相關(guān)申請的交叉引用

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

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)(pickandplacemachine)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(indexposition))，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)合并之前來自傳感器和致動(dòng)器的數(shù)據(jù)需要傳送經(jīng)過相對(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，并且計(jì)算校正指令。感測和計(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。

通過該方法，來自致動(dòng)器的有關(guān)噴嘴角位置的信息和來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)用更簡單的處理例行程序。存儲(chǔ)來自致動(dòng)器的有關(guān)噴嘴角位置的信息和來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。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例實(shí)施例，提供了將部件定位在板上期望位置的方法。所述方法包括如下步驟：(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)來自固定計(jì)算機(jī)的校正指令在板上放置所述部件。

根據(jù)本發(fā)明的另一示例實(shí)施例，提供了一種取放機(jī)。所述取放機(jī)包括：部件輸送系統(tǒng)；板輸送系統(tǒng)；固定計(jì)算機(jī)；以及包括噴嘴和傳感器的至少一個(gè)能移動(dòng)放置單元。所述放置單元被構(gòu)造為相對(duì)于部件輸送系統(tǒng)和板輸送系統(tǒng)移動(dòng)。所述傳感器包括：在所述傳感器內(nèi)(例如在傳感器的外殼內(nèi))的接收電路，被構(gòu)造為接收有關(guān)所述噴嘴的旋轉(zhuǎn)位置的旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)；在所述傳感器內(nèi)(例如在傳感器的外殼內(nèi))的光學(xué)器件和檢測電子器件，被構(gòu)造為獲取有關(guān)可移除地附接于所述噴嘴的部件的定向的傳感器數(shù)據(jù)，以及在所述傳感器內(nèi)(例如在傳感器的外殼內(nèi))的信號(hào)處理電路，被構(gòu)造為將所述旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)和所述傳感器數(shù)據(jù)合并為數(shù)據(jù)集且發(fā)送所述數(shù)據(jù)集至所述固定計(jì)算機(jī)。所述固定計(jì)算機(jī)包括：接收來自所述傳感器的數(shù)據(jù)集的接收電路；以及計(jì)算來自所述數(shù)據(jù)集的校正指令且將所述校正指令作為校正信號(hào)輸出至所述至少一個(gè)能移動(dòng)放置單元的信號(hào)處理電路。

根據(jù)本發(fā)明的又一示例實(shí)施例，提供了用于取放機(jī)的傳感器。所述取放機(jī)包括至少一個(gè)噴嘴和固定計(jì)算機(jī)。所述傳感器包括：(a)在所述傳感器內(nèi)(例如在傳感器的外殼內(nèi))的接收電路，被構(gòu)造為接收有關(guān)所述噴嘴的旋轉(zhuǎn)位置的旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)；(b)在所述傳感器內(nèi)(例如在傳感器的外殼內(nèi))的光學(xué)器件和檢測電子器件，被構(gòu)造為獲取有關(guān)可移除地附接于所述噴嘴的部件所述定向的傳感器數(shù)據(jù)，以及(c)在所述傳感器內(nèi)(例如在傳感器的外殼內(nèi))的信號(hào)處理電路，被構(gòu)造為將所述旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)和所述傳感器數(shù)據(jù)合并為數(shù)據(jù)集且發(fā)送所述數(shù)據(jù)集至所述固定計(jì)算機(jī)。

附圖說明

當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時(shí)最好地根據(jù)以下詳細(xì)說明理解本發(fā)明。需要強(qiáng)調(diào)，根據(jù)慣例，附圖的各個(gè)特征不是按比例的。相反，為了清楚起見，各個(gè)特征的尺寸被任意地放大或縮小。附圖包括以下圖：

圖1是常規(guī)取放機(jī)的一部分的透視圖；

圖2是圖1的常規(guī)取放機(jī)的部件放置單元的側(cè)視圖；

圖3是圖2的常規(guī)部件放置單元的光學(xué)光路的展開平面圖；

圖4是常規(guī)傳感器的另一實(shí)施例的頂視圖；

圖5a-5c是三個(gè)不同的常規(guī)取放機(jī)的示意圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例實(shí)施例的取放機(jī)的示意圖；

圖7a-7e是圖6的取放機(jī)的五個(gè)不同的數(shù)據(jù)集；

圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例實(shí)施例的當(dāng)獲取傳感器數(shù)據(jù)時(shí)噴嘴以恒定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的速度時(shí)間圖；并且

圖9是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例實(shí)施例的當(dāng)獲取傳感器數(shù)據(jù)時(shí)噴嘴以變化的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的速度時(shí)間圖。

類似的元件/部分可在不同附圖中用相同的附圖標(biāo)記表示，不論該元件/部分是常規(guī)結(jié)構(gòu)還是本發(fā)明結(jié)構(gòu)的都如此。

具體實(shí)施方式

此處使用的術(shù)語“部件”指的是可使用取放機(jī)“取”和“放”的部件的廣義種類。示例的部件包括半導(dǎo)體模具、電容器、電阻器、集成電路、封裝裝置等等。

此處使用的術(shù)語“板(board)”指的是可使用取放機(jī)將部件放置于其的廣義種類的基板。示例的板(還也稱為基板)包括印刷電路板、引線框架、晶片、玻璃基板、金屬板等等。

本發(fā)明涉及將部件定位在板上期望位置的方法，藉此利用取放機(jī)的能移動(dòng)放置單元的噴嘴拾取所述部件。放置單元包括傳感器。在確定所述部件相對(duì)于噴嘴的定向之后，部件以正確定向被放置在板上期望位置。本發(fā)明還涉及用于執(zhí)行所述方法的取放機(jī)和用于所述取放機(jī)的傳感器。

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供將部件定位在板上期望位置的方法，藉此在被放置在板上之前能夠容易和可靠地確定部件的定向。

本發(fā)明的另一目的是提供將部件定位在板上期望位置的方法，藉此可能保留所獲取的用于確定部件定向的數(shù)據(jù)以便用于隨后分析。

根據(jù)本發(fā)明的方面，將傳感器數(shù)據(jù)和相應(yīng)旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)合并為傳感器內(nèi)(例如在傳感器的外殼內(nèi))的數(shù)據(jù)集具有的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可使用相對(duì)小的信號(hào)處理電路。這種信號(hào)處理電路可使用少量的電能從而顯著減少了局部生熱的風(fēng)險(xiǎn)。此外，對(duì)信號(hào)處理電子器件的更低要求提供了使傳感器成本更低的機(jī)會(huì)。而且，由于將數(shù)據(jù)合并為數(shù)據(jù)集發(fā)生在傳感器內(nèi)，獲取傳感器數(shù)據(jù)的位置與信號(hào)處理電路之間的距離以及獲取傳感器旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的位置與信號(hào)處理電路之間的距離相對(duì)較小。因而，能夠以可靠的方式產(chǎn)生數(shù)據(jù)集。數(shù)據(jù)集可被實(shí)時(shí)或非實(shí)時(shí)傳送至固定計(jì)算機(jī)，在固定計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)集可在任何期望的時(shí)刻被處理。此外，傳感器數(shù)據(jù)可容易地與噴嘴的旋轉(zhuǎn)速度和傳感器旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)同步從而噴嘴也能以變化的速度旋轉(zhuǎn)。

合并的數(shù)據(jù)集被發(fā)送至固定計(jì)算機(jī)，在該處能在非實(shí)時(shí)環(huán)境下進(jìn)行更復(fù)雜和靈活的處理。固定計(jì)算機(jī)能設(shè)置有期望多的cpu(和同樣多的ram)，因?yàn)闆]有運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)算機(jī)所需的電能導(dǎo)致放置單元局部生熱的風(fēng)險(xiǎn)。

根據(jù)本發(fā)明的某些示例實(shí)施例，可在噴嘴相對(duì)于取放機(jī)的多個(gè)不同旋轉(zhuǎn)位置——在所述位置傳感器數(shù)據(jù)和相應(yīng)旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的多個(gè)數(shù)據(jù)集被發(fā)送至固定計(jì)算機(jī)并且基于所述多個(gè)數(shù)據(jù)集在固定計(jì)算機(jī)內(nèi)計(jì)算校正指令——執(zhí)行如下步驟：(i)在傳感器內(nèi)獲取有關(guān)噴嘴相對(duì)于放置單元的定向的旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)和(ii)在傳感器內(nèi)將傳感器數(shù)據(jù)和旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)合并為數(shù)據(jù)集的步驟。通過獲取若干數(shù)據(jù)集，進(jìn)一步提高了能確定所述部件的定向的精確度。

根據(jù)本發(fā)明的某些示例實(shí)施例，以等間隔的旋轉(zhuǎn)位置獲取傳感器數(shù)據(jù)。因?yàn)樾D(zhuǎn)數(shù)據(jù)已經(jīng)能在傳感器內(nèi)得到，因此傳感器數(shù)據(jù)和旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)能容易地同步，即使旋轉(zhuǎn)速度變化較大時(shí)亦如此。

根據(jù)本發(fā)明的某些示例實(shí)施例，本發(fā)明的將部件定位在板上期望位置的方法包括在固定計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)集、已經(jīng)在固定計(jì)算機(jī)內(nèi)接收至少一定數(shù)量(例如預(yù)定數(shù)量)的數(shù)據(jù)集之后計(jì)算校正指令的步驟。

數(shù)據(jù)集可被臨時(shí)存儲(chǔ)——因?yàn)閭鞲衅鲀?nèi)花費(fèi)的測量時(shí)間典型地長于固定計(jì)算機(jī)中的高速處理能力。在此情況下，傳感器內(nèi)不需要強(qiáng)大的處理能力。傳感器內(nèi)的處理能力能例如在具有較小占地面積和小功率要求的fpga內(nèi)實(shí)施。還可能存儲(chǔ)數(shù)據(jù)集以便未來分析。

根據(jù)本發(fā)明的某些示例實(shí)施例，執(zhí)行傳感器內(nèi)傳感器數(shù)據(jù)的預(yù)處理(以將傳感器數(shù)據(jù)壓縮為壓縮傳感器數(shù)據(jù))的步驟，隨后壓縮傳感器數(shù)據(jù)和旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)被合并為數(shù)據(jù)集。通過壓縮所述傳感器數(shù)據(jù)，獲取了壓縮數(shù)據(jù)組，這可減少數(shù)據(jù)流量和從傳感器至固定計(jì)算機(jī)的高速通信裝置的需要。壓縮傳感器數(shù)據(jù)可包括例如僅僅有關(guān)圖像內(nèi)所述部件的輪廓邊緣的位置的信息。可應(yīng)用其它圖像壓縮技術(shù)例如jpeg。此外，例如可使用其它數(shù)據(jù)簡化技術(shù)，如興趣區(qū)域選擇(region-of-interestselection)，其中僅傳送輪廓邊緣附近的圖像數(shù)據(jù)。

根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)方面，因?yàn)閭鞲衅鲀?nèi)的信號(hào)處理電路將主要用來將傳感器數(shù)據(jù)和旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)合并為數(shù)據(jù)集，而固定計(jì)算機(jī)內(nèi)的信號(hào)處理電路用于處理數(shù)據(jù)集，因此傳感器內(nèi)的信號(hào)處理電路與固定計(jì)算機(jī)內(nèi)的比起來相對(duì)簡單。

在本發(fā)明的其中取放機(jī)包括多個(gè)能移動(dòng)放置單元(其中每個(gè)放置單元設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明的傳感器)的實(shí)施例中，能通過多個(gè)(也許所有)放置單元使用固定計(jì)算機(jī)。放置單元的傳感器內(nèi)的相對(duì)簡單的信號(hào)處理電路的成本相對(duì)較低，同時(shí)可僅使用一個(gè)昂貴的固定計(jì)算機(jī)。

在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，傳感器包括光源以獲取所述部件的期望照明從而能夠通過檢測電子器件拍攝部件的圖像，或在檢測電子器件上投下部件的陰影。

根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例，傳感器數(shù)據(jù)表示部件的側(cè)面圖像，其中固定計(jì)算機(jī)中的信號(hào)處理電路適于計(jì)算多個(gè)旋轉(zhuǎn)位置處所述部件的視覺外殼(visualhull)的形狀。在部件的側(cè)面圖像中，部件的輪廓邊緣的位置將清楚可見。輪廓邊緣的位置在部件旋轉(zhuǎn)期間變化。基于邊緣位置的位移，可確定部件的拐角的位置。

如上所述(例如在本申請的發(fā)明內(nèi)容部分)，提供了用于取放機(jī)的本發(fā)明傳感器。使用本發(fā)明的傳感器，可以時(shí)間、可靠性和/或精確度方面改進(jìn)的性能確定部件的定向。由于這種傳感器中的信號(hào)處理電路主要用于將傳感器數(shù)據(jù)和旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)合并為數(shù)據(jù)集，同時(shí)將在固定計(jì)算機(jī)中處理該數(shù)據(jù)集，因此傳感器中的信號(hào)處理電路能相對(duì)簡單。但是，由于信號(hào)處理電路相對(duì)靠近傳感器中的接收電路和檢測電子器件，因此可容易和可靠地完成數(shù)據(jù)集的實(shí)時(shí)形成。

圖1示出us專利7941913中所述取放機(jī)1的一部分的透視圖。取放機(jī)1包括基板送入/送出裝置2和三個(gè)部件放置單元3。基板送入/送出裝置2形成板輸送系統(tǒng)。每個(gè)部件放置單元3包括細(xì)長的u形框架4、可沿雙箭頭y所示的方向相對(duì)于框架4移動(dòng)的第一滑塊5以及可沿雙箭頭x所示的方向相對(duì)于第一滑塊5移動(dòng)的第二滑塊6。第二滑塊6設(shè)有噴嘴7，噴嘴7可沿雙箭頭z所示的方向相對(duì)于第二滑塊6移動(dòng)。如圖2清楚示出，噴嘴7可繞平行于z方向延伸的中心軸8沿雙箭頭φ所示的方向旋轉(zhuǎn)。第二滑塊6還設(shè)置有裝置9，裝置9的光軸10平行于中心軸8延伸。裝置9包括成像裝置11，配置在其前部的透鏡12、13，局部配置在透鏡13前部的偏轉(zhuǎn)鏡14以及光源15。偏轉(zhuǎn)鏡14包括與光軸10的45°角。透鏡12、13形成遠(yuǎn)心(telecentric)光學(xué)元件，其第一聚焦面16與噴嘴7的中心軸8重合。第一聚焦面16還與由基板送入/送出裝置2所支撐的基板17重合。由透鏡12、13形成的光學(xué)元件的第二聚焦面18與成像裝置11重合。

光源15位于光學(xué)元件12、13的遠(yuǎn)離聚焦面16的一側(cè)上并且提供了例如已被噴嘴7拾取(例如通過施加真空)的部件19的漫射照明。部件19已經(jīng)由噴嘴7從部件輸送系統(tǒng)的部件供應(yīng)位置20拾取。噴嘴7已經(jīng)以現(xiàn)有技術(shù)已知的方式沿箭頭x和y所示的方向移動(dòng)。

當(dāng)部件19從部件供應(yīng)位置20移至基板17上的期望位置21時(shí)，部件19粘附于其的噴嘴7繞中心軸8沿由雙箭頭φ所示的方向旋轉(zhuǎn)。在旋轉(zhuǎn)期間，在提前已知的多個(gè)旋轉(zhuǎn)位置處藉由成像裝置11產(chǎn)生出現(xiàn)在聚焦面16中的部件19輪廓圖像。由輪廓圖像，能通過運(yùn)算單元確定部件19相對(duì)于噴嘴7的位置和定向。此外，通過成像裝置11產(chǎn)生基板17上位置21的一個(gè)或多個(gè)圖像。由存儲(chǔ)在運(yùn)算單元中的在滑塊6相對(duì)于框架4的位置處產(chǎn)生的圖像，可確定位置21相對(duì)于噴嘴7(從而相對(duì)于部件19)的定位。隨后，部件19能被準(zhǔn)確地放置在期望位置21處。

由于透鏡12、13位于中心軸8的旁邊，因此部件19能被放置在基板17上而不需要移動(dòng)成像裝置11的各部分。這樣就確保了部件放置單元的各個(gè)元件將保持相對(duì)于彼此的正確定位。

由于通過成像裝置11感測部件19的輪廓，因此能以相對(duì)簡單的方式確定部件19相對(duì)于噴嘴7的位置和定向。由于光學(xué)元件是遠(yuǎn)心的，因此獲取了部件19的清晰圖像并且當(dāng)部件的輪廓點(diǎn)不在焦點(diǎn)上時(shí)部件邊緣在成像裝置11上的位置不變。

在圖3所示的情形下，中心軸8與光軸10相交。中心軸8的這個(gè)位置特別適于相對(duì)較小的部件19，其整個(gè)輪廓能成像在成像裝置11上。在更大的部件19的情形下，合適的是將中心軸8定位在距光軸10一定距離處，同時(shí)中心軸8仍然位于聚焦面16內(nèi)。在這個(gè)位置，僅部件19的靠近光軸10的一側(cè)將成像在成像裝置11上。但是，通過令部件19圍繞中心軸8旋轉(zhuǎn)，在部件完全旋轉(zhuǎn)之后和已經(jīng)產(chǎn)生部件19輪廓的若干圖像之后能確定部件19相對(duì)于中心軸8的位置。

光源15可以例如是非相干光源從而消除衍射效應(yīng)。使用相對(duì)較小的單個(gè)led光源的準(zhǔn)直照明(collimatedillumination)和遠(yuǎn)心成像也能合并。

使用成像光學(xué)提供了成像光學(xué)的聚焦平面內(nèi)更高的光學(xué)分辨率，這就能對(duì)齊更小和更薄的部件。當(dāng)部件19變得非常薄(例如約為10μm厚的等級(jí))時(shí)，由于放置裝配中的機(jī)械公差特別是部件相對(duì)于噴嘴的傾斜，所以很難確定部件的正確邊緣。通過使用2d光電二極管陣列檢測器，在每個(gè)采集定向處能獲得多個(gè)線而非單線。通過合并這些線中的信息，能發(fā)現(xiàn)實(shí)際的正確邊緣位置。

使用成像光學(xué)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)成像光在透鏡和照明元件處散焦時(shí)對(duì)塵粒在光學(xué)元件上的阻礙不那么敏感了。在這種遠(yuǎn)心成像裝配中，廓影圖像(silhouetteimages)中的邊緣位置也必須被處理為部件尺寸數(shù)據(jù)。

圖4是現(xiàn)有技術(shù)傳感器31的另一實(shí)施例的頂視圖，其包括激光二極管32、準(zhǔn)直透鏡33和光電二極管陣列34。部件19能在準(zhǔn)直透鏡33與光電二極管陣列34之間沿雙箭頭φ所示的方向繞中心軸8旋轉(zhuǎn)。

準(zhǔn)直激光束35照亮垂直于旋轉(zhuǎn)軸8的部件19。準(zhǔn)直激光束35內(nèi)的部件19在光電二極管陣列34上投下陰影，使得部件19在光電二極管陣列34上的廓影的位置和尺寸能由陰影的邊緣位置確定。當(dāng)部件19旋轉(zhuǎn)時(shí)，在部件19的多個(gè)定向處獲得陰影圖像。通過合并陰影圖像內(nèi)的邊緣位置，可確定部件19相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸8沿x、y、φ的偏移。使用相干激光束提供了光的定義明確的方向性的優(yōu)點(diǎn)。

圖5a-5c是三個(gè)不同的現(xiàn)有技術(shù)取放機(jī)41、51、61的示意圖。每個(gè)取放機(jī)41、51、61包括傳感器9、對(duì)齊處理單元42、旋轉(zhuǎn)噴嘴7和連接于其的部件19的致動(dòng)器43以及觸發(fā)致動(dòng)器43的運(yùn)動(dòng)控制單元44。校正數(shù)據(jù)從對(duì)齊處理單元42經(jīng)由線路45被發(fā)送至運(yùn)動(dòng)控制單元44。電動(dòng)機(jī)電流從運(yùn)動(dòng)控制單元44經(jīng)由線路46被發(fā)送至致動(dòng)器43。編碼器數(shù)據(jù)從致動(dòng)器43經(jīng)由線路48也被發(fā)送至對(duì)齊處理單元42。傳感器數(shù)據(jù)從傳感器9經(jīng)由線路49被發(fā)送至對(duì)齊處理單元42。

編碼器數(shù)據(jù)和傳感器數(shù)據(jù)沿兩個(gè)不同的線路48、49被插入對(duì)齊處理單元42。在對(duì)齊處理單元42中，編碼器數(shù)據(jù)和相應(yīng)的傳感器數(shù)據(jù)被同步并且基于編碼器數(shù)據(jù)和相應(yīng)的傳感器數(shù)據(jù)計(jì)算校正數(shù)據(jù)。校正數(shù)據(jù)用于校正運(yùn)動(dòng)控制單元44以便以正確定向?qū)⒉考?9放置在板上。

在對(duì)齊處理單元42的位置上，取放機(jī)41、51、61彼此各異。

通過取放機(jī)41，對(duì)齊處理單元42位于第一固定計(jì)算機(jī)52內(nèi)，同時(shí)運(yùn)動(dòng)控制單元45位于第二固定計(jì)算機(jī)53內(nèi)。單詞“固定”意味著計(jì)算機(jī)不隨著噴嘴7和傳感器9在板上移動(dòng)。

通過取放機(jī)51，對(duì)齊處理單元42和運(yùn)動(dòng)控制單元45位于相同的固定計(jì)算機(jī)54內(nèi)。通過令對(duì)齊處理單元42固定地定位在距能移動(dòng)噴嘴7和能移動(dòng)傳感器9一定距離處，在傳感器數(shù)據(jù)和編碼器數(shù)據(jù)合并之前傳感器數(shù)據(jù)和編碼器數(shù)據(jù)經(jīng)由相對(duì)較大的距離被傳送至固定的對(duì)齊處理單元。

通過取放機(jī)61，對(duì)齊處理單元42位于與傳感器9相同的外殼55內(nèi)并且隨著傳感器9同時(shí)移動(dòng)。運(yùn)動(dòng)控制單元45位于固定計(jì)算機(jī)53內(nèi)。通過令對(duì)齊處理單元集成在與傳感器9相同的外殼內(nèi)，具有局部生熱和熱膨脹的風(fēng)險(xiǎn)，這對(duì)放置精確度有不良影響。因此，必須限制對(duì)齊處理單元內(nèi)處理電子器件的功率。這就限制了在外殼55內(nèi)執(zhí)行的計(jì)算的復(fù)雜性和速度。

通過每個(gè)現(xiàn)有技術(shù)的取放機(jī)41、51、61，編碼器數(shù)據(jù)和傳感器數(shù)據(jù)沿兩個(gè)不同的線路48、49被插入對(duì)齊處理單元42，藉此，編碼器數(shù)據(jù)和傳感器數(shù)據(jù)在對(duì)齊處理單元42內(nèi)同步，隨后基于編碼器數(shù)據(jù)和相應(yīng)的傳感器數(shù)據(jù)計(jì)算校正數(shù)據(jù)。

圖6是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例實(shí)施例的取放機(jī)系統(tǒng)71的示意圖。取放機(jī)71包括傳感器79、對(duì)齊處理單元72、旋轉(zhuǎn)噴嘴7和連接于其的部件19的致動(dòng)器43以及觸發(fā)致動(dòng)器43的運(yùn)動(dòng)控制單元44。校正數(shù)據(jù)從對(duì)齊處理單元72經(jīng)由線路45被發(fā)送至運(yùn)動(dòng)控制單元44。電動(dòng)機(jī)電流從運(yùn)動(dòng)控制單元44經(jīng)由線路46被發(fā)送至致動(dòng)器43。編碼器數(shù)據(jù)從致動(dòng)器43經(jīng)由線路47被發(fā)送至運(yùn)動(dòng)控制單元44。

對(duì)齊處理單元72和運(yùn)動(dòng)控制單元44位于固定計(jì)算機(jī)73內(nèi)。若期望，運(yùn)動(dòng)控制單元44能位于固定計(jì)算機(jī)73的外部。

透鏡12、13形成傳感器79的光學(xué)器件，同時(shí)光源15和成像裝置11是傳感器79中的檢測電子器件的一部分。光學(xué)器件和檢測電子器件被構(gòu)造為獲取有關(guān)可移除地附接于噴嘴7的部件19的位置的傳感器數(shù)據(jù)。

傳感器79包括接收電路74，接收電路74被構(gòu)造為經(jīng)由線路75接收來自致動(dòng)器43的有關(guān)噴嘴7旋轉(zhuǎn)位置的旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)例如編碼器數(shù)據(jù)。旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)從接收電路74經(jīng)由線路77被發(fā)送至信號(hào)處理電路76。傳感器數(shù)據(jù)從成像裝置11經(jīng)由線路78被發(fā)送至信號(hào)處理電路76。

在信號(hào)處理電路76中，旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)和傳感器數(shù)據(jù)被合并為數(shù)據(jù)集。數(shù)據(jù)集從信號(hào)處理電路76經(jīng)由線路80被發(fā)送至固定計(jì)算機(jī)73中的對(duì)齊處理單元72。

固定計(jì)算機(jī)73中的對(duì)齊處理單元72包括接收電路81以經(jīng)由線路80從傳感器79內(nèi)的信號(hào)處理電路76接收數(shù)據(jù)集。從接收電路81，數(shù)據(jù)集經(jīng)由線路82被發(fā)送至固定計(jì)算機(jī)73的對(duì)齊處理單元72內(nèi)的信號(hào)處理電路83。在信號(hào)處理電路83中，由數(shù)據(jù)集計(jì)算校正指令。校正指令作為校正數(shù)據(jù)從信號(hào)處理電路83經(jīng)由運(yùn)動(dòng)控制單元44被發(fā)送至噴嘴7的致動(dòng)器43從而在將部件19安裝在板上之前使部件19處于正確的角位置。此外，校正數(shù)據(jù)還被發(fā)送至第一和第二滑塊5、6的致動(dòng)器從而將部件19定位在板上的期望位置的上方。在期望位置處，噴嘴7沿z方向移動(dòng)以將部件定位在板上。

取代經(jīng)由線路(電線或其它連接)傳送信號(hào)，當(dāng)然也可能經(jīng)由無線傳輸發(fā)送至少一些信號(hào)。

固定計(jì)算機(jī)73也能設(shè)置有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器84，數(shù)據(jù)集能經(jīng)由線路80被輸入和存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器84中。數(shù)據(jù)集從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器84經(jīng)由線路85被輸入對(duì)齊處理單元72，藉此在已經(jīng)接收至少若干數(shù)據(jù)集之后計(jì)算校正指令。在已經(jīng)計(jì)算校正數(shù)據(jù)之后數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器84內(nèi)的數(shù)據(jù)集可被刪除，或被保留以便隨后評(píng)估。

圖7a-7e示出如圖6所示取放機(jī)的五個(gè)不同的數(shù)據(jù)集。圖7a示出數(shù)據(jù)集91，其包括傳感器數(shù)據(jù)陣列92(例如像素值93)，通過將旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)93補(bǔ)加于傳感器數(shù)據(jù)陣列92來用旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)94(例如編碼器數(shù)據(jù))擴(kuò)展它。圖7b示出不同于數(shù)據(jù)集91的數(shù)據(jù)集95，區(qū)別在于補(bǔ)加的順序相反，首先是旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)94然后是傳感器數(shù)據(jù)92。圖7c示出數(shù)據(jù)集96，藉此傳感器數(shù)據(jù)被預(yù)處理為僅僅包括基本象素位置數(shù)據(jù)并且由此壓縮待發(fā)送的傳感器數(shù)據(jù)量。壓縮的傳感器數(shù)據(jù)97與旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)94合并。圖7d示出數(shù)據(jù)集98，其中傳感器數(shù)據(jù)99包括在相同編碼器位置處捕獲的多個(gè)傳感器數(shù)據(jù)線路。圖7e示出數(shù)據(jù)集102，通過施加簡單的算術(shù)運(yùn)算如加法、求平均值或感測相應(yīng)位置的最小或最大值，多個(gè)數(shù)據(jù)線路100能合并為一個(gè)單線路101。在多線路100的情形下，數(shù)據(jù)甚至能被進(jìn)一步壓縮為基本象素位置數(shù)據(jù)。多線路的合并以及傳感器數(shù)據(jù)的壓縮運(yùn)用很少的數(shù)據(jù)處理，并且能容易在傳感器79的相對(duì)簡單的信號(hào)處理電路76中執(zhí)行。

圖8是當(dāng)獲取傳感器數(shù)據(jù)時(shí)以恒定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的噴嘴7的速度-時(shí)間圖。從圖表可看出，恒定轉(zhuǎn)速例如可以是10轉(zhuǎn)/秒，藉此獲取傳感器數(shù)據(jù)所需的加速度和時(shí)間是有限的。

在大約0.04秒期間的第一部分102中，噴嘴7開始旋轉(zhuǎn)和加速。進(jìn)一步地，噴嘴7沿z方向向上移動(dòng)以將部件19定位在傳感器79內(nèi)。在第二部分103期間，噴嘴7以10轉(zhuǎn)/秒的恒定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。在該第二部分103期間，通過傳感器79在不同時(shí)間點(diǎn)104獲取圖像。在第三部分105、105'中，噴嘴7減速并且基于算出的校正數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)至期望的角位置。進(jìn)一步地，噴嘴7沿z方向向下移動(dòng)離開傳感器79。根據(jù)期望的校正，噴嘴7將跟隨部分105或105'。總時(shí)間約為0.25秒。

圖9是當(dāng)獲取傳感器數(shù)據(jù)時(shí)以變化旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)的噴嘴7的速度-時(shí)間圖。在第一部分112中，噴嘴7噴嘴開始旋轉(zhuǎn)并且以與圖8相同的加速度加速。進(jìn)一步地，噴嘴7沿z方向向上移動(dòng)以將部件19定位在傳感器79內(nèi)。在第二部分113期間，噴嘴7以20轉(zhuǎn)/秒的恒定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。在第一部分112以及第二部分113期間，通過傳感器79在不同時(shí)間點(diǎn)104獲取圖像。在第三部分115、115'中，噴嘴7減速并且基于算出的校正數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)至期望的角位置。此外，噴嘴7沿z方向向下移動(dòng)離開傳感器79。根據(jù)期望的校正，噴嘴7將跟隨部分115或115'。總時(shí)間約為0.17秒。

用本發(fā)明的取放機(jī)71，有可能使用圖8和9所示的兩個(gè)速度-時(shí)間圖。例如，可能期望使用圖9所示的速度-時(shí)間圖，因?yàn)榭倳r(shí)間更短。由于還在加速度部分期間獲取圖像，該更短的時(shí)間是可能的，因?yàn)樾D(zhuǎn)數(shù)據(jù)能在傳感器79中直接得到并且能直接與傳感器79內(nèi)相應(yīng)的傳感器數(shù)據(jù)合并為數(shù)據(jù)集。

通過取放機(jī)71，傳感器79僅用于確定部件19在噴嘴7上的定向。還可能使用傳感器79確定通過取放機(jī)1放在板上的期望位置。

盡管參照特定實(shí)施例示出和描述了本發(fā)明，本發(fā)明不意圖局限于所示的細(xì)節(jié)。相反地，可對(duì)細(xì)節(jié)做出不同改進(jìn)并且在權(quán)利要求的等價(jià)物范圍內(nèi)而不脫離本發(fā)明的范圍。