一种贴片机.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410405903.8

申请日:

2014.08.18

公开号:

CN104202911A

公开日:

2014.12.10

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

实质审查的生效IPC(主分类):H05K 3/30申请日:20140818|||公开

IPC分类号:

H05K3/30

主分类号:

H05K3/30

申请人:

苏州克兰兹电子科技有限公司

发明人:

王福来; 江长河; 朱操超; 毛利强

地址:

215000 江苏省苏州市高新区浒关分区兴贤路650号308室

优先权:

专利代理机构:

北京众合诚成知识产权代理有限公司 11246

代理人:

连平

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内容摘要

本发明公开了一种贴片机,包括机架(10)、贴片机构(20)、PCB传送机构(30)、供料机构(40)、安装在贴片机构(20)上的摄像装置(50),贴片机构(20)位于PCB传送机构(30)的上方,供料机构(40)位于PCB传送机构(30)旁侧,贴片机构(20)包括X-Y轴伺服定位机构(21),在每一块待贴片的印制电路板上至少有一个基准点,安装在贴片机构上的摄像装置拍摄基准点的图像,发送给计算机分析处理,计算机计算出片状元器件与基准点的误差,并将处理结果反馈给运动控制系统,运动控制系统通过X-Y轴伺服定位机构调整贴片机构的位置,使片状元器件准确地贴附在印制电路板上,提高了贴片机的贴装精度。

权利要求书

1.  一种贴片机,包括机架(10)、安装在机架(10)上的贴片机构(20)、安装在机架(10)上的PCB传送机构(30)、安装在机架(10)上的供料机构(40),所述贴片机构(20)位于PCB传送机构(30)的上方,所述供料机构(40)位于PCB传送机构(30)旁侧,所述贴片机构(20)包括X-Y轴伺服定位机构(21),其特征在于:还包括安装在贴片机构(20)上的摄像装置(50),所述摄像装置(50)用于监测PCB的位置。

2.
  如权利要求1所述的一种贴片机,其特征在于:所述贴片机构(20)还包括贴片头机构(22),所述X-Y轴伺服定位机构(21)包括X轴导轨(211)、Y轴导轨(212),所述贴片头机构(22)安装在Y轴导轨(212)上。

3.
  如权利要求2所述的一种贴片机,其特征在于:所述贴片头机构(22)包括吸嘴(221)、与吸嘴(221)连接并可使吸嘴(221)旋转的旋转装置、可使所述吸嘴(221)与旋转装置升降的升降装置。

4.
  如权利要求3所述的一种贴片机,其特征在于:所述旋转装置包括通过电机转轴与吸嘴(221)连接的电机(222),所述升降装置包括电机(223)、安装在电机转轴上的齿轮(224)、与齿轮(224)啮合的齿条(225),所述齿条(225)垂直于电机转轴。

说明书

一种贴片机
技术领域
本发明涉及表面贴装技术,具体而言,涉及一种贴片机。
背景技术
表面贴装技术(英文全称Surface Mount Technology,简称SMT),是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺。它是一种将无引脚或短引线表面组装元器件(英文简称SMC/SMD,中文称片状元器件)安装在印制电路板(英文全称Printed Circuit Board,简称PCB)的表面或其它基板的表面上,再通过回流焊或浸焊等方法加以焊接组装的电路装连技术。
贴片机是用来实现高速、高精度地贴放贴片元器件的设备,它配置在点胶机或丝网印刷机之后,通过移动贴装头把表面贴装元器件准确地放置PCB焊盘上。贴片机是整个SMT生产设备中价值比重最大、技术含量最高、对整个组装生产能力和效率影响最大的电子制造设备。
如今,作为首屈一指的全球电子信息产品制造基地,中国生产的许多电子电气产品产量已位居全球第一位。伴随着这制造业的浪潮,SMT技术在中国的计算机、网络通信、消费电子以及汽车电子等产品中得到广泛应用,中国的SMT产业正迎来发展历史上的黄金时期。
但是,我国的SMT设备研制水平还有待提高,目前,除了能制造 出一定水平的丝印机、焊接和清洗设备外,还不能制造高性能贴片机系统装备。随着时代的发展,我国在这SMT技术方面与国外上的差距正在不断扩大,因此,研发具有我国自主知识产权的贴片机,对我国的电子信息产业的发展乃至国家发展战略都具有重大的意义。
申请号201110378524.0,申请日2011年11月24日的发明申请公开了一种简易的贴片机,包括有机箱,机箱上设有Y轴传动机构,Y轴传动机构上设有X轴传动机构,X轴传动机构上设有贴片头,机箱、Y轴传动机构的一侧设有供料器,机箱还与操作平台相连,操作平台上设有液晶显示屏、操作按钮和电源开关,通过X-Y轴联动运动带动贴片头的移动,当工作时贴片头在送料器与PCB板之间来回移动,将元件从送料器取出,经过对元件位置与方向的调整,实现自动贴装工作。虽然该发明申请具有节省人工成本的特点,但是,正如该发明申请所述,工作时,将元件从送料器取出,经过对元件位置与方向的调整,实现自动贴装工作,而元件位置与方向的调整如何实现,该发明申请并未披露相关细节,从该发明申请所披露的信息可得知,元件位置与方向的调整仅能通过X-Y轴联动运动带动贴片头实现。然而,表面贴装技术是一项很精细的工作,如果仅通过X-Y轴联动运动带动贴片头实现元件位置与方向的调整,那么,贴装的精度将很难得到提高。
发明内容
本发明所解决的技术问题:现有技术仅通过X-Y轴联动运动带动贴片头实现元件位置与方向的调整,将难以提高贴装的精度。
本发明提供如下技术方案:一种贴片机,包括机架、安装在机架上的贴片机构、安装在机架上的PCB传送机构、安装在机架上的供料机构,所述贴片机构位于PCB传送机构的上方,所述供料机构位于PCB传送机构旁侧,所述贴片机构包括X-Y轴伺服定位机构,所述贴片机还包括安装在贴片机构上的摄像装置,所述摄像装置用于监测PCB的位置。
按上述技术方案,PCB传送机构用于传输印制电路板(PCB),并将印制电路板暂驻在贴片机构下方,贴片机构将片状元器件贴附在印制电路板相应的位置上,供料机构向贴片机构供给片状元器件。
在每一块待贴片的印制电路板上至少有一个基准点,安装在贴片机构上的摄像装置拍摄基准点的图像,发送给计算机分析处理,计算机计算出片状元器件与基准点的误差,并将处理结果反馈给运动控制系统,运动控制系统通过X-Y轴伺服定位机构调整贴片机构的位置,使片状元器件准确地贴附在印制电路板上,提高了贴片机的贴装精度。
作为本发明的进一步改进,所述贴片机构还包括贴片头机构,所述X-Y轴伺服定位机构包括X轴导轨、Y轴导轨,所述贴片头机构安装在Y轴导轨上,可沿着Y轴导轨方向运动,而同时Y轴导轨可以沿着X轴导轨方向运动,这样贴片头机构就可以在X-Y轴构成的坐标系内任意移动,实现片状元器件的定位。所述X-Y轴伺服定位机构采用无刷直流电机作为执行元器件,反馈器件采用光栅尺,GT-400-SV型运动控制卡(深圳固高科技有限公司生产)作为控制单元,这些组成 位置反馈闭环控制系统,实现了较高的定位精度和较快的定位速度。
作为本发明的进一步改进,所述贴片头机构包括吸嘴、与吸嘴连接并可使吸嘴旋转的旋转装置、可使所述吸嘴与旋转装置升降的升降装置。其中,所述旋转装置包括通过电机转轴与吸嘴连接的电机,所述升降装置包括电机、安装在电机转轴上的齿轮、与齿轮啮合的齿条,所述齿条垂直于电机转轴。升降装置将电机的旋转运动转化为垂直方向的直线运动,旋转装置中的电机则直接作用在吸嘴上以实现其旋转运动。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步的说明:
图1为本发明一种贴片机的结构示意图;
图2为图1中贴片头机构中的升降装置的结构示意图;
图3为图1中贴片头机构中的旋转装置的结构示意图。
图中符号说明:
10-机架;
20-贴片机构;21-X-Y轴伺服定位机构;211-X轴导轨;212-Y轴导轨;22-贴片头机构;221-吸嘴;222-电机;223-电机;224-齿轮;225-齿条;
30-PCB传送机构;
40-供料机构;
50-摄像装置;
90-印制电路板。
具体实施方式
如图1所示,一种贴片机,包括机架10、安装在机架10上的贴片机构20、安装在机架10上的PCB传送机构30、安装在机架10上的供料机构40、安装在贴片机构20上的摄像装置50。
如图1所示,所述贴片机构20位于PCB传送机构30的上方,所述贴片机构20包括X-Y轴伺服定位机构21、贴片头机构22,所述X-Y轴伺服定位机构21包括X轴导轨211、Y轴导轨212,所述贴片头机构22安装在Y轴导轨212上。如图3所示,所述贴片头机构22包括吸嘴221、与吸嘴221连接并可使吸嘴221旋转的电机222、可使所述吸嘴221与旋转装置升降的升降装置。其中,如图2所示,所述升降装置包括电机223、安装在电机转轴上的齿轮224、与齿轮224啮合的齿条225,所述齿条225垂直于电机转轴。
如图1所示,所述PCB传送机构30用于传输并定位印制电路板90。
如图1所示,所述供料机构40位于PCB传送机构30旁侧。
实际操作中,在每一块待贴片的印制电路板90上至少设置一个基准点。PCB传送机构30将印制电路板90传输并暂驻在贴片头机构22下方,即吸嘴221的下方。如图1所示,安装在贴片头机构22上的摄像装置50拍摄基准点的图像,发送给计算机分析处理,计算机计算出片状元器件与基准点的误差,并将处理结果反馈给运动控制系统,运动控制系统通过X-Y轴伺服定位机构21调整贴片头机构22的位置,使片状元器件准确地贴附在印制电路板90相应的位置上,供 料机构40向贴片头机构22供给片状元器件。
以上内容仅为本发明的较佳实施方式,对于本领域的普通技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

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1、10申请公布号CN104202911A43申请公布日20141210CN104202911A21申请号201410405903822申请日20140818H05K3/3020060171申请人苏州克兰兹电子科技有限公司地址215000江苏省苏州市高新区浒关分区兴贤路650号308室72发明人王福来江长河朱操超毛利强74专利代理机构北京众合诚成知识产权代理有限公司11246代理人连平54发明名称一种贴片机57摘要本发明公开了一种贴片机,包括机架10、贴片机构20、PCB传送机构30、供料机构40、安装在贴片机构20上的摄像装置50,贴片机构20位于PCB传送机构30的上方,供料机构40位于PCB。

2、传送机构30旁侧,贴片机构20包括XY轴伺服定位机构21,在每一块待贴片的印制电路板上至少有一个基准点,安装在贴片机构上的摄像装置拍摄基准点的图像,发送给计算机分析处理,计算机计算出片状元器件与基准点的误差,并将处理结果反馈给运动控制系统,运动控制系统通过XY轴伺服定位机构调整贴片机构的位置,使片状元器件准确地贴附在印制电路板上,提高了贴片机的贴装精度。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图2页10申请公布号CN104202911ACN104202911A1/1页21一种贴片机,包括机架10、安装在机架10上的。

3、贴片机构20、安装在机架10上的PCB传送机构30、安装在机架10上的供料机构40,所述贴片机构20位于PCB传送机构30的上方,所述供料机构40位于PCB传送机构30旁侧,所述贴片机构20包括XY轴伺服定位机构21,其特征在于还包括安装在贴片机构20上的摄像装置50,所述摄像装置50用于监测PCB的位置。2如权利要求1所述的一种贴片机,其特征在于所述贴片机构20还包括贴片头机构22,所述XY轴伺服定位机构21包括X轴导轨211、Y轴导轨212,所述贴片头机构22安装在Y轴导轨212上。3如权利要求2所述的一种贴片机,其特征在于所述贴片头机构22包括吸嘴221、与吸嘴221连接并可使吸嘴221。

4、旋转的旋转装置、可使所述吸嘴221与旋转装置升降的升降装置。4如权利要求3所述的一种贴片机,其特征在于所述旋转装置包括通过电机转轴与吸嘴221连接的电机222,所述升降装置包括电机223、安装在电机转轴上的齿轮224、与齿轮224啮合的齿条225,所述齿条225垂直于电机转轴。权利要求书CN104202911A1/3页3一种贴片机技术领域0001本发明涉及表面贴装技术,具体而言,涉及一种贴片机。背景技术0002表面贴装技术英文全称SURFACEMOUNTTECHNOLOGY,简称SMT,是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺。它是一种将无引脚或短引线表面组装元器件英文简称SMC/SMD,中。

5、文称片状元器件安装在印制电路板英文全称PRINTEDCIRCUITBOARD,简称PCB的表面或其它基板的表面上,再通过回流焊或浸焊等方法加以焊接组装的电路装连技术。0003贴片机是用来实现高速、高精度地贴放贴片元器件的设备,它配置在点胶机或丝网印刷机之后,通过移动贴装头把表面贴装元器件准确地放置PCB焊盘上。贴片机是整个SMT生产设备中价值比重最大、技术含量最高、对整个组装生产能力和效率影响最大的电子制造设备。0004如今,作为首屈一指的全球电子信息产品制造基地,中国生产的许多电子电气产品产量已位居全球第一位。伴随着这制造业的浪潮,SMT技术在中国的计算机、网络通信、消费电子以及汽车电子等产。

6、品中得到广泛应用,中国的SMT产业正迎来发展历史上的黄金时期。0005但是,我国的SMT设备研制水平还有待提高,目前,除了能制造出一定水平的丝印机、焊接和清洗设备外,还不能制造高性能贴片机系统装备。随着时代的发展,我国在这SMT技术方面与国外上的差距正在不断扩大,因此,研发具有我国自主知识产权的贴片机,对我国的电子信息产业的发展乃至国家发展战略都具有重大的意义。0006申请号2011103785240,申请日2011年11月24日的发明申请公开了一种简易的贴片机,包括有机箱,机箱上设有Y轴传动机构,Y轴传动机构上设有X轴传动机构,X轴传动机构上设有贴片头,机箱、Y轴传动机构的一侧设有供料器,机。

7、箱还与操作平台相连,操作平台上设有液晶显示屏、操作按钮和电源开关,通过XY轴联动运动带动贴片头的移动,当工作时贴片头在送料器与PCB板之间来回移动,将元件从送料器取出,经过对元件位置与方向的调整,实现自动贴装工作。虽然该发明申请具有节省人工成本的特点,但是,正如该发明申请所述,工作时,将元件从送料器取出,经过对元件位置与方向的调整,实现自动贴装工作,而元件位置与方向的调整如何实现,该发明申请并未披露相关细节,从该发明申请所披露的信息可得知,元件位置与方向的调整仅能通过XY轴联动运动带动贴片头实现。然而,表面贴装技术是一项很精细的工作,如果仅通过XY轴联动运动带动贴片头实现元件位置与方向的调整,。

8、那么,贴装的精度将很难得到提高。发明内容0007本发明所解决的技术问题现有技术仅通过XY轴联动运动带动贴片头实现元件位置与方向的调整,将难以提高贴装的精度。说明书CN104202911A2/3页40008本发明提供如下技术方案一种贴片机,包括机架、安装在机架上的贴片机构、安装在机架上的PCB传送机构、安装在机架上的供料机构,所述贴片机构位于PCB传送机构的上方,所述供料机构位于PCB传送机构旁侧,所述贴片机构包括XY轴伺服定位机构,所述贴片机还包括安装在贴片机构上的摄像装置,所述摄像装置用于监测PCB的位置。0009按上述技术方案,PCB传送机构用于传输印制电路板PCB,并将印制电路板暂驻在贴。

9、片机构下方,贴片机构将片状元器件贴附在印制电路板相应的位置上,供料机构向贴片机构供给片状元器件。0010在每一块待贴片的印制电路板上至少有一个基准点,安装在贴片机构上的摄像装置拍摄基准点的图像,发送给计算机分析处理,计算机计算出片状元器件与基准点的误差,并将处理结果反馈给运动控制系统,运动控制系统通过XY轴伺服定位机构调整贴片机构的位置,使片状元器件准确地贴附在印制电路板上,提高了贴片机的贴装精度。0011作为本发明的进一步改进,所述贴片机构还包括贴片头机构,所述XY轴伺服定位机构包括X轴导轨、Y轴导轨,所述贴片头机构安装在Y轴导轨上,可沿着Y轴导轨方向运动,而同时Y轴导轨可以沿着X轴导轨方向。

10、运动,这样贴片头机构就可以在XY轴构成的坐标系内任意移动,实现片状元器件的定位。所述XY轴伺服定位机构采用无刷直流电机作为执行元器件,反馈器件采用光栅尺,GT400SV型运动控制卡深圳固高科技有限公司生产作为控制单元,这些组成位置反馈闭环控制系统,实现了较高的定位精度和较快的定位速度。0012作为本发明的进一步改进,所述贴片头机构包括吸嘴、与吸嘴连接并可使吸嘴旋转的旋转装置、可使所述吸嘴与旋转装置升降的升降装置。其中,所述旋转装置包括通过电机转轴与吸嘴连接的电机,所述升降装置包括电机、安装在电机转轴上的齿轮、与齿轮啮合的齿条,所述齿条垂直于电机转轴。升降装置将电机的旋转运动转化为垂直方向的直线。

11、运动,旋转装置中的电机则直接作用在吸嘴上以实现其旋转运动。附图说明0013下面结合附图对本发明做进一步的说明0014图1为本发明一种贴片机的结构示意图;0015图2为图1中贴片头机构中的升降装置的结构示意图;0016图3为图1中贴片头机构中的旋转装置的结构示意图。0017图中符号说明001810机架;001920贴片机构;21XY轴伺服定位机构;211X轴导轨;212Y轴导轨;22贴片头机构;221吸嘴;222电机;223电机;224齿轮;225齿条;002030PCB传送机构;002140供料机构;002250摄像装置;002390印制电路板。具体实施方式说明书CN104202911A3/3。

12、页50024如图1所示,一种贴片机,包括机架10、安装在机架10上的贴片机构20、安装在机架10上的PCB传送机构30、安装在机架10上的供料机构40、安装在贴片机构20上的摄像装置50。0025如图1所示,所述贴片机构20位于PCB传送机构30的上方,所述贴片机构20包括XY轴伺服定位机构21、贴片头机构22,所述XY轴伺服定位机构21包括X轴导轨211、Y轴导轨212,所述贴片头机构22安装在Y轴导轨212上。如图3所示,所述贴片头机构22包括吸嘴221、与吸嘴221连接并可使吸嘴221旋转的电机222、可使所述吸嘴221与旋转装置升降的升降装置。其中,如图2所示,所述升降装置包括电机22。

13、3、安装在电机转轴上的齿轮224、与齿轮224啮合的齿条225,所述齿条225垂直于电机转轴。0026如图1所示,所述PCB传送机构30用于传输并定位印制电路板90。0027如图1所示,所述供料机构40位于PCB传送机构30旁侧。0028实际操作中,在每一块待贴片的印制电路板90上至少设置一个基准点。PCB传送机构30将印制电路板90传输并暂驻在贴片头机构22下方,即吸嘴221的下方。如图1所示,安装在贴片头机构22上的摄像装置50拍摄基准点的图像,发送给计算机分析处理,计算机计算出片状元器件与基准点的误差,并将处理结果反馈给运动控制系统,运动控制系统通过XY轴伺服定位机构21调整贴片头机构22的位置,使片状元器件准确地贴附在印制电路板90相应的位置上,供料机构40向贴片头机构22供给片状元器件。0029以上内容仅为本发明的较佳实施方式,对于本领域的普通技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。说明书CN104202911A1/2页6图1说明书附图CN104202911A2/2页7图2图3说明书附图CN104202911A。

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