專利名稱：網板測厚的雙測頭同步運動集成裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種網板測厚的雙測頭同步運動集成裝置，屬于機械設計和設備制造領域，具體涉及一種s M T來料網板及后工序不同階段的半成品網板及最后成品網板厚度測量的雙測頭同步運動集成裝置。
技術背景
SMT行業各工序對網板的厚度及平面度提出更高要求，為確保最終成品的質量合格，需要對處于各工序中的來料網板、半成品網板、成品網板進行厚度及平面度測量。
SMT來料網板一般為一定厚度、一定幅面大小的平板；半成品主要是有step特征的產品(在網板上，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，半成品一般是裸網板(未通過絲印繃網)情況下進行厚度測量。
SMT成品網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后再進行厚度測量。
SMT各工序中網板表示特征不同，要在同一臺測量上實現厚度和平面度的測量，以往采用真空吸附網板的方法只能適用于來料網板檢測，而無法適應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生相對位移變化； (4)由于SM T網板厚度及有凹凸特征變化，上、下測頭需要能適應被測網板厚度變化，測量前調整好上下測頭相對網板上表面和下表面的高度； (5)要保證上、下測頭對射在網板上是同一個點，必須在測量前將上下測頭測量光軸調整到同軸。
要同時滿足以上五點要求，才能滿足好針對S M T來料網板及后工序不同階段的半成品網板及最后成品網板的厚度測量需求。
而傳統的上、下測頭固定裝置，一般是采取復雜軸系系統來保證的，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復雜程度，還對系統控制精度提出了更高的要求，造成設備整體開發成本高，且會影響最終的測量精度，測量設備最終性能難有保證。
所以，提供一種設計簡單，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
發明內容
本發明旨在解決以上技術問題，發明一種針對S M T來料網板及后工序不同階段的半成品網板及最后成品網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的針對SMT來料網板及后工序不同階段的半成品網板及最后成品網板的厚度測量設備結構復雜、精度難以保證、成本高等問題。
一種網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構穩定、剛性好的“口”字形框體作為平臺底座，“口”字形開口橫向寬比垂直方向尺寸大，橫向增大尺寸是為了滿足S M T各類網板的幅面尺寸要求，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整功能的調整座(圖3中2)，該調整座被固定在“口 ”字形框體的下橫梁(圖3中I)上，下測頭(圖3中3)固定在該調整座上，可通過調節精密二維角度來將上、下測頭對射光軸調整到同軸。
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，調整好上、下測頭相對距離，調整好后上、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網板厚度測量精度有影響。
本專利發明的集成裝置，相比較以往的測厚裝置，很好的解決了針對S M T來料網板及后工序不同階段的半成品網板及最后成品網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生相對位移變化； (4)由于S MT網板厚度及有凹凸特征變化，上、下測頭需要能適應被測網板厚度變化，測量前調整好上、下測頭相對網板上表面和下表面的高度； (5 )要保證上、下測頭對射在網板上是同一個點，必須在測量前將上、下測頭測量光軸調整到同軸。
該集成裝置已成功集成到SMT網板厚度測量設備上，通過實際使用表明能很好的滿足針對SMT來料網板及后工序不同階段的半成品網板及最后成品網板的厚度測量的上述五點需求，解決了以往同類設備存在的問題。
本發明的上述和/或附加的方面和優點從結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工件臺在測量設備上工作圖01 (針對來料網板和半成品網板) 9-工件臺 10-固定橫梁11-X軸 12-來料網板和半成品網板 13-集成裝置 圖5工件臺在測量設備上工作圖02 (針對成品網板) 9-工作臺 13-集成裝置 14-成品網板具體實施方式
下面詳細描述本發明的實施例，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，僅用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
本專利公開的針對S M T來料網板及后工序不同階段的半成品網板及最后成品網板厚度測量的雙測頭同步運動集成裝置，具體實現形式如圖3所示，該平臺為“ 口 ”字框體結構，該框體結構由下橫梁(圖3中I )、支撐柱(圖3中5和8 )、上橫梁(圖3中6 )構成。“口 ”字形框體結構穩定、剛性好，橫向寬比垂直方向尺寸大，橫向增大尺寸是為了滿足S MT各類網板的幅面尺寸要求，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”字框體結構的上橫梁(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，最終將上、下測頭的對射光軸調整 到同軸。精密二維角度調整座被固定在“口”字框體結構的上橫梁(圖3中I )上。下測頭(圖3中3)調整好與上測頭(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SMT各類不同厚度網板的測量需求。
該集成裝置為一個獨立模塊，使用時，將該集成裝置通過“ 口 ”字框體結構下橫梁(圖3中I)上的9個固定螺釘孔固定在測量設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來料網板或半成品網板(圖4中13)進行厚度測量，圖5中為對SMT成品網板(圖5中14)進行厚度測量。測量時通過集成裝置確保上、下測頭不發生垂直方向的位移，且能很好地調節上、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，實現同步掃描測量，可針對SMT來料網板及后工序不同階段的半成品網板及最后成品網板厚度測量。
盡管已經示出和描述了本發明的實施例，本領域的普通技術人員可以理解:在不脫離本發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，本發明的范圍由權利要求及其等同物限定。
權利要求
1.一種網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)，底座采用結構穩定，剛性好的材料制作而成； 該框體結構由下橫梁(圖3中I )、支撐柱(圖3中5和8 )、上橫梁(圖3中6)構成。
2.根據權利要求1所述，該“口”字形開口橫向寬比垂直方向尺寸大。
3.根據權利要求2所述，大增的橫向尺寸是為了滿足SMT各類網板的幅面尺寸要求。
4.根據權利要求2所述，垂直方向尺寸的高度設計要綜合考慮，以滿足SMT各類網板厚度不同變化及測頭的測量工作行程。
5.根據權利要求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.根據權利要求1所述，該集成裝置包含I個具有精密二維角度調整功能的調整座(圖3中2)，該調整座被固定在“口”字形框體的下橫梁(圖3中I)上，下測頭固定在該調整座上，可通過調節精密二維角度來將上、下測頭對射光軸調整到同軸。
7.根據權利要求1所述，該集成裝置可以針對SMT來料網板及后工序不同階段的半成品網板及最后成品網板厚度測量。
8.根據權利要求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，來調整好上、下測頭相對距離； (2)調節上、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，實現同步掃描測量 。
全文摘要
一種網板測厚的雙測頭同步運動集成裝置，該裝置以結構穩定、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整功能的調整座(圖1中2)，該調整座被固定在“口”字形框體的下橫梁(圖1中1)上，下測頭(圖1中4)固定在該調整座上，可通過調節精密二維角度來將上、下測頭對射光軸調整到同軸。該集成裝置可有效解決傳統的針對ＳＭＴ來料網板及后工序不同階段的半成品網板及最后成品網板的厚度測量設備結構復雜、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 優先權日2012年1月19日
發明者魏志凌, 寧軍, 夏發平 申請人:昆山思拓機器有限公司