專利名稱：一種用于led多頭陣列式高速并行貼片機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電子裝聯(lián)的貼片機領域，具體涉及一種用于LED燈片貼裝的多頭陣列式高速并行貼片機技術。
背景技術：
近年來，隨著電子科技技術的不斷發(fā)展，LED在照明和電子行業(yè)領域的使用越來越廣泛。LED作為新一代光源，具有低能耗、長壽命、色彩表現(xiàn)力強、通用性好，特別是在大型照明設備中，以矩陣式排列的LED燈組可取代現(xiàn)有鎢絲燈、惰性氣體燈等，成為節(jié)能減排的有效手段，正被逐漸推廣。矩陣式排列的LED晶片的貼裝結構中，每個晶片通過兩個導線與基板相連，在晶片密集分布的情況下，利用手工貼裝費時、費力、效率低下，不利于產(chǎn)品質量穩(wěn)定和大規(guī)模生產(chǎn)，只適合簡單產(chǎn)品加工領域使用。因此，應選用或研發(fā)合適的貼裝設備來適應LED晶片貼裝的具體情況，同時平衡產(chǎn)品質量和產(chǎn)品成本這對矛盾。貼片機是SMT生產(chǎn)線中的關鍵設備，現(xiàn)有的貼片機從結構上大致可以分為三類 拱架式、轉塔式、復合式結構。不同類的貼片機各有優(yōu)劣，通常取決于應用對系統(tǒng)的要求以及速度和精度間的匹配。盡管貼片機種類繁多，綜合起來可以簡要地概括為以下四部分組成貼裝系統(tǒng)、供料系統(tǒng)、基板運輸系統(tǒng)和管理控制系統(tǒng)。其中貼裝系統(tǒng)是貼片機的核心部件，完成芯片拾取、校正、正確貼裝的全過程，決定了貼片機的結構和主要性能。目前國內外貼片機相關技術主要集中在貼裝頭的傳動方式和貼裝頭結構形式兩個方面。貼裝頭的傳動方式主要有如下幾類一、采用齒輪、齒條傳動方式，該方式傳動簡單，執(zhí)行機構實現(xiàn)容易，但精度難以保證；二、采用伺服電機帶動絲杠傳動，該方式采用閉環(huán)控制算法和相應精確的光、電、機執(zhí)行設備，控制精度高，貼裝質量好，可靠性高，但這類技術方案執(zhí)行元件國內很難配套，外購價格高，而且復雜精密的軟、硬件控制系統(tǒng)也不利于用戶的二次開發(fā)；三、采用步進電機和同步帶的驅動控制及傳動系統(tǒng)，該方式屬于開環(huán)控制， 控制簡單易實現(xiàn)，但精度不是特別高。貼裝頭結構大都采用伺服電機驅動絲杠或同步帶實現(xiàn)上下及旋轉運動，但現(xiàn)有的貼裝頭總成結構空間體積太大，不能根據(jù)需要選配或增加吸嘴數(shù)量，可擴展性差，這樣不但造成貼裝頭沉重笨拙，還影響整機性能，限制其市場推廣前
旦
ο鑒于上述幾類貼裝頭傳動方式和貼裝頭結構形式的各自的缺點，致使用戶難以在現(xiàn)有的貼片機上根據(jù)LED貼裝零件及產(chǎn)品的具體情況，對貼裝頭及貼片機軟、硬件進行靈活、應用性調整，限制了用戶對貼片機潛能的開發(fā)及快速應對市場變化的能力。

發(fā)明內容
針對現(xiàn)有LED貼片機的上述缺點，本發(fā)明所要解決的問題是提供一種結構合理、 傳動便捷、機械體積小、集成靈活、通用性強、成本經(jīng)濟的用于LED多頭陣列式高速并行貼片機。
本發(fā)明采用如下技術方案一種用于LED多頭陣列式高速并行貼片機，包括機架、LED燈帶運輸機構、貼片機構、人機控制界面及電氣保護裝置，上述人機控制界面主要用于參數(shù)設定、程序編寫、貼裝控制及用戶二次開發(fā)擴展接口，所述電氣保證裝置包括光電開關和擋塊、壓力檢測裝置、斷電保護和急停按鈕，所述貼片機構包括設置在機架上的2個X軸機構、Y軸機構和單模組貼裝頭；上述Y軸機構固定安裝在機架上，2個X軸機構分別滑動安裝在Y軸機構上，上述2個 X軸機構上分別設有單模組貼裝頭；上述Y軸機構具有2根縱向滑軌，且每根縱向滑軌上分別設有獨立的驅動電機，上述2個X軸機構上分別設有用來驅動單模組貼裝頭的驅動電機。上述單模組貼裝頭采用微型模塊化貼裝頭陳列，具有吸嘴和氣路接口。上述LED燈帶運輸機構和布置在機架平面的中心位置，LED燈帶運輸機構包括兩組供料器、司服電機、主動帶輪、同步帶、運輸平臺、大平板和從動帶輪，上述兩組供料器對稱分布在機架的前后兩側。上述Y軸機構包括Y軸司服電機、Y軸帶輪、第一立柱、第二立柱、Y軸同步帶、驅動光軸和Y軸直線軸承，上述Y軸司服電機通過聯(lián)軸器、Y軸帶輪驅動Y軸同步帶運動。上述X軸機構包括X軸司服電機、第一 Y向移動滑塊、X軸同步帶、X軸直線軸承、 光軸、第二 Y向移動滑塊和X軸帶輪，上述第一、二 Y向移動滑塊分別安裝在上述Y軸機構的Y軸直線軸承上，并且上述第一、二 Y向移動滑塊與Y軸機構的Y軸同步帶固定連接。上述單模組貼裝頭具有X向移動滑塊和貼片頭箱體，上述貼片頭箱體上設有吸嘴，上述X向移動滑塊滑動安裝在上述X軸機構的X軸直線軸承上，且上述X向移動滑塊滑動與X軸同步帶固定連接。具有上述結構的一種用于LED多頭陣列式高速并行貼片機具有以下優(yōu)點I、傳動便捷，成本經(jīng)濟。該貼片機的LED燈帶運輸機構及貼片機構主要采用同步帶傳動，在降低成本的同時又保證了傳動的便捷性。2、貼片速度高。該貼片機采用采用雙模組并行獨立驅動方式，雙模組配合動作，使得貼裝速度成倍增加，貼裝效率顯著提高。3、集成靈活。該貼片機的貼片單模組采用微型模塊化貼裝頭陣列結構，可以根據(jù)工廠的實際情況調整微型模塊化貼裝頭的數(shù)量，從而達到調整貼片速度的目的。


下面結合附圖對本發(fā)明進行進一步說明。
圖I為本發(fā)明貼片機的結構示意圖。
圖2為LED燈帶運輸機構的結構示意圖。
圖3為貼片機Y軸機構的結構示意圖。
圖4為貼片機X軸機構的結構示意圖。
圖5為貼片機單模組貼裝頭結構示意圖。
具體實施方式
為能進一步了解本發(fā)明的技術內容、特點及原理，并配合附圖詳細說明如下
本實施方案采用的是雙模組貼裝頭并行運動，單模組貼裝頭由兩組微型模塊化貼裝頭組成，微型模塊化貼裝頭數(shù)量可以根據(jù)實際需要選配，優(yōu)選為兩個。本實施例為本發(fā)明優(yōu)選實施方式，其他凡其原理和基本結構與本實施例相同或近似的，均在本發(fā)明保護范圍內。圖I為一種用于LED多頭陣列式高速并行貼片機的外觀示意圖，該貼片機包括機架1，LED燈帶運輸機構2，貼片機的Y軸機構3，貼片機的X軸機構4以及單模組貼裝頭5。 所述的機架I上裝有人機控制界面和電氣保護裝置，人機控制界面主要用于參數(shù)設定、程序編寫、貼裝控制及用戶二次開發(fā)擴展接口，電氣保證裝置包括光電開關和擋塊、壓力檢測裝置、斷電保護和急停按鈕。上述X軸機構4與單模組貼裝頭5均有兩套，可以協(xié)調動作，也可以分別獨立運行，從而加快貼片速度。如圖2所示，LED燈帶運輸機構2包括伺服電機2-1、主動帶輪2-2、同步帶2-3、運輸平臺2-4、供料器2-5、大平板2-6、和從動帶輪2-7。所述的伺服電機2_1通過同步帶2_3 將驅動力傳遞到與同步帶2-3相連接的運輸平臺2-4，從而控制運輸平臺2-4的運動。所述的供料器2-5有兩個，對稱安裝在大平板2-6上，從而實現(xiàn)雙模組同時獨立貼片的要求。如圖3所示，貼片機的Y軸機構3包括Y軸伺服電機3-1、聯(lián)軸器3_2、Y軸帶輪 3-3、第一立柱3-4、Y軸同步帶3-5、驅動光軸3-6、第二立柱3_7、和Y軸直線軸承3_8。所述的Y軸伺服電機3-1通過聯(lián)軸器3-2、Y軸帶輪3-3驅動Y軸同步帶3_5運動。所述的 Y軸機構有兩套縱向滑軌，每套滑軌上設有單獨的驅動機構，兩套驅動機構可以分別獨立驅動同步帶運動。如圖4所示，貼片機的X軸機構4包括X軸伺服電機4-1、第一 Y向移動滑塊4_2、 X軸同步帶4-3、X軸直線軸承4-4、光軸4-5、第二 Y向移動滑塊4_6、和X軸帶輪4_7。所述的X軸伺服電機4-1固定在第一 Y向移動滑塊4-2上，通過X軸帶輪4-7驅動X軸同步帶運動。所述的第一 Y向移動滑塊4-2、第二 Y向移動滑塊4-6分別安裝在Y軸機構3的Y 軸直線軸承3-8上，并分別與Y軸機構3的Y軸同步帶3-5固定，從而使X軸機構4隨Y軸同步帶3-5 —起運動。如圖5所示，單模組貼裝頭5包括X向移動滑塊5-1、貼片頭箱體5_2和兩組陣列式貼裝頭組成。貼裝頭陣列的數(shù)量可以根據(jù)實際生產(chǎn)需要配置，本實施方案采用的兩組陣列式貼裝頭分別包括直線電機5-3、壓板5-4、復位彈簧5-5、直流電機5-6、和吸嘴5_7。所述的X向移動滑塊5-1通過X軸直線軸承4-4安裝在X軸機構4上，并與X軸同步帶4-3 相對固定，從而使單模組貼裝頭5隨X軸同步帶4-3 —起運動。所述的直線電機5-3通過壓板5-4帶動吸嘴5-7向下運動，所述的復位彈簧5-5可以使吸嘴5-7在被壓下后復位。 所述的直流電機5-6通過皮帶傳動帶動吸嘴5-7轉動。所述的直線電機5-3、壓板5-4、復位彈簧5-5、直流電機5-6和吸嘴5-7 —起構成了微型模塊化貼裝頭，通過改變貼裝頭箱體 5-2的大小，可以根據(jù)情況配置單模組貼裝頭吸嘴的數(shù)量，從而改變貼裝速度。工作時，LED燈帶運輸機構2、Y軸機構3、X軸機構4以及單模組貼裝頭5首先分別通過一組光電開關及擋片復位，LED燈帶粘貼在運輸平臺2-4上，然后，LED燈帶運輸機構2運動到合適的位置，Y軸機構3及兩組X軸機構4分別同時動作，帶動兩套單模組貼裝頭5運動到供料器2-5的上方，單模組貼裝頭5動作，各微型模塊化貼裝頭依次完成取料。 隨后，Y軸機構3及兩組X軸機構4再次運動，帶動兩套單模組貼裝頭5運動到LED燈帶的上方，單模組貼裝頭5動作，各微型模塊化貼裝頭依次將LED燈貼裝在燈帶上。依次重復進行，可以實現(xiàn)LED燈的快速貼裝。顯然，本發(fā)明的上述具體實施方式
僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以容易的做出其它形式上的變化或者替代，而這些改變或者替代也將包含在本發(fā)明確定的保護范圍之內。
權利要求
1.一種用于LED多頭陣列式高速并行貼片機，包括機架(I)、LED燈帶運輸機構(2)、 貼片機構、人機控制界面及電氣保護裝置，上述人機控制界面主要用于參數(shù)設定、程序編寫、貼裝控制及用戶二次開發(fā)擴展接口，所述電氣保證裝置包括光電開關和擋塊、壓力檢測裝置、斷電保護和急停按鈕，其特征在于所述貼片機構包括設置在機架上的2個X軸機構(4)、Y軸機構(3)和單模組貼裝頭(5);上述Y軸機構(3)固定安裝在機架上，2個X軸機構(4)分別滑動安裝在Y軸機構上，上述2個X軸機構上分別設有單模組貼裝頭(5);上述 Y軸機構具有2根縱向滑軌，且每根縱向滑軌上分別設有獨立的驅動電機，上述2個X軸機構上分別設有用來驅動單模組貼裝頭的驅動電機。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種用于LED多頭陣列式高速并行貼片機，其特征在于上述單模組貼裝頭(5)采用微型模塊化貼裝頭陳列，具有吸嘴和氣路接口。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種用于LED多頭陣列式高速并行貼片機，其特征在于上述LED燈帶運輸機構(2)和布置在機架平面的中心位置，LED燈帶運輸機構包括兩組供料器(2-5)、司服電機(2-1)、主動帶輪(2-2)、同步帶(2-3)、運輸平臺(2_4)、大平板(2_6)和從動帶輪(2-7)，上述兩組供料器對稱分布在機架的前后兩側。
4.根據(jù)權利要求I所述的一種用于LED多頭陣列式高速并行貼片機，其特征在于上述Y軸機構(3)包括Y軸司服電機(3-1)、Y軸帶輪(3-3)、第一立柱(3-4)、第二立柱(3_7)、 Y軸同步帶(3-5)、驅動光軸(3-6)和Y軸直線軸承(3-8)，上述Y軸司服電機通過聯(lián)軸器 (3-2)、Y軸帶輪驅動Y軸同步帶運動。
5.根據(jù)權利要求I所述的一種用于LED多頭陣列式高速并行貼片機，其特征在于上述X軸機構(4)包括X軸司服電機(4-1)、第一 Y向移動滑塊(4-2)、X軸同步帶(4-3)、X 軸直線軸承(4-4)、光軸(4-5)、第二 Y向移動滑塊(4-6)和X軸帶輪(4_7)，上述第一、二 Y 向移動滑塊分別安裝在上述Y軸機構的Y軸直線軸承(3-8)上，并且上述第一、二 Y向移動滑塊與Y軸機構的Y軸同步帶(3-5)固定連接。
6.根據(jù)權利要求2所述的一種用于LED多頭陣列式高速并行貼片機，其特征在于上述單模組貼裝頭(5)具有X向移動滑塊(5-1)和貼片頭箱體(5-2)，上述貼片頭箱體上設有吸嘴(5-7)，上述X向移動滑塊滑動安裝在上述X軸機構的X軸直線軸承(4-4)上，且上述 X向移動滑塊滑動與X軸同步帶(4-3)固定連接。
全文摘要
一種用于LED多頭陣列式高速并行貼片機，該貼片機包括機架、LED燈帶運輸機構、貼片機構、供料器、廢料收集器、人機控制界面及電氣保護裝置，其特征在于所述的貼片機采用雙模組并行獨立驅動方式，單模組采用微型模塊化貼裝頭陣列結構。本發(fā)明可配置單模組貼裝頭數(shù)量，自由切換貼裝頭吸嘴型號，實現(xiàn)一次行程多次貼裝，同時適應不同LED產(chǎn)品需要；還可靈活操控模組的運行方式，雙模組配合動作，使得貼裝速度成倍增加，貼裝效率顯著提高。整個貼片機具有結構合理、傳動便捷、機械體積小、集成靈活、通用性強、成本經(jīng)濟，為LED貼裝提供了一個新的解決途徑。
文檔編號H05K3/30GK102595803SQ20121006024
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月8日 優(yōu)先權日2012年3月8日
發(fā)明者馮寶林, 葉曉東, 姜濤, 張麗華, 張勇杰, 畢世書, 駱敏舟 申請人:中國科學院合肥物質科學研究院, 常州先進制造技術研究所