吸嘴z轴运动的控制与贴装力

早期贴片机在贴装时不测量电路板的实际高度，假定电路板都是平的，而元件的厚度数据都是一致的，在此基础上，计算贴装时z轴的高度，控制吸嘴Z轴运动。这种控制方式对当时贴装密度不高，当电路板较厚、元器件较大时效果是令人满意的。但是，随着贴装密度不断提高，细小元件的大量采用，特别是0603和0402元件的贴装，这种方式很难正确计算z轴高度，通常会引起压入不足或压入过分等故障。

如何使快速移动的吸嘴能够准确判断电路板高度的变化和元器件厚度的差异而使元件恰到好处地压入焊膏？现代贴片机中采用多种方式解决这个问题。

（1）z轴运动伺月艮驱动控制的改进

早期的贴片机采用气动方式控制吸嘴的Z轴运动，由于气动控制的精度有限，难以精密控制吸嘴移动。现代贴片机普遍采用可以精确控制误差的伺服控制线性电动机，再加上高速电磁阀的应用，为z轴运动精密控制提供了基础。

（2）Z轴高度的闭环控制

在贴片头上安装高度传感器，随时测量电路板的高度，就能够实现Z轴高度的闭环调节，用这个办法，可以把贴装高度精确地控制到微米数量级。但是，这种方式并不能有效地调节拾取高度的问题，可以说它只是解决了问题的一半。

（3）电流监测控制

在吸嘴Z轴运动控制设计中，监视贴装头Z轴电动机的工作电流，贴装头与元件接触时会使电动机的工作电流增大。这个方法优点是同时解决了拾取和贴放的控制。但这个方法对监测和控制电路和机构要求非常苛刻，它不仅要求运动有一定的冲击力，并且要求电流监测装置具备极高的灵敏度，同时执行机构具备极快响应速度，这样，系统才能检测出拾取时贴装头与元件接触，以及贴放时元件和焊膏接触时电流的变化而使吸嘴及时停住。

（4）贴装力感测控制

这是一种理想而更有效的方法，它的基本思路是在贴装头上进行贴装力感测，例如，使用一个应变计，为拾取和贴装操作提供相应的Z轴高度计算值。应变计可以根据吸嘴的冲击力提供相应的连续变化的数据输出，从而实时控制吸嘴的Z轴位置，吸嘴在拾放不同高度元件时，自动调整放置压力，不会因元件高度误差或编程出错，而对元件造成损坏。这样方式的最大优点是可以提高高度控制的灵敏度和适应性。当然，在旋转式贴装头上给每个吸嘴安装应变计的成本也相当可观。

以上技术都可以实现贴装力的控制，并且在不同的贴片机中得到应用。没有一种技术占据绝对优势，能够在市场上经历实际生产考验的产品都具有技术特色。从理论上说，贴装力感测控制方式是理想的模式，但相应的技术难度和要求也会随之增加。