DD287828A5 - DEVICE FOR DETECTING THE POSITION DEVIATION OF LADDER RAILS OF A PCB TO A REFERENCE POSITION - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Ermittlung der Lageabweichung von Leiterbahnen einer Leiterplatte gegenueber einer Sollposition, welche mit dem Bestueckkopf eines Leiterplattenbestueckautomaten verbunden ist. Erfindungsgemaesz sind auf einer optischen Achse eine Lichtquelle, zwei Konvexlinsen, ein Strahlenteilerwuerfel sowie eine weitere Konvexlinse angeordnet. Auf der Austrittsseite des Strahlenteilerwuerfels ist ein Halbleiterempfaenger aufgebracht, welcher mit einer Auswerteelektronik in Verbindung steht. Eine Marke als Bestandteil des Leiterplattenlayouts reflektiert das parallele, senkrecht einfallende Licht der Lichtquelle ueber den Strahlenteilerwuerfel auf den Halbleiterempfaenger. Dessen Signale werden mit der Auswerteelektronik in Ausgangsspannungen gewandelt, aus denen die Position der Marke gegenueber der Einrichtung festgestellt wird. Die Einrichtung benoetigt ein Minimum an Hard- und Software. Fig. 1{Ermittlung; Korrektur; Lageabweichung; Istposition; Sollposition; Leiterbahnen; Leiterplatte; Konvexlinsen; Strahlenteilerwuerfel; Lichtquelle; Halbleiterempfaenger; Auswerteelektronik; Leiterplattenlayout}The invention relates to a device for determining the positional deviation of printed conductors of a printed circuit board with respect to a desired position, which is connected to the Bestückckkopf a printed circuit board automatic machines. According to the invention, a light source, two convex lenses, a beam splitter cube and another convex lens are arranged on an optical axis. On the outlet side of the beam splitter cube, a semiconductor receiver is mounted, which communicates with evaluation electronics. A mark as part of the PCB layout reflects the parallel, vertically incident light from the light source over the beam splitter cube onto the semiconductor receiver. Its signals are converted by the evaluation electronics into output voltages which determine the position of the mark in relation to the device. The device requires a minimum of hardware and software. Fig. 1 {determination; Correction; Position deviation; Actual position; Target position; Conductor tracks; Printed circuit board; convex lenses; Strahlenteilerwuerfel; Light source; Halbleiterempfaenger; evaluation; PCB layout}
Description
Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Ermittlung der Lageabweichung von Leiterbahnen einer Leiterplatte gegenüber einer Sollposition, welche mit dem Bestückkopf eines Leiterplattenbestückautomaten verbunden ist. Mit dieser Einrichtung ist es möglich, ohne großen gerStetechnischen Aufwand Lageabweichung festzustellen, um nachfolgend Lagekorrekturen durchführen zu können.The invention relates to a device for determining the positional deviation of printed conductors of a printed circuit board with respect to a desired position, which is connected to the placement of a Leiterplattenbestückautomaten. With this device, it is possible to determine position deviation without great gerstetechnischen effort to subsequently perform position corrections can.
»Pick and Place'-Prlnzlp aiboiten.»Pick and Place'-Prlnzlp aiboiten.
der Leiterplatte positioniert abgesetzt.the printed circuit board positioned remotely.
des Bestückkopfes gegenüber dem Leiterbild ein Hauptproblem bei der Bestückung. Diese Lagekorrektur setzt ein Meßsystem zur Bestimmung der Lageabweichung voraus.of the placement head opposite the conductor pattern a major problem in the assembly. This position correction requires a measuring system for determining the position deviation.
als Zusatzgeräte erhältlich sind.are available as accessories.
(1) Firmenschrift Dy η a pert M PS 2 500(1) Company brochure Dy η a pert M PS 2 500
„Hochgeschwindigkeits-SMD-Bestückung" |2| Firmenschrift ZEVATECH"High-speed SMD assembly" | 2 | Company brochure ZEVATECH
Bestückungssystem PPM 7 (3) Firmenschrift SiemensAssembly system PPM 7 (3) Company logo Siemens
Bei Dynapert [1] wird eine Einrichtung beschrieben, die mittels CCD-Kamera die Position von Korrekturmarken an bestimmten Punkten des l.oiteibildes ermittelt. Nach deren Abweichung von der programmierten Soll-Position ermittelt der Rechner eine mittlere Korroktur nach x-/y-Verschiebung und Drehung und überträgt die entsprechenden Steuerbefehl» an den Automaten. Mit diesem sogenannten Fiducial Correction System wird die Bauelementepositionierung bei Versatz im Leiterbild auf einen für jede Leiterplatte individuell ermittelten Durchschnittswert nachgeführt. Diese Einrichtung kann zu einem sogenannten Pattern Recognition System erweitert werden. Eine CCD-Kamera vergleicht vor jeder Bauelementebestückung die Lage der BauelemenUtanschlüsse mit der La^e djr Kontaktierflächen auf der Leiterplatte. Der Rechner korrigiert die x-/y-Koordinaten des Positioniertiixhes und die Drehung des Bestückkopfes, so daß das Bauelement lagerichtig auf die Lötflächen aufgesetzt wird. Die durchschnittliche Meßzykluszeit ist mit vier Sekunden angegeben.In Dynapert [1] a device is described which uses CCD cameras to determine the position of correction marks at certain points of the oil image. After their deviation from the programmed target position, the computer determines a mean x-axis correction and rotation and transmits the appropriate control command »to the machine. With this so-called fiducial correction system, the component positioning at offset in the conductor pattern is tracked to an average value determined individually for each printed circuit board. This facility can be extended to a so-called pattern recognition system. A CCD camera compares the position of the component terminals with the length of the contact pads on the PCB before each assembly. The computer corrects the x- / y-coordinates of the positioning element and the rotation of the placement head, so that the component is placed in the correct position on the soldering surfaces. The average measuring cycle time is given as four seconds.
Bei ZEVATECH |2| ist eine automatische Korrektur des Leiterbildversatzes mittels CCD-Kamera und Bildverarbeitungsrechner beschrieben. Für die Bestückung höherpoliger Bauelemente wird eine sogenannte TLC-Station (Touchless Centering) beschrieb jn. Eine CCD-Kamera erfaßt Lage und Geometrie der Bauelemente optoelektronisch. Nach erfolgter Messung wird das Bauelement vom Bestückkopf abgeholt und unter Berücksichtigung des Meßergebnisses lagerichtig mit höchster Präzision bestückt. Die durchschnittliche Meßzykluszeit beträgt vier Sekunden.At ZEVATECH | 2 | an automatic correction of the conductor image offset by means of CCD camera and image processing computer is described. A so-called TLC station (Touchless Centering) is described for equipping higher-pole components jn. A CCD camera detects the position and geometry of the components opto-electronically. After the measurement, the component is picked up from the placement and equipped in the correct position with the highest precision in consideration of the measurement result. The average measurement cycle time is four seconds.
Bei Siemens (3) wird ein Video-Lagekorrektursystem eingesetzt. Mit einer am Bestückkopf angebrachten CCD-Kamera werden geeignete Justierstrukturen auf der Leiterplatte erkannt und die Bestückpositionen der Bauelemente entsprechend korrigiert. Die Abtastzeit pro Referenzmarke beträgt 150 bis 300 Millisekunden.Siemens (3) uses a video position correction system. With a mounted on the placement CCD camera suitable Justierstrukturen be recognized on the circuit board and corrects the placement positions of the components accordingly. The sampling time per reference mark is 150 to 300 milliseconds.
Grundlage der eben beschriebenen Korrektureinrichtungen ist die Verwendung von CCD-Kameras. Nachteilig hierbei ist insbesondere der relativ hohe Hard· und Softwareaurwand, die vergleichsweise langsame Arbeitsgeschwindigkeit und die relativ hohen Investitionskosten.The basis of the correction devices just described is the use of CCD cameras. The disadvantage here is in particular the relatively high hardness of hardware and software, the comparatively slow operating speed and the relatively high investment costs.
Außerdem wird bei allen Korrektureinrichtungen ein entsprechender Bildverarbeitungsrechner eingesetzt, welcher für manche Anwendungsfälle nicht erforderlich ist.In addition, a corresponding image processing computer is used in all correction devices, which is not required for some applications.
Das Ziei der Erfindung besteht darin, eine Einrichtung zur Ermittlung der Lageabweichung von Leiterbahnen einer Leiterplatte gegenüber einer Sollposition zur Verfügung zu stellen, bei geringem Aufwand an Hard- und Software sowie ausreichender Zuverlässigkeit.The Ziei of the invention is to provide a means for determining the positional deviation of printed conductors of a printed circuit board against a desired position available, with little effort on hardware and software and sufficient reliability.
mit hoher Sensibilität und Verarbeitungsgeschwindigkeit bei einer kleinen Bauform mit geringer Masse.with high sensitivity and processing speed in a small design with low mass.
eine weitere Konvexlinse auf einer optischen Achse angeordnet sind. Dabei ist auf der Austrittsseite des Strahlepteilerwürfels einanother convex lens are arranged on an optical axis. It is on the exit side of the beam splitter cube a
eines Leiterplattenbestückautomaten angeordnet ist.a printed circuit board placement machine is arranged.
ist eine Auswertnelektronik angeschlossen, aus deren Ausgangssignalen die Position der Einrichtung gegenüber der Marke festgestellt wird.is connected to a processing electronics, from whose output signals the position of the device is determined against the brand.
hoher Sensibilität und großer Verarbeitungsgeschwindigkeit zu ermitteln. Dabei wird ein Minimum an Hard- und Software benötigt, bei ausreichender 2'uverlässigkeit der erfindungsgemäßen Einrichtung.high sensitivity and high processing speed. In this case, a minimum of hardware and software is required, with sufficient 2'usicherheitigkeit the device of the invention.
von einer Leiterplatte 8 reflektierten und im StrahlenteilerwOrfel β umgelenkten Strahlen austreten, ist ein Halbleiterempfänger in Form olner positionsempfindlichen Quadrantenfotodiode 9 aufgebracht. Eine Auswerteelektronik 10 ist über eineFrom a printed circuit board 8 reflected and β deflected in the beam splitter Wave rays exit, a semiconductor receiver in the form olner position sensitive quadrant photodiode 9 is applied. An evaluation 10 is connected via a
untergebracht sein.be housed.
fest angebracht, so daß die optische Achse 2 senkrecht zu der Leiterplatte 8 steht und eine auf der Leiterplatte 8 aufgebrachtefirmly attached, so that the optical axis 2 is perpendicular to the circuit board 8 and one applied to the circuit board 8
wobei der StrahlenteilerwOrfel 6 das reflektierte Licht aus dem einfallenden Licht auskoppelt.wherein the beam splitter wafer 6 decouples the reflected light from the incident light.
und Uy den Wert Null annehmen, wenn der geometrische Schwerpunkt der Quadrantenfotodioda 9 mit dem optischenand Uy take the value zero when the geometric center of gravity of the quadrant photodiode 9 with the optical
(Fig. 2). Sind die Ausgangsspannungen Ux bzw. Uy ungleich Null, wird der Bestückkopf solange in den beiden Koordinaten verfahren, bis die Ausgangsspannungen den Wert Null annehmen (Fig.3), wobei die Verfahrrichtung in der jeweiligen(Figure 2). If the output voltages Ux or Uy are not equal to zero, the placement head is moved in the two coordinates until the output voltages assume the value zero (FIG. 3), the travel direction in the respective one
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD33234189A DD287828A5 (en) | 1989-09-04 | 1989-09-04 | DEVICE FOR DETECTING THE POSITION DEVIATION OF LADDER RAILS OF A PCB TO A REFERENCE POSITION |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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DD287828A5 true DD287828A5 (en) | 1991-03-07 |
Family
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Family Applications (1)
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DD (1) | DD287828A5 (en) |
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1989
- 1989-09-04 DD DD33234189A patent/DD287828A5/en not_active IP Right Cessation
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