专利名称：一种用于led多头阵列式高速并行贴片机的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子装联的贴片机领域，具体涉及一种用于LED灯片贴装的多头阵列式高速并行贴片机技术。
背景技术：
近年来，随着电子科技技术的不断发展，LED在照明和电子行业领域的使用越来越广泛。LED作为新一代光源，具有低能耗、长寿命、色彩表现力强、通用性好，特别是在大型照明设备中，以矩阵式排列的LED灯组可取代现有钨丝灯、惰性气体灯等，成为节能减排的有效手段，正被逐渐推广。矩阵式排列的LED晶片的贴装结构中，每个晶片通过两个导线与基板相连，在晶片密集分布的情况下，利用手工贴装费时、费力、效率低下，不利于产品质量稳定和大规模生产，只适合简单产品加工领域使用。因此，应选用或研发合适的贴装设备来适应LED晶片贴装的具体情况，同时平衡产品质量和产品成本这对矛盾。贴片机是SMT生产线中的关键设备，现有的贴片机从结构上大致可以分为三类 拱架式、转塔式、复合式结构。不同类的贴片机各有优劣，通常取决于应用对系统的要求以及速度和精度间的匹配。尽管贴片机种类繁多，综合起来可以简要地概括为以下四部分组成贴装系统、供料系统、基板运输系统和管理控制系统。其中贴装系统是贴片机的核心部件，完成芯片拾取、校正、正确贴装的全过程，决定了贴片机的结构和主要性能。目前国内外贴片机相关技术主要集中在贴装头的传动方式和贴装头结构形式两个方面。贴装头的传动方式主要有如下几类一、采用齿轮、齿条传动方式，该方式传动简单，执行机构实现容易，但精度难以保证；二、采用伺服电机带动丝杠传动，该方式采用闭环控制算法和相应精确的光、电、机执行设备，控制精度高，贴装质量好，可靠性高，但这类技术方案执行元件国内很难配套，外购价格高，而且复杂精密的软、硬件控制系统也不利于用户的二次开发；三、采用步进电机和同步带的驱动控制及传动系统，该方式属于开环控制， 控制简单易实现，但精度不是特别高。贴装头结构大都采用伺服电机驱动丝杠或同步带实现上下及旋转运动，但现有的贴装头总成结构空间体积太大，不能根据需要选配或增加吸嘴数量，可扩展性差，这样不但造成贴装头沉重笨拙，还影响整机性能，限制其市场推广前
旦
ο鉴于上述几类贴装头传动方式和贴装头结构形式的各自的缺点，致使用户难以在现有的贴片机上根据LED贴装零件及产品的具体情况，对贴装头及贴片机软、硬件进行灵活、应用性调整，限制了用户对贴片机潜能的开发及快速应对市场变化的能力。
发明内容
针对现有LED贴片机的上述缺点，本发明所要解决的问题是提供一种结构合理、 传动便捷、机械体积小、集成灵活、通用性强、成本经济的用于LED多头阵列式高速并行贴片机。
本发明采用如下技术方案一种用于LED多头阵列式高速并行贴片机，包括机架、LED灯带运输机构、贴片机构、人机控制界面及电气保护装置，上述人机控制界面主要用于参数设定、程序编写、贴装控制及用户二次开发扩展接口，所述电气保证装置包括光电开关和挡块、压力检测装置、断电保护和急停按钮，所述贴片机构包括设置在机架上的2个X轴机构、Y轴机构和单模组贴装头；上述Y轴机构固定安装在机架上，2个X轴机构分别滑动安装在Y轴机构上，上述2个 X轴机构上分别设有单模组贴装头；上述Y轴机构具有2根纵向滑轨，且每根纵向滑轨上分别设有独立的驱动电机，上述2个X轴机构上分别设有用来驱动单模组贴装头的驱动电机。上述单模组贴装头采用微型模块化贴装头陈列，具有吸嘴和气路接口。上述LED灯带运输机构和布置在机架平面的中心位置，LED灯带运输机构包括两组供料器、司服电机、主动带轮、同步带、运输平台、大平板和从动带轮，上述两组供料器对称分布在机架的前后两侧。上述Y轴机构包括Y轴司服电机、Y轴带轮、第一立柱、第二立柱、Y轴同步带、驱动光轴和Y轴直线轴承，上述Y轴司服电机通过联轴器、Y轴带轮驱动Y轴同步带运动。上述X轴机构包括X轴司服电机、第一 Y向移动滑块、X轴同步带、X轴直线轴承、 光轴、第二 Y向移动滑块和X轴带轮，上述第一、二 Y向移动滑块分别安装在上述Y轴机构的Y轴直线轴承上，并且上述第一、二 Y向移动滑块与Y轴机构的Y轴同步带固定连接。上述单模组贴装头具有X向移动滑块和贴片头箱体，上述贴片头箱体上设有吸嘴，上述X向移动滑块滑动安装在上述X轴机构的X轴直线轴承上，且上述X向移动滑块滑动与X轴同步带固定连接。具有上述结构的一种用于LED多头阵列式高速并行贴片机具有以下优点I、传动便捷，成本经济。该贴片机的LED灯带运输机构及贴片机构主要采用同步带传动，在降低成本的同时又保证了传动的便捷性。2、贴片速度高。该贴片机采用采用双模组并行独立驱动方式，双模组配合动作，使得贴装速度成倍增加，贴装效率显著提高。3、集成灵活。该贴片机的贴片单模组采用微型模块化贴装头阵列结构，可以根据工厂的实际情况调整微型模块化贴装头的数量，从而达到调整贴片速度的目的。
下面结合附图对本发明进行进一步说明。
图I为本发明贴片机的结构示意图。
图2为LED灯带运输机构的结构示意图。
图3为贴片机Y轴机构的结构示意图。
图4为贴片机X轴机构的结构示意图。
图5为贴片机单模组贴装头结构示意图。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的技术内容、特点及原理，并配合附图详细说明如下
本实施方案采用的是双模组贴装头并行运动，单模组贴装头由两组微型模块化贴装头组成，微型模块化贴装头数量可以根据实际需要选配，优选为两个。本实施例为本发明优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本发明保护范围内。图I为一种用于LED多头阵列式高速并行贴片机的外观示意图，该贴片机包括机架1，LED灯带运输机构2，贴片机的Y轴机构3，贴片机的X轴机构4以及单模组贴装头5。 所述的机架I上装有人机控制界面和电气保护装置，人机控制界面主要用于参数设定、程序编写、贴装控制及用户二次开发扩展接口，电气保证装置包括光电开关和挡块、压力检测装置、断电保护和急停按钮。上述X轴机构4与单模组贴装头5均有两套，可以协调动作，也可以分别独立运行，从而加快贴片速度。如图2所示，LED灯带运输机构2包括伺服电机2-1、主动带轮2-2、同步带2-3、运输平台2-4、供料器2-5、大平板2-6、和从动带轮2-7。所述的伺服电机2_1通过同步带2_3 将驱动力传递到与同步带2-3相连接的运输平台2-4，从而控制运输平台2-4的运动。所述的供料器2-5有两个，对称安装在大平板2-6上，从而实现双模组同时独立贴片的要求。如图3所示，贴片机的Y轴机构3包括Y轴伺服电机3-1、联轴器3_2、Y轴带轮 3-3、第一立柱3-4、Y轴同步带3-5、驱动光轴3-6、第二立柱3_7、和Y轴直线轴承3_8。所述的Y轴伺服电机3-1通过联轴器3-2、Y轴带轮3-3驱动Y轴同步带3_5运动。所述的 Y轴机构有两套纵向滑轨，每套滑轨上设有单独的驱动机构，两套驱动机构可以分别独立驱动同步带运动。如图4所示，贴片机的X轴机构4包括X轴伺服电机4-1、第一 Y向移动滑块4_2、 X轴同步带4-3、X轴直线轴承4-4、光轴4-5、第二 Y向移动滑块4_6、和X轴带轮4_7。所述的X轴伺服电机4-1固定在第一 Y向移动滑块4-2上，通过X轴带轮4-7驱动X轴同步带运动。所述的第一 Y向移动滑块4-2、第二 Y向移动滑块4-6分别安装在Y轴机构3的Y 轴直线轴承3-8上，并分别与Y轴机构3的Y轴同步带3-5固定，从而使X轴机构4随Y轴同步带3-5 —起运动。如图5所示，单模组贴装头5包括X向移动滑块5-1、贴片头箱体5_2和两组阵列式贴装头组成。贴装头阵列的数量可以根据实际生产需要配置，本实施方案采用的两组阵列式贴装头分别包括直线电机5-3、压板5-4、复位弹簧5-5、直流电机5-6、和吸嘴5_7。所述的X向移动滑块5-1通过X轴直线轴承4-4安装在X轴机构4上，并与X轴同步带4-3 相对固定，从而使单模组贴装头5随X轴同步带4-3 —起运动。所述的直线电机5-3通过压板5-4带动吸嘴5-7向下运动，所述的复位弹簧5-5可以使吸嘴5-7在被压下后复位。 所述的直流电机5-6通过皮带传动带动吸嘴5-7转动。所述的直线电机5-3、压板5-4、复位弹簧5-5、直流电机5-6和吸嘴5-7 —起构成了微型模块化贴装头，通过改变贴装头箱体 5-2的大小，可以根据情况配置单模组贴装头吸嘴的数量，从而改变贴装速度。工作时，LED灯带运输机构2、Y轴机构3、X轴机构4以及单模组贴装头5首先分别通过一组光电开关及挡片复位，LED灯带粘贴在运输平台2-4上，然后，LED灯带运输机构2运动到合适的位置，Y轴机构3及两组X轴机构4分别同时动作，带动两套单模组贴装头5运动到供料器2-5的上方，单模组贴装头5动作，各微型模块化贴装头依次完成取料。 随后，Y轴机构3及两组X轴机构4再次运动，带动两套单模组贴装头5运动到LED灯带的上方，单模组贴装头5动作，各微型模块化贴装头依次将LED灯贴装在灯带上。依次重复进行，可以实现LED灯的快速贴装。显然，本发明的上述具体实施方式
仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以容易的做出其它形式上的变化或者替代，而这些改变或者替代也将包含在本发明确定的保护范围之内。
权利要求
1.一种用于LED多头阵列式高速并行贴片机，包括机架(I)、LED灯带运输机构(2)、 贴片机构、人机控制界面及电气保护装置，上述人机控制界面主要用于参数设定、程序编写、贴装控制及用户二次开发扩展接口，所述电气保证装置包括光电开关和挡块、压力检测装置、断电保护和急停按钮，其特征在于所述贴片机构包括设置在机架上的2个X轴机构(4)、Y轴机构(3)和单模组贴装头(5);上述Y轴机构(3)固定安装在机架上，2个X轴机构(4)分别滑动安装在Y轴机构上，上述2个X轴机构上分别设有单模组贴装头(5);上述 Y轴机构具有2根纵向滑轨，且每根纵向滑轨上分别设有独立的驱动电机，上述2个X轴机构上分别设有用来驱动单模组贴装头的驱动电机。
2.根据权利要求I所述的一种用于LED多头阵列式高速并行贴片机，其特征在于上述单模组贴装头(5)采用微型模块化贴装头陈列，具有吸嘴和气路接口。
3.根据权利要求2所述的一种用于LED多头阵列式高速并行贴片机，其特征在于上述LED灯带运输机构(2)和布置在机架平面的中心位置，LED灯带运输机构包括两组供料器(2-5)、司服电机(2-1)、主动带轮(2-2)、同步带(2-3)、运输平台(2_4)、大平板(2_6)和从动带轮(2-7)，上述两组供料器对称分布在机架的前后两侧。
4.根据权利要求I所述的一种用于LED多头阵列式高速并行贴片机，其特征在于上述Y轴机构(3)包括Y轴司服电机(3-1)、Y轴带轮(3-3)、第一立柱(3-4)、第二立柱(3_7)、 Y轴同步带(3-5)、驱动光轴(3-6)和Y轴直线轴承(3-8)，上述Y轴司服电机通过联轴器 (3-2)、Y轴带轮驱动Y轴同步带运动。
5.根据权利要求I所述的一种用于LED多头阵列式高速并行贴片机，其特征在于上述X轴机构(4)包括X轴司服电机(4-1)、第一 Y向移动滑块(4-2)、X轴同步带(4-3)、X 轴直线轴承(4-4)、光轴(4-5)、第二 Y向移动滑块(4-6)和X轴带轮(4_7)，上述第一、二 Y 向移动滑块分别安装在上述Y轴机构的Y轴直线轴承(3-8)上，并且上述第一、二 Y向移动滑块与Y轴机构的Y轴同步带(3-5)固定连接。
6.根据权利要求2所述的一种用于LED多头阵列式高速并行贴片机，其特征在于上述单模组贴装头(5)具有X向移动滑块(5-1)和贴片头箱体(5-2)，上述贴片头箱体上设有吸嘴(5-7)，上述X向移动滑块滑动安装在上述X轴机构的X轴直线轴承(4-4)上，且上述 X向移动滑块滑动与X轴同步带(4-3)固定连接。
全文摘要
一种用于LED多头阵列式高速并行贴片机，该贴片机包括机架、LED灯带运输机构、贴片机构、供料器、废料收集器、人机控制界面及电气保护装置，其特征在于所述的贴片机采用双模组并行独立驱动方式，单模组采用微型模块化贴装头阵列结构。本发明可配置单模组贴装头数量，自由切换贴装头吸嘴型号，实现一次行程多次贴装，同时适应不同LED产品需要；还可灵活操控模组的运行方式，双模组配合动作，使得贴装速度成倍增加，贴装效率显著提高。整个贴片机具有结构合理、传动便捷、机械体积小、集成灵活、通用性强、成本经济，为LED贴装提供了一个新的解决途径。
文档编号H05K3/30GK102595803SQ20121006024
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月8日 优先权日2012年3月8日
发明者冯宝林, 叶晓东, 姜涛, 张丽华, 张勇杰, 毕世书, 骆敏舟 申请人:中国科学院合肥物质科学研究院, 常州先进制造技术研究所