电子元器件的贴装工作头单元制造技术

本发明专利技术公开了一种电子元器件的贴装工作头单元，包括工作头本体、R轴方向的传动机构、θ轴方向的传动机构、Z轴方向上的传动机构、正压气源与负压气源及控制机构，所述R轴方向的传动机构与工作头本体连接，θ轴方向的传动机构分别与R轴方向的传动机构、及工作头本体连接，所述Z轴方向上的传动机构分别与工作头本体、R轴方向的传动机构、θ轴方向的传动机构连接。本发明专利技术结构简单、紧凑，重量轻，贴装速度高、惯量低，可靠性高，提高了设备的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
电子元器件的贴装工作头单元
本专利技术涉及电子贴装领域中贴装工作头，尤其涉及一种可在水平面内进行旋转并可拾取和贴装多个元器件的电子元器件的贴装工作头单元。
技术介绍
在表面贴装技术（SMT）领域中，现有技术的电子元件表面安装装置、例如贴装工作头单元从元器件供给部拾取元器件，在视觉系统的辅助下将元器件放置到印制电路板（PCB）的特定位置上，完成贴装工作。而为了提高产能，需要将多个贴装工作头单元相邻配置来实现，这种布置方式存在的缺陷是，贴装设备整体的体积庞大、占地面积大；其次，多个相邻配置的贴装工作头单元超出了一台摄像机的摄像范围，还需要配置多个相机识别单元，增加了控制结构和控制成本。另外，有的电子元件表面安装装置使用可以从元件供给装置中同时拾取和同时贴装、并可用一台元件识别相机识别全部元器件的贴装工作头单元，但是使用这种工作头单元时，要实现产能增加的就需要增加吸嘴枢轴的数量，而吸嘴枢轴的数量的增加存在的问题是贴装工作头的体积和重量都增大，同时机构更复杂、容易出现故障，不便于使用操作和维护。
技术实现思路
本专利技术就是为了解决上述存在的问题；提供一种电子元器件的贴装工作头单元；本专利技术结构简单、紧凑，重量轻，贴装速度高、惯量低，可靠性高，提高了设备的使用寿命。本专利技术解决技术问题的技术方案为：一种电子元器件的贴装工作头单元，包括工作头本体、R轴方向的传动机构、θ轴方向的传动机构、Z轴方向上的传动机构、正压气源与负压气源及控制机构，所述R轴方向的传动机构与工作头本体连接，θ轴方向的传动机构分别与R轴方向的传动机构、及工作头本体连接，所述Z轴方向上的传动机构分别与工作头本体、R轴方向的传动机构、θ轴方向的传动机构连接。所述R轴方向的传动机构包括第一伺服马达、R轴马达齿轮、R轴齿轮、旋转壳体、第一旋转主轴、以及第二旋转主轴；所述第一伺服马达固定安装在工作头本体上，旋转壳体通过中间贯通孔与第一旋转主轴进行配合并与第一旋转主轴的下端通过螺栓进行联接，第一旋转主轴的上端与工作头本体通过轴承连接，所述第二旋转主轴的内孔与第一旋转主轴的外圆柱面配合、第二旋转主轴的外圆面与旋转壳体中心贯通孔的内圆柱面配合，中空的第二旋转主轴与第一旋转主轴的外圆周表面配合；所述第一旋转主轴、及第二旋转主轴分别在上下两端的接触面上设有O型圈，使得由第一旋转主轴和第二旋转主轴之间组成密封的腔室；所述R轴马达齿轮与第一伺服马达的轴端连接，R轴齿轮与旋转壳体的外圆周端面连接。所述θ轴方向的传动机构包括第二伺服马达、θ轴马达齿轮、θ轴齿轮组件、吸嘴轴、以及吸嘴轴齿轮，所述θ轴齿轮组件包括齿轮轴上端的上端齿轮、下端的下端齿轮；所述第二伺服马达固定联接在工作头本体上，其轴端固定联接θ轴马达齿轮，θ轴齿轮组件通过轴承单元嵌套在第二旋转主轴的外周面上，吸嘴轴安装在旋转壳体的垂直孔中，吸嘴轴通过轴承单元与旋转壳体上的安装孔连接，端面设有贯通孔的吸嘴轴齿轮嵌套在吸嘴轴的外圆周端面上并固定；所述第二伺服马达的回转运动通过θ轴马达齿轮和θ轴齿轮组件中上端齿轮的配合将旋转运动传动到下端齿轮，下端齿轮通过与每个吸嘴轴顶端的吸嘴轴齿轮啮合，伺服马达的旋转运动最终转化为每个吸嘴轴绕着自身轴线的旋转运动。所述上端齿轮与下端齿轮嵌套在一起并通过弹簧销在圆周方向固定，所述上端齿轮与下端齿轮齿数相同，由齿轮及齿轮所形成的θ轴齿轮组件通过轴承单元嵌套在第二旋转主轴的外周面上的。所述Z轴方向上的传动机构包括音圈电机、吸嘴轴弹簧，音圈电机固定在工作头本体上，吸嘴轴安装在旋转壳体的垂直孔中，吸嘴轴的外周面上安装有吸嘴轴弹簧，所述音圈电机的轴端与吸嘴轴的顶端配合，音圈电机的轴端直接作用在吸嘴轴的顶端，音圈电机将转到其轴端正下方的吸嘴轴不断地向下按压。所述正压气源与负压气源及控制机构包括步进马达、机械阀杆、偏心轴凸轮，所述步进马达固定联接在工作头本体上，偏心轴凸轮固定在步进马达的轴端，机械阀杆及吸嘴轴围绕旋转壳体的中心轴线旋转，所述机械阀杆的上下两端分别设有上端块、下端块，偏心轴凸轮与机械阀杆的上下两个内端面配合，上端块、下端块将偏心轴凸轮卡合在上端块、下端块的内端面之间，偏心轴凸轮将马达的回转运动作用在机械阀杆的顶端、对机械阀杆的升降控制，所述吸嘴轴、机械阀杆、旋转壳体与密封装置构成腔室，所述正压气源、或者负压气源在机械阀杆上下运动的控制下通过过滤单元、及旋转壳体内部进入腔室，通过吸嘴轴上端的孔进入到吸嘴轴内部，然后进入吸嘴轴末端的吸嘴上。所述机械阀杆、吸嘴轴分别设于旋转壳体上两个不同直径的圆周上，机械阀杆和吸嘴轴数量相等，机械阀杆与吸嘴轴位置一一对应，即每一个机械阀杆控制着相邻吸嘴轴的气源的供给。所述旋转壳体上与装吸嘴轴配合的垂直孔为贯通孔，安装机械阀杆的垂直孔是盲孔；旋转壳体上设有壳体贯通孔，第一旋转主轴与壳体贯通孔配合联接，第一旋转主轴通过壳体贯通孔延伸到旋转壳体的底部、与旋转壳体通过螺栓固定相连。本专利技术的有益效果：1.本专利技术结构简单、紧凑，贴装速度高、惯量低，可靠性高，提高了设备的使用寿命；其中伺服马达的轴端直接和齿轮做成一体，并依靠齿轮进行传动，结构简单，传动效率高，可靠性高；将影响头单元高度的伺服马达设置在头单元侧面，贴装头整体高度降低，结构紧凑；采用行星轮系的齿轮传动，可拾取和贴装多个元件，贴装速度高、贴装精确度高。2.本专利技术联接主轴采用空心结构，在不影响使用刚度的前提下使得头单元重量降低，惯量低，拾取和贴装运行稳定。3.齿轮传动轮系中有相对滑动的齿轮间，在不影响导向的前提下减小了齿宽，使得齿轮间的摩擦减少，提高了设备的使用寿命4.本专利技术的一个伺服马达工作时，旋转壳体外圆周端面的齿轮带动旋转壳体及其上的机械阀杆和吸嘴轴杆绕旋转壳体的中心轴线转动，完成工作头单元上的所有吸嘴完成拾取和贴装工作；另一个伺服马达工作时，第二旋转主轴上的齿轮带动旋转壳体上的所有吸嘴轴绕自身轴线旋转，用以校正每个吸嘴轴上所吸附元件的贴装角度偏差，拾取和贴装定位精度高。5.头单元还配有吸嘴轴升降机构和正负压气源控制机构，吸嘴轴升降机构在音圈电机的驱动下，直接作用在吸嘴轴杆的顶端，完成对吸嘴轴的下压，动作迅速、准确，效率高，能够快速完成工作头单元完成对元器件的拾取和贴装。6.通过正压气源、负压气源控制机构保证在吸嘴轴在拾取和贴装的过程中完成对所需正压和负压的切换和保持工作，快速、精确地完成对机械阀杆的升降控制。附图说明图1为本专利技术结构示意图。图2为本专利技术的水平旋转的头单元除去工作头本体后显示的R轴传动机构结构示意图。图3为本专利技术的水平旋转的头单元除去工作头本体后显示的θ轴传动机构结构示意图。图4为水平旋转的头单元除去工作头本体后显示的Z轴传动机构结构示意图。图5为水平旋转的头单元除去工作头本体后显示的正压气源与负压气源及控制机构结构示意图。图6为水平旋转的头单元除去本体及电机后的旋转单元的俯视图。图7为水平旋转的头单元除去本体及电机后的旋转单元的仰视图。图8为正压气源在除去本体及电机后的旋转单元内部走向的剖视图。图9为正压气体由机械阀杆至吸嘴轴内部的走向在垂直于旋转轴线方向上的剖视图。图10为负压气源在除去本体及电机后的旋转单元内部走向的剖视图。图11为负压气体在机械阀杆至吸嘴轴内部走向在平行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子元器件的贴装工作头单元，其特征是，包括工作头本体、R轴方向的传动机构、θ轴方向的传动机构、Z轴方向上的传动机构、正压气源与负压气源及控制机构，所述R轴方向的传动机构与工作头本体连接，θ轴方向的传动机构分别与R轴方向的传动机构、及工作头本体连接，所述Z轴方向上的传动机构分别与工作头本体、R轴方向的传动机构、θ轴方向的传动机构连接。

【技术特征摘要】
1.一种电子元器件的贴装工作头单元，包括工作头本体、R轴方向的传动机构、θ轴方向的传动机构、Z轴方向上的传动机构、正压气源与负压气源及控制机构，所述R轴方向的传动机构与工作头本体连接，θ轴方向的传动机构分别与R轴方向的传动机构、及工作头本体连接，所述Z轴方向上的传动机构分别与工作头本体、R轴方向的传动机构、θ轴方向的传动机构连接，其特征是，所述R轴方向的传动机构包括第一伺服马达、R轴马达齿轮、R轴齿轮、旋转壳体、第一旋转主轴、以及第二旋转主轴；所述第一伺服马达与工作头本体连接，旋转壳体通过中间贯通孔与第一旋转主轴配合、并与第一旋转主轴的下端连接，第一旋转主轴的上端与工作头本体通过轴承连接，所述第二旋转主轴的内孔与第一旋转主轴的外圆柱面配合、第二旋转主轴的外圆面与旋转壳体中心贯通孔的内圆柱面配合，中空的第二旋转主轴与第一旋转主轴的外圆周表面配合；所述第一旋转主轴、及第二旋转主轴分别在上下两端的接触面上设有O型圈；所述R轴马达齿轮与第一伺服马达的轴端连接，R轴齿轮与旋转壳体的外圆周端面连接。2.如权利要求1所述的电子元器件的贴装工作头单元，其特征是，所述θ轴方向的传动机构包括第二伺服马达、θ轴马达齿轮、θ轴齿轮组件、吸嘴轴、以及吸嘴轴齿轮，所述θ轴齿轮组件包括齿轮轴上端的上端齿轮、下端的下端齿轮；所述第二伺服马达与工作头本体连接，其轴端与θ轴马达齿轮连接，θ轴齿轮组件通过轴承与嵌套在第二旋转主轴的外周面连接，吸嘴轴设于旋转壳体的垂直孔中，吸嘴轴通过轴承与旋转壳体上的安装孔连接，端面设有贯通孔的吸嘴轴齿轮与吸嘴轴的外圆周面连接；所述第二伺服马达的回转运动通过θ轴马达齿轮、及上端齿轮的配合传动到下端齿轮，下端齿轮通过与每个吸嘴轴顶端的吸嘴轴齿轮啮合、将伺服马达的旋转运动转化为每个吸嘴轴绕着自身轴线的旋转运动。3.如权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李子军，孙宇，丁士新，祁玉斌，
申请(专利权)人：山东日发纺织机械有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37