CN104244604A - Smt贴片机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种SMT贴片机，包括运动控制***、工作台、喂料装置、Z轴升降机构、Y轴进给机构、X轴进给机构、Z轴升降机构和吸头机构，其中，所述喂料装置、Z轴升降机构分别设置在所述工作台上，所述Y轴进给机构设置在所述Z轴升降机构上，所述X轴进给机构设置在所述Y轴进给机构上，所述Z轴升降机构设置在所述X轴进给机构上，所述吸头机构设置在所述Z轴升降机构上，所述Y轴进给机构包括平行设置在所述Z轴升降机构上的第一Y轴导轨、第二Y轴导轨和第三Y轴导轨。本发明的有益效果是：通过第一Y轴导轨、第二Y轴导轨、第三Y轴导轨形成三导轨导向，不会因为单边驱动受力不均而导致扭曲变形，从而提高了贴片精度。

Description

SMT贴片机

技术领域

本发明涉及贴片机，尤其涉及一种SMT贴片机。

背景技术

SMT（表面组装技术，Surface Mount Technology的缩写）贴片机技术被称为“电子生产技术的第三次革命”，被广泛应用于电子信息、航空、航天、兵器、船舶、家电、汽车、机械、仪表等领域。国外发达国家电子信息产品SMT化率大约在80～90%左右，而我国目前只有50%左右。

从2006年至今，中国自动贴片机市场年平均增长率达37.2%。贴片机需求仍将保持平稳增长。自动贴片机在中国的主要市场——手机、笔记本电脑、数码相机及家用电器等领域发展迅猛，贴片机曾是我国“七五”、“八五”、“九五”中电子装备类别的重点发展项目之一，几家单位分别进行了研制，并取得了大量科研成果。虽然这些研究成果没有实现产业化，但为后来者积累了宝贵的经验。长期以来，贴片机都是从国外进口，贴片机国产化一直是中国人的梦。

截止到2013年8月，我国贴片机总保有量近60万台，SMT生产线大约20万条，中国SMT自动贴片机市场已占全球40%，中国已成为全球最大、最重要的SMT市场。中国SMT产业主要集中在珠三角、长三角、环渤海地区，其中广东、福建、浙江、上海、江苏、山东、天津、北京以及辽宁等省市SMT/EMS的总量占全国80%以上。长期以来，国外贴片机一统国内SMT市场，2005年到2012年国内每年都会从日本、韩国、德国、新加坡和美国等国家进口10000多台贴片机（要花费150亿人民币）。

目前，现有贴片机的贴片精度较低，尤其是Y轴机构单边驱动受力不均而导致扭曲变，从而导致了精度较低。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种贴片精度较高的SMT贴片机。

本发明提供了一种SMT贴片机，包括运动控制***、工作台、喂料装置、Z轴升降机构、Y轴进给机构、X轴进给机构、Z轴升降机构和吸头机构，其中，所述喂料装置、Z轴升降机构分别设置在所述工作台上，所述Y轴进给机构设置在所述Z轴升降机构上，所述X轴进给机构设置在所述Y轴进给机构上，所述Z轴升降机构设置在所述X轴进给机构上，所述吸头机构设置在所述Z轴升降机构上，所述Y轴进给机构包括平行设置在所述Z轴升降机构上的第一Y轴导轨、第二Y轴导轨和第三Y轴导轨，所述第一Y轴导轨设置在所述Z轴升降机构的一侧，所述第二Y轴导轨、第三Y轴导轨设置在所述Z轴升降机构的另一侧，所述Y轴进给机构还包括Y轴滑块和驱动所述Y轴滑块沿第一Y轴导轨、第二Y轴导轨、第三Y轴导轨滑动的Y轴驱动部，所述Y轴滑块架设在所述第一Y轴导轨、第二Y轴导轨、第三Y轴导轨上，所述Y轴滑块分别与所述第一Y轴导轨、第二Y轴导轨、第三Y轴导轨形成移动副，所述X轴进给机构固定在所述Y轴滑块上，所述运动控制***分别与所述喂料装置、Z轴升降机构、Y轴进给机构、X轴进给机构、Z轴升降机构和吸头机构电连接。

作为本发明的进一步改进，所述第二Y轴导轨位于所述第一Y轴导轨、第三Y轴导轨之间，所述第二Y轴导轨与所述第一Y轴导轨的间距大于所述第二Y轴导轨与所述第三Y轴导轨的间距。

作为本发明的进一步改进，所述Y轴滑块包括位于中间的窄板部和位于两端的第一宽板部、第二宽板部，所述第一宽板部的Y轴方向的长度大于所述窄板部的Y轴方向的长度，所述第二宽板部的Y轴方向的长度大于所述窄板部的Y轴方向的长度，所述Y轴滑块分别垂直于所述第一Y轴导轨、第二Y轴导轨、第三Y轴导轨，所述第一宽板部与所述第一Y轴导轨滑动连接，所述第二宽板部分别与所述第二Y轴导轨、第三Y轴导轨滑动连接。

作为本发明的进一步改进，所述Y轴驱动部包括Y轴伺服电机、Y轴联轴器、Y轴丝杆和Y轴丝杆螺母座，其中，所述Y轴伺服电机通过所述Y轴联轴器与所述Y轴丝杆连接，所述Y轴丝杆螺母座设置在所述Y轴丝杆上并与其形成螺旋副，所述Y轴丝杆螺母座与所述Y轴滑块连接。

作为本发明的进一步改进，所述Y轴丝杆位于所述第二Y轴导轨、第三Y轴导轨之间。

作为本发明的进一步改进，所述第一Y轴导轨上设有Y轴极限位置限位开关，所述Y轴极限位置限位开关与所述运动控制***电连接。

作为本发明的进一步改进，所述喂料装置包括喂料导轨和喂料器，所述喂料器设置在所述喂料导轨上，所述喂料器位于所述Z轴升降机构、工作台之间。

作为本发明的进一步改进，所述吸头机构包括吸头和与所述吸头连接的旋转电机，所述吸头通过旋转接头连接有吸真空装置。

作为本发明的进一步改进，所述吸头机构悬于所述第一Y轴导轨、第二Y轴导轨之间。

作为本发明的进一步改进，所述喂料装置位于所述第一Y轴导轨、第二Y轴导轨之间。

本发明的有益效果是：通过第一Y轴导轨、第二Y轴导轨、第三Y轴导轨形成三导轨导向，不会因为单边驱动受力不均而导致扭曲变形，从而提高了贴片精度。

附图说明

图1是本发明一种SMT贴片机的立体结构示意图；

图2是本发明一种SMT贴片机的Y轴进给机构的结构示意图；

图3是本发明一种SMT贴片机的另一视角的立体结构示意图；

图4是本发明一种SMT贴片机的Z轴升降机构的主视图；

图5是本发明一种SMT贴片机的Z轴升降机构的左视图；

图6是本发明一种SMT贴片机的Z轴升降机构的立体结构示意图；

图7是本发明一种SMT贴片机的多相机识别装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。

图1至图7中的附图标号为：喂料器1；Y轴极限位置限位开关2；第一Y轴导轨3；吸头4；平台原点5；旋转电机6；旋转接头7；X轴滚珠丝杆8；负压检测开关9；Z轴同步带10；Z轴原点11；X轴导轨12；Y轴伺服电机13；Y轴联轴器14；Y轴丝杆螺母座15；X轴伺服电机16；Y轴丝杆17；第三Y轴导轨18；第二Y轴导轨19；Y轴滑块20；喂料导轨21；气动过滤器22；Z轴升降机构23；精密导向轴承231； 精密导向杆232；边支撑板233；升降摩擦板234；精密滚动轴承235；顶针236；精密滚珠丝杆237；升降元点感应器238；Z轴升降伺服电机239；丝杆支撑座2310；到板感应器24；挡板气缸25；吸头进气口26；工控机27；光源28；摄像头29。

如图1所示至图7所示，一种SMT贴片机，包括运动控制***、工作台、喂料装置、Z轴升降机构23、Y轴进给机构、X轴进给机构、Z轴升降机构和吸头机构，其中，所述喂料装置设置在所述工作台前端，所述Z轴升降机构23设置在所述工作台上，所述Y轴进给机构设置在所述Z轴升降机构23上，所述X轴进给机构设置在所述Y轴进给机构上，所述Z轴升降机构设置在所述X轴进给机构上，所述吸头机构设置在所述Z轴升降机构上，所述Y轴进给机构包括平行设置在所述Z轴升降机构23上的第一Y轴导轨3、第二Y轴导轨19和第三Y轴导轨28，所述第一Y轴导轨3设置在所述Z轴升降机构23的一侧，所述第二Y轴导轨19、第三Y轴导轨18设置在所述Z轴升降机构23的另一侧，所述Y轴进给机构还包括Y轴滑块20和驱动所述Y轴滑块20沿第一Y轴导轨3、第二Y轴导轨19、第三Y轴导轨18滑动的Y轴驱动部，所述Y轴滑块20架设在所述第一Y轴导轨3、第二Y轴导轨19、第三Y轴导轨18上，所述Y轴滑块20分别与所述第一Y轴导轨3、第二Y轴导轨19、第三Y轴导轨18形成移动副，所述X轴进给机构固定在所述Y轴滑块20上，所述运动控制***通过I/O接口板分别与所述喂料装置、Z轴升降机构23、Y轴进给机构、X轴进给机构、Z轴升降机构和吸头机构电连接。

如图1所示至图7所示，所述运动控制***优选为运动控制卡。

如图1所示至图7所示，所述第一Y轴导轨3、第二Y轴导轨19和第三Y轴导轨28形成左右支梁机构。

如图1所示至图7所示，所述第二Y轴导轨19位于所述第一Y轴导轨3、第三Y轴导轨18之间，所述第二Y轴导轨19与所述第一Y轴导轨3的间距大于所述第二Y轴导轨19与所述第三Y轴导轨18的间距。

如图1所示至图7所示，所述Y轴滑块20包括位于中间的窄板部和位于两端的第一宽板部、第二宽板部，所述Y轴滑块20大致为两头大、中间小的哑铃状或者是“工”字状，所述第一宽板部的Y轴方向的长度大于所述窄板部的Y轴方向的长度，所述第二宽板部的Y轴方向的长度大于所述窄板部的Y轴方向的长度，所述Y轴滑块20分别垂直于所述第一Y轴导轨3、第二Y轴导轨19、第三Y轴导轨18，所述第一宽板部与所述第一Y轴导轨3滑动连接，所述第二宽板部分别与所述第二Y轴导轨19、第三Y轴导轨18滑动连接。

如图1所示至图7所示，所述Y轴驱动部包括Y轴伺服电机13、Y轴联轴器14、Y轴丝杆17和Y轴丝杆螺母座15，其中，所述Y轴伺服电机13通过所述Y轴联轴器14与所述Y轴丝杆17连接，所述Y轴丝杆螺母座15设置在所述Y轴丝杆17上并与其形成螺旋副，所述Y轴丝杆螺母座15与所述Y轴滑块20连接，可通过Y轴伺服电机13驱动所述Y轴滑块20沿所述第一Y轴导轨3、第二Y轴导轨19、第三Y轴导轨18进行Y轴方向的直线进给，进而带动吸头4进行Y轴方向的直线进给。

如图1所示至图7所示，所述Y轴丝杆17位于所述第二Y轴导轨19、第三Y轴导轨18之间，可以更好的避免单边驱动受力不均而导致扭曲变形，进一步提高了贴片精度。

如图1所示至图7所示，所述第一Y轴导轨3上设有Y轴极限位置限位开关2，所述Y轴极限位置限位开关2与所述运动控制***电连接。

如图1所示至图7所示，所述喂料装置包括喂料导轨21和喂料器1，喂料器1可以沿喂料导轨21完成喂料，所述喂料器1设置在所述喂料导轨21上，所述喂料器1位于所述Z轴升降机构23、工作台之间，所述Z轴升降机构23可以根据所述喂料器1的厚度为调整其高度，以适应不同规格的贴片。

如图1所示至图7所示，所述吸头机构包括吸头4和与所述吸头连接的旋转电机6，所述吸头4通过旋转接头7、吸头进气口26连接有吸真空装置。

如图1所示至图7所示，所述吸头机构悬于所述第一Y轴导轨3、第二Y轴导轨19之间。

如图1所示至图7所示，所述喂料装置位于所述第一Y轴导轨3、第二Y轴导轨19之间。

如图1所示至图7所示，所述Z轴升降机构23上设有平台原点5，用于吸头4的原点定位。

如图1所示至图7所示，所述X轴进给机构包括X轴滑块、X轴滚珠丝杆8、X轴导轨12、X轴伺服电机16和X轴丝杆螺母座，所述X轴伺服电机16通过X轴联轴器与所述X轴滚珠丝杆8连接，所述X轴滚珠丝杆8与所述X轴丝杆螺母座为螺旋副，所述X轴滑块设置在所述X轴丝杆螺母座上，所述X轴伺服电机16设置在所述Y轴滑块20上，所述Z轴升降机构设置在所述X轴滑块上，所述Z轴升降机构包括Z轴同步带10和Z轴滑块，所述Z轴同步带10、吸头机构设置在所述Z轴滑块上，所述Z轴滑块上设有Z轴原点11和负压检测开关9，所述工作台上设有气动过滤器22，所述吸头4与所述吸头进气口26之间设有进气通道，所述气动过滤器22设置在所述进气通道内。

如图1所示至图7所示，所述Z轴升降机构23包括升降平台、精密导向轴承231、精密导向杆232、边支撑板233、升降摩擦板234、精密滚动轴承235、顶针236、精密滚珠丝杆237、升降元点感应器238、Z轴升降伺服电机239和丝杆支撑座2310，所述Z轴升降伺服电机239与所述精密滚珠丝杆237连接，所述丝杆支撑座2310设置在所述工作台上，所述精密滚珠丝杆237设置在所述丝杆支撑座2310上，所述精密滚珠丝杆237与所述精密滚动轴承235连接，所述边支撑板233、顶针236设置在所述升降平台上，所述升降平台与所述升降摩擦板234连接，所述升降摩擦板234与所述精密滚动轴承235相配合，所述升降摩擦板234设有升降斜面，所述升降摩擦板234的升降斜面与所述精密滚动轴承235相切，所述升降元点感应器238设置在所述升降平台上，所述精密导向轴承231设置在所述工作台上，所述精密导向杆232穿设在所述精密导向轴承231上，所述精密导向杆232与所述升降平台连接。

如图1所示至图7所示，所述Z轴滑块上设有到板感应器24和挡板气缸25，所述工作台上设有工控机27，所述工控机27与所述运动控制***电连接。

如图1所示至图7所示，所述SMT贴片机还包括多相机识别装置，所述多相机识别装置包括光源28、摄像头29和图像卡，所述图像卡与所述工控机27电连接，所述摄像头29与所述图像卡电连接，6个吸头4对分别应6个摄像头29，吸头4移动到吸料位置吸取6个元件（如：电阻、电容、IC、灯珠等），吸起来后移动到摄像头29位置进行抓拍图像（需要60ms时间），抓拍完成后移动到贴片位置进行贴片，在移动过程中，对6个摄像头29抓拍的图像进行识别（需要200ms时间，此过程与运动同步进行，所以不占用时间），识别元件的中心位置和角度偏差，在移动到贴片位置的时候，识别已经完成，在贴片的时候会把图像识别的结果补偿进去，贴片精度可以达到0.05mm。传统国外贴片机的拍照方式是采用一个飞行相机，即六个吸头4要在同一个摄像头29上匀速经过才行，其需要花费的时间大概为700ms，而此***在图像识别上花费的时间综合算起来不过200ms（包括加减速时间），所以一个贴片周期可以节省0.5s左右，大大提高了贴片效率。

本发明提供的一种SMT贴片机，实现了三坐标和***I/O接口控制，保证运动的准确性和快速响应性，配合机械、视觉模块实现整机功能。工业PC是整个控制***的核心，实现整机数据的采集传送、分析处理功能，并向各部分发出指令，完成机械传动、图像处理及检测功能。运动控制***主要实现三坐标运动控制信号的采集， 传送各种加工数据，动作执行指令功能等。图像卡主要是采集和传送各种贴装元器件和PCB板上标识点的数据。

本发明提供的一种SMT贴片机，为适应不同厚度的基板，平台通过Z轴升降机构23实现自动调节高度的功能，以保证贴片的位置不变（平台上放有可手动调整位置的边支撑板233及顶针236，如果基板下有别的元器件，可手动调整边支撑板233的位置来避开），本机的升降平台是用Z轴升降伺服电机239带动精密滚珠丝杆237，连两个精密滚动轴承235推动升降平台的升降摩擦板234，在精密导向杆232导向后进行升降，精度大约可达0.01mm。

本发明提供的一种SMT贴片机，结构简单，成本低，运行可靠，并且精度较高。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种SMT贴片机，其特征在于：包括运动控制***、工作台、喂料装置、Z轴升降机构、Y轴进给机构、X轴进给机构、Z轴升降机构和吸头机构，其中，所述喂料装置、Z轴升降机构分别设置在所述工作台上，所述Y轴进给机构设置在所述Z轴升降机构上，所述X轴进给机构设置在所述Y轴进给机构上，所述Z轴升降机构设置在所述X轴进给机构上，所述吸头机构设置在所述Z轴升降机构上，所述Y轴进给机构包括平行设置在所述Z轴升降机构上的第一Y轴导轨、第二Y轴导轨和第三Y轴导轨，所述第一Y轴导轨设置在所述Z轴升降机构的一侧，所述第二Y轴导轨、第三Y轴导轨设置在所述Z轴升降机构的另一侧，所述Y轴进给机构还包括Y轴滑块和驱动所述Y轴滑块沿第一Y轴导轨、第二Y轴导轨、第三Y轴导轨滑动的Y轴驱动部，所述Y轴滑块架设在所述第一Y轴导轨、第二Y轴导轨、第三Y轴导轨上，所述Y轴滑块分别与所述第一Y轴导轨、第二Y轴导轨、第三Y轴导轨形成移动副，所述X轴进给机构固定在所述Y轴滑块上，所述运动控制***分别与所述喂料装置、Z轴升降机构、Y轴进给机构、X轴进给机构、Z轴升降机构和吸头机构电连接。

2.根据权利要求1所述的SMT贴片机，其特征在于：所述第二Y轴导轨位于所述第一Y轴导轨、第三Y轴导轨之间，所述第二Y轴导轨与所述第一Y轴导轨的间距大于所述第二Y轴导轨与所述第三Y轴导轨的间距。

3.根据权利要求1或2所述的SMT贴片机，其特征在于：所述Y轴滑块包括位于中间的窄板部和位于两端的第一宽板部、第二宽板部，所述第一宽板部的Y轴方向的长度大于所述窄板部的Y轴方向的长度，所述第二宽板部的Y轴方向的长度大于所述窄板部的Y轴方向的长度，所述Y轴滑块分别垂直于所述第一Y轴导轨、第二Y轴导轨、第三Y轴导轨，所述第一宽板部与所述第一Y轴导轨滑动连接，所述第二宽板部分别与所述第二Y轴导轨、第三Y轴导轨滑动连接。

4.根据权利要求1所述的SMT贴片机，其特征在于：所述Y轴驱动部包括Y轴伺服电机、Y轴联轴器、Y轴丝杆和Y轴丝杆螺母座，其中，所述Y轴伺服电机通过所述Y轴联轴器与所述Y轴丝杆连接，所述Y轴丝杆螺母座设置在所述Y轴丝杆上并与其形成螺旋副，所述Y轴丝杆螺母座与所述Y轴滑块连接。

5.根据权利要求4所述的SMT贴片机，其特征在于：所述Y轴丝杆位于所述第二Y轴导轨、第三Y轴导轨之间。

6.根据权利要求1所述的SMT贴片机，其特征在于：所述第一Y轴导轨上设有Y轴极限位置限位开关，所述Y轴极限位置限位开关与所述运动控制***电连接。

7.根据权利要求1所述的SMT贴片机，其特征在于：所述喂料装置包括喂料导轨和喂料器，所述喂料器设置在所述喂料导轨上，所述喂料器位于所述Z轴升降机构、工作台之间。

8.根据权利要求1所述的SMT贴片机，其特征在于：所述吸头机构包括吸头和与所述吸头连接的旋转电机，所述吸头通过旋转接头连接有吸真空装置。

9.根据权利要求1所述的SMT贴片机，其特征在于：所述吸头机构悬于所述第一Y轴导轨、第二Y轴导轨之间。

10.根据权利要求1所述的SMT贴片机，其特征在于：所述喂料装置位于所述第一Y轴导轨、第二Y轴导轨之间。