超轻量型带密闭气路的二维微电机运动系统技术方案

一种超轻量型带密闭气路的二维微电机运动系统，包括一竖直设置的基板，基板右侧上端固设有一第一电机，基板的左侧上端设有一与第一电机的第一转轴固定连接的主动轮，基板的左侧下端固设有一被动轮轮，主动轮和被动轮上套设有一沿竖直方向设置的同步带；基板右侧下端设于一可沿竖直方向滑动的安装基座，安装基座为L型，安装基座台阶处固设有一第二电机，第二电机的第二转轴下端与一吸嘴套连接，吸嘴套与一吸嘴连接；基板下端穿设有一水平设置且可上下滑动的连杆，连杆一端与同步带固定连接，连杆另一端与安装基座固定连接。本实用新型专利技术通过以上结构的组合，可以实现安装基座沿Z轴上下运动和吸嘴沿θ轴正反旋转运动。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种超轻量型带密闭气路的二维微电机运动系统，包括一竖直设置的基板，基板右侧上端固设有一第一电机，基板的左侧上端设有一与第一电机的第一转轴固定连接的主动轮，基板的左侧下端固设有一被动轮轮，主动轮和被动轮上套设有一沿竖直方向设置的同步带；基板右侧下端设于一可沿竖直方向滑动的安装基座，安装基座为L型，安装基座台阶处固设有一第二电机，第二电机的第二转轴下端与一吸嘴套连接，吸嘴套与一吸嘴连接；基板下端穿设有一水平设置且可上下滑动的连杆，连杆一端与同步带固定连接，连杆另一端与安装基座固定连接。本技术通过以上结构的组合，可以实现安装基座沿Z轴上下运动和吸嘴沿θ轴正反旋转运动。【专利说明】超轻量型带密闭气路的二维微电机运动系统
本技术属于贴片机
，尤其涉及一种超轻量型带密闭气路的二维微电机运动系统。
技术介绍
目前，现有的二维微电机运动系统主要包括以下几种方案:A:盘式凸轮和弹簧结构Z轴，皮带传动Θ轴方案该方案是目前廉价系统广泛采用的一种，其原理是两组吸嘴总成件A和B的正上方安置一个椭圆形盘式凸轮C,侧上方各有一条拉簧D1、D2与A和B相连,盘式凸轮C的后端与电机E连接，电机正反转时，凸轮压迫从动件一吸嘴总成件A或B向下运动，一次只能下压一侧的吸嘴总成，另一侧的吸嘴组被拉簧D拉回Z轴的机械O位(由限位阶梯实现)。该方案的Θ轴运动各由一个步进电机F1、F2带动吸嘴前端组件Al和BI旋转实现，采用楔形槽轮Gl、G2+和楔形皮带Hl、H2传动。其密闭气路采用自上而下的封闭管道I1、12与外部真空发生器相连，吸嘴前端组件Al、BI与封闭管道间采用快速接头Jl、J2相连。其工作流程是，吸嘴总成件A、B安装在直线模组K之上，直线模组K将其移动至取料托盘L上方，凸轮C正反转交替下压A、B,使A、B交替接触对应的元件，通过真空吸附将元件拾取，并由真空保持吸附状态，接着直线模组K将A、B移动至待贴装的PCB板上方，凸轮C正反转交替下压A、B，使元件与PCB板上焊盘位置的锡膏接触，通过锡膏的粘性克服真空吸附使元件于吸嘴分离，并贴装在指定焊盘位置。如此重复多次，完成对整体PCB板的电子元件表面贴装工艺。如元件需要贴装的角度和元件在料盘里摆放的初始角度不同，则在A、B吸附电子元件之后，Θ轴旋转电机F1、F2则会旋转一定的角度，通过楔形皮带带动吸嘴旋转，以达到旋转电子元件角度和对应贴装要求的目的。B:双伺服电机系统+密闭气路的方案有别于A方案，双伺服电机+密闭气路的方案无论是Z轴上下运动还是Θ轴的角度旋转运动都是由伺服电机系统驱动，其原理是，Z轴电机A通过正反转带动丝杠，使与丝杠螺母结合的吸嘴总成B上下运动，吸嘴总成B中包括一个Θ轴旋转电机C，该电机C与吸嘴组前端组件相连，在其外部，有一个不活动的缸套D，真空气管E连接在缸套D之上，缸套D内的吸嘴前端组件上下两端均装置O型圈F，与缸套D内壁紧密接触避免出现漏气。吸嘴组前端组件的吸嘴座G上钻若干个小孔，以实现吸嘴和外部气路的贯通。当Θ轴旋转电机C旋转时，可以调整吸嘴组件的旋转角度。由于吸嘴座仅是在缸套D内部完成上下和旋转运动，全部行程中，O型圈F始终与缸套D内壁紧密接触，因此，不会出现漏气和真空被动破坏的情况。该方案中，每个吸嘴总成B都有独立的Z轴和Θ轴伺服电机驱动，而非方案A中的共用凸轮的方式，所以可以较方便的构建多吸嘴系统，而且可以实现多个吸嘴同时吸附和拾取电子元件。其工作流程是，一组或多组吸嘴被直线模组移动至取料托盘L上方，Z轴电机A带动丝杠旋转，推动丝杠螺母上结合的吸嘴总成B向下，使吸嘴接触电子元件，通过真空吸附将元件拾取起来，并保持真空吸附状态，待直线模组运动机构将吸嘴组移动至PCB待贴装位置，电机A带动吸嘴向下，使电子元件与PCB表面焊盘上涂装的锡膏接触，通过锡膏本身的粘度克服真空吸附力，使元件与吸嘴分离，并贴装在指定焊盘位置上。重复此过程多次，完成对整体PCB的电子元件表面贴装工艺。如元件需要贴装的角度和元件在料盘里摆放的初始角度不同，则在吸附电子元件之后，θ轴旋转电机C则会在吸嘴吸附元件以后，旋转一定的角度，直接带动吸嘴组件旋转，以达到旋转电子元件角度和对应贴装要求的目的。C:直线电机结合密闭气路的方案此方案类同与B方案，不同之处是采用了代表了目前最新技术的直线电机系统，来取代原本为实现Z轴上下运动的伺服电机和丝杠。直线电机结合吸嘴总成件实现上下运动，吸嘴总成件中也包括了一个可旋转吸嘴角度的Θ轴伺服电机，其工作原理与B方案类似。上述A、B、C三种方案涵盖了目前主流贴片机等表面贴装设备所采用的技术。这些技术都有着各自的优点和缺点，方案A的优势是结构简单，造价低廉，但是有诸多不可克服的劣势，主要体现在:1、无论是取料还是贴装，吸嘴都是交替工作，执行效率低下。2、吸嘴间距较大，两次贴装间，吸嘴需要移动的行程加大，影响效率提高。3、采用弹簧复位，复位速度随弹簧拉力减退而减缓，机械O位磨损会造成精度下降。4、采用楔形带传动来调节吸嘴旋转角度，存在因皮带张紧度不够或因磨损造成的张紧度下降，导致旋转角度失去精度。B方案虽然克服了上述1、3、4项缺陷，但是由于采用了双伺服电机，还有丝杠，丝杠螺母等较重的零部件组成，所以，贴装头重量过重，因此对直线模组的强度要求也大大提高，这样导致的直接后果是，贴装头和运动机构体型大，重量大，惯量随之也增大，需要在大的运动惯量下作业，一方面需要加重设备基座以实现平稳运行，另一方面也要控制运动机构的速度来降低惯量，这样不可避免的也制约了设备的总效率。还有就是因为伺服电机不可能做到很小，所以如果在2个或以上的吸嘴组构建时，每个吸嘴间的间距仍然很大(大于最小型伺服电机宽度)，约为30-40mm间距。如此便同样有吸嘴间距较大，多次贴装间，吸嘴需要移动的行程增大，影响效率提高的问题。C方案很好的解决了 A、B方案的缺陷，由于直线电机可以做的很小(据报道有直径8mm或以下的直线电机工业化产品面世)，所以无论是贴装头总的重量控制，吸嘴间距等都可有效控制。直线电机系统唯一不足之处在于，直线电机和其驱动器目前的价格非常昂贵，并未实现完全国产化，单套直线电机系统的价格在1.5-3万元之间，如用于组建多个吸嘴的贴装头系统，则耗费的成本巨大，直接导致设备价格居高不下，难以实现工业化普及。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种超轻量型带密闭气路的二维微电机运动系统，其能实现较小的吸嘴间距，每组吸嘴都可独立实现Z轴和Θ轴高精度运动。本技术是这样实现的，一种超轻量型带密闭气路的二维微电机运动系统，包括一竖直设置的基板，所述基板右侧上端固设有一第一电机，所述第一电机的第一转轴水平设置且贯穿至所述基板的左侧，所述基板的左侧上端设有一与所述第一电机的第一转轴固定连接的主动轮，所述基板的左侧下端固设有一被动轮座，所述被动轮座上转动连接有一被动轮，所述主动轮和被动轮上套设有一沿竖直方向设置的同步带；所述基板右侧下端设于一可沿竖直方向滑动的安装基座，所述安装基座为L型，所述安装基座台阶处固设有一第二电机，所述第二电机的第二转轴下端与一吸嘴套连接，所述吸嘴套与一吸嘴连接；所述基板下端穿设有一水平设置且可上下滑动的连杆，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超轻量型带密闭气路的二维微电机运动系统，其特征在于，包括一竖直设置的基板，所述基板右侧上端固设有一第一电机，所述第一电机的第一转轴水平设置且贯穿至所述基板的左侧，所述基板的左侧上端设有一与所述第一电机的第一转轴固定连接的主动轮，所述基板的左侧下端固设有一被动轮座，所述被动轮座上转动连接有一被动轮，所述主动轮和被动轮上套设有一沿竖直方向设置的同步带；所述基板右侧下端设于一可沿竖直方向滑动的安装基座，所述安装基座为L型，所述安装基座台阶处固设有一第二电机，所述第二电机的第二转轴下端与一吸嘴套连接，所述吸嘴套与一吸嘴连接；所述基板下端穿设有一水平设置且可上下滑动的连杆，所述连杆一端与所述同步带固定连接，所述连杆另一端与所述安装基座固定连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建林，
申请(专利权)人：深圳市锐思技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：