5軸精密ディスペンスマシンの設計とビジョンベースキャリブレーション

科学分野:

• 機械工学
• ロボティクス
• 計測学

背景:

• 5軸精密ディスペンスマシンは、半導体パッケージングに不可欠です。
• これらのマシンの幾何学的誤差は、ディスペンス精度に大きく影響します。
• 既存のキャリブレーション方法は、複雑で時間がかかる場合があります。

研究 の 目的:

• 5軸ディスペンスマシンの幾何学的誤差を特定および校正するためのビジョンベース測定（VBM）システムを提案すること。
• 運動学キャリブレーションおよびワークピース検出のための自動ソリューションを開発すること。
• 半導体パッケージングプロセスの全体的な精度と信頼性を向上させること。

主な方法:

• スクリュー理論の積指数関数形式を使用した運動学モデルを確立しました。
• 位置独立幾何誤差（PIGE）および位置依存幾何誤差（PDGE）を組み込んだ幾何誤差特定アルゴリズムを設計しました。
• 単一値分解と正則化を使用して、過剰決定方程式を解き、A軸とC軸のPIGEを特定しました。

主要な成果:

• VBMシステムは、A軸とC軸の8つのPIGEを正常に特定しました。エンドエフェクタの平均空間位置誤差59.9μm、平均配向誤差160アーク秒を測定しました。包括的な誤差測定により、提案されたアプローチを検証しました。

結論:

• VBMシステムは、5軸精密ディスペンスマシンに実現可能で自動化されたキャリブレーションソリューションを提供します。
• 開発された方法は、高精度アプリケーションに不可欠な幾何学的誤差を効果的に定量化します。
• このアプローチは、半導体パッケージングの精度向上に貢献します。