一種帶雙凸輪軸的整體式貼片機(jī)吸嘴機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于PCB焊接技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)及一種PCB焊接用貼片機(jī)吸嘴機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前市場(chǎng)上較普遍的是全自動(dòng)機(jī)電一體化貼片機(jī)和手動(dòng)式貼片機(jī)。其中全自動(dòng)機(jī) 電一體化貼片機(jī)的吸嘴運(yùn)動(dòng)一般采用絲杠或者皮帶傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，主要用于PCB量產(chǎn)。而手動(dòng) 式貼片機(jī)的吸嘴安裝在Z軸上，靠人手的移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)來(lái)校正位置，主要用于PCB新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)， 價(jià)格相對(duì)較低。
[0003] 1、全自動(dòng)機(jī)電一體化貼片機(jī)，因?yàn)橘N片機(jī)一般是用來(lái)貼裝體積相對(duì)較小的電子元 器件，對(duì)吸嘴的運(yùn)動(dòng)要求其運(yùn)動(dòng)行程較小，運(yùn)動(dòng)精度較高，使得其運(yùn)動(dòng)控制較為復(fù)雜，成本 較高。目前貼片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域主要集中在大中型的電子生產(chǎn)裝備企業(yè)，不僅成本偏高，而且 體積龐大，不便拆卸和運(yùn)輸，不適用小規(guī)模、小批量的生產(chǎn)應(yīng)用。
[0004] 2、手動(dòng)式貼片機(jī)的吸嘴運(yùn)動(dòng)靠人手的移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)來(lái)校正位置，運(yùn)動(dòng)精度及工作效 率較低。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 本實(shí)用新型解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種帶雙凸輪軸的整體式貼片機(jī)吸嘴機(jī)構(gòu)，該 機(jī)構(gòu)為用于個(gè)人、小批量生產(chǎn)，Z軸吸嘴設(shè)計(jì)采用凸輪小行程機(jī)構(gòu)，在保證精度的同時(shí)，實(shí)現(xiàn) 成本低。使用時(shí)可直接將其安裝于氣-r軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)底座上實(shí)現(xiàn)X-Y"軸，應(yīng)用簡(jiǎn)便，機(jī)構(gòu)整 體便于安裝和拆卸。滿足各類(lèi)高校、科研機(jī)構(gòu)及個(gè)人研究焊接PCB板的需要。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案:一種帶雙凸輪軸的整體式貼片機(jī)吸嘴機(jī)構(gòu)，包括凸輪驅(qū)動(dòng)電 機(jī)、電機(jī)輸出軸、減速步進(jìn)電機(jī)、小帶輪、吸嘴、復(fù)位彈黃、凸輪、吸嘴轉(zhuǎn)動(dòng)大帶輪;Z軸機(jī)構(gòu)固 定支架;Z軸滑塊、Z軸滑軌、Z軸機(jī)構(gòu)滑動(dòng)支架、Z軸滑動(dòng)支架支撐桿；凸輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)與電機(jī)輸 出軸連接，電機(jī)輸出軸帶動(dòng)凸輪，凸輪位于Z軸機(jī)構(gòu)滑動(dòng)支架的上平板之上，吸嘴頂部連接 在Z軸機(jī)構(gòu)滑動(dòng)支架;減速步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)小帶輪，小帶輪與吸嘴轉(zhuǎn)動(dòng)大帶輪之間通過(guò)皮帶傳 動(dòng)，吸嘴轉(zhuǎn)動(dòng)大帶輪與吸嘴固定，帶動(dòng)吸嘴轉(zhuǎn)動(dòng)，復(fù)位彈黃套在Z軸滑動(dòng)支架支撐桿上，且位 于Z軸機(jī)構(gòu)滑動(dòng)支架底部和Z軸機(jī)構(gòu)固定支架底部的上表面之間；吸嘴穿過(guò)Z軸機(jī)構(gòu)滑動(dòng)支 架下端，Z軸機(jī)構(gòu)滑動(dòng)支架與Z軸滑塊固定，Z軸滑塊在Z軸滑軌上滑動(dòng)，Z軸滑軌位于Z軸機(jī)構(gòu) 固定支架的上下板之間。
[0007] 進(jìn)一步地，凸輪結(jié)構(gòu)如下：凸輪基圓半徑;r〇 = 25mm;凸輪帶動(dòng)的Z軸機(jī)構(gòu)滑動(dòng)支架 的最大行程為h = 25mm;凸輪的推程運(yùn)動(dòng)角S〇 = 60°，遠(yuǎn)休止角為Ss = 120°，回程角5〇'=60°， 近休止角So ' = 120°。
[000引本發(fā)明的工作原理是：
[0009]為了加快貼片機(jī)的工作效率，采用雙電機(jī)雙吸嘴式整體機(jī)構(gòu)，電機(jī)輸出軸帶動(dòng)凸 輪轉(zhuǎn)動(dòng)從而將吸嘴架向下壓，此時(shí)吸嘴架下安裝復(fù)位彈黃。當(dāng)凸輪從近休止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到遠(yuǎn)休 止點(diǎn)時(shí)，吸嘴向下運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)。當(dāng)凸輪從遠(yuǎn)休止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到近休止點(diǎn)時(shí)，吸嘴在彈黃彈力作 用下復(fù)位。在吸嘴架上固定減速步進(jìn)電機(jī)軸連接同步帶輪傳動(dòng)系中的小帶輪，另一端大帶 輪下固定吸嘴為一起轉(zhuǎn)動(dòng)。使用時(shí)可直接將整體機(jī)構(gòu)的支座安裝于貼片機(jī)氣-r軸運(yùn)動(dòng)機(jī) 構(gòu)底座上即可，便于個(gè)人安裝和拆卸。
[0010]本發(fā)明的關(guān)鍵點(diǎn)：
[0011] 1、采用凸輪運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和復(fù)位彈黃實(shí)現(xiàn)貼片機(jī)吸嘴沿巧由方向運(yùn)動(dòng)；
[0012] 2、采用步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)帶輪實(shí)現(xiàn)吸嘴的轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0013] 3、采用吸嘴的整體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)便于在貼片機(jī)氣-Y軸"運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上的拆卸與安裝。
[0014] 本發(fā)明的技術(shù)效果是：
[0015] 采用基于雙凸輪軸的整體式貼片機(jī)吸嘴機(jī)構(gòu)，方便在貼片機(jī)"X-Y軸"運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)安 裝固定，便于個(gè)人試驗(yàn)與應(yīng)用。采用凸輪和復(fù)位彈黃相結(jié)合的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)吸嘴沿Z軸運(yùn) 動(dòng)，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，驗(yàn)證了其運(yùn)動(dòng)的可行性，避免了電機(jī)控制算法的復(fù)雜性，降低了設(shè)計(jì) 成本。采用步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)帶輪來(lái)實(shí)現(xiàn)吸嘴的轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)吸嘴在平面上的自動(dòng)調(diào)整。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1:本發(fā)明的S維視圖；
[0017] 圖2:本發(fā)明的右視圖；
[001引圖3:本發(fā)明的主視圖。
[0019] 其中，UZ軸機(jī)構(gòu)固定支架;2、凸輪驅(qū)動(dòng)電機(jī);3、固定于X-Y軸支座;4、Z軸滑塊;5、Z 軸滑軌;6、電機(jī)輸出軸;7、Z軸機(jī)構(gòu)滑動(dòng)支架;8、Z軸滑動(dòng)支架支撐桿;9、減速步進(jìn)電機(jī)；10、 小帶輪(減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)）；11、吸嘴;12、復(fù)位彈黃;13、凸輪;14、吸嘴轉(zhuǎn)動(dòng)大帶輪(從動(dòng)帶輪）。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)地描述。
[0021] 本實(shí)用新型的一種帶雙凸輪軸的整體式貼片機(jī)吸嘴機(jī)構(gòu)，包括凸輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)2、 電機(jī)輸出軸6、減速步進(jìn)電機(jī)9、小帶輪10(減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)）、吸嘴11、復(fù)位彈黃12、凸輪13、吸 嘴轉(zhuǎn)動(dòng)大帶輪14 (從動(dòng)帶輪）；Z軸機(jī)構(gòu)固定支架1; Z軸滑塊4、Z軸滑軌5、Z軸機(jī)構(gòu)滑動(dòng)支架7、 Z軸滑動(dòng)支架支撐桿8;還包括固定于X-Y軸的支座3。
[0022] 凸輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)2與電機(jī)輸出軸6連接，電機(jī)輸出軸6帶動(dòng)凸輪13，凸輪13位于Z軸機(jī) 構(gòu)滑動(dòng)支架7的上平板之上，吸嘴頂部連接在Z軸機(jī)構(gòu)滑動(dòng)支架7與其隨動(dòng);減速步進(jìn)電機(jī)9 帶動(dòng)小帶輪10,小帶輪10與吸嘴轉(zhuǎn)動(dòng)大帶輪14之間通過(guò)皮帶傳動(dòng)，吸嘴轉(zhuǎn)動(dòng)大帶輪14與吸 嘴11固定，帶動(dòng)吸嘴11轉(zhuǎn)動(dòng)，復(fù)位彈黃12套在Z軸滑動(dòng)支架支撐桿8上，且位于Z軸機(jī)構(gòu)滑動(dòng) 支架7底部和Z軸機(jī)構(gòu)固定支架1底部的上表面之間。
[0023] 吸嘴11穿過(guò)Z軸機(jī)構(gòu)滑動(dòng)支架7，Z軸機(jī)構(gòu)滑動(dòng)支架7與Z軸滑塊4固定，Z軸滑塊4在Z 軸滑軌5上滑動(dòng)，Z軸滑軌5位于Z軸機(jī)構(gòu)固定支架1的上下板之間。
[0024] 電機(jī)輸出軸帶動(dòng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)從而將吸嘴架(Z軸機(jī)構(gòu)滑動(dòng)支架7)向下壓，此時(shí)吸嘴架 下安裝復(fù)位彈黃。當(dāng)凸輪從近休止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到遠(yuǎn)休止點(diǎn)時(shí)，吸嘴向下運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)。當(dāng)凸輪從 遠(yuǎn)休止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到近休止點(diǎn)時(shí)，吸嘴在彈黃彈力作用下復(fù)位。在吸嘴架上固定減速步進(jìn)電機(jī) 軸連接同步帶輪傳動(dòng)系中的小帶輪，另一端大帶輪下固定吸嘴為一起轉(zhuǎn)動(dòng)。使用時(shí)可直接 將整體機(jī)構(gòu)的支座安裝于貼片機(jī)^-Y"軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)底座上即可，便于個(gè)人安裝和拆卸。
[0025] 進(jìn)一步的特征如下:該裝置Z軸采用雙吸嘴凸輪運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，選擇凸輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)的貼 裝頭的Z軸運(yùn)行范圍可在20~30mm之間。假設(shè)采用下面的數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)凸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。設(shè)凸輪基 圓半徑r〇 = 25mm，實(shí)際工作從動(dòng)件的最大行程為h = 25mm，推程運(yùn)動(dòng)角S〇 = 60°，遠(yuǎn)休止角為 Ss=120°，回程角5〇'=60°，近休止角5〇'=120°。從動(dòng)件的推程和回程采用勻速運(yùn)動(dòng)。
[0026] 凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)一圈過(guò)程中的位移變化如下:開(kāi)始時(shí)，接觸點(diǎn)處于凸輪近休止處，經(jīng)過(guò)一 定時(shí)間轉(zhuǎn)過(guò)近休止角
。在運(yùn)個(gè)過(guò)程中接觸點(diǎn)的坐標(biāo)y = 25mm值保持不變。接下來(lái)接 觸點(diǎn)進(jìn)入凸輪推程階段。凸輪轉(zhuǎn)過(guò)推程角
：過(guò)程中，推桿時(shí)勻速運(yùn)動(dòng)到最高位置，此時(shí) y = 50mm，且推程運(yùn)動(dòng)過(guò)程是一條斜直線。推桿行程為25mm。當(dāng)推桿行程到達(dá)最大時(shí)，接觸點(diǎn) 處于凸輪遠(yuǎn)休止處，凸輪轉(zhuǎn)過(guò)遠(yuǎn)休止角
，在此過(guò)程中接觸點(diǎn)的y軸坐標(biāo)值y = 50mm 保持不變。凸輪轉(zhuǎn)過(guò)遠(yuǎn)休止角進(jìn)入回程運(yùn)動(dòng)。此時(shí)接觸點(diǎn)從距離圓屯、最遠(yuǎn)一勻速運(yùn)動(dòng)回到 最近處。所W此過(guò)程曲線為斜直線。在此過(guò)程中凸輪轉(zhuǎn)過(guò)回程角
I回到近休止點(diǎn)處y 軸坐標(biāo)值為y = 25mm。凸輪W-定的角速度O如此反復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)從動(dòng)件按上述規(guī)律的 位移變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種帶雙凸輪軸的整體式貼片機(jī)吸嘴機(jī)構(gòu)，其特征在于，包括凸輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)(2)、電 機(jī)輸出軸(6)、減速步進(jìn)電機(jī)(9)、小帶輪（10)、吸嘴（11)、復(fù)位彈簧（12)、凸輪（13)、吸嘴轉(zhuǎn) 動(dòng)大帶輪（14);Z軸機(jī)構(gòu)固定支架（1);Z軸滑塊(4)、Z軸滑軌(5)、Z軸機(jī)構(gòu)滑動(dòng)支架(7)、Z軸 滑動(dòng)支架支撐桿(8);凸輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)（2)與電機(jī)輸出軸（6)連接，電機(jī)輸出軸（6)帶動(dòng)凸輪 (13)，凸輪(13)位于Z軸機(jī)構(gòu)滑動(dòng)支架(7)的上平板之上，吸嘴頂部連接在Z軸機(jī)構(gòu)滑動(dòng)支架 (7);減速步進(jìn)電機(jī)(9)帶動(dòng)小帶輪（10)，小帶輪（10)與吸嘴轉(zhuǎn)動(dòng)大帶輪（14)之間通過(guò)皮帶 傳動(dòng)，吸嘴轉(zhuǎn)動(dòng)大帶輪（14)與吸嘴（11)固定，帶動(dòng)吸嘴（11)轉(zhuǎn)動(dòng)，復(fù)位彈簧（12)套在Z軸滑 動(dòng)支架支撐桿(8)上，且位于Z軸機(jī)構(gòu)滑動(dòng)支架(7)底部和Z軸機(jī)構(gòu)固定支架（1)底部的上表 面之間；吸嘴（11)穿過(guò)Z軸機(jī)構(gòu)滑動(dòng)支架(7)下端，Z軸機(jī)構(gòu)滑動(dòng)支架(7)與Z軸滑塊(4)固定， Z軸滑塊(4)在Z軸滑軌(5)上滑動(dòng)，Z軸滑軌(5)位于Z軸機(jī)構(gòu)固定支架（1)的上下板之間。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶雙凸輪軸的整體式貼片機(jī)吸嘴機(jī)構(gòu)，其特征在于，凸輪 結(jié)構(gòu)如下：凸輪基圓半徑r〇 = 25mm;凸輪（13)帶動(dòng)的Z軸機(jī)構(gòu)滑動(dòng)支架(7)的最大行程為h = 25mm;凸輪的推程運(yùn)動(dòng)角δ〇 = 60°，遠(yuǎn)休止角為Ss = 120°，回程角δ〇'=60°，近休止角δ〇' = 120°。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種帶雙凸輪軸的整體式貼片機(jī)吸嘴機(jī)構(gòu)，屬于PCB焊接技術(shù)領(lǐng)域，該機(jī)構(gòu)為用于個(gè)人、小批量生產(chǎn)，Z軸吸嘴設(shè)計(jì)采用凸輪小行程機(jī)構(gòu)，在保證精度的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)成本低。該機(jī)構(gòu)，包括凸輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電機(jī)輸出軸、減速步進(jìn)電機(jī)、小帶輪、吸嘴、復(fù)位彈簧、凸輪、吸嘴轉(zhuǎn)動(dòng)大帶輪；采用雙電機(jī)雙吸嘴式整體機(jī)構(gòu)，電機(jī)輸出軸帶動(dòng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)從而將吸嘴架向下壓，此時(shí)吸嘴架下安裝復(fù)位彈簧。當(dāng)凸輪從近休止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到遠(yuǎn)休止點(diǎn)時(shí)，吸嘴向下運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)。當(dāng)凸輪從遠(yuǎn)休止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到近休止點(diǎn)時(shí)，吸嘴在彈簧彈力作用下復(fù)位。使用時(shí)可直接將整體機(jī)構(gòu)的支座安裝于貼片機(jī)“X-Y”軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)底座上即可，便于個(gè)人安裝和拆卸。
【IPC分類(lèi)】H05K3/34
【公開(kāi)號(hào)】CN205213159
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521084722
【發(fā)明人】王博, 趙曉明, 高溟, 程子元, 謝芳, 田瑞軍, 崔磊
【申請(qǐng)人】北奔重型汽車(chē)集團(tuán)有限公司
【公開(kāi)日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年12月22日