专利名称：电子元件贴片机及电子元件贴片技术的制作方法
技术领域：
本发明提供一种电子元件贴片机及电子元件贴片技术，属于微机机电一体化的自动控制一种电子元件贴片机，包括用于输送电子元件的喂料器、喂料架、贴片头、用于放置加工件的基台和控制系统，其特征在于基台、贴片头分别安装在X轨道和Y轨道上，喂料器包括料架、轴活动安装在料架上的料盘和安装在料架上的输送机构，料盘上的料带经输送机构进入喂料架，喂料架位于Y轨道的下方，包括引导器、缓冲器和进料检测装置，其中引导器的输入端对准喂料器的料带输出端，且引导器上垂直开一贯穿的取料孔，取料孔下面安装有缓冲器。
所述的电子元件贴片机，输送机构包括供料道、进料步进电机、料带传动机构和保护带传动机构，料带传动机构包括安装在料架上的过渡轮、减速齿轮组、主齿轮、料轮和压轮，其中主齿轮与料轮同轴固定联接，料轮上设有齿柱与经供料道输出的料带上的穿孔配合，压轮对应于料轮安装在料带的另一侧，其主齿轮分别与保护带传动机构、减速齿轮组传动联接，过渡轮分别与进料步进电机的动力输出轴、减速齿轮组传动联接，进料步进电机接控制系统，保护带传动机构包括安装在料架上的回轮、副回轮和保护带压轮，其中回轮为齿轮与副回轮同轴固定联接，保护带压轮对应于副回轮安装在保护带的另一侧，回轮与料带传动机构的主齿轮同步传动联接。
所述的电子元件贴片机，进料检测装置采用光电管，安装在引导器的末端，其输出信号接控制系统。
所述的电子元件贴片机，贴片头包括吸嘴、吸管、负压腔、主轴、垂直驱动装置、旋转驱动装置和机架，其中负压腔安装在机架上，经吸管接真空泵，吸嘴内设有吸气通道，吸嘴安装在负压腔内，其一端探出负压腔底部，另一端经万向节与主轴联接，主轴的另一端由负压腔上端穿出并分别接旋转驱动装置和垂直驱动装置，主轴、吸嘴均与负压腔间隙配合，在吸嘴位于负压腔内的侧壁上开有小孔使吸气通道与负压腔连通，旋转驱动装置和垂直驱动装置接控制系统。
一种电子元件贴片技术，其特征在于(1)、首先由控制系统给加工件上的电子元件定位及各料路取料点定位；(2)、电子元件在纸带中从喂料器进入喂料架；(3)、由进料检测装置检查电子元件在喂料架中的位置，并控制相应的进料步进电机使电子元件处于取料位置；(4)、贴片头从喂料架中拾取电子元件；(5)、由控制系统控制将电子元件放到贴片目标上，完成电子元件的贴片工作。
所述的电子元件贴片技术，电子元件定位包括主中央处理器、主键盘接口模块、零点检测模块、主双向总线驱动器、主译码器、X轴电机驱动模块、Y轴电机驱动模块、Z轴电机驱动模块，首先由零点检测模块进行X轴Y轴零点检测，确定好零点坐标，然后通过主键盘接口模块由主中央处理器经主双向总线驱动器、主译码器控制电机驱动模块，由电机驱动模块控制对应的电机，进行电子元件在X轴、Y轴、Z轴方向上的定位，并把定位信息存到存储器内，以供以后的电子元件自动贴片所用。
所述的电子元件贴片技术，各料路取料点定位包括主中央处理器、主键盘接口模块、零点检测模块、主双向总线驱动器、主译码器、Y轴电机驱动模块，首先由零点检测模块进行Y轴零点检测，确定好Y轴零点坐标，然后通过主键盘接口模块由主中央处理器经主双向总线驱动器、主译码器控制Y轴电机驱动模块驱动Y轴电机，预先将各料路相对于Y轴零点的距离进行设置，并把设置信息存到存储器内。
所述的电子元件贴片技术，副中央处理器根据由进料检测装置检测的结果，通过副双向总线驱动器、副译码器控制相应的进料步进电机，使该料路的电子元件处于取料位置。
所述的电子元件贴片技术，主中央处理器通过主双向总线驱动器、主译码器控制Z轴电机驱动模块，再由Z轴电机驱动模块通过控制贴片头上的电磁铁使贴片头上的吸嘴动作，实现电子元件的拾取。
所述的电子元件贴片技术，由主中央处理器根据预先存储好的该电子元件的定位信息，通过主双向总线驱动器、主译码器、控制X轴电机驱动模块、Y轴电机驱动模块和Z轴电机驱动模块，使贴片头处于正确位置，然后通过主双向总线驱动器、主译码器控制Z轴电机驱动模块，再由Z轴电机驱动模块通过控制贴片头上的电磁铁使贴片头上的吸嘴动作，实现电子元件的放料。
其工作原理为料路取料点、拾取电子元件的顺序和贴片位置均预先设定好存在存储器内，贴片头按照预定的贴装顺序拾取并安装预定的元件，首先主中央处理器根据存储器中的指令，通过副中央处理器控制喂料器中对应的步进电机运转，经过输送机构，将料送到喂料架中，进料检测装置检测到料到位后通知主中央处理器，同时，主中央处理器控制Y轴电机驱动模块，将贴片头运行到喂料架的对应位置取料，随后，主中央处理器控制X轴电机驱动模块、Y轴电机驱动模块、Z轴电机驱动模块，使贴片头运行到基台的电子元件位置，放料，一个电子元件的贴装过程完成，本技术就是上述过程的多次重复。
图4～5中贴片头2固定设置在Y轨道1上，包括吸嘴31、吸管32、负压腔33、主轴38、电磁铁37、Z轴步进电机35、齿轮36和机架40，其中负压腔33、Z轴步进电机35、电磁铁37均安装在机架40上，负压腔33经吸管32接真空泵，吸嘴31内设有吸气通道43，吸嘴31安装在负压腔33内，其一端探出负压腔33底部，另一端经万向节34与主轴38联接，主轴38的另一端由负压腔33上端穿出，主轴38、吸嘴31均与负压腔33间隙配合，构成滑动摩擦付，在吸嘴3 1位于负压腔33内的侧壁上开有小孔44使吸气通道43与负压腔33连通，由负压腔33上端穿出的主轴38垂直穿过齿轮36中心并与齿轮36固定联接，齿轮36与Z轴步进电机35的动力输出轴传动联接，由其驱动主轴38转动进而带动吸嘴31转动，主轴38还接电磁铁37，由其驱动主轴38向下运动进而带动吸嘴31向下拾取电子元件，环绕探出负压腔33底部的吸嘴31设置卡槽41，与其对应，增设卡箍42与卡槽41配合，且卡箍42与机架40之间设有复位弹簧39，拾取电子元件后，由复位弹簧39将吸嘴31向上拉回，实现电子元件的拾取。
图6～8中电子元件定位模块包括主中央处理器IC1、主键盘接口模块1、零点检测模块2、主双向总线驱动器IC7、主译码器IC6、通讯芯片IC18、信号放大模块IC5和电机驱动模块，其中电机驱动模块由包括X轴电机驱动模块3、Y轴电机驱动模块4、Z轴主电机驱动模块5和Z轴副电机驱动模块6，首先由零点检测模块2根据X轴Y轴光电管O1、O2的输出，进行X轴Y轴零点检测，确定好零点坐标，然后通过主键盘接口模块1由主中央处理器IC1经主双向总线驱动器IC7、主译码器IC6来选定要控制哪路电机，主译码器IC6的13脚对应X轴电机，12脚对应Y轴电机，11脚对应Z轴主电机，10脚对应Z轴副电机，进而驱动该路的电机驱动模块。各路电机驱动模块均包括74LS377锁存器、步进电机驱动芯片和电机接口，如要控制X轴电机运动，则主译码器IC6的13脚输出低电平，锁存器IC10开通，主中央处理器IC1通过P0口由主双向总线驱动器IC7把控制信号经锁存器IC10送到步进电机驱动芯片IC14，由步进电机驱动芯片IC14经电机接口A2输出数字信号控制控制X轴电机前进与后退，实现电子元件在X轴方向上的定位，并把定位信息存到存储器内，以供以后的电子元件自动贴片所用。该电子元件在Y轴、Z轴方向上的定位同X轴方向上的定位。
图9～10中各料路控制取料模块包括副中央处理器IC19、副键盘接口模块7、进料检测装置13、副双向总线驱动器IC23、副译码器IC24、信号放大模块IC21、通讯芯片IC27和8个料路的电机驱动模块MK1～8，各料路电机驱动模块均包括一个74LS377锁存器、步进电机驱动芯片和电机接口，首先通过副键盘接口模块7，由副中央处理器IC19经副双向总线驱动器IC23、副译码器IC24来选定要控制哪路进料，由副中央处理器IC19通过其I/O端口第28、27、26、25脚输出代码至副译码器IC24的输入端第20～23脚，由副译码器IC24译码后输出选通信号驱动该料路的电机驱动模块进料，如控制第一路进料时，副译码器IC24的第4脚为低电平，其它译码端为高电平，与副译码器IC24的第4脚相连的电机驱动模块MK1的锁存器IC25随即选通，这时副中央处理器IC19通过P0口由副双向总线驱动器IC23把控制内容送到锁存器IC25的第Y1～Y8脚，锁存器IC25再把控制信号送到步进电机驱动芯片IC28的第2、4、6、8脚，由步进电机驱动芯片IC28经电机接口A8输出数字信号控制该进料步进电机的前进，使该料路的电子元件处于取料位置，进料检测装置13包括光电管O3～10和74LS244总线驱动器，其中光电管O3～10对应安装在8条料路的引导器11上，其输出端对应接74LS244总线驱动器的输入端，当进料检测装置13检测到电子元件处于取料位置——引导器11上的取料孔14时，将电子元件处于取料位置的信号经通讯芯片IC27、通讯芯片IC18输出到主中央处理器IC1，主中央处理器IC1通过预先存储在存储器内的各料路定位信息，控制Y轴电机使贴片头2处于取料位置，然后再通过主双向总线驱动器IC7、主译码器IC6控制Z轴主电机驱动模块5或Z轴副电机驱动模块6，再由该电机驱动模块通过控制贴片头2上的电磁铁37使贴片头2上的吸嘴31动作，实现电子元件的拾取，再由主中央处理器IC1根据预先存储好的该电子元件的定位信息，通过主双向总线驱动器IC7、主译码器IC6、控制X轴电机驱动模块3、Y轴电机驱动模块4和Z轴主电机驱动模块5，或Z轴副电机驱动模块6，使贴片头2处于正确位置，然后通过主双向总线驱动器IC7、主译码器IC6控制相应的Z轴电机驱动模块，再由该电机驱动模块通过控制贴片头2上的电磁铁37使贴片头2上的吸嘴31动作，实现一个电子元件的放料。
信号放大模块IC5、IC21的作用是放大输出到电机驱动模块的控制信号。
权利要求
1.一种电子元件贴片机，包括用于输送电子元件的喂料器(4)、喂料架(3)、贴片头(2)、用于放置加工件的基台(7)和控制系统，其特征在于基台(7)、贴片头(2)分别安装在X轨道(6)和Y轨道(1)上，喂料器(4)包括料架(8)、轴活动安装在料架(8)上的料盘(5)和安装在料架(8)上的输送机构，料盘(5)上的料带(10)经输送机构进入喂料架(3)，喂料架(3)位于Y轨道(1)的下方，包括引导器(11)、缓冲器(12)和进料检测装置(13)，其中引导器(11)的输入端对准喂料器(4)的料带输出端，且引导器(11)上垂直开一贯穿的取料孔(14)，取料孔(14)下面安装有缓冲器(12)。
2.如权利要求1所述的电子元件贴片机，其特征在于输送机构包括供料道(17)、进料步进电机(18)、料带传动机构和保护带传动机构，料带传动机构包括安装在料架(8)上的过渡轮(19)、减速齿轮组、主齿轮(22)、料轮(23)和压轮(24)，其中主齿(22)轮与料轮(23)同轴固定联接，料轮(23)上设有齿柱(30)与经供料道(17)输出的料带(10)上的穿孔配合，压轮(24)对应于料轮(23)安装在料带(10)的另一侧，其主齿轮(22)分别与保护带传动机构、减速齿轮组传动联接，过渡轮(19)分别与进料步进电机(18)的动力输出轴、减速齿轮组传动联接，进料步进电机(18)接控制系统，保护带传动机构包括安装在料架(8)上的回轮(25)、副回轮(26)和保护带压轮(27)，其中回轮(25)为齿轮与副回轮(26)同轴固定联接，保护带压轮(27)对应于副回轮(26)安装在保护带(28)的另一侧，回轮(25)与料带传动机构的主齿轮(22)同步传动联接。
3.如权利要求1所述的电子元件贴片机，其特征在于进料检测装置(13)采用光电管，安装在引导器(11)的末端，其输出信号接控制系统。
4.如权利要求1所述的电子元件贴片机，其特征在于贴片头(2)包括吸嘴(31)、吸管(32)、负压腔(33)、主轴(38)、垂直驱动装置、旋转驱动装置和机架(40)，其中负压腔(33)安装在机架(40)上，经吸管(32)接真空泵，吸嘴(31)内设有吸气通道(43)，吸嘴(31)安装在负压腔(33)内，其一端探出负压腔(33)底部，另一端经万向节(34)与主轴(38)联接，主轴(38)的另一端由负压腔(33)上端穿出并分别接旋转驱动装置和垂直驱动装置，主轴(38)、吸嘴(31)均与负压腔(33)间隙配合，在吸嘴(31)位于负压腔(33)内的侧壁上开有小孔(44)使吸气通道(43)与负压腔(33)连通，旋转驱动装置和垂直驱动装置接控制系统。
5.一种电子元件贴片技术，其特征在于(1)、首先由控制系统给加工件上的电子元件定位及各料路取料点定位；(2)、电子元件在纸带中从喂料器(4)进入喂料架(3)；(3)、由进料检测装置(13)检查电子元件在喂料架(3)中的位置，并控制相应的进料步进电机(18)使电子元件处于取料位置；(4)、贴片头(2)从喂料架(3)中拾取电子元件；(5)、由控制系统控制将电子元件放到贴片目标上，完成电子元件的贴片工作。
6.如权利要求1所述的电子元件贴片技术，其特征在于电子元件定位包括主中央处理器、主键盘接口模块、零点检测模块、主双向总线驱动器、主译码器、X轴电机驱动模块、Y轴电机驱动模块、Z轴电机驱动模块，首先由零点检测模块进行X轴Y轴零点检测，确定好零点坐标，然后通过主键盘接口模块由主中央处理器经主双向总线驱动器、主译码器控制电机驱动模块，由电机驱动模块控制对应的电机，进行电子元件在X轴、Y轴、Z轴方向上的定位，并把定位信息存到存储器内，以供以后的电子元件自动贴片所用。
7.如权利要求1所述的电子元件贴片技术，其特征在于各料路取料点定位包括主中央处理器、主键盘接口模块、零点检测模块、主双向总线驱动器、主译码器、Y轴电机驱动模块，首先由零点检测模块进行Y轴零点检测，确定好Y轴零点坐标，然后通过主键盘接口模块由主中央处理器经主双向总线驱动器、主译码器控制Y轴电机驱动模块驱动Y轴电机，预先将各料路相对于Y轴零点的距离进行设置，并把设置信息存到存储器内。
8.如权利要求1所述的电子元件贴片技术，其特征在于副中央处理器根据由进料检测装置(13)检测的结果，通过副双向总线驱动器、副译码器控制相应的进料步进电机(18)，使该料路的电子元件处于取料位置。
9.如权利要求1所述的电子元件贴片技术，其特征在于主中央处理器通过主双向总线驱动器、主译码器控制Z轴电机驱动模块，再由Z轴电机驱动模块通过控制贴片头(2)上的电磁铁(37)使贴片头(2)上的吸嘴(31)动作，实现电子元件的拾取。
10.如权利要求1所述的电子元件贴片技术，其特征在于由主中央处理器根据预先存储好的该电子元件的定位信息，通过主双向总线驱动器、主译码器、控制X轴电机驱动模块、Y轴电机驱动模块和Z轴电机驱动模块，使贴片头(2)处于正确位置，然后通过主双向总线驱动器、主译码器控制Z轴电机驱动模块，再由Z轴电机驱动模块通过控制贴片头(2)上的电磁铁(37)使贴片头(2)上的吸嘴(31)动作，实现电子元件的放料。
全文摘要
本发明提供一种电子元件贴片机及电子元件贴片技术，包括用于输送电子元件的喂料器、喂料架、贴片头、用于放置加工件的基台和控制系统，其中基台、贴片头分别安装在X轨道和Y轨道上，喂料架位于Y轨道的下方，其特征在于(1)首先由控制系统给加工件上的电子元件定位及各料路取料点定位；(2)电子元件在纸带中从喂料器进入喂料架；(3)由进料检测装置检查电子元件在喂料架中的位置，并控制相应料路电机使电子元件处于取料位置；(4)贴片头从喂料架中拾取电子元件；(5)由控制系统控制将电子元件放到贴片目标上，完成电子元件的贴片工作。本发明机械结构简单，并采用了良好的机电结合，生产成本低，尤其适宜于中小电子企业生产使用。
文档编号H05K13/00GK1437439SQ0211007
公开日2003年8月20日 申请日期2002年2月7日 优先权日2002年2月7日
发明者盖风德, 梁健 申请人:盖风德