初探國(guó)產(chǎn)貼片機(jī)研制與生產(chǎn)的途徑
隨著電子技術(shù)與信 皂、產(chǎn)業(yè)的飛躍發(fā)展，在電子產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中，電子裝聯(lián)的技術(shù)裝備已從原來(lái)的勞力密集型的手工機(jī)械操作轉(zhuǎn)為技術(shù)密集型的自動(dòng)化電子裝聯(lián)系統(tǒng)：SblT技術(shù)的出現(xiàn)從根本上改變了傳統(tǒng)的電裝生產(chǎn)形式，成為現(xiàn)代電子裝配技術(shù)一個(gè)新的里程碑。
SblT是一項(xiàng)綜合技術(shù)：貼片機(jī)是SMT生產(chǎn)線(xiàn)中極其關(guān)鍵的設(shè)備之一：本文就我們進(jìn)行貼片機(jī)研制開(kāi)發(fā)和參與其生與制造的實(shí)踐加以回顧和反思簡(jiǎn)述貼片機(jī)的制造技術(shù)貼片機(jī)是機(jī)一電一光以及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的綜合休：它通過(guò)吸取一位移一定位一放置等功能，實(shí)現(xiàn)了將SMD元件快速而準(zhǔn)確地貼裝到PCB板所指定的焊盤(pán)位置?
現(xiàn)將其加以分述：
1．貼裝頭
從電裝機(jī)器人的概念來(lái)說(shuō)，貼裝頭就是～只智能的機(jī)械手，它能按要求拾取元件，精確地貼放到預(yù)置的焊盤(pán)上。
元件拾放拾取元件一般是采用真空負(fù)壓的吸嘴吸住元件，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單便于維護(hù)，近年這種產(chǎn)生負(fù)壓的微型真空發(fā)生器組件已經(jīng)成為多家公司的系列產(chǎn)品，專(zhuān)供貼裝頭的設(shè)計(jì)者選用：在拾放的動(dòng)作中，吸嘴在做z方向的移動(dòng)時(shí)，既要拾放速度快，而且還要平穩(wěn)。早期的吸嘴z方向移動(dòng)是選用微型氣缸完成的，在近十年的使用中發(fā)現(xiàn)氣缸易磨損，壽命短，噪音大?目前不少新機(jī)型都選用了新穎的機(jī)電一體化傳動(dòng)桿代，使z向運(yùn)動(dòng)狀態(tài)都可以控制，大大提高z方向運(yùn)動(dòng)綜合性能
b．吸嘴
當(dāng)真空負(fù)壓產(chǎn)生之后吸嘴是直接接觸SMD元件的零件．吸嘴孔的大小與SMD元件的外形有每一臺(tái)貼片機(jī)都有一套實(shí)用性很強(qiáng)吸嘴：為了貼片機(jī)適應(yīng)不同元件的貼裝，所以還配有一個(gè)自動(dòng)更換吸嘴的裝置。吸嘴與吸管之間還有一個(gè)彈性補(bǔ)償?shù)木彌_機(jī)構(gòu)，保證在拾取過(guò)程對(duì)貼片元件的保護(hù)，提高元件的貼裝率
C,氣動(dòng)電磁閥
貼裝頭的微型氣動(dòng)電磁是貼裝頭上又一個(gè)重要組件，它管理著移動(dòng)和拾放等功能，隨貼片機(jī)的發(fā)展集成電磁閥組亦有了相當(dāng)大的發(fā)展，有些單個(gè)電磁閥厚度僅為l0一l8毫米：而且電磁鐵驅(qū)動(dòng)功率小，一股電路的驅(qū)動(dòng)電平都可直接驅(qū)動(dòng)，隨著市場(chǎng)的不斷發(fā)展，這些新穎的氣動(dòng)都能從市場(chǎng)上采購(gòu)，給貼片機(jī)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)提供有利條件：
c1．元件的定位
貼片頭的元件定位系統(tǒng)是貼片質(zhì)量的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，也是研究貼片技術(shù)難點(diǎn)之一，當(dāng)被貼元件吸住元件之后，元件就處于不移穩(wěn)定的懸浮狀態(tài)? 早期的技術(shù)用機(jī)械爪進(jìn)行被動(dòng)定位，從而解決了早 期貼片機(jī)的元件定位問(wèn)題，但必竟是機(jī)械方式，機(jī)械制造中的各種誤差，直接反映到元件定位的質(zhì)量，特別是貼片速度提高時(shí)，機(jī)械的噪音，零件的磨損和精度的壽命等都限制了純機(jī)械定位爪的進(jìn)一步發(fā)展：
近年視覺(jué)系統(tǒng)的采樣技術(shù)，伺服機(jī)構(gòu)，計(jì)算機(jī)圖像處理等，已經(jīng)改變了單純用機(jī)械來(lái)解決定位問(wèn)
題：而是用非接觸的紅外 激光對(duì)中系統(tǒng) 并在移動(dòng)過(guò)程中對(duì)偏離值進(jìn)行自動(dòng)修正：
元件旋轉(zhuǎn)
當(dāng)吸嘴頭吸持器件移動(dòng)定位時(shí)，大部分元件都作一定量的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(q角)，首先是修正板上元件的安裝軸線(xiàn)和元件在移動(dòng)過(guò)程中軸線(xiàn)的角度(1’角)，其二是解決送科器上元件與PCB板元件焊盤(pán)軸線(xiàn)的角度差(q”角)(】=c1’+q”修正元件貼裝角度偏差的這一機(jī)構(gòu)，早其采用開(kāi)環(huán)步進(jìn)電機(jī)控制，通過(guò)小型同步皮帶進(jìn)行回轉(zhuǎn)操作：現(xiàn)在一些新穎的貼片機(jī)已被一些專(zhuān)用微電機(jī)所代替，位機(jī)構(gòu)的性能有很大的提高。為了提高貼片速度在貼片頭部采用了多吸嘴的組合，它的操作程序都由計(jì)算機(jī)精密控制
f．其他
使貼頭各機(jī)構(gòu)能協(xié)同工作安裝著多種形式的傳感器，有效地協(xié)調(diào)貼片的工作狀態(tài) 當(dāng)貼片功能決定之后，貼片頭總休結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就成了貼片機(jī)的關(guān)鍵，貼片頭是一個(gè)高速運(yùn)動(dòng)的組件要提高精度就必
須減小它的重量和休積，所以設(shè)計(jì)一個(gè)結(jié)構(gòu)湊功能全齊的貼片頭，也是貼片的設(shè)計(jì)重點(diǎn)：在設(shè)計(jì)貼片頭之前要多研究分析各種貼裝的特點(diǎn)，還要充分由集機(jī)電一休化技術(shù)發(fā)展的各種器件性能，結(jié)構(gòu)、術(shù)才料等，如傳感器，微電機(jī)，激光器，真空發(fā)生器，視賞識(shí)別系統(tǒng)，微型電磁閥，微型珠滾絲桿等：對(duì)設(shè)計(jì)方案還要進(jìn)行大量工藝研究和實(shí)踐的摸索和試驗(yàn)，克服各種不正?，F(xiàn)象如飛片，立片，漏片等，不然是無(wú)法研究自己的貼片頭，假如貼片是采用國(guó)外引進(jìn)的，那么你的貼片機(jī)國(guó)產(chǎn)化的水平永遠(yuǎn)將是滯后的：
g，完成貼裝頭設(shè)計(jì)后如何制造也是一個(gè)棘手的問(wèn)題，一般說(shuō)，加工最好是加工中心或數(shù)控機(jī)床，這類(lèi)設(shè)備上進(jìn)行，以達(dá)到高精度效率。由于)j~7-尺寸的離散性小，能保證裝配上的要求。
2．承載機(jī)構(gòu)
PCB板的承載機(jī)構(gòu)，有承載平臺(tái)，真空支撐桿，PCB板移動(dòng)的傳輸帶，固定位PCB板的定位銷(xiāo)釘反映定狀態(tài)的傳感器、PCB板的壓板，PCB板在這承載平臺(tái)上傳動(dòng)平穩(wěn)，定位準(zhǔn)確：貼片機(jī)和所有機(jī)械設(shè)備一樣，還有一個(gè)承載框架 以前常用金屬型材和鋼板等材料，通過(guò)焊接方法制造，隨著貼片機(jī)速度精度的提高，對(duì)框架基座的穩(wěn)定性提出了更高的要求，近JL年國(guó)外不少機(jī)型又選用機(jī)床設(shè)備傳統(tǒng)的鑄件結(jié)構(gòu)，我國(guó)的鑄造技術(shù)有相當(dāng)水平，這一工藝技術(shù)又便于一般的小批量生產(chǎn)，這也是我們開(kāi)發(fā)貼片機(jī)的一個(gè)有利條件?
3．片機(jī)x—Y座標(biāo)傳動(dòng)的伺服系統(tǒng)
貼片機(jī)x—Y座標(biāo)傳動(dòng)伺服系統(tǒng)有兩種形式，一種是PCB板作x—Y方向的正交運(yùn)動(dòng)：另一種方法是由貼片頭作X—Y座標(biāo)平移運(yùn)動(dòng)，而PCB板仍定位在一定精度的承載平臺(tái)上。這兩種相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方法都是為了將被貼的元件準(zhǔn)確拾放到PCB板的焊盤(pán)上：
a．x—Y機(jī)構(gòu)的有關(guān)參數(shù)
驅(qū)動(dòng)x／Y二維運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的參數(shù)也是貼片機(jī)精度的關(guān)鍵，假如貼片裝頭它的直線(xiàn)移動(dòng)速度為l米／秒，滾珠絲桿的導(dǎo)程為2 0毫米，那么當(dāng)貼片頭移動(dòng)l米，絲桿需要旋轉(zhuǎn)50轉(zhuǎn)，伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到3000轉(zhuǎn)／份，如果伺肥電機(jī)的反饋碼盤(pán)取
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