JUKI贴片机三个主要结构及特征

2017-11-14 17:18:48 admin 54

随着电子产业及LED产业的发展,SMT贴片机和LED贴片机也迅速发展,生产贴片机的厂家越来越多,贴片机的品质多达上百种,但无论是全自动贴片机还是手动贴片机,无论是高速贴片机还是中低速贴片机,它的总体结构都有类似之处,下面就来说一说JUKI贴片机三个主要结构及特征。

JUKI贴片机结构分为机架,PCB传送机构及支撑台X,Y与Z/θ伺服,定位系统,光学识别系统,贴片头,供料器,传感器和计算机操作软件。现将上述各种结构的特征及原理简介如下:

一、机架:机架是机器的基础,所有的传动、定位、传送机构均牢固地固定在它上面,大部分型号的贴片机及其各种送料器也安置在上面,因此机架应有足够的机械强度和刚性。目前贴片机有各种形式的机架,大致可分为两类。

1、整体铸造式

整体铸造的机架的特点是整体性强,刚性好,整个机架铸造后采用时效处理,机架的变形微小,工作时稳固。高档机多采用此类结构。

2、钢板烧焊式

这类机架由各种规格的钢板等烧焊而成,再经时效处理以减少应力变形.它的整体性比整体铸造低一点,但具有加工简单,成本较低的特点.在外观上(去掉机器外壳)可见到焊缝。

机器采用那种结构的机架,取决于机器的整体设计和承重.通常机器在运行过程中应平稳,轻松,无震动感 (用金属币立于机器上不会出现翻倒),从某种意义上来讲机架起着关键作用。

二、传送机构与支撑台:传送机构的作用是将需要贴片的PCB送到预定位置,贴片完成后再将SMA送至下道工序。传送机构是安放在轨道上的超薄型皮带传送系统。通常皮带安置在轨道边缘,皮带分为A,B,C三段,并在B区传送部位设有PCB夹紧机构,在A,C区装有红外传感器,更先进的机器还带有条形码阅读器,它能识别PCB的进入和送出,记录PCB的数量。

传送机构根据JUKI贴片机的类型分为两种:

1、整体式导轨

在这种方式JUKI贴片机中,PCB的进入、贴片、送出始终在导轨上,当PCB送到导轨上并前进到B区时,PCB会有一个后退动作并遇到后制限位块,于是PCB停止运行,与此同时,PCB下方带有定位销的顶块上行,将销钉顶入PCB的工艺孔中,并且B区上的压紧机构将PCB压紧。

在PCB的下方,有一块支撑台板,台板上有阵列式圆孔,当PCB进入B区后,可根据PCB结构需要在台板上安装适当数量的支撑杆,随着台面的上移,支撑杆将PCB支撑在水平位,这样当贴片头工作时就不会将PCB下压而影响贴片精度。

若PCB事先没有预留工艺孔,则可以采用光学辨认系统确认PCB的位置,此时可以将定位块上的销钉拆除,当PCB到位后,由PCB前后限位块及夹紧机构共同完成PCB的定位。

通常光学定位的精度高于机械定位,但定位时间较长。

2、活动式导轨

在另一类JUKI高速贴片机中,B区导轨相对于A、C区是固定不变的,A、C区导轨却可以上下升降,当PCB由印刷机送到导轨A区时,A 区导轨处于高位并与印刷机相接,当PCB运行到B区时,A区导轨下沉到与B区导轨同一水平面,PCB由A区移到B区,并由B区夹紧定位,当PCB贴片完成 后送到C区导轨,C区导轨由低位(与B区同水平)上移到与下道工序的设备轨道同一水平,并将PCB由C区送到下道工序。然而在最新的松下MSR型贴片机 中,其A,C区导轨为固定 导轨,B区导轨则设计成可做X-Y移动的PCB承载台,并可做上下升降运动。由此可见,不同机型的导轨有不同结构,其做法主要取决于JUKI贴片机的整体结构。

 1508126439949544.jpg三、X,Y与Z/θ伺服,定位系统

1、功能

X,Y定位系统是贴片机的关键机构,也是评估贴片机精度的主要指标,它包括X,Y传动结构和X,Y伺服系统。它的功能有两种,一 种是支撑贴片头,即贴片头安装在X导轨上,X导轨沿Y方向运动从而实现在X-Y方向贴片的全过程,这类结构在通用型贴片机[泛用机]中多见,另一种功能是 支撑PCB承载平台并实现PCB在X-Y方向移动,这类结构常见于塔式旋转头类的贴片机[转塔式]中。这类高速机中,其贴片头仅做旋转运动,而依靠送料器 的水平移动和PCB承载平面的运动完成贴片过程。上述两种X,Y定位系统中,X导轨沿Y方向运动,从运动的形式来看,属于连动式结构,其特点是X导轨受Y 导轨支撑,并沿Y轴运动,它属于动式导轨(Moving Rail)结构。

还有一类贴片机,贴片机的机头安装在X导轨上,并仅做X方向运动,而PCB承载台仅做Y方向运动,工作时两者配合完成贴片过程,其特点是X,Y导轨均与机座固定,它属于静式导轨(Statil Rail)结构。

从理论上讲,分离式结构的导轨在运动中的变形量要小于连动式,但在分离式的结构中,PCB处于运动状态,对贴装后的元器件是否产生位移,则应考虑。

2、结构
X,Y传动机构主要有两大类,一类是滚珠丝杠——直线导轨,另一类是同步齿行带——直线导轨

典型的滚珠丝杠——直线导轨的结构,贴片头固定在滚珠螺母基座和对应的直线导轨上方的基座上,马达工作时,带动螺母做X方向往复运动,有导 向的直线导轨支承,保证运动方向平行,X轴在两平行滚珠丝杠--直线导轨上做Y方向移动,从而实现了贴片头在X-Y方向正交平行移动。同理,PCB承载平 台也以同样的方法,实现X-Y方向正交平行移动。

 贴片速度的提高,意味着X-Y传动结构速度的提高,这将会导致X-Y传动结构因运动过快而发热,通常钢材的线膨胀系数为0.000015,铝 的线膨胀系数为钢的1.5倍,而滚珠丝杠[与马达连接]为主要热源,其热量的变化会影响贴装精度,故最新研制出的X-Y传动系统,在导轨内部设有[氮冷] 冷却系统,以保证因热膨胀带来的误差,如果X-Y轴没有强制冷却,在轴的附近会有明确的变形。

此外,在JUKI高速机中采用无摩擦线性马达,和空气轴承导轨传动,运行速度能做的更快。

典型的同步齿行带——直线导轨结构,同步齿行带由传动马达驱动小齿轮,使同步带在一定范围内作直线往复运动。这样带动轴基座在直线轴承往复运动,两个方向传动部件组合在一起组成X-Y传动系统。

由于同步齿行带载荷能力相对较小,仅适用于支持贴片头运动,典型产品是日本JUKI贴片机,如KE-3020型贴片机,该系统运行噪声低,工作环境好。

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