一、 贴片机的机械部分

除去机壳的贴片机机械部分的组成如下图所示，它可以看成贴片机的主体，提供贴片机的承载基础和工作平台，包含完成贴片机功能的各种执行机构，如机器支撑系统、PCB传送机构、元件送给机构、贴片头以及与X、Y轴伺服机构等相关的运动部件。

二、机架与机壳

机架对贴片机的重要性，如同建筑物的地基对整体建筑的作用一样。对于贴片机这种高精度设备而言，机架的质量和稳定性对机器的精度至关重要。

机架除了承载整台机器的部件以外，还要承受很大的运动冲击力。这是由于帖片机的主要运动部件是贴片头及其驱动组件，它们的质量都很大，在工作中进行高速往复运动与转动，启动和刹车停止的加速度可达3 g，因而产生很大的冲击作用力。而贴片的精度要求很高，所以贴片机必须有一个非常沉重而且稳定的机架。

1、 机架不同种类

贴片机的结构和材料不同，目前普遍采用以下两种形式。

（1）整体铸造式

整体铸造的机架是各种机床设备的..，因为这种形式的机架不仅整体性好，结构稳定性高，而且整个机架铸造后可以采用适当热处理和时效处理方式，使机架在加工和工作中变形微小，工作时稳固；另一个重要的特点是铸造机架具有一定抗震动能力，因而高档机多采用此类结构。整体铸造式机架如下图所示。

（2）钢结构式机架

钢结构式机架由各种规格的钢型材和钢板焊接而成，具有较高的机械强度，经过热处理以后也有较好的稳定性，但整体性和抗震动性不如铸造式好。由于钢结构焊接式机架灵活性强，容易加工，因而加工周期短，成本较低，在贴片机中应用较多。下图 是钢结构焊接式机架结构实例。

机器采用哪种结构的机架，取决于机器的整体设计和承重，以及对机器稳定性的要求。通常机器在运行过程中应平稳，无震动感。

对贴片机机械稳定性有一种简单的试验方法：用一个金属币立于机器上，稳定性好的机器在运行时不会出现翻倒。

（3）结合部刚度对贴片机模态的影响

贴片机的机械结构主要由基础机架、传送导轨、横梁、X方向和Y方向运动机构、贴片头转动及吸嘴移动机构等组成。机械结构是由许多零部件按一定功能要求结合起来的整体，零部件之间相互结合的部位被称为“结合部”。结合部分为动态与静态两种，动态结合如导轨与滑块结合以及轴和轴承结合；静态结合如螺栓连接和铆接等。无论是何种结合部，其结合部均属于“柔性结合”。当结合部受到外加复杂动载荷作用时，结合面间会产生多自由度、有阻尼的微幅振动（即变化微小的相对位移或转动），从而使结合部有可能表现出既有弹性又有阻尼，既储存能量又消耗能量的“柔性结合”的本质及特性。结合部的这种特性将对机械结构整体的动态性能产生显著影响，表现为使机械结构的整体刚度降低，阻尼增加，从而导致结构固有频率降低，振动形态复杂化。

当贴片机，尤其高速贴片机工作时，不仅有较大加速度的 X、Y、Z 方向移动，而且同时有贴片头旋转，机械结构受力情况非常复杂。研究表明，贴片机结构中结合部的弹性和阻尼往往比结构本身的弹性和阻尼还大，因此研究机械结构整体动力特性，必须考虑结合部及其动力特性的影响。在考虑机械结构对整机工作模态和..度的影响时，必须考虑结合部刚度值的变化影响，从而为贴片机装配和维护调整工艺提供指导作用。下图是贴片机机械结构及力学模型示意图。

据文献资料，对贴片机机械结构采用有限元模型分析，研究得出以下结论：

① 随着结合部刚度的增加，系统模态中单个零件的固有频率与振型基本保持不变；

② 结合部的固频随结合部刚度增加在一定范围内有所增加，当结合部刚度超过一定值时，结合部法向模态与切向部分模态的固频增加，超越了机架零件本身的固有频率。

2.、机壳

贴片机外壳对于贴片机，犹如衣服对于一个人一样，是机器不可缺少的一部分。作为一种典型的光、机、电一体化的产品，贴片机属于高速精密机械类，机械外壳的主要作用是防护功能。同时，外壳的设计能够让人乐于操作这台机器，使“人-机环境”达到美学的效果，这同样也是设计所追求的目标。

（1）外壳结构的主要功能

贴片机是高速运动的精密机器，外壳是它不可缺少的组成部分，其主要作用是：

• 安全保护——将裸机包裹起来，避免人与裸机直接接触，保证人身安全；

• 防尘、防鼠、防电磁干扰；

• 安装操作部件和控制走线，形成风道实现散热功能；

• 形成产品整体形象，美化外观，营造良好的人-机环境。

（2）外壳的组成

贴片机的外壳分成3部分：

• 外壳本体部分——通常机器下部为钢板，上侧采用透明的有机玻璃材料制成；

• 显示监控部分；

• 操作控制部分。

贴片机外观图如下图所示。

（3）操作与维护的人体工程学考虑

任何机器都是为了生产需求而设计。由于任何动作、任何指令都是由人来发出的，也就是由人操作与控制的，因此，在设计中一定要考虑到人的因素，即使用的方便性、安全性和舒适性等。

• 由于操作人员在工时主要是站立姿势，所以操作的范围是否适当是一个相当重要的因素，..位置为距离地面1018～1368mm的范围内。

• 急停按钮、电源开和电源关按钮的安装与放置也应考虑到，当单手随机操作时，按钮之间的..距离为50.8mm。

• 鼠标则置于按钮组的右侧，符合人们通常进行鼠标操作的习惯。

（4）美学考虑、色彩与结构造型设计

① 色彩：一般采用偏冷或中间的单一色彩，例如，玉灰色，与其他设备以及环境整体色彩的协调。

② 肌理：外壳表面一般避免光亮，例如，微粒纹理，体现柔软、舒适、朴实的感觉。

③ 标志与标识：标志类一般具有品牌型号展示和装饰功能，色彩用法各制造厂商都有自己的规定；标识类一般是使用功能，如操作提示、操作注意事项和警示等，通常采用醒目的红色或黄色。

④ 结构造型设计

• 比例与尺度：例如，外壳上、下部分之间的比例符合黄金分割法。

• 均衡与稳定：整体结构左右前后全面考虑，使整机产生视觉上均衡、稳定的效果。

• 统一与变化：一般外壳主要采用直线条，配合转角过渡及曲线等变化，运用统一与变化的美学法则，有利于操作者监控整个生产过程，并且使大设备从视觉上形成轻盈的效果。

（5）可靠性设计

① 整体刚性：贴片机在高速运动状态下会产生很强的震动，外壳要具有足够的刚度和可靠的连接，才能达到防震效果。

② 表面处理：钣金结构的外壳在表面处理材料和工艺不当的情况下很容易生锈，镀锌板表面喷塑和冷轧钢板喷底漆后再喷塑是目前常用的两种表面处理技术。

三、 PCB传送机构

1、作用

PCB传送机构的作用是将待贴片的PCB输入传递到贴片机的指定位置，并将贴完元件的PCB从贴片机输出并传送到表面贴片工艺的下一个设备中去，当进行PCB传入时，该机构要有..的X、Y和Z轴的定位功能，为了完成这个..的定位功能，贴片机专门设置了一套基准点视觉系统用于完成该机构的视觉定位。下图为大多数传送机构的设计。

2、组成

传送机构在轨道上安装有薄而窄的皮带，皮带由安装在轨道边缘的皮带轮带动，皮带轮由安装于轨道内侧的电动机驱动。皮带传送既有从左到右形式，又有从右到左形式，分为前、中、后3 部分，在前后两部分安装有光电传感器，分别感应PCB的输入和传出（Board Andling）；在中部装有PCB支撑夹紧机构（Noard Support），以保证贴片过程中PCB的定位；在传送机构中，还可以根据需要调节宽度（Programmable Width Control，PWC），以适应不同产品的板宽，如下图所示。

在贴片过程中，板支撑能通过支撑PCB使其翘曲、松弛和柔性降到小板支撑在PCB下方，上面有可移动的栅格阵列式支撑定位销机构，可以根据需要在支撑板上的圆孔中放置适量的支撑定位销。当PCB送到导轨上并传送到中部时，会有一个后退动作并遇到限位块而停止运动，同时在PCB下方的板支撑上行并顶住PCB，中部的夹紧机构将PCB夹紧。当贴片完成后，板支撑下降，PCB随之下降，夹紧机构松开，PCB经过下面轨道向下线传送。