專利名稱：用于粘片機的檢測及控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種用于粘片機在粘片機焊頭高速運動過程中，能迅速可靠地檢測是否漏撿晶片或吸嘴是否被雜物堵塞，并將該漏檢信號或雜物堵塞信號送給信號處理系統(tǒng)作相應(yīng)故障處理的檢測及控制系統(tǒng)，屬于粘片機所用檢測及控制系統(tǒng)的改造技術(shù)。
背景技術(shù)：
粘片機在工作過程中，其焊頭在撿片位置利用真空吸取晶片，運動到粘片位置釋放晶片，以實現(xiàn)在基體(如引線框架或PCB板)上粘貼焊接晶片。由于焊頭真空孔徑最小只有0.18mm，在撿片位置，若真空吸取力小于晶片附著力或吸嘴被雜物堵塞，則焊頭吸取不到晶片，發(fā)生漏撿晶片；或由于焊頭高速運動過程中機械振動的原因，焊頭已吸取的晶片掉落，造成在基體相應(yīng)位置沒有粘焊晶片，使產(chǎn)品成品率下降。目前，中國國內(nèi)使用的粘片機均為進(jìn)口產(chǎn)品，國內(nèi)仍處于研究階段。進(jìn)口產(chǎn)品的漏晶檢測系統(tǒng)所用的光源為光導(dǎo)纖維，漏晶傳感器為國外生產(chǎn)的高敏感度光敏三極管，二者均價格昂貴。此外，在撿片位置和粘片位置，其攝像頭的光源調(diào)節(jié)部分一般都獨立于漏晶檢測系統(tǒng)，且采用光導(dǎo)纖維作為光源，其價格同樣昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于考慮上述問題而提供一種不僅能迅速可靠地檢測是否漏撿晶片或吸嘴是否被雜物堵塞，并將該漏檢信號或雜物堵塞信號送給信號處理系統(tǒng)作相應(yīng)故障處理的用于粘片機的檢測及控制系統(tǒng)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，裝配容易，成本低，并能簡單方便地調(diào)節(jié)撿片位置和粘片位置攝像頭所用光源的亮度。
本發(fā)明的原理框圖如圖1所示，包括有光電式傳感器(1)、放大電路(2)、比較電路(3)、觸發(fā)電路(4)、信號處理裝置(5)，其中光電式傳感器(1)包括有光源及光電器件，其光源置于漏晶檢測位置，光電器件置于焊頭真空吸嘴中，且光電式傳感器(1)的輸出端與放大電路(2)的輸入端連接，放大電路(2)的輸出端與比較電路(3)的輸入端連接，比較電路(3)的輸出端與觸發(fā)電路(4)的輸入端連接，觸發(fā)電路(4)的輸出端與信號處理裝置(5)的輸入端連接。
上述光電式傳感器(1)的光源為發(fā)光二極管LED3，光電器件為光敏二極管S1，發(fā)光二極管LED3安裝在焊頭從撿片位置到粘片位置運動路徑中的漏晶檢測位置，光敏二極管S1安裝在焊頭真空吸嘴中作漏晶和雜物堵塞傳感器。
上述放大電路(2)包括有運算放大器U1A及其外圍元件電阻R2、R3、R4、R5，電容C2，比較電路(3)包括有電壓比較器U1B及其外圍元件電阻R6、可變電阻RW2，觸發(fā)電路(4)包括有D觸發(fā)器U2A及其外圍元件電容C1、C3、C4。放大器U1A的輸出端與電壓比較器U1B的負(fù)輸入端連接，放大器U1A的正輸入端與電阻R2、R5連接，負(fù)輸入端通過電阻R4接地，放大器U1A的正輸入端與輸出端之間連接有電阻R5；電壓比較器U1B的正輸入端連接有可調(diào)參考電壓的可變電阻RW2及通過電阻R6與+5V電源連接，電壓比較器U1B的輸出端與觸發(fā)器U2A的時針輸入端連接；觸發(fā)器U2A的D端與+5V電源連接，觸發(fā)器U2A的反相輸出端與信號處理裝置(5)的輸入端連接，觸發(fā)器U2A的清零端與信號處理裝置(5)的輸出端連接。光敏二極管S1的一端接+5V電源，另一端接R2、R3。
上述信號處理裝置(5)為工業(yè)控制計算機，工業(yè)控制計算機通過光電隔離輸入輸出卡與觸發(fā)器U2A連接，其中觸發(fā)器U2A的反相輸出端與光電隔離輸入卡的輸入端連接，觸發(fā)器U2A的清零端與光電隔離輸出卡的輸出端連接。
上述電壓比較器U1B的輸出端還連接有漏晶或雜物堵塞指示燈LED1，指示燈LED1的陰極與電壓比較器U1B的輸出端連接，LED1的陽極通過電阻R7與+5V電源連接。
上述觸發(fā)器U2A的反相輸出端還連接有漏晶或雜物堵塞指示保持燈LED2，指示保持燈LED2的陰極與觸發(fā)器U2A的反相輸出端連接，LED2的陽極通過電阻R10與+5V電源連接。
上述+5V電源還通過固定阻值的電阻R9及可調(diào)電阻RW1與作為撿片位置攝像頭光源的發(fā)光二極管LED4連接。
上述+5V電源還通過固定阻值的電阻R8及可調(diào)電阻RW3與作為粘片位置攝像頭光源的發(fā)光二極管LED5連接。
本發(fā)明由于采用在焊頭從撿片位置到粘片位置運動路徑中安裝高亮度發(fā)光二極管作光源，在焊頭真空嘴中安裝光敏二極管作漏晶和雜物堵塞傳感器的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明通過運算放大器對光敏二極管的電流進(jìn)行放大，并通過電壓比較器與觸發(fā)器連接，將觸發(fā)器與信號處理系統(tǒng)連接。因此，本發(fā)明所用的檢測光源和傳感器均為國產(chǎn)普通產(chǎn)品，不僅價格便宜，而且檢測效果達(dá)到要求，以實現(xiàn)粘片機的國產(chǎn)化；另外，本發(fā)明集成了撿片位置和粘片位置攝像頭的光源亮度調(diào)節(jié)，光源使用普通的高亮度發(fā)光二極管，調(diào)節(jié)電路簡單，成本低。是一種設(shè)計巧妙，性能優(yōu)良，方便實用的用于粘片機的檢測及控制系統(tǒng)。


圖1為本發(fā)明的原理框圖；圖2是本發(fā)明的電路原理圖；圖3是本發(fā)明實施例電路板的絲印圖。
具體實施例方式實施例
本發(fā)明的原理框圖如圖1所示，包括有光電式傳感器(1)、放大電路(2)、比較電路(3)、觸發(fā)電路(4)、信號處理裝置(5)，其中光電式傳感器(1)包括有光源及光電器件，其光源置于漏晶檢測位置，光電器件置于焊頭真空吸嘴中，且光電式傳感器(1)的輸出端與放大電路(2)的輸入端連接，放大電路(2)的輸出端與比較電路(3)的輸入端連接，比較電路(3)的輸出端與觸發(fā)電路(4)的輸入端連接，觸發(fā)電路(4)的輸出端與信號處理裝置(5)的輸入端連接。
上述光電式傳感器(1)的光源為發(fā)光二極管LED3，光電器件為光敏二極管S1，發(fā)光二極管LED3安裝在焊頭從撿片位置到粘片位置運動路徑中的漏晶檢測位置，光敏二極管S1安裝在焊頭真空吸嘴中作漏晶和雜物堵塞傳感器。
上述放大電路(2)包括有運算放大器U1A及其外圍元件電阻R2、R3、R4、R5，電容C2，比較電路(3)包括有電壓比較器U1B及其外圍元件電阻R6、可變電阻RW2，觸發(fā)電路(4)包括有D觸發(fā)器U2A及其外圍元件電容C1、C3、C4。放大器U1A的輸出端與電壓比較器U1B的負(fù)輸入端連接，放大器U1A的正輸入端與電阻R2、R5連接，負(fù)輸入端通過電阻R4接地，放大器U1A的正輸入端與輸出端之間連接有電阻R5；電壓比較器U1B的正輸入端連接有可調(diào)參考電壓的可變電阻RW2及通過電阻R6與+5V電源連接，電壓比較器U1B的輸出端與觸發(fā)器U2A的時針輸入端連接；觸發(fā)器U2A的D端與+5V電源連接，觸發(fā)器U2A的反相輸出端與信號處理裝置(5)的輸入端連接，觸發(fā)器U2A的清零端與信號處理裝置(5)的輸出端連接。光敏二極管S1的一端接+5V電源，另一端接R2、R3。
上述信號處理裝置(5)為工業(yè)控制計算機，工業(yè)控制計算機通過光電隔離輸入輸出卡與觸發(fā)器U2A連接，其中觸發(fā)器U2A的反相輸出端與光電隔離輸入卡的輸入端連接，觸發(fā)器U2A的清零端與光電隔離輸出卡的輸出端連接。
上述電壓比較器U1B的輸出端還連接有漏晶或雜物堵塞指示燈LED1，指示燈LED1的陰極與電壓比較器U1B的輸出端連接，LED1的陽極通過電阻R7與+5V電源連接。
上述觸發(fā)器U2A的反相輸出端還連接有漏晶或雜物堵塞指示保持燈LED2，指示保持燈LED2的陰極與觸發(fā)器U2A的反相輸出端連接，LED2的陽極通過電阻R10與+5V電源連接。
上述+5V電源還通過固定阻值的電阻R9及可調(diào)電阻RW1與作為撿片位置攝像頭光源的發(fā)光二極管LED4連接。
上述+5V電源還通過固定阻值的電阻R8及可調(diào)電阻RW3與作為粘片位置攝像頭光源的發(fā)光二極管LED5連接。
本發(fā)明實施例電路板的絲印圖如圖3所示，圖中J1、J2、J3、J4為三針連接器插座，J5為四針連接器插座；J1外接高亮度發(fā)光二極管LED3，作漏晶檢測光源，J2外接作漏晶檢測傳感器的光敏二極管S1；J5的第1、2針外接+5V電源的正端和負(fù)端，J5的第3針外接工業(yè)控制計算機的光電隔離輸入卡的輸入，J5的第4針外接工業(yè)控制計算機的光電隔離輸出卡的輸出；J3、J4外接分別作為撿片位置和粘片位置各自攝像頭光源的高亮度發(fā)光二極管LED4、LED5，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10為一般電阻，RW2為精密可調(diào)電阻，RW1、RW3為一般可調(diào)電阻。C1、C2、C3、C4為濾波電容。U1A、U1B為集成運算放大器LM2904，U2A為D觸發(fā)器集成電路74LS74。
本發(fā)明工作時，計算機控制系統(tǒng)在上電時，光電隔離輸出卡輸出一個低電平脈沖送給D觸發(fā)器的清零輸入端，D觸發(fā)器的反相輸出端輸出高電平。在焊頭運動過程中，除漏晶檢測位置外，在其它任何位置，不論焊頭是否吸取晶片或是否被雜物堵塞，由于沒有光源照射，光敏二極管呈高阻；在焊頭運動路經(jīng)漏晶檢測位置時，若焊頭已吸取晶片或被雜物堵塞，真空吸嘴被堵住，發(fā)光二極管的光線不能照射到吸嘴里的光敏二極管，因而光敏二極管也呈高阻；當(dāng)光敏二極管呈高阻時，運算放大器的輸入電壓為零，輸出電壓也為零，經(jīng)比較器與給定電壓比較，比較器輸出高電平，漏晶或雜物堵塞指示燈LED1不亮，D觸發(fā)器不觸發(fā)，D觸發(fā)器的反相輸出端保持高電平。在焊頭運動路經(jīng)漏晶檢測位置時，若焊頭未吸取晶片而發(fā)生漏撿晶片或已撿晶片掉落，真空吸嘴未堵住，發(fā)光二極管光源照射吸嘴里的光敏二極管，因而光敏二極管導(dǎo)通，電流經(jīng)光敏二極管流過運算放大器的輸入電阻而產(chǎn)生電壓，此電壓經(jīng)運算放大器放大，其輸出電壓大于比較器的正端輸入電壓，比較器輸出低電平，漏晶或雜物堵塞指示燈LED1亮。在焊頭從撿片位置路經(jīng)漏晶檢測位置向粘片位置運動過程中，若焊頭在撿片位置已吸取晶片，則光敏二極管一直不受光照而呈高阻，漏晶或雜物堵塞指示燈LED1不亮，D觸發(fā)器的反相輸出端保持高電平；若焊頭在撿片位置未吸取晶片，則在這一運動過程中，光敏二極管經(jīng)過不受光照、受光照、不受光照的變化過程，從而使比較器輸出低電平脈沖，漏晶或雜物堵塞指示燈LED1閃亮，該脈沖的上升沿觸發(fā)D觸發(fā)器，使其輸出發(fā)生翻轉(zhuǎn)，D觸發(fā)器的反相輸出端輸出低電平，漏晶或雜物堵塞指示保持燈LED2亮，指示焊頭已漏檢晶片，同時此有效信號作為漏檢晶片信號送給計算機的光電隔離輸入卡，以便控制程序作相應(yīng)故障處理，在該故障程序中，應(yīng)從計算機的光電隔離輸出卡輸出清零信號給D觸發(fā)器的清零端，使D觸發(fā)器的反相輸出端恢復(fù)高電平。在焊頭從粘片位置路經(jīng)漏晶檢測位置返回?fù)炱恢玫倪\動過程中，若焊頭未被雜物堵塞，同理，光敏二極管經(jīng)過不受光照、受光照、不受光照的變化過程，漏晶或雜物堵塞指示燈LED1閃亮，D觸發(fā)器輸出發(fā)生翻轉(zhuǎn)，反相輸出端輸出低電平，漏晶或雜物堵塞指示保持燈LED2亮，并且該信號作為沒有雜物堵塞信號送給計算機的光電隔離輸入卡，計算機在收到該信號后，從光電隔離輸出卡輸出清零信號給D觸發(fā)器的清零端，使D觸發(fā)器的反相輸出端恢復(fù)高電平；在這運動過程中，若焊頭被雜物堵塞，則光敏二極管一直不受光照，漏晶或雜物堵塞指示燈LED1不亮，D觸發(fā)器反相輸出端保持高電平，漏晶或雜物堵塞指示保持燈LED2不亮，并且該信號作為有雜物堵塞信號送給計算機的光電隔離輸入卡，計算機在收到該信號后，作相應(yīng)故障處理。
另外，分別調(diào)節(jié)撿片位置攝像頭光源電路和粘片位置攝像頭光源電路中的可調(diào)電阻，可以簡單方便地調(diào)節(jié)撿片位置和粘片位置各自攝像頭的發(fā)光二極管光源的亮度，以便在不同光線環(huán)境下，在撿片位置監(jiān)視器和粘片位置監(jiān)視器上能清晰地監(jiān)視各自的工況。
權(quán)利要求
1.一種用于粘片機的檢測及控制系統(tǒng)，其特征在于包括有光電式傳感器(1)、放大電路(2)、比較電路(3)、觸發(fā)電路(4)、信號處理裝置(5)，其中光電式傳感器(1)包括有光源及光電器件，其光源置于漏晶檢測位置，光電器件置于焊頭真空吸嘴中，且光電式傳感器(1)的輸出端與放大電路(2)的輸入端連接，放大電路(2)的輸出端與比較電路(3)的輸入端連接，比較電路(3)的輸出端與觸發(fā)電路(4)的輸入端連接，觸發(fā)電路(4)的輸出端與信號處理裝置(5)的輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于粘片機的檢測及控制系統(tǒng)，其特征在于上述光電式傳感器(1)的光源為發(fā)光二極管LED3，光電器件為光敏二極管S1，發(fā)光二極管LED3安裝在焊頭從撿片位置到粘片位置運動路徑中的漏晶檢測位置，光敏二極管S1安裝在焊頭真空吸嘴中作漏晶和雜物堵塞傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于粘片機的檢測及控制系統(tǒng)，其特征在于上述放大電路(2)包括有運算放大器U1A及其外圍元件電阻R2、R3、R4、R5，電容C2，比較電路(3)包括有電壓比較器U1B及其外圍元件電阻R6、可變電阻RW2，觸發(fā)電路(4)包括有D觸發(fā)器U2A及其外圍元件電容C1、C3、C4。放大器U1A的輸出端與電壓比較器U1B的負(fù)輸入端連接，放大器U1A的正輸入端與電阻R2、R5連接，負(fù)輸入端通過電阻R4接地，放大器U1A的正輸入端與輸出端之間連接有電阻R5；電壓比較器U1B的正輸入端連接有可調(diào)參考電壓的可變電阻RW2及通過電阻R6與+5V電源連接，電壓比較器U1B的輸出端與觸發(fā)器U2A的時針輸入端連接；觸發(fā)器U2A的D端與+5V電源連接，觸發(fā)器U2A的反相輸出端與信號處理裝置(5)的輸入端連接，觸發(fā)器U2A的清零端與信號處理裝置(5)的輸出端連接。光敏二極管S1的一端接+5V電源，另一端接R2、R3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于粘片機的檢測及控制系統(tǒng)，其特征在于上述信號處理裝置(5)為工業(yè)控制計算機，工業(yè)控制計算機通過光電隔離輸入輸出卡與觸發(fā)器U2A連接，其中觸發(fā)器U2A的反相輸出端與光電隔離輸入卡的輸入端連接，觸發(fā)器U2A的清零端與光電隔離輸出卡的輸出端連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于粘片機的檢測及控制系統(tǒng)，其特征在于上述電壓比較器U1B的輸出端還連接有漏晶或雜物堵塞指示燈LED1，指示燈LED1的陰極與電壓比較器U1B的輸出端連接，LED1的陽極通過電阻R7與+5V電源連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于粘片機的檢測及控制系統(tǒng)，其特征在于上述觸發(fā)器U2A的反相輸出端還連接有漏晶或雜物堵塞指示保持燈LED2，指示保持燈LED2的陰極與觸發(fā)器U2A的反相輸出端連接，LED2的陽極通過電阻R10與+5V電源連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5或6所述的用于粘片機的檢測及控制系統(tǒng)，其特征在于上述+5V電源還通過固定阻值的電阻R9及可調(diào)電阻RW1與作為撿片位置攝像頭光源的發(fā)光二極管LED4連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5或6所述的用于粘片機的檢測及控制系統(tǒng)，其特征在于上述+5V電源還通過固定阻值的電阻R8及可調(diào)電阻RW3與作為粘片位置攝像頭光源的發(fā)光二極管LED5連接。
全文摘要
本發(fā)明是一種用于粘片機的檢測及控制系統(tǒng)。包括有光電式傳感器(1)、放大電路(2)、比較電路(3)、觸發(fā)電路(4)、信號處理裝置(5)，其中光電式傳感器(1)包括有光源及光電器件，其光源置于漏晶檢測位置，光電器件置于焊頭真空吸嘴中，且光電式傳感器(1)的輸出端與放大電路(2)的輸入端連接，放大電路(2)的輸出端與比較電路(3)的輸入端連接，比較電路(3)的輸出端與觸發(fā)電路(4)的輸入端連接，觸發(fā)電路(4)的輸出端與信號處理裝置(5)的輸入端連接。上述光電式傳感器(1)所用光源為發(fā)光二極管LED3，光電器件為光敏二極管S1。本發(fā)明不僅價格便宜，而且檢測效果達(dá)到要求；另外，本發(fā)明集成了撿片位置和粘片位置攝像頭的光源亮度調(diào)節(jié)，光源使用普通的高亮度發(fā)光二極管，調(diào)節(jié)電路簡單，成本低。
文檔編號G01N21/88GK1556400SQ20031011762
公開日2004年12月22日 申請日期2003年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月30日
發(fā)明者王曉初, 李克天, 吳小洪, 陳新 申請人:廣東工業(yè)大學(xué)