[发明专利]全自动LED及元器件贴插一体机及其运行方法

权利要求书

1.全自动LED及元器件贴插一体机，包括一台贴片机，贴片机的水平贴片区在本一体机中称为水平贴插区，其特征是：还包括打脚机构运动平台、打脚机构和LED吸嘴，其中打脚机构运动平台安装在贴片机的机器基座的中部，且位于水平贴插区的正下方；打脚机构运动平台的运动横轴与贴片机的X-Y轴运动机构的X轴平行，打脚机构运动平台的运动纵轴与贴片机的X-Y轴运动机构的Y轴平行，打脚机构安装在打脚机构运动平台的运动横轴上并且位于贴片机水平贴插区下方，LED吸嘴安装在贴片机的插件头的吸嘴固定簧片上，贴片机控制系统通过IO控制板控制打脚机构运动平台带动打脚机构，打脚机构在LED吸嘴将LED插入PCB板时，对PCB板下方的LED管脚部分进行打脚动作，控制系统还控制贴片机贴装头对元件的贴装工作。

2.一种全自动LED及元器件贴插一体机，其特征是具体包括机器基座、X-Y轴运动机构、打脚机构运动平台、贴插头机构、打脚机构、喂料平台、喂料器、PCB板传送机构和控制系统；X-Y轴运动机构水平安装在机器基座上，贴插头机构安装在X-Y轴运动机构的X轴上，贴插头机构由X-Y轴运动机构的伺服运动电机驱动实现在X-Y水平工作区内运动；打脚机构运动平台水平安装在机器基座的中部，打脚机构安装在打脚机构运动平台的运动横轴上，打脚机构由打脚机构运动平台的伺服运动电机驱动实现在水平贴插区内运动；两个喂料平台分别装于机器基座的前后两侧，所述前后的方向与所述X-Y轴运动机构的X轴平行，在喂料平台上按等间距分布有多条喂料槽，每条喂料槽上用于放置一个喂料器；在水平贴插区和前后两侧的喂料台之间的装有线阵摄像头，线阵摄像头的右侧装有换嘴站，线阵摄像头和换嘴站均安装在机器基座上；PCB板传送机构水平安装在机器基座的中部，位于打脚机构运动平台上方，控制系统通过线路控制X-Y轴运动机构、贴插头机构和喂料平台的工作。

3.根据权利要求2所述的全自动LED及元器件贴插一体机，其特征是打脚机构运动平台包括运动横轴、运动纵轴和垂直电机安装底座，运动横轴、运动纵轴均各自包括安装底座、滚珠丝杆副、直线导轨副、伺服运动电机，运动纵轴的安装底座固定安装在机器基座上，运动横轴的安装底座通过运动纵轴的滚珠丝杆-导轨连接件与运动纵轴的直线导轨副的滑块固定连接，以使得运动纵轴的伺服运动电机可以带动运动横轴运动，垂直电机安装底座通过运动横轴的滚珠丝杆-导轨连接件与运动横轴的直线导轨副的滑块固定连接。

4.根据权利要求2所述的全自动LED及元器件贴插一体机，其特征是打脚机构包括垂直电机、垂直电机底座、联轴器、垂直电机的丝杆及垂直电机的丝杆的滚珠丝杆-导轨连接件、垂直导轨及垂直导轨安装面、连接垂直导轨的滑块、打脚电机及打脚电机底座和打脚头；打脚机构的垂直电机安装在垂直电机底座上，联轴器轴联垂直电机的丝杆，垂直电机的丝杆的滚珠丝杆-导轨连接件分别与打脚电机底座、连接垂直导轨的滑块固定连接，连接垂直导轨的滑块在垂直导轨上滑动，垂直导轨安装在垂直导轨安装面上并且该安装面固定在垂直电机底座上，垂直电机的丝杆的滚珠丝杆-导轨连接件与连接垂直导轨的滑块、垂直导轨一起作用，限定当垂直电机正反转运动时带动打脚电机底座上下运动，打脚机构运动平台带动打脚机构始终跟随PCB板上方的贴插头机构只在水平贴插区内运动，垂直电机用于执行打脚动作时将打脚电机底座顶起，打脚电机旋转带动打脚头旋转使得LED管脚弯曲固定在PCB板上从而完成打脚动作。

5.根据权利要求2所述的全自动LED及元器件贴插一体机，其特征是：贴插头机构包括4个贴装头和4个插件头及多个LED吸嘴和贴片型通用吸嘴，贴装头和插件头间隔装配，其中插件头采用LED吸嘴，LED吸嘴下半部分为圆柱形，底部开有内腔，内腔顶部为半球形，下部为圆柱形，LED吸嘴上部两边开有凹槽用来与插件头吸嘴固定簧片连接以固定吸嘴。

6.根据权利要求2所述的全自动LED及元器件贴插一体机，其特征是控制系统采用DCS集散控制方式，包括PC机主控系统、伺服控制系统、图像采集处理系统、光源控制系统和IO控制板，PC机主控系统通过PCI总线直接控制伺服控制系统、图像采集处理系统，通过一块带4个通讯端口的通讯卡控制IO控制板，其中伺服控制系统控制全自动LED及元器件贴插一体机中的全部伺服运动电机，图像采集处理系统负责采集PCB及所吸取元件的图像进行处理并给出贴插头的位置和角度修正量；IO控制板包括光源IO控制板、喂料平台IO控制板、头板IO控制板，分别对光源控制系统、喂料平台、头板进行控制。

7.权利要求2～6任一项所述的全自动LED及元器件贴插一体机的运行方法，其特征是包括如下步骤：控制系统根据元件的吸取位置偏差和吸取角度偏差自动计算待贴插元件的最终X、Y贴插位置及贴插头旋转角度；之后贴插头机构在X-Y轴运动机构的伺服运动电机驱动下运动到PCB板待贴插位置上方，贴插头机构的垂直方向伺服运动电机带动贴插头机构下降到指定高度，所述垂直方向与X-Y轴运动机构的X轴、Y轴都垂直，贴插头机构在预定位置放下元件，进行贴插；进行贴片元件贴片时，打脚机构运动平台及打脚机构均不动作；进行LED插件动作时，在贴插头机构吸取元件完成并运动到水平贴插区内时，打脚机构运动平台的伺服运动电机驱动打脚机构始终跟随PCB板上方的贴插头在水平贴插区内运动，使打脚机构和当前待插件的插件头同步到达LED待插处，在插件头的LED吸嘴放下元件的同时，同步动作的打脚机构的垂直电机将打脚电机底座顶起，之后打脚电机带动打脚头旋转，使得LED在PCB板下面露出的管脚弯曲从而使其固定在PCB板上，完成LED元件的组装。