贴片机的贴装头运动

文章摘要：A.贴装头的结构图1为CP842的贴装头结构，它由吸嘴（Nozzle）、吸嘴头和轴杆3部分组成。贴装头和最上端的齿轮通过锥形离合器连接。而锥形离合器可以带动轴杆旋转，完成贴片部件的旋转。轴杆是由两节组成，两节间通过滚珠和槽做直线相对滑动。长度可以在贴装过程中由于重力作用而自由调节。图1 CP842吸嘴机构示意图吸嘴头上面是真空阀，在拾取元件位置，置件位置或者NG元件排出位时候，被吹气机构切换真空阀门。吸嘴头上最多安装6个吸嘴，每个吸嘴后座由弹簧保持紧密。吸嘴头周围用荧光纸反射光线。贴装头的运动是通过齿轮带动围绕处于中间的塔进行的。塔身上有椭圆型凹槽，当齿轮带动吸嘴运动时，贴装头在凹槽上下运动，

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　　A.贴装头的结构

　　图1为CP842的贴装头结构，它由吸嘴（Nozzle）、吸嘴头和轴杆3部分组成。贴装头和最上端的齿轮通过锥形离合器连接。而锥形离合器可以带动轴杆旋转，完成贴片部件的旋转。轴杆是由两节组成，两节间通过滚珠和槽做直线相对滑动。长度可以在贴装过程中由于重力作用而自由调节。

　　图1 CP842吸嘴机构示意图

　　吸嘴头上面是真空阀，在拾取元件位置，置件位置或者NG元件排出位时候，被吹气机构切换真空阀门。

　　吸嘴头上最多安装6个吸嘴，每个吸嘴后座由弹簧保持紧密。吸嘴头周围用荧光纸反射光线。

　　贴装头的运动是通过齿轮带动围绕处于中间的塔进行的。塔身上有椭圆型凹槽，当齿轮带动吸嘴运动时，贴装头在凹槽上下运动，使贴装头在拾取和贴装的时候处于最低位置，如图2所示虚线为凹槽。

　　图2 塔身示意图

　　B．贴装头的运动

　　CP842共有16个贴装头，每个贴装头有6个吸嘴，每一个贴装头对应一个站，贴装头在齿轮带动下，经过所有的站，完成一个贴装周期，而贴装的快慢由齿轮的转速和影像处理的速度决定。各站的功能分述如下（如图3所示）。

　　图3 贴装头名称功能示意图

　　第1站：贴装头在该站吸取元件。在该站由主机控制料站平台伺服电动机，使得需要的供料器到达第1站吸嘴位置。第1站的机构压下供料器上的棘爪，使得料带前进一格到达吸嘴正下方。此时真空阀被打开拾取元件（当元件高度不同时，吸嘴的高度是不同的，位于该位置的弹簧杠杆和吹气机构把真空阀门向下压，从而切换到真空）。吸嘴在拾取元件的同时，废料切刀动作，废料带被切刀切断，废料带被吸走。吸嘴拾取元件靠的是打开真空开关使得元件附在吸嘴上，不同大小的元件有不同的吸嘴供选择。在拾取元件时，一般供料器和吸嘴之间高度为0.65～0.70 mm。

　　第2站：大型元件检查，并且做90°，180°或者－90°旋转（根据程序的需要，使得角度最接近最终贴装角度）。当拾取的是SOIC，PLCC和CSP等芯片大型元件的时候（这里指的大型元件是高度超过1 mm的元件），需要对元件检查。因为这些元件一般质量比较大，而且贴装精度要求高。如果在第8站一起完成，由于惯性，精确度会降低。实际运用中，很少会用CP842贴装芯片，而是由专门的另外一台机器完成。

　　第3到第4站无动作。

　　第5站：影像处理。宽视角或者窄视角CCD相机检测：a所拾取元件的大小和形状；b元件的位置误差量；c拾取成功与否，并将信号送到主机处理。

　　第6站：元件高度测定，吸嘴长度检查。该站为可选项，主要为贴装大型元件而设置。

　　第7站：该站无动作。

　　第8站：贴片角度最终旋转。根据第5站返回的信号跟程序存储的角度相比较。由主机上的机构动作驱动离合器动作转动轴杆，使整个贴装头旋转，从而带动元件旋转到最终PCB上的角度。

　　第9站：元件贴装。此时处于第9站位置的真空切换机构利用气压动作打开真空开关，切换到非真空状态，元件由于重力落到PCB上。由于贴装时吸嘴和PCB之间的位置非常接近，落下时间很短，同时记录转塔凹槽的减速动作，使得其离心力很小，位置精度得到保证。一般元件和PCB间的距离为0．3 mm。该距离可以根据需要调整Z轴的高度而变化。调整精度为0．1 mm／100脉冲（脉冲）。如果第5站检测到拾取的元件异常（如形状或者大小部不在规定范围内），则依然保持真空，不放置元件。

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