在插装自动机上的元件对象的边缘高度位置的测量方法和装置。已知的装置使用三角测量法，以便检测在插装自动机上的元件（１）接头（２）的同平面度。由于使用激光得到了很强的，不希望的表面敏感性。如果接头（２）准确定位时，在投影图象方法中接头（２）才能在传感器（７）上清晰地成象。对象边缘（接头）（２）用平行光照射和用透镜（６）在传感器（７）上成象。如果对象边缘位于平行光管（５）和透镜（６）之间的一个范围之内，通过伸缩定心成象也可以达到对象边缘（２）在传感器（７）上清晰地投影成象在插装自动机上进行同平面度检查。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及到元件的对象边缘高度位量的一种测量方法和一种装置。当自动插装印刷电路板或者用SMD-元件(表面装配技术)陶瓷基片时，借助于插装头将单个元件从库中或送料装置中取出来，并且然后定位在印刷电路板或陶瓷基片预先规定的位置上。因为在库里或在送料装置的取出位置上，元件有大约为一个毫米的位置误差，但是在印刷电路板或陶瓷基片上必须以高精度定位，要求自动位置识别和修正。此外特别是对于多极的SMD元件必须检测分度和同平面度，也就是说接头的均匀的高度位置。在制造SMD-元件时这种检测例如是作为质量控制进行的。已知的作为元件接头的位置识别和分度检查装置，是经过物镜将元件或元件的一段在一个平的CCD摄像机上成象，和经过数字图象处理求得元件接头的位置以及接头的分度。从US 5 440 391中已知同平面度测量的一种三角测量法，在其中SMD-元件接头的高度位置是这样确定的，将接头用激光从两个方向照射，并且用CCD-摄像机检测接头的投影图。从而在摄像机后面接上的图象处理单元上求得接头的高度位置。当同平面度有不可靠的偏差时，将可能导致在插装到印刷电路板上时，不是所有的接头都会产生接触，用这种方式和方法识别有误差的元件，并且在插装过程中被淘汰。这种方法的缺点是，激光对接头表面状态反射的高敏感性，从而导致测量误差。从WO 93/19577中已知元件的一种同平面度测量方法。在其中将接头用透射光照射，和将SMD-元件接头端部的投影图投影在一个传感器上。成象的光轴与水平放置的物镜之间具有一个不等于90°的定义角。从这个角度，接头到传感器的距离和投影图在传感器上的位置，可以计算出接头的高度位置。由于元件的大小不同和从而得出不同的元件位置，在装置上用这种方法产生在传感器上接头投影的不清晰成象。此外如果元件距离传感器比较远时，在传感器上的投影位置可以不同，则使计算高度位置有困难。在US 4 875 779中已知元件接头同平面度测量的一种成象方法。为此将接头放置在一个参考平面上，并且对放置区进行照射，当同平面度有缺陷时在参考平面与接头之间产生一个间隙，将这个间隙成象在一个传感器上和为确定同平面度在后置的图象处理装置上进行计算。放置在参考平面导致了在插装过程所不希望的时间损失，并且在复杂和昂贵的结构例如在插装头上附加地存在一个参考平面。此外由于在传感器的上述成象只能达到很小的聚焦深度，则不同大小的元件在测量前必须很麻烦地定位在光学成象位置上。本专利技术的任务是改进元件接头同平面度测量的一种方法和一种装置，这种方法和装置对于不同大小的元件产生接头的可处理的投影图象，没有三角测量法的表面敏感性。按照本专利技术，此任务是通过具有权利要求1和10特征部分的一种方法和一种装置解决的。通过本专利技术的方法，如果接头的位置在透镜和平行光管之间预先规定的范围内变化，用特殊方法将元件接头投影在传感器上的成象也是可以处理的。如果元件位于离传感器很近的位置时，对于已知的直接投影图象方法达到清晰的，可计算的投影。如果接头距传感器在允许范围内时对于计算来说成象具有足够的清晰度。通过本专利技术方法，这个范围的长度大约为两倍，因为在其中产生可处理的投影成象的光学成象点范围现在不仅远离传感器，而且在传感器方向延伸。因此允许不同大小的元件进行测量。在使用本专利技术的方法时的另外的优点在于，在使用伸缩定心(telezentrisch)成象时在传感器上成象的投影位置不变，而且即使接头的位置距光学成象点远时。其它的特殊结构叙述在从属权利要求中。例如这样是有利的，可以将接头通过选择的伸缩定心放大地成象在传感器上，以便使小结构也还可以具有足够的分辨率。如在权利要求14中叙述的其它有利的是，通过本专利技术，传感器与元件之间的距离比较大，可以将传感器与环境隔开，以便例如对灰尘达到在很大程度上的隔离。在光轴方向光通过的罩子中的脏东西只在很小程度上干扰成象特性。借助于附图表示的实施例，对本专利技术进行详细地叙述。附图表示附附图说明图1是实施本专利技术装置的侧视简图，在其中从两个不同角度照射接头，附图2是实施本专利技术装置的侧视简图，在其中只用一个光源照射接头，附图3是实施本专利技术装置的上视简图，在其中只用一个光源，附图4同平面度测量传感器的横截面简图。在附图1上表示了，如何对具有多个位于对象水平面3方向上元件1的接头2进行照射和成象。此时发自光源4的射线束例如通过平行光管5转换为平行光，这个平行光照射元件1的接头2。透镜6将接头2在行传感器7上投影成象。除了与对象水平面3成α角的照射以外，还安排了与对象水平面3成第二个角度β的另外的照射。此时将发自第二个光源10的射线束同样通过第二个平行光管11转换为平行光，并且接头2通过第二个透镜在第二个行传感器13上成象。借助于附图上没有表示的图象处理单元，对行传感器7和第二个行传感器13上的成象可以这样继续处理，可以计算出接头2的高度位置。此外用这种方法可以确定接头2距传感器7的距离和距第二个传感器13的距离。在附图2上表示了一种方法，当对象水平面3与光轴之间的角度很小时(直到大约10°)只用一个照射就足够了。同样此时发自光源4的射线束通过平行光管5转换为平行光，并且接头2通过透镜6在行传感器7上投影成象。由于角度很小确保了，将接头2变化的高度位置转换为在传感器7上变化的高度位置。如附图3所示，为了测量所有的接头，将元件1的位置移向光轴，这或者可以通过移动元件或移动照射装置来实现。如果准备成象的接头2的对象边缘不在透镜6和平行光管5之间的光学成象点上，则作为投影边缘在传感器7上产生一个宽的亮-暗-过渡。在立式位置上检测亮-暗-过渡的平均亮度，当然在本专利技术的方法中立式位置的变化只不明显地依赖于接头2与光学成象点之间的距离。例如在附图4上表示了实施本方法的一种装置。这种装置例如可以安排在插装自动机上作为单独的站，或安排作为质量控制装置，或者也可以固定在插装自动机的插装头上。光源4位于壳体15内(例如一个红外发射的发光二极管或激光二极管)，将其光束通过平行光管5转换为平行光。通过反射镜17将光折射，照射元件1的接头2，元件是固定在没有被表示的插装头的一个吸管18上的，通过另外的反射镜17折射到透镜6上，这个透镜将接头2的投影成象在行传感器7上。在行传感器7后面接上图象处理单元14，借助于图象处理单元可以确定接头2的高度位置。替代行传感器7也可以使用一个位置敏感的检测器(位置敏感检测器PSD)。行传感器可以通过附加的罩子，这个罩子是在光轴1的光通过方向上构成的，对环境的影响(灰尘，脏东西)加以保护。成象质量相对于直接投影图象方法由于脏东西在光透过的罩子中的影响是可以忽略不计的。装置安装在壳体15内，壳体可以由没有表示的驱动这样移动，所有位于一排上的元件1的接头2先后依次在行传感器7上成象，并且在图象处理单元14上进行同平面度检查。通过元件1垂直于光轴的水平移动也可以测量接头2相互之间的距离，并且从而进行了所谓的分度检查。如果接头2位于透镜6和平行光管5之间的26mm长范围的位置时，装置提供高度位置确定4σ精确度，大约为6μm。从而在这个装置上不需要复杂的调整可以确定不同大小元件(一般6mm至60mm)的接头高度位置。范围的扩展相对于投影图象方法成为成倍的大小，在这个范围内接头2本文档来自技高网...
【技术保护点】
元件（１）的对象边缘（２）高度位置的测量方法，在其中，对象边缘（２）是由至少一个光源（４）的平行光束照射的，对象边缘（２）的投影通过透镜（６）伸缩定心地在传感器（７）上成象，并且在接在传感器（７）后面的图象处理单元（１４）中确定对象 边缘（２）的高度位置。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：M布罗德特，H斯坦兹尔，M斯托克曼，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。