校正贴装装置及校正贴装系统

技术领域

本申请涉及校正与贴装技术领域，具体涉及一种校正贴装装置及校正贴装系统。

背景技术

目前市场上的电子组件的组装主要是通过贴装头吸取校正产品(如：片状电容、片状二极管、片状半导体、芯片等片状电子元件)到贴装位进行贴装，随着对电子组件的装配精度要求越来越高，对贴装头的吸取与校正精度要求也越来越高。

因此，如何设计一种能够提高电子组件的生产效率及组装精度的校正贴装装置及校正贴装系统成为亟需解决的技术问题。

发明内容

本申请提供了一种能够提高电子组件的生产效率及组装精度的校正贴装装置及校正贴装系统。

一方面，本申请提供了一种校正贴装装置，包括：

旋转吸嘴模块，所述旋转吸嘴模块包括从动件、透光盖板、透光吸嘴及驱动件；所述从动件具有中空腔及沿径向方向连通所述中空腔的至少一个连接孔，所述透光盖板密封于所述从动件的中空腔的第一端开口，所述透光吸嘴的吸附孔连通所述中空腔，所述透光吸嘴的一端密封于所述从动件的中空腔的第二端开口，所述透光吸嘴的另一端用于吸附所述电子元件，所述驱动件连接所述从动件并通过所述从动件带动所述透光吸嘴旋转；

导气模块，所述导气模块包括导气件，所述导气件套设于所述从动件的外围；所述导气件具有沿径向设置的导气孔，所述从动件在所述驱动件的作用下相对于所述导气件旋转，所述导气孔在所述从动件旋转的过程中与所述连接孔保持连通；所述导气模块用于提供负压，以使所述中空腔及所述吸附孔形成负压腔室；及

视觉模块，所述视觉模块包括视觉相机，所述视觉相机朝向所述透光盖板，所述视觉相机用于通过所述透光盖板、所述中空腔及所述透光吸嘴采集所述电子元件的图像。

在一种可能的实施方式中，所述导气件与所述从动件形成密封空间，所述密封空间连通所述导气孔与所述连接孔。

进一步的，所述导气件的内径大于所述从动件的外径，以使所述导气件的内壁面与所述从动件的外壁面间隔设置，且所述导气模块还包括第一密封圈及第二密封圈，所述第一密封圈与所述第二密封圈设于所述导气孔沿所述导气件轴向方向的相对两端，所述导气件的内壁面、所述从动件的外壁面、所述第一密封圈及所述第二密封圈之间密封形成的空间为密封空间。

在一种可能的实施方式中，所述导气模块还包括抽气组件及导气管，所述导气管的一端与所述导气孔连通，所述导气管的另一端与所述抽气组件连通，所述抽气组件用于使所述中空腔及所述吸附孔形成负压以吸附所述电子元件。

在一种可能的实施方式中，所述校正贴装置还包括固定板，所述视觉模块及所述驱动件皆设于所述固定板上；所述旋转吸嘴模块还包括第一轴承座、第二轴承座、第一轴承及第二轴承，所述第一轴承座和所述第二轴承座沿所述从动件的轴向方向排列并固定于所述固定板，所述第一轴承设于所述第一轴承座上，并套设于所述从动件的外围，所述第二轴承设于所述第二轴承座上，并套设于所述从动件的外围，所述从动件在所述驱动件的驱动下相对于所述第一轴承座和所述第二轴承座旋转。

进一步的，所述旋转吸嘴模块还包括主动件及传动件，所述主动件与所述驱动件的输出轴连接，所述传动件连接所述主动件与所述从动件，所述传动件用于将所述主动件的动力传递到所述从动件，以使所述从动件带动所述透光吸嘴旋转。

更进一步的，所述传动件为同步带，所述主动件与所述从动件皆为同步带轮，所述主动件与所述从动件之间的传动方式为同步带轮与同步带传动。

在一种可能的实施方式中，所述透光吸嘴包括一体成型的连接部与吸附部，所述连接部与所述吸附部皆呈透明状，所述吸附孔沿所述从动件的轴向方向贯穿所述连接部与所述吸附部，所述连接部与所述从动件的中空腔的第二端开口密封连接，所述吸附部设于所述连接部远离所述透光盖板的一侧，所述吸附部远离所述连接部的一端用于吸附所述电子元件。

第二方面，本申请还提供了一种校正贴装系统，用于实现对电子元件的吸附、校正及贴装，所述校正贴装系统包括所述的校正贴装装置；所述校正贴装系统还包括位移轨道，所述位移轨道包括两两相互垂直的第一滑轨、第二滑轨及第三滑轨，所述校正装置与所述第一滑轨、所述第二滑轨及所述第三滑轨皆滑动连接。

在一种可能的实施方式中，所述校正贴装系统还包括吸附于吸附部远离连接部的一端的所述电子元件，所述电子元件在所述透光吸嘴的轴向方向的正投影位于所述连接部所在的区域内，所述吸附部在所述透光吸嘴的轴向方向的正投影位于所述电子元件所在区域内。

通过设计旋转吸嘴模块的从动件相对于导气模块的导气件转动，且在转动的过程中保持旋转模块的从动件与导气模块的导气件导通，以使旋转吸嘴模块在360度旋转的同时还能够有效地吸附电子元件，进而使得校正贴装装置能够吸附并带着电子组件360度旋转，以增加电子组件贴装角度调节范围，及提高电子组件的组装精度及生产效率。此外，由于旋转吸嘴模块的从动件与导气模块的导气件之间的运动相互独立，以使导气模块的导气件不会在旋转吸嘴模块的从动件的转动过程中干扰旋转吸嘴模块的从动件的转动，提高校正贴装装置的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本申请实施例提供的一种校正贴装系统的结构示意图；

图2是图1提供的一种校正贴装装置的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的校正贴装装置吸附电子元件的结构示意图；

图4是图3提供的从动件的剖面图；

图5是图3提供的透光吸嘴的剖面图；

图6是图3提供的透光吸嘴吸附电子元件的剖面图；

图7是本申请实施例提供的导气模块与从动件装配的剖面图；

图8是图6提供的一种导气模块的剖面图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1，图1是本申请实施例提供的一种校正贴装系统的结构示意图。

请参阅图1，本申请提供的一种校正贴装系统400用于对电子元件200进行吸附、识别、校正及贴装，使电子元件200精准、迅速地贴装于电子组件的贴装位上，进而实现电子组件的组装。可选的，电子元件200包括但不限于片状电容、片状二极管、片状半导体、芯片、摄像头等可以通过负压吸附的片状电子元件200。

请参阅图1，校正贴装系统400包括校正贴装装置100、位移轨道300及电子元件200，校正贴装装置100吸附电子元件200，并对电子元件200的外轮廓及上表面特征进行识别，进而校正电子元件200，以使电子元件200的外轮廓及上表面特征对应电子组件的贴装位。电子元件200的上表面为电子元件200与校正贴装装置100接触吸附的面，后文不再赘述。校正贴装装置100与位移轨道300滑动连接，以实现校正贴装装置100对电子元件200的搬运，以使电子元件200正对电子组件的贴装位。

请参阅图1，校正贴装装置100与位移轨道300滑动连接，实现对电子元件200的搬运。位移轨道300包括两两相互垂直的第一滑轨310、第二滑轨320及第三滑轨330，第一滑轨310对应X轴方向布置，第二滑轨320对应Y轴方向布置，第三滑轨330对应Z轴方向布置，校正贴装装置100与第一滑轨310、第二滑轨320及第三滑轨330皆滑动连接，以使校正贴装装置100在X/Y/Z轴形成的三维空间内实现对电子元件200的搬运。通过校正贴装系统400实现对电子元件200的吸附、识别、校正及搬运贴装一体化，以使电子元件200的组装效率更高。

请参阅图2及图3，图2是图1提供的一种校正贴装装置的结构示意图，图3是本申请实施例提供的校正贴装装置吸附电子元件的结构示意图。

请参阅图2及图3，校正贴装装置100用于吸附、识别及校正电子元件200。校正贴装装置100包括旋转吸嘴模块10、导气模块20及视觉模块30，旋转吸嘴模块10与导气模块20用于实现对电子元件200进行吸附，视觉模块30用于实现对电子元件200的外轮廓及上表面特征进行拍照识别，旋转吸嘴模块10用于实现对电子元件200进行旋转校正。

请参阅图4及图5，图4是图3提供的从动件的剖面图，图5是图3提供的透光吸嘴的剖面图。

请参阅图2及图3，旋转吸嘴模块10用于实现对透光吸嘴14的旋转，进而实现对透光吸嘴14吸附的电子元件200的校正。

请参阅图2、图3及图4，旋转吸嘴模块10包括驱动件11、从动件12、透光盖板13及透光吸嘴14。从动件12具有沿从动件12轴向贯穿的中空腔15及沿从动件12径向连通中空腔15的至少一个连接孔16。

请参阅图3、图4及图5，从动件12包括一体成型的第一连接部151、第二连接部152及第三连接部153，透光盖板13与第一连接部151密封连接，透光吸嘴14与第三连接部153密封固定连接。透光吸嘴14具有沿透光吸嘴14的轴向方向贯穿的吸附孔143，吸附孔143与从动件12的中空腔15连通，以使吸附孔143与负压连通，实现透光吸嘴14对电子元件200的吸附。

请参阅图6及图7，图6是图3提供的矫正贴装装置吸附电子元件的剖面图，图7是本申请实施例提供的导气模块与从动件装配的剖面图。

请参阅图2、图4、图6及图7，旋转吸嘴模块10还包括第一密封垫25及第二密封垫26，透光盖板13呈透明状，透光盖板13通过第一密封垫25密封于第一连接部151远离第三连接部153的一端。透光吸嘴14的一端通过第二密封垫26密封于第三连接部153远离第一连接部151的一端，且透光吸嘴14的吸附孔143连通中空腔15，透光吸嘴14的另一端用于吸附电子元件200。

驱动件11连接从动件12并通过从动件12带动透光吸嘴14旋转，从动件12的中空腔15的内壁面固定连接透光吸嘴14，以使透光吸嘴14在驱动件11的作用下与从动件12同步旋转，进而实现对电子元件200进行旋转校正。

通过透光盖板13及透光吸嘴14密封从动件12的中空腔15以形成负压腔室，且从动件12的中空腔15与透光吸嘴14的吸附孔143连通，实现透光吸嘴14对电子元件200的吸附。通过从动件12与透光吸嘴14密封固定连接，实现从动件12在驱动件11的作用下带动透光吸嘴14旋转，进而校正电子元件200的位置。视觉模块30通过透光盖板13、从动件12的中空腔15及透光吸嘴14实现对电子元件200的拍照识别。以使本申请提供的校正贴装装置100的结构简单、布局合理、拆装方便，而且校正贴装装置100集吸附、识别、校正为一体，提高电子元件200的贴装效率、贴装精度及贴装质量。

本申请实施例的从动件12沿径向具有均匀排布的四个连接孔16，可选的，连接孔16的数量包括但不限于一个、两个、三个等。

请参阅图8，图8是图6提供的一种导气模块的剖面图。

请参阅图7，导气模块20包括导气件21，导气件21沿导气件21的径向方向具有导气孔22。

请参阅图4、图6及图7，导气件21套设于从动件12的第三连接部153的外围，从动件12在驱动件11的作用下相对导气件21旋转，换言之，导气件21固定时，从动件12相对导气件21实现360度旋转，进而带动透光吸嘴14与电子元件200实现360度旋转。导气模块20用于提供负压，导气孔22在从动件12旋转的过程中始终与连接孔16保持连通，以使中空腔15及吸附孔143形成负压腔室，通过形成负压腔室，以实现透光吸嘴14远离从动件12的一端吸附电子元件200。

请参阅图2、图3及图6，视觉模块30用于采集透光吸嘴14吸附的电子元件200的外轮廓及上表面的图像特征，进而进行识别。视觉模块30包括视觉相机31，视觉相机31朝向透光盖板13，视觉相机31通过透光盖板13、中空腔15及透光吸嘴14实现对电子元件200外轮廓及上表面特征的识别。通过视觉模块30对电子元件200的外轮廓及上表面特征进行识别，将识别的电子元件200的外轮廓及上表面特征的图像视觉数据与电子组件安装位的数据对比，进而确定校正位置与校正角度。

通过导气模块20的导气件21与旋转吸嘴模块10的从动件12间隙配合以及密封设置，使得从动件12在旋转过程中，导气模块20保持稳定，不随从动件12的旋转而旋转，实现从动件12带动透光吸嘴14做360度旋转，不受导气件21及连接于导气件21上其他组件的影响，使得校正贴装装置100的校正范围扩大。通过视觉模块30对电子元件200的轮廓进行识别，配合旋转吸嘴模块10旋转校正，实现吸附、识别及校正同步，使得校正贴装装置100的校正更加准确，生产效率更高，组装电子组件的质量更好。从动件12不仅作为旋转件，还作为负压腔室的一部分，更是视觉模块30拍摄光路的组成部分，使得校正贴装装置100的结构简单、空间布局紧凑、装配方便。

请参阅图6，导气件21与从动件12形成密封空间27，密封空间27连通导气件21的导气孔22与从动件12的连接孔16。通过导气件21的内壁面与从动件12的外壁面形成密封空间27，以使从动件12在旋转时，导气21保持相对固定的状态，使得从动件12能实现360度旋转，进而带动透光吸嘴14及电子元件200做旋转运动，实现对电子元件200的360度旋转校正。

请参阅图6，导气件21的内径大于从动件12的外径，使得导气件21的内壁面与从动件12的内壁面间隔设置。导气模块20还包括第一密封圈23及第二密封圈24，第一密封圈23与第二密封圈24设于导气件21的内壁面与从动件12的外壁面之间。第一密封圈23与第二密封圈24分别设于导气孔22沿导气件21轴向的相对两端设置，且第一密封圈23与第二密封圈24位于连接孔16沿从动件12轴向的相对两端。导气件21的内壁面、从动件12的外壁面。第一密封圈23及第二密封圈24之间密封形成的空间为密封空间27。导气孔22、密封空间27、连接孔16、中空腔15及吸附孔143依次连通，在导气孔22处形成负压，以使吸附孔143形成负压，实现对电子元件200的吸附。

通过第一密封圈23及第二密封圈24密封于导气件21的内壁面与从动件12的外壁面之间，且第一密封圈23与第二密封圈24密封于导气孔22与连接孔16沿从动件12轴向的相对两端，以使负压吸附过程中不会产生漏气的现象，进而保证透光吸嘴14对电子元件200的吸附稳定性。

请参阅图2、图6及图8，导气模块20还包括抽气组件28及导气管29，抽气组件28用于形成负压。导气管29的一端与导气孔22连通，导气管29的另一端与抽气组件28连通，抽气组件28形成的负压通过导气管29、导气孔22、密封空间27及连接孔16，使中空腔15及吸附孔143形成负压以吸附电子元件200。

请参阅图2及图3，校正贴装装置100还包括固定板40，视觉模块30及驱动件11皆固定于固定板40的同一侧，视觉模块30的视觉相机31通过第一贴装板33固定于固定板40的一侧，驱动件11通过第二贴装板19固定于固定板40设有视觉相机31的一侧。

视觉模块30与旋转吸嘴模块10沿从动件12的轴向方向排列，驱动件11与从动件12沿从动件12的径向方向排列，减小驱动件11对透光吸嘴14的吸附电子元件200的影响，使得校正贴装装置100结构布局合理。

请参阅图2、图3、图4及图6，旋转吸嘴模块10还包括第一轴承座121、第二轴承座122、第一轴承123及第二轴承124，第一轴承座121和第二轴承座122沿从动件12的轴向方向排列并固定于固定板40固定视觉模块30的一侧。第一轴承123设于第一轴承座121上，并套设于从动件12的第一连接部151的外围。第一轴承座121远离第二轴承座122的一端设有轴承挡圈125，轴承挡圈125限制第一轴承123沿从动件12的轴向方向移动，轴承挡圈125沿轴承挡圈125的径向方向具有通孔，轴承挡圈125的内径大于透光盖板13的直径，透光盖板13设于轴承挡圈125远离视觉模块30的一侧，透光盖板13通过第一密封垫25密封于从动件12的中空腔15靠近视觉模块30的一端。第二轴承124设于第二轴承座122上，并套设于从动件12的第三连接部153的外围。

通过第一轴承座121、第二轴承座122固定于固定板40上，且第一轴承123与第二轴承124分别设于第一轴承座121及第二轴承座122上，在第一轴承123与第二轴承124分别套设从动件12的第一连接部151及第三连接部153上，使得从动件12在驱动件11的作用下相对于第一轴承座121和第二轴承座122旋转，实现对吸嘴14吸附的电子元件200的校正。

进一步的，请参阅图3及图6，视觉模块30还包括光源镜头32，光源镜头32用于提供足够的光照亮度以使视觉相机31对电子元件200的拍摄识别更加清楚，光源镜头32固定于视觉相机31朝向透光盖板13的一端。视觉相机31的中轴线、光源镜头32的中轴线、轴承挡圈125的通孔的中轴线、从动件12的中空腔15的中轴线及透光吸嘴14的中轴线皆位于同一直线上，以使视觉相机31拍摄光路呈直线，进而使得视觉模块30对透光吸嘴14吸附的电子元件200的识别更准确。

请参阅图2及图3，旋转吸嘴模块10还包括主动件17及传动件18，主动件17与驱动件11的输出轴连接，驱动件11的输出轴带动主动件17做旋转运动。主动件17与传动件18平行排布，换言之，主动件17的旋转平面与从动件12的旋转平面位于同一平面。传动件18连接于主动件17与从动件12之间，主动件17通过传动件18带动从动件12做旋转运动，透光吸嘴14与从动件12固定密封连接，使得从动件12带动透光吸嘴14做旋转运动，以使驱动件11驱动透光吸嘴14做旋转运动，实现驱动件11驱动透光吸嘴14对吸附的电子元件200进行校正。

请参阅图2及图6，传动件18为同步带，主动件17与从动件12皆为同步带轮，主动件17与从动件12之间的传动方式为同步带轮与同步带传动。通过同步带轮与同步带传动，使得主动件17与从动件12之间的传动精度更高，进而使得旋转吸嘴模块10对电子元件200的校正精度更高。

可选的，传动件18包括但不限于齿轮齿条、链条、皮带等传动结构。

进一步的，请参阅图2及图3，旋转吸嘴模块10还包括同步带张紧调节螺栓，同步带张紧调节螺栓用于调节传动件18的松紧程度，以使主动件17与从动件12之间的传动同步性更高，传动精度更高，进而提高对吸附的电子元件200的校正精度。

在另一种实施方式中，主动件17与从动件12直接连接，连接方式包括但不限于齿轮连接等其他连接方式，主动件17直接带动从动件12做旋转运动，进而带动透光吸嘴14做旋转运动，实现对透光吸嘴14吸附的电子元件200进行旋转校正。通过主动件17直接连接从动件12，使得传动结构更加简单，装配更方便。

请参阅图5及图6，透光吸嘴14包括一体成型的连接部141及吸附部142，连接部141与吸附部142皆呈透明状，吸附孔143沿从动件12的轴向方向贯穿连接部141与吸附部142，连接部141通过第二密封垫26与从动件12的中空腔15远离透光盖板13的一端的开口固定密封连接，吸附部142设于连接部141远离透光盖板13的一侧，吸附部142至少部分伸出从动件12的中空腔15，吸附部142远离连接部141的一端用于吸附电子元件200。通过将透光吸嘴14的连接部141与吸附部142皆设置成透明状，减小视觉模块30对电子元件200拍照的影响，使得视觉模块30对电子元件200的外轮廓及上表面特征识别更精准。

请参阅图5及图6，电子元件200在透光吸嘴14的轴向方向的正投影位于连接部141所在的区域内，吸附部142在透光吸嘴14的轴向方向的正投影位于电子元件200所在的区域内。以保证电子元件200正常被透光吸嘴14吸附，同时也保证电子元件200的外轮廓及上表面特征能被完全识别，保证电子元件200贴装于电子组件的贴装位的贴装精确度。

进一步的，请参阅图1、图2及图3，校正贴装装置100还包括工控机50，工控机50连接视觉模块30与旋转吸嘴模块10，工控机50用于接收视觉模块30对吸附的电子元件200的图像视觉数据，通过与预设电子组件的贴装位的数据进行对比，进而对旋转吸嘴模块10的驱动件11的旋转方向与旋转角度进行控制，实现对透光吸嘴14吸附的电子元件200的位置进行校正，以使电子元件200与电子组件的贴装位对应，通过校正贴装系统400的位移滑轨300对电子元件200进行搬运与贴装，减少人工操作的装配流程，提高电子元件200的贴装效率与贴装精度。

请参阅图1～图8，下面对校正贴装装置100与校正贴装系统400对电子元件200的吸附过程、识别过程、校正过程及贴装过程进行详细说明。

校正贴装装置100对电子元件200的吸附过程：

使抽气组件28工作提供负压，负压通过导气管29、导气件21的导气孔22、密封空间27、从动件12的连接孔16、从动件12的中空腔15连接到透光吸嘴14的吸附孔143。由于电子元件200的靠近透光吸嘴14的一侧为负压，电子元件200背离透光吸嘴14的一侧为正常气压，使得电子元件200靠近透光吸嘴14的一侧吸附与透光吸嘴14的吸附部142远离连接部141的一端，完成后校正贴装装置100对电子元件200的吸附过程。

校正贴装装置100对电子元件200的识别过程：

使视觉模块30的视觉相机31正常工作，视觉相机31经光源镜头32、轴承挡圈125的通孔、透光盖板13、从动件12的中空腔15及透光吸嘴14实现对吸附于透光吸嘴14的吸附部142上的电子元件200的外轮廓及上表面特征进行拍照识别，并将电子元件200外轮廓及上表面特征的图像视觉数据收集于视觉模块30内，完成校正贴装装置100对电子元件200的识别过程。

校正贴装装置100对电子元件200的校正过程：

使工控机50正常工作，工控机50预先存储电子组件上贴装被吸附电子元件200的贴装位的数据，工控机50接收视觉模块30中吸附时的电子元件200的外轮廓及上表面特征的图像视觉数据，通过将吸附时电子元件200的外轮廓及上表面特征的图像视觉数据与预先存储的电子组件贴装位的数据进行对比，进而控制旋转吸嘴模块10的驱动件11的旋转位置与旋转角度，通过驱动件11带动从动件12以及固定于从动件12的透光吸嘴14旋转，使得吸附于透光吸嘴14上的电子元件200进行旋转，电子元件200的旋转位置与旋转角度由工控机50控制，以实现电子元件200的外轮廓及上表面特征的位置与电子组件的贴装位对应，完成校正贴装装置100对电子元件200的校正过程。

校正贴装系统400对电子元件200的贴装过程：

校正贴装装置100与位移轨道300的第一滑轨310、第二滑轨320及第三滑轨330皆滑动连接，在校正贴装装置100完成对电子元件200的吸附、识别、校正过程后，校正贴装装置100仍然保持对校正后的电子元件200的吸附状态，通过校正贴装装置100在第一滑轨310、第二滑轨320及第三滑轨330上滑动，将电子元件200搬运至电子组件贴装该电子元件200的贴装位对应的位置实现电子元件200与电子组件的贴装，完成校正贴装系统400对电子元件200的贴装过程。

通过本申请提供的校正贴装装置100及校正贴装系统400实现对电子元件200的吸附过程、识别过程、校正过程及贴装过程，使得电子元件200与电子组件的贴装效率、贴装精度及贴装质量提高。本申请提供的校正贴装装置100及校正贴装系统400能实现360度旋转校正，且不受导气管29的影响，校正角度和校正范围增大。本申请提供的校正贴装装置100的结构简单、空间布局合理、拆装方便。

以上是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。