[发明专利]以气动方式确定元件相对于元件拾取装置的高度位置

说明书

技术领域

本发明为一项贴片技术领域的发明。具体来说，本发明涉及确定元件相对于元件拾取装置高度位置的一种工序和一种系统，以及一种用具有一个吸气道的元件拾取装置拾取元件的工序。此外，本发明还涉及一种控制装置和电脑程序，该控制装置和电脑程序可用于完成上述确定元件相对于元件拾取装置高度位置以及/或者通过具有一个吸气道的元件拾取装置拾取元件的工序。

背景技术

在表面贴装技术（SMT）的范畴之内，贴装头从元件拾取处拾取待进行表面贴装的元件，并将其放置在元件基板上预先确定的位置上。

在本文件中，“元件基板”这一概念可理解各种可进行贴装的基板，尤其是电路，而且此种电路板基板可为硬性及软性电路板。

在本文件中，“元件”这一概念可理解为任何可置于元件基板上进行贴装的元件，尤其是指具有两极或多极的表面贴装技术元件（SMT元件）或者是高集成的平整元件，后者如球栅阵列、裸芯片组件或倒装芯片等。此外，“元件”还可理解为接线插脚、插头、轴套等机械元器件以及发光二极管、光敏二极管等光电元件。最后，“元件”还可包括超高频射识别芯片（RFID-Chips）等，此种芯片可用于所谓的发射机应答器。

由于电子组件不断微型化以及电子产品市场上的价格压力，现代化贴片机的在贴装精度及速度方面也面临愈来愈高的要求。贴装速度提高导致的后果在于，较小的元件在被元件运送装置接入以及/或者在放置在元件基板时将承受过高的机械压力，因此元件和承载着元件的底板可能遭受损坏或至少是发生变形。而元件在高速贴装过程中受到的机械压力主要是基于这样一个事实，即即便是非常柔和地进行工作的贴装头在放置元件时也会对元件施加约1牛顿大小的静止压力。而对于边缘长度在0.5毫米范围之内的微小元件而言，即使是1牛顿的压力也足以使元件以及/或者元件底板遭受机械损害。降低放置元件的速度当然能够减小拾取或放置元件时所产生的机械压力，但这将不利于提高贴装速度，因而也有悖于前文所述的对现代化的贴片机贴装效率的高要求。不难理解，这里所说的高“贴装效率”是指在一定的时间单位内能够尽可能贴装更多数量的元件。

此外，就一次无瑕疵的贴装作业而言，所有参与贴装的部件之间的相对高度位置都必须得以确认。尤其是，为完全正确地拾取元件，就必须能够确认元件传送装置（通常又被称作进料马达）相对于相应贴装头的高度位置。与此同时，我们都知道，特别是当元件传送装置与贴装头对接之后，元件传送装置相对于贴装头的高度位置、以及在元件拾取处待拾取的元件的吸附表面相对于贴装头的高度位置必须得以确认，而在确认了上述（相对）高度位置的基础上，才可能对由贴装头和与贴装头对接上的元件传送装置所构成的系统进行测定。

在目前已有的贴装工序中，贴装头的元件拾取装置的高度位置可由贴片机的控制器精确识别，同时，该元件拾取装置在一个微小但不容忽视的能够产生放置作用的力的推动下，由上方向下被推送至由元件传送装置传送而来的待安装的元件上。这时，通过一个传感器可以确定元件拾取装置完成（力推动下的）元件拾取作业时的精确高度位置。一般来说，元件拾取装置会（可移动地）安装在贴装头上，而根据贴装头种类的不同，所采用的确定元件拾取装置高度位置的传感器也不同，即可能是一个负责元件拾取装置垂直方向移动的z轴驱动器的电流传感器，或者是一个所谓计量系统的计数器等。但是，由于所谓的“z轴”——即z轴传动器再加一个传导装置——所产生的自身摩擦往往会导致错误的测量结果，因此高度位置测定的结果也不够准确。

发明内容

本发明的任务在于，对由元件传送装置准备就绪的待安装的元件的相对高度位置更好地进行确认，并着重于提高测定精确度。

本发明的任务将由独立权利要求中所述对象完成。本发明具有优势的一些实现形式则在非独立的权利要求中进行描述。

根据本发明的第一个方面，本文件将阐明一种确认元件拾取装置在拾取元件时相对于元件的适宜高度位置的工序。所阐述的工序将包括（a）对处于元件上方的元件拾取装置的第一高度进行定位，并在元件拾取装置的吸气道内设置低压；（b）令元件拾取装置向元件移动；（c）在移动元件拾取装置的过程中测量气动强度（pneumatische Gr??e），这一气动强度对吸气道中的气流具有指示作用；（d）识别气动强度的变化，这种变化可体现出吸气道中的气流所受到的阻碍；（e）确定气动强度发生变化时元件拾取装置的第二相对高度。