CN202255299U - 锡膏厚度测试装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种锡膏厚度测试装置，包括基座、承载板和被检测物体夹具，在基座上设有第一直线导轨，在第一直线导轨的上方横跨有第二直线导轨，承载板安装在第一直线导轨上，被检测物体夹具安装在承载板上，锡膏厚度测试装置还包括第一驱动机构、图像采集机构、第二驱动机构，第一驱动机构与承载板连接且驱动承载板在第一直线导轨上往复运动，图像采集机构安装在第二直线导轨上且在第二驱动机构驱动下沿第二直线导轨往复运动，图像采集机构包括工业相机、激光器、驱动工业相机和激光器竖直方向上下移动的第三驱动机构。本实用新型具有自动化全面检测锡膏印刷品质，提高生产效率，降低成本的优点。

Description

锡膏厚度测试装置
技术领域
本实用新型涉及品质检测设备技术领域，特别是涉及一种锡膏厚度测试装置。
背景技术
在电子制造领域中，表面贴装技术(SMT)已得到广泛使用，而锡膏印刷工艺是整个生产工艺流程中非常关键的一环，故对锡膏印刷的品质的检测是十分重要的，据统计，SMT工艺中的品质不良，有70％是来自于锡膏印刷这一环节。
传统的锡膏印刷测试几乎只对锡膏进行二维(2D)检测，通过摄像机在PCB板上方纵向和横向移动，从而获取相关图片，计算锡膏的相关特征参数，主要测试锡膏印刷的位置、计算面积，而检测不同厚度的PCB板时，虽然手动调焦，影响检测的效果，无法全面精准地检测锡膏印刷的品质，工艺仍然存有隐患、缺陷。
发明内容
本实用新型的主要任务是要克服现有技术的缺陷，提供一种锡膏厚度测试装置，不仅能够检测出锡膏的位置和面积，而且能够检测出锡膏的厚度和体积，保证锡膏印刷的检测质量，从而改善SMT工艺的整体品质。
本实用新型所采用的技术方案是：
一种锡膏厚度测试装置，其特征在于：所述锡膏厚度测试装置包括基座、承载板和被检测物体夹具，在基座上设有第一直线导轨，在第一直线导轨的上方横跨有第二直线导轨，承载板安装在第一直线导轨上，被检测物体夹具安装在承载板上，所述锡膏厚度测试装置还包括第一驱动机构、图像采集机构、第二驱动机构，第一驱动机构与承载板连接且驱动承载板在第一直线导轨上往复运动，图像采集机构安装在第二直线导轨上且在第二驱动机构驱动下沿第二直线导轨往复运动，图像采集机构包括工业相机、激光器、驱动工业相机和激光器竖直方向上下移动的第三驱动机构，其中第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构、工业相机和激光器均与锡膏厚度测试装置的数据处理系统的相应端口电连接。
所述工业相机的轴线和激光器的轴线互相垂直。
所述第一驱动机构包括第一驱动电机和第一丝杆，第一驱动电机的输出轴与第一丝杆驱动连接，第一丝杆连接承载板，所述第二驱动机构包括第二驱动电机和第二丝杆，第二驱动电机的输出轴与第二丝杆驱动连接，第二丝杆连接图像采集机构，所述第三驱动机构包括第三驱动电机和第三丝杆，第三驱动电机的输出轴与第三丝杆驱动连接，第三丝杆分别连接工业相机和激光器。
所述第一驱动电机、第二驱动电机、第三驱动电机是步进马达或者伺服马达。
本实用新型的有益效果是：
激光具有亮度高、方向性、单色性和相干性好的特点，用激光技术测量研究对象厚度的基本原理是根据光学图像位移原理的光学三角法。
本实用新型采用激光技术在线测量研究对象厚度方法中的单三角测量方法，通过改变接收激光束的方向，用工业相机获取相关参数，通过三角法计算测量结果。
本实用新型通过数据处理系统自动控制Y轴驱动机构、X轴驱动机构调节图像采集机构与待测物的相对位置，从而达到测量的最佳状态，控制Z轴驱动机构调节工业相机和激光器的高度，从而达到自动对焦，实现自动化的精准测试。
与现有的技术相比较，本实用新型能更加准确地测量到印刷锡膏的位置、面积、高度、体积等参数，为锡膏印刷测试提供了详细的三维(3D)信息，从而提高了整个SMT工艺品质；同时通过自动化的测试可大大提高生产效率、降低劳动强度；锡膏印刷是SMT的前端工艺，通过杜绝前端工艺的品质不良，可避免后续工艺的重复不良，从而大大降低了整个生产流程的成本。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型侧视的结构示意图；
图3是单三角法激光测厚原理示意图。
具体实施方式
如图1、图2所示，一种锡膏厚度测试装置，包括基座1、承载板2和被检测物体夹具3，在基座1上设有第一直线导轨4，在第一直线导轨4的上方横跨有第二直线导轨5，承载板2安装在第一直线导轨4上，被检测物体夹具3安装在承载板2上，锡膏厚度测试装置还包括第一驱动机构、图像采集机构、第二驱动机构，第一驱动机构与承载板2连接且驱动承载板2在第一直线导轨4上往复运动，图像采集机构安装在第二直线导轨5上且在第二驱动机构驱动下沿第二直线导轨5往复运动，图像采集机构包括工业相机6、激光器7、驱动工业相机6和激光器7竖直方向上下移动的第三驱动机构，第一驱动机构包括第一驱动电机8和第一丝杆9，第一驱动电机8的输出轴与第一丝杆9驱动连接，第一丝杆9连接承载板2，第二驱动机构包括第二驱动电机10和第二丝杆11，第二驱动电机10的输出轴与第二丝杆11驱动连接，第二丝杆11连接图像采集机构，第三驱动机构包括第三驱动电机12和第三丝杆13，第三驱动电机12的输出轴与第三丝杆13驱动连接，第三丝杆13分别连接工业相机6和激光器7。其中第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构、工业相机6和激光器7均与锡膏厚度测试装置的数据处理系统的相应端口电连接。
如图3所示，激光器L发出的光束CA从与法线PA成45°角的方向入射闪击参考物N表面A点，经透镜B处的光学系统的焦平面在O处成像。在实际使用中，激光束闪击被测对象T表面的A1点，经透镜B处的光学系统成像于E点。假定A和A1保持不变，参考对象N厚度为s，AC与法线保持45°角，在直角三角形ADA1中，AD＝A1D/tanα，因为α＝45°，所以AD＝A1D。设AD＝d1，则d1＝A1D。这就意味着把测量被测对象T的厚度超过参考物N厚度s的部分AD转化成为测量参考点A和A1处法线平移的尺度。
根据几何原理，直角三角形A1AB和直角三角形EOB为相似三角形。所以OE/AA1＝OB/AB，而AA1＝AD/cosα，其中OB为透镜B的焦距，设检测到的图像位移OE＝x，正比于参考平面法线PA位移的幅度d1，OE＝x＝(OB/AB)·AA1＝(OB/AB)·(AD/cosα)＝(OB/AB)·(1/cosα)·d1＝Kd1，则d1＝x/K，式中K为常数。设被测对象T的厚度为d，则d＝d1+s＝(x/K)+s。

Claims (4)

1.一种锡膏厚度测试装置，其特征在于：所述锡膏厚度测试装置包括基座、承载板和被检测物体夹具，在基座上设有第一直线导轨，在第一直线导轨的上方横跨有第二直线导轨，承载板安装在第一直线导轨上，被检测物体夹具安装在承载板上，所述锡膏厚度测试装置还包括第一驱动机构、图像采集机构、第二驱动机构，第一驱动机构与承载板连接且驱动承载板在第一直线导轨上往复运动，图像采集机构安装在第二直线导轨上且在第二驱动机构驱动下沿第二直线导轨往复运动，图像采集机构包括工业相机、激光器、驱动工业相机和激光器竖直方向上下移动的第三驱动机构，其中第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构、工业相机和激光器均与锡膏厚度测试装置的数据处理系统的相应端口电连接。
2.根据权利要求1所述的锡膏厚度测试装置，其特征在于：所述工业相机的轴线和激光器的轴线互相垂直。
3.根据权利要求1所述的锡膏厚度测试装置，其特征在于：所述第一驱动机构包括第一驱动电机和第一丝杆，第一驱动电机的输出轴与第一丝杆驱动连接，第一丝杆连接承载板，所述第二驱动机构包括第二驱动电机和第二丝杆，第二驱动电机的输出轴与第二丝杆驱动连接，第二丝杆连接图像采集机构，所述第三驱动机构包括第三驱动电机和第三丝杆，第三驱动电机的输出轴与第三丝杆驱动连接，第三丝杆分别连接工业相机和激光器。
4.根据权利要求3所述的锡膏厚度测试装置，其特征在于：所述第一驱动电机、第二驱动电机、第三驱动电机是步进马达或者伺服马达。
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