本發(fā)明涉及一種厚度測量裝置和厚度測量方法。

背景技術(shù)：

以往，已知一種使用光源和攝像機(jī)來高精度地測量物品高度的高度測量裝置(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。

在多個高度測量部位處于沿水平方向分離的位置上的情況下，想要高精度地測量各測量部位的高度時，需要準(zhǔn)備與測量部位數(shù)量相同的測量裝置、或者通過高精度的移動裝置將測量裝置移動到各測量部位來進(jìn)行測量。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2000-356510號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的問題

然而，存在以下不便：準(zhǔn)備與測量部位數(shù)量相同的測量器的成本高昂，且當(dāng)測量部位相鄰時，無法設(shè)置測量器。

另一方面，還存在如下問題：雖然通過移動裝置移動測量裝置來測量各測量部位處的物品高度的方法不存在上述不便，但是測量裝置的測量精度則會較大地依賴于移動裝置的動作精度。

本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種無論移動裝置的動作精度如何，都能夠高精度地對測量對象物的厚度進(jìn)行測量的厚度測量裝置和厚度測量方法。

解決問題的手段

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了以下方案。

本發(fā)明的一種方式提供了一種厚度測量裝置，其包括：機(jī)架，其包括用于設(shè)置測量對象物的設(shè)置面和相對于該設(shè)置面隔開間隔并與其大致平行的對置面；測距裝置，能夠分別測量完全相反的兩個方向到物體的距離；移動機(jī)構(gòu)，將所述測距裝置配置在所述設(shè)置面與所述對置面之間的測量點上，并使測量方向同所述設(shè)置面與所述對置面之間的間隔方向相一致；以及運算部，計算在所述設(shè)置面上未設(shè)置所述測量對象物的狀態(tài)下所述測距裝置在所述測量點處測量出的兩個方向的距離的總和與在所述設(shè)置面設(shè)置了所述測量對象物的狀態(tài)下所述測距裝置測量出的兩個方向的距離的總和之差。

根據(jù)本方式，通過移動機(jī)構(gòu)的工作將測距裝置插入到機(jī)架的設(shè)置面與對置面之間并配置在測量點上，使測距裝置的測量方向同設(shè)置面與對置面的間隔方向相一致，通過運算部計算出測距裝置分別在設(shè)置面上未設(shè)置測量對象物的狀態(tài)下與設(shè)置了測量對象物的狀態(tài)下測量的兩個方向的距離的總和之差，從而對測量對象物的厚度尺寸進(jìn)行測量。

即，由于測距裝置測量完全相反的兩個方向到物體的距離，因此無論測距裝置被配置在設(shè)置面與對置面的間隔方向上的哪個位置，其距離的總和都不變。因此，無論測距裝置被配置在設(shè)置面與對置面的間隔方向上的哪個位置，在未設(shè)置測量對象物的情況下，測距裝置測量的距離的總和表示設(shè)置面與對置面之間的距離信息，在設(shè)置了測量對象物的情況下，測距裝置測量的距離的總和表示測量對象物與對置面之間的距離信息。因此，即使移動機(jī)構(gòu)的動作精度較低，也能夠通過計算兩個總和之間的差來高精度地求出測量對象物的厚度尺寸。

在上述方式中，優(yōu)選的是，所述測距裝置的測量精度比所述移動機(jī)構(gòu)的動作精度高。

根據(jù)本方式，移動機(jī)構(gòu)的動作精度不影響距離的測量精度，而依賴于測距裝置的測量精度，因此越是提高測距裝置的測量精度，越能夠高精度地求出測量對象物的厚度尺寸。

在上述方式中，也可以為，所述設(shè)置面能夠設(shè)置多個所述測量對象物。

通過這樣，對于設(shè)置于設(shè)置面上的多個測量對象物，通過移動機(jī)構(gòu)的工作來移動測距裝置，從而能夠高精度地求出各個測量對象物的厚度尺寸。

在上述方式中，也可以為，所述測量對象物具有已知的厚度尺寸，且與所述設(shè)置面之間涂布有粘接劑，所述運算部也可以從計算出的所述差中減去所述測量對象物的厚度尺寸。

通過這樣，能夠高精度地測量出難以直接測量的粘接劑的膜厚尺寸。

在上述方式中，也可以為，所述移動機(jī)構(gòu)是將所述測距裝置安裝于手腕前端的多關(guān)節(jié)機(jī)器人。

通過這樣，能夠通過多關(guān)節(jié)機(jī)器人的工作來將安裝于手腕前端的測距裝置配置在設(shè)置面與對置面之間的任意位置，從而能夠提高測量的自由度。

在上述方式中，也可以為，還包括手，該手被安裝于所述手腕前端，能夠抓握所述測量對象物。

通過這樣，通過安裝于手腕前端的手抓握住測量對象物，并將其設(shè)置到設(shè)置面上，從而能夠通過安裝于同一個手腕前端的測距裝置來計算測量對象物的厚度尺寸。其結(jié)果，能夠通過同一個多關(guān)節(jié)機(jī)器人來操縱測量對象物及進(jìn)行距離測量，因而能夠降低成本。

本發(fā)明的其它方式提供一種厚度測量方法，包括以下步驟：第一步驟，將測距裝置配置在用于設(shè)置測量對象物的設(shè)置面與相對于所述設(shè)置面隔開間隔并與其平行的對置面之間，使所述測距裝置的測量方向與所述間隔方向相一致，并且所述測距裝置能夠分別測量完全相反的兩個方向到物體的距離；第二步驟，在所述設(shè)置面上未設(shè)置所述測量對象物的狀態(tài)下，通過所述測距裝置測量兩個方向的距離；第三步驟，在所述設(shè)置面上設(shè)置了所述測量對象物的狀態(tài)下，通過所述測距裝置測量兩個方向的距離；以及第四步驟，計算在所述第二步驟中測量出的距離的總和與在所述第三步驟中測量出的距離的總和之差。

通過這樣，從而不需要另外設(shè)置用于識別手的電源。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明，無論移動裝置的動作精度如何，都能夠?qū)崿F(xiàn)高精度地測量測量對象物的厚度的效果。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的一個實施方式所涉及的厚度測量裝置的整體結(jié)構(gòu)圖。

圖2是表示圖1的厚度測量裝置的立體圖。

圖3a是表示從設(shè)置于圖1的厚度測量裝置的機(jī)架的傳感器到臨時放置臺的載置面的距離的圖。

圖3b是表示從設(shè)置于圖1的厚度測量裝置的機(jī)架的傳感器到被載置于臨時放置臺的載置面的散熱片的槽部的距離的圖。

圖4是表示圖1的厚度測量裝置中的測距裝置的兩個傳感器的結(jié)構(gòu)圖。

圖5是表示使用圖1的厚度測量裝置的厚度測量方法的流程圖。

具體實施方式

關(guān)于本發(fā)明的一個實施方式所涉及的厚度測量裝置1，以下參照附圖進(jìn)行說明。

如圖1和圖2所示，本實施方式所涉及的厚度測量裝置1是對將散熱片(測量對象物)o粘接于印刷電路板g時的粘接劑x的膜厚尺寸進(jìn)行測量的裝置，其包括：機(jī)架4，其包括大致呈水平的用于載置印刷電路板g的載置面2和在該載置面2的上方隔開間隔并與載置面2大致平行的頂面(對置面)3；測距裝置5，插入在該機(jī)架4的載置面2與頂面3之間，能夠測量垂直向上和垂直向下的到物體的距離；多關(guān)節(jié)機(jī)器人(移動機(jī)構(gòu))6，能夠?qū)⒃摐y距裝置5定位于機(jī)架4內(nèi)的任意位置；以及運算部7，根據(jù)測距裝置5測量的結(jié)果來計算粘接劑x的膜厚尺寸。

在本實施方式中，由于目的是測量印刷電路板g與散熱片o之間的粘接劑x的膜厚尺寸，因此被載置于載置面2上的印刷電路板g中的粘接散熱片o的粘接面成為設(shè)置散熱片o的設(shè)置面。

臨時放置臺8和光學(xué)式傳感器9被固定于機(jī)架4中，該臨時放置臺8臨時載置呈設(shè)置姿勢的散熱片o，該光學(xué)式的傳感器9配置在該臨時放置臺8的垂直上方，測量到臨時放置臺8的載置面8a的距離、或測量到被載置于臨時放置臺8的載置面8a上的散熱片o的槽部的距離。如圖3a所示，在臨時放置臺8未載置散熱片o時，測量從傳感器9到載置面8a的距離f1，如圖3b所示，在臨時放置臺8載置有散熱片o時，測量從傳感器9到散熱片o的槽部的距離f2。通過傳感器9得到的測量結(jié)果被發(fā)送到運算部7。

測距裝置5包括兩個傳感器10、11，該兩個傳感器10、11具有完全相反的測量方向。如圖4所示，各傳感器10、11是能夠測量從各個規(guī)定的基準(zhǔn)位置(例如，在圖4所示的例子中，各傳感器10、11的射出面)到存在于各傳感器10、11的測量方向上的物體a、b的距離的光學(xué)式傳感器。兩個傳感器10、11的基準(zhǔn)位置之間隔開規(guī)定的間隔δ，但是該間隔δ的尺寸可以是未知的。

即，將測距裝置5插入到載置面2與頂面3之間，如圖1和圖2所示，通過將傳感器10、11的測量方向設(shè)定為與垂直向下和垂直向上一致的姿勢，從而一方的傳感器11測量從基準(zhǔn)位置到載置面2的距離，另一方的傳感器10測量從基準(zhǔn)位置到頂面3的距離。因此，只要測距裝置5在水平方向上不發(fā)生移動，則不管上下方向上的位置如何，兩個傳感器10、11測量出的兩個方向的距離的總和是一定的。

在多關(guān)節(jié)機(jī)器人6的手腕前端12上固定有托架13，在該托架13上固定有測距裝置5，并且安裝有手15，該手15具有能夠進(jìn)行開閉來抓握散熱片o的手指14。

在載置面2上載置有印刷電路板g且印刷電路板g上未載置散熱片o的狀態(tài)下，運算部7算出由測距裝置5測量出的從一方的傳感器11到印刷電路板g的距離r1與從另一方的傳感器10到頂面3的距離r2的總和(r1+r2),并且為了測量指定的測量點，所述測距裝置5被配置在機(jī)架4的載置面2與頂面3之間。運算部7算出在印刷電路板g上涂布有粘接劑x且載置有散熱片o的狀態(tài)下測量出的從一方的傳感器11到散熱片o的距離r3與從另一方的傳感器10到頂面3的距離r4的總和(r3+r4)，并計算其差p1＝(r1+r2)-(r3+r4)。

并且，運算部7通過接收固定于機(jī)架4中的傳感器9發(fā)送的距離f1、f2并計算其差p2＝f1-f2，從而計算散熱片o的厚度尺寸。

然后，運算部7通過從計算出的差p1中減去差p2，算出介于散熱片o與印刷電路板g之間的粘接劑x的膜厚尺寸。

下面對使用像這樣構(gòu)成的本實施方式所涉及的厚度測量裝置1的厚度測量方法進(jìn)行說明。

如圖5所示，本實施方式所涉及的厚度測量方法，在機(jī)架4的載置面2上載置印刷電路板g(步驟s1)，啟動多關(guān)節(jié)機(jī)器人6將測距裝置5設(shè)定為傳感器10、11的測量方向呈上下方向的姿勢，并將其配置在印刷電路板g與頂面3之間的測量點的垂直上方(第一步驟s2)。然后，啟動測距裝置5的傳感器10、11對距離r1、r2進(jìn)行測量(第二步驟s3)，并將測量出的距離r1、r2存儲到未圖示的存儲部中(步驟s4)。

在該狀態(tài)下，將粘接劑x涂布在包含印刷電路板g的測量點的區(qū)域上(步驟s5)。

然后，啟動多關(guān)節(jié)機(jī)器人6，通過手15抓握一個散熱片o并使其暫時載置于臨時放置臺8上(步驟s6)。通過固定于機(jī)架4上的傳感器9預(yù)先獲取從傳感器9到臨時放置臺8的上表面(載置面)8a的距離f1并存儲至存儲部中，測量從傳感器9到載置于臨時放置臺8上的散熱片o的槽部的距離f2(步驟s7)，并將其存儲至存儲部中(步驟s8)。

接著，啟動多關(guān)節(jié)機(jī)器人6，通過手15抓住臨時放置臺8上的散熱片o，并通過多關(guān)節(jié)機(jī)器人6的工作來將散熱片o配置并粘接在印刷電路板g的涂布有粘接劑x的區(qū)域(步驟s9)。

在該狀態(tài)下，啟動多關(guān)節(jié)機(jī)器人6，將測距裝置5再次設(shè)定為傳感器10、11的測量方向呈上下方向那樣的姿勢并將其配置在印刷電路板g與頂面3之間的測量點的垂直上方(第一步驟s10)。然后，啟動測距裝置5的傳感器10、11來測量距離r3、r4(第三步驟s11)，并將測量出的距離r3、r4存儲至存儲部中(步驟s12)。

并且，在運算部7中計算出差p1、p2，然后再通過以下公式計算出粘接劑x的膜厚尺寸d(第四步驟s13)。

d＝p1-p2

判定計算出的膜厚尺寸是否在規(guī)定的閾值以內(nèi)(步驟s14)，在不處于范圍內(nèi)的情況下，進(jìn)行報警處理(步驟s15)，在處于范圍內(nèi)的情況下，判斷所有測量點處的測量是否已經(jīng)結(jié)束(步驟s16)，在未結(jié)束的情況下，變更測量點并重復(fù)進(jìn)行從步驟s2開始的工序。

這樣，根據(jù)本實施方式所涉及的厚度測量裝置1和厚度測量方法，在隔開間隔并大致平行的載置面2和頂面3之間插入測距裝置5，該測距裝置5具有兩個傳感器10、11，兩個傳感器10、11對間隔方向正相反的兩個方向的距離進(jìn)行測量，并從存在散熱片o時與不存在散熱片o時的測量點處的距離的總和之差中減去散熱片o的厚度，從而能夠容易地測量出難以直接測量的粘接劑x的膜厚尺寸。所謂的“間隔方向”，例如可以是上下方向或水平方向，也可以是其它方向。

在該情況下，由于測距裝置5在上下方向上的位置不影響粘接劑x的膜厚尺寸的測量精度，因此存在以下優(yōu)點：即使在多關(guān)節(jié)機(jī)器人6的動作精度較低的情況下、或者在散熱片o的操縱前后進(jìn)行的兩次測量中測距裝置5在上下方向上的位置不同，也能夠高精度地對膜厚尺寸進(jìn)行測量。

在本實施方式中，應(yīng)用于測量在印刷電路板g上粘接散熱片o的粘接劑x的膜厚尺寸的情況，但是并不限定于此，也能夠應(yīng)用于其它任意的測量對象物的厚度尺寸的測量。

另外，將傳感器10、11的測量方向設(shè)定為垂直方向，但是也可以設(shè)定為水平方向。

作為移動機(jī)構(gòu)，例示了多關(guān)節(jié)機(jī)器人6，但是并不限定于此，也可以采用其它任意的移動機(jī)構(gòu)。

附圖標(biāo)記說明

1厚度測量裝置

2載置面(設(shè)置面)

3頂面(對置面)

4機(jī)架

5測距裝置

6多關(guān)節(jié)機(jī)器人(移動機(jī)構(gòu))

7運算部

12手腕前端

15手

o散熱片(測量對象物)

x粘接劑

s2、s10第一步驟

s3第二步驟

s11第三步驟

s13第四步驟