一种高精度带飞行识别功能的贴片头制造技术

本发明专利技术提供一种高精度带飞行识别功能的贴片头，包括贴装头支架、安装在贴装头支架中的多支贴片轴、Z向升降机构、R向转角机构、真空模组，其特征在于：贴装头支架的上部背面安装有集成控制组件，其上部正面安装有真空模组，其正面中部安装有驱动R向转角机构的R向步进电机和采集图像的CCD摄像器，其背面上部安装有Z向驱动电机，所述Z向驱动电机输出轴方向与Z轴垂直；贴装头支架背面下部安装有飞行相机装置，飞行相机装置包括吸嘴正下方的光源组件、镜头方向在XY平面内与竖直方向呈锐角的相机组件、安装有光源组件和相机组件的相机支架、使相机支架沿X轴运动的驱动机构。小型化、低成本，实现稳定，准确，快速的高精度贴装。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种贴片头，尤其是一种高精度带飞行识别功能的贴片头。
技术介绍
当前贴片机品种繁多，但无论是全自动高速贴片机或是手动低速贴片机，它的全体布局均有类似之处。全自动贴片机是由计算机控制，集光机电气一体的高精度自动化设备，主要由机架，PCB传送及承载组织，驱动体系，定位及对中体系，贴装头，供料器，光学识别体系，传感器和计算机控制体系组成，其包括汲取-位移-定位-放置等功用，完成了将SMD元件疾速而精确地贴装。贴片机的贴片头作为整个机器的重要部件，对于整个机器的性能是十分关键的，贴片头拾取元件后能在校正系统的控制下自动校正位置,并将元器件准确地贴放到指定的位置。贴片头的发展是贴片机进步的标志，贴片头已由早期的单头、机械对中发展到多头光学对中；早期单头贴片机是由吸嘴、定位爪、定位台和Z轴、秒角运动系统组成的，并固定在X.Y轴传动机构上。当吸嘴吸取一个元器件后，通过机械对中机构实现元器件对中并同时给供料器一个信号(电信号或机械信号)，使下一个元器件进入吸片位置。但这种方式贴片速度很慢，通常贴放一只片式元器件需Is。为了提高贴片速度，人们采取增加贴片头数量的方法，即采用多个贴片头以增加贴片速度。固定式多头是目前通用型贴片机采用的结构，固定式多头外观它是在原单头的基础上改进而来的，即由单头增加到了3～6个贴片头。它们仍然固定在X.Y轴上，但不再使用机械对中而改为多种形式的光学对中。工作时分别吸取元器件，然后对中后再依次贴放到PCB指定位置上。现有的贴装头一般采用一个飞行相机固定在X/Y轴上，进行飞行识别元件和mark点相机捕捉mark点，这导致了贴片头要进行元件识别的时候需要在固定的飞行相机上方飞过才行，目前最新的技术是将飞行相机集成到贴片头上，有采用固定在贴片头底部一侧并且和吸嘴数量匹配的元件识别相机，有采用相机固定在贴片头底部并且沿着吸嘴方向往复运动的元件识别相机技术。上述两种最新技术都存在明显缺陷，一个会限制可识别的吸嘴数量，一个光路配套较复杂，且两者成本都较高，贴片头体积较大，因此，一种结构简单、小型化、低成本的带飞行识别功能的贴片头亟需开发。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种结构简单、小型化、低成本的带飞行识别功能的贴片头，达到贴片头稳定，准确，快速的高精度贴装的目的。本专利技术的技术方案为：一种高精度带飞行识别功能的贴片头，包括贴装头支架、安装在贴装头支架中的多支贴片轴、Z向升降机构、R向转角机构、真空模组，其特征在于：贴装头支架的上部背面安装有集成控制组件，其上部正面安装有真空模组，其正面中部安装有驱动R向转角机构的R向步进电机和采集图像的CCD摄像器，其背面上部安装有Z向驱动电机，所述Z向驱动电机输出轴方向与Z轴垂直；贴装头支架背面下部安装有飞行相机装置，飞行相机装置包括吸嘴正下方的光源组件、镜头方向在XY平面内与竖直方向呈锐角的相机组件、安装有光源组件和相机组件的相机支架、使相机支架沿X轴运动的驱动机构。所述光源组件包括上方开口的盒子状光源外壳、所处平面垂直于YZ平面的可调反光镜、平行于可调反光镜设置的灯珠条，所述灯珠条水平设置在光源外壳内，所述相机组件包括相机、与相机连接的向下倾斜的镜头、包围相机和镜头并固定在相机支架上的盒子状保护壳，所述可调反光镜使吸嘴区域物体的虚像中心点在相机镜头的轴线上。所述驱动机构包括伺服电机、飞行驱动丝杆、飞行驱动支座、飞行驱动螺母，飞行驱动支座固定在贴装头支架上，飞行驱动螺母与相机支架连接，伺服电机带动飞行驱动支座上的飞行驱动丝杆转动，进而使套接在飞行驱动丝杆上的飞行驱动螺母做X向的直线运动，飞行相机支架包括底板和连接板，底板为水平设置且安装有光源组件，底板与连接板的夹角为110°-150°，连接板上安装有相机组件。所述真空模组的真空模组支架上部安装有汇流集装板，汇流集装板外侧面安装有气压检测集成模块，真空模组支架底部连接有真空换向板，真空换向板上面安装有若干真空输出口，侧面安装有与真空输出口对应导通的真空直管，每个真空直管连接一个过滤组件，过滤组件与汇流集装板上的对应的真空管支管连接。真空模组还包括真空破坏阀、正负压切换电磁阀、真空管，所述真空模组支架侧面呈H形，汇流集装板从上方左往右依次安装有真空破坏阀和正负压切换电磁阀，真空破坏阀安装在正压管道上，正压管道分别与若干真空管连接，真空管上设置有正负压切换电磁阀；真空破坏阀安装在正压管道进口端，正压管道分别与若干真空管连接，真空管上设置有正负压切换电磁阀，真空输出口与真空软管连接，真空软管与贴片轴的真空接入口连接。所述的真空破坏阀和正负压切换电磁阀通过小孔管道与正压管道平面密封连接，小孔管道另一端通过螺丝连接阀体的腔体。所述贴片轴包括吸嘴、吸头、吸杆、连接座组件，所述吸杆是带有外花键的中空管，连接座组件与吸杆顶端连接，连接座组件侧面设置有与吸杆连通的真空软管接口，吸杆下端部连接有吸头，吸头下端部安装有吸嘴。Z向升降机构包括设置在贴装头支架背面的Z向驱动电机、竖直设置的Z向带轮机构，贴片轴的连接座组件与Z向带轮机构的滑块连接，所述Z向驱动电机使Z向带轮机构的滑块上下运动进而拉动贴片轴上下运动。Z向升降机构还包括固定在贴装头支架上方的弹簧，弹簧与贴片轴连接座组件连接。R向转角机构包括R向步进电机、R向主动轮单元、R向从动轮单元、R向同步带，R向步进电机驱动R向主动轮单元，所述的R向主动轮单元带动多个R向从动轮单元，R向从动轮单元套接在吸杆上，通过外花键限位，进而控制贴片轴R向转动。所述贴装头支架为整体框架结构，其背面滑块并在同一侧面的中部连接有螺母，螺母与驱动贴片头移动的丝杆套接。本专利技术的有益效果：（1）飞行相机和伺服电机的控制集成在一个控制板上，改变了飞行相机的设置方案；相机支架设置成一定的倾斜角，使贴片头整体的重心尽量集中的中心处，减少飞行相机左右移动造成的挠动，保证贴片头运行的平稳。（2）贴片头分两道正压弱吹气压为正常工作气压，强吹气压为清理管路杂物气压；通过小孔管道与正压管道平面密封连接，通过螺丝连接固定阀体的腔体，控制正压更精细。（3）负压管道通路由复杂的弯曲的多弯道管路结构，改成简易的直通管路结构，便于安装，汇流集装板结构简单，真空管道设计更大，负压阻力更小，过滤组件安装在外部，气体流通后，气压较稳定，提高吸料速度，减少真空检测的波动，便于模拟压力传感器检测信号的降噪处理；负压从真空泵出来通过储气罐单独接到吸嘴，更易得到均衡有负压。附图说明图1为本专利技术的高精度带飞行识别功能的贴片头结构示意图。图2为本专利技术高精度带飞行识别功能的贴片头局部结构示意图。图3为本专利技术的飞行相机装置的局部爆炸图。图4为本专利技术的真空模组结构示意图。图5为本专利技术的R向转角机构局部结构示意图。图6为本专利技术的贴片头支架结构示意图。图7为本专利技术高精度带飞行识别功能的贴片头局部结构示意图.图中，1-贴装头支架、102-螺母、2-贴片轴、203-吸杆、204-连接座组件、3-Z向升降机构、301-Z向驱动电机、302-Z向带轮机构、303-弹簧、304-通信接口模块、4-R向转角机构、5-真空模组、6-集成控制组件、401-R向步进电机、402-R向主动轮单元、403-R向从动轮单元、404-R向同步带、501-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高精度带飞行识别功能的贴片头，包括贴装头支架、安装在贴装头支架中的多支贴片轴、Z向升降机构、R向转角机构、真空模组，其特征在于：贴装头支架的上部背面安装有集成控制组件，其上部正面安装有真空模组，其正面中部安装有驱动R向转角机构的R向步进电机和采集图像的CCD摄像器，其背面上部安装有Z向驱动电机，所述Z向驱动电机输出轴方向与Z轴垂直；贴装头支架背面下部安装有飞行相机装置，飞行相机装置包括吸嘴正下方的光源组件、镜头方向在XY平面内与竖直方向呈锐角的相机组件、安装有光源组件和相机组件的相机支架、使相机支架沿X轴运动的驱动机构。

【技术特征摘要】
1.一种高精度带飞行识别功能的贴片头，包括贴装头支架、安装在贴装头支架中的多支贴片轴、Z向升降机构、R向转角机构、真空模组，其特征在于：贴装头支架的上部背面安装有集成控制组件，其上部正面安装有真空模组，其正面中部安装有驱动R向转角机构的R向步进电机和采集图像的CCD摄像器，其背面上部安装有Z向驱动电机，所述Z向驱动电机输出轴方向与Z轴垂直；贴装头支架背面下部安装有飞行相机装置，飞行相机装置包括吸嘴正下方的光源组件、镜头方向在XY平面内与竖直方向呈锐角的相机组件、安装有光源组件和相机组件的相机支架、使相机支架沿X轴运动的驱动机构。2.根据权利要求1所述的高精度带飞行识别功能的贴片头，其特征在于：所述光源组件包括上方开口的盒子状光源外壳、所处平面垂直于YZ平面的可调反光镜、平行于可调反光镜设置的灯珠条，所述灯珠条水平设置在光源外壳内，所述相机组件包括相机、与相机连接的向下倾斜的镜头、包围相机和镜头并固定在相机支架上的盒子状保护壳，所述可调反光镜使吸嘴区域物体的虚像中心点在相机镜头的轴线上。3.根据权利要求1或2所述的高精度带飞行识别功能的贴片头，其特征在于：所述驱动机构包括伺服电机、飞行驱动丝杆、飞行驱动支座、飞行驱动螺母，飞行驱动支座固定在贴装头支架上，飞行驱动螺母与相机支架连接，伺服电机带动飞行驱动支座上的飞行驱动丝杆转动，进而使套接在飞行驱动丝杆上的飞行驱动螺母做X向的直线运动，飞行相机支架包括底板和连接板，底板为水平设置且安装有光源组件，底板与连接板的夹角为110°-150°，连接板上安装有相机组件。4.根据权利要求1或2所述的高精度带飞行识别功能的贴片头，其特征在于：所述真空模组的真空模组支架上部安装有汇流集装板，汇流集装板外侧面安装有气压检测集成模块，真空模组支架底部连接有真空换向板，真空换向板上面安装有若干真空输出口，侧面安装有与真空输出口对应导通的真空直管，每个真空直管连接一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴志达，程治国，吴凡，
申请(专利权)人：广东木几智能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44