CN220075866U - 一种精密定位平台及印刷机 - Google Patents

Abstract

本专利提供了一种精密定位平台及印刷机，其中精密定位平台包括位移结构，具有沿设定方向运动的运动端；以及θ轴对位结构，包括θ轴驱动机构、θ轴转动机构和对位板，所述θ轴驱动机构与所述θ轴转动机构均设置于所述运动端上，且所述θ轴驱动机构位于所述θ轴转动机构一侧，所述对位板设置于所述θ轴转动机构的转动端，并与所述θ轴驱动机构的驱动端连接，所述驱动端能够移动并具有驱动行程与补偿行程，所述补偿行程与所述转动端的转动角度适配。提供了一种定位精度高且体积精简的精密定位平台，能实现更高刚性且稳定的生产能力，由于极高的精度与稳定性，可大幅度提高SMT产品或芯片产品印刷质量。

Description

一种精密定位平台及印刷机

技术领域

本申请涉及印刷设备技术领域，尤其涉及一种适用于需要高精度定位加工的精密定位平台及印刷机。

背景技术

加工过程中，对位精度是非常重要的一个环节，需要达到很高的精度要求。现有对位平台是一种通过电机驱动，机械结构相组合，实现工位在一平面内X、Y、θ三个方向的精密自动化调整，是自动化设备实现精密对位的核心部件，广泛应用于自动化设备的各行各业。

目前市面上主流的对位平台有XYθ对位平台，XXY(UVW)对位平台，XXYY(UVWR)对位平台，他们各有各的优缺点。

XYθ对位平台有mini型和普通型，迷你型结构小巧，成本较低，精度一般，刚性差，只能适用于小产品的对位，这里就不做介绍。中国专利文献号为CN115013663A的专利中，公开一种XYθ对位平台，将安装基座、X轴滑动机构、第一滑动座、X轴驱动调节机构、Y轴滑动机构、第二滑动座、Y轴驱动调节机构、旋转座和旋转驱动调节机构集中一起，结构紧凑、简单，且旋转驱动调节机构依次穿设于第二滑动座、第一滑动座以及安装基座。

XYθ对位平台另一种是采用XY轴直线电机，θ轴DD马达组成，X、Y轴直线电机实现X、Y方向对位补偿，θ轴DD马达实现θ角度的对位补偿，从而实现精密对位功能。他的优点是精度高，反应速度快，缺点是抗偏心负载能力差，偏心场合由于DD马达震动抖动无法正常使用，且成本高、占用空间大，在自动化行业应用的较少，只有在一些高精密，体积空间充足，成本要求不高的场合使用。

印刷设备中，对位平台是影响定位精度一个重要的结构，而目前市面上的印刷机台主要采用XYθ对位平台进行定位。

实用新型内容

为了解决现有技术中对位平台抗偏心负载能力差，偏心场合由于DD马达震动抖动无法正常使用的技术问题，本申请提供了一种定位精度高且体积精简的精密定位平台，能实现更高的抗偏心负载能力。

第一方面，本申请提供了一种精密定位平台，包括：位移结构，具有沿设定方向运动的运动端；以及θ轴对位结构，包括θ轴驱动机构、θ轴转动机构和对位板，所述θ轴驱动机构与所述θ轴转动机构均设置于所述运动端上，且所述θ轴驱动机构位于所述θ轴转动机构一侧，所述对位板设置于所述θ轴转动机构的转动端，并与所述θ轴驱动机构的驱动端连接，所述驱动端能够移动并具有驱动行程与补偿行程，所述补偿行程与所述转动端的转动角度适配。

进一步地，所述θ轴驱动机构包括X方向滑轨和Y方向滑轨，所述X方向滑轨与所述驱动行程适配，所述Y方向滑轨与所述补偿行程适配。

进一步地，所述θ轴驱动机构还包括θ轴电机，所述θ轴电机的输出端与所述驱动端传动连接。

进一步地，所述θ轴驱动机构还包括零点定位结构，所述驱动端作用于所述零点定位结构的定位区域。

进一步地，所述θ轴驱动机构还包括零点定位结构，所述零点定位结构包括θ轴同步件、θ轴右传感器、θ轴零点传感器以及θ轴左传感器，所述θ轴同步件连接于所述驱动端，所述θ轴右传感器、所述θ轴零点传感器以及所述θ轴左传感器依次设置于所述θ轴同步件的滑动路径上。

进一步地，所述θ轴转动机构包括两组弧形滑轨，所述弧形滑轨包括弧形轨道以及弧形轨道滑块，所述弧形轨道固定于所述运动端，所述弧形轨道滑块可滑动地设置于所述弧形轨道，所述对位板固定连接于多个所述滑块。

进一步地，所述θ轴驱动机构包括：交叉轴承和至少三个浮动支撑球组件，至少三个所述浮动支撑球组件分散设置在所述交叉轴承的***。

进一步地，所述位移结构在所述运动端设置有X轴位移结构与Y轴位移结构，所述Y轴位移结构设置于所述X轴位移结构的移动端上，所述θ轴驱动机构与所述θ轴转动机构均设置于所述Y轴位移结构的移动端上。

进一步地，所述位移结构还包括设备升降平台，所述X轴位移结构设置于所述设备升降平台上。

第二方面，本申请提供了一种印刷机，包括印刷单元、视觉***、输送单元、机架以及如第一方面任意一个实施例中所述的精密定位平台，其中，所述印刷单元、视觉***、输送单元、精密定位平台在所述机架上从上往下依次设置；所述输送单元用于将PCB板或芯片板移动至所述精密定位平台上进行上料，以及，将印刷后的PCB板或芯片板从所述精密定位平台上移动下来进行下料；所述精密定位平台可带动PCB板或芯片板移动至印刷单元的印刷工作位，并且调整所述PCB板或芯片板的位置与所述印刷单元的网版的位置进行对位。

本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本申请实施例提供的该装置，采用相对较低的成本，紧凑的结构，实现XXY(UVW)对位平台无法达到的刚性和精度，可取代市面上XYθ对位平台(直线电机+DD马达版本)、XXY(UVW)对位平台、XXYY(UVWR)对位平台，用最低的成本，紧凑的结构将对位平台的刚性和精度提升一个级别，用简单的结构，简单的算法，普通的加工与调试工艺来达到XXYY(UVWR)对位平台和XYθ对位平台(直线电机+DD马达版本)使用效果，满足高精密的对位应用需求。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种精密定位平台的整体结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种精密定位平台的部件分解结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种精密定位平台的拆解对位板后的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种精密定位平台的θ轴驱动机构结构示意图

图5为本申请实施例提供的一种精密定位平台的X轴对位结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种精密定位平台的另一种整体结构示意图；

图7为本申请实施例提供的一种精密定位平台的另一种部件分解结构示意图；

图8为本申请实施例提供的一种精密定位平台中浮动支撑球组件的结构示意图；

图9为图8中浮动支撑球组件的侧视图；

图10为本申请实施例提供的θ轴驱动的原理图；

图11为本申请实施例提供的机械零点示意图

图12为本申请实施例提供的一种印刷机的结构示意图；

图13为本申请实施例提供的一种印刷机的部件分解结构示意图；

图14为本申请实施例提供的一种印刷单元的结构示意图；

图15为本申请实施例提供的一种输送单元的结构示意图；

图16为本申请实施例提供的一种印刷工位组件的结构示意图；

图17为本申请实施例提供的一种输送限位模组的结构示意图；

图18为本申请实施例提供的一种输送限位模组的结构示意图；

图19为本申请实施例提供的一种输送限位模组的结构示意图；

图20为本申请实施例提供的一种输送限位模组的结构示意图；

图21为本申请实施例提供的一种输送限位模组的结构示意图；

图22为本申请实施例提供的一种输送限位模组的结构示意图；

图23为本申请实施例提供的一种印刷工位组件与对位单元的结构示意图；

图24为本申请实施例提供的一种对位单元的结构示意图。

附图标记：100、精密定位平台；101、位移结构；1、X轴位移结构；2、Y轴位移结构；3、θ轴对位结构；11、X轴驱动机构；12、X轴导向件；13、X轴载板；4、设备升降平台；21、Y轴驱动机构；22、Y轴导向件；23、Y轴载板；31、θ轴驱动机构；33、对位板；36、驱动端；32、θ轴转动机构；321、弧形轨道；322、弧形轨道滑块；38、交叉轴承；39、浮动支撑球组件；381、固定轴；382、轴套；391、浮动支撑球座；392、支撑球；393、支撑柱；394、支撑弹簧；3911、承接面；311、θ轴电机；312、θ轴联轴器；313、θ轴丝杆；314、第一丝杆滑块；315、第二丝杆滑块；361、旋转轴；362、交叉轴承；371、θ轴同步感应片；37、零点定位结构；372、θ轴右传感器；373、θ轴零点传感器；374、θ轴左传感器；34、X方向滑轨；35、Y方向滑轨；111、X轴电机；112、X轴联轴器；113、X轴丝杆；211、Y轴电机；212、Y轴联轴器；213、Y轴丝杆；15、X轴传感器；25、Y轴传感器；200、印刷单元；300、输送单元；400、机架；201、印刷网版模组；202、网版清洗模组；301、PCB板或芯片板；302、进料组件；304、印刷工位组件；305、出料组件；306、输送限位模组；3011、宽度调整模组；309、宽度调整丝杆；3010、宽度调整导轨；3012、宽度调整电机；3061、下输送皮带；3063、输送电机；3064、下顶板；3066、上限位板；3067、导正块；3069、皮带导正槽；3068、导正凸条；3065、限位挡边；3072、限位气缸；3073、上限位板导轨；3075、支撑板；3076、支撑螺柱；3071、顶板导轨；3074、下限位板；3070、皮带承托；502、升降组件；501、固定框架；502、升降组件；5021、升降气缸；5022、升降导轨；3931、安装端；3932、固定端；3912、弹簧安装孔；331、安装孔；1000、印刷机。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

为了解决现有技术中对位平台成本高、体积大以及抗偏心负载能力差的技术问题，本申请提供了一种定位精度高且体积精简的精密定位平台100，能实现更高的抗偏心负载能力。

为了提高SMT印刷机或芯片印刷机的精度和稳定性，本申请提供了一种高精密的印刷机台，能实现更高精密的印刷作业。

图1为本申请实施例提供的一种精密定位平台的整体结构示意图；图2为本申请实施例提供的一种精密定位平台的部件分解结构示意图；以及，图3为本申请实施例提供的一种精密定位平台的拆解对位板后的结构示意图。

如图所示意，本申请实施例提供了一种精密定位平台100，包括位移结构101，具有沿设定方向运动的运动端；以及θ轴对位结构3，其中，θ轴对位结构3包括θ轴驱动机构31、θ轴转动机构32和对位板33，所述θ轴驱动机构31与所述θ轴转动机构32均设置于所述运动端上，且所述θ轴驱动机构31位于所述θ轴转动机构32一侧，所述对位板33设置于所述θ轴转动机构32的转动端，并与所述θ轴驱动机构31的驱动端36连接，所述驱动端36能够移动并具有驱动行程与补偿行程，所述补偿行程与所述转动端的转动角度适配。

在本申请实施例中，θ轴对位结构3可以带动对位板33在θ轴方向上进行移动，具体的θ轴方向与对位板33的平面相垂直。位移结构101上的运动端可以运动，在具体应用中，运动端运动时可以沿设定的方向进行，例如：可以在空间中的相对θ轴的X方向运行，或者，在空间中的相对θ轴的Y方向运动，或者，可以在X方向和Y方向均分别运动，再或者，还可以在θ轴方向运动，再或者，可以在X方向、Y方向以及θ轴方向均分别运动。在一个可选地的实施例中，X方向与Y方向之间相互垂直。

在本申请实施例中，θ轴驱动机构31的驱动端36用于可以沿设定方向运动，并且θ轴驱动机构31的驱动端36与对位板33相连接，当θ轴驱动机构31的驱动端36在设定方向运动时，会带动对位板33进行转动。为了对对位板33的运动进行控制，θ轴驱动机构31的驱动端36上还具有驱动行程和补偿行程，其中，驱动行程是驱动端36在θ轴驱动机构31驱动下移动时移动方向上的移动行程，补偿行程是指驱动端36转动时与补偿转动角度对应偏移的移动行程。

为了方便对θ轴方向进行精准控制，在本申请一个实施例中，还可以在θ轴驱动机构31的驱动端设置有位移补偿机构，其中，位移补偿机构包括侧方向滑轨，如图4所示，侧方向滑轨可以包括：X方向滑轨34和Y方向滑轨35，其中，X方向滑轨34与的θ轴驱动机构驱动行程适配，Y方向滑轨35与驱动端36的补偿形成适配。具体的，X方向滑轨34可以在驱动行程方向上进行行程微调，Y方向滑轨35可以带动驱动端36在转动角度方向上进行偏移。

在本申请一个实施例中，X方向滑轨34可以为滚珠导轨，并且X方向滑轨34可以包括至少一条，以实现对驱动端36在驱动行程方向上进行微调，而Y方向滑轨35可以为浮动滚珠导轨，以实现对驱动端36在转动角度方向上进行微调。通过设置侧方向滑轨，可以补偿θ轴驱动机构31的驱动端在带动对位板33进行θ轴转动时需要进行侧方向上的偏移进行补偿，从而进行微调。

如图4所示，在本申请实施例中，θ轴驱动机构31可以包括：θ轴电机311，并且θ轴电机311的输出端(通常可以为θ轴电机311的转轴)与驱动端36传动连接。另外，θ轴驱动机构31还可以包括：θ轴联轴器312和θ轴丝杆313；其中，θ轴电机311的输出端传动连接于θ轴丝杆313，也即θ轴电机311的转轴通过θ轴联轴器312与θ轴丝杆313之间固定连接，以使得θ轴电机311的转轴可以带动θ轴丝杆313进行转动，驱动端36设置于θ轴丝杆313上。

在对位板33在θ轴上转动时，还需要对转动的范围进行限制，避免转动范围过大，导致卡死等问题的出现，为此，在本申请实施例中，如图4所示，θ轴驱动机构31还包括零点定位结构37。在本申请实施例中，零点定位结构不限于3个传感器，也可替换为磁栅尺或光栅尺。

零点定位结构37可以包括θ轴同步感应片371、θ轴右传感器372、θ轴零点传感器373以及θ轴左传感器374，其中，在θ轴丝杆313上设置有的第一丝杆滑块314，第一丝杆滑块314通过内螺纹与θ轴丝杆313上的外螺纹相匹配，并且随着θ轴丝杆313的转动而在丝杆轴线方向上进行直线运动。在第一丝杆滑块314上固定有第二丝杆滑块315，驱动端36可以包括：旋转轴361和交叉轴承362，其中，旋转轴361固定在第二丝杆滑块315上，交叉轴承362可以直接采用滑动配合的方式套设在旋转轴361的外周上，或者，交叉轴承362可以通过滚柱固定在旋转轴361的外周上，无论哪种方式，旋转轴361都可以围绕交叉轴承362进行转动，并且考虑到转动时的阻力，优选地，旋转轴361采用滚柱的方式固定在交叉轴承362的外周上。旋转轴361的轴线与对位板33的平面相垂直，并且旋转轴361可以与对位板33相固定，用于驱动对位板33转动。

θ轴同步感应片371连接于驱动端36上，在图4中，θ轴同步感应片371可以连接在θ轴丝杆313的第一丝杆滑块314上，并且可以随着第一丝杆滑块314的运动而运动，θ轴右传感器372、θ轴零点传感器373以及θ轴左传感器374依次设置于θ轴同步感应片371的滑动路径上，在实际应用中，当在θ轴丝杆313转动时，θ轴同步感应片371会在θ轴右传感器372和θ轴左传感器374之间的位置进行移动，进而通过θ轴右传感器372、θ轴零点传感器373以及θ轴左传感器374可以对θ轴丝杆313的转动位置进行监测，从而实现限位与原点定位功能。

参见图4所示，其中X方向滑轨34的浮动滚珠导轨与Y方向滑轨35的滚珠导轨之间垂直设置，用于补偿θ轴旋转时交叉轴承与θ轴丝杆313相对位置变化，通过三角函数算法计算，从而实现精密定位平台100的θ角度对位精密补偿与零点归位。

如图10所示：驱动端36由A点移动到B点，也即图4所示的交叉轴承362位置由A点沿圆弧移动到C点，θ轴丝杆313的行程L转变为对位板33的角度θ，L和θ之间可通过三角函数换算，从而实现精密定位平台100的角度调整。其中A点到C点沿着弧形的运动轨迹为交叉轴承362的运动轨迹，A点到B点直线运动轨迹为θ轴丝杆313驱动第一丝杆滑块314的运动轨迹，B点和C点之间会产生一个变化的距离，通过Y方向滑轨35的浮动滚珠导轨移动来进行补偿。

在本申请实施例中，角度驱动的连接关系描述如下：

如图4所示，θ轴丝杆313驱动第一丝杆滑块沿着θ轴丝杆313的轴向方向运动，第一丝杆滑块314固定在X方向滑轨34的滚珠导轨上面，X方向滑轨34的滚珠导轨起到支撑和导向第一丝杆滑块314的作用，第一丝杆滑块314上安装有Y方向滑轨35的浮动滚珠导轨，Y方向滑轨35的浮动滚珠导轨上安装有第二丝杆滑块315，第二丝杆滑块315上安装有旋转轴361，旋转轴361固定在交叉轴承362内侧，可围绕交叉轴承362自由旋转，交叉轴承362外侧固定在对位板33上，驱动对位板33沿旋转中心旋转。第一丝杆滑块314移动时，驱动旋转轴361和交叉轴承362沿着对位板33中心旋转，同时第二丝杆滑块315沿着Y方向滑轨35的浮动滚珠导轨方向移动，补偿第二丝杆滑块315和第一丝杆滑块314在Y方向滑轨35的浮动滚珠导轨方向产生的位移。

如图11所示，图中3013为对位板33角度的两个机械零点，对位板33的机械零点与算法零点重合，精密定位平台100可实现高精密的补充动作。对位板33的机械零点获取方法有如下：

第一种方法：将对位板33和Y轴载板23的零点精密加工出来，通过定位销固定来实现对位板33机械零点的获得，也即在机械零点的位置安装定位销。

第二种方法：在对位板33上做MARK点标记，通过视觉算法与MARK点的运动轨迹计算出机械零点3013位置。

第三种方法：通过激光干涉仪测量出对位板33的机械零点3013位置。

另外，对于对位板33的机械零点与算法零点重合的方法有如下：

第一种方法，通过前述方法获取对位板33的机械零点，调整θ轴零点传感器373位置实现机械零点和算法零点位置重合；

第二种方法，通过θ轴零点传感器373的位置记录数据与机械零点电机编码器记录数据，计算出机械零点位置，在算法中通过补偿来实现机械零点与算法零点的重合。

第三种方法，在利用第二或第三中方法测量对位板33的机械零点后，电机编码器直接记录机械零点位置，然后通过电机编码器数据与零点传感器位置数据，补偿后可计算出对位板33的机械零点位置，即算法零点位置。

在本申请实施例中，如图2所示，位移结构101可以包括：X轴位移结构1和Y轴位移结构2，其中，Y轴位移结构2设置于X轴位移结构1的移动端上，θ轴驱动机构31与θ轴转动机构32均设置于Y轴位移结构2的移动端上。

在图2中，按照由上到下的方向进行分层设置，在图2的上下方向上，X轴位移结构1位于最下层，Y轴位移结构2位于中间层，另外，θ轴对位结构3位于最上层。这种分层设计，使得该精密定位平台在X方向、Y方向以及θ轴方向上运动互不干扰，结构紧凑，并且移动空间较大，各层可以自由在对应轴的方向上进行运动。

θ轴驱动机构31固定在Y轴载板23上，可选地，θ轴驱动机构31固定在Y轴载板23的一侧，θ轴驱动机构31的驱动端36连接于对位板33，并且可带动对位板33在Y轴载板23上滑动。

另外，请进一步参见图5所示，考虑到该精密定位平台的独立性，本实施例还可以选择性地在X轴位移结构1的下方设置一个设备升降平台4，也即底座，以便于对整个精密定位平台进行更为具体地独立控制。

在本申请实施例中，所述X轴位移结构1设置在所述设备升降平台4上，所述X轴位移结构1包括可在所述设备升降平台4上移动的X轴载板13。在本申请一个具体实施例中，参见图1、图2及图5所示，X轴位移结构1可以包括X轴驱动机构11、X轴导向件12以及X轴载板13，参见附图所示，在本申请实施例中，X轴导向件12可以为导轨，在本申请其它实施例中，X轴导向件12还可以为滑杆、滑槽、丝杆等线性导向装置，其中，X轴导向件固定在设备升降平台4上，导轨的数量可以为一条或多条，为了考虑到X轴方向移动的稳定性，避免出现晃动，可选地，在本申请实施例中，X轴导向件12可以设置为两条，并且两条X轴导向件之间相互平行设置，参见附图2和附图5所示。在本申请实施例中，X轴导向件12的延伸方向可以为X轴方向。

X轴驱动机构11固定在设备升降平台4上，并且X轴驱动机构11的驱动端连接于X轴载板13，X轴载板13和X轴导向件12之间可滑动固定，并且X轴载板13位于X轴导向件12上方，例如：两者之间可以通过可相配合的滑槽结构或其它滑动结构相连接，这样可以使得X轴载板13可以在X轴导向件12上进行可滑动。

X轴载板13作为可以作为一个对接或安装平台，用于安装Y轴驱动机构21，进而就可以实现利用X轴驱动机构11带动X轴载板13移动，进而实现带动Y轴驱动机构21进行移动。

在本申请其它实施例中，X轴位移结构1中还可以在设备升降平台上设置有至少两条滑槽，然后X轴载板通过导轨设置在滑槽内，此外，除了滑轨、滑槽结构，还可以包括滑杆、传动齿轮或丝杆等多种方式，只要能够实现驱动X轴载板13滑动即可。

在本申请实施例中，所述Y轴位移结构2设置在所述X轴载板13上，所述Y轴位移结构2包括可在所述X轴载板13上移动的Y轴载板23上，在本申请一个具体实施例中，参见图1、图2及图3所示，Y轴位移结构2可以包括Y轴驱动机构21、Y轴导向件22以及Y轴载板23，参见附图所示，在本申请实施例中，Y轴导向件22可以为导轨，在本申请其它实施例中，Y轴导向件22还可以为滑杆、滑槽、丝杆等线性导向装置，其中，Y轴导向件固定在X轴载板13上，导轨的数量可以为一条或多条，为了考虑到Y轴方向移动的稳定性，避免出现晃动，可选地，在本申请实施例中，Y轴导向件22可以设置为两条，并且两条Y轴导向件之间相互平行设置，参见附图2所示。在本申请实施例中，X轴导向件12的延伸方向可以为X轴方向。

另外，在本申请实施例中，X轴导向件12和Y轴导向件22之间的夹角可以为90度，这里的夹角是指X轴导向件12和Y轴导向件22在X轴载板13所在的平面上的投影的夹角是90度，也即从图2的顶部俯视，X轴导向件12和Y轴导向件22之间相垂直。

Y轴驱动机构21固定在X轴载板13上，并且可以随着X轴载板13的移动而运动，Y轴驱动机构21的驱动端连接于Y轴载板23，Y轴载板23通过Y轴导向件22可滑动地固定于X轴载板13上。具体可以为：Y轴载板23通过滑槽与Y轴导向件22滑动配合，进而可以实现Y轴载板23在X轴载板13上滑动。

Y轴载板23作为可以作为一个对接或安装平台，用于安装θ轴对位结构3，进而就可以实现利用Y轴驱动机构21带动Y轴载板23移动，进而实现带动θ轴对位结构3进行移动。

在本申请其它实施例中，Y轴位移结构2中还可以在X轴载板13设置有至少两条滑槽，然后Y轴载板通过导轨设置在滑槽内，此外，除了滑轨、滑槽结构，还可以包括滑杆、传动齿轮或丝杆等多种方式，只要能够实现驱动Y轴载板23滑动即可。

在本申请一个可选的实施例中，θ轴转动机构32可以通过弧形滑轨来实现，参见图2-图4所示，θ轴转动机构32包括至少两组弧形滑轨，弧形滑轨包括弧形轨道321以及弧形轨道滑块322，弧形轨道321固定于位移结构101的运动端，在本申请实施例中，弧形轨道321固定在Y轴载板23，弧形轨道滑块322可滑动地设置于弧形轨道321。弧形轨道321可以通过螺纹可拆卸地与Y轴载板23上的螺纹孔内，另外，弧形轨道321还可以通过焊接的方式与Y轴载板23相固定。

对位板33固定连接于多个弧形轨道滑块322，这样可以使得对位板33可随多个弧形轨道滑块322在Y轴载板23上转动。参见图3所示，在对位板33的下表面上设置有螺纹孔，进而弧形轨道滑块322可以通过螺栓固定在对位板33的螺纹孔内。

由于θ轴不在类似X轴或Y轴的在单一方向上的往复运动，所以，θ轴转动机构采用弧形导轨，以便实现对位时可以在θ轴方向上进行转动。θ轴转动机构中的弧形导轨的数量可以为一条或多条，为了考虑到θ轴方向移动的稳定性，避免出现晃动，可选地，在本申请实施例中，θ轴转动机构中的弧形导轨可以设置为四条，并且四条θ轴导轨的圆弧的圆心重合，四条θ轴导轨的半径可以相同，即四条θ轴导轨位于同一个圆上，参见附图2所示。另外，四条θ轴导轨的半径还可以不同，这种情况下，只要四条θ轴导轨的圆心重合，也可以实现对位板在θ轴导轨上转动。

θ轴驱动机构31固定在Y轴载板23上，并且θ轴驱动机构31的驱动端连接于对位板33，另外，对位板33与弧形滑轨之间可以通过滑槽相配合，进而实现通过所述弧形滑轨可滑动地固定于Y轴载板23。当θ轴驱动机构31带动对位板33移动时，对位板33可以沿着弧形滑轨进行滑动，从而实现对位板33在Y轴载板23所在的平面上进行转动，实现θ轴方向的运动，以便于对对位板33上的部件的位置进行调整。

在本申请另一个可选的实施例中，θ轴转动机构可以通过转盘来实现，参见图6-图9所示，θ轴转动机构包括：交叉轴承38和至少三个浮动支撑球组件39，交叉轴承38包括：固定轴381和轴套382。

在本申请实施例中，固定轴381固定于Y轴载板23上，例如：固定轴381可以通过螺栓可拆卸固定在Y轴载板23上。固定轴381为圆轴，并且固定轴381的轴线与Y轴载板23的平面之间的角度为90度，也即固定轴381的轴线垂直于Y轴载板23的平面。

轴套382可转动地固定在固定轴381上，例如：轴套382可以直接采用滑动配合的方式套设在固定轴381的外周上，或者，轴套382可以通过滚柱固定在固定轴381的外周上，无论哪种方式，轴套382都可以围绕固定轴381进行转动，并且考虑到转动时的阻力，优选地，轴套382采用滚柱的方式固定在固定轴381的外周上。

对位板33固定连接在轴套382上，且可随轴套382在Y轴载板23上转动。对位板33的下表面上可以设置有螺纹孔，轴套382可以通过螺栓固定在对位板33的螺纹孔内，进而与对位板33之间进行固定。

至少三个浮动支撑球组件39分散设置在交叉轴承38的***。在本申请实施例中，至少三个浮动支撑球组件39均匀分布在交叉轴承38***，这是为了使得对位板上设置有物品时，可以对对位板起到均匀支撑作用。例如：当浮动支撑球组件39为三个时，三个浮动支撑球组件39之间相差120度，也即三个浮动支撑球组件39在交叉轴承38***均分设置；当浮动支撑球组件39为四个时，四个浮动支撑球组件39可以分别设置在交叉轴承38四个角上，也即四个浮动支撑球组件39之间相差90度。

参见图8和图9所示，图9为图8中浮动支撑球组件39的侧视图。在本申请实施例中，每个浮动支撑球组件39均包括：浮动支撑球座391、支撑球392、至少三个支撑柱393和至少三个支撑弹簧394，其中：

三个支撑柱393的固定端3932均固定在Y轴载板23上，固定端3932可以通过螺栓或焊接的方式固定在Y轴载板23上。浮动支撑球座391通过与每个支撑柱393的安装端3931之间通过一个支撑弹簧394相连接，如图9所示，在浮动支撑球座391上设置有弹簧安装孔3912，在支撑柱393的安装端3931上可以设置有卡槽，用于与弹簧相连接。这样三个支撑弹簧394的张力将浮动支撑球座391悬空，并且当有水平方向外力作用于浮动支撑球座391时，浮动支撑球座391可以在水平面移动，以实现对位板33的浮动支撑作用。

浮动支撑球座391的承接面3911上设置有球窝，在本申请实施例中，球窝可以为槽形结构，支撑球392只有顶部露出球窝。另外，球窝还可以为通孔，这样支撑球392两端都可以露出球窝。

在本申请实施例中，支撑球392可转动固定在球窝内，可选地，支撑球392通过间隙配合安装在球窝内，并且在球窝内可转动。另外，支撑球392还可以通过滚珠的方式安装在球窝内，并且在球窝内可转动，当采用滚珠的方式安装在球窝内时，滚珠可以分散设置在球窝内部。

支撑球392的作用是对对位板进行滚动支撑，所以，在本申请实施例中，支撑球392的顶部凸出浮动支撑球座391的承接面3911，进而当对位板压在浮动支撑球座391上时不会直接接触承接面3911，而是与支撑球392的顶部相接触，这样当对位板33移动时，可以保证与支撑球392之间滚动连接，而非与承接面3911之间相摩擦。

在本申请实施例中，θ轴驱动机构31可以是一种直线动力，其布置于远离对位板33转动轴心的一侧，其可以为对位板33绕θ轴转动提供偏转所需动力，如图中示意，θ轴驱动机构31的驱动端36在对位板33的最左侧与对位板上的安装孔331进行装配连接，安装孔331的轴线与对位板33的平面相垂直，这样，θ轴驱动机构31可具有更长的力臂，这样，便可以实现更高的抗偏心负载能力。而且，如此配置也不需要再配置θ轴同轴驱动机构和相应的减速与传动装置，在减少精密构件的同时也减少了装置整体重量与体积，从而较大地减少了装置整体成本。

在本申请其它实施例中，θ轴驱动机构31还可以为转动轴，并且转动轴的轴线方向与Y轴载板23相垂直，并且，在对位板的底部设置有与转动轴相匹配的齿轮，进而θ轴驱动机构31可以通过转动轴驱动齿轮，进而带动对位板33在θ轴方向上转动。但考虑到转动轴直接带动齿轮可能会存在转动力不够大，还可以通过转动轴通过减速机构带动齿轮，以使得θ轴驱动机构31在驱动对位板33时更加平稳。

该精密定位平台按照不同的工作需求，可以通过控制X轴驱动机构、Y轴驱动机构和θ轴电机的不同运动来实现位置的对位，从而为操作者提供高效、稳妥的工作环境。同时，该精密定位平台结构简单、体积小，且抗偏心负载能力强，在严苛环境下也能够稳定运行，具有广泛的应用前景。

图4为本申请实施例提供的一种精密定位平台的θ轴驱动机构结构示意图。进一步地，θ轴驱动机构31为直线驱动，θ轴驱动机构31设置于对位板33的一侧，并且θ轴驱动机构31固定在Y轴载板23上。

参见图2所示，为了实现对位板33的转动，在本申请实施例中，弧形滑轨包括四组弧形滑轨，四组弧形滑轨环绕对位板33的转动轴心对应设置，其中，四组弧形滑轨都为圆弧，并且圆弧的半径相同。在安装时，四组弧形滑轨的圆弧的圆心相重合，也即四个弧形滑轨的投影位置位于同一圆上。

弧形滑轨包括弧形轨道321以及弧形轨道滑块322，弧形轨道321固定于Y轴载板23，弧形轨道滑块322可滑动旋转地设置于弧形轨道321，对位板33固定连接于两条弧形滑轨的多个弧形轨道滑块322，进而可以通过多个弧形轨道滑块322带动对位板33移动。

在本申请实施例中，由于X方向和Y方向都为简单的直线往复运动，所以，X轴驱动机构11采用直线电机或者伺服电机；以及/或者，Y轴驱动机构21采用直线电机或者伺服电机；以及/或者，θ轴驱动机构31采用直线电机或者伺服电机。进一步地，X方向滑轨34和Y方向滑轨35之间的夹角为90度。

进一步地，X轴驱动机构11为直线驱动，X轴驱动机构11包括X轴电机111、X轴联轴器112以及X轴丝杆113；X轴电机111的输出端传动连接于X轴丝杆113；Y轴驱动机构21为直线驱动，Y轴驱动机构21包括Y轴电机211、Y轴联轴器212以及Y轴丝杆213；Y轴电机211的输出端传动连接于Y轴丝杆213。

为了实现对X轴以及Y轴方向的运动进行限位控制，参见图2所示，在本申请实施例中，X轴驱动机构11中对应X轴丝杆113的滑块设置有X轴传感器15；以及/或者，Y轴驱动机构21中对应Y轴丝杆213的滑块设置有Y轴传感器25。X轴传感器15和Y轴传感器25都是到位传感器，在实际应用中，可以为光电开关、磁栅尺或光栅尺，另外，本领域技术人员，还可以替换为其它可实现到位检测功能的元器件。

通过设置到位传感器，可以避免X轴载板13以及Y轴载板23在被驱动时，超出运动范围，出现位移故障或卡死的情况。

本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本申请实施例提供的该装置，采用相对较低的成本，紧凑的结构，实现XXYUVW对位平台无法达到的刚性和精度，可取代市面上XYθ对位平台(直线电机+DD马达版本)、XXYUVW对位平台、XXYYUVWR对位平台，用最低的成本，紧凑的结构将对位平台的刚性和精度提升一个级别，用简单的结构，简单的算法，普通的加工与调试工艺来达到XXYYUVWR对位平台和XYθ对位平台(直线电机+DD马达版本)使用效果，满足大部分的对位应用需求。

在本申请实施例中，还提供了一种印刷机1000，该印刷机1000中可以应用前述任意实施例中提及的精密定位平台100。

如图12和图13所示：该印刷机1000包括印刷单元200、视觉***(图中未示出)、输送单元300、精密定位平台100以及用于安装各部件的机架400，如图12和图13所示，在本申请实施例中，印刷单元200、视觉***(图中未示出)、输送单元300、精密定位平台100在图12或图13所示的上下方向上，从上往下依次设置。

输送单元300用于上下料PCB板或芯片板，当需要上料时，输送单元300可以将需要印刷的PCB板或芯片板运输至精密定位平台100上，已完成上料工作；当PCB板或芯片板印刷完成后需要下料时，输送单元300可以将印刷后的PCB板或芯片板从精密定位平台100上移动下来，完成下料工作。

在对PCB板或芯片板印刷时，需要将PCB板或芯片板与待印刷的网版之间严格对位，才可以实现精准印刷，为此，精密定位平台100可上下升降将上料后的PCB板顶升至印刷单元200的下端，而后通过视觉***与印刷单元200的网版对位后实现印刷。精密定位平台100在进行移动时，通过X轴驱动机构11可以在X轴方向上移动PCB板或芯片板，通过Y轴驱动机构21可以在Y轴方向上移动PCB板或芯片板，以及，通过θ轴驱动机构31可以在θ轴上转动PCB板或芯片板。因此，在本申请实施例中，精密定位平台100，可以在X轴、Y轴以及θ轴上对PCB板或芯片板的位置分别进行独立的调整，进而使得PCB板或芯片板可以与网版进行精准对位。

如图14所示：印刷单元200包括刮刀模组(图中未示出)、印刷网版模组201以及网版清洗模组202等，其中，刮刀模组配合印刷网版模组201可实现印刷功能，在具体应用中，刮刀模组可以将印刷网版模组201中携带的网版压到PCB板或芯片板上。在印刷网版模组201上携带的网版被压到PCB板或芯片板后，随着印刷网版模组201的转动，网版清洗模组202可对印刷网版模组201进行擦拭清洁，以便于印刷网版模组201进行后续的印刷工作。

如图15和图16所示：输送单元300为三段式设计，采用皮带传输的方式，依次包括进料组件302、印刷工位组件304以及出料组件305，进料组件302用于上料PCB板或芯片板301，并将上料后的PCB板或芯片板301输送至印刷工位组件304中，印刷工位组件304用于定位PCB板或芯片板301，并配合精密定位平台100顶升至印刷网版模组201的下方，以便对PCB板或芯片板301进行对位、印刷；当PCB板或芯片板301印刷完成后，印刷工位组件304下移，进行复位，并将印刷完成后的PCB板或芯片板301输送至出料组件305中，出料组件305将印刷后的PCB板或芯片板301输送至外部的缓存装置中，完成一次印刷。

如图16所示，印刷工位组件304包括输送限位模组306以及宽度调整模组3011，输送限位模组306可输送并限位PCB板或芯片板301，宽度调整模组3011可调整输送限位模组306的宽度，以适用于不同宽度规格的PCB或芯片板产品。

如图16所示，具体的，宽度调整模组3011包括宽度调整丝杆309、宽度调整导轨3010以及宽度调整电机3012，通过宽度调整电机3012驱动宽度调整丝杆309运动，可使得输送限位模组306沿着宽度调整导轨3010移动，实现对宽度调整，使用适应不同宽度的PCB或芯片板产品。

如图17和图18所示，输送限位模组306分为对立设置的两组，主要包括上部的上限位板3066、限位挡边3065、限位气缸3072、上限位板导轨3073以及下部的下输送皮带3061、输送电机3063、下顶板3064以及下顶板导轨3071等。

如图17和图18所示，为输送限位模组的一种示意图。输送限位模组306可以包括：下输送皮带3061、输送电机3063、上限位板3066和下顶板3064，其中，

下输送皮带3061通过输送电机3063带动，可从下端承托限位PCB板或芯片板301并进行输送，具体的，下输送皮带3061包括皮带导正槽3069以及皮带承托3070外缘，对应的，在上限位板3066的两端设有导正块3067，在上限位板3066以及导正块3067的下端设有与皮带导正槽3069相配合的导正凸条3068，以对下输送皮带3061进行导正，避免其跑偏，影响PCB板或芯片板301的位置。

如图17和图18所示，其中，上限位板3066连接限位挡边3065，通过限位挡边3065从上端限位运输中的PCB板或芯片板301；

如图19和图20所示，分别为输送限位模组的另一种示意图。在图19和图20中，上限位板3066还通过限位气缸3072和上限位板导轨3073可上下移动设置，通过限位气缸3072可带动上限位板3066沿着上限位板导轨3073上下移动，以实现PCB板或芯片板301位置调平；下顶板3064位于PCB板或芯片板301的下方，其与下顶板导轨3071连接，可随着精密定位平台100上下升降。

具体的如图21和图22所示，下顶板3064的下方设有支撑螺柱3076和支撑板3075，支撑板3075与精密定位平台100上对位板33固定连接，当精密定位平台100上升时，精密定位平台100上的对位板33顶起下顶板3064，使得下顶板3064沿着下顶板导轨3071上升，下顶板3064上升后顶起PCB板或芯片板301，使得PCB板或芯片板301脱离下输送皮带3061并接触上部的限位挡边3065实现定位；另外，在运动的同时，与精密定位平台100固定连接的支撑板3075也会随着精密定位平台100一起上升，当PCB板或芯片板301抵持到限位挡边3065后，支撑板3075上的支撑螺柱3076应该抵持下限位板3074，此时起支撑作用的为支撑螺柱3076和下限位板3074，而不是PCB板或芯片板301；进而此时精密定位平台100继续上升，支撑螺柱3076将顶起整个印刷工位组件304，并上升至印刷网版模组201的下端，上升到位后，印刷网版模组201与PCB板或芯片板301将进行对位，若位置有偏差，将通过精密定位平台100调整PCB板或芯片板301的位置，使其与印刷网版模组201组对齐，对齐完成后，刮刀模组与印刷网版模组201配合实现PCB板或芯片板301的锡膏印刷；印刷完成后，精密定位平台100下移，印刷工位组件304复位，印刷后的PCB板或芯片板301落到皮带承托3070外缘上，通过下输送皮带3061输送至出料组件305中。

如图23和图24所示，对位单元设置在印刷工位组件304的下方，主要包括精密定位平台100、升降组件502和固定框架501，精密定位平台100设置在升降组件502上，精密定位平台100具体结构可参考前述图1-图11所示实施例中的精密定位平台100，在此不做赘述；升降组件502固定在固定框架501上，固定框架501固定在机架400上；升降组件502主要包括升降气缸5021以及升降导轨5022等，通过升降气缸5021可带动精密定位平台100沿着升降导轨5022上下移动。

本申请实施例提供的该印刷机1000，可解决传统对位平台刚性低，精度不高问题，同时三段式输送单元搭配对位单元升降，可以提高换板速度，同时提高丝网印刷机的精度和质量。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明，这些若干可选实施例，但如前所述，应当理解，本发明并非局限于本申请上述所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动，包括但局限于利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种精密定位平台，其特征在于，包括：

位移结构，具有沿设定方向运动的运动端；以及

θ轴对位结构(3)，包括θ轴驱动机构(31)、θ轴转动机构(32)和对位板(33)，所述θ轴驱动机构(31)与所述θ轴转动机构(32)均设置于所述运动端上，且所述θ轴驱动机构(31)位于所述θ轴转动机构(32)一侧，所述对位板(33)设置于所述θ轴转动机构(32)的转动端，并与所述θ轴驱动机构(31)的驱动端(36)连接，所述驱动端(36)能够移动并具有驱动行程与补偿行程，所述补偿行程与所述转动端的转动角度适配。

2.根据权利要求1所述的精密定位平台，其特征在于，所述θ轴驱动机构(31)包括X方向滑轨(34)和Y方向滑轨(35)，所述X方向滑轨(34)与所述驱动行程适配，所述Y方向滑轨(35)与所述补偿行程适配。

3.根据权利要求2所述的精密定位平台，其特征在于，所述θ轴驱动机构(31)还包括θ轴电机(311)，所述θ轴电机(311)的输出端与所述驱动端传动连接。

4.根据权利要求1至3任一项所述的精密定位平台，其特征在于，所述θ轴驱动机构(31)还包括零点定位结构(37)，所述驱动端(36)作用于所述零点定位结构(37)的定位区域。

5.根据权利要求4所述的精密定位平台，其特征在于，所述零点定位结构(37)包括θ轴同步感应片(371)、θ轴右传感器(372)、θ轴零点传感器(373)以及θ轴左传感器(374)，所述θ轴同步感应片(371)连接于所述驱动端(36)，所述θ轴右传感器(372)、所述θ轴零点传感器(373)以及所述θ轴左传感器(374)依次设置于所述θ轴同步感应片(371)的滑动路径上。

6.根据权利要求1至3任一项所述的精密定位平台，其特征在于，所述θ轴转动机构(32)包括至少两组弧形滑轨，所述弧形滑轨包括弧形轨道(321)以及弧形轨道滑块(322)，所述弧形轨道(321)固定于所述运动端，所述弧形轨道滑块(322)可滑动地设置于所述弧形轨道(321)，所述对位板(33)固定连接于多个所述弧形轨道滑块(322)。

7.根据权利要求1至3任一项所述的精密定位平台，其特征在于，所述θ轴转动机构(32)包括：交叉轴承(38)和至少三个浮动支撑球组件(39)，至少三个所述浮动支撑球组件(39)分散设置在所述交叉轴承(38)的***。

8.根据权利要求1至3任一项所述的精密定位平台，其特征在于，所述位移结构在所述运动端设置有X轴位移结构(1)与Y轴位移结构(2)，所述Y轴位移结构(2)设置于所述X轴位移结构(1)的移动端上，所述θ轴驱动机构(31)与所述θ轴转动机构(32)均设置于所述Y轴位移结构(2)的移动端上。

9.根据权利要求8所述的精密定位平台，其特征在于，所述位移结构还包括设备升降平台(4)，所述X轴位移结构(1)设置于所述设备升降平台(4)上。

10.一种印刷机，其特征在于，包括印刷单元、输送单元、视觉***、机架以及如权利要求1-9任一项所述的精密定位平台，其中，

所述印刷单元、视觉***、输送单元、精密定位平台在所述机架上从上往下依次设置；

所述输送单元用于将PCB板或芯片板移动至所述精密定位平台上进行上料，以及，将印刷后的PCB板或芯片板从所述精密定位平台上移动下来进行下料；

所述精密定位平台可带动PCB板或芯片板移动至印刷单元的印刷工作位，并且调整所述PCB板或芯片板的位置与所述印刷单元的网版的位置进行对位，通过所述视觉***使所述PCB板或芯片板与所述印刷单元的网版对位后实现印刷。