专利名称：用于粘片机的检测及控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种用于粘片机在粘片机焊头高速运动过程中，能迅速可靠地检测是否漏捡晶片或吸嘴是否被杂物堵塞，并将该漏检信号或杂物堵塞信号送给信号处理装置作相应故障处理的检测及控制装置，属于粘片机所用检测及控制装置的改造技术。
2、背景技术粘片机在工作过程中，其焊头在捡片位置利用真空吸取晶片，运动到粘片位置释放晶片，以实现在基体(如引线框架或PCB板)上粘贴焊接晶片。由于焊头真空孔径最小只有0.18mm，在捡片位置，若真空吸取力小于晶片附着力或吸嘴被杂物堵塞，则焊头吸取不到晶片，发生漏捡晶片；或由于焊头高速运动过程中机械振动的原因，焊头已吸取的晶片掉落，造成在基体相应位置没有粘焊晶片，使产品成品率下降。目前，中国国内使用的粘片机均为进口产品，国内仍处于研究阶段。进口产品的漏晶检测装置所用的光源为光导纤维，漏晶传感器为国外生产的高敏感度光敏三极管，二者均价格昂贵。此外，在捡片位置和粘片位置，其摄像头的光源调节部分一般都独立于漏晶检测装置，且采用光导纤维作为光源，其价格同样昂贵。
发明内容本实用新型的目的在于考虑上述问题而提供一种不仅能迅速可靠地检测是否漏捡晶片或吸嘴是否被杂物堵塞，并将该漏检信号或杂物堵塞信号送给信号处理装置作相应故障处理的用于粘片机的检测及控制装置。本实用新型结构简单，装配容易，成本低，并能简单方便地调节捡片位置和粘片位置摄像头所用光源的亮度。
本实用新型的原理框图如图1所示，包括有光电式传感器(1)、放大电路(2)、比较电路(3)、触发电路(4)，其中光电式传感器(1)包括有光源及光电器件，其光源置于漏晶检测位置，光电器件置于焊头真空吸嘴中，且光电式传感器(1)的输出端与放大电路(2)的输入端连接，放大电路(2)的输出端与比较电路(3)的输入端连接，比较电路(3)的输出端与触发电路(4)的输入端连接，触发电路(4)的输出端与信号处理装置(5)的输入端连接。
上述光电式传感器(1)的光源为发光二极管LED3，光电器件为光敏二极管S1，发光二极管LED3安装在焊头从捡片位置到粘片位置运动路径中的漏晶检测位置，光敏二极管S1安装在焊头真空吸嘴中作漏晶和杂物堵塞传感器。
上述放大电路(2)包括有运算放大器U1A及其外围元件电阻R2、R3、R4、R5，电容C2，比较电路(3)包括有电压比较器U1B及其外围元件电阻R6、可变电阻RW2，触发电路(4)包括有D触发器U2A及其外围元件电容C1、C3、C4。放大器U1A的输出端与电压比较器U1B的负输入端连接，放大器U1A的正输入端与电阻R2、R5连接，负输入端通过电阻R4接地，放大器U1A的正输入端与输出端之间连接有电阻R5；电压比较器U1B的正输入端连接有可调参考电压的可变电阻RW2及通过电阻R6与+5V电源连接，电压比较器U1B的输出端与触发器U2A的时针输入端连接；触发器U2A的D端与+5V电源连接，触发器U2A的反相输出端与信号处理装置(5)的输入端连接，触发器U2A的清零端与信号处理装置(5)的输出端连接。光敏二极管S1的一端接+5V电源，另一端接R2、R3。
上述信号处理装置(5)为工业控制计算机，工业控制计算机通过光电隔离输入输出卡与触发器U2A连接，其中触发器U2A的反相输出端与光电隔离输入卡的输入端连接，触发器U2A的清零端与光电隔离输出卡的输出端连接。
上述电压比较器U1B的输出端还连接有漏晶或杂物堵塞指示灯LED1，指示灯LED1的阴极与电压比较器U1B的输出端连接，LED1的阳极通过电阻R7与+5V电源连接。
上述触发器U2A的反相输出端还连接有漏晶或杂物堵塞指示保持灯LED2，指示保持灯LED2的阴极与触发器U2A的反相输出端连接，LED2的阳极通过电阻R10与+5V电源连接。
上述+5V电源还通过固定阻值的电阻R9及可调电阻RW1与作为捡片位置摄像头光源的发光二极管LED4连接。
上述+5V电源还通过固定阻值的电阻R8及可调电阻RW3与作为粘片位置摄像头光源的发光二极管LED5连接。
本实用新型由于采用在焊头从捡片位置到粘片位置运动路径中安装高亮度发光二极管作光源，在焊头真空嘴中安装光敏二极管作漏晶和杂物堵塞传感器的结构，本实用新型通过运算放大器对光敏二极管的电流进行放大，并通过电压比较器与触发器连接，将触发器与信号处理装置连接。因此，本实用新型所用的检测光源和传感器均为国产普通产品，不仅价格便宜，而且检测效果达到要求，以实现粘片机的国产化；另外，本实用新型集成了捡片位置和粘片位置摄像头的光源亮度调节，光源使用普通的高亮度发光二极管，调节电路简单，成本低。是一种设计巧妙，性能优良，方便实用的用于粘片机的检测及控制装置。
图1为本实用新型的原理框图；图2是本实用新型的电路原理图；图3是本实用新型实施例电路板的丝印图。
具体实施方式
实施例
本实用新型的原理框图如图1所示，包括有光电式传感器(1)、放大电路(2)、比较电路(3)、触发电路(4)，其中光电式传感器(1)包括有光源及光电器件，其光源置于漏晶检测位置，光电器件置于焊头真空吸嘴中，且光电式传感器(1)的输出端与放大电路(2)的输入端连接，放大电路(2)的输出端与比较电路(3)的输入端连接，比较电路(3)的输出端与触发电路(4)的输入端连接，触发电路(4)的输出端与信号处理装置(5)的输入端连接。
上述光电式传感器(1)的光源为发光二极管LED3，光电器件为光敏二极管S1，发光二极管LED3安装在焊头从捡片位置到粘片位置运动路径中的漏晶检测位置，光敏二极管S1安装在焊头真空吸嘴中作漏晶和杂物堵塞传感器。
上述放大电路(2)包括有运算放大器U1A及其外围元件电阻R2、R3、R4、R5，电容C2，比较电路(3)包括有电压比较器U1B及其外围元件电阻R6、可变电阻RW2，触发电路(4)包括有D触发器U2A及其外围元件电容C1、C3、C4。放大器U1A的输出端与电压比较器U1B的负输入端连接，放大器U1A的正输入端与电阻R2、R5连接，负输入端通过电阻R4接地，放大器U1A的正输入端与输出端之间连接有电阻R5；电压比较器U1B的正输入端连接有可调参考电压的可变电阻RW2及通过电阻R6与+5V电源连接，电压比较器U1B的输出端与触发器U2A的时针输入端连接；触发器U2A的D端与+5V电源连接，触发器U2A的反相输出端与信号处理装置(5)的输入端连接，触发器U2A的清零端与信号处理装置(5)的输出端连接。光敏二极管S1的一端接+5V电源，另一端接R2、R3。
上述信号处理装置(5)为工业控制计算机，工业控制计算机通过光电隔离输入输出卡与触发器U2A连接，其中触发器U2A的反相输出端与光电隔离输入卡的输入端连接，触发器U2A的清零端与光电隔离输出卡的输出端连接。
上述电压比较器U1B的输出端还连接有漏晶或杂物堵塞指示灯LED1，指示灯LED1的阴极与电压比较器U1B的输出端连接，LED1的阳极通过电阻R7与+5V电源连接。
上述触发器U2A的反相输出端还连接有漏晶或杂物堵塞指示保持灯LED2，指示保持灯LED2的阴极与触发器U2A的反相输出端连接，LED2的阳极通过电阻R10与+5V电源连接。
上述+5V电源还通过固定阻值的电阻R9及可调电阻RW1与作为捡片位置摄像头光源的发光二极管LED4连接。
上述+5V电源还通过固定阻值的电阻R8及可调电阻RW3与作为粘片位置摄像头光源的发光二极管LED5连接。
本实用新型实施例电路板的丝印图如图3所示，图中J1、J2、J 3、J4为三针连接器插座，J5为四针连接器插座；J1外接高亮度发光二极管LED3，作漏晶检测光源，J2外接作漏晶检测传感器的光敏二极管S1；J5的第1、2针外接+5V电源的正端和负端，J5的第3针外接工业控制计算机的光电隔离输入卡的输入，J5的第4针外接工业控制计算机的光电隔离输出卡的输出；J3、J4外接分别作为捡片位置和粘片位置各自摄像头光源的高亮度发光二极管LED4、LED5，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10为一般电阻，RW2为精密可调电阻，RW1、RW3为一般可调电阻。C1、C2、C3、C4为滤波电容。U1A、U1B为集成运算放大器LM2904，U2A为D触发器集成电路74LS74。
本实用新型工作时，计算机控制系统在上电时，光电隔离输出卡输出一个低电平脉冲送给D触发器的清零输入端，D触发器的反相输出端输出高电平。在焊头运动过程中，除漏晶检测位置外，在其它任何位置，不论焊头是否吸取晶片或是否被杂物堵塞，由于没有光源照射，光敏二极管呈高阻；在焊头运动路经漏晶检测位置时，若焊头已吸取晶片或被杂物堵塞，真空吸嘴被堵住，发光二极管的光线不能照射到吸嘴里的光敏二极管，因而光敏二极管也呈高阻；当光敏二极管呈高阻时，运算放大器的输入电压为零，输出电压也为零，经比较器与给定电压比较，比较器输出高电平，漏晶或杂物堵塞指示灯LED1不亮，D触发器不触发，D触发器的反相输出端保持高电平。在焊头运动路经漏晶检测位置时，若焊头未吸取晶片而发生漏捡晶片或已捡晶片掉落，真空吸嘴未堵住，发光二极管光源照射吸嘴里的光敏二极管，因而光敏二极管导通，电流经光敏二极管流过运算放大器的输入电阻而产生电压，此电压经运算放大器放大，其输出电压大于比较器的正端输入电压，比较器输出低电平，漏晶或杂物堵塞指示灯LED1亮。在焊头从捡片位置路经漏晶检测位置向粘片位置运动过程中，若焊头在捡片位置已吸取晶片，则光敏二极管一直不受光照而呈高阻，漏晶或杂物堵塞指示灯LED1不亮，D触发器的反相输出端保持高电平；若焊头在捡片位置未吸取晶片，则在这一运动过程中，光敏二极管经过不受光照、受光照、不受光照的变化过程，从而使比较器输出低电平脉冲，漏晶或杂物堵塞指示灯LED1闪亮，该脉冲的上升沿触发D触发器，使其输出发生翻转，D触发器的反相输出端输出低电平，漏晶或杂物堵塞指示保持灯LED2亮，指示焊头已漏检晶片，同时此有效信号作为漏检晶片信号送给计算机的光电隔离输入卡，以便控制程序作相应故障处理，在该故障程序中，应从计算机的光电隔离输出卡输出清零信号给D触发器的清零端，使D触发器的反相输出端恢复高电平。在焊头从粘片位置路经漏晶检测位置返回捡片位置的运动过程中，若焊头未被杂物堵塞，同理，光敏二极管经过不受光照、受光照、不受光照的变化过程，漏晶或杂物堵塞指示灯LED1闪亮，D触发器输出发生翻转，反相输出端输出低电平，漏晶或杂物堵塞指示保持灯LED2亮，并且该信号作为没有杂物堵塞信号送给计算机的光电隔离输入卡，计算机在收到该信号后，从光电隔离输出卡输出清零信号给D触发器的清零端，使D触发器的反相输出端恢复高电平；在这运动过程中，若焊头被杂物堵塞，则光敏二极管一直不受光照，漏晶或杂物堵塞指示灯LED1不亮，D触发器反相输出端保持高电平，漏晶或杂物堵塞指示保持灯LED2不亮，并且该信号作为有杂物堵塞信号送给计算机的光电隔离输入卡，计算机在收到该信号后，作相应故障处理。
另外，分别调节捡片位置摄像头光源电路和粘片位置摄像头光源电路中的可调电阻，可以简单方便地调节捡片位置和粘片位置各自摄像头的发光二极管光源的亮度，以便在不同光线环境下，在捡片位置监视器和粘片位置监视器上能清晰地监视各自的工况。
权利要求1.一种用于粘片机的检测及控制装置，其特征在于包括有光电式传感器(1)、放大电路(2)、比较电路(3)、触发电路(4)，其中光电式传感器(1)包括有光源及光电器件，其光源置于漏晶检测位置，光电器件置于焊头真空吸嘴中，且光电式传感器(1)的输出端与放大电路(2)的输入端连接，放大电路(2)的输出端与比较电路(3)的输入端连接，比较电路(3)的输出端与触发电路(4)的输入端连接，触发电路(4)的输出端与信号处理装置(5)的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的用于粘片机的检测及控制装置，其特征在于上述光电式传感器(1)的光源为发光二极管LED3，光电器件为光敏二极管S1，发光二极管LED3安装在焊头从捡片位置到粘片位置运动路径中的漏晶检测位置，光敏二极管S1安装在焊头真空吸嘴中作漏晶和杂物堵塞传感器。
3.根据权利要求1所述的用于粘片机的检测及控制装置，其特征在于上述放大电路(2)包括有运算放大器U1A及其外围元件电阻R2、R3、R4、R5，电容C2，比较电路(3)包括有电压比较器U1B及其外围元件电阻R6、可变电阻RW2，触发电路(4)包括有D触发器U2A及其外围元件电容C1、C3、C4。放大器U1A的输出端与电压比较器U1B的负输入端连接，放大器U1A的正输入端与电阻R2、R5连接，负输入端通过电阻R4接地，放大器U1A的正输入端与输出端之间连接有电阻R5；电压比较器U1B的正输入端连接有可调参考电压的可变电阻RW2及通过电阻R6与+5V电源连接，电压比较器U1B的输出端与触发器U2A的时针输入端连接；触发器U2A的D端与+5V电源连接，触发器U2A的反相输出端与信号处理装置(5)的输入端连接，触发器U2A的清零端与信号处理装置(5)的输出端连接。光敏二极管S1的一端接+5V电源，另一端接R2、R3。
4.根据权利要求1所述的用于粘片机的检测及控制装置，其特征在于上述信号处理装置(5)为工业控制计算机，工业控制计算机通过光电隔离输入输出卡与触发器U2A连接，其中触发器U2A的反相输出端与光电隔离输入卡的输入端连接，触发器U2A的清零端与光电隔离输出卡的输出端连接。
5.根据权利要求3所述的用于粘片机的检测及控制装置，其特征在于上述电压比较器U1B的输出端还连接有漏晶或杂物堵塞指示灯LED1，指示灯LED1的阴极与电压比较器U1B的输出端连接，LED1的阳极通过电阻R7与+5V电源连接。
6.根据权利要求3所述的用于粘片机的检测及控制装置，其特征在于上述触发器U2A的反相输出端还连接有漏晶或杂物堵塞指示保持灯LED2，指示保持灯LED2的阴极与触发器U2A的反相输出端连接，LED2的阳极通过电阻R10与+5V电源连接。
7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的用于粘片机的检测及控制装置，其特征在于上述+5V电源还通过固定阻值的电阻R9及可调电阻RW1与作为捡片位置摄像头光源的发光二极管LED4连接。
8.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的用于粘片机的检测及控制装置，其特征在于上述+5V电源还通过固定阻值的电阻R8及可调电阻RW3与作为粘片位置摄像头光源的发光二极管LED5连接。
专利摘要本实用新型是一种用于粘片机的检测及控制装置。包括有光电式传感器(1)、放大电路(2)、比较电路(3)、触发电路(4)，其中光电式传感器(1)包括有光源及光电器件，其光源置于漏晶检测位置，光电器件置于焊头真空吸嘴中，且光电式传感器(1)的输出端与放大电路(2)的输入端连接，放大电路(2)的输出端与比较电路(3)的输入端连接，比较电路(3)的输出端与触发电路(4)的输入端连接，触发电路(4)的输出端与信号处理装置(5)的输入端连接。上述光电式传感器(1)所用光源为发光二极管LED3，光电器件为光敏二极管S1。本实用新型不仅价格便宜，而且检测效果达到要求；另外，本实用新型集成了捡片位置和粘片位置摄像头的光源亮度调节，光源使用普通的高亮度发光二极管，调节电路简单，成本低。
文档编号G01N21/90GK2676192SQ20032012530
公开日2005年2月2日 申请日期2003年12月30日 优先权日2003年12月30日
发明者王晓初, 李克天, 吴小洪, 陈新 申请人:广东工业大学