[發(fā)明專利]部件定位在板上期望定向和位置的方法，取放機(jī)和傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611177336.0
• 申請(qǐng)日: 2016-12-19
• 公開（公告）號(hào): CN107030689B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·L·霍里約恩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安必昂公司
• 主分類號(hào): B25J9/16
• 分類號(hào): B25J9/16;B25J15/06;G01B11/00
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 劉興鵬

提供了將部件定位在板上的期望位置的方法。該方法包括如下步驟：(a)用取放機(jī)的能移動(dòng)放置單元的噴嘴拾取部件；(b)根據(jù)期望位置朝板上輸送所述部件；(c)用放置單元的傳感器獲取有關(guān)部件相對(duì)于噴嘴的定向的傳感器數(shù)據(jù)；(d)獲取有關(guān)噴嘴相對(duì)于放置單元的定向的傳感器旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)；(e)在傳感器內(nèi)將傳感器數(shù)據(jù)和旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)組合為數(shù)據(jù)集；(f)將數(shù)據(jù)集從傳感器發(fā)送至固定計(jì)算機(jī)并且在固定計(jì)算機(jī)內(nèi)計(jì)算校正指令；并且(g)根據(jù)來(lái)自固定計(jì)算機(jī)的校正指令在板上放置所述部件。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求申請(qǐng)日為2015年12月17日的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?2/268578的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容在此并入作為參考。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及將部件定位在板上期望位置的方法，藉此用取放機(jī)(pick and placemachine)的能移動(dòng)放置單元的噴嘴拾取部件。本發(fā)明還涉及取放機(jī)和用于這種取放機(jī)的傳感器。

背景技術(shù)

使用取放機(jī)，部件可隨著噴嘴(繞噴嘴的旋轉(zhuǎn)軸)沿著φ方向和沿與φ方向相反的方向旋轉(zhuǎn)，并且可隨著噴嘴在(i)垂直于旋轉(zhuǎn)軸延伸的XY平面和(ii)沿平行于旋轉(zhuǎn)軸延伸的Z方向移動(dòng)。

已知若干方法來(lái)確定部件相對(duì)于噴嘴和/或取放機(jī)的定向。關(guān)于部件所使用的單詞“定向(orientation)”將在本文獻(xiàn)通篇使用，包括部件相對(duì)于標(biāo)稱φ基準(zhǔn)的角位置以及部件相對(duì)于標(biāo)稱(x，y)基準(zhǔn)的(x，y)位置。這種標(biāo)稱φ基準(zhǔn)可以是噴嘴的旋轉(zhuǎn)軸基準(zhǔn)(例如刻度位置(index position))，同時(shí)標(biāo)稱(x，y)基準(zhǔn)可以是以旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)點(diǎn)為中心的垂直于旋轉(zhuǎn)軸延伸的y平面。但是，也可使用取放機(jī)中的其它基準(zhǔn)。

通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)的方法，傳感器的傳感器數(shù)據(jù)被發(fā)送至固定的對(duì)齊處理單元。編碼器數(shù)據(jù)也可從用于旋轉(zhuǎn)噴嘴的致動(dòng)器發(fā)送至固定的對(duì)齊處理單元。在對(duì)齊處理單元中，傳感器數(shù)據(jù)和編碼器數(shù)據(jù)被實(shí)時(shí)合并并且用于計(jì)算校正指令。來(lái)自對(duì)齊處理單元的校正指令用于指示致動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)控制單元。對(duì)齊處理單元和運(yùn)動(dòng)控制單元能位于相同的外殼或不同的外殼內(nèi)。

傳感器、致動(dòng)器和噴嘴典型地位于相對(duì)于部件將放置其上的板能移動(dòng)放置單元內(nèi)。對(duì)齊處理單元固定地位于取放機(jī)中或外部。

這種現(xiàn)有技術(shù)方法的一個(gè)缺陷在于在傳感器數(shù)據(jù)和編碼器數(shù)據(jù)合并之前來(lái)自傳感器和致動(dòng)器的數(shù)據(jù)需要傳送經(jīng)過(guò)相對(duì)較大的距離才能到達(dá)固定的對(duì)齊處理單元。這種現(xiàn)有技術(shù)方法的另一個(gè)缺陷在于傳感器讀取定時(shí)典型地不與噴嘴的旋轉(zhuǎn)速度同步，人們必須恒速操作來(lái)最小化編碼器數(shù)據(jù)與傳感器數(shù)據(jù)之間的波動(dòng)。

為了保持兩個(gè)通信路徑內(nèi)包括處理單元內(nèi)數(shù)據(jù)傳送的數(shù)據(jù)等待時(shí)間較少，實(shí)時(shí)處理環(huán)境是期望的。

美國(guó)專利號(hào)6,195,165公開了一種方法，藉此部件相對(duì)于噴嘴的角位置被感測(cè)，并且計(jì)算校正指令。感測(cè)和計(jì)算均在傳感器內(nèi)進(jìn)行。校正指令被通信至取放機(jī)并且根據(jù)校正指令部件被放置在板上。

通過(guò)該方法，來(lái)自致動(dòng)器的有關(guān)噴嘴角位置的信息和來(lái)自傳感器的信息在傳感器內(nèi)被實(shí)時(shí)合并且用于計(jì)算校正指令。所述計(jì)算在傳感器的計(jì)算部分內(nèi)執(zhí)行。

這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于致動(dòng)器、傳感器的感測(cè)部分和傳感器的計(jì)算部分之間的距離相對(duì)較短。但是，典型地，傳感器的外殼較小并且直接安裝在還承載噴嘴的放置單元內(nèi)。保持較低的局部生熱以防止放置單元升溫。熱會(huì)導(dǎo)致熱膨脹，對(duì)放置精確度產(chǎn)生不良影響。因此，傳感器內(nèi)處理電子器件的功率必須受到限制。這就對(duì)傳感器內(nèi)執(zhí)行的計(jì)算復(fù)雜性和速度產(chǎn)生了限制。實(shí)際上，旋轉(zhuǎn)速度典型地基本上保持恒定從而能夠以固定頻率進(jìn)行傳感器讀取并且能夠應(yīng)用更簡(jiǎn)單的處理例行程序。存儲(chǔ)來(lái)自致動(dòng)器的有關(guān)噴嘴角位置的信息和來(lái)自傳感器的信息以備隨后分析是不實(shí)用的，因?yàn)閭鞲衅鲀?nèi)的存儲(chǔ)器是有限的。

因而，期望提供改進(jìn)的取放機(jī)、用于取放機(jī)的改進(jìn)傳感器和在板上定位部件的改進(jìn)方法。

發(fā)明內(nèi)容