SONY系列貼片機(jī)的結(jié)構(gòu)

SONY系列貼片機(jī)  索尼貼片機(jī)

SONY貼片機(jī)的結(jié)構(gòu)可分為:機(jī)架，基板（PCB或載有PCB的載具）傳送機(jī)構(gòu)及支撐臺，X、Y與Z/θ伺服，定位系統(tǒng)，光學(xué)識別系統(tǒng)，貼片頭，供料器，傳感器和計算機(jī)操作軟件系統(tǒng)。現(xiàn)將上述各種結(jié)構(gòu)的特征及原理簡介如下

1.1  機(jī)架SONY系列貼片機(jī)的結(jié)構(gòu)

SONY系列貼片機(jī)的結(jié)構(gòu)

 SONY系列貼片機(jī)的結(jié)構(gòu)機(jī)架是機(jī)器的基礎(chǔ)，所有的傳動、定位、傳送機(jī)構(gòu)均牢固地固定在它上面，大部分型號的貼片機(jī)及其各種送料器也安置在上面，因此機(jī)架應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和剛性。目前的貼片機(jī)有各種形式的機(jī)架，大致可分為兩類：整體鑄造式和鋼板燒焊式。SONY貼片機(jī)多采用整體鑄造式機(jī)架，整體鑄造的機(jī)架的特點(diǎn)是整體性強(qiáng)，剛性好，整個機(jī)架鑄造后采用時效處理，機(jī)架的變形微小，工作時穩(wěn)固。

1.2  傳送機(jī)構(gòu)與支撐臺
      傳送機(jī)構(gòu)的作用是將需要貼片的基板送到預(yù)定位置,貼片完成后再將基板送至下道工序。
    傳送機(jī)構(gòu)是安放在軌道上的超薄型皮帶傳送系統(tǒng)。通常皮帶安置在軌道邊緣，皮帶分為L，M，UL三段，并在M區(qū)傳送部位設(shè)有基板夾緊機(jī)構(gòu)，每區(qū)均裝有紅外傳感器，它能識別基板的進(jìn)入、送出及記錄基板的數(shù)量。
     在貼片機(jī)工作中，基板的進(jìn)入、貼片、送出始終在導(dǎo)軌上，當(dāng)基板送到導(dǎo)軌上并前進(jìn)到M區(qū)時，基板會有一個減速動作并撞到停止感應(yīng)器，基板停止運(yùn)行，與此同時， M區(qū)上的壓緊機(jī)構(gòu)將基板壓緊，停止器下降。

     在基板的下方，有一塊支撐臺板，臺板上有陣列式圓孔,當(dāng)PCB進(jìn)入B區(qū)后，可根據(jù)基板結(jié)構(gòu)需要在臺板上安裝適當(dāng)數(shù)量的支撐桿（支撐pin），隨著臺面的上移，支撐桿將基板支撐在水平位，這樣當(dāng)貼片頭工作時就不會將基板下壓而影響貼片精度。
1.3 X，Y與Z/θ伺服定位系統(tǒng)
1.XY伺服定位系統(tǒng)功能
      X，Y定位系統(tǒng)是貼片機(jī)的關(guān)鍵機(jī)構(gòu)。它的功能是支撐貼片頭，即貼片頭安裝在X導(dǎo)軌上，X導(dǎo)軌沿Y方向運(yùn)動從而實現(xiàn)在X-Y方向貼片的全過程。

2.XY伺服定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
       滾珠絲杠---直線導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)，貼片頭固定在滾珠螺母基座和對應(yīng)的直線導(dǎo)軌上方的基座上，馬達(dá)工作時，帶動螺母做X方向往復(fù)運(yùn)動，有導(dǎo)向的直線導(dǎo)軌支承，保證運(yùn)動方向平行，X軸在兩平行滾珠絲杠--直線導(dǎo)軌上做Y方向移動，從而實現(xiàn)了貼片頭在X-Y方向正交平行移動。 

3.Y軸方向運(yùn)行的同步性
    由于支撐著貼片機(jī)頭的X軸是安裝在兩根Y軸導(dǎo)軌上,為了保證運(yùn)行的同步性,貼片機(jī)X軸運(yùn)行采用完全同步控制的伺服電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)。   

4.RT/RN軸旋轉(zhuǎn)定位
      貼片機(jī)直接將脈沖馬達(dá)安裝在貼片頭上，以同步帶帶動磚塔繞RT軸轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)吸嘴位置的轉(zhuǎn)換。磚塔又帶動吸嘴的RN軸轉(zhuǎn)動實現(xiàn)θ方向高精度的控制。

 1.4 光學(xué)系統(tǒng)
     貼片機(jī)中的光學(xué)系統(tǒng)，在工作過程中首先是對基板上的PCB的位置確認(rèn)。當(dāng)基板輸送至貼片位置上時，安裝在貼片機(jī)頭部的相機(jī)，首先對基板上PCB上所設(shè)定的定位標(biāo)志（mark點(diǎn)）進(jìn)行識別，實現(xiàn)對基板上PCB位置的確認(rèn)。相機(jī)對定位標(biāo)志確認(rèn)后，將信息反饋給計算機(jī)，計算機(jī)計算出貼片原點(diǎn)位置誤差（△X、△Y），同時反饋給運(yùn)動控制系統(tǒng)，以實現(xiàn)對PCB的識別過程。

在對PCB位置確認(rèn)后，接著是對元器件的確認(rèn)，包括：

1）元件的外形是否與程序里元件信息一致（尺寸、形狀）

2）判別元件中心。 

1.5

SONY系列貼片機(jī)的結(jié)構(gòu)

貼片頭
    貼片頭是貼片機(jī)關(guān)鍵部件,它拾取元件后能在校正系統(tǒng)的控制下自動校正位置,并將元器件準(zhǔn)確地貼放到指定的位置。

1.幾種貼片機(jī)的貼片頭類型

1）高速機(jī)（SONY-sig200mk3/g200）

高速機(jī)（SONY-sig200mk3/g200）的貼片頭為轉(zhuǎn)塔式，共有兩個貼片頭，每個貼片頭可以手動安裝12個吸嘴，不能自動更換、安裝。磚塔的轉(zhuǎn)動速度很高，能夠?qū)崿F(xiàn)快速吸取貼裝元件。

2）多功能機(jī)（SONY-sig200）

多功能機(jī)（SONY-sig200）的貼片頭為水平旋轉(zhuǎn)式，共有兩個貼片頭，每個貼片頭能安裝8個吸嘴，共有六個吸嘴交換站（彈匣），每個交換站可以容納八個吸嘴，可以按照已設(shè)定好的參數(shù)自動更換吸嘴，水平旋轉(zhuǎn)式的結(jié)構(gòu)相對于轉(zhuǎn)塔式的結(jié)構(gòu)而言，運(yùn)動和貼裝速度要慢一些。

3）泛用機(jī)（SONY-f209）

泛用機(jī)（SONY-f209）只有一個貼片頭，且只能裝有一個吸嘴，有一個可容納六個吸嘴的吸嘴交換站（彈匣），對應(yīng)不同的元件會按照已設(shè)定好的參數(shù)自動更換不同的吸嘴。

2.吸嘴

吸嘴安裝在貼片頭上的吸嘴頭上，由反光板和吸嘴主體組成，在貼片機(jī)工作過程中起著很重要的作用，要根據(jù)不同的元件選用不同的吸嘴。可自動更換吸嘴的貼片機(jī)都有一個類似于加工中心刀庫的裝置叫做吸嘴交換站（彈匣），需要使用或更換的吸嘴就安放在彈匣內(nèi)。

1）吸嘴的型號選用

吸嘴的型號是比較好選取的，它由貼片機(jī)種類代碼、照明類型代碼、吸嘴**外徑、吸嘴內(nèi)徑、材料編號組成，選用時要按照所吸取元件的信息進(jìn)行選擇。例如AF06042：高速機(jī)，反射燈照明，外徑0.6mm，內(nèi)徑0.4mm，使用編號為2的特殊材料制造（材料編號若為0則為不使用特殊材料）。 

吸嘴的型號代碼如下表1.1

2）吸嘴的真空系統(tǒng)

吸嘴的真空系統(tǒng)由吸嘴頭、真空切換閥、shaft桿、內(nèi)外軸彈簧及真空發(fā)生器組成。

真空切換閥是由閥體、慮棉、橡膠墊片、兩個閥門和閥門連桿組成。兩個閥門為連動關(guān)系只能有一個開啟，工作時AV推桿推動閥門進(jìn)行真空切換，上部閥門（真空閥）下壓無真空進(jìn)行拋棄或貼片動作，下部閥門（通氣閥）下壓則有真空進(jìn)行吸嘴進(jìn)行吸料動作。吸嘴在吸片時，必須達(dá)到一定的真空度方能判別拾起元件是否正常，當(dāng)元件站立立或因元件“卡帶”未能被吸起時，貼片機(jī)將會發(fā)出報警信號。

shaft桿是吸嘴上下運(yùn)動的導(dǎo)桿，具有夾持吸嘴，與真空切換閥配合導(dǎo)通氣流的作用。

1.6供料器

供料器（feeder）的作用是將元件按照一定規(guī)律和順序提供給貼片頭以便準(zhǔn)確方便地吸取，它在貼片機(jī)中占有教多的數(shù)量和位置，它也是選擇貼片機(jī)和安排貼片工藝的重要組成部分。

1.物料編帶
      物料的帶狀包裝在生產(chǎn)中占有教大比例。常見的有電阻、各種電容、電感以及各種腳零件、異型零件等。帶狀包裝由帶盤與編帶組成，類似于就是電影放映機(jī)的電影膠帶。
      根據(jù)材質(zhì)不同，分為紙編帶和塑料編帶，其中紙編帶包裝與塑料編帶的器件，可用同一種帶狀供料器，而有些情況下有所不同，但不管那種材料的包裝帶，均有相同的結(jié)構(gòu)。
     紙編帶由基帶、底帶和帶蓋組成，其中基帶是紙，而底帶和蓋帶則是塑料薄膜。基帶上布有小圓孔，又稱同步孔，是供帶狀送料器上棘輪傳動時的定位孔，兩孔之間的距離稱為步距（為4mm）。矩形孔是裝載元器件的料腔，用來裝載不同尺寸的元件。W指帶寬，帶寬已有標(biāo)準(zhǔn)化尺寸，有8mm,12mm,16mm,24mm和32mm. 

塑料編帶由基帶、蓋帶和底帶（有些蓋帶和底帶為一體）組成，均為塑料，同步孔及帶寬與紙帶相同。
2.供料器的種類
    根據(jù)驅(qū)動同步棘輪的動力來源，帶狀供料器可分為機(jī)械式、電動式。機(jī)械式就是棘輪傳動結(jié)構(gòu)，它是通過向進(jìn)給手柄打壓驅(qū)動同步棘輪前進(jìn)的，所以稱為機(jī)械式，SONY-g200aa/g200bb使用的供料器為機(jī)械式（圖1.9）。而電動式的同步棘輪的運(yùn)行則是依靠低速直流伺服電機(jī)驅(qū)動的，如SONY-g200mk3、SONY-f209。

3.機(jī)械供料器的運(yùn)行原理
    編帶安裝在供料器上，編帶輪固定在供料器的軸上，編帶通過壓帶裝置進(jìn)入供料槽內(nèi)。上帶與編帶基體通過壓帶裝置分離，固定到收帶輪上，編帶基體上的同步孔(編帶小孔)裝入同步棘輪齒上，編帶頭直至供料器的外端。供料器裝入供料站后，貼片頭按程序吸取元件并通過“進(jìn)給滾輪”給手柄一個機(jī)械信號，使同步輪轉(zhuǎn)一個角度，使下一個元件送到供料位置上。吸嘴運(yùn)動到元件位置，取走元件。上層帶通過皮帶輪機(jī)構(gòu)將上層帶收回卷緊，廢基帶通過廢帶通道排除到外面，并定時處理。

    工作過程：進(jìn)給手柄下壓——連桿帶動連桿裝置后移——料膜揭起——進(jìn)給手柄復(fù)位——棘齒輪轉(zhuǎn)動一定角度帶動編帶進(jìn)給——收帶輪收料帶——吸嘴進(jìn)行吸料動作

4.供料器型號

機(jī)械供料器的型號是按照料帶的種類、進(jìn)給量（pich）和料帶寬（W）制定的，共有四個數(shù)字和一個字母組成，前兩位數(shù)字只料帶寬，后兩位只進(jìn)給值，字母表示E（塑料帶）或P（紙料帶）。如0802E就是料帶寬8mm，進(jìn)給量2mm，塑料編帶的物料。

5.供料器的安裝

由于SMT組裝的產(chǎn)品愈來愈復(fù)雜，每種電子產(chǎn)品需裝貼的元件也愈來愈多，因此要求貼片機(jī)能裝載更多的供料器，通常以能裝載8mm送料器的數(shù)量作為貼片機(jī)供料器的裝載數(shù)。供料器一般安裝在臺車上，高速機(jī)和多功能機(jī)有兩架臺車，每架可安裝*多50個供料器，泛用機(jī)則只有一架*多可安裝50個供料器的臺車。

1.7傳感器

SONY貼片機(jī)中裝有多種傳感器，如壓力傳感器、負(fù)壓傳感器和位置傳感器等。現(xiàn)將各種傳感器的功能簡介如下
1.壓力傳感器
    貼片機(jī)中，包括各種氣缸和真空發(fā)生器，均對空氣壓力有一定的要求，低于設(shè)備要求的壓力時，機(jī)器就不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，壓力傳感器始終監(jiān)視著壓力變化，一旦異常，即及時報警，提醒操作者及時處理。
2.負(fù)壓傳感器
    貼片機(jī)的吸嘴靠負(fù)壓吸取元器件，它由負(fù)壓發(fā)生器（真空發(fā)生器）和真空傳感器組成。負(fù)壓不夠，將吸不住元器件，供料器沒有元器件或元件卡在料包中不能被吸起時，吸嘴將吸不到元器件，這些情況出現(xiàn)會影響機(jī)器正常工作。而負(fù)壓傳感器始終監(jiān)視負(fù)壓變化，出現(xiàn)吸不到或吸不住元器件的情況時，它能及時報警，提醒操作者更換供料器或檢查吸嘴負(fù)壓系統(tǒng)是否堵塞。
3.位置傳感器

基板的傳輸定位，包括基板的計數(shù)，貼片頭和工作臺運(yùn)動的實時檢測，輔助機(jī)構(gòu)的運(yùn)動等，都對位置有嚴(yán)格要求，這些位置需要通過位置傳感器的限定來實現(xiàn)。
4.圖象傳感器
    貼片機(jī)工作狀態(tài)的實時顯示，主要采用CCD圖象傳感器，它能采集各種所需的圖象信號，包括PCB位置、器件尺寸、并經(jīng)計算機(jī)分析處理，使貼片頭完成調(diào)整與貼片工作。
5.SONY系列貼片機(jī)的結(jié)構(gòu)區(qū)域傳感器
    貼片機(jī)在工作時，為了貼片頭**運(yùn)行，通常在貼片頭的運(yùn)動區(qū)域內(nèi)設(shè)有傳感器，運(yùn)用光電原理監(jiān)控運(yùn)行空間，以防外來物體帶來傷害。 SONY系列貼片機(jī)的結(jié)構(gòu)