[发明专利]通过多次使用测试元件确定装配机的精度

说明书

本发明描述了一种用于确定装配机的装配精度的方法以及一种装配机。所述方法包括：(a)将参考板引入到装配机的装配区域中；(b)由装配头拾取测试元件；(c)使用装配头将所拾取的测试元件放置在参考板上的测试装配位置处；(d)借助相机和评估单元测定所放置的测试元件的实际位置；(e)由装配头重新拾取所放置的测试元件；(f)使用装配头将所重新拾取的测试元件重新放置在参考板上的另外测试装配位置处；(g)借助相机和评估单元重新测定所重新放置的测试元件的另外实际位置；以及(h)确定装配机的装配精度是基于(i)所测定的实际位置与(ii)测试装配位置的目标位置之间的偏差，并且基于(i)所重新测定的另外实际位置与(ii)另外测试装配位置的另外目标位置之间的另外偏差。

技术领域

本发明总体上涉及装配技术领域。本发明尤其是涉及一种用于确定自动装配机的精度的方法以及一种装配机。

背景技术

长期以来，装配机以公知方式用于电路载体上制作电子组件。在此情形下，装配机的装配头由元件进给装置拾取元件，并将其放置在待装配的电路载体(例如印刷电路板)上。为此，在电路载体的表面上形成具有适当元件接合面的导体轨迹结构。用于这种表面贴装的元件又称为SMD(Surface Mount Technology-表面贴装技术)元件。相应的装配机称为SMD装配机或SMD自动装配机。

由于元件越来越小，电子组件日益小型化，除了装配性能(即，每次装配的元件数)，尤其装配精度也是装配机的核心参数。只有在足够高的装配精度下，才能保证将元件位置精确地安放在电路载体上，使得元件的接合触点与电路载体上相应的元件接合面正确接触。这样就能例如避免因错误放置元件而导致相邻元件接合面之间的短路。

众所周知，装配精度在装配机的操作过程中可能发生变化。例如，装配精度可能因装配机的部件的热膨胀效应而变差，尤其是装配头随之移动的定位或龙门系统的组件。因此，有必要不时检查装配机的装配精度，就此精确地确定所放置的元件相对于相应目标位置的真实实际位置。基于这样确定的结果，可以再(重新)校准或调准装配机，以便在装配另外的元件时再度提高装配精度。

目前已知各种用于确定装配精度的方法(A)、(B)和(C)：

(A)装配玻璃板取代实际的电路载体，该玻璃板上以空间上高精度排列有可光学检测的测量标记。玻璃板在其顶侧上设置有双面胶薄膜(或替选地，设置有喷雾胶膜)。玻璃板的粘性顶侧上装配有专用的测试元件。测试元件是高精度的玻璃块或陶瓷块元件，它们通常也具有高精度的可光学检测的标记。在装配有测试元件之后，在专用的测量机中以高精度测量已装配的玻璃板。在此情形下，检测记录粘附的测试元件相对于玻璃板上测量标记的位置。由测量机输出结果作为测量报告。

(B)在该方法中，也使用玻璃板取代实际的电路载体，该玻璃板上除了上述测量标记之外还平坦地分布有另外的标记。该玻璃板还设置有双面胶膜或喷雾胶层，且随后装配有大量测试元件。但是，与上述方法(A)相比之下，已装配的玻璃板保留在装配机中，并在此处用相机进行测量，该相机在正常的装配操作中用于测量引入到装配区域中的电路载体的位置。这时，对于每个测试元件，相机仅执行(i)玻璃板的标记与(ii)测试元件之间的相对位置测量。为了进行测量，通常借用相同的定位或龙门系统，使相机移动到已装配的玻璃板上方。在测量相对位置的情况下，有利的是，定位系统中可能的误差不会包含在测量结果中。另外，可直接在相关的装配机上获得测量结果。

(C)该方法与方法(B)相比，玻璃板(带有测量标记和其他标记)以相同的方式装配有相同的测试元件。但是，正如方法(A)，在外置测量机中测量装配内容。然而，有别于方法(A)，该方法也如同方法(B)，执行相对已装配的测试元件与至少一个位于附近的测量标记或另外的标记之间的相对位置测量。

上述用于确定装配精度的已知方法皆有以下劣势：取决于应确定装配精度的装配区域的大小，或多或少地需要大量高品质但因而成本不菲的测试元件。这些测试元件必须由装配线的操作员保持可用。

发明内容