用片11和Z軸光電開關10對吸桿18初始位的判斷下，逐個、順序地完成八個芯片的拾取，從而減少了拾取行程的次數，提高了芯片拾取效率。當貼片頭移動到待貼裝位置時，根據待貼裝芯片的位置校驗結果，控制器控制R軸電機16旋轉一定角度，R軸電機輸出軸上的兩個同步帶14轉動，并分別通過皮帶輪21帶動八個吸桿18同步旋轉相應角度，相應芯片開始貼裝，貼裝完成后，R軸電機16反向旋轉同樣角度，R軸光電開關15檢測到R軸光電作用片后，反饋全部吸桿18處于初始狀態信息到控制器中，控制器開始下一芯片的貼裝控制，如此反復，不斷進行，大大提高了貼裝效率。
[0034]當然，上述結構中，如圖6、圖5所示，相向排列的八個吸桿也可分為前、后兩排，R軸旋轉系統中還包括四個導向輥31，四個導向輥31分別設置在前、后排吸桿的第1、2吸桿和第
2、3吸桿之間，每條同步帶呈蛇型分別纏繞在每排四個吸桿的皮帶輪和兩個導向輥31之間，這樣，即可方便纏繞過程，保證每個皮帶輪的旋轉方向相同，又方便后期維護，避免兩條同步帶相互干擾。為保證同步帶隨時處于張緊狀態，在靠近R軸電機輸出端的托架兩側還設有開口槽，張緊輪連接在托架的開口槽上，兩個張緊輪分別作用在R軸電機輸出端的兩個同步帶上。
【主權項】
1.一種多功能貼片頭，包括托架、X軸導向裝置和拍照系統，其特征在于，還包括連接在托架上的、兩套相向排列的芯片拾取機構，以及一套R軸旋轉系統； 所述芯片拾取機構包括面板和四套芯片拾取單元;所述面板固定在托架頂部;所述芯片拾取單元包括伺服電機、Z軸傳動系統、Z軸導軌、Z軸光電開關、吸桿組件和連接塊;所述伺服電機和Z軸光電開關分別固定在面板的背面和正面;所述Z軸導軌沿豎直方向固定在面板正面;所述Z軸傳動系統連接在伺服電機與連接塊之間； 所述吸桿組件包括帶有花鍵的吸桿、軸承座、Z軸滑塊座、Z軸光電作用片、連接套、惰輪和皮帶輪，所述Z軸滑動座內設有支撐軸承，吸桿頂部連接在支撐軸承中，Z軸滑動座與連接塊相連接，Z軸滑動座的后端與Z軸導軌相配合;所述Z軸光電作用片固定在Z軸滑動座上;所述連接套內設有凸棱，連接套套在吸桿上并與吸桿上的花鍵相配合;所述惰輪和皮帶輪分別固定在連接套上;所述連接套連接在軸承座中，軸承座支撐在托架上； 所述R軸旋轉系統包括R軸電機、兩條同步帶、R軸光電開關和R軸光電作用片;所述R軸電機固定在托架上，R軸電機位于相向排列的兩排吸桿組件的一側，R軸電機的輸出軸上設有上、下兩個同步帶輪，兩條同步帶分別連接在兩個同步帶輪上，每條同步帶分別與四個吸桿上的皮帶輪相連接，同步帶帶動下的皮帶輪旋轉方向保持相同;所述R軸光電開關固定在靠近R軸電機的托架上，R軸光電作用片固定在與R軸光電開關對應的R軸電機的輸出軸上； 所述X軸導向裝置和拍照系統分別固定在相向排列的面板背面。2.根據權利要求1所述的一種多功能貼片頭，其特征在于，所述吸桿分為左、右四列，每條同步帶呈‘8’字型分別纏繞在相互間隔的兩列吸桿的皮帶輪上。3.根據權利要求2所述的一種多功能貼片頭，其特征在于，所述R軸旋轉系統中還包括兩個張緊輪，所述張緊輪連接在托架上，兩個張緊輪分別作用在兩個同步帶上。4.根據權利要求1所述的一種多功能貼片頭，其特征在于，所述吸桿分為前、后兩排;所述R軸旋轉系統中還包括四個導向輥，四個導向輥分別設置在前、后排吸桿的第1、2吸桿和第2、3吸桿之間，每條同步帶呈蛇型分別纏繞在每排四個吸桿的皮帶輪和兩個導向輥之間。5.根據權利要求4所述的一種多功能貼片頭，其特征在于，所述R軸旋轉系統中還包括兩個張緊輪，所述張緊輪連接在托架上，兩個張緊輪分別作用在R軸電機輸出端的兩個同步帶上。6.根據權利要求1所述的一種多功能貼片頭，其特征在于，所述Z軸傳動系統為同步帶傳動，同步帶兩端的同步輪分別固定在面板正面;所述連接塊固定在同步帶上。7.根據權利要求1所述的一種多功能貼片頭，其特征在于，所述Z軸傳動系統為相互配合的絲杠與螺母傳動，螺母活動連接在絲杠上，連接塊連接在螺母上。
【文檔編號】H05K3/30GK205430794SQ201520643406
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年8月25日
【發明人】趙永先, 張延忠, 杜偉濤
【申請人】北京中科同志科技有限公司