一種高精度帶飛行識別功能的貼片頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種貼片頭，尤其是一種高精度帶飛行識別功能的貼片頭。
【背景技術(shù)】
[0002]當前貼片機品種繁多，但無論是全自動高速貼片機或是手動低速貼片機，它的全體布局均有類似之處。全自動貼片機是由計算機控制，集光機電氣一體的高精度自動化設(shè)備，主要由機架，PCB傳送及承載組織，驅(qū)動體系，定位及對中體系，貼裝頭，供料器，光學(xué)識別體系，傳感器和計算機控制體系組成，其包括汲取-位移-定位-放置等功用，完成了將SMD元件疾速而精確地貼裝。貼片機的貼片頭作為整個機器的重要部件，對于整個機器的性能是十分關(guān)鍵的，貼片頭拾取元件后能在校正系統(tǒng)的控制下自動校正位置，并將元器件準確地貼放到指定的位置。貼片頭的發(fā)展是貼片機進步的標志，貼片頭已由早期的單頭、機械對中發(fā)展到多頭光學(xué)對中；早期單頭貼片機是由吸嘴、定位爪、定位臺和Z軸、秒角運動系統(tǒng)組成的，并固定在X.Y軸傳動機構(gòu)上。當吸嘴吸取一個元器件后，通過機械對中機構(gòu)實現(xiàn)元器件對中并同時給供料器一個信號(電信號或機械信號)，使下一個元器件進入吸片位置。但這種方式貼片速度很慢，通常貼放一只片式元器件需Is。為了提高貼片速度，人們采取增加貼片頭數(shù)量的方法，即采用多個貼片頭以增加貼片速度。固定式多頭是目前通用型貼片機采用的結(jié)構(gòu)，固定式多頭外觀它是在原單頭的基礎(chǔ)上改進而來的，即由單頭增加到了 3?6個貼片頭。它們?nèi)匀还潭ㄔ赬.Y軸上，但不再使用機械對中而改為多種形式的光學(xué)對中。工作時分別吸取元器件，然后對中后再依次貼放到PCB指定位置上。
[0003]現(xiàn)有的貼裝頭一般采用一個飛行相機固定在X/Y軸上，進行飛行識別元件和mark點相機捕捉mark點，這導(dǎo)致了貼片頭要進行元件識別的時候需要在固定的飛行相機上方飛過才行，目前最新的技術(shù)是將飛行相機集成到貼片頭上，有采用固定在貼片頭底部一側(cè)并且和吸嘴數(shù)量匹配的元件識別相機，有采用相機固定在貼片頭底部并且沿著吸嘴方向往復(fù)運動的元件識別相機技術(shù)。上述兩種最新技術(shù)都存在明顯缺陷，一個會限制可識別的吸嘴數(shù)量，一個光路配套較復(fù)雜，且兩者成本都較高，貼片頭體積較大，因此，一種結(jié)構(gòu)簡單、小型化、低成本的帶飛行識別功能的貼片頭亟需開發(fā)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡單、小型化、低成本的帶飛行識另IJ功能的貼片頭，達到貼片頭穩(wěn)定，準確，快速的高精度貼裝的目的。
[0005]本實用新型的技術(shù)方案為:一種高精度帶飛行識別功能的貼片頭，包括貼裝頭支架、安裝在貼裝頭支架中的多支貼片軸、Z向升降機構(gòu)、R向轉(zhuǎn)角機構(gòu)、真空模組，其特征在于:貼裝頭支架的上部背面安裝有集成控制組件，其上部正面安裝有真空模組，其正面中部安裝有驅(qū)動R向轉(zhuǎn)角機構(gòu)的R向步進電機和采集圖像的CCD攝像器，其背面上部安裝有Z向驅(qū)動電機，所述Z向驅(qū)動電機輸出軸方向與Z軸垂直；貼裝頭支架背面下部安裝有飛行相機裝置，飛行相機裝置包括吸嘴正下方的光源組件、鏡頭方向在XY平面內(nèi)與豎直方向呈銳角的相機組件、安裝有光源組件和相機組件的相機支架、使相機支架沿X軸運動的驅(qū)動機構(gòu)。
[0006]所述光源組件包括上方開口的盒子狀光源外殼、所處平面垂直于YZ平面的可調(diào)反光鏡、平行于可調(diào)反光鏡設(shè)置的燈珠條，所述燈珠條水平設(shè)置在光源外殼內(nèi)，所述相機組件包括相機、與相機連接的向下傾斜的鏡頭、包圍相機和鏡頭并固定在相機支架上的盒子狀保護殼，所述可調(diào)反光鏡使吸嘴區(qū)域物體的虛像中心點在相機鏡頭的軸線上。
[0007]所述驅(qū)動機構(gòu)包括伺服電機、飛行驅(qū)動絲桿、飛行驅(qū)動支座、飛行驅(qū)動螺母，飛行驅(qū)動支座固定在貼裝頭支架上，飛行驅(qū)動螺母與相機支架連接，伺服電機帶動飛行驅(qū)動支座上的飛行驅(qū)動絲桿轉(zhuǎn)動，進而使套接在飛行驅(qū)動絲桿上的飛行驅(qū)動螺母做X向的直線運動，飛行相機支架包括底板和連接板，底板為水平設(shè)置且安裝有光源組件，底板與連接板的夾角為110° -150°，連接板上安裝有相機組件。
[0008]所述真空模組的真空模組支架上部安裝有匯流集裝板，匯流集裝板外側(cè)面安裝有氣壓檢測集成模塊，真空模組支架底部連接有真空換向板，真空換向板上面安裝有若干真空輸出口，側(cè)面安裝有與真空輸出口對應(yīng)導(dǎo)通的真空直管，每個真空直管連接一個過濾組件，過濾組件與匯流集裝板上的對應(yīng)的真空管支管連接。
[0009]真空模組還包括真空破壞閥、正負壓切換電磁閥、真空管，所述真空模組支架側(cè)面呈H形，匯流集裝板從上方左往右依次安裝有真空破壞閥和正負壓切換電磁閥，真空破壞閥安裝在正壓管道上，正壓管道分別與若干真空管連接，真空管上設(shè)置有正負壓切換電磁閥；真空破壞閥安裝在正壓管道進口端，正壓管道分別與若干真空管連接，真空管上設(shè)置有正負壓切換電磁閥，真空輸出口與真空軟管連接，真空軟管與貼片軸的真空接入口連接。
[0010]所述的真空破壞閥和正負壓切換電磁閥通過小孔管道與正壓管道平面密封連接，小孔管道另一端通過螺絲連接閥體的腔體。
[0011]所述貼片軸包括吸嘴、吸頭、吸桿、連接座組件，所述吸桿是帶有外花鍵的中空管，連接座組件與吸桿頂端連接，連接座組件側(cè)面設(shè)置有與吸桿連通的真空軟管接口，吸桿下端部連接有吸頭，吸頭下端部安裝有吸嘴。
[0012]Z向升降機構(gòu)包括設(shè)置在貼裝頭支架背面的Z向驅(qū)動電機、豎直設(shè)置的Z向帶輪機構(gòu)，貼片軸的連接座組件與Z向帶輪機構(gòu)的滑塊連接，所述Z向驅(qū)動電機使Z向帶輪機構(gòu)的滑塊上下運動進而拉動貼片軸上下運動。
[0013]Z向升降機構(gòu)還包括固定在貼裝頭支架上方的彈簧，彈簧與貼片軸連接座組件連接。
[0014]R向轉(zhuǎn)角機構(gòu)包括R向步進電機、R向主動輪單元、R向從動輪單元、R向同步帶，R向步進電機驅(qū)動R向主動輪單元，所述的R向主動輪單元帶動多個R向從動輪單元，R向從動輪單元套接在吸桿上，通過外花鍵限位，進而控制貼片軸R向轉(zhuǎn)動。
[0015]所述貼裝頭支架為整體框架結(jié)構(gòu)，其背面滑塊并在同一側(cè)面的中部連接有螺母，螺母與驅(qū)動貼片頭移動的絲桿套接。
[0016]本實用新型的有益效果:(1)飛行相機和伺服電機的控制集成在一個控制板上，改變了飛行相機的設(shè)置方案；相機支架設(shè)置成一定的傾斜角，使貼片頭整體的重心盡量集中的中心處，減少飛行相機左右移動造成的撓動，保證貼片頭運行的平穩(wěn)。
[0017](2)貼片頭分兩道正壓弱吹氣壓為正常工作氣壓，強吹氣壓為清理管路雜物氣壓；通過小孔管道與正壓管道平面密封連接，通過螺絲連接固定閥體的腔體，控制正壓更精細。
[0018](3)負壓管道通路由復(fù)雜的彎曲的多彎道管路結(jié)構(gòu)，改成簡易的直通管路結(jié)構(gòu)，便于安裝，匯流集裝板結(jié)構(gòu)簡單，真空管道設(shè)計更大，負壓阻力更小，過濾組件安裝在外部，氣體流通后，氣壓較穩(wěn)定，提高吸料速度，減少真空檢測的波動，便于模擬壓力傳感器檢測信號的降噪處理；負壓從真空泵出來通過儲氣罐單獨接到吸嘴，更易得到均衡有負壓。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型的高精度帶飛行識別功能的貼片頭結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為本實用新型高精度帶飛行識別功能的貼片頭局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖3為本實用新型的飛行相機裝置的局部爆炸圖。
[0022]圖4為本實用新型的真空模組結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖5為本實用新型的R向轉(zhuǎn)角機構(gòu)局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖6為本實用新型的貼片頭支架結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖7為本實用新型高精度帶飛行識別功能的貼片頭局部結(jié)構(gòu)示意圖.
[0026]圖中，1-貼裝頭支架、102-螺母、2-貼片軸、203-吸桿、204-連接座組件、3_Z向升降機構(gòu)、301-Z向驅(qū)動電機、302-Z向帶輪機構(gòu)、303-彈簧、304-通信接口模塊、4-R向轉(zhuǎn)角機構(gòu)、5-真空模組、6-集成控制組件、401-R向步進電機、402-R向主動輪單元、403-R向從動輪單元、404-R向同步帶、501-真空模組支架、502-匯流集裝板、504-真空換向板、505-真空輸出口、506-真空直管、507-過濾組件、508-真空管支管、509-真空破壞閥、510-正負壓切換電磁閥、512-正壓管道、7-CXD攝像器、8-飛行相機裝置、801-光源組件、802-相機組件、803-相機支架、804-驅(qū)動機構(gòu)、805-光源外殼、806-可調(diào)反光鏡、807-燈珠條、808-相機、809-鏡頭、810-保護殼、811-伺服電機、812-飛行驅(qū)動絲桿、813-飛行驅(qū)動支座、815-底板、816-連接板。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進一步說明:
[0028]如圖1-7所示，一種高精度帶飛行識別功能的貼片頭，包括貼裝頭支架1、安裝在貼裝頭支架I中的多支貼片軸2、驅(qū)動貼片軸2上升和下降的Z向升降機構(gòu)3、驅(qū)動貼片軸2圓周轉(zhuǎn)動的R向轉(zhuǎn)角機構(gòu)4、調(diào)節(jié)貼片軸2吸料取料動作的真空模組5，貼裝頭支架I的上部背面安裝有集成控制組件6，其上部正面安裝有真空模組5，其正面中部安裝有驅(qū)動R向轉(zhuǎn)角機構(gòu)4的R向步進電機401和采集圖像的CCD攝像器7，其背面上部安裝有Z向驅(qū)動電機301，所述Z向驅(qū)動電機301輸出軸方向與Z軸垂直；貼裝頭支架I背面下部安裝有飛行相機808裝置8，飛行相機808裝置8包括吸嘴正下方的光源組件801、鏡頭809方向在XY平面內(nèi)與豎直方向呈銳角的相機808組件802、安裝有光源組件801和相機808組件802的相機808支架803、使相機808支架803沿X軸運動的驅(qū)動機構(gòu)804。本實施例中，兩個采集圖像的CCD攝像器7設(shè)置在貼片頭吸嘴的兩側(cè)，稱為mark點相機808。
[0029]飛行相機808和伺服電機811的控制集成在一個控制板上，改變了飛行相機808的設(shè)置方案；相機808支架803設(shè)置成一定的傾斜角，使貼片頭整體的重心盡量集中的中心處，減少飛行相機808左右移動造成的撓動，保證貼片頭運行的平穩(wěn)。
[0030]所述光源組件801包括上方開口的盒子狀光源外殼805、所處平面垂直于YZ平面的可調(diào)反光鏡806、平行于可調(diào)反光鏡806設(shè)置的燈珠條807，所述燈珠條807水平設(shè)置在光源外殼805內(nèi)，所述相機808組件802包括相機808、與相機808連接的向下傾斜的鏡頭809、包圍相機808和鏡頭809并固定在相機808支架803上的盒子狀保護殼810，所述可調(diào)反光鏡806使吸嘴區(qū)域物體的虛像中心點在相機808鏡頭809的軸線上。
[0031]所述驅(qū)動機構(gòu)804包括伺服電機811、飛行驅(qū)動絲桿812、飛行驅(qū)動支座813、飛行驅(qū)動螺母