专利名称：非接触激光相对高度测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及测量仪器，特别涉及一种用于测量锡膏厚度的非接触激光相对高度测量装置。
背景技术：
在电子组装生产中，SMT(表面贴装技术)正在取代传统的THT(穿孔引脚技术)，在SMT工艺中，钎焊材料被做成膏状混合物，称为锡膏，以网板漏印的方式按网板所限定的形状印刷到PCB(印刷电路板)上，待将元件放在其上后一起加热达到焊接的目的。锡膏印刷的厚度是其中关键参数之一，但因为锡膏的触变性以及形状的复杂性使传统的机械接触测量方法无法对其进行测量。
目前，有些产品采用如裂像法、对焦法等方法测量，但因其适用性和精确度等因素的不足，已基本被市场淘汰。另有一些产品采用线状钨丝灯投影作为标记的方法，但因灯丝粗、白光色散造成分辨率低、工作时发热较大、寿命较短等缺点也已基本淘汰。
主流的产品均基于三角法原理，并用CCD像素作为测量尺度。如7图所示，激光投射到测量物和基准面上形成C和B，成像于CCD产生E、D，如果近似地将C至B的高度等于A至B的高度，则AB＝DE×tga÷放大率。但该方法有如下诸多不足1)当PCB变形或厚薄不一引起距离变化时，“近者大而远者小”放大率变化而引起结果变化。2)投射角度、观测角度或测量物变形倾斜时，a变化引起三角算法出现误差。3)因测量物与基准面高度不同，聚焦时不可兼顾使激光投射线变宽且镜头聚焦不准影响精度。另外，透镜成像的畸变直接影响结果。4)以CCD上的像素数做为测量尺度，而CCD芯片工作时会发热，温度随时间与气温变化造成结果漂移。
本实用新型的目的在于提供一种非接触激光相对高度测量装置，可以测量无法用传统机械接触方法测量的锡膏等物体。
本实用新型的另一目的在于提供一种非接触激光相对高度测量装置，能有效减少测量过程中的误差来源，提高测量精度。
发明内容
为达到上述目的本实用新型采用了如下技术方案提供一种非接触激光相对高度测量装置，包括机座、激光投射装置及成像装置，所述机座上设有移动臂，所述成像装置和激光投射装置设置在所述移动臂上，所述移动臂相对机座有一位置测量装置。
在本实用新型中，所述机座包括用于放置被测物的平台和与之成L型连接的垂直臂。所述机座的垂直臂通过直线滑轨与所述移动臂连接。所述移动臂上以倾斜角度固定激光投射装置。所述成像装置以垂直方向接收反射的激光信号。所述成像装置由光学透镜与CCD及带标记线的显示装置构成。所述显示装置的标记线的两边设有辅助线。所述位置测量装置带有数值显示或数据输出接口。
由于采用了上述技术方案，本实用新型与现有技术相比，能有效减少测量过程中的误差来源，如1)基准面移动时，测量物跟着移动相同距离，测量结果不受PCB变形或厚薄的影响；2)测量结果也与投射角度和观测角度无关；3)在基准面与测量物表面都能分别准确地聚集，因成像在CCD中央，透镜成像的畸变对结果影响很小；4)同一短时间区段内温度几乎不变，且CCD不用作测量尺度，成像在CCD中央与温度无关。
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型测量过程中在基准面上聚焦的示意图。
图3是本实用新型测量过程中在测量面上聚焦的示意图。
图4是本实用新型中激光束投射到被测物上产生的轮廓线示意图。
图5是图4中轮廓线的俯视图。
图6是本实用新型的工作原理示意图。
图7是现有技术的三角法测量原理示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对实用新型做进一步详细说明图1至图6示出了本实用新型的一个优选实施例，是以锡膏厚度测量仪来举例。如图1所示，本实用新型包主要括机座1、激光投射装置2及成像装置3。激光投射装置2可以采取现有技术获得，例如激光发生器发射的光束用一凸透镜汇集成一个很细的点，在此基础上再在凸透镜前加一个柱面透镜，将点散开成一条线。成像装置3可以是带有标记的显微镜、投影仪或显示器等，本实施例中成像装置3是由光学透镜31与CCD 32和带有标记33的显示装置35构成，标记33的两边设有辅助线34，是因为激光投射在物体上会有宽度，辅助线34的存在可更容易定位，有利于提高精度。
机座1具有一用于放置被测物的平台11和安装在平台11上的垂直臂12，垂直臂12上设有移动臂4、调节机构5和位置测量装置6，激光投射装置2以一定的倾斜角度固定在移动臂4上，成像装置3以垂直方向接收反射的激光信号。调节机构5可以是任何可使移动臂4以较高分辨率上下运动的机构，如螺杆机构等；位置测量装置6介于移动臂4和垂直臂12之间用来测量所述移动臂4的位移，其可以是带有数据指示或数据输出接口61的任何适用装置，如光栅尺、容栅尺、磁栅尺等，本实施例中是以带有数据输出的电子测量尺通过电脑接收来显示测量值。移动臂4通过直线滑轨7与垂直臂12连接，并由调节机构5驱使沿移动臂4上下移动。
再如图2至图6所示，本实用新型在工作时，先将被测物8放在机座1的平台11上，把要测的地方放在成像装置3的显示范围中央；再操作调节机构5，使激光投射装置2投射的直线光束对准相对高度的基准面81，让基准点的激光投射在成像装置3里与固定标记线33重叠；然后将位置测量装置6的读数置为0；最后操作调节机构5，使激光投射装置2投射的直线光束对准被测量物8的测量面82，让被测点的激光投射在成像装置3里与固定标记线33重叠，此时位置测量装置6输出的读数即为基准点到被测量点的高度。
权利要求1.一种非接触激光相对高度测量装置，包括机座、激光投射装置及成像装置，其特征在于所述机座上设有移动臂，所述成像装置和激光投射装置设置在所述移动臂上，所述移动臂相对机座有一位置测量装置。
2.根据权利要求1所述的非接触激光相对高度测量装置，其特征在于所述机座包括用于放置被测物的平台和与之成L型连接的垂直臂。
3.根据权利要求2所述的非接触激光相对高度测量装置，其特征在于所述机座的垂直臂通过直线滑轨与所述移动臂连接。
4.根据权利要求3所述的非接触激光相对高度测量装置，其特征在于所述移动臂上以倾斜角度固定激光投射装置。
5.根据权利要求1所述的非接触激光相对高度测量装置，其特征在于所述成像装置以垂直方向接收反射的激光信号。
6.根据权利要求5所述的非接触激光相对高度测量装置，其特征在于所述成像装置由光学透镜与CCD及带标记线的显示装置构成。
7.根据权利要求6所述的非接触激光相对高度测量装置，其特征在于所述显示装置的标记线的两边设有辅助线。
8.根据权利要求1所述的非接触激光相对高度测量装置，其特征在于所述位置测量装置带有数值显示或数据输出接口。
专利摘要本实用新型涉及一种非接触激光相对高度测量装置，用于电子组装生产中测量锡膏的厚度，包括机座、激光投射装置及成像装置，机座上设有移动臂，成像装置和激光投射装置设置在移动臂上，移动臂相对机座有一位置测量装置。本实用新型与现有技术相比，能够有效减少测量过程中的误差来源，提高测量精度。
文档编号G01C11/00GK2715106SQ20042004460
公开日2005年8月3日 申请日期2004年4月7日 优先权日2004年4月7日
发明者刘杰波 申请人:刘杰波