元件搭载装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种元件搭载装置，用于使搭载头移动到元件供给机构上方并将元件供给机构中的电子元件安装在电路板上，本发明专利技术还涉及一种元件搭载方法，用于矫正电子元件的安装姿态。该元件搭载装置，用于将元件供给机构中的电子元件安装在电路板上，包括搭载头、吸嘴，其结构特点在于还具有：用于检测所述电子元件横向投影长度的检测机构，其安装在搭载头上，包括图像传感器和投射机构，所述投射机构将检查光经由吸著/握持在吸嘴前端的电子元件投射在图像传感器上；控制机构，其根据检测机构输出的检测值确定电子元件的姿态是否良好及调节角度。本发明专利技术结构简单体积小，成本低，能在不牺牲元件搭载速度的情况下进行行进中矫正。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种元件搭载装置，用于使搭载头移动到元件供给机构上方并将元件供给机构中的电子元件安装在电路板上，本专利技术还涉及一种元件搭载方法，用于矫正电子元件的安装姿态。
技术介绍
电子产品生产柔性化、个性化是未来电子行业的发展趋势，作为印刷电路板生产线的重要一环，元件搭载装置小型化是以上发展的基础。现有常见的元件搭载装置速度快、稳定性好、精度高，但存在体积庞大、结构复杂、价格昂贵等问题，为企业进入能够独立生产的电子行业设置了较高的门槛。元件搭载装置包括搭载头上的吸嘴，搭载头能够相对于基座移动，其设计为将从元件供给机构中的电子元件吸著/握持到吸嘴并将其安装到定位在基座上的电路板上。吸嘴吸著/握持电子元件在水平方向上移动，在安装到电路板上之前在安装于基座上的元件照相机上方通过，在元件照相机对元件进行图像识别之后再将电子元件安装到电路板上。由获得的图像信息，检测元件在吸嘴轴向上的偏差等，利用这些偏差信息计算将电子元件安装到电路板上时使用的位置偏差修正量。元件搭载速度是衡量元件搭载装置性能的重要指标，为了提高元件搭载速度，需要在吸嘴吸著/握持电子元件并将其安装到电路板上的过程中进行电子元件的姿态矫正(行进中矫正)。现有的大型元件搭载装置通过在搭载头上设置摄像头来进行行进中矫正，这种摄像头体积庞大结构复杂，难以做到小型化；现有的小型元件搭载装置无法做到行进中矫正，需要将搭载头移动到预定位置由固定在基座上的元件照相机进行姿态识别，牺牲了元件搭载速度。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种结构简单体积小，成本低，在不牺牲元件搭载速度的情况下进行行进中矫正的元件搭载装置。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案是该元件搭载装置，用于将元件供给机构中的电子元件安装在电路板上，包括搭载头，其可自由地在所述元件供给机构上方与所述电路板上方之间以水平方向移动；吸嘴，其安装在一上下移动轴前端用于吸著/握持所述电子元件，所述上下移动轴以自由上下移动的
方式设置在搭载头上，其结构特点在于还具有：用于检测所述电子元件横向投影长度的检测机构，其安装在搭载头上，包括图像传感器和投射机构，所述投射机构将检查光经由吸著/握持在吸嘴前端的电子元件投射在图像传感器上；控制机构，其根据检测机构输出的检测值确定电子元件的姿态是否良好及调节角度。大型元件搭载机构中由搭载头上另设的摄像头对电子元件整体进行摄像或者摄取元件表面反射光的亮度，从而分析出电子元件中心位置的偏差，并在行进中进行矫正。本专利技术通过安装在搭载头上的图像传感器检测电子元件的横向投影长度，配合吸嘴的旋转从测得的电子元件投影长度中提取出电子元件边长数据与预存标准元件数据进行比较，判断电子元件是否落入/落出吸嘴，将吸著/握持不合格的电子元件舍弃；另一方面配合吸嘴的旋转从测得的电子元件投影长度中测算出电子元件的中心位置及偏差，进而由控制机构在行进中执行矫正。这种结构舍弃了摄像头上的透镜等光学元件，显著有利于元件搭载装置的小型化。作为优选，所述图像传感器排布方式为一维线阵。一维线阵提取的数据少，便于控制机构的运算，结构更加简单，在满足基本技术要求的情况下成本更加低廉，该图像传感器可以是CCD或者CMOS。作为优选，所述检查光为弱衍射效应光或高照度光，由于弱衍射效应光或高照度光的衍射效应比较小，使得电子元件的投影边缘比较锐利，有利于提高投影长度的准确性。作为优选，所述控制机构在将所述电子元件正常保持在所述吸嘴上时，使所述电子元件受检查光的投影落在所述图像传感器的检测范围内，以及根据基准值和输出值来调整电子元件的姿态进行搭载或舍弃，该基准值是所述吸嘴吸著/握持电子元件旋转前所述检测机构根据所述电子元件横向投影长度输出的检测值或正常搭载该电子元件时的理论值，该输出值是吸嘴旋转过程中所述检测机构根据电子元件横向投影长度输出的检测值。作为优选，所述检测机构有节拍地向控制机构输出检测值，减少了数据的采集量，降低了控制机构的功耗。作为优选，在所述投射机构的检查光投射路径上还设置有遮光机构，其至少具有一片中部开口的遮光片，所述开口的大小不大于开口处检查光的光照宽度。该遮光机构能够有效降低检查光路上的漫反射，使得投影边缘更加锐利，有利
于识别电子元件的姿态。作为优选，所述控制机构还具有吸嘴旋转定位单元，用于当吸嘴在预定高度定位并检测时，使该吸嘴在轴心上旋转定位于多个角度，该吸嘴旋转定位单元能够在各角度分别检测所述检测机构的输出值，记录各个旋转角度的定位才能够在后续矫正中作出基于基准位置的调整。本专利技术还包括一种电子元件搭载方法，其保持电子元件并安装到电路板上，所述电子元件搭载方法包括：确定吸嘴中心，首次搭载前，投射机构投射检查光到吸嘴上，并在其对侧的图像传感器上形成第一投影，旋转吸嘴并对第一投影进行采样，叠加采样信息求得吸嘴的中心位置信息；确定电子元件中心及吸著/握持姿态，吸嘴吸著/握持电子元件后上升，直至电子元件仅遮蔽所述图像传感器的检测范围的一部分形成第二投影，定位此时吸嘴的位置为基准位置，吸嘴旋转α，α大于或等于180°，旋转时图像传感器对第二投影按节拍进行采样，比较采样数据，识别出电子元件中心位置信息及姿态信息；搭载矫正，根据吸嘴中心位置信息、电子元件中心位置信息和姿态信息在电子元件被安装到电路板上之前进行矫正判定，进而将电子元件矫正并安装到电路板上或者直接舍弃。通过旋转吸嘴并多次取像的方法，用图像传感器代替摄像头，舍弃了摄像头上的透镜等光学元件，同时还保证了吸嘴中心位置、电子元件中心位置和姿态信息的确定，解决了大型元件搭载装置中行进中矫正单元无法小型化的问题。作为优选，确定电子元件中心及吸著/握持姿态步骤中，该图像传感器仅对第二投影垂直于吸嘴中轴线的一维线状投影的受光量进行采样。作为优选，确定电子元件中心及吸著/握持姿态的采样数据来源于电子元件的顶部投影。顶部的投影特征更加明显，有利于图像传感器识别。本专利技术同现有技术相比具有以下优点及效果：1、由于舍弃了摄像头上的透镜等光学元件，用设置在搭载头上的图像传感器代替，解决了具有行进中矫正功能的元件搭载装置其检测机构的小型化问题，从而使元件搭载装置更加经济紧凑；2、元件搭载装置的小型化大幅降低了进入电子行业的成本，提高了独立专利技术人的创新效率；3、实现了现有小型元件搭载装置不具备的行进中矫正功能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术元件搭载装置的整体结构图图2为本专利技术元件搭载装置的X-Y运动机构示意图图3为本专利技术搭载头的结构示意图图4为本专利技术吸嘴吸附元件时的检查光投射图图5为本专利技术检测机构的结构示意图图6为本专利技术指令传送关系示意图图7为本专利技术控制机构内部模块示意图图8为本专利技术行进中矫正流程图图9为本专利技术横向投影长度波形变化示意图标号说明：元件搭载装置100、电路板传输机构110、电路板保持机构120、元件供给机构130、基座140、电子元件P、元件加载与传输装置20本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子元件搭载装置，用于将元件供给部中的电子元件安装在电路板上，包括搭载头，其可自由地在所述元件供给部上方与所述电路板上方之间移动；吸嘴，其安装在一上下移动轴前端用于吸著/握持所述电子元件，所述上下移动轴以自由上下移动的方式设置在搭载头上，其特征在于还具有：用于检测所述电子元件横向投影长度的检测机构，其安装在搭载头上，包括图像传感器和投射机构，所述投射机构将检查光经由吸著/握持在吸嘴前端的电子元件投射在图像传感器上；控制机构，其根据检测机构输出的检测值确定电子元件的姿态是否良好及调节角度。

【技术特征摘要】
1.一种电子元件搭载装置，用于将元件供给部中的电子元件安装在电路板上，包括搭载头，其可自由地在所述元件供给部上方与所述电路板上方之间移动；吸嘴，其安装在一上下移动轴前端用于吸著/握持所述电子元件，所述上下移动轴以自由上下移动的方式设置在搭载头上，其特征在于还具有：用于检测所述电子元件横向投影长度的检测机构，其安装在搭载头上，包括图像传感器和投射机构，所述投射机构将检查光经由吸著/握持在吸嘴前端的电子元件投射在图像传感器上；控制机构，其根据检测机构输出的检测值确定电子元件的姿态是否良好及调节角度。2.根据权利要求1所述的电子元件搭载装置，其特征在于：所述图像传感器排布方式为一维线阵。3.根据权利要求1所述的电子元件搭载装置，其特征在于：所述检查光为弱衍射效应光或高照度光。4.根据权利要求1所述的电子元件搭载装置，其特征在于：所述控制机构在将所述电子元件正常保持在所述吸嘴上时，使所述电子元件受检查光的投影落在所述图像传感器的检测范围内，以及根据基准值和输出值来调整电子元件的姿态进行搭载或舍弃，该基准值是所述吸嘴吸著/握持电子元件旋转前所述检测机构根据所述电子元件横向投影长度输出的检测值或正常搭载该电子元件时的理论值，该输出值是吸嘴旋转过程中所述检测机构根据电子元件横向投影长度输出的检测值。5.根据权利要求1所述的电子元件搭载装置，其特征在于：所述检测机构有节拍地向控制机构输出检测值。6.根据权利要求1所述的电子元件搭载装置，其特征在于：在所述投射机构的检查光投射路径上还设置有遮光机构，...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁建永，
申请(专利权)人：杭州纽登科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33