[实用新型]一种高速贴片头单驱动多轴升降运动机构

说明书

技术领域

本发明属于贴片机技术领域，涉及一种高速贴片头单驱动多轴升降运动机构。

背景技术

利用高速贴装技术进行集成电路元器件在PCB板上的安装是提高安装效率和安装精度的重要途径。而贴片头作为贴片机最关键的设备之一，它直接影响到贴装的速度和精度。贴片头主要用于实现以下三个功能：一、Z轴上下升降运动来实现对电路元器件的贴装；二、θ角旋转运动来对电路元器件的偏置误差进行校正；三、真空控制系统完成对电路元器件的拾取和释放。

目前，国内外主要有如下几类技术方案来实现上述功能：

一、Z轴采用气缸模组，通过气路系统来改变气缸的进气口和出气口的方向，进而改变气缸活塞的运行方向，实现Z轴的上下升降运动，这种执行机构简单，但控制精度和运行速度都难以提高；

二、凸轮机构和步进电机，将凸轮的圆周运动转化成凸轮连杆的Z轴上下运动，此类系统运行速度慢，精度不高，运行时噪音也大；

三、Z轴采用伺服电机、钢丝、滚轮组合，将电机的旋转运动转化成Z轴的上下运动，此类方案装配复杂，控制精度差，体积庞大，如果要实现单头多吸嘴系统，结构会很复杂；

四、Z轴采用同步带轮、同步带、直线导轨和伺服电机或步进电机，将电机的旋转运动转化成直线运动，单一吸嘴设计成一模块，包括一台负责θ角度控制的步进电机，一台伺服或步进电机负责Z轴上下运动，这样的方案，整个系统有一定的精度和速度，而且可以根据需求组合吸嘴数量，但是采用这样的传动方式，单模块的体积大及质量重，组成多吸嘴后由于吸嘴之间的距离很大，影响贴装速度，同时增加贴片头的转动惯量，因此要组合成多吸嘴系统，吸嘴数量有所限制，否则会增加整台设备的成本；

五、采用类系统，国外一些贴片机生产企业通常采用的方法，即利用数字设备控制伺服电机驱动滚珠丝杆的传动系统来实现Z轴的升降运动，此类系统采用先进控制算法和精确的执行设备，形成完整的控制回路，控制精度高，响应速度快，贴装速率高，可靠性高而且整机体积尺寸小。采用此类系统设计的多吸嘴贴片头主要由独立的Z轴运动系统和滚珠花键模组组成，独立的Z轴运动系统由伺服电机驱动滚珠丝杠独立上下升降运动，滚珠花键模组为一组中空的微型滚珠花键，由花键轴和轴套组成，均匀的分布在机座上，每一滚珠丝杆对应一滚珠花键，通过连接块连接到一起，而滚珠丝杆的上下运动，带动滚珠花键的上下运动。然而，采取该种方法需要配套的微型伺服电机以及微型滚珠花键轴，该两零配件国内还没这个生产能力，只能依靠国外进口，价格非常高，从而造成了整机的成本昂贵。

故，实有必要进行研究，提供一种结构简单，安装、控制和调试方便，零配件的采购成本低、加工和安装成本低的方案。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种高速贴片头单驱动多轴升降运动机构。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种高速贴片头单驱动多轴升降运动机构，包括升降伺服电机、机座、贴片轴、以及复数个单轴升降运动机构；其中，所述的单轴升降运动机构包括有顺次安装的挡圈、轴承、垫圈、从动轮、垫圈、带轮轴、离合器、锁紧螺母、轴承压板、角接触轴承、丝杆、丝杆螺母、丝杆连接块、制动器、以及轴端挡圈；所述丝杠一端是固定安装，一端是游动安装，固定侧丝杠端部装有一对角接触轴承、轴承压板、以及锁紧螺母，而游动侧丝杠端部安装有一自由端轴承；所述轴承为深沟球轴承，该轴承与一制动器一起固定于机座的底面上。

进一步地，所述机座为一框架结构，其上下两层开了等距离的孔位和相应的螺丝孔，上下两层两端的孔位用来安装单轴升降机构，下层中间的孔位是用来安装贴片轴。

进一步地，所述机座上安装有一上盖板、驱动电机座、以及一升降电机座，上盖板与驱动电机座系通过螺钉固定在机座上；所述的驱动电机座中间开设有避空位，以用来安装同步带。

进一步地，所述升降伺服电机连同一主动轮安装在升降电机座上。

进一步地，所述贴片轴包括一吸嘴杆、直线轴承、以及固定环；其中，吸嘴杆安装在直线轴承中，可以上下运动；直线轴承28最终安装在机座对应的孔位中，以和单轴升降运动机构配合，实现上下升降运动。

进一步地，所述单轴升降运动机构和贴片轴通过丝杆连接块连接在一起；而固定环通过螺钉锁死吸嘴杆，以防止丝杆连接块和贴片轴在上下升降方向上有间隙。

进一步地，所述单轴升降运动机构和贴片轴均匀分布在机座上，每一组单轴升降运动机构对应一组贴片轴。

本实用新型高速贴片头单驱动多轴升降运动机构提供了一种采用单台伺服电机驱动多轴升降运动的解决方案，结构更简单、紧凑，维护也方便。

附图说明