吸嘴z軸運(yùn)動(dòng)的控制與貼裝力

　　早期貼片機(jī)在貼裝時(shí)不測(cè)量電路板的實(shí)際高度，假定電路板都是平的，而元件的厚度數(shù)據(jù)都是一致的，在此基礎(chǔ)上，計(jì)算貼裝時(shí)z軸的高度，控制吸嘴Z軸運(yùn)動(dòng)。這種控制方式對(duì)當(dāng)時(shí)貼裝密度不高，當(dāng)電路板較厚、元器件較大時(shí)效果是令人滿意的。但是，隨著貼裝密度不斷提高，細(xì)小元件的大量采用，特別是0603和0402元件的貼裝，這種方式很難正確計(jì)算z軸高度，通常會(huì)引起壓入不足或壓入過(guò)分等故障。

　　如何使快速移動(dòng)的吸嘴能夠準(zhǔn)確判斷電路板高度的變化和元器件厚度的差異而使元件恰到好處地壓入焊膏？現(xiàn)代貼片機(jī)中采用多種方式解決這個(gè)問(wèn)題。

　　（1）z軸運(yùn)動(dòng)伺月艮驅(qū)動(dòng)控制的改進(jìn)

　　早期的貼片機(jī)采用氣動(dòng)方式控制吸嘴的Z軸運(yùn)動(dòng)，由于氣動(dòng)控制的有限，難以精密控制吸嘴移動(dòng)?，F(xiàn)代貼片機(jī)普遍采用可以控制誤差的伺服控制線性電動(dòng)機(jī)，再加上高速電磁閥的應(yīng)用，為z軸運(yùn)動(dòng)精密控制提供了基礎(chǔ)。

　　（2）Z軸高度的閉環(huán)控制

　　在貼片頭上安裝高度傳感器，隨時(shí)測(cè)量電路板的高度，就能夠?qū)崿F(xiàn)Z軸高度的閉環(huán)調(diào)節(jié)，用這個(gè)辦法，可以把貼裝高度地控制到微米數(shù)量級(jí)。但是，這種方式并不能有效地調(diào)節(jié)拾取高度的問(wèn)題，可以說(shuō)它只是解決了問(wèn)題的一半。

　?。?）電流監(jiān)測(cè)控制

　　在吸嘴Z軸運(yùn)動(dòng)控制設(shè)計(jì)中，監(jiān)視貼裝頭Z軸電動(dòng)機(jī)的工作電流，貼裝頭與元件接觸時(shí)會(huì)使電動(dòng)機(jī)的工作電流增大。這個(gè)方法優(yōu)點(diǎn)是同時(shí)解決了拾取和貼放的控制。但這個(gè)方法對(duì)監(jiān)測(cè)和控制電路和機(jī)構(gòu)要求非?？量?，它不僅要求運(yùn)動(dòng)有一定的沖擊力，并且要求電流監(jiān)測(cè)裝置具備極高的靈敏度，同時(shí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)具備極快響應(yīng)速度，這樣，系統(tǒng)才能檢測(cè)出拾取時(shí)貼裝頭與元件接觸，以及貼放時(shí)元件和焊膏接觸時(shí)電流的變化而使吸嘴及時(shí)停住。

　?。?）貼裝力感測(cè)控制

　　這是一種理想而更有效的方法，它的基本思路是在貼裝頭上進(jìn)行貼裝力感測(cè)，例如，使用一個(gè)應(yīng)變計(jì)，為拾取和貼裝操作提供相應(yīng)的Z軸高度計(jì)算值。應(yīng)變計(jì)可以根據(jù)吸嘴的沖擊力提供相應(yīng)的連續(xù)變化的數(shù)據(jù)輸出，從而實(shí)時(shí)控制吸嘴的Z軸位置，吸嘴在拾放不同高度元件時(shí)，自動(dòng)調(diào)整放置壓力，不會(huì)因元件高度誤差或編程出錯(cuò)，而對(duì)元件造成損壞。這樣方式的優(yōu)點(diǎn)是可以提高高度控制的靈敏度和適應(yīng)性。當(dāng)然，在旋轉(zhuǎn)式貼裝頭上給每個(gè)吸嘴安裝應(yīng)變計(jì)的成本也相當(dāng)可觀。

　　以上技術(shù)都可以實(shí)現(xiàn)貼裝力的控制，并且在不同的貼片機(jī)中得到應(yīng)用。沒(méi)有一種技術(shù)占據(jù)優(yōu)勢(shì)，能夠在市場(chǎng)上經(jīng)歷實(shí)際生產(chǎn)考驗(yàn)的產(chǎn)品都具有技術(shù)特色。從理論上說(shuō)，貼裝力感測(cè)控制方式是理想的模式，但相應(yīng)的技術(shù)難度和要求也會(huì)隨之增加。