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X. Y与ZO的传动定位(伺服)系统

发布时间:2014/5/2 18:45:04 访问次数:1014

   随着SMC/SMD封装尺寸越来越小,T511UYOWA/530-A3对贴装机贴装精度要求也越来越高。贴装头的X,与Z/O轴传动定位系统是决定贴装机贴片精度的关键机构。

   1.X、Y,传动机构

   X、y传动机构主要有滚珠丝杠(直线导轨)和同步齿行带(直线导轨)两大类。

   滚珠丝杠(直线导轨)的典型结构是贴装头固定在滚珠螺母基座和对应的直线导轨上方的基座上,电动机工作时,带动螺母在X方向往复运动,有导向的直线导轨轴承,保证运动方向平行,X轴在两条平行滚珠丝杠(直线导轨)上在y方向移动,从而实现贴装头在,方向正交平行移动。机械丝杠传动又分为单丝杠(单驱动)和双丝杠(双驱动)丙种方式,双驱动系统的传输精度高于单驱动系统。

    2.X、Y,定位控制系统(伺服系统)

   X.y的定位精度是由X.】,伺服系统来保证的。滚珠丝杠和同步齿行带是由交流伺服电动机驱动,并在位移传感器及控制系统指挥下实现精确定位的,因此位移传感器的精度直接影响,定位精度。目前,贴装机上使用的位移传感器有圆光栅编码器、磁栅尺和光栅尺。

   (1)圆光栅编码器

   图4-18 (a)是圆光栅编码器工作原理示意图。圆光栅编码器的位移控制系统结构简单,抗干扰性强,测量精度取决于编码器中光栅盘上的光栅数及滚珠丝杠导轨的精度。贴装精度一般在0.1~0.03mm。

          

   (2)磁栅尺

   图4-18 (b)是磁栅尺与光栅尺系统工作原理示意图。磁栅尺由磁栅尺和磁头检测电路组成,通常磁栅尺直接安装,导轨上,利用电磁特性和录磁原理对位移进行测量。磁栅尺的优点是制造简单,安装方便,稳定性高,量程范围大,测量精度在1~5ym。通常高精度自动贴装机采用此装置。贴装精度在0.02mm左右。

   (3)光栅尺

   光栅尺类似磁栅尺系统,由光栅尺、光栅读数头与检测电路组成。光栅尺是在透明玻璃或金属镜面E真空沉积镀膜,利用光刻技术制作互相平行、等距离、密集的条纹(100~300条/mm)而成的。光栅读数头由指示光栅、光源、透镜及光敏器件组成,指示光栅有相同密度的条纹。光栅尺是根据物理学的莫尔条纹形成原理进行位移测量的,测量精度高,一般在0.1~1Um。光栅尺通常应用在高精度贴装机中,其定位精度比磁栅尺还要高1~2个数量级。

   3.Z轴定位系统

   贴片时,Z轴方向是由贴装头的吸嘴在上下运动过程中定位的。

   在动臂式拱架型贴装头系统中,采用圆光栅编码器的AC/DC伺服电动机(滚珠丝杆)或采用磁栅尺与光栅尺系统的同步带机构。采用滚珠丝杆控制时,电动机安装在吸嘴上方;采用同步带控制时,电动机可安装在侧部,通过齿轮转换机构实现吸嘴在Z方向的控制。

   转塔型贴装头系统中,吸嘴在Z万向依靠特殊设计的圆筒凸轮控制系统作曲线运动,实现吸嘴上下运动,贴片时在PCB装载台自动调节高度的配合下,完成贴片动作。   

   4.秒旋转角度传动定位系统

   秒旋转角度是通过吸嘴的Z轴旋转定位的。早期贴装机吸嘴的旋转控制是采用汽缸和挡块来实现的,现在已直接将微型脉冲电动机安装在贴装头内部,以实现臼方向高精度的控制。动臂式拱架型贴装头臼旋转精度一般可达到0.01。,转塔型贴装头可达到0.02。。


   随着SMC/SMD封装尺寸越来越小,T511UYOWA/530-A3对贴装机贴装精度要求也越来越高。贴装头的X,与Z/O轴传动定位系统是决定贴装机贴片精度的关键机构。

   1.X、Y,传动机构

   X、y传动机构主要有滚珠丝杠(直线导轨)和同步齿行带(直线导轨)两大类。

   滚珠丝杠(直线导轨)的典型结构是贴装头固定在滚珠螺母基座和对应的直线导轨上方的基座上,电动机工作时,带动螺母在X方向往复运动,有导向的直线导轨轴承,保证运动方向平行,X轴在两条平行滚珠丝杠(直线导轨)上在y方向移动,从而实现贴装头在,方向正交平行移动。机械丝杠传动又分为单丝杠(单驱动)和双丝杠(双驱动)丙种方式,双驱动系统的传输精度高于单驱动系统。

    2.X、Y,定位控制系统(伺服系统)

   X.y的定位精度是由X.】,伺服系统来保证的。滚珠丝杠和同步齿行带是由交流伺服电动机驱动,并在位移传感器及控制系统指挥下实现精确定位的,因此位移传感器的精度直接影响,定位精度。目前,贴装机上使用的位移传感器有圆光栅编码器、磁栅尺和光栅尺。

   (1)圆光栅编码器

   图4-18 (a)是圆光栅编码器工作原理示意图。圆光栅编码器的位移控制系统结构简单,抗干扰性强,测量精度取决于编码器中光栅盘上的光栅数及滚珠丝杠导轨的精度。贴装精度一般在0.1~0.03mm。

          

   (2)磁栅尺

   图4-18 (b)是磁栅尺与光栅尺系统工作原理示意图。磁栅尺由磁栅尺和磁头检测电路组成,通常磁栅尺直接安装,导轨上,利用电磁特性和录磁原理对位移进行测量。磁栅尺的优点是制造简单,安装方便,稳定性高,量程范围大,测量精度在1~5ym。通常高精度自动贴装机采用此装置。贴装精度在0.02mm左右。

   (3)光栅尺

   光栅尺类似磁栅尺系统,由光栅尺、光栅读数头与检测电路组成。光栅尺是在透明玻璃或金属镜面E真空沉积镀膜,利用光刻技术制作互相平行、等距离、密集的条纹(100~300条/mm)而成的。光栅读数头由指示光栅、光源、透镜及光敏器件组成,指示光栅有相同密度的条纹。光栅尺是根据物理学的莫尔条纹形成原理进行位移测量的,测量精度高,一般在0.1~1Um。光栅尺通常应用在高精度贴装机中,其定位精度比磁栅尺还要高1~2个数量级。

   3.Z轴定位系统

   贴片时,Z轴方向是由贴装头的吸嘴在上下运动过程中定位的。

   在动臂式拱架型贴装头系统中,采用圆光栅编码器的AC/DC伺服电动机(滚珠丝杆)或采用磁栅尺与光栅尺系统的同步带机构。采用滚珠丝杆控制时,电动机安装在吸嘴上方;采用同步带控制时,电动机可安装在侧部,通过齿轮转换机构实现吸嘴在Z方向的控制。

   转塔型贴装头系统中,吸嘴在Z万向依靠特殊设计的圆筒凸轮控制系统作曲线运动,实现吸嘴上下运动,贴片时在PCB装载台自动调节高度的配合下,完成贴片动作。   

   4.秒旋转角度传动定位系统

   秒旋转角度是通过吸嘴的Z轴旋转定位的。早期贴装机吸嘴的旋转控制是采用汽缸和挡块来实现的,现在已直接将微型脉冲电动机安装在贴装头内部,以实现臼方向高精度的控制。动臂式拱架型贴装头臼旋转精度一般可达到0.01。,转塔型贴装头可达到0.02。。


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