[實用新型]一種高速貼片頭單驅動多軸升降運動機構

有效

• 申請號: 201220627551.7
• 申請日: 2012-11-23
• 公開（公告）號: CN202998687U
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 王碩;肖尊高;朱成武;李來迎
• 申請（專利權）人: 深圳市碩安迪科技開發有限公司
• 主分類號: H05K3/30
• 分類號: H05K3/30
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳;葉紅

技術領域

本發明屬于貼片機技術領域，涉及一種高速貼片頭單驅動多軸升降運動機構。

背景技術

利用高速貼裝技術進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。而貼片頭作為貼片機最關鍵的設備之一，它直接影響到貼裝的速度和精度。貼片頭主要用于實現以下三個功能：一、Z軸上下升降運動來實現對電路元器件的貼裝；二、θ角旋轉運動來對電路元器件的偏置誤差進行校正；三、真空控制系統完成對電路元器件的拾取和釋放。

目前，國內外主要有如下幾類技術方案來實現上述功能：

一、Z軸采用氣缸模組，通過氣路系統來改變氣缸的進氣口和出氣口的方向，進而改變氣缸活塞的運行方向，實現Z軸的上下升降運動，這種執行機構簡單，但控制精度和運行速度都難以提高；

二、凸輪機構和步進電機，將凸輪的圓周運動轉化成凸輪連桿的Z軸上下運動，此類系統運行速度慢，精度不高，運行時噪音也大；

三、Z軸采用伺服電機、鋼絲、滾輪組合，將電機的旋轉運動轉化成Z軸的上下運動，此類方案裝配復雜，控制精度差，體積龐大，如果要實現單頭多吸嘴系統，結構會很復雜；

四、Z軸采用同步帶輪、同步帶、直線導軌和伺服電機或步進電機，將電機的旋轉運動轉化成直線運動，單一吸嘴設計成一模塊，包括一臺負責θ角度控制的步進電機，一臺伺服或步進電機負責Z軸上下運動，這樣的方案，整個系統有一定的精度和速度，而且可以根據需求組合吸嘴數量，但是采用這樣的傳動方式，單模塊的體積大及質量重，組成多吸嘴后由于吸嘴之間的距離很大，影響貼裝速度，同時增加貼片頭的轉動慣量，因此要組合成多吸嘴系統，吸嘴數量有所限制，否則會增加整臺設備的成本；

五、采用類系統，國外一些貼片機生產企業通常采用的方法，即利用數字設備控制伺服電機驅動滾珠絲桿的傳動系統來實現Z軸的升降運動，此類系統采用先進控制算法和精確的執行設備，形成完整的控制回路，控制精度高，響應速度快，貼裝速率高，可靠性高而且整機體積尺寸小。采用此類系統設計的多吸嘴貼片頭主要由獨立的Z軸運動系統和滾珠花鍵模組組成，獨立的Z軸運動系統由伺服電機驅動滾珠絲杠獨立上下升降運動，滾珠花鍵模組為一組中空的微型滾珠花鍵，由花鍵軸和軸套組成，均勻的分布在機座上，每一滾珠絲桿對應一滾珠花鍵，通過連接塊連接到一起，而滾珠絲桿的上下運動，帶動滾珠花鍵的上下運動。然而，采取該種方法需要配套的微型伺服電機以及微型滾珠花鍵軸，該兩零配件國內還沒這個生產能力，只能依靠國外進口，價格非常高，從而造成了整機的成本昂貴。

故，實有必要進行研究，提供一種結構簡單，安裝、控制和調試方便，零配件的采購成本低、加工和安裝成本低的方案。

發明內容

為解決上述問題，本發明的目的在于提供一種高速貼片頭單驅動多軸升降運動機構。

為實現上述目的，本發明的技術方案為：

一種高速貼片頭單驅動多軸升降運動機構，包括升降伺服電機、機座、貼片軸、以及復數個單軸升降運動機構；其中，所述的單軸升降運動機構包括有順次安裝的擋圈、軸承、墊圈、從動輪、墊圈、帶輪軸、離合器、鎖緊螺母、軸承壓板、角接觸軸承、絲桿、絲桿螺母、絲桿連接塊、制動器、以及軸端擋圈；所述絲杠一端是固定安裝，一端是游動安裝，固定側絲杠端部裝有一對角接觸軸承、軸承壓板、以及鎖緊螺母，而游動側絲杠端部安裝有一自由端軸承；所述軸承為深溝球軸承，該軸承與一制動器一起固定于機座的底面上。

進一步地，所述機座為一框架結構，其上下兩層開了等距離的孔位和相應的螺絲孔，上下兩層兩端的孔位用來安裝單軸升降機構，下層中間的孔位是用來安裝貼片軸。

進一步地，所述機座上安裝有一上蓋板、驅動電機座、以及一升降電機座，上蓋板與驅動電機座系通過螺釘固定在機座上；所述的驅動電機座中間開設有避空位，以用來安裝同步帶。

進一步地，所述升降伺服電機連同一主動輪安裝在升降電機座上。

進一步地，所述貼片軸包括一吸嘴桿、直線軸承、以及固定環；其中，吸嘴桿安裝在直線軸承中，可以上下運動；直線軸承28最終安裝在機座對應的孔位中，以和單軸升降運動機構配合，實現上下升降運動。

進一步地，所述單軸升降運動機構和貼片軸通過絲桿連接塊連接在一起；而固定環通過螺釘鎖死吸嘴桿，以防止絲桿連接塊和貼片軸在上下升降方向上有間隙。

進一步地，所述單軸升降運動機構和貼片軸均勻分布在機座上，每一組單軸升降運動機構對應一組貼片軸。

本實用新型高速貼片頭單驅動多軸升降運動機構提供了一種采用單臺伺服電機驅動多軸升降運動的解決方案，結構更簡單、緊湊，維護也方便。

附圖說明