用於自動插裝機上插裝在基片上的器件的位置識別方法
2023-06-22 21:47:51
專利名稱：用於自動插裝機上插裝在基片上的器件的位置識別方法
技術領域：
本發明涉及用於自動插裝機上插裝在基片上的器件的位置識別方法。
將SMD器件(SMD=表面封裝器件)自動插裝在基片(例如印刷電路板或者陶瓷基片)上時，將單個器件藉助於插裝頭從輸送裝置中取出和然後在基片預先規定的位置上定位。
在DE4121404中已知一種方法，其中在插裝過程之後在自動插裝機之外進行檢查，是否所有器件已經全部定位在預先規定的位置上。此外在那裡建議，隨後進行位置修正或者補充插裝。因為沒有給自動插裝機安裝位置識別，必須將被插裝的基片送到單獨的裝置面前，這在製造過程中太費時間。
部分地在自動插裝機插裝之後在自動插裝機之外的單獨的機器上用視覺檢查器件的位置。在DE3618590中已知，將器件也定位已經插裝在基片上的器件的上邊，於是位於下邊的器件用視覺檢查不再可能達到，這樣例如必須使用昂貴的X射線檢查儀。
在US5,003,692中已知一種方法，在其中，通過特殊結構的吸管，安裝在其後面的具有圖象處理單元的攝像機，在安裝器件之前拍攝基片的圖象，以及在安裝器件之後拍攝具有被安裝器件的基片的圖象。用此方法在安裝之後檢查每個器件的位置。為此必要的吸管結構當然是很複雜的，和費時間地拍攝每個被插裝器件的位置一般來說是不要求的。
在插裝過程結束之後，常常通過否定的電功能檢查發現器件位置有誤差。在這種情況下通常不再考慮排除誤差和基片不再可以使用。
因此本發明的任務是提出一種在基片上的器件位置識別的簡單方法，從而及早地檢查器件的實際位置。
此任務是通過具有權利要求1特徵的開始敘述類型的方法解決的。
通過將實際位置與預先規定位置直接在自動插裝機上在插裝過程之後進行比較，不再需要視覺檢查的單獨機器。因此不會中斷插裝過程，和例如也不需要單獨機器的和自動插裝機的單獨程序。通過預先規定選擇準備檢查的器件，相對於檢查每個器件可以達到節省時間的目的。
附加的優點在於，已經可以及早地識別有誤差的位置，和因此將有誤差的基片剔除，不再進行其他昂貴的插裝過程或者其他過程(焊接)。
當及早識別有誤差的位置時必要時也還可以進行-例如手動-位置修正或者重做有誤差的插裝過程。
按照權利要求2有益的結構將具有後置圖象處理單元的攝像機用作為傳感器。這樣的傳感器以及圖象分析方法的技術是成熟的和已知的和允許用簡單方法進行位置識別。
按照權利要求3將本方法優異地使用在多個器件重疊插裝。在這裡關於器件例如也可理解為散熱板，在自動插裝機上將散熱板插裝在電子器件的上邊。為了節省地方將比較大的器件部分地也插裝在已經插裝的比較小的器件的上邊。通過按照本發明的方法可以將位於下邊的器件位置在插裝位於其上的器件之前確定，因此取消了昂貴的X射線檢查。
用有益的方法按照權利要求4可以將傳感器與插裝頭一同移動，因此每個被插裝在基片上的器件可以來到傳感器的視場。因此避免了傳感器附加的複雜結構。
按照權利要求5的本方法優異的結構中，將傳感器也使用於確定基片在自動插裝機上的位置，因此對於這兩個過程低成本地只需要一個傳感器。
按照權利要求6為了節省時間將基片在自動插裝機上的位置在器件插裝過程之前只確定一次。
按照權利要求7將本方法優異地使用在自動插裝機位置精度最佳化上。用已知的最佳化算法可以從器件到器件改善自動插裝機的位置精度。
藉助於在附圖上表示的實施例詳細敘述本發明。
附圖表示附
圖1自動插裝機的側視簡圖，附圖2用一個器件插裝的基片的剖面簡圖和附圖3用兩個重疊插裝的器件的基片的剖面簡圖。
藉助於在附圖1上表示的自動插裝機1，藉助於支架裝置5(例如吸管)，將器件15從沒有表示的輸送單元中取出和在基片2上預先規定位置上定位。此時藉助於傳送裝置3將基片2在自動插裝機上傳送。支架裝置5是固定在自動插裝機1的插裝頭4上的固定裝置6上面的，該插裝頭-被控制裝置7監控-與基片4平行地在x-y-方向移動。因此可以到達基片2的所有位置。例如由光學檢測器11，光學成像裝置12和沒有表示的例如可以安裝在控制裝置中的圖象處理單元組成的傳感器10在其視場13中獲取至少部分插裝的器件15。如果將傳感器10固定在插裝頭4上，其視場13可以達到在自動插裝機的基片2的每個點。這樣的傳感器10例如也可以使用在自動插裝機1上基片2的位置確定上。然後在插裝過程期間將被確定的基片2位置已經使用在器件15在基片2上的準確定位上。
藉助於這個傳感器10求出被插裝器件15的位置。對於檢查器件是否真正位於預先規定的位置和是否不是根本不存在，簡單的高度傳感器也適用於作為傳感器10，例如商業通用的三角測量傳感器。
將什麼樣的器件15應該單獨檢測其位置，已經在插裝過程進行之前與預先規定的位置一同存儲在控制裝置7中。圖象處理單元將預先規定的位置與實際位置進行比較和將結果繼續如下使用。當正結果時插裝過程繼續，當負的比較結果時輸出一個誤差信號。於是誤差信號例如可以導致將有誤差的被插裝的基片及早地識別和從連續的過程中剔除。這樣就省去了費用昂貴的其它的處理步驟。
如附圖2和附圖3截面簡圖表示的，將本方法特別優異地用於在已經插裝的器件15上面插裝一個其他的器件(例如比較大的器件或者一個散熱板)。通過在自動插裝機1上的位置識別有可能在其他的器件16插裝之前進行下面的器件15的位置識別，否則通常這只能用費用昂貴的方法例如X射線方法才有可能。
在自動插裝機1上被插裝器件15的位置識別也可以用於插裝期間提高自動插裝機1的位置精度。如果控制裝置7確定了例如在器件15預先規定位置和實際位置之間有規則的偏差，則用原本已知的方法將插裝過程進行匹配直到預先規定的和實際的位置比較好地一致。
通過本方法使得及早地識別被插裝器件15的位置成為可能。
權利要求
1．在自動插裝機(1)上插裝在基片(2)上的器件(15)的位置識別方法，在其中，將器件(15)的預先規定的位置在插裝之前存儲在自動插裝機(1)的控制裝置(7)中，將選定被複查的器件(15)存儲在控制裝置(7)中，藉助於在自動插裝機(1)上的傳感器(10)求出選定器件(15)插裝在基片(2)之後的實際位置，將實際位置與預先規定的位置進行比較和當預先規定位置和實際位置之間的一致處於預先規定範圍之內時，插裝過程繼續進行，和否則輸出一個誤差信號。
2．按照權利要求1的在自動插裝機(1)上插裝在基片(2)上的器件(15)的位置識別方法，其特徵為，作為傳感器(10)使用具有後置圖象處理單元的攝像機。
3．按照權利要求1或2之一的在自動插裝機(1)上插裝在基片(2)上的器件(15)的位置識別方法，其特徵為，將其他的器件(16)插裝在已經被插裝的器件(15)的上面之前進行位置識別。
4．按照權利要求1,2或3之一的在自動插裝機(1)上插裝在基片(2)上的器件(15)的位置識別方法，其特徵為，傳感器(10)是固定在自動插裝機(1)的插裝頭(4)上的和因此與插裝頭(4)一同移動。
5．按照權利要求1至4之一的在自動插裝機(1)上插裝在基片(2)上的器件(15)的位置識別方法，其特徵為，將傳感器(10)也可以使用在確定基片(2)在自動插裝機(1)上的位置。
6．按照權利要求1至5之一的在自動插裝機(1)上插裝在基片(2)上的器件(15)的位置識別方法，其特徵為，在插裝之前將基片(2)在自動插裝機上的位置只確定一次。
7．使用按照權利要求1至6之一方法藉助於相繼的插裝過程的位置識別的結果以改善自動插裝機插裝過程的位置精度。
全文摘要
插裝在基片(2)上的器件(15)的位置識別,目前是在自動插裝機(1)的外部用視覺進行。這是麻煩的和將多個器件(15,16)重疊插裝時,位於下面的器件(15)是不能識別的。按照本發明的方法中,藉助於位於自動插裝機(1)上的一個傳感器(10),在真正的插裝過程之後短時間求出被插裝的器件(15)在自動插裝機上的位置。因此可以及早地識別誤差,和因此涉及位置精度可以將自動插裝機(1)容易地進行調整。優異地使用具有後置圖象處理單元的攝像機作為傳感器(10)。
文檔編號H05K13/04GK1320363SQ99811444
公開日2001年10月31日 申請日期1999年9月2日 優先權日1998年9月28日
發明者W·薩羅蒙, J·普裡特曼, H·H·格拉斯米勒 申請人:西門子生產及後勤系統股份公司