SONY系列贴片机的结构

SONY系列贴片机  索尼贴片机

SONY贴片机的结构可分为:机架，基板（PCB或载有PCB的载具）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系统。现将上述各种结构的特征及原理简介如下

1.1  机架SONY系列贴片机的结构

SONY系列贴片机的结构

 SONY系列贴片机的结构机架是机器的基础，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。目前的贴片机有各种形式的机架，大致可分为两类：整体铸造式和钢板烧焊式。SONY贴片机多采用整体铸造式机架，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。

1.2  传送机构与支撑台
      传送机构的作用是将需要贴片的基板送到预定位置,贴片完成后再将基板送至下道工序。
    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L，M，UL三段，并在M区传送部位设有基板夹紧机构，每区均装有红外传感器，它能识别基板的进入、送出及记录基板的数量。
     在贴片机工作中，基板的进入、贴片、送出始终在导轨上，当基板送到导轨上并前进到M区时，基板会有一个减速动作并撞到停止感应器，基板停止运行，与此同时， M区上的压紧机构将基板压紧，停止器下降。

     在基板的下方，有一块支撑台板，台板上有阵列式圆孔,当PCB进入B区后，可根据基板结构需要在台板上安装适当数量的支撑杆（支撑pin），随着台面的上移，支撑杆将基板支撑在水平位，这样当贴片头工作时就不会将基板下压而影响贴片精度。
1.3 X，Y与Z/θ伺服定位系统
1.XY伺服定位系统功能
      X，Y定位系统是贴片机的关键机构。它的功能是支撑贴片头，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。

2.XY伺服定位系统结构
       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。 

3.Y轴方向运行的同步性
    由于支撑着贴片机头的X轴是安装在两根Y轴导轨上,为了保证运行的同步性,贴片机X轴运行采用完全同步控制的伺服电机驱动系统。   

4.RT/RN轴旋转定位
      贴片机直接将脉冲马达安装在贴片头上，以同步带带动砖塔绕RT轴转动，实现吸嘴位置的转换。砖塔又带动吸嘴的RN轴转动实现θ方向高精度的控制。

 1.4 光学系统
     贴片机中的光学系统，在工作过程中首先是对基板上的PCB的位置确认。当基板输送至贴片位置上时，安装在贴片机头部的相机，首先对基板上PCB上所设定的定位标志（mark点）进行识别，实现对基板上PCB位置的确认。相机对定位标志确认后，将信息反馈给计算机，计算机计算出贴片原点位置误差（△X、△Y），同时反馈给运动控制系统，以实现对PCB的识别过程。

在对PCB位置确认后，接着是对元器件的确认，包括：

1）元件的外形是否与程序里元件信息一致（尺寸、形状）

2）判别元件中心。 

1.5

SONY系列贴片机的结构

贴片头
    贴片头是贴片机关键部件,它拾取元件后能在校正系统的控制下自动校正位置,并将元器件准确地贴放到指定的位置。

1.几种贴片机的贴片头类型

1）高速机（SONY-sig200mk3/g200）

高速机（SONY-sig200mk3/g200）的贴片头为转塔式，共有两个贴片头，每个贴片头可以手动安装12个吸嘴，不能自动更换、安装。砖塔的转动速度很高，能够实现快速吸取贴装元件。

2）多功能机（SONY-sig200）

多功能机（SONY-sig200）的贴片头为水平旋转式，共有两个贴片头，每个贴片头能安装8个吸嘴，共有六个吸嘴交换站（弹匣），每个交换站可以容纳八个吸嘴，可以按照已设定好的参数自动更换吸嘴，水平旋转式的结构相对于转塔式的结构而言，运动和贴装速度要慢一些。

3）泛用机（SONY-f209）

泛用机（SONY-f209）只有一个贴片头，且只能装有一个吸嘴，有一个可容纳六个吸嘴的吸嘴交换站（弹匣），对应不同的元件会按照已设定好的参数自动更换不同的吸嘴。

2.吸嘴

吸嘴安装在贴片头上的吸嘴头上，由反光板和吸嘴主体组成，在贴片机工作过程中起着很重要的作用，要根据不同的元件选用不同的吸嘴。可自动更换吸嘴的贴片机都有一个类似于加工中心刀库的装置叫做吸嘴交换站（弹匣），需要使用或更换的吸嘴就安放在弹匣内。

1）吸嘴的型号选用

吸嘴的型号是比较好选取的，它由贴片机种类代码、照明类型代码、吸嘴**外径、吸嘴内径、材料编号组成，选用时要按照所吸取元件的信息进行选择。例如AF06042：高速机，反射灯照明，外径0.6mm，内径0.4mm，使用编号为2的特殊材料制造（材料编号若为0则为不使用特殊材料）。 

吸嘴的型号代码如下表1.1

2）吸嘴的真空系统

吸嘴的真空系统由吸嘴头、真空切换阀、shaft杆、内外轴弹簧及真空发生器组成。

真空切换阀是由阀体、虑棉、橡胶垫片、两个阀门和阀门连杆组成。两个阀门为连动关系只能有一个开启，工作时AV推杆推动阀门进行真空切换，上部阀门（真空阀）下压无真空进行抛弃或贴片动作，下部阀门（通气阀）下压则有真空进行吸嘴进行吸料动作。吸嘴在吸片时，必须达到一定的真空度方能判别拾起元件是否正常，当元件站立立或因元件“卡带”未能被吸起时，贴片机将会发出报警信号。

shaft杆是吸嘴上下运动的导杆，具有夹持吸嘴，与真空切换阀配合导通气流的作用。

1.6供料器

供料器（feeder）的作用是将元件按照一定规律和顺序提供给贴片头以便准确方便地吸取，它在贴片机中占有教多的数量和位置，它也是选择贴片机和安排贴片工艺的重要组成部分。

1.物料编带
      物料的带状包装在生产中占有教大比例。常见的有电阻、各种电容、电感以及各种脚零件、异型零件等。带状包装由带盘与编带组成，类似于就是电影放映机的电影胶带。
      根据材质不同，分为纸编带和塑料编带，其中纸编带包装与塑料编带的器件，可用同一种带状供料器，而有些情况下有所不同，但不管那种材料的包装带，均有相同的结构。
     纸编带由基带、底带和带盖组成，其中基带是纸，而底带和盖带则是塑料薄膜。基带上布有小圆孔，又称同步孔，是供带状送料器上棘轮传动时的定位孔，两孔之间的距离称为步距（为4mm）。矩形孔是装载元器件的料腔，用来装载不同尺寸的元件。W指带宽，带宽已有标准化尺寸，有8mm,12mm,16mm,24mm和32mm. 

塑料编带由基带、盖带和底带（有些盖带和底带为一体）组成，均为塑料，同步孔及带宽与纸带相同。
2.供料器的种类
    根据驱动同步棘轮的动力来源，带状供料器可分为机械式、电动式。机械式就是棘轮传动结构，它是通过向进给手柄打压驱动同步棘轮前进的，所以称为机械式，SONY-g200aa/g200bb使用的供料器为机械式（图1.9）。而电动式的同步棘轮的运行则是依靠低速直流伺服电机驱动的，如SONY-g200mk3、SONY-f209。

3.机械供料器的运行原理
    编带安装在供料器上，编带轮固定在供料器的轴上，编带通过压带装置进入供料槽内。上带与编带基体通过压带装置分离，固定到收带轮上，编带基体上的同步孔(编带小孔)装入同步棘轮齿上，编带头直至供料器的外端。供料器装入供料站后，贴片头按程序吸取元件并通过“进给滚轮”给手柄一个机械信号，使同步轮转一个角度，使下一个元件送到供料位置上。吸嘴运动到元件位置，取走元件。上层带通过皮带轮机构将上层带收回卷紧，废基带通过废带通道排除到外面，并定时处理。

    工作过程：进给手柄下压——连杆带动连杆装置后移——料膜揭起——进给手柄复位——棘齿轮转动一定角度带动编带进给——收带轮收料带——吸嘴进行吸料动作

4.供料器型号

机械供料器的型号是按照料带的种类、进给量（pich）和料带宽（W）制定的，共有四个数字和一个字母组成，前两位数字只料带宽，后两位只进给值，字母表示E（塑料带）或P（纸料带）。如0802E就是料带宽8mm，进给量2mm，塑料编带的物料。

5.供料器的安装

由于SMT组装的产品愈来愈复杂，每种电子产品需装贴的元件也愈来愈多，因此要求贴片机能装载更多的供料器，通常以能装载8mm送料器的数量作为贴片机供料器的装载数。供料器一般安装在台车上，高速机和多功能机有两架台车，每架可安装*多50个供料器，泛用机则只有一架*多可安装50个供料器的台车。

1.7传感器

SONY贴片机中装有多种传感器，如压力传感器、负压传感器和位置传感器等。现将各种传感器的功能简介如下
1.压力传感器
    贴片机中，包括各种气缸和真空发生器，均对空气压力有一定的要求，低于设备要求的压力时，机器就不能正常运转，压力传感器始终监视着压力变化，一旦异常，即及时报警，提醒操作者及时处理。
2.负压传感器
    贴片机的吸嘴靠负压吸取元器件，它由负压发生器（真空发生器）和真空传感器组成。负压不够，将吸不住元器件，供料器没有元器件或元件卡在料包中不能被吸起时，吸嘴将吸不到元器件，这些情况出现会影响机器正常工作。而负压传感器始终监视负压变化，出现吸不到或吸不住元器件的情况时，它能及时报警，提醒操作者更换供料器或检查吸嘴负压系统是否堵塞。
3.位置传感器

基板的传输定位，包括基板的计数，贴片头和工作台运动的实时检测，辅助机构的运动等，都对位置有严格要求，这些位置需要通过位置传感器的限定来实现。
4.图象传感器
    贴片机工作状态的实时显示，主要采用CCD图象传感器，它能采集各种所需的图象信号，包括PCB位置、器件尺寸、并经计算机分析处理，使贴片头完成调整与贴片工作。
5.SONY系列贴片机的结构区域传感器
    贴片机在工作时，为了贴片头**运行，通常在贴片头的运动区域内设有传感器，运用光电原理监控运行空间，以防外来物体带来伤害。 SONY系列贴片机的结构