本發(fā)明涉及一種貼片頭，尤其是一種高速貼片頭。

背景技術(shù)：

利用高速貼裝技術(shù)進(jìn)行集成電路元器件在PCB 板上的安裝是提高安裝效率和安裝精度的重要途徑。而貼片頭是貼片機(jī)最關(guān)鍵的設(shè)備之一，它直接影響到貼裝的速度和精度。

目前，國外高速貼片機(jī)使用的貼片頭通常由貼片軸、直線軸承、外套、同步帶輪、軸承、伺服電機(jī)等組成，其中貼片軸做成花鍵軸的樣式，其外側(cè)開了對稱的兩道圓弧槽和直線軸承中的滾珠相配合連接，實(shí)現(xiàn)上下無限直線運(yùn)動(dòng)；直線軸承和安裝在其上的一對深溝球軸承一同安裝在外套中，直線軸承上同時(shí)安裝有同步帶輪通過同步帶和伺服電機(jī)連接在一起，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這種結(jié)構(gòu)使貼片機(jī)既能上下自由運(yùn)動(dòng)由能保證其所有的軸在圓周方向同步旋轉(zhuǎn)。但這種結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造工藝復(fù)雜，制造成本較高，造成整臺設(shè)備成本昂貴。所以，實(shí)有必要進(jìn)行研究，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，緊湊，制造成本低，維護(hù)方便的貼片頭。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種單驅(qū)動(dòng)多軸升降運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的高速貼片頭。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種高速貼片頭，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(jī)構(gòu)、R向轉(zhuǎn)角機(jī)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(dòng)R向轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)的R向步進(jìn)電機(jī)和采集圖像的CCD攝像器，其背面安裝有上下兩排Z向驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述Z向驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸方向與Z軸垂直。

真空模組，包括匯流集裝板、真空模組固定架、氣壓檢測集成模塊、真空破壞閥、正負(fù)壓切換電磁閥、過濾組件、正壓管道、真空軟管、真空管，真空模組固定架固定在貼裝頭支架上，其上部安裝有匯流集裝板；匯流集裝板下側(cè)面安裝有氣壓檢測集成模塊，其上方從左往右依次安裝有小型減壓閥、真空破壞閥和正負(fù)壓切換電磁閥，其外側(cè)面安裝有若干過濾組件，其內(nèi)部設(shè)置有正壓管道及若干真空管；真空破壞閥安裝在正壓管道進(jìn)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(fù)壓切換電磁閥，真空管另一端與真空軟管連接，真空軟管另一端與貼片軸連接。

所述的小型減壓閥、真空破壞閥和正負(fù)壓切換電磁閥通過腔體與正壓管道螺紋連接。

所述的匯流集裝板上方從左往右安裝有一個(gè)小型減壓閥、一個(gè)真空破壞閥和六個(gè)正負(fù)壓切換電磁閥，匯流集裝板外側(cè)面安裝有六個(gè)過濾組件，其內(nèi)部設(shè)置有一個(gè)正壓管道及六組真空管，真空破壞閥安裝在正壓管道進(jìn)口端，正壓管道分別與六組真空管連接。

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。

Z向升降機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在貼裝頭支架背面的Z向驅(qū)動(dòng)電機(jī)、豎直設(shè)置的Z向帶輪機(jī)構(gòu)，貼片軸的連接座組件與Z向帶輪機(jī)構(gòu)的滑塊連接，所述Z向驅(qū)動(dòng)電機(jī)使Z向帶輪機(jī)構(gòu)的滑塊上下運(yùn)動(dòng)進(jìn)而拉動(dòng)貼片軸上下運(yùn)動(dòng)。

Z向升降機(jī)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。

Z向驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)置為上下兩排之間設(shè)置有通信接口模塊。

R向轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)包括R向步進(jìn)電機(jī)、R向主動(dòng)輪單元、R向從動(dòng)輪單元、R向同步帶，R向步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)R向主動(dòng)輪單元，所述的R向主動(dòng)輪單元帶動(dòng)多個(gè)R向從動(dòng)輪單元，R向從動(dòng)輪單元套接在吸桿上，通過外花鍵限位，進(jìn)而控制貼片軸R向轉(zhuǎn)動(dòng)。

所述貼裝頭支架為整體框架結(jié)構(gòu)，其一側(cè)面上下設(shè)置有兩塊滑塊并在同一側(cè)面的中部開設(shè)有固定螺母的圓孔，螺母與驅(qū)動(dòng)貼片頭移動(dòng)的絲桿套接。

本發(fā)明的有益效果：（1）將集成控制組件安裝在貼片頭上，取代了傳統(tǒng)的貼片頭將大量的線纜與控制中心直接連接的技術(shù)方案，大大減少了貼片頭上的線纜和外接線纜的數(shù)量，有利于貼片頭的小型化和輕量化。同時(shí)，Z向驅(qū)動(dòng)電機(jī)的橫向排列，取代了傳統(tǒng)安裝在貼片頭頂部或者貼裝頭支架中部的做法，有利于集成更多的貼片軸；而且兩排的排列方式，有利于相互消除電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的躁動(dòng)，使貼片頭的運(yùn)行更加平穩(wěn)。

（2）真空模組可以使每個(gè)吸嘴使用單個(gè)的真空吸管，控制吸力更加穩(wěn)定，真空模組的負(fù)壓管道通路是復(fù)雜的彎曲的多彎道管路結(jié)構(gòu)，有利于貼片頭的小型化和輕量化；氣壓檢測集成模塊安裝在底部，便于檢測真空管道中的壓力，進(jìn)而判斷物料是否出來；切換吸嘴時(shí)檢測是否更換到位，型號是否正確；還可以自動(dòng)校正吸嘴的基準(zhǔn)高度；負(fù)壓直接連接到匯流集裝板，外接線路簡單；通過小型減壓閥連接匯流集裝板，通過調(diào)節(jié)小型減壓閥得到合適的正壓；過濾組件安裝在匯流集裝板上，減少真空模組的體積，有利于小型化。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的高速貼片頭結(jié)構(gòu)式示意圖。

圖2為本發(fā)明的真空模組的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明的R向轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明的高速貼片頭的局部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明的貼裝頭支架結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1-貼裝頭支架、101-滑塊、102-螺母、2-貼片軸、3-Z向升降機(jī)構(gòu)、301-Z向驅(qū)動(dòng)電機(jī)、302-Z向帶輪機(jī)構(gòu)、303-彈簧、304-通信接口模塊、4-R向轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)、5-真空模組、6-集成控制組件、401-R向步進(jìn)電機(jī)、402-R向主動(dòng)輪單元、403-R向從動(dòng)輪單元、404-R向同步帶、501-真空模組支架、502-匯流集裝板、503-氣壓檢測集成模塊、507-過濾組件、509-真空破壞閥、510-正負(fù)壓切換電磁閥、512-正壓管道、513-小型減壓閥、7-CCD攝像器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步說明：

如圖1- 圖5 所示，一種高速貼片頭，包括貼裝頭支架1、安裝在貼裝頭支架1中的多支貼片軸2、驅(qū)動(dòng)貼片軸2上升和下降的Z向升降機(jī)構(gòu)3、驅(qū)動(dòng)貼片軸2圓周轉(zhuǎn)動(dòng)的R向轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)4、調(diào)節(jié)貼片軸2吸料取料動(dòng)作的真空模組5，貼裝頭支架1的上部背面安裝有集成控制組件6，貼裝頭支架1上部正面安裝有真空模組5，貼裝頭支架1的中部正面安裝有驅(qū)動(dòng)R向轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)4的R向步進(jìn)電機(jī)401和采集圖像的CCD攝像器7，貼裝頭支架1背面安裝有上下兩排Z向驅(qū)動(dòng)電機(jī)301，Z向驅(qū)動(dòng)電機(jī)301驅(qū)動(dòng)Z向升降機(jī)構(gòu)3的上下運(yùn)動(dòng)。，所述Z向驅(qū)動(dòng)電機(jī)301輸出軸方向與Z軸垂直。

這種貼片頭結(jié)構(gòu)緊湊，布局合理，將集成控制組件6安裝在貼片頭上，取代了傳統(tǒng)的貼片頭將大量的線纜與控制中心直接連接的技術(shù)方案，大大減少了貼片頭上的線纜和外接線纜的數(shù)量，有利于貼片頭的小型化和輕量化。同時(shí)，Z向驅(qū)動(dòng)電機(jī)301的橫向排列，取代了傳統(tǒng)安裝在貼片頭頂部或者貼裝頭支架1中部的做法，有利于集成更多的貼片軸2；而且兩排的排列方式，有利于相互消除電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的躁動(dòng)，使貼片頭的運(yùn)行更加平穩(wěn)。

本實(shí)施例的真空模組5，包括匯流集裝板502、真空模組5固定架、氣壓檢測集成模塊503、真空破壞閥509、正負(fù)壓切換電磁閥510、過濾組件507、正壓管道512、真空軟管、真空管，真空模組5固定架固定在貼裝頭支架1上，其上部安裝有匯流集裝板502；匯流集裝板502下側(cè)面安裝有氣壓檢測集成模塊503，所述的匯流集裝板502上方從左往右安裝有一個(gè)小型減壓閥513、一個(gè)真空破壞閥509和六個(gè)正負(fù)壓切換電磁閥510，匯流集裝板502外側(cè)面安裝有六個(gè)過濾組件507，其內(nèi)部設(shè)置有一個(gè)正壓管道512及六組真空管，真空破壞閥509安裝在正壓管道512進(jìn)口端，正壓管道512分別與六組真空管連接，真空管上設(shè)置有正負(fù)壓切換電磁閥510，真空管另一端與真空軟管連接，真空軟管另一端與貼片軸2連接。

所述的小型減壓閥513、真空破壞閥509和正負(fù)壓切換電磁閥510通過腔體與正壓管道512螺紋連接。

本實(shí)施例中的真空模組5采用的技術(shù)方案可以使每個(gè)吸嘴使用單個(gè)的真空吸管，控制吸力更加穩(wěn)定，所述的真空模組5的負(fù)壓管道通路是復(fù)雜的彎曲的多彎道管路結(jié)構(gòu)，有利于貼片頭的小型化和輕量化。

本實(shí)施例中真空模組5的氣壓檢測集成模塊503安裝在底部，便于檢測真空管道中的壓力，進(jìn)而判斷物料是否出來；切換吸嘴時(shí)檢測是否更換到位，型號是否正確；還可以自動(dòng)校正吸嘴的基準(zhǔn)高度。

真空模組5的工作原理：

正壓氣路通過小型減壓閥513連接匯流集裝板502，通過調(diào)節(jié)小型減壓閥513得到合適的正壓，采用真空破壞閥509控制所有吸頭的正壓氣路，真空破壞閥509常態(tài)位為常閉，正壓氣路通過真空破壞閥509處于常閉與正負(fù)壓切換電磁閥510編號為1－6號處于常開位實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通。負(fù)壓氣路從真空泵出來通過儲(chǔ)氣罐連接到匯流集裝板502并與正負(fù)壓切換電磁閥5101－6常閉位相連。

從吸取到貼裝物料，這一過程中電磁閥通斷電情況，當(dāng)正負(fù)壓切換電磁閥5101－6通電，對應(yīng)的吸嘴將處于吸取物料狀態(tài)，同時(shí)氣壓檢測集成模塊503上的真空壓力傳感器檢測真空，當(dāng)真空破壞閥509通電，正負(fù)壓切換電磁閥510的編號為1－6號通電，對應(yīng)的吸嘴仍然處于吸住物料狀態(tài)，當(dāng)真空破壞閥509通電，正負(fù)壓切換電磁閥510的編號為1－6號任意電磁閥斷電，對應(yīng)的吸嘴則處于貼裝物料狀態(tài)。

本實(shí)施例負(fù)壓直接連接到匯流集裝板502，外接線路簡單；通過小型減壓閥513連接匯流集裝板502，通過調(diào)節(jié)小型減壓閥513得到合適的正壓；過濾組件507安裝在匯流集裝板502上，減少真空模組5的體積，有利于小型化。

所述貼片軸2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。

Z向升降機(jī)構(gòu)3包括設(shè)置在貼裝頭支架1背面的6個(gè)Z向驅(qū)動(dòng)電機(jī)301、豎直設(shè)置的6個(gè)Z向帶輪機(jī)構(gòu)302，6個(gè)貼片軸2的連接座組件與6個(gè)Z向帶輪機(jī)構(gòu)302的滑塊101連接，所述Z向驅(qū)動(dòng)電機(jī)301使Z向帶輪機(jī)構(gòu)302的滑塊101上下運(yùn)動(dòng)進(jìn)而拉動(dòng)貼片軸2上下運(yùn)動(dòng)。

Z向升降機(jī)構(gòu)3還包括固定在6個(gè)貼裝頭支架1上方的6個(gè)彈簧303，彈簧303與貼片軸2連接座組件連接，使貼片軸2下移停止時(shí)得到一定的緩沖，同時(shí)，向上的拉力使貼片軸2復(fù)位更加容易。

Z向驅(qū)動(dòng)電機(jī)301設(shè)置為上下兩排各三個(gè)，兩排之間設(shè)置有通信接口模塊304。

本實(shí)施例中R向轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)4包括兩個(gè)R向步進(jìn)電機(jī)401、兩個(gè)R向主動(dòng)輪單元402、六個(gè)R向從動(dòng)輪單元403、兩條R向同步帶404，所述的兩個(gè)R向步進(jìn)電機(jī)401分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)R向主動(dòng)輪單元402，一個(gè)R向主動(dòng)輪單元402帶動(dòng)三個(gè)R向從動(dòng)輪單元403，六個(gè)R向從動(dòng)輪單元403依次編號為1-6號，1、3、5號R向從動(dòng)輪單元403與第一R向主動(dòng)輪單元402連接并設(shè)置在上層，2、4、6號R向從動(dòng)輪單元403與第二R向主動(dòng)輪單元402連接并設(shè)置在相鄰的下層；R向從動(dòng)輪單元403套接在吸桿上，通過外花鍵限位，進(jìn)而控制貼片軸2R向轉(zhuǎn)動(dòng)。

所述貼裝頭支架1為整體框架結(jié)構(gòu)，其一側(cè)面上下設(shè)置有兩塊滑塊101并在同一側(cè)面的中部開設(shè)有固定螺母102的圓孔，螺母102與驅(qū)動(dòng)貼片頭移動(dòng)的絲桿套接。

上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理和最佳實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。