專利名稱：網(wǎng)板測厚的雙測頭同步運動集成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種網(wǎng)板測厚的雙測頭同步運動集成裝置，屬于機械設(shè)計和設(shè)備制造領(lǐng)域，具體涉及一種s M T來料網(wǎng)板及后工序不同階段的半成品網(wǎng)板及最后成品網(wǎng)板厚度測量的雙測頭同步運動集成裝置。
技術(shù)背景
SMT行業(yè)各工序?qū)W(wǎng)板的厚度及平面度提出更高要求，為確保最終成品的質(zhì)量合格，需要對處于各工序中的來料網(wǎng)板、半成品網(wǎng)板、成品網(wǎng)板進行厚度及平面度測量。
SMT來料網(wǎng)板一般為一定厚度、一定幅面大小的平板；半成品主要是有step特征的產(chǎn)品(在網(wǎng)板上，有在局部進行減薄或加厚的加工需要)，半成品的局部形貌有多種形式(圖1)。Step在產(chǎn)品上的全局分布如圖1所示，Step在橫向上分布大概是5個飛個臺階，如果每個臺階的邊長為定值，則臺階間以一定間距均勻分布，半成品一般是裸網(wǎng)板(未通過絲印繃網(wǎng))情況下進行厚度測量。
SMT成品網(wǎng)板一般均具有開孔特征，如圖1所示，測量厚度的目的是由于電拋光會將原有材料的厚度減薄，需要知道電拋光前、后的厚度。實際的測量需求是需要測量每個凹形或凸形臺階的深度或高度。成品一般是通過絲印繃網(wǎng)后再進行厚度測量。
SMT各工序中網(wǎng)板表示特征不同，要在同一臺測量上實現(xiàn)厚度和平面度的測量，以往采用真空吸附網(wǎng)板的方法只能適用于來料網(wǎng)板檢測，而無法適應(yīng)表面凸凹不平的半成品及有鏤空特征的成品的測量需求，必須采用上下垂直布局的雙測頭來進行厚度測量。根據(jù)上下布局雙測頭厚度測量原理，如圖2所示，要保證測量精度，在上下測頭固定裝置上，有如下要求: (D保證上、下兩個測頭在測量過程中固定可靠； (2)保證上、下兩個測頭在測量過程中在水平面上運動同步性； (3)確保上、下兩個測頭在測量過程中在垂直方向不發(fā)生相對位移變化； (4)由于SM T網(wǎng)板厚度及有凹凸特征變化，上、下測頭需要能適應(yīng)被測網(wǎng)板厚度變化，測量前調(diào)整好上下測頭相對網(wǎng)板上表面和下表面的高度； (5)要保證上、下測頭對射在網(wǎng)板上是同一個點，必須在測量前將上下測頭測量光軸調(diào)整到同軸。
要同時滿足以上五點要求，才能滿足好針對S M T來料網(wǎng)板及后工序不同階段的半成品網(wǎng)板及最后成品網(wǎng)板的厚度測量需求。
而傳統(tǒng)的上、下測頭固定裝置，一般是采取復(fù)雜軸系系統(tǒng)來保證的，分別將上、下測頭固定上、下布置的各一套二維運動平臺上，測量時讓上、下各一套二維平臺控制上下測頭同步運動，這種方式不但提高了機械系統(tǒng)復(fù)雜程度，還對系統(tǒng)控制精度提出了更高的要求，造成設(shè)備整體開發(fā)成本高，且會影響最終的測量精度，測量設(shè)備最終性能難有保證。
所以，提供一種設(shè)計簡單，操作方便的能很好的滿足以上五點需求的集成裝置具有重要的意義
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決以上技術(shù)問題，發(fā)明一種針對S M T來料網(wǎng)板及后工序不同階段的半成品網(wǎng)板及最后成品網(wǎng)板的厚度測量的雙測頭同步運動集成裝置。該集成裝置可有效解決傳統(tǒng)的針對SMT來料網(wǎng)板及后工序不同階段的半成品網(wǎng)板及最后成品網(wǎng)板的厚度測量設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度難以保證、成本高等問題。
一種網(wǎng)板測厚的雙測頭同步運動集成裝置，該裝置以“ 口”字形框體作為平臺底座(圖3)，該平臺有一個采用結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、剛性好的“口”字形框體作為平臺底座，“口”字形開口橫向?qū)挶却怪狈较虺叽绱?，橫向增大尺寸是為了滿足S M T各類網(wǎng)板的幅面尺寸要求，而垂直方向尺寸是綜合考慮滿足SMT各類網(wǎng)板厚度不同變化及測頭的測量工作行程等。
該集成裝置含有I個上下運動的Z軸(圖3中7)，上測頭(圖3中4)固定在Z軸(圖3中7)上，Z軸(圖3中7)固定在“口”字形框體的上橫梁(圖3中6)上。
該集成裝置包含I個具有精密二維角度調(diào)整功能的調(diào)整座(圖3中2)，該調(diào)整座被固定在“口 ”字形框體的下橫梁(圖3中I)上，下測頭(圖3中3)固定在該調(diào)整座上，可通過調(diào)節(jié)精密二維角度來將上、下測頭對射光軸調(diào)整到同軸。
測量前通過上測頭(圖3中4)在Z軸(圖3中7)動板上相對下測頭(圖3中3)上下移動，調(diào)整好上、下測頭相對距離，調(diào)整好后上、下測頭在垂直方向上始終相對靜止。測量過程中，上、下測頭相對被測SMT網(wǎng)板上、下表面在垂直方向上靜止不動，而上、下測頭會隨集成裝置一起在測量設(shè)備的X軸上做水平方向上的整體移動，整體移動不會對S M T網(wǎng)板厚度測量精度有影響。
本專利發(fā)明的集成裝置，相比較以往的測厚裝置，很好的解決了針對S M T來料網(wǎng)板及后工序不同階段的半成品網(wǎng)板及最后成品網(wǎng)板的厚度測量的五點需求，具體如下: (I)保證上、下兩個測頭在測量過程中固定可靠； (2 )保證上、下兩個測頭在測量過程中在水平面上運動同步性； (3 )確保上、下兩個測頭在測量過程中在垂直方向不發(fā)生相對位移變化； (4)由于S MT網(wǎng)板厚度及有凹凸特征變化，上、下測頭需要能適應(yīng)被測網(wǎng)板厚度變化，測量前調(diào)整好上、下測頭相對網(wǎng)板上表面和下表面的高度； (5 )要保證上、下測頭對射在網(wǎng)板上是同一個點，必須在測量前將上、下測頭測量光軸調(diào)整到同軸。
該集成裝置已成功集成到SMT網(wǎng)板厚度測量設(shè)備上，通過實際使用表明能很好的滿足針對SMT來料網(wǎng)板及后工序不同階段的半成品網(wǎng)板及最后成品網(wǎng)板的厚度測量的上述五點需求，解決了以往同類設(shè)備存在的問題。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解。
圖1半成品及成品網(wǎng)板上凹凸、開孔特征 圖2雙測頭厚度測量原理示意圖 圖3雙測頭同步運動集成裝置 1-下橫梁 2-精密二維角度調(diào)整座 3-下測頭 4-上測頭 5-支撐柱 6-上橫梁 7-Z軸 8-支撐柱 圖4工件臺在測量設(shè)備上工作圖01 (針對來料網(wǎng)板和半成品網(wǎng)板) 9-工件臺 10-固定橫梁11-X軸 12-來料網(wǎng)板和半成品網(wǎng)板 13-集成裝置 圖5工件臺在測量設(shè)備上工作圖02 (針對成品網(wǎng)板) 9-工作臺 13-集成裝置 14-成品網(wǎng)板具體實施方式
下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
本專利公開的針對S M T來料網(wǎng)板及后工序不同階段的半成品網(wǎng)板及最后成品網(wǎng)板厚度測量的雙測頭同步運動集成裝置，具體實現(xiàn)形式如圖3所示，該平臺為“ 口 ”字框體結(jié)構(gòu)，該框體結(jié)構(gòu)由下橫梁(圖3中I )、支撐柱(圖3中5和8 )、上橫梁(圖3中6 )構(gòu)成。“口 ”字形框體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、剛性好，橫向?qū)挶却怪狈较虺叽绱?，橫向增大尺寸是為了滿足S MT各類網(wǎng)板的幅面尺寸要求，而垂直方向尺寸是綜合考慮滿足S M T各類網(wǎng)板厚度不同變化及測頭的測量工作行程。
上測頭4 (圖3中4)被固定在Z軸(圖3中7)上，而Z軸直接固定在“口”字框體結(jié)構(gòu)的上橫梁(圖3中6 )上。下測頭(圖3中3 )被固定在位于上測頭正下方的精密二維角度調(diào)整座(圖3中2 )，能通過獨立解耦地交接下測頭相對上測頭的空間姿態(tài)，最終將上、下測頭的對射光軸調(diào)整 到同軸。精密二維角度調(diào)整座被固定在“口”字框體結(jié)構(gòu)的上橫梁(圖3中I )上。下測頭(圖3中3)調(diào)整好與上測頭(圖3中4)對射光軸同軸后則固定不同，而上測頭(圖3中4)則可通過Z軸(圖3中7)帶動其相對下測頭(圖3中3)上下相對移動，以適應(yīng)SMT各類不同厚度網(wǎng)板的測量需求。
該集成裝置為一個獨立模塊，使用時，將該集成裝置通過“ 口 ”字框體結(jié)構(gòu)下橫梁(圖3中I)上的9個固定螺釘孔固定在測量設(shè)備直線軸動板上即可。如圖4所示，集成裝置(圖4中13)被固定在測量設(shè)備固定橫梁(圖4中10)上的X軸(圖4中11)，而工件臺(圖4中9)裝夾著SMT來料網(wǎng)板或半成品網(wǎng)板(圖4中13)進行厚度測量，圖5中為對SMT成品網(wǎng)板(圖5中14)進行厚度測量。測量時通過集成裝置確保上、下測頭不發(fā)生垂直方向的位移，且能很好地調(diào)節(jié)上、下測頭對射光軸的同軸度，上、下測頭隨集成裝置一起做同步運動，實現(xiàn)同步掃描測量，可針對SMT來料網(wǎng)板及后工序不同階段的半成品網(wǎng)板及最后成品網(wǎng)板厚度測量。
盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解:在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種網(wǎng)板測厚的雙測頭同步運動集成裝置，該裝置以“口”字形框體作為平臺底座(圖3)，底座采用結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，剛性好的材料制作而成； 該框體結(jié)構(gòu)由下橫梁(圖3中I )、支撐柱(圖3中5和8 )、上橫梁(圖3中6)構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述，該“口”字形開口橫向?qū)挶却怪狈较虺叽绱蟆?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求2所述，大增的橫向尺寸是為了滿足SMT各類網(wǎng)板的幅面尺寸要求。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述，垂直方向尺寸的高度設(shè)計要綜合考慮，以滿足SMT各類網(wǎng)板厚度不同變化及測頭的測量工作行程。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述，該集成裝置含有I個上下運動的Z軸(圖3中7)，上測頭(圖3中4)固定在Z軸(圖3中7)上，Z軸(圖3中7)固定在“口 ”字形框體的上橫梁(圖3中6)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述，該集成裝置包含I個具有精密二維角度調(diào)整功能的調(diào)整座(圖3中2)，該調(diào)整座被固定在“口”字形框體的下橫梁(圖3中I)上，下測頭固定在該調(diào)整座上，可通過調(diào)節(jié)精密二維角度來將上、下測頭對射光軸調(diào)整到同軸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述，該集成裝置可以針對SMT來料網(wǎng)板及后工序不同階段的半成品網(wǎng)板及最后成品網(wǎng)板厚度測量。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述，該集成裝置的使用步驟如下: (1)測量前通過上測頭(圖3中4)在Z軸(圖3中7)動板上相對下測頭(圖3中3)上下移動，來調(diào)整好上、下測頭相對距離； (2)調(diào)節(jié)上、下測頭對射光軸的同軸度； (3)上、下測頭在垂直方向上始終保持相對靜止，隨集成裝置一起做同步運動，實現(xiàn)同步掃描測量 。
全文摘要
一種網(wǎng)板測厚的雙測頭同步運動集成裝置，該裝置以結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、剛性好的“口”字形框體作為平臺底座(圖1),該集成裝置含有１個上下運動的Ｚ軸(圖1中7)，上測頭(圖1中4)固定在Ｚ軸(圖1中7)上，Ｚ軸(圖1中7)固定在“口”字形框體的上橫梁(圖1中6)上。該集成裝置包含１個具有精密二維角度調(diào)整功能的調(diào)整座(圖1中2)，該調(diào)整座被固定在“口”字形框體的下橫梁(圖1中1)上，下測頭(圖1中4)固定在該調(diào)整座上，可通過調(diào)節(jié)精密二維角度來將上、下測頭對射光軸調(diào)整到同軸。該集成裝置可有效解決傳統(tǒng)的針對ＳＭＴ來料網(wǎng)板及后工序不同階段的半成品網(wǎng)板及最后成品網(wǎng)板的厚度測量設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度難以保證、成本高等問題。
文檔編號G01B11/06GK103217119SQ20121001678
公開日2013年7月24日 申請日期2012年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月19日
發(fā)明者魏志凌, 寧軍, 夏發(fā)平 申請人:昆山思拓機器有限公司