【正文】 門子貼片機最早采用光柵尺 AC 伺服電機系統(tǒng)。指示光柵有相同密度的條紋，光柵尺是根據(jù)物理學的莫爾條紋形成原理進行位移測量，測量精度高，一般在 微米。光柵尺是在透明玻璃或金屬鏡面上真空沉積鍍膜，利用光刻技術制作密集條紋（每毫米100300 條紋），條紋平行且距離相等。帖片精度一般在 毫米。 磁柵尺的優(yōu)點是制造簡單，安裝方便，穩(wěn)定性高，量程范圍大，測量精度高達 15微米。磁頭在磁柵尺上移動和讀取磁信號，并轉變成電信號輸入到控制電路，最終控制 AC 伺服電機的運行。 （ 2）磁柵尺 磁 柵尺由磁柵尺和磁頭檢測電路組成，利用電磁特性和錄磁原理對位移進行測量。 貼片機在工作時，將位移量轉換為編碼信號，輸入編碼器中，當電機工作時，編碼器就能記錄絲桿的旋轉度數(shù)，并將信息反饋給比較器，直至符合被測線性位移量，這樣就將旋轉運動轉換成了線性運動，保證貼片頭運行到所需位置上。其中一片光柵固定在轉動部位做指標光柵，另一片則隨轉動軸同步運動并用來記數(shù)，因此，指標光柵與轉動光柵組成一對掃描系統(tǒng)，相當于記數(shù)傳感器。 （ 1）圓光柵編碼器 通常圓光柵編碼器的轉動部位上裝有兩片圓光柵，圓光柵是由玻璃片或透明塑料制成，并在片上鍍有明暗相間的放射狀鉻線，相鄰的明暗間距稱為一個柵節(jié)，整個圓湖南鐵道職業(yè)技術學院學生畢業(yè)設計（論文） 20 周總柵節(jié)數(shù)為編碼器的線脈沖數(shù)。而 XY 定位系統(tǒng)是由 XY 伺服系統(tǒng)來保證，即上述的滾珠絲杠 直線導軌及齒行帶 直線導軌，是由交流伺服電機驅動，并在位移傳感器及控制系統(tǒng)指揮下實現(xiàn)精確定位，因此位移傳感器的精度起著關鍵作用。 由于同步齒行帶載荷能力相對較小，僅適用于支持 貼片頭運動，典型產(chǎn)品是德國西門子貼片機，如 HS50 型貼片機，該系統(tǒng)運行噪聲低，工作環(huán)境好。 2）同步帶 直線軸承驅動 典型的同步齒行帶 直線導軌結構，同步齒行帶由傳動馬達驅動小齒輪，使同步帶在一定范圍內作直線往復運動。 貼片速度的提高，意味著 XY 傳動結構速度的提高，這將會導致 XY 傳動結構因運動過快而發(fā)熱，通常鋼材的線膨脹系數(shù)為 ，鋁的線膨脹系數(shù)為鋼的 倍，而滾珠絲杠 [與馬達連接 ]為主要熱源，其 熱量的變化會影響貼裝精度，故最新研制出的 XY 傳動系統(tǒng)，在導軌內部設有 [氮冷 ]冷卻系統(tǒng)，以保證因熱膨脹帶來的誤差，如果 XY 軸沒有強制冷卻，在軸的附近會有明確的變形。 湖南鐵道職業(yè)技術學院學生畢業(yè)設計（論文） 19 （ 2）結構 X， Y 傳動機構主要有兩大類，一類是滾珠絲杠 直線導軌，另一類是同步齒行帶直線導軌 1）滾珠絲杠 直線導軌 典型的滾珠絲杠 直線導軌的結構，貼片頭固定在滾珠螺母基座和對應的直線導軌上方的基座上，馬達工作時，帶動螺母做 X 方向往復運動，有導向的直線導軌支承，保證運動方向平行， X 軸在兩平行滾珠絲杠 直線導軌上做 Y 方向移動，從而實現(xiàn)了貼片頭在 XY 方向正交平行移動。還有一類貼片機，貼片機的機頭安裝在 X 導軌上，并僅做 X 方向運動，而 PCB承載臺僅做 Y 方向運動，工作時兩者配合完成貼片過程，其特點是 X， Y 導軌均與機座固定，它屬于靜式導軌（ Statil Rail）結構。這類高速機中，其貼片頭僅做旋轉運動，而依靠送料器的水平移動和 PCB 承載平面的運動完成貼片過程。 （ 1）功能 X， Y 定位系統(tǒng)是貼片機的關鍵機構，也是評估貼片機精度的主要指標，它包括 X，Y 傳動結 構和 X， Y 伺服系統(tǒng)。由此可見，不同機型的導軌有不同結構，其做法主要取決于貼片機的整體結構。 （ 2）活動式導軌 在另一類高速貼片機中， B 區(qū)導軌相對于 A、 C 區(qū)是固定不變的， A、 C 區(qū)導軌卻可以上下升降，當 PCB 由印刷機送到導軌 A 區(qū)時， A 區(qū)導軌處于高位并與印刷機相接，當 PCB 運行到 B 區(qū)時， A 區(qū)導軌下沉到與 B 區(qū)導 軌同一水平面， PCB 由 A 區(qū)移到 B 區(qū)，并由 B 區(qū)夾緊定位，當 PCB 貼片完成后送到 C 區(qū)導軌， C 區(qū)導軌由低位（與B 區(qū)同水平）上移到與下道工序的設備軌道同一水平，并將 PCB 由 C 區(qū)送到下道工序。若 PCB 事先沒有預留工藝孔，則可以采用光學辨認系統(tǒng)確認 PCB 的位置，此時可以將定位塊 上的銷釘拆除，當 PCB 到位后，由 PCB 前后限位塊及夾緊機構共同完成 PCB 的定位。 （ 1）整體式導軌 在這種方式貼片機中， PCB 的進入、貼片、送出始終在導軌上，當 PCB 送到導軌上并前進到 B 區(qū)時， PCB 會有一個后退動作并遇到后制限位塊，于是 PCB 停止運行，與此同時， PCB 下方帶有定位銷的頂塊上行，將銷釘頂入 PCB 的工藝孔中，并且 B湖南鐵道職業(yè)技術學院學生畢業(yè)設計（論文） 18 區(qū)上的壓緊機構將 PCB 壓緊。通常皮帶安置在軌道邊緣，皮帶分為 A， B， C 三段，并在 B 區(qū)傳送部位設有 PCB 夾緊機構，在 A， C 區(qū)裝有紅外傳感器，更先進的機器還 帶有條形碼閱讀器，它能識別 PCB 的進入和送出，記錄 PCB的數(shù)量。 傳送機構與支撐臺 傳送機構的作用是將需要貼片的 PCB送到預定位置 ,貼片完成后再將 SMA送至下道工序。 機器采用哪種結構的機架，取決于機器的整體設計和承重。它的整體性比整體鑄造低一點， 但具有加工簡單，成本較低的特點。高檔機多采用此類結構。目前貼片機有各種形式的機架，大致可分為兩類?，F(xiàn)將上述各種結構的特征及原理簡介如下。 貼片機的結構與特性 目前 ，世界上生產(chǎn)貼片機的廠家有幾十家，貼片機的品種達幾百個之多，但無論湖南鐵道職業(yè)技術學院學生畢業(yè)設計（論文） 17 是全自動貼片機還是手動貼片機，無論是高速貼片機還是中低速貼片機，它的總體結構均有類似之處。從某種意義上來說，貼片機技術已經(jīng)成為 SMT 的支柱和深入發(fā)展的重要標志，貼片機是整個 SMT 生產(chǎn) 中最關鍵、最復雜的設備，也是人們初次建立 SMT 生產(chǎn)線時最難選擇的設備。 圖 1220 印刷機圖像采集卡 貼片機 貼片機的發(fā)展 近 30 年來，貼片機已由早期的低速度（ 秒 /片）和低精度（機械對中）發(fā)展到高速（ 秒 /片）和高精度（光學對中，貼片精度 +60um/4δ）。 圖 1218 印刷機 PC內部結構 運動控制卡如圖 1219 所示，它主要作電機的運轉控制，每張板卡都設有編碼，更換時需仔細確認。 RY 基板， JK JK2 基板都插在 MM 基板上，所以接插的牢靠將直接影響基板是否能正常工作。 輸出接口控制單元定義為： IF2A： 外部 I/F 口 IF2B： 外部 I/F 口 CND2： 溶劑泵 CND6： 報警燈 CND9： 真空吸附閥 CND11：刮刀下降 CND12： Z 軸上升下降 CND CND7： 清潔卷紙電機 印刷機電控柜信號處理基板位于電控柜的中上部，如圖 1217 所示，它是整個設備的信號處理部分，由四塊基板和 7塊驅動器構成。 圖 1216 印刷機驅動器板卡 印刷機 IF基板（輸出基板）是一塊輸出信號驅動板。 印刷機電控柜內部電源電路控制著三路電壓的通斷，如圖 1215所示。 圖 1214印刷機電控柜電源 開關電源的輸入電壓為 220V,輸出電壓為三組直流電壓 24V、 5V、 24V。同時，各電氣部品所需的和產(chǎn) 生的數(shù)湖南鐵道職業(yè)技術學院學生畢業(yè)設計（論文） 13 字與模擬信號由電控柜經(jīng)過處理與 PC 進行聯(lián)系。輸入總電源經(jīng)過三相 380V 的變壓器變壓后，變成三相 200V/50HZ 的電壓輸入電控柜。減壓閥 將氣源的壓力減壓并穩(wěn)定到一個定值，以便于調節(jié)閥能夠獲得穩(wěn)定的氣源動力用于調節(jié)控制。通過電磁閥的開閉，實現(xiàn)氣源的進給控制。其次氣源必須經(jīng)過除濕和干燥，保證用氣的潔凈和干燥，以免影響機器的正常運行甚至引起損壞。在印刷機工作中，刮刀驅動，工作臺上托板升降，基板夾緊，網(wǎng)板夾緊等機構都需氣壓驅動。圖 129中的氣缸是一只帶有止檔器的氣缸，當攝像頭照射到基板時，氣缸止檔器下降，擋住基板，完成基板定位。數(shù)據(jù)輸出主要是將數(shù)據(jù)轉換部分計算得到的數(shù)據(jù)輸出，并進行 MARK 點的顯示。視覺系統(tǒng)結構框圖如圖 1210所示，主要由圖像采集、圖像處理、數(shù)據(jù)轉換、數(shù)據(jù)輸出四大部分組成。 圖 128 溶劑泵 印刷機光學視覺系統(tǒng) 印刷機光學視覺系統(tǒng)主要是識別基板 MARK（標記）點和網(wǎng)板 MARK 點，其結構如圖 129 所示。光電傳感器 1檢測清潔紙的送出量 ，光電傳感器 2檢測清潔紙的有無。溶劑的噴灑量，可以通過控制旋鈕進行調整，如噴灑量減少可能是由于密封圈損壞等原因引起。 湖南鐵道職業(yè)技術學院學生畢業(yè)設計（論文） 10 圖 127網(wǎng)板清潔機構 網(wǎng)板清潔主要有干洗和濕洗兩種方式。網(wǎng)板按一定方向沿網(wǎng)板支撐框架放入，左右網(wǎng)板支撐框架各有兩只氣缸，氣缸工作， 網(wǎng)板夾緊。光電傳感器主要作工作臺 x、 y方向運動、轉動的限位控制?；逵∷r， Z 軸驅動工作臺上升，實現(xiàn)焊膏印刷 ，印刷完畢， Z 軸驅動工作臺下降，便于基板沿傳出軌道傳出?；暹厞A在前基準定位方式時是工作臺的外側軌道靜止，通過內側軌道的移動壓緊基板，基板上夾是通過工作臺軌道上的兩側翻夾壓板作用壓緊基板，頂針主要是為防止薄基板變形或拼板的開裂而采用的在基板下方放置了若干根頂針，進而通過頂針頂住基板。 圖 123 印刷工作臺 湖南鐵道職業(yè)技術學院學生畢業(yè)設計（論文） 8 基板在工作臺上定位首先是通過光纖感應 器的檢測感知，其定位方式主要由基板邊夾、上夾以及頂針等形式。刮刀頭在伺服電機的驅動下，沿滾珠絲桿作往復運動，通過氣缸作用施加給刮刀壓力，實現(xiàn)焊膏的印刷。 2．刮刀頭及驅動機構 刮刀及驅動機構如圖 122 所示。為控制基板傳送的順序，傳入、傳出軌道都分別設置了等待傳感器感應，通過氣 缸式基板止檔器控制基板在軌道上的定位。印刷機傳送機構如圖 121 所示。 網(wǎng)板印刷機機械系統(tǒng) 網(wǎng)板印刷機機械系統(tǒng)主要由傳送機構、刮刀機構、工作臺、離網(wǎng)機構、網(wǎng)板夾緊與清潔機構組成。全自動印刷機通常帶有光學對中系統(tǒng)，通過對 PCB 和模板上對中標志的識別，實現(xiàn)模板開口與 PCB 焊盤的自動對中，在配有 PCB 裝夾系統(tǒng)后，能實現(xiàn)全自動 運行。本章只介紹了偉創(chuàng)力 常用的 DEK 機型的 印刷機 以及 西門子機型的貼片機 ，闡述了以上兩種機器的基本結構及工作原理。每章的內容詳略得當，連接緊密，論文中出現(xiàn)的零件器材大部都講述了其作用以便更好的介紹了 設備的結構，使內容連接恰當，增加可讀性。 本論文重點介紹了鋼網(wǎng)印刷機的機械系統(tǒng) 、 光學視覺系統(tǒng) 、 部件氣路系統(tǒng) 、 電器及計算機控制系統(tǒng)，然后陳述了貼片機的發(fā)展及貼片機的結構與特性、貼裝元器件的工藝要求、自動貼裝原理、貼裝操作工藝規(guī)程、貼裝結果分析如何提高貼裝質量。每臺機器的硬件與軟件系統(tǒng)所關的知識點異常復雜，譬如其中的電機就包括了單相電機，三相電機，步進電機，伺服電機等，每種電機都有自己的機械特性與工作特性，因此，制造商根據(jù)需要而采用不同的電機，其軟件包括各種芯片與 PLC 等，以及各 種光學系統(tǒng)，傳感器等。同時在兼顧其他設備對 SMT 質量的影響的條件下，重點分析 SMT 缺陷的形成原因及解決方案。隨著中國電子制造業(yè)的高速發(fā)展，中國的 SMT 技術及產(chǎn)業(yè)也同步迅猛發(fā)展，整體規(guī)模也居世界前列。國際上 SMD 器件產(chǎn)量逐年上升，而傳統(tǒng)器件產(chǎn)量逐年下降，因此隨著進間的推移， SMT 技術已越來越普及。 SMT 技術的出現(xiàn)從根本上改變了傳統(tǒng)的電裝生產(chǎn)形式，成為現(xiàn)代電子裝配技術一個新的里程碑。 SMT 技術經(jīng)過 40 年的發(fā)展 ，已進入完全成熟的階段是當代電路組裝技術的主流，而且正繼續(xù)向縱深發(fā)展。在 PCB 的 B 面組裝的 SMD 中，只有 SOT 或SOIC（ 28）引腳以下時，宜采用此工藝。 SMT 工藝流程 雙面組裝工藝 A：來料檢測 PCB 的 A 面絲印焊膏（點貼片膠） 貼片 烘干（固化） A 面回流焊接 清洗 翻板 PCB 的 B 面絲印焊膏（點貼片膠） 貼片 烘干 回流焊接（最好僅對 B 面清洗 檢測 返修） 此工藝適用于在 PCB 兩面均貼裝有 PLCC 等較大的 SMD 時采用。減少了電磁和射頻干擾易于實現(xiàn)自動化，提高生產(chǎn)效率，降低不良率，（偉創(chuàng)力追求 6sigma 目標）這樣以便降低成本達 30%~50%，節(jié)省材料、能源、設備、人力、時間等。可靠性高、抗振能力強。具體地說，就是首先在印制電路板焊盤上涂布焊錫膏，再將表面貼裝元器件準確地放到涂有焊錫膏的焊盤上，通過加熱印制電路板直至焊錫膏熔化，冷卻后便實現(xiàn)了元器件與電路之間的互聯(lián)。重點說明貼裝設備與質量的關系，缺陷分析及其解決方法。其中工藝對生產(chǎn)質量有著極其重要的作 用。 SMT技術在現(xiàn)代工業(yè)中應用的越來越廣，在現(xiàn)代生產(chǎn)生活中起到了越來越重要的重要，幾乎所有的軍用、民用電器都是使用 SMT 技術生產(chǎn)的。 曲線圖表要求： 所有曲線、圖表、線