專利名稱：高速全自動(dòng)貼片機(jī)陣列式貼裝頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及SMT (Surface Mount Technology,表面貼裝技術(shù))的貼片機(jī) 領(lǐng)域，具體涉及一種電子表面貼裝的貼片機(jī)及其貼裝頭總成的技術(shù)領(lǐng)域。
(二)
背景技術(shù)：
表面貼裝技術(shù)(SMT)起源于50年代末，隨著半導(dǎo)體集成電路的發(fā)明而出 現(xiàn)的厚薄膜混合集成電路。由于陶瓷基板質(zhì)地堅(jiān)硬，不便于打孔進(jìn)行元器件插 裝，開(kāi)始采用片式元器件，于是出現(xiàn)了片式電容、片式電阻，有源元器件則采 用裸片以絲焊或倒裝片等形式進(jìn)行組裝。進(jìn)入70年代后，混合集成電路的應(yīng)用
開(kāi)始由軍用領(lǐng)域向工業(yè)及民用領(lǐng)域擴(kuò)展，生產(chǎn)規(guī)模迅速擴(kuò)大。70年代末80年 代初，傳統(tǒng)的印制電路板由原來(lái)的通孔插接組裝，借鑒混合電路的工藝，逐步 改為以表面安裝為主，這種組裝厚度薄、體積小、可靠性高及便于自動(dòng)化生產(chǎn) 的特點(diǎn)使其逐步成為電子組裝的主導(dǎo)技術(shù)。隨著電子產(chǎn)品向便攜式、小型化、 網(wǎng)絡(luò)化和多媒體方向迅速發(fā)展，SMT在電子工業(yè)中正得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用， 并且在許多領(lǐng)域部分或全部取代了傳統(tǒng)電子裝聯(lián)技術(shù)。
貼片機(jī)是SMT生產(chǎn)線中最關(guān)鍵的設(shè)備，它往往占了整條生產(chǎn)線投資額的一 半以上。目前貼片機(jī)大致可分為四種類型動(dòng)臂式、復(fù)合式、轉(zhuǎn)盤(pán)式和大型平 行系統(tǒng)。不同種類的貼片機(jī)各有優(yōu)劣，通常取決于應(yīng)用或工藝對(duì)系統(tǒng)的要求， 在其速度和精度之間也存在一定的平衡。盡管貼片機(jī)種類繁多，綜合起來(lái)可以 簡(jiǎn)要地概括為以下四部分組成貼裝頭系統(tǒng)、供料系統(tǒng)、印刷電路板(PCB板) 傳輸系統(tǒng)和管理控制系統(tǒng)。其中貼裝頭系統(tǒng)是貼片機(jī)的核心，它要完成芯片拾 取到準(zhǔn)確地貼裝PCB板上的全過(guò)程，決定著貼片機(jī)的結(jié)構(gòu)及主要性能。
從貼裝頭要完成的功能方面看，貼裝頭應(yīng)該包括Z軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、^角控制 系統(tǒng)、真空系統(tǒng)。其中Z軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)完成芯片的上下貼裝運(yùn)動(dòng)，e角控制系統(tǒng) 完成芯片的偏置誤差校正，真空系統(tǒng)完成芯片的拾取與釋放。目前國(guó)內(nèi)外相關(guān) 技術(shù)主要可以分為如下幾類一、Z軸采用齒輪/齒條的傳統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)，執(zhí)行機(jī) 構(gòu)簡(jiǎn)單，但是控制精度難以提高；二、 Z軸采用伺服電機(jī)/鋼絲/滾輪，將電機(jī) 的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為Z軸的上下運(yùn)動(dòng)，此類系統(tǒng)裝配復(fù)雜，精度不高，若要實(shí)現(xiàn) 單頭多吸嘴系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)將更加復(fù)雜；三、Z軸采用步進(jìn)電機(jī)和同步帶傳動(dòng)，將 電機(jī)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，單一吸嘴設(shè)計(jì)成一個(gè)模塊，包括兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)， 一個(gè)負(fù)責(zé)Z軸運(yùn)動(dòng)， 一個(gè)負(fù)責(zé)^角控制，這樣的系統(tǒng)有一定的精度，并可以根 據(jù)用戶需求自由組合吸嘴數(shù)量，但是這樣的傳動(dòng)方式單模塊系統(tǒng)的體積與質(zhì)量 都已經(jīng)很大，組合多吸嘴后成倍地增加了貼裝頭的轉(zhuǎn)動(dòng)慣性，為了保證貼裝精 度以及機(jī)器的使用壽命，相應(yīng)地只能增加懸掛該貼裝頭，并驅(qū)動(dòng)其平移的導(dǎo)軌 框架的尺寸和重量，最終導(dǎo)致整機(jī)體積龐大笨重，成本也相應(yīng)增加；四、此類 是國(guó)外一些大公司經(jīng)常采用的，即數(shù)字或模擬電子設(shè)備控制下的伺服電機(jī)帶動(dòng) 升降絲杠的傳動(dòng)控制系統(tǒng)，該類系統(tǒng)采用先進(jìn)的控制算法和相應(yīng)精確的光、電、 機(jī)執(zhí)行設(shè)備，形成完整的控制回路，控制精度高，響應(yīng)速度快，貼裝速率高， 整機(jī)體積尺寸小，可靠性高，但這類技術(shù)解決方案下的整機(jī)價(jià)格高昂，單就是 配套的升降絲杠，國(guó)內(nèi)就很難制造出來(lái)，外購(gòu)的價(jià)格高，此外，復(fù)雜的軟、硬 件控制系統(tǒng)，不利于用戶的進(jìn)一步應(yīng)用開(kāi)發(fā)。
目前，貼裝機(jī)正朝著高速、高精度、智能化、柔性制造系統(tǒng)(FMS)、多功 能等方向發(fā)展。由于上述幾種類型的貼裝頭系統(tǒng)各自的缺點(diǎn)，在一定程度上限 制了其發(fā)展及相關(guān)技術(shù)的普及。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn),本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是要提供一種高效、 經(jīng)濟(jì)、結(jié)構(gòu)布局合理、傳動(dòng)環(huán)節(jié)簡(jiǎn)潔、機(jī)械總成體積小、質(zhì)量小、響應(yīng)快的貼 片機(jī)的陣列式貼裝頭。
為此，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種貼片機(jī)的陣列式貼裝頭，該貼裝頭包 括主框架、氣缸模組、滾珠花鍵模組、氣缸控制模塊、真空系統(tǒng)、P角控制系 統(tǒng)、整體Z軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于
所述的主框架是一個(gè)大平面，其上有相應(yīng)的安裝螺紋孔、氣路通道、同步 齒形帶通道；
所述的氣缸模組是一組微型帶磁性開(kāi)關(guān)的精密方形執(zhí)行氣缸，均勻緊密地 分部在主框架上方，呈線性陣列分布，相鄰氣缸之間加有電磁屏蔽板，該氣缸 的活塞桿是一種可以導(dǎo)氣的中空型活塞桿；
所述的滾珠花鍵模組為一組中空型微型滾珠花鍵，包括花鍵軸和套筒，它
們均勻地分布在主框架上，對(duì)應(yīng)于氣缸活塞軸心呈線性陣列布置，其軸線與所 述的方形氣缸的軸線完全重合，每一個(gè)套筒兩端固聯(lián)有加長(zhǎng)套筒，加長(zhǎng)套筒配 有固定軸承，且一端配有同步帶輪I ，及復(fù)位彈簧；
所述的氣缸控制模塊包括一組二位五通閥、兩組速度控制閥和集成板，一 個(gè)二位五通閥對(duì)應(yīng)兩個(gè)速度控制閥安裝在一塊集成板上；
所述的真空系統(tǒng)包括一組真空發(fā)生器、 一組真空供氣閥、 一組破壞閥、一 組真空壓力開(kāi)關(guān)，這些器件都安裝在一塊集成板上；
所述的0角控制系統(tǒng)包括電機(jī)、同步帶輪I、雙面同步齒形帶、變向張緊 器，電機(jī)輸出端聯(lián)接有同步帶輪II;所述的同步帶輪I有若干個(gè)，等間距排成
一排；雙面同步帶按照特定的順序繞過(guò)同步帶輪I 、同步帶輪n以及變向張緊
器，雙面同步帶兩面的齒形分別與各自的繞過(guò)的同步帶輪i和同步帶輪n嚙合， 在電機(jī)輸出端同步帶輪n的驅(qū)動(dòng)及變向張緊器的作用下，使陣列分布的滾珠花
鍵軸分別繞各自軸心轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)^角偏置校正；
所述的整體z軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)包括托板i、托板n、絲杠組件，絲杠組件在托
板I和托板II之間，絲杠組件按連接順序依次是z軸電機(jī)、連軸器、絲杠、與 絲杠配合的絲杠螺母，Z軸電機(jī)安裝在軸承套I上，絲杠一端是固定安裝，一
端是游動(dòng)安裝，固定側(cè)絲杠端部裝有一對(duì)角接觸軸承、套筒、絲杠鎖緊螺母，
通過(guò)軸承套i和軸承蓋固定在托板n上，游動(dòng)側(cè)絲杠端部安裝有一個(gè)深溝球軸 承通過(guò)軸承套n固定在托板n上，在軸承套n和絲杠螺母之間安裝有彈簧保持 架和復(fù)位彈簧，絲杠螺母通過(guò)螺紋連接固定在托板i上；托板i和托板n兩側(cè) 裝有直線滑塊，從而使托板i和托板n構(gòu)成一對(duì)直線運(yùn)動(dòng)副，在驅(qū)動(dòng)電機(jī)和滾 珠絲杠的作用下使得托板i和托板n相對(duì)運(yùn)動(dòng)；
所述的氣缸模組與滾珠花鍵模組，每一個(gè)氣缸對(duì)應(yīng)于一個(gè)滾珠花鍵，通過(guò) 管連接件同軸連接，氣缸軸的上下運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)花鍵軸的上下運(yùn)動(dòng)，從而完成貼裝
動(dòng)作；
所述的氣缸模組通過(guò)螺紋連接固定在主框架的一側(cè)，滾珠花鍵模組通過(guò)兩 個(gè)軸承組套固定在主框架的一側(cè)，氣缸模組與滾珠花鍵模組位于主框架的同一
所述的氣缸控制模塊和真空系統(tǒng)通過(guò)螺紋連接固定在主框架的另一側(cè)；
所述的真空系統(tǒng)中的集成板有真空接口 ，通過(guò)軟管穿過(guò)主框架的氣路通道 與氣缸模組的真空供氣口相連，吸取芯片時(shí)，真空供氣閥打開(kāi)，貼裝芯片時(shí)，
真空破壞閥打開(kāi)；
所述的P角控制系統(tǒng)中電機(jī)通過(guò)電機(jī)支架固定在主框架上，雙面同步帶經(jīng) 同步齒形帶通道穿過(guò)主框架與電機(jī)上的同步帶輪II及滾珠花鍵上的同步帶輪I 配合；
所述的整體Z軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中的托板I通過(guò)螺紋連接固定在主框架上，與氣 缸模組同側(cè)。
所述的主框架、氣缸模組、滾珠花鍵模組、氣缸控制模塊、真空系統(tǒng)、^角 控制系統(tǒng)、整體Z軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)一起構(gòu)成了本發(fā)明高速全自動(dòng)貼片機(jī)的陣列式貼 裝頭。以主框架為核心，其它各系統(tǒng)及模組模塊都安裝在主框架上；氣缸模組、 氣缸控制模塊、整體Z軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)成貼裝頭的Z向運(yùn)動(dòng)，整體Z軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng) 負(fù)責(zé)貼裝頭的整體Z向調(diào)解，以適應(yīng)不同厚度芯片的貼裝任務(wù)，氣缸模組中的 微型氣缸通過(guò)恒定行程的Z向運(yùn)動(dòng)執(zhí)行貼裝任務(wù)，工作狀態(tài)時(shí)，氣缸模組中的 氣缸依次執(zhí)行貼裝任務(wù)，同一時(shí)刻只有單一氣缸動(dòng)作；滾珠花鍵模組和e角控 制系統(tǒng)一起負(fù)責(zé)完成芯片的偏置校正，e角方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，滾珠花鍵模組中各花 鍵一起動(dòng)作，單一花鍵的具體偏置參數(shù)由控制軟件實(shí)現(xiàn)；真空系統(tǒng)負(fù)責(zé)產(chǎn)生真 空源和芯片吹吸的控制信號(hào)，真空源通過(guò)氣缸模組中的微型氣缸的真空接入口， 并通過(guò)中空型活塞桿和滾珠花鍵模組中的中空型花鍵軸，將真空傳遞至貼裝頭
末端從而實(shí)現(xiàn)芯片吸取與貼放。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是它提供了一條多吸嘴貼裝頭設(shè)計(jì)的解決方案，以方形中 空活塞桿氣缸為設(shè)計(jì)元件，完成吸嘴的Z軸運(yùn)動(dòng)及真空氣路，結(jié)構(gòu)緊湊簡(jiǎn)潔； 氣缸下端配以滾珠花鍵，滾珠花鍵套筒固聯(lián)加長(zhǎng)套筒，在加長(zhǎng)套筒上安裝同步 帶輪及微型軸承，大大減小了吸嘴中軸間距，從而使總體機(jī)械總成體積小、質(zhì) 量小； 一個(gè)電機(jī)和一根雙面同步帶就能完成多軸的e角校正，進(jìn)一步簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)， 整體Z軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)完成貼裝頭整體微調(diào)，以適應(yīng)不同厚度芯片的貼裝任務(wù)。本 設(shè)計(jì)中采用了大量氣動(dòng)元件，大大降低了設(shè)計(jì)成本。本設(shè)計(jì)中的零部件在市場(chǎng) 上都能很方便的采購(gòu)與加工，能夠方便的進(jìn)行技術(shù)集成，大大縮短了整機(jī)研發(fā) 周期。

圖1為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明的主視圖。
圖3為本發(fā)明的俯視圖。
圖4為本發(fā)明的左視圖。
圖5為本發(fā)明的仰視圖。
圖6為本發(fā)明的A-A向剖視圖。
圖7為本發(fā)明中單組滾珠花鍵裝配爆炸圖。
圖8為本發(fā)明中方形精密氣缸結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9為本發(fā)明整體Z軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中的滾珠絲杠裝配爆炸圖。
圖10為本發(fā)明雙面同步帶安裝示意圖。
圖中標(biāo)號(hào)及符號(hào)說(shuō)明如下
1、主框架2、方形執(zhí)行氣缸3、屏蔽板
4、磁性開(kāi)關(guān)5、花鍵復(fù)位彈簧6:花鍵鎖緊螺母I
7、花鍵軸承I8、同步帶輪I9、上部加長(zhǎng)套
10、花鍵套筒11、花鍵軸12、下部加長(zhǎng)套
13、花鍵軸承II14、花鍵鎖緊螺母15、真空壓力開(kāi)關(guān)
16、真空集成板17、真空供氣閥18、真空發(fā)生器
19、真空破壞閥20、速度控制閥I21、速度控制閥II
22、 二位五通閥23、控制集成板24、步進(jìn)電機(jī)
25、電機(jī)支架26、變向張緊器27同步帶輪n
28、雙面同步帶29、 Z軸電機(jī)30、托板II
31、直線滑塊32、直線導(dǎo)軌33、托板I
34、自由端軸承35、軸承套II36、絲杠
37、 Z軸復(fù)位彈簧38、彈簧保持架39、絲杠螺母
40、軸承蓋41、角接觸軸承42、套筒
43、絲杠鎖緊螺母44、軸承套I45、聯(lián)軸器
46、管連接件47、軸承組套I48、軸承組套II
A、氣缸通氣口 IB、氣缸通氣口IIC、真空供氣口
具體實(shí)施方式
所述的貼裝頭包括主框架1、氣缸模組、滾珠花鍵模組、氣缸控制模塊、
真空系統(tǒng)、e角控制系統(tǒng)、整體Z軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，其特征為
如圖1、圖2所示，所述的主框架1是一個(gè)大平面，其上有相應(yīng)的安裝螺 紋孔、上部開(kāi)有氣路通道、下部開(kāi)有同步齒形帶通道；
如圖6所示，所述的氣缸模組是一組微型帶磁性開(kāi)關(guān)4的精密方形執(zhí)行氣 缸2,方形執(zhí)行氣缸2結(jié)構(gòu)如圖8所示，活塞桿中空，共有3個(gè)接口， A、 B為
活塞運(yùn)動(dòng)通氣口 ， C為真空供氣口 ，方形執(zhí)行氣缸2均勻緊密地分部在主框架1 上方，相鄰氣缸之間加有電磁屏蔽板3，方形執(zhí)行氣缸2的活塞桿是一種可以 導(dǎo)氣的中空型活塞桿，單組氣缸配有一塊電磁屏蔽板3和兩個(gè)磁性開(kāi)關(guān)4，本 實(shí)施例中共有8個(gè)單組氣缸；
如圖6、圖7所示，所述的滾珠花鍵模組為一組中空型微型滾珠花鍵副， 包括花鍵軸11和花鍵套筒10，它們均勻地分布在主框架1上，其軸線與所述 的方形執(zhí)行氣缸2的軸線重合，且花鍵軸11與方形執(zhí)行氣缸2通過(guò)管連接件 46固聯(lián)。每一個(gè)花鍵套筒10兩端固聯(lián)有上部加長(zhǎng)套9和下部加長(zhǎng)套12，上部 加長(zhǎng)套9同軸依次安裝同步帶輪I 8、花鍵軸承I 7、花鍵鎖緊螺母I 6和花鍵 復(fù)位彈簧5;下部加長(zhǎng)套12同軸依次安裝花鍵軸承II13和花鍵鎖緊螺母II14; 本實(shí)施例中共有8組微型滾珠花鍵副；
如圖4所示，所述的氣缸控制模塊包括一組二位五通閥22、 一組速度控制 閥I 20、 一組速度控制閥1121和控制集成板23， 一個(gè)二位五通閥22對(duì)應(yīng)一個(gè) 速度控制閥I 20和一個(gè)速度控制閥II21安裝在一塊控制集成板23上；控制集 成板23兩端有供氣口 ；控制集成板23通過(guò)螺紋連接安裝在主框架1上；速度 控制閥I 20和速度控制閥I121均為單向節(jié)流閥，通過(guò)軟管穿過(guò)主框架1的氣路 通道分別與方形執(zhí)行氣缸2的A、 B 口相連；
如圖2、圖4所示，所述的真空系統(tǒng)包括一組真空發(fā)生器18、 一組真空供 氣閥17、 一組破壞閥19、 一組真空壓力開(kāi)關(guān)15，這些器件都安裝在一塊真空 集成板16上；真空集成板16有一排真空生成口，對(duì)應(yīng)于每一個(gè)真空發(fā)生器18， 通過(guò)軟管穿過(guò)主框架1的氣路通道與方形執(zhí)行氣缸2的C 口相連；真空集成板 16通過(guò)螺紋連接固定在主框架1上，位于氣缸控制模塊的上方；
如圖l、圖5、圖10所示，所述的<9角控制系統(tǒng)包括步進(jìn)電機(jī)24、同步帶 輪18、雙面同步帶28、，步進(jìn)電機(jī)24輸出端聯(lián)接有同步帶輪II27;所述的同 步帶輪I8有8個(gè)，等間距排成一排；雙面同步帶28按照特定的順序繞過(guò)一組 同步帶輪I 8、同步帶輪I127以及變向張緊器26;步進(jìn)電機(jī)24通過(guò)電機(jī)支架 25固定在主框架1上；變向張緊器26通過(guò)螺栓固定在主框架1上，通過(guò)改變 其位置就可以張緊雙面同步帶28;工作時(shí)步進(jìn)電機(jī)24輸出端的同步帶輪I127 帶動(dòng)雙面同步帶28及與其嚙合的8個(gè)同步帶輪I 8，同步帶輪I 8又通過(guò)上部 加長(zhǎng)套9和花鍵套筒10帶動(dòng)花鍵軸11，實(shí)現(xiàn)^角偏置校正；
如圖l、圖4、圖9所示，所述的整體Z軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)包括托板I33、托板II 30、絲杠組件，絲杠組件在托板I33和托板II30之間，絲杠組件按連接順序依
次是Z軸電機(jī)29、連軸器45、絲杠36、絲杠螺母39， Z軸電機(jī)29安裝在軸承 套I 44上，絲杠36 —端是固定安裝， 一端是游動(dòng)安裝，固定側(cè)絲杠端部裝有 一對(duì)角接觸軸承41、套筒42、絲杠鎖緊螺母43，通過(guò)軸承套I 44和軸承蓋40 固定在托板II30上，游動(dòng)側(cè)絲杠端部安裝有一個(gè)自由端軸承34，為深溝球軸承， 它通過(guò)軸承套II35固定在托板II30上，在軸承套II35和絲杠螺母39之間安裝 有彈簧保持架38和Z軸復(fù)位彈簧37，絲杠螺母39通過(guò)螺紋連接固定在托板I 33上；托板I33和托板II30之間裝有兩條直線導(dǎo)軌31，每條直線導(dǎo)軌31上裝 有兩個(gè)直線滑塊32，直線導(dǎo)軌31對(duì)稱的分布在托板I33的兩側(cè)，從而使托板 I 33和托板I130構(gòu)成一對(duì)直線運(yùn)動(dòng)副，在Z軸電機(jī)29和絲杠36的作用下使得 托板I 33和托板I130相對(duì)運(yùn)動(dòng)，完成針對(duì)不同芯片厚度的Z向微細(xì)調(diào)整；
如圖6所示，所述的氣缸模組與滾珠花鍵模組，每一個(gè)方形執(zhí)行氣缸2對(duì) 應(yīng)于一個(gè)花鍵軸ll，通過(guò)管連接件46同軸連接；所述的氣缸模組通過(guò)螺紋連 接固定在主框架1的一側(cè)，滾珠花鍵模組通過(guò)軸承組套I 47和軸承組套IH8
固定在主框架的一側(cè)，氣缸模組與滾珠花鍵模組位于主框架1的同一側(cè)；
如圖2所示，所述的氣缸控制模塊和真空系統(tǒng)通過(guò)螺紋連接固定在主框架 1的另一側(cè)；
如圖1、圖10所示，所述的e角控制系統(tǒng)中步進(jìn)電機(jī)24通過(guò)電機(jī)支架25 固定在主框架1上,雙面同步帶28穿過(guò)主框架1上的同步齒形帶通道與步進(jìn)電 機(jī)24上的同步帶輪I127及滾珠花鍵上的同步帶輪I 8配合；
所述的整體Z軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中的托板I 33通過(guò)螺紋連接固定在主框架1上， 與氣缸模組在同一側(cè)。
所述貼裝頭在具體工作時(shí)，整體Z軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)首先根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)中芯片的 具體厚度尺寸，作Z向微細(xì)調(diào)整，在真空系統(tǒng)和氣缸模組及氣缸控制模塊的作 用下完成芯片吸取，在視覺(jué)校正的配合下，通過(guò)e角控制系統(tǒng)完成芯片的偏置 校正，接著在真空系統(tǒng)和氣缸模組及氣缸控制模塊的作用完成芯片貼放。
具體實(shí)施例流程如下(為闡述方便，氣缸模組及其對(duì)應(yīng)的滾珠花鍵模組中 的氣缸軸和花鍵軸的位置分別稱為1號(hào)位、2號(hào)位……8號(hào)位)
芯片吸取流程①氣缸下行，②真空供氣閥打開(kāi)，③真空壓力開(kāi)關(guān)打開(kāi)，④ 芯片吸取，(D氣缸上行。
芯片貼放流程①氣缸下行，②真空破壞閥打開(kāi)，③芯片貼放，④氣缸上行。
貼裝頭工作流程①根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)中芯片種類，整體Z軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)作Z向
微調(diào)； ②1號(hào)位芯片吸取；
◎2號(hào)位-8號(hào)位芯片吸取；
1號(hào)位^角校正；
⑤ 1號(hào)位芯片貼放；
⑥ 2號(hào)位-8號(hào)位分別進(jìn)行^角校正與芯片貼放;
⑦ 進(jìn)入工序②循環(huán)進(jìn)行；
⑧ 貼裝完成。
權(quán)利要求
1、一種貼片機(jī)的陣列式貼裝頭，該貼裝頭包括主框架、氣缸模組、滾珠花鍵模組、氣缸控制模塊、真空系統(tǒng)、θ角控制系統(tǒng)、整體Z軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于該主框架是一個(gè)大平面，其上有相應(yīng)的安裝螺紋孔、氣路通道、同步齒形帶通道，以主框架為核心，其它各系統(tǒng)及模組模塊都安裝在主框架上；該氣缸模組是一組微型帶磁性開(kāi)關(guān)的精密方形執(zhí)行氣缸，均勻緊密地分部在主框架上方，呈線性陣列分布，相鄰氣缸之間加有電磁屏蔽板，該氣缸的活塞桿是一種可以導(dǎo)氣的中空型活塞桿；該滾珠花鍵模組為一組中空型微型滾珠花鍵，包括花鍵軸和套筒，它們均勻地分布在主框架上，對(duì)應(yīng)于氣缸活塞軸心呈線性陣列布置，其軸線與該方形氣缸的軸線完全重合，每一個(gè)套筒兩端固聯(lián)有加長(zhǎng)套筒，加長(zhǎng)套筒配有固定軸承，且一端配有同步帶輪I，及復(fù)位彈簧；該氣缸控制模塊包括一組二位五通閥、兩組速度控制閥和集成板，一個(gè)二位五通閥對(duì)應(yīng)兩個(gè)速度控制閥安裝在一塊集成板上；該真空系統(tǒng)包括一組真空發(fā)生器、一組真空供氣閥、一組破壞閥、一組真空壓力開(kāi)關(guān)，這些器件都安裝在一塊集成板上；該θ角控制系統(tǒng)包括電機(jī)、同步帶輪I、雙面同步齒形帶、變向張緊器，電機(jī)輸出端聯(lián)接有同步帶輪II；該同步帶輪I有預(yù)定個(gè)，等間距排成一排；雙面同步帶按照特定的順序繞過(guò)同步帶輪I、同步帶輪II以及變向張緊器，雙面同步帶兩面的齒形分別與各自的繞過(guò)的同步帶輪I和同步帶輪II嚙合，在電機(jī)輸出端同步帶輪II的驅(qū)動(dòng)及變向張緊器的作用下，使陣列分布的滾珠花鍵軸分別繞各自軸心轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)θ角偏置校正；該整體Z軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)包括托板I、托板II、絲杠組件，絲杠組件在托板I和托板II之間，絲杠組件按連接順序依次是Z軸電機(jī)、連軸器、絲杠、與絲杠配合的絲杠螺母，Z軸電機(jī)安裝在軸承套I上，絲杠一端是固定安裝，一端是游動(dòng)安裝，固定側(cè)絲杠端部裝有一對(duì)角接觸軸承、套筒、絲杠鎖緊螺母，通過(guò)軸承套I和軸承蓋固定在托板II上，游動(dòng)側(cè)絲杠端部安裝有一個(gè)深溝球軸承通過(guò)軸承套II固定在托板II上，在軸承套II和絲杠螺母之間安裝有彈簧保持架和復(fù)位彈簧，絲杠螺母通過(guò)螺紋連接固定在托板I上；托板I和托板II兩側(cè)裝有直線滑塊，從而使托板I和托板II構(gòu)成一對(duì)直線運(yùn)動(dòng)副，在驅(qū)動(dòng)電機(jī)和滾珠絲杠的作用下使得托板I和托板II相對(duì)運(yùn)動(dòng)；該氣缸模組與滾珠花鍵模組，每一個(gè)氣缸對(duì)應(yīng)于一個(gè)滾珠花鍵，通過(guò)管連接件同軸連接，氣缸軸的上下運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)花鍵軸的上下運(yùn)動(dòng)，從而完成貼裝動(dòng)作；該氣缸模組通過(guò)螺紋連接固定在主框架的一側(cè)，滾珠花鍵模組通過(guò)兩個(gè)軸承組套固定在主框架的一側(cè)，氣缸模組與滾珠花鍵模組位于主框架的同一側(cè)；該氣缸控制模塊和真空系統(tǒng)通過(guò)螺紋連接固定在主框架的另一側(cè)；該真空系統(tǒng)中的集成板有真空接口，通過(guò)軟管穿過(guò)主框架的氣路通道與氣缸模組的真空供氣口相連，吸取芯片時(shí)，真空供氣閥打開(kāi)，貼裝芯片時(shí)，真空破壞閥打開(kāi)；真空系統(tǒng)負(fù)責(zé)產(chǎn)生真空源和芯片吹吸的控制信號(hào)，真空源通過(guò)氣缸模組中的微型氣缸的真空接入口，并通過(guò)中空型活塞桿和滾珠花鍵模組中的中空型花鍵軸，將真空傳遞至貼裝頭末端從而實(shí)現(xiàn)芯片吸取與貼放；該θ角控制系統(tǒng)中電機(jī)通過(guò)電機(jī)支架固定在主框架上，雙面同步帶經(jīng)同步齒形帶通道穿過(guò)主框架與電機(jī)上的同步帶輪II及滾珠花鍵上的同步帶輪I配合，滾珠花鍵模組和θ角控制系統(tǒng)一起負(fù)責(zé)完成芯片的偏置校正，θ角方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，滾珠花鍵模組中各花鍵一起動(dòng)作，單一花鍵的具體偏置參數(shù)由控制軟件實(shí)現(xiàn)；該整體Z軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中的托板I通過(guò)螺紋連接固定在主框架上，與氣缸模組同側(cè)，氣缸模組、氣缸控制模塊、整體Z軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)成貼裝頭的Z向運(yùn)動(dòng)，整體Z軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)負(fù)責(zé)貼裝頭的整體Z向調(diào)解，以適應(yīng)不同厚度芯片的貼裝任務(wù)，氣缸模組中的微型氣缸通過(guò)恒定行程的Z向運(yùn)動(dòng)執(zhí)行貼裝任務(wù)，工作狀態(tài)時(shí)，氣缸模組中的氣缸依次執(zhí)行貼裝任務(wù)，同一時(shí)刻只有單一氣缸動(dòng)作。
全文摘要
本發(fā)明是提供一種高速全自動(dòng)貼片機(jī)陣列式貼裝頭，以主框架為核心，其它各系統(tǒng)及模組模塊都安裝在主框架上；氣缸模組、氣缸控制模塊、整體Z軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)成貼裝頭的Z向運(yùn)動(dòng)，工作狀態(tài)時(shí)，氣缸模組中的氣缸依次執(zhí)行貼裝任務(wù)，同一時(shí)刻只有單一氣缸動(dòng)作；滾珠花鍵模組和θ角控制系統(tǒng)一起負(fù)責(zé)完成芯片的偏置校正，θ角方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，滾珠花鍵模組中各花鍵一起動(dòng)作，單一花鍵的具體偏置參數(shù)由控制軟件實(shí)現(xiàn)；真空系統(tǒng)負(fù)責(zé)產(chǎn)生真空源和芯片吹吸的控制信號(hào)，真空源通過(guò)氣缸模組中的微型氣缸的真空接入口，并通過(guò)中空型活塞桿和滾珠花鍵模組中的中空型花鍵軸，將真空傳遞至貼裝頭末端從而實(shí)現(xiàn)芯片吸取與貼放。
文檔編號(hào)H05K3/32GK101098618SQ20061008948
公開(kāi)日2008年1月2日 申請(qǐng)日期2006年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月29日
發(fā)明者強(qiáng) 劉, 吳文鏡, 袁松梅, 妍 鄭 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)