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    贴片机结构及功能

    2017-10-13

    贴片机是机-电-光以及计算机控制技术的综合体。它通过汲取-位移-定位-放置等功能,实现了将
    SMD元件快速而准确地贴装到PCB板所指定的焊盘位置。在生产线中,贴片机配置在点胶机或丝网
    印刷机后,是通过移动贴装头把表面贴装元器件准确地放置PCB焊盘上的种设备。它的整体结

    构分为三大部分,下面小鱼儿贴片机给大分享下。

    贴片机

    贴片机


    、贴片机贴装头

    从电装机器人的概念来说,贴装头就是只智能的机械手,它能按要求拾取元件,精确地贴放到
    预置的焊盘上。

    a.贴片机元件拾放
    拾取元件般是采用真空负压的吸嘴吸住元件,它结构简单便于维护,近年这种产生负压的微型
    真空发生器组件已经成为多企业的系列产品,专供贴装头的设计者选用。

    在拾放的动作中,吸嘴在做Z方向的移动时,既要拾放速度快,而且还要平稳。早期的吸嘴Z方向
    移动是选用微型气缸完成的,在近十年的使用中发现气缸易磨损,寿命短,噪音大。目前不少新
    机型都选用了新颖的机电体化传动杆代替,使Z向运动状态都可以控制,大大提高Z方向运动综
    合性能。

    b.贴片机吸嘴
    当真空负压产生后吸嘴是直接接触SMD元件的零件,吸嘴孔的大小与SMD元件的外形有每台贴
    片机都有套实用性很强吸嘴。为了贴片机适应不同元件的贴装,所以还配有个自动更换吸嘴
    的装置。吸嘴与吸管间还有个弹性补偿的缓冲机构,保证在拾取过程对贴片元件的保护,提
    高元件的贴装率。

    c.贴片机气动电磁阀
    贴装头的微型气动电磁是贴装头上又个重要组件,它管理着移动和拾放等功能,随贴片机的发
    展集成电磁阀组亦有了相当大的发展,有些单个电磁阀厚度仅为10-18毫米。而且电磁铁驱动功率
    小,般电路的驱动电平都可直接驱动,随着市场的不断发展,这些新颖的气动都能从市场上采
    购,给贴片机的设计开发提供有利条件。

    d.贴片机元件的定位
    贴片头的元件定位系统是贴片质量的个重要环节,也是研究贴片技术难点,当被贴元件吸
    住元件后,元件就处于不移稳定的悬浮状态。早期的技术用机械爪进行被动定位,从而解决了
    早期贴片机的元件定位问题,但必竟是机械方式,机械制造中的各种误差,直接反映到元件定位
    的质量,特别是贴片速度提高时,机械的噪音,零件的磨损和精度的寿命等都限制了机械定位
    爪的进步发展。

    近年视觉系统的采样技术,伺服机构,计算机图像处理等,已经改变了单用机械来解决定位问
    题。而是用非接触的红外,激光对中系统,并在移动过程中对偏离值进行自动修正。</div>

    e.贴片机元件旋转
    当吸嘴头吸持器件移动定位时,大部分元件都作定量的回转运动(q角),先是修正板上元件
    的安装轴线和元件在移动过程中轴线的角度(q'角),其二是解决送料器上元件与PCB板元件焊盘轴
    线的角度差(q”角)q = q'+q"; 修正元件贴装角度偏差的这机构,早其采用开环步进电机控
    制,通过小型同步皮带进行回转操作。现在些新颖的贴片机已被些专用微电机所代替,使机
    构的性能有很大的提高。为了提高贴片速度在贴片头都采用了多吸嘴的组合,它的操作程序都由
    计算机精密控制。

    f. 其他
    使贴头各机构能协同工作安装着多种形式的传感器,有效地协调贴片的工作状态。当贴片功能决
    定后,贴片头总体结构设计就成了贴片机的关键,贴片头是个高速运动的组件要提高精度就
    必须减小它的重量和体积,所以设计个结构凑功能全齐的贴片头,也是贴片的设计重点。

    在设计贴片头前要多研究分析各种贴装的特点,还要充分由集机电体化技术发展的各种器件
    性能,结构、材料等,如传感器,微电机,激光器,真空发生器,视觉识别系统,微型电磁阀,
    微型珠滚丝杆等。对设计方案还要进行大量工艺研究和实践的摸索和试验,克服各种不正常现象
    如飞片,立片,漏片等,不然是法研究自已的贴片头,假如贴片是采用外引进的,那么你的
    贴片机产化的水平远将是滞后的。

    g.完成贴装头设计后如何制造也是个棘手的问题,般说,加工好是加工中心或数控机床,
    这类设备上进行,以达到高精度效率。由于加工尺寸的离散性小,能保证装配上的要求。

    二、贴片机承载机构

    PCB板的承载机构,有承载平台,真空支撑杆,PCB板移动的传输带,固定位PCB板的定位销钉,反

    映定位状态的传感器、PCB板的压板,PCB板在这承载平台上传动平稳,定位准确。

    贴片机和所有机械设备样,还有个承载框架,以前常用金属型材和钢板等材料,通过焊接方
    法制造,随着贴片机速度精度的提高,对框架基座的稳定性提出了更高的要求,近几年外不少
    机型又选用机床设备传统的铸件结构,我的铸造技术有相当水平,这工艺技术又便于般的
    小批量生产,这也是大家开发贴片机的个有利条件。

    三、贴片机X-Y座标传动的伺服系统

    贴片机X-Y座标传动伺服系统有两种形式,种是PCB板作X-Y方向的正交运动。另种方法是由贴
    片头作; X-Y座标平移运动,而PCB板仍定位在定精度的承载平台上。这两种相对运动的方法都
    是为了将被贴的元件准确拾放到PCB板的焊盘上。

    a.贴片机X-Y机构的有关参数

    驱动X / Y二维运动构件的参数也是贴片机精度的关键,假如贴片装头它的直线移动速度为1米/秒
    ,滚珠丝杆的导程为20毫米,那么当贴片头移动1米,丝杆需要旋转50转,伺服电机的转速达到
    3000转/分,如果伺肥电机的反馈码盘取4000线,它每转就产生4000脉冲。若对20毫米导程的丝杆
    ,那么每脉冲的移为5毫米,在3000转/分的条件反馈脉冲的输出频率要达到200千赫,伺服电机的
    工作,实际是组采样数据的控制系统,它是由电脑直接控制,负责接受位移参数指令,采集位
    置传感器的反馈信号,计算机控制函数(即控制规律),以及产生数字形式的控制信号。数字形
    式的控制信号,数字形式控制信号经过D/A转换和伺服放大后,驱动实行机构,使输出轴上贴片头
    跟踪被贴元件PCB板上位置的指令运动,从而组成数字闭环控制系统。在系统控制设计后就需要
    有组的合理结构装置和相应的传动元件。

    b.贴片机X-Y结构按装

    X-Y的二维运动都是在X/Y轴的导轨上进行。驱动的动力伺服电有步进电机等 ,它们都应很好的动
    态特性和位置精度,承载运动件导轨是运动导向精度的关键零件。目前,大部分的精刻滚珠直线
    导轨,这种导轨摩擦系数小,精度高,寿命长,安装维护方便,便于标准化生产,常用直线轴承
    导轨的断面形状也有多种,在机构形式上也有大跨距双丝杆的横梁结构,单悬肩双导轨式等。

    在导轨安装时要保证两导轨在空间平行,并保持水平工作面,导轨应直线性好,并不应有扭弯等
    几何变形,滚珠丝杆与伺服电机联结处,有个高精度高性能的弹性联轴器有效地消除安装过程
    中产生的不同轴不同心等现象。从目前市场供货情况来看交流伺服电机,高精度大导程滚珠丝杆
    ,小型伺服电机,传动轴上联轴器等都可从市场选购,这也是有利确保贴片的设计和生产质量。

    上一个:影响贴片机贴装质量的要素

    下一个:贴片机贴片生产流程

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