CN110538765A - 获得点胶针头的基准坐标的方法、校正方法及校正装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种点胶针头的自动校正方法，首先获得点胶针头的基准坐标，所述点胶针头在对针范围内可产生一触发信号，并将所述对针范围的中心点的坐标作为所述基准坐标(X0，Y0，Z0)，再获得点胶针头的实际位置的坐标(X，Y，Z)，再将所述点胶针头的实际位置的坐标(X，Y，Z)与所述基准坐标(X0，Y0，Z0)比较，获得补偿值ΔX、ΔY和ΔZ，根据所述补偿值移动所述点胶针头至所述基准坐标(X0，Y0，Z0)，从而实现对针。在本发明中，采用多次测量确定所述基准坐标的方法能够提高其精准度至0.001mm，从而提高了校正的精确度，使得点胶的效果更好，点胶产品质量更高。
Description
技术领域
本发明涉及了一种获得点胶针头的基准坐标的方法、校正方法及校正装置。
背景技术
自动点胶技术是先进电子制造业中至为重要的关键性技术，主要应用于芯片封装和集成电路装备中。但是随着精密器件的集成度提高，对点胶量、点胶的位置精度以及精密点胶装置的自动化程度的要求也越来越高。
目前影响点胶设备点胶位置的精度的因素主要有机构精度、治具精度、点胶针头等多种因素，一般待点胶位置与实际点胶针头的位置会有偏差，从而影响点胶的精度，因此在点胶之前有必要消除这一误差对点胶针头进行校正。其中作为易耗品的点胶针头对点胶位置的影响尤为突出，除了点胶针头自身的质量因素之外，在更换点胶针头时，安装点胶针头容易使发生倾斜等问题产生点胶针头的位置偏差，另外，点胶针头可能发生碰撞，碰撞过后的点胶针头也会产生位置的偏差，上述偏差对点胶位置有着重大的影响，如果不对这个偏差值进行校正的话，将会导致胶线或者胶点偏离预设位置。同样，在点胶过程中如果针头出现碰撞后歪斜同样会产生误差，这个误差也必须经过校正进行偏差补偿。
现有的校正系统中如若在运动中校正则存在信号延迟等因素，接触式校正系统存在点胶针头二次歪斜的风险，歪斜后的出胶口基准面发生变化，导致校正误差较大，精准度达不到精密点胶的需求。
发明内容
为了克服现有技术中的缺陷，本发明实施例提供了一种获得点胶针头的基准坐标的方法，所述点胶针头在对针范围内可产生一触发信号，并将所述对针范围的中心点的坐标作为所述基准坐标(X0，Y0，Z0)；获得所述基准坐标(X0，Y0，Z0)包括以下步骤：
将所述点胶针头移动至在所述对针范围内的第一预设点P0；
多次沿X轴方向从P0点移动所述点胶针头，并且每次沿同一方向逐步增加/减少Z轴的坐标值直至第n次时未产生触发信号，分别记录每次产生触发信号时的X轴坐标值和Z轴坐标值，并取X轴坐标值的平均值为所述基准坐标值X0，第n-1次移动时，Z轴坐标值记为Zn-1；
将点胶针头移动至在所述对针范围内的第二预设点M0，所述第二预设点M0的Z轴坐标值为Zn-1；
多次沿Y轴方向从M0点移动所述点胶针头，并且每次沿另一方向逐步减小/增加Z轴的坐标值直至第m次未产生触发信号，分别记录每次产生触发信号时的Y轴坐标值，并取其平均值为所述基准坐标值Y0；
将点胶针头移动至平面N，所述平面N的Z轴坐标值为Zn-1，若所述点胶针头在所述平面N内能够产生触发信号则取Zn-1为所述基准坐标值Z0；若所述点胶针头在所述平面N内的各点处均未产生触发信号则测量有误，Zn-1不在所述对针范围内，重复上述步骤直至确定所述基准坐标在对针范围内。
进一步地，在获得基准坐标值X0的步骤中，包括：首先将所述点胶针头移动至所述第一预设点P0；
第一次移动所述点胶针头至P1点：沿X轴方向移动所述点胶针头至P1点并产生一个触发信号，记录下所述P1点的X轴坐标值X1和Z轴坐标值Z1；
第二次移动所述点胶针头至P2点：先将所述点胶针头移回至所述第一预设点P0，再沿Z轴方向上升/下降所述点胶针头，然后沿X轴方向移动至P2点并产生一个触发信号，记录下所述P2点的X轴坐标值X2和Z轴坐标值Z2；
第三次移动所述点胶针头至P3点：保持Z2的坐标值，先将所述点胶针头沿X轴方向从所述P2点移至所述P0点的正上方/正下方，再沿Z轴方向上升/下降所述点胶针头，然后沿X轴方向移动至P3点并产生一个触发信号，记录下所述P3点的X轴坐标值X3和Z轴坐标值Z3；
重复上述过程，直至第n次移动所述点胶针头至Pn点，未产生触发信号；则第n-1次移动所述点胶针头至Pn-1点，记录所述Pn-1点的X轴坐标值Xn-1和Z轴坐标值Zn-1；
计算所述基准坐标值X0，X0＝(X1+X2+...+Xn-1)/n-1；
所述P1点至所述Pn-1点不都在所述P0点的同一侧。
进一步地，在获得基准坐标值Y0的步骤中，包括：首先将所述点胶针头移动至所述第二预设点M0；
第一次移动所述点胶针头至M1点：沿Y轴方向移动所述点胶针头至M1点并产生一个触发信号，记录下所述M1点的Y轴坐标值Y1和Z轴坐标值Z1＇；
第二次移动所述点胶针头至M2点：先将所述点胶针头移回至所述第二预设点M0，再沿Z轴方向下降/上升所述点胶针头，然后沿Y轴方向移动至M2点并产生一个触发信号，记录下所述M2点的Y轴坐标值Y2和Z轴坐标值Z2＇；
第三次移动所述点胶针头至M3点：保持Z2＇的坐标值，先将所述点胶针头沿Y轴方向从所述M2点移至所述M0点的正下方/正上方，再沿Z轴方向下降/上升所述点胶针头，然后沿Y轴方向移动至M3点并产生一个触发信号，记录下所述M3点的Y轴坐标值Y3和Z轴坐标值Z3＇；
重复上述过程，直至第m次移动所述点胶针头至Mm点，未产生触发信号；
计算所述基准坐标值Y0，Y0＝(Y1+Y2+...+Ym-1)/m-1；
所述M1点至所述Mm-1点不都在所述M0点的同一侧。
进一步地，本发明还包括一种点胶针头的自动校正方法，包括两组位于同一平面上的对射光线传感器，其中每一组对射光线传感器的发射器和接收器相对设置，两个所述发射器和两个所述接收器呈正方形布置，两个所述发射端所发射的光线交汇形成一对针范围，如权利要求3所述的获得点胶针头的基准坐标的方法确定所述基准坐标(X0，Y0，Z0)，再将所述点胶针头的实际位置的坐标(X，Y，Z)与所述基准坐标(X0，Y0，Z0)比较，获得补偿值ΔX、ΔY和ΔZ，根据所述补偿值移动所述点胶针头至所述基准坐标(X0，Y0，Z0)，从而实现对针。
进一步地，重复获得所述基准坐标的步骤得到所述点胶针头的实际位置的坐标(X，Y，Z)，其中P0点为当前所述点胶针头的实际位置。
进一步地，本发明还包括一种点胶针头自动校正装置，用于实现上述点胶针头自动校正方法，该装置包括点胶针头、获取所述点胶针头的位置坐标的信息处理单元、控制所述点胶针头移动的运动控制单元和驱动所述点胶针头移动的驱动机构，所述点胶针头在所述对针范围内产生一触发信号，所述信息处理单元接收到该信号后获得所述点胶针头在该位置的坐标值，所述运动控制单元用于控制所述驱动机构的移动距离。
本发明的有益效果如下：本发明中确定基准坐标X0、Y0的坐标值采用多次测量取均值的方法，提高了基准坐标(X0，Y0，Z0)的精度，能够精确到0.001mm；
在确定基准坐标X0值和Y0值的过程中，也兼顾到Z轴方向上的对针范围，获得Z轴的范围；
在确定点胶针头的实际位置的坐标时也采用多次测量的方法，提高了实际位置的坐标的精度，使得获得的补偿值更加准确，校正的效果更好；
在获取基准坐标(X0，Y0，Z0)后还具有检验的步骤，以确保基准坐标(X0，Y0，Z0)在对针范围内。
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例中获得基准坐标(X0，Y0，Z0)的流程图；
图2是本发明实施例中对针范围的示意图；
图3a是本发明实施例中步骤1的示意图；
图3b是本发明实施例中步骤1中各点的示意图；
图4a是本发明实施例中步骤3的示意图；
图4b是本发明实施例中步骤3中各点的示意图；
图5是本发明实施例中步骤4的示意图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或隐含地包括一个或者更多个该特征。
为达到上述目的，本发明提供一种自动点胶装置。该自动点胶装置包括用于点胶的点胶针头、用于检测点胶针头位置的传感器、获取所述点胶针头的位置坐标的信息处理单元、控制所述点胶针头移动的运动控制单元和驱动点胶针头移动的驱动机构。所述传感器包括两组位于同一平面上的对射光线传感器，其中每一组对射光线传感器的发射器和接收器相对设置，两个所述发射器和两个所述接收器呈正方形布置，第一组包括用于测量所述点胶针头的X轴坐标的第一发射端11和第一接收端12，第二组包括用于测量所述点胶针头的Y轴坐标的第二发射端21和第二接收端22，两个所述发射端所发射的光线交汇形成一对针范围3，所述点胶针头位于所述对针范围3内时遮挡光线从而所述接收端产生一个触发信号。
本发明提供一种点胶针头自动校正方法，包括以下步骤：
获得基准坐标(X0，Y0，Z0)，所述对针范围3内的中心点的坐标作为所述基准坐标(X0，Y0，Z0)；
获得所述点胶针头的实际位置的坐标(X，Y，Z)；
将所述实际位置的坐标(X，Y，Z)与所述基准坐标(X0，Y0，Z0)比较，获得补偿值ΔX、ΔY和ΔZ；
将所述偏差值补偿到所述运动控制单元，所述运动控制单元控制所述驱动机构的移动距离从而调整所述点胶针头至所述基准坐标(X0，Y0，Z0)，实现对针。
其中获得基准坐标(X0，Y0，Z0)包括以下步骤：获得所述基准坐标的X轴坐标值X0的步骤1，获得所述基准坐标的Z轴坐标值Z0的步骤2，获得所述基准坐标的Y轴坐标值Y0的步骤3以及检验所获得的基准坐标(X0、Y0、Z0)是否在对针范围3内的步骤4。
如图2所示，步骤1的具体方式如下：
首先运动控制单元将点胶针头移动至对针范围3内，并且缓慢下降点胶针头至其针尖的平面低于传感器，使点胶针头移动至第一预设点P0，以初步确定对针范围3中Z轴的坐标值；
第一次沿X轴方向从P0点移动所述点胶针头至P1点，第一组传感器产生一触发信号，信息处理单元获取当前P1点的X轴坐标值并记为X1以及Z轴坐标值并记为Z1；
第二次移动点胶针头至P2点，首先，运动控制单元将所述点胶针头移回到P0点，并沿Z轴方向向上移动ΔZ1至Z2，再沿X轴方向移动所述点胶针头至P2点，第一组传感器产生触发信号，信息处理单元获取当前P2点的X轴坐标值并记为X2以及Z轴坐标值并记为Z2；
第三次移动点胶针头至P3点，保持Z2的坐标值，运动控制单元将所述点胶针头沿X轴方向从P2点移到P0点的正上方，再沿Z轴方向向上移动ΔZ1至Z3，然后沿X轴方向移动所述点胶针头至P3点，第一组传感器产生触发信号，信息处理单元获取当前P3点的X轴坐标值并记为X3以及Z轴坐标值并记为Z3；
重复上述过程，直至第n次移动点胶针头至Pn点时，第一组传感器未产生触发信号，停止上述步骤。
则第n-1次移动所述点胶针头至Pn-1点时，记录所述Pn-1点的X轴坐标值Xn-1和Z轴坐标值Zn-1；
计算所述基准坐标的X轴坐标值X0，X0＝(X1+X2+X3+...+Xn-1)/n-1，X0的精度在0.001mm；
所述P1点至所述Pn-1点不都在所述P0点的同一侧。
步骤2中获取基准坐标的Z轴坐标值Z0为上述步骤1中最后一次产生触发信号时，信息处理单元获取的Z轴坐标值Zn-1。
如图3所示，步骤3的具体方式如下：
首先，运动控制单元将所述点胶针头移动到第二预设点M0，第二预设点M0在对针范围3内并且M0点的Z轴数值为Zn-1；
第一次沿Y轴方向从第二预设点M0点移动所述点胶针头至M1点，第二组传感器产生触发信号，信息处理单元获取当前M1点的Y轴坐标值并记为Y1以及Z轴坐标值并记为Z1＇；
第二次移动所述点胶针头至M2点：先将所述点胶针头移回至所述第二预设点M0，再沿Z轴方向下降所述点胶针头，然后沿Y轴方向移动至M2点，第二组传感器产生个触发信号，信息处理单元获取当前M2点的Y轴坐标值并记为Y2和Z轴坐标值并记为Z2＇；
第三次移动所述点胶针头至M3点：保持Z2＇的坐标值，先将所述点胶针头沿Y轴方向从所述M2点移至所述M0点的正下方，再沿Z轴方向下降所述点胶针头，然后沿Y轴方向移动至M3点，第二组传感器产生触发信号，信息处理单元获取当前M3点的Y轴坐标值并记为Y3和Z轴坐标值并记为Z3＇；
在移动点胶针头的过程中，记录Z轴的坐标值以保证在Z有效范围内，Y轴方向都有触发信号。
重复上述过程，直至第m次移动所述点胶针头至Mm点，第二组传感器未产生触发信号，停止上述步骤；
计算所述基准坐标值Y0，Y0＝(Y1+Y2+...+Ym-1)/m-1；
所述M1点至所述Mm-1点不都在所述M0点的同一侧。
如图4所示，步骤4的具体方式如下：
将点胶针头移动至平面N，所述平面N为：Z＝Zn-1，即步骤2中所得的Z轴坐标值；
所述点胶针头在所述平面N内移动，若能够产生触发信号则确定Zn-1为所述基准坐标值Z0；若点胶针头在所述平面N内的各点处均未产生触发信号则表明测量有误，需重复上述步骤1至步骤3直到确定基准坐标在对针范围3内。
基准坐标(X0，Y0，Z0)为对针范围3的中心点的位置坐标，本发明中确定基准坐标X0、Y0的坐标值采用多次测量取均值的方法，提高了基准坐标(X0，Y0，Z0)的精度，能够精确到0.001mm。并且在测量X轴坐标和Y轴坐标的同时在Z轴方向上也进行移动，这样可以确定Z轴的对针范围3。又因为对针范围3在Z轴的范围小于X轴和Y轴的范围，故基准坐标的Z轴坐标值Z0无需取均值获得，本发明中采用Zn-1，然后最后再检验在平面N：Z＝Zn-1上，是否存在一个点能够产生触发信号，若存在则表明Zn-1在对针范围3内，可以认定Z0＝Zn-1；如果在平面N内不存在任何一个点能够产生触发信号，则表明Zn-1不在对针范围3内，之前测量有误需重新测量。这样既保证了基准坐标的精度也保证了测量的有效性。另外在本发明中的步骤1，点胶针头的针尖平面低于传感器，在移动点胶针头的过程中沿Z轴方向逐步向上移动，在步骤3中，沿Z轴方向逐步向下移动，在另一实施例中，点胶针头的针尖平面可以高于传感器，在移动点胶针头的过程中沿Z轴方向逐步向下移动，在步骤3中，沿Z轴方向逐步向上移动。
进一步地，在确定点胶针头的实际位置的坐标(X，Y，Z)时，其步骤与确定基准坐标的相同，这里不再赘述。采用多次测量的方法能够提高点胶针头的实际位置的坐标的精度，从而得到的补偿值也更加精确，校正结果也更好。
由于点胶针头本身的误差、更换点胶针头时，点胶针头倾斜引发的误差以及点胶针头发生碰撞导致位置偏差，使得点胶针头的实际位置的坐标与基准坐标有误差。将点胶针头的实际位置的坐标和基准坐标对比得到补偿值ΔX、ΔY和ΔZ，再根据补偿值移动点胶针头至基准坐标从而消除了上述误差。
本发明提高了消除了点胶针头的实际位置与基准坐标之间的误差，提高了点胶位置的精确度，能够获得更高质量的点胶产品。
本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (6)
1.一种获得点胶针头的基准坐标的方法，其特征在于，所述点胶针头在对针范围内可产生一触发信号，并将所述对针范围的中心点的坐标作为所述基准坐标(X0，Y0，Z0)；获得所述基准坐标(X0，Y0，Z0)包括以下步骤：
将所述点胶针头移动至在所述对针范围内的第一预设点P0；
多次沿X轴方向从P0点移动所述点胶针头，并且每次沿同一方向逐步增加/减少Z轴的坐标值直至第n次时未产生触发信号，分别记录每次产生触发信号时的X轴坐标值和Z轴坐标值，并取X轴坐标值的平均值为所述基准坐标值X0，第n-1次移动时，Z轴坐标值记为Zn-1；
将点胶针头移动至在所述对针范围内的第二预设点M0，所述第二预设点M0的Z轴坐标值为Zn-1；
多次沿Y轴方向从M0点移动所述点胶针头，并且每次沿另一方向逐步减小/增加Z轴的坐标值直至第m次未产生触发信号，分别记录每次产生触发信号时的Y轴坐标值，并取其平均值为所述基准坐标值Y0；
将点胶针头移动至平面N，所述平面N的Z轴坐标值为Zn-1，若所述点胶针头在所述平面N内能够产生触发信号则取Zn-1为所述基准坐标值Z0；若所述点胶针头在所述平面N内的各点处均未产生触发信号则测量有误，Zn-1不在所述对针范围内，重复上述步骤直至确定所述基准坐标在对针范围内。
2.根据权利要求1所述的获得点胶针头的基准坐标的方法，其特征在于，在获得基准坐标值X0的步骤中，包括：首先将所述点胶针头移动至所述第一预设点P0；
第一次移动所述点胶针头至P1点：沿X轴方向移动所述点胶针头至P1点并产生一个触发信号，记录下所述P1点的X轴坐标值X1和Z轴坐标值Z1；
第二次移动所述点胶针头至P2点：先将所述点胶针头移回至所述第一预设点P0，再沿Z轴方向上升/下降所述点胶针头，然后沿X轴方向移动至P2点并产生一个触发信号，记录下所述P2点的X轴坐标值X2和Z轴坐标值Z2；
第三次移动所述点胶针头至P3点：保持Z2的坐标值，先将所述点胶针头沿X轴方向从所述P2点移至所述P0点的正上方/正下方，再沿Z轴方向上升/下降所述点胶针头，然后沿X轴方向移动至P3点并产生一个触发信号，记录下所述P3点的X轴坐标值X3和Z轴坐标值Z3；
重复上述过程，直至第n次移动所述点胶针头至Pn点，未产生触发信号；则第n-1次移动所述点胶针头至Pn-1点，记录所述Pn-1点的X轴坐标值Xn-1和Z轴坐标值Zn-1；
计算所述基准坐标值X0，X0＝(X1+X2+...+Xn-1)/n-1；
所述P1点至所述Pn-1点不都在所述P0点的同一侧。
3.根据权利要求2所述的获得点胶针头的基准坐标的方法，其特征在于，在获得基准坐标值Y0的步骤中，包括：首先将所述点胶针头移动至所述第二预设点M0；
第一次移动所述点胶针头至M1点：沿Y轴方向移动所述点胶针头至M1点并产生一个触发信号，记录下所述M1点的Y轴坐标值Y1和Z轴坐标值Z1＇；
第二次移动所述点胶针头至M2点：先将所述点胶针头移回至所述第二预设点M0，再沿Z轴方向下降/上升所述点胶针头，然后沿Y轴方向移动至M2点并产生一个触发信号，记录下所述M2点的Y轴坐标值Y2和Z轴坐标值Z2＇；
第三次移动所述点胶针头至M3点：保持Z2＇的坐标值，先将所述点胶针头沿Y轴方向从所述M2点移至所述M0点的正下方/正上方，再沿Z轴方向下降/上升所述点胶针头，然后沿Y轴方向移动至M3点并产生一个触发信号，记录下所述M3点的Y轴坐标值Y3和Z轴坐标值Z3＇；
重复上述过程，直至第m次移动所述点胶针头至Mm点，未产生触发信号；
计算所述基准坐标值Y0，Y0＝(Y1+Y2+...+Ym-1)/m-1；
所述M1点至所述Mm-1点不都在所述M0点的同一侧。
4.一种点胶针头的自动校正方法，其特征在于，包括两组位于同一平面上的对射光线传感器，其中每一组对射光线传感器的发射器和接收器相对设置，两个所述发射器和两个所述接收器呈正方形布置，两个所述发射端所发射的光线交汇形成一对针范围，如权利要求3所述的获得点胶针头的基准坐标的方法确定所述基准坐标(X0，Y0，Z0)，再将所述点胶针头的实际位置的坐标(X，Y，Z)与所述基准坐标(X0，Y0，Z0)比较，获得补偿值ΔX、ΔY和ΔZ，根据所述补偿值移动所述点胶针头至所述基准坐标(X0，Y0，Z0)，从而实现对针。
5.根据权利要求4所述的点胶针头自动校正方法，其特征在于，重复获得所述基准坐标的步骤得到所述点胶针头的实际位置的坐标(X，Y，Z)。
6.一种点胶针头自动校正装置，其特征在于，用于实现如权利要求4或5任意一项所述的点胶针头自动校正方法，该装置包括点胶针头、获取所述点胶针头的位置坐标的信息处理单元、控制所述点胶针头移动的运动控制单元和驱动所述点胶针头移动的驱动机构，所述点胶针头在所述对针范围内产生一触发信号，所述信息处理单元接收到该信号后获得所述点胶针头在该位置的坐标值，所述运动控制单元用于控制所述驱动机构的移动距离。
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