锡波高度测量系统及其方法与流程

1.本发明涉及一种高度测量系统及其方法，特别是锡波高度测量系统及其方法。


背景技术：

2.当前欲利用波峰焊设备将电子元件焊接于电路板时，波峰焊设备会夹制并输送承载有电路板的载盘，使露出焊接面的电路板通过锡波的表面，完成焊接面上电子元件引脚的焊接。波峰焊设备内包括两种锡波：平流波与扰流波，这两种锡波的高度是一个非常重要的参数，它会因为接触焊接面的大小和持续时间而影响电路板焊接的品质。不合适的锡波高度，会造成电子元件引脚的连焊或者漏焊，因此，波峰焊设备的操作人员需要经常检测锡波高度，以确保良好与稳定的生产品质。
3.然而，由于当前没有专用的锡波高度测量设备可用，所以波峰焊设备的操作人员通常采用简单的设备，例如：钢尺，以目视观察读数的方式进行测量，但这样的测量方式易受人为因素影响，例如：不同的操作人员其操作手法会有差异使测量结果不同、观察角度不同会得到不同的结果、目视读数误差大，使测量结果不够精准，误差范围可能有1毫米至3毫米，不符合一般设备要求的精度(即0.1毫米)，使得客户对生产设备与工艺进行审核时，常常会造成审核失分，严重时甚至可能影响客户下订单的决心，影响巨大。
4.综上所述，可知现有技术中存在对锡波高度的量化不够精准的问题，因此实有必要提出改进的技术手段，来解决此问题。


技术实现要素：

5.本发明公开一种锡波高度测量系统及其方法。
6.首先，本发明公开一种锡波高度测量系统，应用于波峰焊设备，波峰焊设备包括传输机构，传输机构上设置有承托链爪。锡波高度测量系统包括：底座、电动滑台、测量控制器与显示装置，其中，底座选择性配置于承托链爪上并设置有第一金属接触单元，用以当配置于承托链爪时，其部分底面紧贴承托链爪的底部承托面，第一金属接触单元接触锡炉中的锡液；电动滑台设置于底座上且装设有固定杆，固定杆的终端设置有第二金属接触单元；测量控制器电性连接第一金属接触单元与第二金属接触单元，用以当接收到测量指令时，控制电动滑台，使第二金属接触单元从预设位置锡炉的方向移动，直至接触到锡炉中的锡波的峰顶，以接收到导通信号，进而依据第二金属接触单元从预设位置移动至接触到锡波的峰顶的距离取得锡波的高度值；以及显示装置连接测量控制器，用以显示测量控制器所取得的锡波的高度值。
7.此外，本发明公开一种锡波高度测量方法，应用于波峰焊设备，波峰焊设备包括传输机构，传输机构上设置有承托链爪。锡波高度测量方法包括以下步骤：提供锡波高度测量系统，其中，锡波高度测量系统包括底座、电动滑台、测量控制器与显示装置，底座设置有第一金属接触单元，电动滑台设置于底座上且装设有固定杆，固定杆的终端设置有第二金属接触单元，测量控制器电性连接第一金属接触单元与第二金属接触单元，显示装置连接测
量控制器；配置底座于承托链爪上，使底座的部分底面紧贴承托链爪的底部承托面，第一金属接触单元接触锡炉中的锡液；当测量控制器接收到测量指令时，控制电动滑台，使第二金属接触单元从预设位置往锡炉的方向移动，直至接触到锡炉中的锡波的峰顶，以接收到导通信号，进而依据第二金属接触单元从预设位置移动至接触到锡波的峰顶的距离取得锡波的高度值；以及显示装置显示测量控制器所取得的锡波的高度值。
8.本发明所公开的系统与方法如上，与现有技术的差异在于本发明是通过配置底座于波峰焊设备的传输机构所设置的承托链爪上，使底座的部分底面紧贴承托链爪的底部承托面，设置于底座的第一金属接触单元接触锡炉中的锡液；当测量控制器接收到测量指令时，控制电动滑台，使第二金属接触单元从预设位置往锡炉的方向移动，直至接触到锡炉中锡波的峰顶，以接收到导通信号，进而依据第二金属接触单元从预设位置移动至接触到锡波的峰顶的距离取得锡波的高度值；以及显示装置显示测量控制器所取得的锡波的高度值。
9.通过上述的技术手段，本发明可利用锡波焊锡导电的特性，采用可计量程的高精度电动滑台，辅以特定设计的底座与测量控制器，实现对锡波高度的量化精准测量，避免了人工测量读数的模糊性，也避免了不同操作人员操作时所造成的测量差异。
附图说明
10.图1为本发明锡波高度测量系统所应用的波峰焊设备的传输机构的一实施例立体结构示意图。
11.图2a为图1的传输机构的夹制链爪夹持载盘的一实施例示意图。
12.图2b为图1的传输机构的承托链爪托住载盘的一实施例示意图。
13.图3为本发明锡波高度测量方法的一实施例方法流程图。
14.图4为本发明锡波高度测量系统应用于图1的传输机构的一实施例示意图。
15.图5a为图4的第二金属接触单元位于预设位置的一实施例示意图。
16.图5b为图4的第二金属接触单元接触到锡波的峰顶的一实施例示意图。
17.附图标记说明：
18.50
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夹制链爪
19.60
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承托链爪
20.62
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底部承托面
21.64
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垂直承托面
22.70
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电路板
23.80
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载盘
24.90
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锡炉
25.92
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锡液
26.94
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锡波
27.100
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传输机构
28.310
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底座
29.312
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底面
30.314
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侧面
31.316
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第一金属接触单元
32.320
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电动滑台
33.321
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滑块
34.322
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固定杆
35.324
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第二金属接触单元
36.326
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步进马达
37.330
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测量控制器
38.332
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输入界面
39.334
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处理模块
40.336
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控制模块
41.340
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显示装置
42.m
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高度
43.p、q
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距离
44.r
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长度
具体实施方式
45.在说明本发明所公开的锡波高度测量系统及其方法之前，先对本发明所自行定义的名词作说明，本发明所述的锡波高度测量系统所包括的测量控制器、显示装置主要可利用硬件方式来实现，同时可与软件或固件协同运作。其中，在实施中所使用的软件或固件可以被储存在机器可读储存介质上，例如：只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、磁盘储存介质、光储存介质、快闪存储器装置等等，并且可以由一个或多个通用或专用的可编程微处理器执行。本发明所述的电动滑台与测量控制器之间以及显示装置与测量控制器之间可利用无线或有线方式进行信号与数据的传递。
46.以下将配合图式及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
47.请参阅“图1”、“图2a”与“图2b”，“图1”为本发明锡波高度测量系统所应用的波峰焊设备的传输机构的一实施例部分立体结构示意图，“图2a”为“图1”的传输机构的夹制链爪夹持载盘的一实施例示意图，“图2b”为“图1”的传输机构的承托链爪托住载盘的一实施例示意图。需注意的是，由于传输机构100通过成对的夹制链爪50与承托链爪60夹持或托住承载电路板70的载盘80，因此，“图1”中的传输机构仅绘制传输机构的单边立体结构作为代表。在本实施例中，波峰焊设备的传输机构100可设置有夹制链爪50与承托链爪60，夹制链爪50可用以夹持承载电路板70的载盘80，承托链爪60可用以托住承载电路板70的载盘80。更详细地说，夹制链爪50的下端设有v型卡爪，以夹持承载电路板70的载盘80；承托链爪60的下端设有l型托爪(即相互垂直的底部承托面62与垂直承托面64，如“图2b”所示)，以托住承载电路板70的载盘80；夹制链爪50与承托链爪60依照特定比例相间设置，夹制链爪50与承托链爪60的数量与排列方式可依据实际需求进行调整。
48.请参阅“图3”与“图4”，“图3”为本发明锡波高度测量方法的一实施例方法流程图，“图4”为本发明锡波高度测量系统应用于“图1”的传输机构的一实施例示意图。在本实施例中，锡波高度测量方法可包括以下步骤：提供锡波高度测量系统，其中，锡波高度测量系统
包括底座、电动滑台与测量控制器，底座设置有第一金属接触单元，电动滑台设置于底座上且装设有固定杆，固定杆的终端设置有第二金属接触单元，测量控制器电性连接第一金属接触单元与第二金属接触单元(步骤210)；配置底座于承托链爪上，使底座的部分底面紧贴承托链爪的底部承托面，第一金属接触单元接触锡炉中的锡液(步骤220)；当测量控制器接收到测量指令时，控制电动滑台，使第二金属接触单元从预设位置往锡炉的方向移动，直至接触到锡炉中的锡波的峰顶，以接收到导通信号，进而依据第二金属接触单元从预设位置移动至接触到锡波的峰顶的距离取得锡波的高度值(步骤230)；以及显示装置显示测量控制器所取得的锡波的高度值(步骤240)。
49.在步骤210中，锡波高度测量系统可应用于“图1”的传输机构。在本实施例中，底座310可为但不限于长方体(即底面312与侧面314相互垂直)，其底面312可设置有第一金属接触单元316，但本实施例并非用以限定本发明，举例而言，底座310可为立方体，其侧面314可设置有向下延伸的第一金属接触单元316；电动滑台320包括滑块321，滑块321仅能沿着垂直于底面312的方向移动，且滑块321移动时带动固设其上的固定杆322移动；固定杆322的一侧固接滑块321，固定杆322的另一侧设置有第二金属接触单元324，第二金属接触单元324的底面(即后续欲接触锡波94的峰顶的表面)为平面且与底座310的底面312平行。需注意的是，第二金属接触单元324的底面的面积大小以其后续可以接触到锡波94的峰顶的需求进行调整。
50.在步骤220中，由于底座310可为但不限于立方体或长方体，因此，当底座310配置于承托链爪60时，底座310的部分底面312可紧贴承托链爪的底部承托面62，而设置于底面312的第一金属接触单元316可接触锡炉90中的锡液92(即熔融态焊锡)。此外，由于底座310的底面312与侧面314相互垂直，承托链爪60的底部承托面62与垂直承托面64相互垂直，因此，当底座310配置于承托链爪60时，底座310的侧面314也可紧贴承托链爪60的垂直承托面64，使得底座310紧贴承托链爪60的底部承托面62与垂直承托面64，可避免测量基准点的误差。
51.在步骤230中，测量控制器330可包括输入界面332、处理模块334与控制模块336，波峰焊设备的操作人员可借由输入界面332(例如：开关或按键)向测量控制器330输入测量指令，当测量控制器330接收到测量指令时，控制模块336开始控制电动滑台320移动，使第二金属接触单元324从预设位置往锡炉90的方向移动，直至接触到锡炉90中的锡波94的峰顶，以接收到导通信号(此时，第一金属接触单元316与第二金属接触单元324皆接触到锡液92，所以电路导通，采用此方法判断第二金属接触单元324是否接触到锡波94的峰顶可避免锡波接触误差)，进而依据第二金属接触单元324从预设位置移动至接触到锡波94的峰顶的距离取得锡波94的高度值。
52.更详细地说，滑块321与固定杆322固接的位置与锡炉90中未产生锡波94时的锡液92表面之间的距离为p，固定杆322的长度为r，第二金属接触单元324的高度为m，因此，第二金属接触单元324的底面与锡炉90中未产生锡波94时的锡液92表面之间的距离为p-r-m(此时，第二金属接触单元324的预设位置可借由操作人员依据实际需求控制p的大小进行调整，如“图5a”所示，“图5a”为“图4”的第二金属接触单元位于预设位置的一实施例示意图)；当控制模块336控制电动滑台320的滑台321移动，使第二金属接触单元324接触到锡炉90中的锡波的峰顶(如“图5b”所示，“图5b”为“图4”的第二金属接触单元接触到锡波的峰顶的一
实施例示意图)时，处理模块334可先判断滑块321向下方移动的距离q，进而判断锡波94的高度值为p-r-m-q(即依据第二金属接触单元324从预设位置移动至接触到锡波94的峰顶的距离取得锡波94的高度值)。
53.需注意的是，由于锡炉90中的锡波94实际上为排成一列的锡波94，为了避免“图5a”与“图5b”的图面过于复杂，仅在“图5a”与“图5b”的图面中绘制单一锡波94代为表示。
54.在本实施例中，电动滑台320可包括步进马达326，连接控制模块336，控制模块336可通过步进马达326驱动滑块321与固定杆322移动。此部分由于采用可计量程的高精度电动滑台，使测量精度可以达到0.05毫米，符合一般设备的精度要求(即0.1毫米)。
55.在步骤240中，显示装置340可直接显示测量控制器330所取得的锡波的高度值，进而避免了人工测量读数的模糊性。
56.此外，在本实施例中，底座310可配置于单边的承托链爪60上，并搭配设置其上的电动滑台320进行锡波高度测量方法(如“图4”、“图5a”与“图5b”所示)，为避免设置有电动滑台320的底座310因重心不稳而无法让其部分底面312紧贴承托链爪60的底部承托面62或者无法让其部分底面62与侧面64分别紧贴承托链爪60的底部承托面62与垂直承托面64，因此，锡波高度测量系统还可包括稳固机构(未绘制)，用以将底座310稳固于传输机构100的上，使底座310的部分底面312可紧贴承托链爪60的底部承托面62或者底座310的部分底面62与侧面64可分别紧贴承托链爪60的底部承托面62与垂直承托面64，可避免测量基准点的误差。
57.此外，底座310除了可配置于单边的承托链爪60上以外，也可稳固地配置于成对的承托链爪60上，并搭配设置其上的电动滑台320进行锡波高度测量方法。
58.综上所述，可知本发明与现有技术之间的差异在于通过配置底座于波峰焊设备的传输机构所设置的承托链爪上，使底座的底面紧贴承托链爪的底部承托面，设置于底座的第一金属接触单元接触锡炉中的锡液；当测量控制器接收到测量指令时，控制电动滑台，使第二金属接触单元从预设位置往锡炉的方向移动，直至接触到锡炉中锡波的峰顶，以接收到导通信号，进而依据第二金属接触单元从预设位置移动至接触到锡波的峰顶的距离取得锡波的高度值；以及显示装置显示测量控制器所取得的锡波的高度值，借由此技术手段可以解决现有技术所存在的问题，进而实现对锡波高度的量化精准测量，避免了人工测量读数的模糊性，也避免了不同操作人员操作时所造成的测量差异。
59.虽然本发明以前述的实施例公开如上，然而其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许更动与润饰，因此本发明的专利保护范围须视本说明书所附的权利要求书所界定的范围为准。