專利名稱：絲網(wǎng)印刷機及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及絲網(wǎng)印刷機(screen printing machine)，具體而言涉及表面安裝技術(shù)(SMT)絲網(wǎng)印刷機，其除常規(guī)印刷操作外，還通過并入附加的末端執(zhí)行器，例如材料分配 執(zhí)行器，來將材料的沉積物分配到工件上，以實現(xiàn)附加功能。本發(fā)明還涉及這種絲網(wǎng)印刷機 的操作方法。
背景技術(shù)：
常規(guī)地，SMT裝配線包括多個專用的機器，這些機器以SMT加工所需的方式彼此獨 立地對通常為印刷電路板的工件進行操作，這些機器包括絲網(wǎng)印刷機，其用于進行絲網(wǎng)印 刷操作，以穿過印刷絲網(wǎng)使用例如焊膏或粘合劑等材料沉積物的圖案來印刷工件；分配機， 其將例如同樣是焊膏或粘合劑等材料沉積物直接分配到工件上。在一些情況下，有必要既 將材料沉積物絲網(wǎng)印刷到工件上，又將材料沉積物分配到工件上。例如，DEKINTERNATIONAL GMBH 公司(瑞士蘇黎世)、EKRAAUTOMATISIERUNGS SYSTEME GMBH 公司(德國B5nningheim)和 SPEEDLINE TECHNOLOGIES 公司(美國，MA， Franklin)均供應(yīng)這種絲網(wǎng)印刷機。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人意識到可將絲網(wǎng)印刷機配置成實現(xiàn)另一操作，具體說是材料分配操作， 其實現(xiàn)方式是通過設(shè)置與視像照相機(vision camera)相聯(lián)結(jié)的末端執(zhí)行器，該視像照 相機作為對齊機構(gòu)的一部分，在被支承在絲網(wǎng)印刷機中并以之為基準(zhǔn)的工件的表面上方移 動，以允許末端執(zhí)行器參照視像照相機定位。絲網(wǎng)印刷機的這種用途有利地實現(xiàn)了絲網(wǎng)印刷機的長期使用，并且避免需要專用 的設(shè)備來進行不常用的操作。這種設(shè)備既昂貴又占場地，該場地可以被更好地利用。本發(fā)明一方面提供一種絲網(wǎng)印刷機，該絲網(wǎng)印刷機包括印刷頭、攝像單元和末端 執(zhí)行器，所述印刷頭可被操作以驅(qū)使材料穿過印刷絲網(wǎng)并將該材料沉積到工件上，所述攝 像單元包括用于拍攝所述印刷絲網(wǎng)和所述工件中至少一個的視像照相機和可被操作以定 位所述視像照相機的定位機構(gòu)，所述末端執(zhí)行器可被操作以對所述工件進行操作，并且所 述末端執(zhí)行器被耦接至所述視像照相機以通過所述定位機構(gòu)與所述視像照相機共同移動， 其中，能以第一模式和第二模式中的一個來操作該絲網(wǎng)印刷機，在所述第一模式中所述印 刷頭被操作以將材料沉積物印刷到工件上，而在所述第二模式中所述末端執(zhí)行器被致動以 在限定位置對所述工件進行操作。在一實施方式中，絲網(wǎng)印刷機能以第一模式、第二模式和第三模式中的一個來進行操作，在所述第一模式中只有印刷頭被操作以將材料沉積物印刷到工件上；在所述第二 模式中優(yōu)選是印刷頭先被操作以將材料沉積物印刷到工件上，接著是末端執(zhí)行器被致動以 在限定位置對所述工件進行操作；在所述第三模式中只有末端執(zhí)行器被致動以在限定位置 對工件進行操作。
在一實施方式中，定位機構(gòu)可被操作以在印刷絲網(wǎng)與工件之間定位視像照相機。在一實施方式中，絲網(wǎng)印刷機還包括用于支承印刷絲網(wǎng)單元的框體支承件，所述 印刷絲網(wǎng)單元包括印刷絲網(wǎng)，在該印刷絲網(wǎng)中具有由孔形成的圖案。在一實施方式中，絲網(wǎng)印刷機還包括對齊單元，該對齊單元用于響應(yīng)于在印刷絲 網(wǎng)和工件中至少一個上所拍攝的特征來相對于工件對齊印刷絲網(wǎng)單元。在一實施方式中，絲網(wǎng)印刷機還包括用于支承工件的工件支承件。在一實施方式中，定位機構(gòu)可被操作以在X-Y平面中定位視像照相機。在一實施方式中，定位機構(gòu)包括X-Y托臺(gantry)。在一實施方式中，定位機構(gòu)包括第一定位單元和第二定位單元，所述第一定位單 元和第二定位單元實現(xiàn)視像照相機在相互垂直的X、Y軸中相應(yīng)一個上的定位，以便能被一 起操作來實現(xiàn)視像照相機在X-Y平面中的定位。在一實施方式中，一個定位單元即第一定位單元包括第一定位器、第二定位器和 橋構(gòu)件，其中所述第一定位器和第二定位器以并列關(guān)系安裝，所述橋構(gòu)件使所述第一定位 器和第二定位器互連，并被所述第一定位器和第二定位器的共同操作移動以在一個軸上定 位視像照相機。在一實施方式中，所述第一定位單元包括用于致動其中的第一和第二定位器的至 少一個致動器。在一實施方式中，所述至少一個致動器包括步進電動機或伺服電動機。在一實施方式中，所述第一定位單元包括用于致動其中的第一和第二定位器的單 個致動器。在一實施方式中，另一個定位單元即第二定位單元包括定位器，該定位器以垂直 于所述第一定位單元的第一定位器和第二定位器的關(guān)系安裝至所述第一定位單元的橋構(gòu) 件，并可被操作以在另一個垂直的軸上定位視像照相機。在一實施方式中，所述第二定位單元包括用于致動該第二定位單元中的定位器的 致動器。 在一實施方式中，該致動器包括步進電動機或伺服電動機。在一實施方式中，末端執(zhí)行器是用于以所需圖案將材料沉積物分配到工件上的材 料分配執(zhí)行器。在一實施方式中，材料分配執(zhí)行器被控制以根據(jù)其移動來分配材料沉積物。在一實施方式中，印刷頭所沉積的材料與末端執(zhí)行器所沉積的材料不同。在另一實施方式中，印刷頭所沉積的材料與末端執(zhí)行器所沉積的材料相同。在一實施方式中，所述材料選自焊膏(solder paste)、焊劑(solder flux)和粘合劑。在另一實施方式中，末端執(zhí)行器是用于以所需圖案將液體供給至工件上的噴墨執(zhí) 行器。在再一實施方式中，末端執(zhí)行器是用于將部件安裝在工件上的限定位置的部件安 裝執(zhí)行器。在又一實施方式中，末端執(zhí)行器是用于在工件中激光蝕刻出所需圖案的激光蝕刻 執(zhí)行器。
本發(fā)明另一方面提供了這樣一種絲網(wǎng)印刷機，該絲網(wǎng)印刷機包括印刷頭、攝像單元和末端執(zhí)行器，所述印刷頭可被操作以驅(qū)使材料穿過印刷絲網(wǎng)并將該材料沉積到工件 上，所述攝像單元包括用于拍攝所述印刷絲網(wǎng)和所述工件中至少一個的視像照相機和可被 操作以定位所述視像照相機的定位機構(gòu)，所述末端執(zhí)行器可被操作以對所述工件進行操 作，并且所述末端執(zhí)行器被耦接至所述視像照相機以通過所述定位機構(gòu)與之共同移動，其 中，能以第一模式和第二模式中的一個來操作該絲網(wǎng)印刷機，在所述第一模式中所述印刷 頭被操作以將材料沉積物印刷到工件上，而在所述第二模式中所述印刷頭被操作以將材料 沉積物印刷到工件上，并且所述末端執(zhí)行器被致動以在限定位置對所述工件進行操作。本發(fā)明再一方面提供了一種操作絲網(wǎng)印刷機的方法，所述絲網(wǎng)印刷機包括印刷 頭、攝像單元和末端執(zhí)行器，所述印刷頭可被操作以驅(qū)使材料穿過印刷絲網(wǎng)并將該材料沉 積到工件上，所述攝像單元包括用于拍攝所述印刷絲網(wǎng)和所述工件中至少一個的視像照相 機和可被操作以定位所述視像照相機的定位機構(gòu)，所述末端執(zhí)行器可被操作以對所述工件 進行操作，并且所述末端執(zhí)行器被耦接至所述視像照相機以與之共同移動；所述方法包括 以下步驟以第一模式和第二模式中的一個來操作該絲網(wǎng)印刷機，在所述第一模式中所述 印刷頭被驅(qū)動以將材料沉積物印刷到工件上，而在所述第二模式中所述末端執(zhí)行器被致動 以在限定位置對所述工件進行操作。在一實施方式中，絲網(wǎng)印刷機操作步驟包括以下步驟以第一模式、第二模式和第 三模式中的一個來操作絲網(wǎng)印刷機，在所述第一模式中只有印刷頭被驅(qū)動以將材料沉積物 印刷到工件上；在所述第二模式中優(yōu)選是印刷頭先被驅(qū)動以將材料沉積物印刷到工件上， 接著是末端執(zhí)行器被致動以在限定位置對該工件進行操作；在所述第三模式中只有末端執(zhí) 行器被致動以在限定位置對工件進行操作。在一實施方式中，定位機構(gòu)可被操作以在印刷絲網(wǎng)與工件之間定位視像照相機。在一實施方式中，所述方法還包括以下步驟操作攝像單元以移動視像照相機，并 拍攝印刷絲網(wǎng)和工件中至少一個上的特征；并且響應(yīng)于所拍攝的特征相對于工件對齊印刷 絲網(wǎng)。在一實施方式中，末端執(zhí)行器是用于以所需圖案將材料沉積物分配到工件上的材 料分配執(zhí)行器。在一實施方式中，材料分配執(zhí)行器被控制以根據(jù)其移動來分配材料沉積物。在一實施方式中，印刷頭所沉積的材料與末端執(zhí)行器所沉積的材料不同。在另一實施方式中，印刷頭所沉積的材料與末端執(zhí)行器所沉積的材料相同。在一實施方式中，所述材料選自焊膏、焊劑和粘合劑。在另一實施方式中，末端執(zhí)行器是被致動而將液體以所需圖案供給至工件的噴墨 執(zhí)行器。在再一實施方式中，末端執(zhí)行器是被致動而將部件安裝在工件上的限定位置的部 件安裝執(zhí)行器。在又一實施方式中，末端執(zhí)行器是被致動而在工件中激光蝕刻出所需圖案的激光 蝕刻執(zhí)行器。在一實施方式中，工件是印刷電路板。本發(fā)明又一方面提供了一種操作絲網(wǎng)印刷機的方法，所述絲網(wǎng)印刷機包括印刷頭、攝像單元和末端執(zhí)行器，所述印刷頭可被操作以驅(qū)使材料穿過印刷絲網(wǎng)并將該材料沉積到工件上，所述攝像單元包括用于拍攝所述印刷絲網(wǎng)和所述工件中至少一個的視像照相 機和可被操作以定位所述視像照相機的定位機構(gòu)，所述末端執(zhí)行器可被操作以對所述工件 進行操作并且所述末端執(zhí)行器被耦接至所述視像照相機以與之共同移動；所述方法包括以 下步驟以第一模式和第二模式中的一個來操作該絲網(wǎng)印刷機，在所述第一模式中所述印 刷頭被驅(qū)動以將材料沉積物印刷到工件上，而在所述第二模式中所述印刷頭被驅(qū)動以將材 料沉積物印刷到工件上，并且所述末端執(zhí)行器被致動以在限定位置對所述工件進行操作。


下面將通過只參考附圖的示例來描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的絲網(wǎng)印刷機的透視圖；圖2是圖1所示絲網(wǎng)印刷機的攝像單元的透視圖；圖3是圖1所示絲網(wǎng)印刷機的一操作模式的流程圖；圖4是圖1所示絲網(wǎng)印刷機的另一操作模式的流程圖；圖5是圖1所示絲網(wǎng)印刷機的再一操作模式的流程具體實施例方式絲網(wǎng)印刷機包括框體支承件103和印刷頭111，其中所述框體支承件103支承印 刷絲網(wǎng)單元105，所述印刷絲網(wǎng)單元105包括安裝框體107和安裝至安裝框體107的印刷絲 網(wǎng)109 ；所述印刷頭111可橫跨印刷絲網(wǎng)109來回移動，以驅(qū)使例如焊膏或粘合劑等材料穿 過印刷絲網(wǎng)109中的孔所形成的圖案，并將所述材料沉積到設(shè)置于印刷絲網(wǎng)109下方的工 件W上。絲網(wǎng)印刷機還包括工件支承件115和工件運輸機構(gòu)117，所述工件支承件115設(shè)置 于印刷絲網(wǎng)109下方以在操作區(qū)域支承工件W，所述工件運輸機構(gòu)117包括一對運輸導(dǎo)軌 119、120，工件W沿所述運輸導(dǎo)軌119、120被運輸至工件支承件115或從工件支承件115運 輸出來。絲網(wǎng)印刷機還包括攝像單元121，該攝像單元121用于拍攝工件W和印刷絲網(wǎng)109 上的基準(zhǔn)物(fiducials)的圖像。在本實施方式中，攝像單元121包括視像照相機123和定位機構(gòu)125，該定位機構(gòu) 125可被操作以在印刷絲網(wǎng)109與工件W之間的X-Y平面中定位視像照相機123，以便視像 照相機123拍攝印刷絲網(wǎng)109和工件W的圖像，并檢測其上的基準(zhǔn)物。在本實施方式中，定 位機構(gòu)125配置成在X-Y平面中沿預(yù)定路徑移動視像照相機123，以拍攝包括所有基準(zhǔn)物的 圖像序列。在本實施方式中，定位機構(gòu)125包括X-Y托臺，該X-Y托臺包括第一和第二定位單 元126、127，這兩個定位單元126、127實現(xiàn)視像照相機123在相互垂直的X、Y軸中相應(yīng)一 個上的定位，以便能被一起操作來實現(xiàn)視像照相機123在X-Y平面中的定位。在本實施方式中，第一定位單元126 (這里是Y軸定位單元)包括第一 Y軸定位器 129、第二 Y軸定位器131、橋構(gòu)件133和至少一個(在本實施方式中為單個)致動器134，其 中，橋構(gòu)件133使第一和第二 Y軸定位器129、131互連并通過第一和第二 Y軸定位器129、131的共同操作而移動，致動器134用于致動Y軸定位器129、131以沿Y軸定位視像照相機123。在本實施方式中，所述至少一個致動器134包括步進電動機或伺服電動機，還包括實現(xiàn)視像照相機123的高精確定位的編碼器。在本實施方式中，第二定位單元127 (這里是X軸定位單元)包括X軸定位器135和致動器136，其中X軸定位器135以垂直于Y軸定位器126、127的關(guān)系安裝于Y軸定位單 元126的橋構(gòu)件133 ；致動器136用于致動X軸定位器135，以沿X軸定位視像照相機123。絲網(wǎng)印刷機還包括對齊單元137，該對齊單元137 (在本實施方式中為X-X-Y 臺)用于響應(yīng)于所拍攝的基準(zhǔn)物使印刷絲網(wǎng)單元105相對于工件支承件115在X、Y和θ 上對齊。在本實施方式中，攝像單元121還包括末端執(zhí)行器(end effector)141，該末端執(zhí) 行器141與視像照相機123耦接，以便與之共同移動。在本實施方式中，末端執(zhí)行器141相 對于基準(zhǔn)點即視像照相機123 (the datum of thevision camera 123)具有固定的偏差位 置，這能實現(xiàn)末端執(zhí)行器141按照需要在X-Y平面中相對于工件W定位，以對工件W進行操 作，正如后文將詳細(xì)描述的。在本實施方式中，末端執(zhí)行器141是用于從貯存器將材料的沉積物以所需圖案分配到工件W上的材料分配執(zhí)行器，其中所述材料通常是粘性材料或液體，例如粘合劑、焊劑 或焊膏，流體分配執(zhí)行器被控制以基于其移動來分配材料沉積物。在替代實施方式中，末端執(zhí)行器141可以是用于相對于工件W進行操作的任意其它類型的執(zhí)行器，包括但不限于將液體以所需圖案供給至工件W的噴墨執(zhí)行器；將部件安 裝在工件W上的限定位置的部件安裝執(zhí)行器；和在工件W中激光蝕刻出所需圖案的激光蝕 刻執(zhí)行器。絲網(wǎng)印刷機還包括用于控制絲網(wǎng)印刷機的操作的控制器145。下面將具體參考圖3來描述上述絲網(wǎng)印刷機的一個操作模式，其中絲網(wǎng)印刷機被操作以只實現(xiàn)將材料沉積物絲網(wǎng)印刷到工件W上。在第一步驟(步驟Si)中，通過工件運輸機構(gòu)117將例如印刷電路板等工件W運輸至工件支承件115上方的位置。在本實施方式中，根據(jù)絲網(wǎng)印刷機的正?？刂瞥绦蜻B續(xù) 地自動運輸工件W。在第二步驟(步驟S2)中，致動工件支承件115以支承通過工件運輸機構(gòu)117位于工件支承件115上方的工件W。在本實施方式中，根據(jù)絲網(wǎng)印刷機的正?？刂瞥绦蜃詣拥?操作工件支承件115。在第三步驟(步驟S3)中，操作攝像單元121以拍攝印刷絲網(wǎng)109和工件W兩者上的基準(zhǔn)物，在本實施方式中是通過操作定位機構(gòu)125以使視像照相機123移動穿過位于 印刷絲網(wǎng)109與工件W之間的X-Y平面來實現(xiàn)的。在本實施方式中，根據(jù)絲網(wǎng)印刷機的正 ?？刂瞥绦蜃詣拥夭僮鲾z像單元121。在第四步驟(步驟S4)中，操作對齊單元137以相對于工件W對齊印刷絲網(wǎng)109，來建立共同的X、Y軸和0，0基準(zhǔn)點。在本實施方式中，根據(jù)絲網(wǎng)印刷機的正?？刂瞥绦蜃?動地操作對齊單元137。在本實施方式中，印刷絲網(wǎng)單元105相對于工件支承件115移動， 以相對于工件W對齊印刷絲網(wǎng)109。在一替代實施方式中，可相對于印刷絲網(wǎng)單元105移動工件支承件115，以相對于工件W對齊印刷絲網(wǎng)109。在第五步驟(步驟S5)中，操作工件支承件115以將被支承的工件W帶至鄰近印 刷絲網(wǎng)109下側(cè)的位置。在本實施方式中，根據(jù)絲網(wǎng)印刷機的正?？刂瞥绦虿僮鞴ぜС?件115。在本實施方式中，工件支承件115相對于印刷絲網(wǎng)109垂直地移動，以使被支承的 工件W與印刷絲網(wǎng)109相對于彼此定位。在替代實施方式中，可相對于工件支承件115移 動印刷絲網(wǎng)109，或移動印刷絲網(wǎng)109和工件支承件115兩者。在第六步驟(步驟S6)中，操作印刷頭111以驅(qū)使材料穿過印刷絲網(wǎng)109中的孔， 并將材料(例如焊膏或粘合劑)的沉積物的所需圖案印刷到工件W上。在第七步驟(步驟S7)中，操作工件支承件115以使被支承的工件W與印刷絲網(wǎng)109的下側(cè)分離。在本實施方式中，根據(jù)絲網(wǎng)印刷機的正常控制程序操作工件支承件115。 在本實施方式中，工件支承件115相對于印刷絲網(wǎng)109垂直地移動，以使被支承的工件W與 印刷絲網(wǎng)109相對于彼此定位。在替代實施方式中，可相對于工件支承件115移動印刷絲 網(wǎng)109，或移動印刷絲網(wǎng)109和工件支承件115兩者。在第八步驟(步驟S8)中，致動工件支承件115以使工件W返回工件運輸機構(gòu)117。 在本實施方式中，根據(jù)絲網(wǎng)印刷機的正?？刂瞥绦蛑聞庸ぜС屑?15。在第九步驟(步驟S9)中，根據(jù)正常控制程序操作工件運輸機構(gòu)117以從絲網(wǎng)印 刷機自動地運輸工件W。然后，對各個待處理的工件W重復(fù)該操作。下面將具體參考圖4描述上述絲網(wǎng)印刷機的另一操作模式，其中絲網(wǎng)印刷機被操 作以既實現(xiàn)絲網(wǎng)印刷又實現(xiàn)通過末端執(zhí)行器141對工件W的操作，在本實施方式中末端執(zhí) 行器141對工件W的操作是直接將材料分配到工件W上。在第一步驟(步驟Si)中，通過工件運輸機構(gòu)117將例如印刷電路板等工件W運 輸至工件支承件115上方的位置。在本實施方式中，根據(jù)絲網(wǎng)印刷機的正?？刂瞥绦蜻B續(xù) 地自動運輸工件W。在第二步驟(步驟S2)中，致動工件支承件115以支承通過工件運輸機構(gòu)117位 于工件支承件115上方的工件W。在本實施方式中，根據(jù)絲網(wǎng)印刷機的正?？刂瞥绦蜃詣拥?操作工件支承件115。在第三步驟(步驟S3)中，操作攝像單元121以拍攝印刷絲網(wǎng)109和工件W兩者 上的基準(zhǔn)物，在本實施方式中是通過操作定位機構(gòu)125以使視像照相機123移動穿過位于 印刷絲網(wǎng)109與工件W之間的X-Y平面來實現(xiàn)的。在本實施方式中，根據(jù)絲網(wǎng)印刷機的正 ?？刂瞥绦蜃詣拥夭僮鲾z像單元121。在第四步驟(步驟S4)中，操作對齊單元137以相對于工件W對齊印刷絲網(wǎng)109， 來建立共同的X-Y軸和0，0基準(zhǔn)點。在本實施方式中，根據(jù)絲網(wǎng)印刷機的正?？刂瞥绦蜃?動地操作對齊單元137。在本實施方式中，印刷絲網(wǎng)單元105相對于工件支承件115移動， 以相對于工件W對齊印刷絲網(wǎng)109。在一替代實施方式中，可相對于印刷絲網(wǎng)單元105移動 工件支承件115，以相對于工件W對齊印刷絲網(wǎng)109。在第五步驟(步驟S5)中，操作工件支承件115以將被支承的工件W帶至鄰近印 刷絲網(wǎng)109下側(cè)的位置。在本實施方式中，根據(jù)絲網(wǎng)印刷機的正?？刂瞥绦蜃詣拥夭僮鞴?件支承件115。在本實施方式中，工件支承件115相對于印刷絲網(wǎng)109垂直地移動，以使被支承的工件W與印刷絲網(wǎng)109相對于彼此定位。在替代實施方式中，可相對于工件支承件 115移動印刷絲網(wǎng)109，或移動印刷絲網(wǎng)109和工件支承件115兩者。在第六步驟(步驟S6)中，操作印刷頭111以驅(qū)使材料(例如焊膏或粘合劑)穿 過印刷絲網(wǎng)109中的孔，并將該材料的沉積物的所需圖案印刷到工件W上。在第七步驟(步驟S7)中，操作工件支承件115以使被支承的工件W與印刷絲網(wǎng) 109的下側(cè)分離。在本實施方式中，根據(jù)絲網(wǎng)印刷機的正常控制程序自動地操作工件支承件 115。在本實施方式中，工件支承件115相對于印刷絲網(wǎng)109垂直地移動，以使被支承的工 件W與印刷絲網(wǎng)109相對于彼此定位。在替代實施方式中，可相對于工件支承件115移動 印刷絲網(wǎng)109，或移動印刷絲網(wǎng)109和工件支承件115兩者。在第八步驟(步驟S8)中，操作攝像單元121以相對于工件W在X-Y平面中移動 末端執(zhí)行器141，其中根據(jù)預(yù)編程序操作末端執(zhí)行器141以使末端執(zhí)行器141對工件W進行 所需的操作，在本實施方式中是在所需位置以所需體積來分配材料(例如焊膏或粘合劑) 的沉積物。在本實施方式中，末端執(zhí)行器141所沉積的材料與印刷頭111所沉積的材料相 同，例如是焊膏或粘合劑，但是在一替代實施方式中，材料可以是不同的，例如是焊膏和粘 合劑。在第九步驟(步驟S9)中，致動工件支承件115以使工件W返回工件運輸機構(gòu)117。 在本實施方式中，根據(jù)絲網(wǎng)印刷機的正?？刂瞥绦蜃詣拥刂聞庸ぜС屑?15。在第十步驟(步驟S10)中，根據(jù)正常控制程序操作工件運輸機構(gòu)117以從絲網(wǎng)印 刷機自動地運輸工件W。然后，對各個待處理的工件W重復(fù)該操作。下面將具體參考圖5描述上述絲網(wǎng)印刷機的再一操作模式，其中絲網(wǎng)印刷機被操 作以只實現(xiàn)末端執(zhí)行器141對工件W的操作，在本實施方式中末端執(zhí)行器141對工件W的 操作是直接將材料分配到工件W上。在第一步驟(步驟S1)中，通過工件運輸機構(gòu)117將例如印刷電路板等工件W運 輸至工件支承件115上方的位置。在本實施方式中，根據(jù)絲網(wǎng)印刷機的正?？刂瞥绦蜻B續(xù) 地自動運輸工件W。在第二步驟(步驟S2)中，致動工件支承件115以支承通過工件運輸機構(gòu)117位 于工件支承件115上方的工件W。在本實施方式中，根據(jù)絲網(wǎng)印刷機的正常控制程序自動地 操作工件支承件115。在第三步驟(步驟S3)中，操作攝像單元121以拍攝印刷絲網(wǎng)109和工件W兩者 上的基準(zhǔn)物，在本實施方式中是通過操作定位機構(gòu)125以使視像照相機123移動穿過位于 印刷絲網(wǎng)109與工件W之間的X-Y平面來實現(xiàn)的。在本實施方式中，根據(jù)絲網(wǎng)印刷機的正 ?？刂瞥绦蜃詣拥夭僮鲾z像單元121。在第四步驟(步驟S4)中，操作對齊單元137以相對于工件W對齊印刷絲網(wǎng)109， 來建立共同的X-Y軸和0，0基準(zhǔn)點。在本實施方式中，根據(jù)絲網(wǎng)印刷機的正?？刂瞥绦蜃?動地操作對齊單元137。在本實施方式中，印刷絲網(wǎng)單元105相對于工件支承件115移動， 以相對于工件W對齊印刷絲網(wǎng)109。在一替代實施方式中，可相對于印刷絲網(wǎng)單元105移動 工件支承件115，以相對于工件W對齊印刷絲網(wǎng)109。在第五步驟(步驟S5)中，操作攝像單元121以相對于工件W在X-Y平面中移動
12末端執(zhí)行器141，其中根據(jù)預(yù)編程序操作末端執(zhí)行器141以使末端執(zhí)行器141對工件W進行 所需的操作，在本實施方式中是在所需位置以所需體積來分配材料(例如焊膏或粘合劑) 的沉積物。在第六步驟(步驟S6)中，致動工件支承件115以使工件W返回工件運輸機構(gòu)117。 在本實施方式中，根據(jù)絲網(wǎng)印刷機的正常控制程序自動地致動工件支承件115。在第七步驟(步驟S7)中，根據(jù)正?？刂瞥绦虿僮鞴ぜ\輸機構(gòu)117以從絲網(wǎng)印 刷機自動地運輸工件W。然后，對各個待處理的工件W重復(fù)該操作。最后，應(yīng)該理解的是上面參考優(yōu)選實施方式描述了本發(fā)明，但是在不背離由所附 權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍的情況下，可以以多種不同方法進行修改。在一變型中，可用線性電動機更換定位器129、131、135以及相關(guān)聯(lián)的致動器134、 136。
權(quán)利要求
一種絲網(wǎng)印刷機，包括印刷頭，所述印刷頭可被操作以驅(qū)使材料穿過印刷絲網(wǎng)，并將該材料沉積到工件上；攝像單元，該攝像單元包括視像照相機和定位機構(gòu)，所述視像照相機用于拍攝所述印刷絲網(wǎng)和所述工件中的至少一個，所述定位機構(gòu)可被操作以定位所述視像照相機；和末端執(zhí)行器，該末端執(zhí)行器可被操作以對所述工件進行操作，并且該末端執(zhí)行器被耦接至所述視像照相機，以通過所述定位機構(gòu)與所述視像照相機共同移動；其中，能以第一模式和第二模式中的一個來操作所述絲網(wǎng)印刷機，在所述第一模式中所述印刷頭被操作以將材料沉積物印刷到所述工件上，而在所述第二模式中所述末端執(zhí)行器被致動以在限定位置對所述工件進行操作。
2.如權(quán)利要求1所述的絲網(wǎng)印刷機，其中，能以第一模式、第二模式和第三模式中的一 個來進行操作，在所述第一模式中只有所述印刷頭被操作以將材料沉積物印刷到所述工件 上；在所述第二模式中優(yōu)選是所述印刷頭先被操作以將材料沉積物印刷到所述工件上，接 著是所述末端執(zhí)行器被致動以在限定位置對所述工件進行操作；在所述第三模式中只有所 述末端執(zhí)行器被致動以在限定位置對所述工件進行操作。
3.如權(quán)利要求1或2所述的絲網(wǎng)印刷機，其中，所述定位機構(gòu)可被操作以在所述印刷絲 網(wǎng)與所述工件之間定位所述視像照相機。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項所述的絲網(wǎng)印刷機，其中，還包括用于支承印刷絲網(wǎng)單元 的框體支承件，所述印刷絲網(wǎng)單元包括印刷絲網(wǎng)，該印刷絲網(wǎng)中具有由孔形成的圖案。
5.如權(quán)利要求4所述的絲網(wǎng)印刷機，其中，還包括對齊單元，該對齊單元用于響應(yīng)于在 所述印刷絲網(wǎng)和所述工件中至少一個上所拍攝的特征來相對于所述工件對齊所述印刷絲 網(wǎng)單元。
6.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的絲網(wǎng)印刷機，其中，還包括用于支承所述工件的工 件支承件。
7.如權(quán)利要求1-6中任一項所述的絲網(wǎng)印刷機，其中，所述定位機構(gòu)可被操作以在X-Y 平面中定位所述視像照相機。
8.如權(quán)利要求7所述的絲網(wǎng)印刷機，其中，所述定位機構(gòu)包括X-Y托臺。
9.如權(quán)利要求7所述的絲網(wǎng)印刷機，其中，所述定位機構(gòu)包括第一定位單元和第二定 位單元，所述第一定位單元和第二定位單元實現(xiàn)所述視像照相機在相互垂直的X、Y軸中相 應(yīng)一個上的定位，以便能被一起操作來實現(xiàn)所述視像照相機在X-Y平面中的定位。
10.如權(quán)利要求9所述的絲網(wǎng)印刷機，其中，一個定位單元即第一定位單元包括第一定 位器、第二定位器和橋構(gòu)件，其中所述第一定位器和第二定位器以并列關(guān)系安裝，所述橋構(gòu) 件使所述第一定位器和第二定位器互連，并被所述第一定位器和第二定位器的共同操作移 動以在一個軸上定位所述視像照相機。
11.如權(quán)利要求10所述的絲網(wǎng)印刷機，其中，所述第一定位單元包括用于致動所述第 一定位器和第二定位器的至少一個致動器。
12.如權(quán)利要求11所述的絲網(wǎng)印刷機，其中，所述至少一個致動器包括步進電動機或 伺服電動機。
13.如權(quán)利要求11或12所述的絲網(wǎng)印刷機，其中，所述第一定位單元包括用于致動所 述第一定位器和第二定位器的單個致動器。
14.如權(quán)利要求10-13中任一項所述的絲網(wǎng)印刷機，其中，另一個定位單元即第二定位 單元包括定位器，該定位器以垂直于所述第一定位單元的所述第一定位器和第二定位器的 關(guān)系安裝至所述第一定位單元的橋構(gòu)件，并可被操作以在另一個垂直的軸上定位所述視像 照相機。
15.如權(quán)利要求14所述的絲網(wǎng)印刷機，其中，所述第二定位單元包括用于致動該第二 定位單元的定位器的致動器。
16.如權(quán)利要求15所述的絲網(wǎng)印刷機，其中，所述致動器包括步進電動機或伺服電動機。
17.如權(quán)利要求1-16中任一項所述的絲網(wǎng)印刷機，其中，所述末端執(zhí)行器是用于以所 需圖案將材料沉積物分配到所述工件上的材料分配執(zhí)行器。
18.如權(quán)利要求17所述的絲網(wǎng)印刷機，其中，所述材料分配執(zhí)行器被控制，以根據(jù)該材 料分配執(zhí)行器的移動來分配材料沉積物。
19.如權(quán)利要求17或18所述的絲網(wǎng)印刷機，其中，所述印刷頭沉積的材料與所述末端 執(zhí)行器沉積的材料不同。
20.如權(quán)利要求17或18所述的絲網(wǎng)印刷機，其中，所述印刷頭沉積的材料與所述末端 執(zhí)行器沉積的材料相同。
21.如權(quán)利要求17-20中任一項所述的絲網(wǎng)印刷機，其中，所述材料選自焊膏、焊劑和 粘合劑。
22.如權(quán)利要求1-16中任一項所述的絲網(wǎng)印刷機，其中，所述末端執(zhí)行器是用于以所 需圖案將液體供給至所述工件的噴墨執(zhí)行器。
23.如權(quán)利要求1-16中任一項所述的絲網(wǎng)印刷機，其中，所述末端執(zhí)行器是用于將部 件安裝在所述工件上的限定位置的部件安裝執(zhí)行器。
24.如權(quán)利要求1-16中任一項所述的絲網(wǎng)印刷機，其中，所述末端執(zhí)行器是用于在所 述工件中激光蝕刻出所需圖案的激光蝕刻執(zhí)行器。
25.—種絲網(wǎng)印刷機，包括印刷頭，所述印刷頭可被操作以驅(qū)使材料穿過印刷絲網(wǎng)，并將該材料沉積到工件上；攝像單元，該攝像單元包括視像照相機和定位機構(gòu)，所述視像照相機用于拍攝所述印 刷絲網(wǎng)和所述工件中的至少一個，所述定位機構(gòu)可被操作以定位所述視像照相機；和末端執(zhí)行器，該末端執(zhí)行器可被操作以對所述工件進行操作，并且該末端執(zhí)行器被耦 接至所述視像照相機，以通過所述定位機構(gòu)與所述視像照相機共同移動；其中，能以第一模式和第二模式中的一個來操作所述絲網(wǎng)印刷機，在所述第一模式中 所述印刷頭被操作以將材料沉積物印刷到所述工件上；而在所述第二模式中所述印刷頭被 操作以將材料沉積物印刷到所述工件上，并且所述末端執(zhí)行器被致動以在限定位置對所述 工件進行操作。
26.一種操作絲網(wǎng)印刷機的方法，所述絲網(wǎng)印刷機包括印刷頭、攝像單元和末端執(zhí)行器，所述印刷頭可被操作以驅(qū)使材 料穿過印刷絲網(wǎng)并將該材料沉積到工件上；所述攝像單元包括用于拍攝所述印刷絲網(wǎng)和所 述工件中至少一個的視像照相機和可被操作以定位所述視像照相機的定位機構(gòu)；所述末端 執(zhí)行器可被操作以對所述工件進行操作，并且所述末端執(zhí)行器被耦接至所述視像照相機以與之共同移動，所述方法包括以下步驟以第一模式和第二模式中的一個來操作所述絲網(wǎng)印刷機，在所述第一模式中所述印刷 頭被驅(qū)動以將材料沉積物印刷到工件上，而在所述第二模式中所述末端執(zhí)行器被致動以在 限定位置對所述工件進行操作。
27.如權(quán)利要求26所述的方法，其中，絲網(wǎng)印刷機操作步驟包括以下步驟以第一模 式、第二模式和第三模式中的一個來操作所述絲網(wǎng)印刷機，在所述第一模式中只有所述印 刷頭被驅(qū)動以將材料沉積物印刷到工件上；在所述第二模式中優(yōu)選是所述印刷頭先被驅(qū)動 以將材料沉積物印刷到工件上，接著是所述末端執(zhí)行器被致動以在限定位置對該工件進行 操作；在所述第三模式中只有所述末端執(zhí)行器被致動以在限定位置對工件進行操作。
28.如權(quán)利要求26或27所述的方法，其中，所述定位機構(gòu)可被操作以在所述印刷絲網(wǎng) 與所述工件之間定位所述視像照相機。
29.如權(quán)利要求26-28中任一項所述的方法，其中，還包括以下步驟操作所述攝像單 元以移動所述視像照相機，并拍攝所述印刷絲網(wǎng)和所述工件中至少一個上的特征；并且響 應(yīng)于所拍攝的特征相對于所述工件對齊所述印刷絲網(wǎng)。
30.如權(quán)利要求26-29中任一項所述的方法，其中，所述末端執(zhí)行器是用于以所需圖案 將材料沉積物分配到所述工件上的材料分配執(zhí)行器。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，其中，所述材料分配執(zhí)行器被控制，以根據(jù)該材料分配 執(zhí)行器的移動來分配材料沉積物。
32.如權(quán)利要求30或31所述的方法，其中，所述印刷頭沉積的材料與所述末端執(zhí)行器 沉積的材料不同。
33.如權(quán)利要求30或31所述的方法，其中，所述印刷頭沉積的材料與所述末端執(zhí)行器 沉積的材料相同。
34.如權(quán)利要求30-33中任一項所述的方法，其中，所述材料選自焊膏、焊劑和粘合劑。
35.如權(quán)利要求26-29中任一項所述的方法，其中，所述末端執(zhí)行器是被致動而以所需 圖案將液體供給至所述工件的噴墨執(zhí)行器。
36.如權(quán)利要求26-29中任一項所述的方法，其中，所述末端執(zhí)行器是被致動而將部件 安裝在所述工件上的限定位置的部件安裝執(zhí)行器。
37.如權(quán)利要求26-29中任一項所述的方法，其中，所述末端執(zhí)行器是被致動而在所述 工件中激光蝕刻出所需圖案的激光蝕刻執(zhí)行器。
38.如權(quán)利要求26-37中任一項所述的方法，其中，所述工件是印刷電路板。
39.一種操作絲網(wǎng)印刷機的方法，所述絲網(wǎng)印刷機包括印刷頭、攝像單元和末端執(zhí)行器，所述印刷頭可被操作以驅(qū)使材 料穿過印刷絲網(wǎng)并將該材料沉積到工件上；所述攝像單元包括用于拍攝所述印刷絲網(wǎng)和所 述工件中至少一個的視像照相機和可被操作以定位所述視像照相機的定位機構(gòu)；所述末端 執(zhí)行器可被操作以對所述工件進行操作，并且所述末端執(zhí)行器被耦接至所述視像照相機以 與之共同移動，所述方法包括以下步驟以第一模式和第二模式中的一個來操作所述絲網(wǎng)印刷機，在所述第一模式中所述印刷頭被驅(qū)動以將材料沉積物印刷到工件上；而在所述第二模式中所述印刷頭被驅(qū)動以將材料 沉積物印刷到工件上，并且所述末端執(zhí)行器被致動以在限定位置對所述工件進行操作.
全文摘要
一種絲網(wǎng)印刷機及方法，該絲網(wǎng)印刷機包括印刷頭(111)、攝像單元(121)和末端執(zhí)行器(141)，所述印刷頭(111)可被操作以驅(qū)使材料穿過印刷絲網(wǎng)(109)并將該材料沉積到工件(w)上，所述攝像單元(121)包括用于拍攝印刷絲網(wǎng)(109)和工件(w)中至少一個的視像照相機(123)和可被操作以定位視像照相機的定位機構(gòu)(125)，所述末端執(zhí)行器(141)可被操作以對工件進行操作，并且末端執(zhí)行器(141)被耦接至視像照相機以通過定位機構(gòu)與之共同移動，其中，能以第一模式和第二模式中的一個來操作該絲網(wǎng)印刷機，在所述第一模式中印刷頭被操作以將材料沉積物印刷到工件上，而在所述第二模式中末端執(zhí)行器被致動以在限定位置對工件進行操作。
文檔編號B41F15/40GK101801668SQ200880012124
公開日2010年8月11日 申請日期2008年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月20日
發(fā)明者查爾斯·蒙卡瓦格 申請人:Dek國際有限責(zé)任公司