CN102095737A - 一种单工作台挠性印制电路表面缺陷自动检测机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可以高效自动识别挠性印制电路板缺陷的检测机，可以对FPCB挠性印制电路实行稳定、高速、精准的缺陷检测。本发明主要有以下几部分构成：大理石基台、Y轴运动机构、Y轴运动反馈系统、龙门架结构、X轴运动机构、X轴运动反馈系统、光学系统、照明系统及其辅助件等组成。本发明通过X轴方向光栅尺以及Y轴光栅尺取得X、Y运动轴的精确位置，并通过运动控制卡实现全闭环反馈精确位置控制，从而保证机台定位准确性；由伺服电机驱动，实现在二维平面上的高精度运动。
Description
技术领域
本发明涉及对产品缺陷检测的设备，具体涉及一种能高精、高效的对挠性印制电路缺陷进行自动识别的检测机。
背景技术
随着工业上加工制造水平的不断提高，以及我国电子产品不断轻薄短小的发展趋势，FPCB(挠性印制电路)的需求量逐年不断增大，而由于FPCB制造工艺的特点，由于设备条件、环境条件、人员素质、工艺设计、工艺参数控制等因素的变化极易导致缺陷产生。其检测工序是工艺流程中关键。由于挠性印制电路板上设计存在高密度、极细的走线和超细间距的元器件焊盘，同时较为复杂的制造工艺使得制成品易于出现多种细微的表面缺陷，因此制成品一般要求100％视觉检测。目前FPC生产厂普遍采用人工目测法进行检测。由于人工检测劳动强度大，眼睛容易产生视觉疲劳，漏检率很高。本发明采用非接触式的光学自动检测设备实现FPC缺陷的高效准确检出，可避免人工检测的任意性和不稳定性，确保FPC产品质量。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种可以高效自动识别挠性印制电路板缺陷的检测机，可以对FPCB挠性印制电路实行稳定、高速、精准的缺陷检测。
为达上述目的，本发明的一种单工作台挠性印制电路表面缺陷自动检测机结构，采用以下的技术方案：
一种单工作台挠性印制电路表面缺陷自动检测机，包含有X轴龙门架三角形大理石支撑，X轴龙门架三角形大理石支撑是左右对称的支撑梁，X轴龙门架三角形大理石支撑设于大理石基台上面，X轴龙门架三角形大理石支撑上面设有X轴龙门架大理石横梁，X轴龙门架大理石横梁上设有X轴直线导轨，X轴龙门架大理石横梁侧面设有X轴伺服电机，X轴伺服电机连接X轴丝杆，X轴丝杆设于X轴龙门架大理石横梁上，X轴丝杆设有光学系统固定板，光学系统固定板上面设有镜头夹具，镜头夹具上设有镜头，光学系统固定板上面设有Z方向调节机构，镜头夹具连接Z方向调节机构，同轴光源通过外加L型接板连接光学系统固定板，X轴方向光栅尺设于X轴龙门架大理石横梁的铝条上，X轴方向光栅尺连接光学系统固定板，大理石基台上设有Y方向伺服电机，大理石基台上设有Y轴丝杆，Y轴丝杆通过Y轴联轴器连接Y方向伺服电机，大理石基台上设有与Y轴丝杆平行的Y轴导轨，Y轴光栅尺设于大理石基台的铝条上，Y轴光栅尺连接真空吸附板，真空吸附板连接Y轴丝杆。
进一步地，所述X轴龙门架三角形大理石支撑是立体梯形大理石基座，X轴直线导轨、X轴丝杆与X轴方向光栅尺相互平行，Y轴丝杆、Y轴导轨与Y轴光栅尺相互平行。
本发明通过X轴方向光栅尺以及Y轴光栅尺取得X、Y运动轴的精确位置，并通过运动控制卡实现全闭环反馈精确位置控制，从而保证机台定位准确性，实现二次元平面上运动调节。本发明采用龙门架结构，由于光学系统与固定板等有一定质量，本检测机是一种高速高精度设备，故运动过程具有较大惯性，本龙门架结构能实现较高的稳定作用，大大的有利于光学系统的工作。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是本发明实施例俯视的示意图；
图3是本发明实施例龙门架的示意图。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，解析本发明的优点与精神，藉由以下结合附图与具体实施方式对本发明的详述得到进一步的了解。
本发明相关结构主要包括以下零部件(或装置)：Z方向调节机构1、X轴龙门架大理石横梁2、X轴直线导轨3、X轴丝杆4、X轴方向光栅尺5、X轴龙门架三角形大理石支撑6、大理石基台7、镜头8、镜头夹具9、光学系统固定板10、X轴伺服电机11、同轴光源12、Y方向伺服电机13、Y轴联轴器14、Y轴丝杆15、Y轴导轨16、Y轴光栅尺17、真空吸附板18。
结构器件如图1所示，本发明主要有以下几部分构成：大理石基台7、Y轴运动机构、Y轴运动反馈系统、龙门架结构、X轴运动机构、X轴运动反馈系统、光学系统、照明系统(光源、光源控制器)、软件及其辅助件(支撑座、调整座、外罩等)等组成。
本发明有左右对称的X轴龙门架三角形大理石支撑6组成的支撑梁，X轴龙门架三角形大理石支撑6通过螺栓与大理石基台7相连；X轴龙门架大理石横梁2通过粘结剂及螺栓与X轴龙门架三角形大理石支撑6相连，从而形成龙门架结构。
光学系统与光学系统固定板10等有一定质量，本检测机是一种高速高精度设备，故运动过程具有较大惯性，本龙门架结构能实现较高的稳定作用，大大的有利于光学系统的工作。X轴直线导轨3通过螺钉与压紧机构与X轴龙门架大理石横梁2相连，实现了导轨在垂直平面的情况下仍能调平；X轴伺服电机11通过安装座与螺栓与X轴龙门架大理石横梁2相连；X轴丝杆4通过丝杆安装座与X轴龙门架大理石横梁2相连，X轴丝杆4通过联轴器与X轴伺服电机11相连，形成由伺服电机驱动的丝杆导轨机构。
光学系统固定板10通过轴承和螺母与X轴丝杆4连接，形成Z轴方向的支撑；镜头8主要由CCD相机及变焦镜头组成，CCD相机及变焦镜头通过他们之间的调整装置连接，并通过镜头夹具9固定于光学系统固定板10上面；同轴光源12通过外加L型接板用螺栓与光学系统固定板10相连；光学系统通过Z方向调节机构1可在Z方向作为微调；由X轴伺服电机11驱动X轴直线导轨3和X轴丝杆4实现使整个光学系统在X轴方向运动。X轴方向光栅尺5通过粘贴固定于X轴龙门架大理石横梁2的铝条上，X轴直线导轨3、X轴丝杆4与X轴方向光栅尺5相互平行，并且X轴方向光栅尺5通过螺栓与光学系统固定板10连接，从而作为X轴方向运动的读数反馈，实现高精度的运动控制。
Y方向伺服电机13通过安装座与螺栓与大理石基台7相连；Y轴丝杆15通过丝杆安装座和螺栓与大理石基台7相连，并通过Y轴联轴器14与Y方向伺服电机13相连接；Y轴导轨16通过螺钉与压紧机构与大理石基台7相连，Y轴导轨16与Y轴联轴器14、Y轴丝杆15一同形成Y方向的丝杆导轨机构；Y轴光栅尺17通过粘贴固定于大理石基台7的铝条上，并且Y轴光栅尺17通过螺栓与真空吸附板18连接，实现对Y轴方向的运动实行反馈控制；真空吸附板18通过螺母和轴承与Y轴丝杆15相连接，从而真空吸附板18与Y轴丝杆15、Y轴导轨16一起形成Y轴方向运动平台，Y轴丝杆15、Y轴导轨16与Y轴光栅尺17相互平行。通过上述特征，由X轴伺服电机11和Y方向伺服电机13驱动，实现在二次元平面上对FPCB(挠性印制电路)检测的高精度运动。
龙门架机构首先通过两块大的立体梯形X轴龙门架三角形大理石支撑6，用大螺栓与大理石基台7相连接，而X轴龙门架大理石横梁2通过高强度螺栓与粘结剂与X轴龙门架三角形大理石支撑6连接，其结构和材料都达到很大的稳定性，是Y轴方向运动能达到高稳性的主要结构特征。
导轨的压紧机构通过若干小圆柱体，使用小圆柱体侧面紧贴导轨侧面，使用锥形内六角螺栓锁紧，因锥形内六角螺栓螺栓头具有一定锥度，通过不同的拧紧力度，达到了对导轨调平的目的。
较佳实施例：
见附图1所示，X轴龙门架三角形大理石支撑6梁通过螺栓与大理石基台7相连，X轴龙门架大理石横梁2通过粘结剂及螺栓与X轴龙门架三角形大理石支撑6相连，从而形成龙门架结构。X轴伺服电机11通过安装座与螺栓与X轴龙门架大理石横梁2相连；X轴丝杆4通过丝杆安装座与X轴龙门架大理石横梁2相连，再通过联轴器与X轴伺服电机11相连，形成由伺服电机驱动的丝杆导轨运动机构。
光学系统固定板10通过轴承和螺母与X轴丝杆4连接，形成Z轴方向的支撑；镜头8主要由CCD相机及变焦镜头组成，CCD相机及变焦镜头通过他们之间的调整装置连接，并通过镜头夹具9固定于光学系统固定板10上面；同轴光源12通过外加L型接板用螺栓与光学系统固定板10相连；光学系统通过镜头Z方向调节机构1可在Z方向作为微调，以上组成了可运动光学系统。X轴方向光栅尺5通过粘贴固定于X轴龙门架大理石横梁2上的铝条，并且通过螺栓与光学系统固定板10连接，从而作为X轴方向运动的读数反馈系统。Y方向伺服电机13通过安装座与螺栓与大理石基台7相连；Y轴丝杆15通过丝杆安装座和螺栓与大理石基台7相连，并通过Y轴联轴器14与Y方向伺服电机13相连接，实现在二维平面上的高精度运动；Y轴导轨16通过螺钉与压紧机构与大理石基台7相连，与Y轴联轴器14构成Y轴方向的运动机构；Y轴光栅尺17通过粘贴固定于大理石基台7上的铝条并且通过螺栓与真空吸附板18连接，构成反馈控制系统。
见附图3所示，龙门架机构首先通过两块大的立体梯形X轴龙门架三角形大理石支撑6，用大螺栓与大理石基台7相连接，而X轴龙门架大理石横梁2通过高强度螺栓与粘结剂与X轴龙门架三角形大理石支撑6基座连接。
本较佳施例的工作过程和工作原理为：将被测FPCB板放置于工作台面上，通过Y轴运动机构运行到光学系统运动范围之内之下，通过X轴运动系统带动光学系统(光源、显微镜镜头、CCD摄像机)捕获到被测物体的图像。然后通过专门的图像测量软件对图像中的被测图元进行测量。X、Y方向的运动主要是通过伺服电机带动滚珠丝杆完成的，Z轴方向通过微调机构实行小范围的调节。
以上所述实施例仅表达了本发明的部分实施方式，于此所揭示的实施例与所有观点，应被视为用以说明本发明，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以权利要求为准，并涵盖其合法均等物。
Claims (6)
1.一种单工作台挠性印制电路表面缺陷自动检测机，包含有：X轴龙门架三角形大理石支撑(6)，所述X轴龙门架三角形大理石支撑(6)是左右对称的支撑梁，其特征在于：所述X轴龙门架三角形大理石支撑(6)设于大理石基台(7)上面，X轴龙门架三角形大理石支撑(6)上面设有X轴龙门架大理石横梁(2)，X轴龙门架大理石横梁(2)上设有X轴直线导轨(3)，X轴龙门架大理石横梁(2)侧面设有X轴伺服电机(11)，X轴伺服电机(11)连接X轴丝杆(4)，X轴丝杆(4)设有光学系统固定板(10)，光学系统固定板(10)上面设有镜头(8)，光学系统固定板(10)上设有同轴光源(12)，X轴方向光栅尺(5)连接光学系统固定板(10)，大理石基台(7)上设有Y方向伺服电机(13)，Y轴丝杆(15)通过Y轴联轴器(14)连接Y方向伺服电机(13)，大理石基台(7)上设有Y轴导轨(16)，Y轴光栅尺(17)连接真空吸附板(18)，真空吸附板(18)连接Y轴丝杆(15)。
2.根据权利要求1所述的一种单工作台挠性印制电路表面缺陷自动检测机，其特征在于：所述X轴龙门架三角形大理石支撑(6)是立体梯形大理石基座。
3.根据权利要求1所述的一种单工作台挠性印制电路表面缺陷自动检测机，其特征在于：所述X轴丝杆(4)设于X轴龙门架大理石横梁(2)上，大理石基台(7)上设有Y轴丝杆(15)。
4.根据权利要求1所述的一种单工作台挠性印制电路表面缺陷自动检测机，其特征在于：所述光学系统固定板(10)上面设有镜头夹具(9)，镜头夹具(9)上设有镜头(8)，光学系统固定板(10)上面设有Z方向调节机构(1)，镜头夹具(9)连接Z方向调节机构(1)。
5.根据权利要求1所述的一种单工作台挠性印制电路表面缺陷自动检测机，其特征在于：所述X轴方向光栅尺(5)设于X轴龙门架大理石横梁(2)的铝条上，Y轴光栅尺(17)设于大理石基台(7)的铝条上。
6.根据权利要求1所述的一种单工作台挠性印制电路表面缺陷自动检测机，其特征在于：所述X轴直线导轨(3)、X轴丝杆(4)与X轴方向光栅尺(5)相互平行，所述Y轴丝杆(15)、Y轴导轨(16)与Y轴光栅尺(17)相互平行。
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