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简述SMT贴片机原理(一)

文章出处:深圳市龙合自动化设备有限公司发表时间:2018/8/16 16:43:32【

 贴片机基本结构:

       贴片机是机-电-光以及计算机控制技术的综合体。它通过吸取-位移-定位-放置等功能,实现了将smd元件快速而准确地贴装到pcb板所指定的焊盘位置。贴片机虽然品种繁多,但其基本构成如下:

 

(一) 贴装头

从电装机器人的概念来说,贴装头就是一只智能的机械手,它能按要求拾取元件,精确地贴放到预置的焊盘上。

a. 元件拾放

拾取元件一般是采用真空负压的吸嘴吸住元件,它结构简单便于维护,近年这种产生负压的微型真空发生器组件已经成为多家公司的系列产品,专供贴装头的设计者选用。 在拾放的动作中,吸嘴在做z方向的移动时,既要拾放速度快,而且还要平稳。早期的吸嘴z方向移动是选用微型气缸完成的,在近十年的使用中发现气缸易磨损,寿命短,噪音大。目前不少新机型都选用了新颖的机电一体化传动杆代替,使z向运动状态都可以控制,大大提高z方向运动综合性能。

b. 吸嘴

当真空负压产生之后吸嘴是直接接触smd元件的零件,吸嘴孔的大小与smd元件的外形有每一台贴片机都有一套实用性很强吸嘴。为了贴片机适应不同元件的贴装,所以还配有一个自动更换吸嘴的装置。吸嘴与吸管之间还有一个弹性补偿的缓冲机构,保证在拾取过程对贴片元件的保护,提高元件的贴装率。

c. 气动电磁阀

贴装头的微型气动电磁是贴装头上又一个重要组件,它管理着移动和拾放等功能,随贴片机的发展集成电磁阀组亦有了相当大的发展,有些单个电磁阀厚度仅为10-18毫米。而且电磁铁驱动功率小,一般电路的驱动电平都可直接驱动,随着市场的不断发展,这些新颖的气动都能从市场上采购, 给贴片机的设计开发提供有利条件。

d. 元件的定位

贴片头的元件定位系统是贴片质量的一个重要环节,也是研究贴片技术难点之一,当被贴元件吸住元件之后,元件就处于不移稳定的悬浮状态。早期的技术用机械爪进行被动定位,从而解决了早期贴片机的元件定位问题,但必竟是机械方式,机械制造中的各种误差,直接反映到元件定位的质量,特别是贴片速度提高时,机械的噪音,零件的磨损和精度的寿命等都限制了纯机械定位爪的进一步发展。 近年视觉系统的采样技术,伺服机构,计算机图像处理等,已经改变了单纯用机械来解决定位问题。而是用非接触的红外,激光对中系统,并在移动过程中对偏离值进行自动修正。

e. 元件旋转

当吸嘴头吸持器件移动定位时,大部分元件都作一定量的回转运动(q角),首先是修正板上元件的安装轴线和元件在移动过程中轴线的角度(q’ 角),其二是解决送料器上元件与pcb板元件焊盘轴线的角度差(q ”角)q = q’+q” 修正元件贴装角度偏差的这一机构,早其采用开环步进电机控制,通过小型同步皮带进行回转操作。现在一些新颖的贴片机已被一些专用微电机所代替,使机构的性能有很大的提高。为了提高贴片速度在贴片头都采用了多吸嘴的组合,它的操作程序都由计算机精密控制。

f. 其他

使贴头各机构能协同工作安装着多种形式的传感器,有效地协调贴片的工作状态。当贴片功能决定之后,贴片头总体结构设计就成了贴片机的关键,贴片头是一个高速运动的组件要提高精度就必须减小它的重量和体积,所以设计一个结构凑功能全齐的贴片头,也是贴片的设计重点。

在设计贴片头之前要多研究分析各种贴装的特点,还要充分由集机电一体化技术发展的各种器件性能,结构、材料等,如传感器,微电机,激光器,真空发生器,视觉识别系统,微型电磁阀,微型珠滚丝杆等。对设计方案还要进行大量工艺研究和实践的摸索和试验,克服各种不正常现象如飞片,立片,漏片等,不然是无法研究自已的贴片头,假如贴片是采用国外引进的,那么你的贴片机国产化的水平永远将是滞后的。

g. 完成贴装头设计后如何制造也是一个棘手的问题,一般说,加工最好是加工中心或数控机床,这类设备上进行,以达到高精度效率。由于加工尺寸的离散性小,能保证装配上的要求。

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