CN117916091A - 部件装载验证系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于在电子基板上印刷装配材料的模版印刷机包括：框架；联接到该框架的模版，该模版中形成有孔口；联接到该框架的支撑组件，该支撑组件被配置成支撑该电子基板；联接到该框架的印刷头门架；以及印刷头组件，该印刷头组件由该印刷头门架支撑，其方式使得该印刷头组件被配置成在印刷行程期间横越该模版。该模版印刷机进一步包括验证系统，该验证系统用于确定放置在该模版印刷机内的物品是否正确安装在该模版印刷机内。

Description

部件装载验证系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请涉及William A.Losiewicz在同一天提交的名称为“SQUEEGEE DRIPCOLLECTION SYSTEM FOR STENCIL PRINTER[用于模版印刷机的刮刀滴液收集系统]”(代理人案卷号M2010-735619(70054))的美国专利申请序列号__________，该申请出于所有目的通过援引以其全文并入本文。

发明背景

1.发明领域

本申请总体上涉及用于在电子基板(例如，印刷电路板(PCB))上印刷粘性材料(例如，焊膏)的模版印刷机和相关方法，更特别地涉及用于捕获和容纳在操作期间从刮刀刀片滴落的过剩的材料的系统和方法。

2.背景技术

在制造表面安装式印刷电路板时，可以使用模版印刷机来将焊膏印刷到电路板上。通常，其上将被沉积焊膏的具有焊盘图案或某一其他导电表面的电路板被自动地进给到模版印刷机中；并且电路板上的一个或多个小孔或标记(称为“基准点”)用于在将焊膏印刷到电路板上之前将电路板与模版印刷机的模版或丝网正确对准。在一些系统中，使用被实施为成像系统的光学对准系统来将电路板与模版对准。

一旦电路板已经与印刷机中的模版正确对准，电路板就被升高至模版，焊膏被分配到模版上，并且刮擦刀片(或刮刀)横越模版以迫使焊膏穿过模版中的孔口而到达电路板上。在刮刀移动跨越模版时，焊膏倾向于在刀片前滚动，这合需地引起焊膏的混合和剪切从而达到期望的粘度以利于填充丝网或模版中的孔口。焊膏通常从标准盒中被分配到模版上。然后将模版与电路板分开，并且电路板与焊膏之间的粘附使大部分材料留在电路板上。在印刷另外的电路板之前，在清洁过程中移除留在模版的底表面上的材料。

在操作模版印刷机之前，安装或以其他方式装载在模版印刷机内的部件应该正确定位。例如，在模版印刷操作期间支撑电子基板的工具板必须正确装载到模版印刷机中而在成像系统与工具或另一零件之间没有干涉。

发明内容

本公开内容的一方面涉及一种用于在电子基板上印刷装配材料的模版印刷机。在一个实施例中，该模版印刷机包括：框架；联接到该框架的模版，该模版中形成有孔口；联接到该框架的支撑组件，该支撑组件被配置成支撑该电子基板；联接到该框架的印刷头门架；以及印刷头组件，该印刷头组件由该印刷头门架支撑，其方式使得该印刷头组件被配置成在印刷行程期间横越该模版。该模版印刷机进一步包括验证系统，该验证系统用于确定放置在该模版印刷机内的物品是否正确安装在该模版印刷机内。

该模版印刷机的实施例可以进一步包括将该印刷头门架配置成具有沿着该框架上设置的轨道跨设的长形梁。该印刷头门架的长形梁可以包括在水平方向上延伸的至少一个线性支撑件，并且其中，该验证系统进一步包括至少一个工具构件，该至少一个工具构件被配置成在该至少一个线性支撑件上侧向地移动。该至少一个工具构件可以包括向下延伸的销，该销被配置成在完全伸出位置与缩回位置之间移动。该验证系统可以进一步包括控制器，该控制器被配置成使该至少一个工具构件在该物品上方移动，并确定该至少一个工具构件的销是否处于该缩回位置。该验证系统可以进一步包括定位在该至少一个工具构件上的至少一个传感器。该至少一个传感器可以被配置成产生指示该至少一个工具构件的销完全伸出的第一视觉信号和指示该至少一个工具构件的销缩回的第二视觉信号。该至少一个工具构件可以包括两个间隔开的工具构件，每个工具构件包括销。第一工具构件可以被配置成在第一线性支撑件上侧向地移动，并且第二工具构件可以被配置成在第二线性支撑件上侧向地移动。该至少一个工具构件的销可以具有被配置成接收在与该物品相关联的接收特征内的端部。该物品可以包括至少一个接收特征，该至少一个接收特征被配置成与该至少一个工具构件的销接合以接合并移动该物品。该至少一个工具构件可以包括两个间隔开的工具构件，每个工具构件包括销。第一工具构件可以被配置成在第一线性支撑件上侧向地移动，并且第二工具构件可以被配置成在第二线性支撑件上侧向地移动。该至少一个接收特征可以包括两个接收特征，每个工具构件一个接收特征，该第一工具构件和该第二工具构件接收在该物品的相应接收特征中以可释放地固定该物品。该物品可以包括具有平坦底壁的工具板，该工具板被配置成与该模版印刷机的工具底座配合。该验证系统可以包括：至少一个工具构件，该至少一个工具构件被配置成在该印刷头门架的至少一个线性支撑件上侧向地移动，该至少一个工具构件包括向下延伸的销，该销被配置成在完全伸出位置与缩回位置之间移动；以及控制器，该控制器被配置成使该至少一个工具构件在该物品上方移动，并确定该至少一个工具构件的销是否处于该缩回位置。

该验证系统可以进一步包括定位在该至少一个工具构件上的至少一个传感器，该至少一个传感器被配置成产生指示该至少一个工具构件的销完全伸出的第一视觉信号和指示该至少一个工具构件的销缩回的第二视觉信号。该至少一个工具构件可以包括两个间隔开的工具构件，每个工具构件包括销。第一工具构件可以被配置成在第一线性支撑件上侧向地移动，并且第二工具构件可以被配置成在第二线性支撑件上侧向地移动。

本公开内容的另一方面涉及一种用于验证物品是否正确安装在模版印刷机中的方法。在一个实施例中，该方法包括：在模版印刷机中安装物品；以及验证该物品是否正确安装在该模版印刷机内。

该方法的实施例可以进一步包括：当验证该物品是否正确安装在该模版印刷机内时，使至少一个工具构件在该物品上方在印刷头门架的至少一个线性支撑件上侧向地移动；以及确定该至少一个工具构件是否接合该物品。该至少一个工具构件可以包括向下延伸的销，该销被配置成在完全伸出位置与缩回位置之间移动。确定该至少一个工具构件是否接合该物品可以包括确定该至少一个工具构件的销是否处于该缩回位置。确定该至少一个工具构件的销是否处于该缩回位置可以包括提供指示该至少一个工具构件的销完全伸出的第一信号和指示该至少一个工具构件的销缩回的第二信号。该第二信号可以指示该物品没有正确安装。该物品可以包括具有平坦底壁的工具板，该工具板被配置成与该模版印刷机的工具底座配合。

本公开内容的又一方面涉及一种模版印刷机的验证系统，该验证系统包括印刷头门架的长形梁，该长形梁具有在水平方向上延伸的至少一个线性支撑件。该验证系统包括至少一个工具构件，该至少一个工具构件被配置成在该至少一个线性支撑件上侧向地移动。该至少一个工具构件可以包括向下延伸的销，该销被配置成在完全伸出位置与缩回位置之间移动。该验证系统可以进一步包括控制器，该控制器被配置成使该至少一个工具构件在该物品上方移动，并确定该至少一个工具构件的销是否处于该缩回位置。该验证系统可以进一步包括定位在该至少一个工具构件上的至少一个传感器。该至少一个传感器可以被配置成产生指示该至少一个工具构件的销完全伸出的第一视觉信号和指示该至少一个工具构件的销缩回的第二视觉信号。

在另一实施例中，该至少一个工具构件可以包括两个间隔开的工具构件，每个工具构件包括销。第一工具构件可以被配置成在第一线性支撑件上侧向地移动，并且第二工具构件可以被配置成在第二线性支撑件上侧向地移动。该至少一个工具构件的销可以具有被配置成接收在与该物品相关联的接收特征内的端部。该物品可以包括至少一个接收特征，该至少一个接收特征被配置成与该至少一个工具构件的销接合以接合并移动该物品。该至少一个工具构件可以包括两个间隔开的工具构件，每个工具构件包括销。第一工具构件可以被配置成在第一线性支撑件上侧向地移动，并且第二工具构件可以被配置成在第二线性支撑件上侧向地移动。该至少一个接收特征可以包括两个接收特征，每个工具构件一个接收特征，该第一工具构件和该第二工具构件接收在该物品的相应接收特征中以可释放地固定该物品。该物品可以包括具有平坦底壁的工具板，该工具板被配置成与该模版印刷机的工具底座配合。该验证系统可以包括：至少一个工具构件，该至少一个工具构件被配置成在该印刷头门架的至少一个线性支撑件上侧向地移动，该至少一个工具构件包括向下延伸的销，该销被配置成在完全伸出位置与缩回位置之间移动；以及控制器，该控制器被配置成使该至少一个工具构件在该物品上方移动，并确定该至少一个工具构件的销是否处于该缩回位置。该验证系统可以进一步包括定位在该至少一个工具构件上的至少一个传感器，该至少一个传感器被配置成产生指示该至少一个工具构件的销完全伸出的第一视觉信号和指示该至少一个工具构件的销缩回的第二视觉信号。该至少一个工具构件可以包括两个间隔开的工具构件，每个工具构件包括销。第一工具构件可以被配置成在第一线性支撑件上侧向地移动，并且第二工具构件可以被配置成在第二线性支撑件上侧向地移动。

附图说明

附图并非旨在按比例绘制。在附图中，在各个附图中展示的每个相同或几乎相同的部件由相同的附图标记表示。出于清楚的目的，在每个附图中可能没有对每个部件都添加标记。在附图中：

图1是模版印刷机的前视图；

图2是模版印刷机的前视立体图；

图3是图2中所展示的模版印刷机的俯视平面图，其中部分被移除；

图4是本公开内容的实施例的具有工具构件销的印刷头组件的立体图；

图5是印刷头组件的俯视平面图；

图6是印刷头组件的另一立体图；

图7至图11是印刷头组件的前视图，示出了移除模版印刷机的工具并验证其位置的工具构件的一系列位置；

图12是验证工具处于正确位置的前视图；

图13是验证工具处于不正确位置的前视图；

图14是工具构件的气动配置的示意图；以及

图15是工具构件的电气配置的示意图。

具体实施方式

本公开内容总体上涉及材料施加机器(在本文中称为“模版印刷机”、“丝网印刷机”、“印刷机器”或“印刷机”)以及在表面安装技术(SMT)生产线中使用且被配置成将装配材料(例如，焊膏、导电油墨或封装材料)施加到基板(例如，印刷电路板，在本文中称为“电子基板”、“电路板”、“板”、“PCB”、“PCB基板”、“基板”或“PCB板”)上或执行比如检查、返工或将电子部件布置在基板上的其他操作的其他设备。具体地，下文参考用来生产印刷电路板的模版印刷机描述本公开内容的实施例。

仅出于说明的目的而不是限制通用性，现在将参考附图详细描述本公开内容。本公开内容不将其应用限于在以下描述中阐述或在附图中展示的部件的构造和布置细节。本公开内容中阐述的原理能够用于其他实施例并且能够以各种方式来实践或执行。同样，本文所使用的措词和术语是出于描述的目的而不应被视为限制。对本文中以单数形式提及的系统和方法的示例、实施例、部件、元件或动作的任何引述也可以涵盖包括多个的实施例，并且对本文中任何实施例、部件、元件或动作的复数形式的任何引述也可以涵盖仅包括单个的实施例。单数或复数形式的引述并不旨在限制当前公开的系统或方法、它们的部件、动作或元件。本文中“包括”、“包含”、“具有”、“含有”、“涉及”及其变体的使用意在涵盖其后列出的项目及其等同物以及其他项目。对“或”的引述可以被解释为包括性的，从而使用“或”描述的任何术语可以指示所描述术语中的单个术语、多个术语以及所有术语中的任一者。另外，在本文件与通过引用并入本文的文件之间的术语用法不一致的情况下，并入的引用文件中的术语用法是对本文件的术语用法的补充；对于矛盾的不一致性，以本文件中的术语用法为准。

现在将参考用于将装配材料(比如焊膏)印刷到电路板上的模版印刷机来描述本公开内容的实施例。然而，本领域技术人员将了解，本公开内容的实施例不限于将焊膏印刷到电路板上的模版印刷机，而是可以用于需要分配比如胶水和封装物等其他粘性装配材料的其他应用。例如，设备可以用于印刷环氧树脂以用作芯片级封装的底部填充。进一步地，根据本公开内容的实施例的模版印刷机不限于在电路板上印刷装配材料的那些印刷机，而是包括用于在比如半导体晶片等多种基板上印刷其他材料的那些印刷机。另外，术语“丝网”和“模版”在本文中可以互换地使用，以描述印刷机中的限定将要印刷到基板上的图案的装置。在某些实施例中，模版印刷机可以包括由马萨诸塞州霍普金顿的ITW电子装配设备公司(ITW Electronic Assembly Equipment)供应的或Edison^TM系列模版印刷机平台。示例性模版印刷机在图1中总体上用5表示。在此实施例中，模版印刷机5是由马萨诸塞州霍普金顿的ITW电子装配设备公司供应的系列模版印刷机平台。

参考图2，总体上用10指示本公开内容的实施例的模版印刷机。如图所示，模版印刷机10包括框架12，该框架支撑模版印刷机的部件。模版印刷机的部件可以部分地包括控制器14、显示器16、模版18以及总体上用20表示的印刷头或印刷头组件，该印刷头或印刷头组件被配置成以下文更详细地描述的方式施加焊膏。

如图2所示并且如下文描述，模版和印刷头组件可以适当地联接或以其他方式连接到框架12。在一个实施例中，印刷头组件20可以安装在印刷头组件门架(总体上用22指示，有时被称为“印刷头门架”)上，该印刷头组件门架可以安装在框架12上。印刷头组件20包括具有刮刀刀片的印刷头，这些刮刀刀片被配置成在印刷操作期间跨过模版18移动。具体地，印刷头被配置成将焊膏(或另一种粘性材料)分配到模版18上，并且刮刀刀片被配置成迫使焊膏穿过模版中形成的孔口。印刷头门架22使得印刷头组件20能够在控制器14的控制下在y轴方向上移动并且在印刷头组件的刮刀刀片接合模版18时向刮刀刀片施加压力。在某一实施例中，印刷头组件20可以放置在模版18上方并且可以在z轴方向上降低至接触并密封地接合模版。

模版印刷机10还可以包括具有轨道(未示出)的传送机系统，以用于将印刷电路板(在本文中有时称为“印刷布线板”、“基板”或“电子基板”)输送到模版印刷机中的印刷位置。轨道在本文中有时可以称为“牵引机进给机构”，其被配置成将电路板进给、装载或以其他方式递送到模版印刷机的工作区域(其在本文中可以称为“印刷巢”)并且将电路板从印刷巢卸载。

另外参考图3，模版印刷机10具有用于支撑电路板29(用虚线示出)的支撑组件28，该支撑组件升高并固定电路板，使得该电路板在印刷操作期间稳定。在某些实施例中，基板支撑组件28可以进一步包括特定的基板支撑系统，例如牢固的支撑件、多个销或可挠工具，该基板支撑系统在电路板处于印刷位置时位于电路板下方。基板支撑系统可以部分地用于支撑电路板的内部区域，以防止电路板在印刷操作期间挠曲或翘曲。

在一个实施例中，印刷头组件20可以被配置成从在印刷操作期间向印刷头组件提供焊膏的源(比如分配器，例如焊膏盒)接收焊膏。可以采用其他供应焊膏的方法来代替焊膏盒。例如，焊膏可以手动地沉积在刀片之间或从外部源沉积。另外，在某一实施例中，控制器14可以被配置成使用具有合适的操作系统(比如由微软公司提供的Microsoft操作系统)的个人计算机，该个人计算机具有专门针对应用程序的软件以控制模版印刷机10的操作。控制器14可以与用来控制制造电路板的生产线的主控制器联网。

在一种配置中，模版印刷机10操作如下。使用传送机轨道将电路板29装载到模版印刷机10中。支撑组件28将电路板29升高并固定在印刷位置。然后在z轴方向上降低印刷头组件20，直到印刷头组件的刀片以期望的压力接触模版18为止。然后通过印刷头门架22使印刷头组件20在y轴方向上跨过模版18移动。印刷头组件20将焊膏穿过模版18中的孔口而沉积到电路板29上。一旦印刷头组件跨过孔口完全地横越过了模版18，就将印刷头组件提离模版并且将电路板29降低回到传送机轨道上。从模版印刷机10释放电路板29并进行输送，使得可以将第二电路板装载到模版印刷机中。为了在第二电路板29上印刷，将印刷头组件在z轴方向上降低至与模版接触并且在与用于第一电路板的相反的方向上跨过模版18移动。

可以设置成像系统30以用于在印刷之前将模版18与电路板29对准并且在印刷之后检查电路板的目的。在一个实施例中，成像系统30可以设置在模版18与支撑组件28之间，电路板支撑在该支撑组件上。成像系统30联接到成像门架32以移动成像系统。在一个实施例中，成像门架32可以联接到框架12，并且包括在框架12的侧轨之间延伸以使成像系统30沿y轴方向在电路板29上放来回移动的梁。成像门架32可以进一步包括滑架装置，该滑架装置容纳成像系统30并且被配置成沿着梁的长度在x轴方向上移动。用于移动成像系统30的成像门架32的构造在焊膏印刷领域中是众所周知的。该布置使得成像系统30可以位于模版18下方且在电路板29上方的任何位置，以分别捕获电路板或模版的预定义区域的图像。

在向电路板施加一次或多次焊膏之后，过剩的焊膏可能积聚在模版18的底部处，并且模版擦拭器组件(总体上用34指示)可以在模版下方移动以移除过剩的焊膏。在其他实施例中，模版18可以在模版擦拭器组件的上方移动。

参考图4至图6，印刷头组件20安装在印刷头门架22上以在控制器14的控制下在y轴方向上移动。印刷头门架22包括沿着模版印刷机10的框架12上设置的轨道38、40(图3)跨设的长形梁36。梁36包括板42，该板具有两组线性支撑件44、46，这些线性支撑件在板上在水平方向上延伸，其中顶部线性支撑件44a、44b设置在底部线性支撑件46a、46b上方。线性支撑件44a、44b、46a、46b的目的将在下文更详细地描述。印刷头组件20包括印刷头48，该印刷头联接到印刷头门架22的梁36。具体地，印刷头48安装在盒50上，该盒固定地安装在板42上。因此，印刷头门架22使印刷头48在y轴方向上移动以进行本文描述的印刷行程。印刷头48包括用52指示的刮刀刀片组件，用于以上述方式使焊膏沿着模版滚动。在一个实施例中，刮刀刀片组件52包括两个刮刀刀片，其中粘性材料(例如焊膏)设置在刮刀刀片之间。

模版印刷机10的实施例涉及测量工具板或其他零件是否已经正确装载到模版印刷机中而在模版印刷机的子组件(比如成像系统30和工具或另一零件)之间没有干涉的系统和方法。具体地，模版印刷机10包括工具构件，这些工具构件被配置成在z轴方向上伸出和缩回，这些工具构件安装在印刷头20或印刷头门架22上以能够在x轴方向和y轴方向上移动。通过使工具构件在x轴方向、y轴方向和z轴方向上移动，模版印刷机10可以被配置成检测包括工具板在内的部件的高度，以确定这些部件是否正确装载或定位在模版印刷机内。工具构件可以配置有极限传感器，以检测工具构件是否完全伸出或缩回。工具构件可以被定位和降低以接触工具或零件的顶表面，直到极限传感器改变状态。可以采用位置计数器来记录极限传感器从开转变到关的时间，并且接着与校准值进行比较，该校准值是在首次校准模版印刷机10时确定的。此确定可以通知模版印刷机10的操作者工具板是否正确放置和定位在正确的高度，以防止工具板与模版印刷机10的其他部件(例如，成像系统30)发生干涉。进一步地，模版印刷机10可以配置有“偏移”调节器，以在执行验证时将工具构件维持在伸出位置。

如上所述，板42安装在印刷头门架22上。板42包括两对线性支撑件44a、44b和46a、46b。如图所示，线性支撑件44a、46a被配置成支撑总体上用60指示的第一工具构件，并且线性支撑件44b、46b被配置成支撑总体上用62指示的第二工具构件，其中工具构件被配置成在其相应的线性支撑件对上侧向地移动。

可以采用任何合适的机构来分别使工具构件60、62沿着线性支撑件44a、46a和44b、46b侧向地移动。例如，在一个实施例中，可以采用滚珠丝杠驱动组件来使工具构件60、62分别沿着线性支撑件44a、46a和44b、46b移动。在一些实施例中，被设置成使工具构件60、62分别沿着线性支撑件44a、46a和44b、46b移动的滚珠丝杠驱动组件还可以使印刷头48沿z轴方向上下移动。如上文提及的，印刷头组件20的印刷头48被配置成在印刷操作期间被降低以接合模版18、并且在不进行印刷操作时被升高以与模版脱接合。当被降低时，印刷头48向刮刀刀片组件52施加压力，使得刮刀刀片组件以传统方式密封地接合模版18。

在一个实施例中，第一工具构件60包括固定到线性支撑件44a、46a的第一壳体64，其中第一壳体被配置成在侧向方向上沿着线性支撑件跨设。第一工具构件60进一步包括设置在第一气缸68中的第一向下延伸的销66，第一销具有端部，其被配置成接收在期望由工具构件移动的物品的接收特征内，这将在下文更详细地描述。

类似地，第二工具构件62包括固定到线性支撑件44b、46b的第二壳体70，其中第二壳体被配置成在侧向方向上沿着线性支撑件跨设。第二工具构件62进一步包括设置在第二气缸74中的第二向下延伸的销72，第二销具有端部，其被配置成也接收在物品的接收特征内。第一气缸68和第二气缸74联接到控制器14和气压源，以分别控制工具构件60、62的销66、72彼此独立地上下移动。

参考图7至图11，印刷头组件20的实施例进一步包括总体上用80指示的工具板，该工具板被配置成装载到模版印刷机10的工具底座82上或从其卸下。工具板80被设置成在印刷操作期间支撑电子基板。如图所示，工具底座82可以包括各自用84指示的对准销，这些对准销被设置成将工具板80与工具底座对准并确保该工具板正确放置在该工具底座上。工具板80包括开口，当将工具板放置在工具底座82上时，这些开口被定位和配置成接收对准销84。

工具板80是大致矩形的结构，具有搁置在基板支撑组件28的工具底座82的平坦表面上的平坦底壁86、短前壁、短后壁和两个短侧壁。上述开口形成在工具板80的底壁86的底表面上。如图所示，一个侧壁包括第一接收特征96，该第一接收特征延伸超出该侧壁的外围边缘。类似地，另一侧壁包括第二接收特征98，该第二接收特征延伸超出该侧壁的外围边缘。接收特征96、98被配置成分别与第一工具构件60的销66和第二工具构件62的销72接合以便接合并移动工具板80。

参考图7，工具构件60、62的销66、72的端部接收在工具板80的相应的第一和第二接收特征96、98中。工具构件60、62可以移动到与工具板80的第一接收特征96和第二接收特征98的宽度接近的宽度。一旦定位在工具板80的第一接收特征96和第二接收特征98的相应侧上，工具构件60、62的销66、72的端部就完全在接收特征内移动以接合并支撑工具板。可以通过使工具构件60、62分别沿着线性支撑件44a、46a和44b、46b移动来定位这些工具构件，以适应具有各种间距的接收特征的工具板。进一步地，工具构件60、62的销66、72可以加长或缩短，以实现销的端部相对于第一接收特征96和第二接收特征98的适当高度。印刷头组件20被配置成通过印刷头门架22在y轴方向上移动以接合工具板80并使其移动到工具底座82上方的适当位置。

应理解的是，工具构件60、62的销66、72的端部可以采用用于接合并移动工具板80的各种机构。在所示出的实施例中，工具构件60、62的销66、72具有分别接收在工具板80的第一接收特征96和第二接收特征98中的端部。例如，工具构件60、62的销66、72各自可以包括磁体，以利于工具板80与工具构件的附接和拆卸，从而提起并移动工具板。

如所讨论的，工具构件60、62可以被配置成拾取和释放工具板80。具体地，工具构件60、62被配置成无需工具即可与工具板80的第一接收特征96和第二接收特征98接合和脱接合。

参考图8，工具板80被降低以接合并坐落在工具底座82上，其中工具底座的对准销84(图7)接收在工具板的开口内。如图所示，工具板80平放在工具底座82的顶表面上。工具板80的底壁86的底表面可以被配置成与工具底座82的顶表面配合，以使工具板准确地定位在工具底座上。

参考图9，为了从工具板80的接收特征96、98移除工具构件60、62，工具构件相对于工具板向外移动。具体地，图9所示的第一工具构件60沿着线性支撑件44a、46a背离工具板80的接收特征96向左移动，使得销66从接收特征离开。类似地，图9所示的第二工具构件62沿着线性支撑件44b、46b背离工具板80的接收特征98向右移动，使得销72从接收特征离开。

参考图10，印刷头20被升高以便使工具构件60、62的销66、72的端部向上移动，使得端部沿着刚好在工具板80的顶表面的平面上方的平面定位。如图所示，工具构件60、62的销66、72完全伸展。

参考图11，使工具构件60、62向内移动，使得工具构件的销66、72的端部刚好设置在工具板80的顶表面上方。具体地，图11所示的第一工具构件60沿着线性支撑件44a、46a朝向第二工具构件62向右移动。类似地，图11所示的第二工具构件62沿着线性支撑件44b、46b朝向第一工具构件60向左移动。如图所示，工具构件60、62的销66、72的端部刚好设置在工具板80的顶表面上方。

参考图12，验证系统确定工具板80是否正确定位在工具底座上。如图所示，验证系统包括第一传感器110，该第一传感器定位在第一工具构件60上，邻近于第一气缸68。第一传感器110被配置成检测第一工具构件60的位置，并在第一工具构件的第一销66完全伸出时产生视觉信号，例如红光，并且在第一工具构件的第一销未完全伸出时产生另一视觉信号，例如白光或无光。验证系统进一步包括第二传感器112，该第二传感器定位在第二工具构件62上，邻近于第二气缸74。第二传感器112被配置成检测第二工具构件62的位置，并在第二工具构件的第二销72完全伸出时产生视觉信号，例如红光，并且在第二工具构件的第二销未完全伸出时产生另一视觉信号，例如白光或无光。在一个实施例中，验证系统的第一传感器110和第二传感器112联接到控制器14，以除了传感器提供的视觉信号之外，还向操作者通知传感器的状态。

在一些实施例中，验证系统可以产生销66、72之一未完全伸出的听觉信号。进一步地，可以在模版印刷机10的显示器16上产生通知。

图12展示了验证系统指示工具板80正确坐落在工具底座上。如图所示，工具构件60、62的销66、72均处于完全伸出位置。因此，传感器110、112的视觉信号或指示物指示销66、72处于完全伸出位置。结果，模版印刷机10的操作者通过目视检查第一传感器110和第二传感器112或者通过联接到控制器14的显示器16将知道工具板80正确坐落在工具底座上。

参考图13，验证系统被示出为指示工具板80没有正确坐落在工具底座82上。如图所示，第一工具构件60的第一销66被示出为处于完全伸出位置。然而，第二工具构件62的第二销72没有完全伸出。因此，第一传感器110的视觉信号或指示物指示第一工具构件60的第一销66处于完全伸出位置，而第二传感器112的视觉信号指示第二工具构件62的第二销72处于缩短位置。结果，模版印刷机10的操作者通过目视检查第一传感器110和第二传感器112或者通过联接到控制器14的显示器16将知道工具板80没有正确坐落在工具底座82上。显示器16可以在灾难性事件发生之前(比如成像系统30与工具板发生干涉之前)指示操作者校正工具板80的定位。

参考图14，示意性地展示了第一工具构件60和第二工具构件62的气动控制。如图所示，设置有第一调节器120来控制流向第一工具构件60和第二工具构件62的空气流，以分别使第一销66和第二销72向下移动和伸出。设置有第二调节器122来控制流向第一工具构件60和第二工具构件62的空气流，以分别使第一销66和第二销72向上移动和缩回。在第二调节器122与第一工具构件60和第二工具构件62之间设置有电磁阀124，以控制流向工具构件的空气流，从而使销66、72缩回。第一工具构件60和第二工具构件62的气动控制由控制器14提供，该控制器联接到第一调节器120、第二调节器122和电磁阀124。

参考图15，示意性地展示了第一工具构件60和第二工具构件62的电子控制。如图所示，控制器14联接到DC电力供应器130和AC电力供应器132，该DC电力供应器和该AC电力供应器联接到第一工具构件60和第二工具构件62。设置有can总线模块134来分别控制工具构件60、62的销66、72的伸出和缩回。

本公开内容的实施例包括一种验证物品(比如工具板80)是否正确坐落或定位在模版印刷机10内的方法。在一个实施例中，该方法包括使物品(比如工具板80)从远程位置移动到模版印刷机10内的安装位置。一旦就位，该方法进一步包括验证物品是否正确安装在模版印刷机10内。

在一个实施例中，验证物品是否被正确定位的方法包括：使工具构件60、62的销66、72完全伸出；使销在物品上方移动；以及检测销是否在其相应工具构件内缩回。

本文公开的系统和相关方法可以在控制器14的控制下执行。具体地，控制器14可以被配置成知道何时移动物品(例如工具板80)以及何时更换该物品。虽然工具板在本文被描述为验证系统的对象，但是可以使用验证系统来确定其他物品是否正确安装在模版印刷机10中。

在一些实施例中，模版印刷机10的现有模版印刷机门架、轨道和印刷头可以被配置成使物品(包括工具板80)往返进出。

在一些实施例中，模版印刷机10的印刷头组件20可以被配置成移动和安装工具板80。

在一些实施例中，每个传感器(即，传感器110、112)可以实施为模拟位置传感器，该模拟位置传感器被配置成感测来自工具构件60、62的气缸孔中的磁体的磁通量线。模拟位置传感器可以解译其线性位置，并将此转换为模拟电压、电流或现场总线信号类型的输出，该输出可以被发送到模版印刷机10的控制器14以转换为距离测量值。

在一些实施例中，每个传感器(即，传感器110、112)可以实施为激光高度传感器，该激光高度传感器被配置成发射光束，该光束被引导从目标(例如，工具板)反射，并被接收以基于返回到传感器的光的偏差来解译高度。激光高度传感器可以将此转换为模拟电压、电流或现场总线信号类型的输出，该输出可以被发送到模版印刷机10的控制器14以转换为距离测量值。

在一些实施例中，每个传感器(即，传感器110、112)可以实施为超声波传感器，该超声波传感器被配置成发射声波，该声波被检测到从目标(例如，工具板)弹回，并被接收以基于传感器的返回声音来解译高度。超声波传感器可以将此转换为模拟电压、电流或现场总线信号类型的输出，该输出可以被发送到模版印刷机10的控制器14以转换为距离测量值。

在一些实施例中，每个传感器(即，传感器110、112)可以实施为线性模拟位置传感器，该线性模拟位置传感器是一体的滑块/触点组件。线性模拟位置传感器直接检测位置变化，并将这些变化转化为与电压或电流感测电路相结合的具体电阻。来自线性模拟位置传感器的输出可以被转换为模拟电压、电流或现场总线信号类型的输出，该输出可以被发送到模版印刷机10的控制器14以转换为距离测量值。

在一些实施例中，每个传感器(即，传感器110、112)可以实施为接触探针，该接触探针可以是接触点组件。接触探针可以安装到可移动的z轴组件，并且当该组件压靠在表面(例如，工具板)上时，接触探针进行接触或断开接触。与电压、电流或现场总线类型的输出相结合，接触探针的状态变化可以被转换为高或低信号，并且接着被发送到模版印刷机10的控制器14，以在与z轴位置计数器联接时被转换为距离测量值。

在一些实施例中，每个传感器(即，传感器110、112)可以实施为相机，该相机被定位成一旦定位就获得工具的顶表面上的图像。该图像可以与训练图像进行比较，也可以实时进行比较。可以将关注区域与所获取图像和训练图像进行比较，以确定图像的任何像素是否已经改变了其状态，并基于每像素校准的密耳数转换为距离。任何类型的相机都可以用来执行此功能。

如本文所使用，“正确定位”、“正确坐落”和/或“正确安装”意味着物品处于模版印刷机内的正确位置或地点，这是由控制器在检查与成像系统或相机拍摄的一个或多个图像相关联的数据之后确定的，这种已知的位置在预定的公差内，或者通过物品与模版印刷机的被设计成接收该物品的部分之间的已知配合来确定的。

如本文所使用，“输送”或“输送中”描述手动地或自动地使物品从一个位置移动到另一位置。

如本文所使用，“安装”或“安装中”描述将物品放置在准备使用的位置的过程。

本文中公开的概念可以用于用来制造电子基板的其他类型的设备，包括分配器、拾取和放置机器、回流焊炉、波峰焊接机、选择性焊机、检查站和清洁站。例如，针对回收材料的概念可以用于焊接和波峰焊接机以及清洁站中。

因此，已经描述了至少一个实施例的若干方面，将理解，本领域技术人员将容易想到各种改变、修改和改进。这样的改变、修改和改进旨在成为本公开内容的一部分，并且旨在落入本公开内容的范围内。因此，先前的描述和附图仅作为示例。

Claims (20)

1.一种用于在电子基板上印刷装配材料的模版印刷机，所述模版印刷机包括：

框架；

联接到所述框架的模版，所述模版中形成有孔口；

联接到所述框架的支撑组件，所述支撑组件被配置成支撑所述电子基板；

联接到所述框架的印刷头门架；

印刷头组件，所述印刷头组件由所述印刷头门架支撑，其方式使得所述印刷头组件被配置成在印刷行程期间横越所述模版；以及

验证系统，所述验证系统用于确定放置在所述模版印刷机内的物品是否正确安装在所述模版印刷机内。

2.如权利要求1所述的模版印刷机，其中，所述印刷头门架包括沿着所述框架上设置的轨道跨设的长形梁，所述印刷头门架的长形梁包括在水平方向上延伸的至少一个线性支撑件，并且其中，所述验证系统包括至少一个工具构件，所述至少一个工具构件被配置成在所述至少一个线性支撑件上侧向地移动。

3.如权利要求2所述的模版印刷机，其中，所述至少一个工具构件包括向下延伸的销，所述销被配置成在完全伸出位置与缩回位置之间移动。

4.如权利要求3所述的模版印刷机，其中，所述验证系统进一步包括控制器，所述控制器被配置成使所述至少一个工具构件在所述物品上方移动，并确定所述至少一个工具构件的销是否处于所述缩回位置。

5.如权利要求4所述的模版印刷机，其中，所述验证系统进一步包括定位在所述至少一个工具构件上的至少一个传感器，所述至少一个传感器被配置成产生指示所述至少一个工具构件的销完全伸出的第一视觉信号和指示所述至少一个工具构件的销缩回的第二视觉信号。

6.如权利要求5所述的模版印刷机，其中，所述至少一个工具构件包括两个间隔开的工具构件，即，第一工具构件和第二工具构件，每个工具构件包括销，所述第一工具构件被配置成在第一线性支撑件上侧向地移动，并且所述第二工具构件被配置成在第二线性支撑件上侧向地移动。

7.如权利要求3所述的模版印刷机，其中，所述至少一个工具构件的销具有端部，所述端部被配置成接收在与所述物品相关联的接收特征内。

8.如权利要求7所述的模版印刷机，其中，所述物品包括至少一个接收特征，所述至少一个接收特征被配置成与所述至少一个工具构件的销接合以接合并移动所述物品。

9.如权利要求5所述的模版印刷机，其中，所述至少一个工具构件包括两个间隔开的工具构件，即，第一工具构件和第二工具构件，每个工具构件包括销，所述第一工具构件被配置成在第一线性支撑件上侧向地移动，并且所述第二工具构件被配置成在第二线性支撑件上侧向地移动，并且其中，所述至少一个接收特征包括两个接收特征，每个工具构件一个接收特征，所述第一工具构件和所述第二工具构件接收在所述物品的相应接收特征中以可释放地固定所述物品。

10.如权利要求9所述的模版印刷机，其中，所述物品包括具有平坦底壁的工具板，所述工具板被配置成与所述模版印刷机的工具底座配合。

11.如权利要求1所述的模版印刷机，其中，所述验证系统包括：

至少一个工具构件，所述至少一个工具构件被配置成在所述印刷头门架的至少一个线性支撑件上侧向地移动，所述至少一个工具构件包括向下延伸的销，所述销被配置成在完全伸出位置与缩回位置之间移动，以及

控制器，所述控制器被配置成使所述至少一个工具构件在所述物品上方移动，并确定所述至少一个工具构件的销是否处于所述缩回位置。

12.如权利要求11所述的模版印刷机，其中，所述验证系统进一步包括定位在所述至少一个工具构件上的至少一个传感器，所述至少一个传感器被配置成产生指示所述至少一个工具构件的销完全伸出的第一视觉信号和指示所述至少一个工具构件的销缩回的第二视觉信号。

13.如权利要求12所述的模版印刷机，其中，所述至少一个工具构件包括两个间隔开的工具构件，即，第一工具构件和第二工具构件，每个工具构件包括销，所述第一工具构件被配置成在第一线性支撑件上侧向地移动，并且所述第二工具构件被配置成在第二线性支撑件上侧向地移动。

14.一种验证物品是否正确安装在模版印刷机中的方法，所述方法包括：

在模版印刷机中安装物品；以及

验证所述物品是否正确安装在所述模版印刷机内。

15.如权利要求14所述的方法，其中，验证所述物品是否正确安装在所述模版印刷机内包括：

使至少一个工具构件在所述物品上方在印刷头门架的至少一个线性支撑件上侧向地移动，以及

确定所述至少一个工具构件是否接合所述物品。

16.如权利要求15所述的方法，其中，所述至少一个工具构件包括向下延伸的销，所述销被配置成在完全伸出位置与缩回位置之间移动。

17.如权利要求16所述的方法，其中，确定所述至少一个工具构件是否接合所述物品包括确定所述至少一个工具构件的销是否处于所述缩回位置。

18.如权利要求17所述的方法，其中，确定所述至少一个工具构件的销是否处于所述缩回位置包括提供指示所述至少一个工具构件的销完全伸出的第一信号和指示所述至少一个工具构件的销缩回的第二信号。

19.如权利要求18所述的方法，其中，所述第二信号指示所述物品没有正确安装。

20.如权利要求14所述的方法，其中，所述物品包括具有平坦底壁的工具板，所述工具板被配置成与所述模版印刷机的工具底座配合。