专利名称：网板测厚的双测头同步运动集成装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种网板测厚的双测头同步运动集成装置，属于机械设计和设备制造领域，具体涉及一种s M T来料网板及后工序不同阶段的半成品网板及最后成品网板厚度测量的双测头同步运动集成装置。
技术背景
SMT行业各工序对网板的厚度及平面度提出更高要求，为确保最终成品的质量合格，需要对处于各工序中的来料网板、半成品网板、成品网板进行厚度及平面度测量。
SMT来料网板一般为一定厚度、一定幅面大小的平板；半成品主要是有step特征的产品(在网板上，有在局部进行减薄或加厚的加工需要)，半成品的局部形貌有多种形式(图1)。Step在产品上的全局分布如图1所示，Step在横向上分布大概是5个飞个台阶，如果每个台阶的边长为定值，则台阶间以一定间距均匀分布，半成品一般是裸网板(未通过丝印绷网)情况下进行厚度测量。
SMT成品网板一般均具有开孔特征，如图1所示，测量厚度的目的是由于电抛光会将原有材料的厚度减薄，需要知道电抛光前、后的厚度。实际的测量需求是需要测量每个凹形或凸形台阶的深度或高度。成品一般是通过丝印绷网后再进行厚度测量。
SMT各工序中网板表示特征不同，要在同一台测量上实现厚度和平面度的测量，以往采用真空吸附网板的方法只能适用于来料网板检测，而无法适应表面凸凹不平的半成品及有镂空特征的成品的测量需求，必须采用上下垂直布局的双测头来进行厚度测量。根据上下布局双测头厚度测量原理，如图2所示，要保证测量精度，在上下测头固定装置上，有如下要求: (D保证上、下两个测头在测量过程中固定可靠； (2)保证上、下两个测头在测量过程中在水平面上运动同步性； (3)确保上、下两个测头在测量过程中在垂直方向不发生相对位移变化； (4)由于SM T网板厚度及有凹凸特征变化，上、下测头需要能适应被测网板厚度变化，测量前调整好上下测头相对网板上表面和下表面的高度； (5)要保证上、下测头对射在网板上是同一个点，必须在测量前将上下测头测量光轴调整到同轴。
要同时满足以上五点要求，才能满足好针对S M T来料网板及后工序不同阶段的半成品网板及最后成品网板的厚度测量需求。
而传统的上、下测头固定装置，一般是采取复杂轴系系统来保证的，分别将上、下测头固定上、下布置的各一套二维运动平台上，测量时让上、下各一套二维平台控制上下测头同步运动，这种方式不但提高了机械系统复杂程度，还对系统控制精度提出了更高的要求，造成设备整体开发成本高，且会影响最终的测量精度，测量设备最终性能难有保证。
所以，提供一种设计简单，操作方便的能很好的满足以上五点需求的集成装置具有重要的意义
发明内容
本发明旨在解决以上技术问题，发明一种针对S M T来料网板及后工序不同阶段的半成品网板及最后成品网板的厚度测量的双测头同步运动集成装置。该集成装置可有效解决传统的针对SMT来料网板及后工序不同阶段的半成品网板及最后成品网板的厚度测量设备结构复杂、精度难以保证、成本高等问题。
一种网板测厚的双测头同步运动集成装置，该装置以“ 口”字形框体作为平台底座(图3)，该平台有一个采用结构稳定、刚性好的“口”字形框体作为平台底座，“口”字形开口横向宽比垂直方向尺寸大，横向增大尺寸是为了满足S M T各类网板的幅面尺寸要求，而垂直方向尺寸是综合考虑满足SMT各类网板厚度不同变化及测头的测量工作行程等。
该集成装置含有I个上下运动的Z轴(图3中7)，上测头(图3中4)固定在Z轴(图3中7)上，Z轴(图3中7)固定在“口”字形框体的上横梁(图3中6)上。
该集成装置包含I个具有精密二维角度调整功能的调整座(图3中2)，该调整座被固定在“口 ”字形框体的下横梁(图3中I)上，下测头(图3中3)固定在该调整座上，可通过调节精密二维角度来将上、下测头对射光轴调整到同轴。
测量前通过上测头(图3中4)在Z轴(图3中7)动板上相对下测头(图3中3)上下移动，调整好上、下测头相对距离，调整好后上、下测头在垂直方向上始终相对静止。测量过程中，上、下测头相对被测SMT网板上、下表面在垂直方向上静止不动，而上、下测头会随集成装置一起在测量设备的X轴上做水平方向上的整体移动，整体移动不会对S M T网板厚度测量精度有影响。
本专利发明的集成装置，相比较以往的测厚装置，很好的解决了针对S M T来料网板及后工序不同阶段的半成品网板及最后成品网板的厚度测量的五点需求，具体如下: (I)保证上、下两个测头在测量过程中固定可靠； (2 )保证上、下两个测头在测量过程中在水平面上运动同步性； (3 )确保上、下两个测头在测量过程中在垂直方向不发生相对位移变化； (4)由于S MT网板厚度及有凹凸特征变化，上、下测头需要能适应被测网板厚度变化，测量前调整好上、下测头相对网板上表面和下表面的高度； (5 )要保证上、下测头对射在网板上是同一个点，必须在测量前将上、下测头测量光轴调整到同轴。
该集成装置已成功集成到SMT网板厚度测量设备上，通过实际使用表明能很好的满足针对SMT来料网板及后工序不同阶段的半成品网板及最后成品网板的厚度测量的上述五点需求，解决了以往同类设备存在的问题。
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解。
图1半成品及成品网板上凹凸、开孔特征 图2双测头厚度测量原理示意图 图3双测头同步运动集成装置 1-下横梁 2-精密二维角度调整座 3-下测头 4-上测头 5-支撑柱 6-上横梁 7-Z轴 8-支撑柱 图4工件台在测量设备上工作图01 (针对来料网板和半成品网板) 9-工件台 10-固定横梁11-X轴 12-来料网板和半成品网板 13-集成装置 图5工件台在测量设备上工作图02 (针对成品网板) 9-工作台 13-集成装置 14-成品网板具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本专利公开的针对S M T来料网板及后工序不同阶段的半成品网板及最后成品网板厚度测量的双测头同步运动集成装置，具体实现形式如图3所示，该平台为“ 口 ”字框体结构，该框体结构由下横梁(图3中I )、支撑柱(图3中5和8 )、上横梁(图3中6 )构成。“口 ”字形框体结构稳定、刚性好，横向宽比垂直方向尺寸大，横向增大尺寸是为了满足S MT各类网板的幅面尺寸要求，而垂直方向尺寸是综合考虑满足S M T各类网板厚度不同变化及测头的测量工作行程。
上测头4 (图3中4)被固定在Z轴(图3中7)上，而Z轴直接固定在“口”字框体结构的上横梁(图3中6 )上。下测头(图3中3 )被固定在位于上测头正下方的精密二维角度调整座(图3中2 )，能通过独立解耦地交接下测头相对上测头的空间姿态，最终将上、下测头的对射光轴调整 到同轴。精密二维角度调整座被固定在“口”字框体结构的上横梁(图3中I )上。下测头(图3中3)调整好与上测头(图3中4)对射光轴同轴后则固定不同，而上测头(图3中4)则可通过Z轴(图3中7)带动其相对下测头(图3中3)上下相对移动，以适应SMT各类不同厚度网板的测量需求。
该集成装置为一个独立模块，使用时，将该集成装置通过“ 口 ”字框体结构下横梁(图3中I)上的9个固定螺钉孔固定在测量设备直线轴动板上即可。如图4所示，集成装置(图4中13)被固定在测量设备固定横梁(图4中10)上的X轴(图4中11)，而工件台(图4中9)装夹着SMT来料网板或半成品网板(图4中13)进行厚度测量，图5中为对SMT成品网板(图5中14)进行厚度测量。测量时通过集成装置确保上、下测头不发生垂直方向的位移，且能很好地调节上、下测头对射光轴的同轴度，上、下测头随集成装置一起做同步运动，实现同步扫描测量，可针对SMT来料网板及后工序不同阶段的半成品网板及最后成品网板厚度测量。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
权利要求
1.一种网板测厚的双测头同步运动集成装置，该装置以“口”字形框体作为平台底座(图3)，底座采用结构稳定，刚性好的材料制作而成； 该框体结构由下横梁(图3中I )、支撑柱(图3中5和8 )、上横梁(图3中6)构成。
2.根据权利要求1所述，该“口”字形开口横向宽比垂直方向尺寸大。
3.根据权利要求2所述，大增的横向尺寸是为了满足SMT各类网板的幅面尺寸要求。
4.根据权利要求2所述，垂直方向尺寸的高度设计要综合考虑，以满足SMT各类网板厚度不同变化及测头的测量工作行程。
5.根据权利要求1所述，该集成装置含有I个上下运动的Z轴(图3中7)，上测头(图3中4)固定在Z轴(图3中7)上，Z轴(图3中7)固定在“口 ”字形框体的上横梁(图3中6)上。
6.根据权利要求1所述，该集成装置包含I个具有精密二维角度调整功能的调整座(图3中2)，该调整座被固定在“口”字形框体的下横梁(图3中I)上，下测头固定在该调整座上，可通过调节精密二维角度来将上、下测头对射光轴调整到同轴。
7.根据权利要求1所述，该集成装置可以针对SMT来料网板及后工序不同阶段的半成品网板及最后成品网板厚度测量。
8.根据权利要求1所述，该集成装置的使用步骤如下: (1)测量前通过上测头(图3中4)在Z轴(图3中7)动板上相对下测头(图3中3)上下移动，来调整好上、下测头相对距离； (2)调节上、下测头对射光轴的同轴度； (3)上、下测头在垂直方向上始终保持相对静止，随集成装置一起做同步运动，实现同步扫描测量 。
全文摘要
一种网板测厚的双测头同步运动集成装置，该装置以结构稳定、刚性好的“口”字形框体作为平台底座(图1),该集成装置含有１个上下运动的Ｚ轴(图1中7)，上测头(图1中4)固定在Ｚ轴(图1中7)上，Ｚ轴(图1中7)固定在“口”字形框体的上横梁(图1中6)上。该集成装置包含１个具有精密二维角度调整功能的调整座(图1中2)，该调整座被固定在“口”字形框体的下横梁(图1中1)上，下测头(图1中4)固定在该调整座上，可通过调节精密二维角度来将上、下测头对射光轴调整到同轴。该集成装置可有效解决传统的针对ＳＭＴ来料网板及后工序不同阶段的半成品网板及最后成品网板的厚度测量设备结构复杂、精度难以保证、成本高等问题。
文档编号G01B11/06GK103217119SQ20121001678
公开日2013年7月24日 申请日期2012年1月19日 优先权日2012年1月19日
发明者魏志凌, 宁军, 夏发平 申请人:昆山思拓机器有限公司