SMT头的组成及作用

SMT头的组成及作用

从机器人概念来看，SMT贴装头是一个智能机械手，通过程序控制，自动校正位置，按需拾取零件，准确放置在预设焊盘上，完成3D往复运动，是最复杂的 贴片机的关键部分 贴片头由吸嘴、视觉校准系统、传感器等组成

贴片头有两种类型：单头和多头。 多头贴片头分为固定式和旋转式。 早期单头贴片机的吸盘吸嘴吸住元件后，采用机械对中机构实现元件对中，并向供料器发出信号，使下一个元件进入吸盘位置。 但是这种管道的安装速度很慢，通常需要1s才能放置贴片元件。 为了提高补丁速度，人们采用了增加补丁头数量的方法，即使用多个补丁头来提高补丁速度。 多头贴片机从单头增加到3头到6头，不再使用机械对准，改进为多种形式的光学对准。 工作时拾取元器件，对齐后依次放置在PCB上。 在董事会指定职位。 目前这类机器的贴装速度已经达到每小时30000个零件的水平，而且这类机器的价格也比较低，可以组合使用。 您也可以使用旋转多头结构。 目前，这种方法的修复速度已经达到每小时45000到50000件。

(1)吸嘴。 贴装头的末端是一个由真空泵控制的贴装工具，即吸嘴。 不同形状和大小的零件通常用不同的喷嘴拾取和放置。 真空产生后，吸嘴的负压将 SMD 元件从进料系统（散料仓、管状料斗、盘带或托盘包装）吸走。 吸油嘴吸油膜时必须达到一定的真空度。 只有这样才能判断所挑出的零件是否正常。 当零件侧立或因零件“气缸”无法吸出时，贴片机会发出警报信号。 拾取吸嘴拾取元件并将其放置在PCB上时，通常使用两种方法进行放置。 一种是根据元件的高度，即预先输入元件的厚度。 当贴装头下降到这个高度时，真空被释放，元件被放置在焊盘上。 这种方法由于元器件或PCB的个体差异，可能会出现早贴或晚贴的情况，严重时会造成元器件位移或飞片缺陷。 另一种更先进的方法是根据元件和PCB接触的瞬态响应，在压力传感器的作用下实现软着陆。 这种放置非常容易，不容易造成位移和飞页缺陷。

吸嘴是直接接触元件的元件。 为了适应不同零件的贴装，很多贴片机还是配备了更换吸嘴的装置，吸油嘴和吸油管之间也有弹性补偿缓冲机构，保证贴片机在贴片过程中的保护。 

喷嘴在高速运动过程中与元器件接触，磨损严重。 这种喷嘴的信息和结构越来越受到人们的关注。 早期采用合金材料，后来采用碳纤维耐磨塑料材料。 更先进的喷嘴使用陶瓷材料和金刚石使其更耐用。

随着元器件的小型化和与周围元器件间隙的减小，吸嘴的结构也相应做了调整，在吸嘴上开孔，保证0603等小零件在吸取时保持平衡。 取放不影响周围元器件安装

(2)视觉标定系统。 随着电子产品对小、轻、薄和高可靠性的要求越来越高，表面贴装的可靠性只能通过精密贴装小间距元器件来保证。 为准确安装细间距元器件，一般应考虑以下因素：

1、PCB定位错误。 通常，PCB 电路图案并不总是与机械位于 PCB 上的加工孔和 PCB 边缘相对应，这将导致安装错误。 此外，PCB上的电路图形变形，PCB变形翘曲等缺陷都会导致安装错误。

2.零件对齐错误。 元器件本身的中心线并不总是对应所有导线的中心线。 另外，当贴装系统采用机械对中爪对元器件进行对中时，可能无法保证元器件所有导线的中心线都对齐。 另外，在包装容器内，或对中爪夹持对中时，元器件引线可能出现弯曲、扭曲、重叠等缺陷，即引线失去共面性。 这些问题将导致贴装错误并降低贴装可靠性。 当元件引线偏离焊盘不超过引线宽度的25%时，表面贴装成功。 引线间距窄时，允许偏差小。

3、机器本身的运动误差影响贴装精度的机械因素包括：贴装头或PCB定位台的X-Y轴运动精度、零件对中机构精度和贴装精度视觉系统已成为高精度贴装机的重要组成部分

机器视觉系统由视觉硬件和视觉软件两部分组成。 摄像头是视觉系统的图像传感部件，通常采用固态摄像头。 固态相机的主要部件是集成电路。 在集成电路芯片上制作由许多小型精密光敏元件组成的CCD阵列。 每个光敏检测元件输出的电信号与观察目标上相应位置发出的光的强度成正比，电信号记录为该点的灰度值。 点坐标确定图像中点的位置。 各点产生的模拟电信号，通过模/数转换，转换成0~255之间的数值，再传输给计算机。 相机采集的大量信息由微型计算机进行处理，处理结果显示在监视器上。 摄像头通过通讯电缆与微处理器、微处理器、执行器和显示器相连。

影响视觉系统精度的主要因素是相机元件的数量和光学放大倍率。 相机点数越多，精度越高； 图像的光学放大倍数越大，精度越高。 因为图像的光学放大倍率越大，给定区域对应的图像元素越多，精度越高。 但是放大时，就比较难找到对应的图形了。 这种精度降低了贴装系统的贴装率。 因此，必须根据实际需要确定合适的相机光学放大倍率。