自动分配流体至预定位置的分配机器的制造方法
【技术领域】
[0001]文中的主题总体上涉及流体分配机器以及分配流体的方法。
【背景技术】
[0002]很多电气部件通过将多个部件连接在一起而制造。相同的部件通过在其间使用材料，诸如环氧树脂、胶粘剂、焊料等，而连接在一起。例如，电线可通过使用焊料而焊接至电路板上的垫。材料在一个部件上沉积在位，该部件也被称为基板，并且另一部件被置于与该材料接触，以连接到其上。其他工艺，诸如固化、加热、焊接等，可增强部件和材料之间的结合。该材料可通过不同的工艺而被施加，诸如通过涂敷、印刷、喷洒等。该材料可以不同的形式而被施加，诸如以膏的形式、以液体的形式、以粉状的形式等。该材料可手动地沉积或通过自动处理而沉积。手动的施加是耗时的并且增加了电气部件的开支。流体应用的尺寸控制对于手动应用来说是有问题的。流体应用的质量控制对于手动施加来说也是有问题的。自动处理也具有缺点。例如，自动处理使用预编程的控制，该预编程的控制并不将部件的位置的实际变化考虑在内。并且，由于该自动处理在施加期间不具有反馈，该预编程的施加过补偿并且施加额外的材料以保证实现连接。这种过补偿使用过量的材料，这随着时间变得曰虫印贝ο
[0003]存在对于无需人工操作者干预的分配流体的成本有效的自动处理的需求。
【发明内容】
[0004]在一个实施例中，提供了一种包括框架和由框架保持的固定装置的流体分配机器。该固定装置构造为支撑基板。定位系统由该框架支撑。引导系统由定位系统支撑。引导装置具有摄像机，该摄像机观察相对于固定装置可动的固定装置。流体分配器由定位系统支撑，并且由定位系统相对于固定装置而移动。流体分配器构造为将流体分配到基板上。控制器与定位系统和引导系统通信。控制器操作定位系统，以基于由摄像机获得的图像而控制流体分配器相对于固定装置的位置。
[0005]在另一个实施例中，提供了一种在基板上分配流体的方法，该方法包括:将基板保持在固定装置上、使用摄像机捕捉基板的图像、使用控制器基于来自于图像的基板的位置而建立运动方案、以及基于运动方案而移动流动分配器以在基板上分配流体。
【附图说明】
[0006]以下将参考附图以示例的方式描述本发明，所述附图中:
[0007]图1图示了依据一个示例性实施例形成的流体分配机器。
[0008]图2图示了流体分配机器的流体分配器和摄像机。
[0009]图3是用于流体分配机器的固定装置的俯视图。
[0010]图4是流体分配机器的一部分的放大视图，示出了流体分配器在由固定装置保持的基板上分配流体。
[0011]图5图示了将流体分配到基板上的方法。
【具体实施方式】
[0012]图1图示了依据一个示例性实施例形成的流体分配机器100。流体分配机器100用于将流体分配到基板104上。例如，环氧树脂、胶粘剂、焊料、或其他类型的工程流体可被分配到基板104上。基板104可以是电路板或在其上具有导电迹线的其他类型的电气部件。流体可被直接分配到导电迹线上，使得其他的部件，诸如电线，可被连接到其上。流体分配机器100通过使用自动处理而自动地将流体分配到基板104的预定位置中。
[0013]流体分配机器100通过光学图像传感器而提供了视觉引导(该光学图像传感器在本文中被称为摄像机102)以收集涉及基板104、基板104的任意部件(诸如导电迹线)、在基板104上的任意分配流体、任意流体分配部件等的图像和数据。流体分配机器100基于该图像动态地改变流体分配机器100的部件的参数和控制。例如，参数和控制可基于几何特征数据，该几何特征数据基于由摄像机102捕捉的图像而获得。可选地，多个摄像机可被提供用于从多个角度观察分配区域。提供至流体分配机器100的任意基板104可具有不同的特征，诸如不同的导电迹线层、相对于流体分配机器的不同定位、或用于视觉引导的其他特征。流体分配机器100识别基板104、流体分配部件、电线或其他部件的特定特征，并且适当地将流体分配器相对于基板或其他部件适当地定位，以用于流体的适当分配。
[0014]在示出的实施例中，流体分配机器100处理多个基板104。基板104通过保持器108保持在固定装置106上。任意数量的基板104可通过固定装置106而保持，并成批提供至流体分配机器100。替代地，基板104可被单独地提供至流体分配机器100，而不是作为固定装置106的一部分而成批提供。
[0015]流体分配机器100包括框架110，该框架110支撑流体分配机器100的多个部件。框架110可为固定的。框架110可以是更大的机器的一部分，该机器诸如定位在其他工作站(stat1n)前或工作站后的工作站处。在示例性实施例中，框架110包括轨道112。固定装置106可沿着轨道112被传送。可选地，一旦固定装置106定位在流体分配机器100的工作区114中，固定装置106可被保持在位并且被限制防止沿着轨道112移动。
[0016]流体分配机器100包括由框架110支撑的定位系统120。定位系统120用于在流体分配机器100的操作期间将摄像机102相对于固定装置106定位。定位系统120用于在流体分配机器100的操作期间将流体分配器122相对于固定装置106定位。流体分配器122用于在基板104的精确位置处分配工程流体，诸如在基板104的导电迹线的部分上。流体分配器122根据由流体分配机器100确定的特定的运动方案基于导电迹线的特定的布置，而在三个维度上可移动。可选地，流体分配器122的末端124移动靠近基板104，以在其上分配流体。该末端124可被构造为精细地调整该分配应用。例如，末端124可独立地移动。在示例性实施例中，定位系统120是选择顺应性组件机器人臂(SCARA)。在其他实施例中，可使用其他类型的系统，诸如具有旋转轴线的笛卡尔运动机器人，或其他机器运动系统。
[0017]图1中图示了坐标系，该坐标系示出了相互垂直的X、Y、Z轴线。在示例性实施例中，定位系统120包括旋转臂130，该旋转臂控制流体分配器122和摄像机102的X位置和Y位置。定位系统120包括用于控制流体分配器122和摄像机102的Z位置的Z定位器。可选地，定位系统可包括至少一个角度定位器，以允许流体分配机器100的部件在三维空间中的角度移动。在替代实施例中，可使用其他类型的定位器，以控制流体分配器122和摄像机102的位置。该定位器可包括控制移动的马达，该电机可以是电马达、气动马达、或其他类型的马达。该马达可以是伺服马达。
[0018]在示例性实施例中，支架150附接到Z定位器134的臂152。流体分配器122和摄像机102附接到支架150，并且可与支架150 —起移动。在替代实施例中，流体分配器122可相对于摄像机102独立地移动，而不是两者都附接到支架150。
[0019]流体分配机器100包括引导系统160，该引导系统160提供了用于流体分配处理的视觉引导。摄像机102形成了引导系统160的一部分。该摄像机102对准工作区114，并且拍摄流体分配器122和/或基板104的图像。可选地，摄像机102可拍摄连续的图像，并且流体分配机器100可基于这些图像连续地更新操作。替代地，摄像机102可在预定的时刻拍摄图像，诸如在分配流体前的每个新基板位置，在流体分配的多个阶段(例如，在每个导电迹线被涂覆后)，以预定时间间隔(例如，每秒I张图像)，等等。
[0020]在示例性实施例中，引导系统160包括光学部件162，用于控制流体分配机器100的光学特征。例如，光学部件162可包括用于照明工作区114、流体分配器122、和/或基板104的照明源。照明源能够以不同的波长发射光线到基板上，以有助于基板的特征的识别，诸如，分配的流体和基板的不具有分配的流体于其上的区域之间的边界。不同的光线的波长可被用于将分配的流体从基板区分开，或将基板本体从基板的导电迹线区分开。机器视觉引导系统可通过使用在入射光的光谱中的光线波长的照明而被加强。该照明可加强图像的对比度，用于控制器的视觉辨认算法的运行。可选地，分配的流体可包括由照明源照明以区分边界的材料。例如，该照明源可发射红外或紫外光线，其被流体照明但不被基板照明，以有助于边界识别和/或用于对分配精度的施加后的检查。可选地，可提供加热板以加热该流体，以增强流体的固化。
[0021]流体分配机器100包括控制器170，该控制器控制流体分配机器100的操作。控制器170与定位系统120和引导系统160通信。例如，由摄像机102生成的图像通过控制器170处理。控制器170可从其他装置或传感器而不是摄像机接收其他输入，诸如涉及工程流体的信息，该信息被算法使用，以控制运动方案和处理参数。
[0022]控制器170包括运动规划和处理参数计算算法。例如，控制器170可包括运动规划算法，该算法制定(formulate)控制定位系统120的操作的运动方案。控制器170可包括控制流体分配器122的操作的流体分配算法。例如，流体分配器122的操作可基于流体分配器122相对于基板104的位置而被控制。运动规划算法和流体分配算法可两者都基于由摄像机102提供的图像。例如，该算法可使用由机器视觉算法基于收集的图像而生成的数据。控制器170识别流体将被分配的每个位置(诸如需要被工程流体覆盖的导电迹线的位置)，包括分配区的形状和位置。控制器170确定用于将流体分配器122移动到所需位置的规划。控制器170计算用于定位系统120的一系列移动，以有效地将流体分配器122移动到所需的位置。控制器170确定流体分配器122何时应当分配以及流体分配器122何时不应当分配。这样的确定是基于流体分配器122的位置。在示例性实施例中，控制器170可使用视觉引导系统，以检查流体分配的精度，诸如将边界的形状与目标分配形状比较。控制器170可补偿实际边界和目标边界之间的差别，诸如通过更新或改变运动方案或流体分配图案。
[0023]在示例性实施例中，照明源发射光线到基板104上，以帮助控制器170识别基板104的特征。该识别处理可基于图像中的数据点的光强。例如，不同的材料(例如，塑料，金属，工程流体)在图像中可具有不同的光强，这有助于控制器170识别不同材料之间的边界。该流体可被浸渍有金属，诸如荧光材料，其可通过使用一定的照明或照相技术而容易地识别。
[0024]控制器170在流体分配机器100的操作期间，控制流体分配器122的X、Y、Z和/或角度位置。控制器170在流体分配机器100的操作期间，控制摄像机102的X、Y、Z和/或角度位置。控制器170使用运动规划算法，以建立用于将流体分配器相对于基板定位的运动方案，并且控制器170