高速贴片机结构与原理

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1、专业资料2012-06-1610:30高速贴片机结构与原理        摘要：本文介绍安必昂科技推出的AX301/501模组式高速贴片机的基本结构，包括贴装模块、导轨传输及坐标定义等，并简单讲述本系列机型的安全回路和模块化控制电路的基本原理。关键词：贴装模块    元件激光检测  吸嘴交换单元   安全回路    系统控制器AX301/501是由ASSEMBLEON公司推出的一款高速高精度的模组式贴片机。本文介绍其结构和原理。其主要结构分为：1.AX501模组式高速贴片机结构1.1、机架（Base）AX-501分为五段，每段可以安装一个喂料小车。AX301则较AX501少两段，只能安

2、装最多三个喂料小车。这也是两款机器得名的原由。喂料小车通过标准化，实现在两款机器上的通用，每个小车可以最多安放22个带式飞达，即AX501最多可以安装8mm带式喂料器110个。如图1：机架（图2）用于所有控制器、电路板的固定、连接和走线。当然，导轨、喂料小车和各个贴装模块都装在机架上。机架上安装在运动部件上的电子电气元件都有加装安全盖，保护其不受损害。下载编辑专业资料1.2、贴装模块（Placement Robot）如图3，贴装模块分为标准贴装模块（AX STANDARD PLACEMENT ROBOT）和窄贴装模块（AX COMPACT PLACEMENT ROBOT）。其中，宽模块

3、宽度为20CM,是窄模块的二倍。所以AX501最多可以安装最多10个标准模块或20个窄模块。单个贴装模块有四个运动方向，即贴装头在X,Y方向的运动，以及西嘴在Z方向Rz方向的运动。其中，Y方向移动通过每个贴装模块上自带的电机驱动，在丝杠上运动；X方向则使用了线性导轨磁悬浮技术。所以每个贴装模块都有三个重要部件：1. 线性马达。控制吸嘴升降、旋转并根据程序给定的力学值吸取贴装元件。旋转由伺服直接控制，贴装头连接吸嘴的界面加装永磁力，真空和空气压力由气压控制气控制。下载编辑专业资料2. 检测相机（Board alignment camera）检测相机采用CCD作传感器，装在贴装头下表面。由

4、火线（firewire）连接到贴装控制器，实时提供数字图像。这些图像数据可以用来检测PCB板的标记点，也可以检测坏板标记点以及喂料小车上的标记点等等。每个检测相机上都装有背光和亮光两种光源。3. 元件激光检测 (Component laser) 每个贴装头（Placement head）可以吸取一个吸嘴。吸嘴吸取元件后，由元件检测激光对元件进行检测。如图4，激光阵列发射源和接收源之间是元件位置，吸嘴吸取元件后自动运动到激光检测平面，吸嘴旋转运动使激光在元件的边缘形成遮挡，控制器通过接收源的遮挡尺寸计算出元件的尺寸规格。激光检测最大可以检测17.5平方毫米的元件。4.大元件检测与贴装对于

5、大尺寸元件，其检测不能由贴装头上的激光检测来完成。这时必须用到固定相机(CV)，如图5。固定相机在元件贴装之前首先要确定其和贴装头之间的位置关系。该位置关系的确定则是由贴装头上的BA （Board Alignment ）相机对固定相机上的Mark点进行检测来完成。同时还有相关的传感器来检测由于温度的变化导致的相机尺寸精度的损失，最大限度的保证固定相机作为“裁判”所处的位置精度。元件被吸取之后，贴装头自动运动到CV相机上方，拍照，经过模数转换，软件计算出元件的位置偏差数据，并在贴装时考虑这个偏差，自动给予补偿，实现闭环控制。1.3、导轨下载编辑专业资料传送模块用于板的传送，由导轨控制器控

6、制其动作。进出板过程：机器得到进板信号后，进板皮带动作，以0.35m/s速度导新板入机器，随后PCB进板方向前端触发低速传感器，进板皮带减速至0.05m/s使挡块顺利停板。导轨支撑台下降（B）并且移回到进板位置（C）,上升至夹板，再把新版传送至工作区域。支撑台夹住所有工作区的PCB板，作一个向前的步进运动。步进距离由程序编制过程的优化计算所得。在支撑台回到进板区接板的时间里，工作区的所有板处于静止状态。而在贴装过程中的向前步进，所有板都被支撑台上的钢片支撑条和导轨边缘夹紧。最后一块板前边缘到达支撑台运动的极限位置时，进入出板区传感器会被板子前边触发，这个传感器使得出板皮带运动，直至出板

7、。1.4、吸嘴与喂料装置下载编辑专业资料吸嘴上表面有标记点，可由贴装头上的BA相机自动识别。吸嘴内部有过滤器，用于过滤空气。吸嘴交换单元（AX TOOLBIT EXCHANGE UNIT）中A为吸嘴放置处，B为吸嘴抛取，C用于吸嘴的真空检测以及BA相机光强检测。喂料器分为智能喂料器（Intelligent Tape Feeder）和 双料带喂料器（Twin Tape Feeder）等，喂料器的步进和剥料带动作都由自身的步进电机完成。向前步进和向