TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Leiterplatteninspektionssystem, welches die Leiterplatte mit einer Kamera ablichtet, das aufgenommene Bild analysiert und aufgrund dieser Analyse verschiedene Inspektionen durchführt.The present invention relates to a circuit board inspection system which scans the circuit board with a camera, analyzes the captured image, and performs various inspections based on this analysis.
TECHNISCHER HINTERGRUNDTECHNICAL BACKGROUND
Produktionslinien für die Oberflächenbestückung elektronischer Leiterplatten umfassen einen Prozess, mit dem Lotpaste auf die Oberfläche der Druck-Leiterplatte gedruckt wird, einen Prozess, mit dem die Leiterplatte mit elektronischen Komponenten bestückt wird und einen Prozess, mit dem die elektronischen Komponenten durch die Verschmelzung von Lotzinn in einem Reflow-Lötofen auf der Leiterplatte befestigt werden. In manchen Produktionslinien mit fortgeschrittener Automatisierung sind zwischen jedem Vorgang Leiterplatteninspektionssysteme implementiert, welche eine automatische Inspektion auf Druckfehler, Bestückungsfehler, Lötfehler und andere Fehler durchführen. Vor allem Inspektionssysteme, welche die äußere Erscheinung der Leiterplatten dadurch untersuchen, indem sie die Leiterplatte mit einer Kamera ablichten und das aufgenommene Bild analysieren, sind in der Lage, eine sehr präzise Inspektion berührungslos und schnell vorzunehmen, weswegen sie für eine Vielzahl von Inspektionen eingesetzt werden.Production lines for the surface mounting of electronic circuit boards include a process for printing solder paste on the surface of the printed circuit board, a process for mounting the circuit board with electronic components, and a process for integrating the electronic components by fusing solder attached to a reflow soldering oven on the circuit board. In some production lines with advanced automation, PCB inspection systems are implemented between each operation to automatically inspect for misprints, assembly errors, soldering defects and other defects. In particular, inspection systems that examine the external appearance of the circuit boards by scanning the circuit board with a camera and analyzing the captured image are capable of performing a very precise inspection in a non-contact and fast manner, and therefore are used for a variety of inspections ,
In Produktionslinien für die Oberflächenbestückung wurden bisher üblicherweise die Leiterplatten der Reihe nach auf einer einzigen Transportbahn den in Laufrichtung hintereinandergeschalteten Arbeitsschritten zugeführt. Neuerdings gibt es jedoch die Tendenz, die Produktionslinie in mehrere Transportbahnen aufzuteilen, um die Produktivität zu steigern. Zum Beispiel wurden Doppelbahnsysteme eingeführt, welche Leiterplatten parallel befördern. Dadurch konnte die Flächenproduktivität annähernd verdoppelt werden.In production lines for surface assembly, the printed circuit boards have usually been supplied in series on a single transport path to the operating steps connected in series in the running direction. Recently, however, there has been a tendency to divide the production line into multiple transportation lanes to increase productivity. For example, dual-track systems have been introduced which convey printed circuit boards in parallel. As a result, the area productivity could be almost doubled.
Patentdokument 1 gehört zwar nicht zum Stand der Technik zu Inspektionssystemen zur optischen Inspektion von Leiterplatten mit einer Kamera, offenbart jedoch ein Leiterplatteninspektionssystem mit zwei Bahnen.While patent document 1 does not form part of the prior art inspection systems for optically inspecting printed circuit boards with a camera, it discloses a two-track printed circuit board inspection system.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
PATENTDOKUMENTEPATENT DOCUMENTS
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[Patentdokument 1] Japanische Patentanmeldung Nr. JP 2012-117956 [Patent Document 1] Japanese Patent Application No. Hei. JP 2012-117956
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNGOVERVIEW OF THE INVENTION
VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEMEPROBLEMS TO BE SOLVED BY THE INVENTION
Im Folgenden wird zunächst anhand von 9 ein herkömmliches Leiterplatteninspektionssystem mit Doppelbahnanordnung erklärt. 9 zeigt schematisch die Aufsicht auf Transportbahnen in einem Leiterplatteninspektionssystem. Dieses Inspektionssystem ist mit zwei Transportbahnen, nämlich einer ersten Bahn 91 und einer zweiten Bahn 92, ausgestattet. Jede Transportbahn umfasst zwei Spuren (911 und 912 einerseits, 921 und 922 andererseits). In der ersten Bahn 91 stützen die zwei Spuren 911, 912 die beiden seitlichen Randbereiche der Leiterplatte 931 und ein nicht abgebildeter Transportriemen befördert die Leiterplatte 931 in Laufrichtung (in 9 z. B. von links nach rechts). Die zweite Bahn 92 ist von gleicher Struktur. So können mit zwei Transportbahnen die zwei Leiterplatten 931, 932 unabhängig transportiert werden.The following is first based on 9 a conventional circuit board inspection system with dual track arrangement explained. 9 schematically shows the top view of transport paths in a printed circuit board inspection system. This inspection system is with two transport lanes, namely a first lane 91 and a second track 92 , fitted. Each transport lane comprises two tracks ( 911 and 912 on the one hand, 921 and 922 on the other hand). In the first track 91 support the two tracks 911 . 912 the two lateral edge areas of the circuit board 931 and a not pictured conveyor belt conveys the circuit board 931 in running direction (in 9 z. From left to right). The second train 92 is of the same structure. Thus, with two transport paths, the two printed circuit boards 931 . 932 be transported independently.
Es sei angemerkt, dass Druck-Leiterplatten keine einheitliche Größe besitzen, sondern je nach Produkt unterschiedliche Größen annehmen können. Aus diesem Grund verfügen herkömmliche Leiterplatteninspektionssysteme über einen Mechanismus, mit dem die Breite der Bahn an die Breite der zu untersuchenden Leiterplatten angepasst werden kann. 9 zeigt beispielhaft, dass die erste Bahn 91 eine festangebrachte Spur 912 und eine in der Breitenrichtung bewegliche Spur 911 hat. In gleicher Weise hat die zweite Bahn 92 eine festangebrachte Spur 922 und eine in der Breitenrichtung bewegliche Spur 921. Indem die Position der beweglichen Spuren 911, 921 an die Breite der Leiterplatten 931, 932, die den verschiedenen Transportbahnen zugeführt werden, angepasst wird, können mit dieser Bauweise Leiterplatten beliebiger Größen inspiziert werden. Der Grund, warum eine der Spuren festangebracht ist, liegt darin, dass die unbewegliche Spur als Referenzpunkt dient und somit die Position der Leiterplatte in Breitenrichtung, durch die Bauweise vorgegeben ist. Dadurch wird gewährleistet, dass der Inspektionskopf (einschließlich der Kamera), präzise und unkompliziert in Inspektionsposition über der Leiterplatte bewegt werden kann.It should be noted that printed circuit boards are not uniform in size, but may take on different sizes depending on the product. For this reason, conventional printed circuit board inspection systems have a mechanism by which the width of the web can be adapted to the width of the printed circuit boards to be examined. 9 shows by way of example that the first track 91 a fixed track 912 and a track movable in the width direction 911 Has. In the same way has the second track 92 a fixed track 922 and a track movable in the width direction 921 , By the position of the moving tracks 911 . 921 to the width of the printed circuit boards 931 . 932 , which are supplied to the various transport paths, is adapted, can be inspected with this design printed circuit boards of any size. The reason why one of the tracks is fixed is that the stationary track serves as a reference point, and thus the position of the printed circuit board in the width direction is predetermined by the construction method. This ensures that the inspection head (including the camera) can be accurately and easily moved to the inspection position above the PCB.
Allerdings entstehen in den oben beschriebenen Leiterplatteninspektionssystemen mit mehreren Transportbahnen die folgenden Probleme. Die im Oberflächenbestückungsprozess verwendeten Geräte (z. B. Druckvorrichtung, Bestückungsvorrichtung, Reflow-Vorrichtung) sind nicht vereinheitlicht und haben abhängig von Modell, Hersteller und Benutzer eine unterschiedliche Anzahl von Bahnen oder unterschiedliche angeordnete Bahnabstände. Deswegen kann es vorkommen, dass sich die Bahnabstände zwischen dem Leiterplatteninspektionssystem und den in Laufrichtung nachgelagerten Vorrichtungen (im Folgenden einfach ”nachgelagerte Vorrichtungen” genannt) unterscheiden. In diesem Fall ist es, wie in 10 dargestellt, erforderlich, zwischen dem Leiterplatteninspektionssystem 101 und den nachgelagerten Vorrichtungen 102 eine Traverse bzw. Schiebebühne 103 zu installieren, die die Leiterplatten durchreicht. Die Installation solch einer Schiebebühne 103 ist nicht wünschenswert, da sie nicht nur eine Vergrößerung der Produktionslinie und zusätzliche Installationskosten bedeutet, sondern durch die für das Durchreichen der Leiterplatten erforderliche Zeit auch die Inspektionstaktzeit erhöht und so die Produktivität verringert wird. Das gleiche Problem taucht auf, wenn sich die Bahnabstände zwischen den in Laufrichtung vorgelagerten Vorrichtungen und dem Leiterplatteninspektionssystem unterscheiden.However, in the above-described printed circuit board inspection systems having a plurality of transport paths, the following problems arise. The devices used in the surface mount process (eg, printing device, mounting device, reflow device) are not unified and have different numbers of tracks or different track pitches depending on the model, manufacturer, and user. Therefore, it may happen that the distances between the railways PCB Inspection System and the downstream devices (hereinafter simply referred to as "downstream devices") differ. In this case, it's like in 10 shown required between the printed circuit board inspection system 101 and the downstream devices 102 a traverse or traverser 103 to install, which passes through the circuit boards. The installation of such a transfer table 103 is not desirable because it not only increases the production line and adds installation costs, but also increases the inspection cycle time, thereby reducing productivity, through the time required to pass through the boards. The same problem arises when the track distances between the upstream devices and the board inspection system differ.
In Hinblick auf die oben aufgezeigten Probleme ist es somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Verbindungen zu den in Laufrichtung dem Inspektionssystem vorgelagerten und nachgelagerten Vorrichtungen zu vereinfachen und dabei die Inspektionstaktzeit zu optimieren.In view of the problems outlined above, it is therefore an object of the present invention to simplify the connections to upstream and downstream of the inspection system and thereby optimize the inspection cycle time.
MITTEL ZUM LÖSEN DER AUFGABEMEANS TO SOLVE THE TASK
Um die vorbenannte Aufgabe zu lösen, ist erfindungsgemäß der im Folgenden beschriebene Aufbau vorgesehen: Ein Leiterplatteninspektionssystem, das eine Leiterplatte mittels einer Kamera ablichtet, und die Leiterplatte durch Analyse des aufgenommenen Bilds, wobei das Leiterplatteninspektionssystem ein Transportmittel, welches die Leiterplatte in Laufrichtung, bzw. von stromaufwärts nach stromabwärts, befördert, eine Kamera, welche die sich auf dem Transportmittel befindliche Leiterplatte ablichtet, und einen Bewegungsmechanismus, welcher die Kamera in eine Ablichtungsposition über der Leiterplatte bewegt, aufweist, wobei, vorausgesetzt, dass die Transportrichtung der Leiterplatte die X-Richtung ist, und die Richtung, welche die X-Richtung in der Horizontalebene rechtwinklig schneidet, die Y-Richtung ist, das Transportmittel mehrere Transportbahnen umfasst, die in Y-Richtung nebeneinander angeordnet sind und von denen jede unabhängig in der Lage ist, Leiterplatten zu transportieren, und wobei die Lage aller Transportbahnen in Y-Richtung änderbar ist.In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided the following structure: a circuit board inspection system which scans a circuit board by means of a camera, and the circuit board by analysis of the captured image, the circuit board inspection system comprising a transport means which moves the circuit board in the running direction; from upstream to downstream, a camera which scans the printed circuit board located on the conveying means and a moving mechanism which moves the camera to an illumination position over the printed circuit board, provided that the transport direction of the printed circuit board is in the X direction , and the direction which intersects the X direction at right angles in the horizontal plane is the Y direction, the transport means comprises a plurality of transportation lanes juxtaposed in the Y direction and each of which is independently capable of transporting circuit boards n, and wherein the position of all transport paths in the Y direction is changeable.
Da diese Bauweise es ermöglicht, die Lage jeder Transportbahn des Leiterplatteninspektionssystems in Y-Richtung an die Bahnabstände anderer mit dem Leiterplatteninspektionssystem verbundenen (in Laufrichtung vorangelagerte oder nachgelagerte) Vorrichtungen frei anzupassen, ist es möglich, Leiterplatten zwischen dem Leiterplatteninspektionssystem und anderen Vorrichtungen durchzureichen, ohne eine schiebebühnenähnliche Vorrichtung zwischenzuschalten. Dadurch wird die für das Durchreichen der Leiterplatte erforderliche Zeit verkürzt, die Inspektionstaktzeit optimiert und somit in der Gesamtheit die Produktivität gesteigert.Since this construction makes it possible to freely adjust the position of each transport path of the Y-direction printed circuit board inspection system to the path distances of other (pre-mounted or downstream) devices connected to the circuit board inspection system, it is possible to pass circuit boards between the circuit board inspection system and other devices, without any intermediate slide-like device. This shortens the time required to pass through the board, optimizes the inspection cycle time, and thus increases overall productivity.
Es ist vorteilhaft, wenn jede Transportbahn zwei Spuren (bzw. Schienen) aufweist, welche die in Y-Richtung liegenden Randbereiche der Leiterplatte stützen und die Leiterplatte befördern, und die Lage aller die Transportbahnen bildenden Spuren in Y-Richtung änderbar ist.It is advantageous if each transport track has two tracks (or rails) which support the edge regions of the printed circuit board in the Y direction and convey the printed circuit board, and the position of all the tracks forming the transport paths can be changed in the Y direction.
Diese Bauweise ermöglicht es, nicht nur den Abstand der Bahnen, sondern auch die Breite jeder Bahn frei anzupassen, weswegen Leiterplatten beliebiger Größe (natürlich im Rahmen des physikalisch Umsetzbaren) inspiziert werden können. Außerdem ist es möglich, auf allen Bahnen Leiterplatten unterschiedlicher Größe zu inspizieren. Das Leiterplatteninspektionssystem wird dadurch in seiner Flexibilität und Anpassungsfähigkeit verbessert und erfährt eine Wertsteigerung.This design makes it possible to freely adapt not only the distance of the tracks, but also the width of each track, which is why printed circuit boards of any size (of course in the context of physically feasible) can be inspected. It is also possible to inspect PCBs of different sizes on all tracks. The PCB inspection system is thereby improved in its flexibility and adaptability and undergoes an increase in value.
Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn der Bewegungsmechanismus die Kamera mittels einer sich auf festgelegte Referenzkoordinaten beziehenden relativen Positionssteuerung in eine Ablichtungsposition über der Leiterplatte positioniert, und das Leiterplatteninspektionssystem darüberhinaus ein Mittel zum Festlegen der Referenzkoordinaten verwendet, welches in dem Fall, dass die Lage einer der Transportbahnen in Y-Richtung geändert wurde, ein Element zum Festlegen von Referenzkoordinaten auf der Transportbahn in die Inspektionsposition bewegt, mit der Kamera das Element zum Festlegen von Referenzkoordinaten ablichtet und das aufgenommene Bild benutzt, um die Referenzkoordinaten entsprechend der Lage der Transportbahn in Y-Richtung festzulegen.It is furthermore advantageous if the movement mechanism positions the camera in an illumination position above the printed circuit board by means of a relative reference control relative to fixed reference coordinates, and the printed circuit board inspection system furthermore uses a means for setting the reference coordinates, which in the case that the position of one of the transport paths in the Y direction, a reference coordinate setting member on the conveying path is moved to the inspection position, the camera scans the reference coordinate setting member, and the captured image is used to set the reference coordinates corresponding to the position of the conveying path in the Y direction ,
Da herkömmliche Vorrichtungen unbewegliche Spuren besitzen, werden deren Koordinaten als Referenz benutzt, um die Position der Kamera der der Leiterplatte anzupassen. Da bei der vorliegenden Erfindung jedoch alle Bahnen in Y-Richtung bewegt werden können, lässt sich keine feste Referenzposition voreinstellen; die Referenzkoordinaten müssen entsprechend der Y-Position der Bahn für jede Bahn festgelegt werden (auch Kalibrierung des Ausgangspunkts genannt). Wenn die Kalibrierung des Ausgangspunkts wie oben beschrieben durchgeführt wird, nämlich indem das Element zum Festlegen der Referenzkoordinaten in der gleichen Lage wie im Zeitpunkt der tatsächlichen Inspektion positioniert, es von der Kamera abgelichtet und das Bild benutzt wird, können die Referenzkoordinaten einfach und präzise bestimmt werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass, da die bei der Inspektion benutzte Kamera verwendet wird, für die Kalibrierung des Ausgangspunkts keine zusätzlichen Geräte installiert werden müssen. Außerdem hat dadurch, dass die Referenzkoordinaten allein durch die tatsächliche Lagebeziehung zwischen der Kamera und dem Element zum Festlegen der Referenzkoordinaten bestimmt werden, eine etwaige unpräzise Ausrichtung der Transportbahn keine Auswirkung auf die Genauigkeit der Referenzkoordinate. Dies führt zu einer Kostenersparnis, da an die Lagepräzision des Antriebsmechanismus der Transportbahn keine hohen Anforderungen gestellt werden müssen.Since conventional devices have immovable tracks, their coordinates are used as a reference to adjust the position of the camera to that of the circuit board. However, in the present invention, since all the webs can be moved in the Y direction, no fixed reference position can be preset; the reference coordinates must be set according to the Y position of the path for each lane (also called calibration of the starting point). When the calibration of the origin is performed as described above, namely by positioning the reference coordinate specifying element in the same position as at the time of the actual inspection, scanning it by the camera, and using the image, the reference coordinates can be determined easily and accurately , Another advantage is that, since the camera used in the inspection is used, no additional equipment is installed for the calibration of the starting point have to. In addition, since the reference coordinates are determined solely by the actual positional relationship between the camera and the reference coordinate specifying element, any imprecise orientation of the transport path has no effect on the accuracy of the reference coordinate. This leads to a cost savings, since the positional precision of the drive mechanism of the transport path no high demands must be made.
Als konkretes Beispiel für die Festlegung der Referenzkoordinaten ist dieses Verfahren vorteilhaft: Das Mittel zum Festlegen der Referenzkoordinaten legt die XY-Koordinaten eines vorbestimmten Referenzpunkts auf dem Element zum Festlegen von Referenzkoordinaten als Referenzkoordinaten fest, bewegt die Kamera so, dass der durch das der Referenzpunkt auf dem Element zum Festlegen der Referenzkoordinaten im Blickwinkel liegt, macht eine Ablichtung, und errechnet aus den Koordinaten des Referenzpunkts im Bild und den XY-Koordinaten der Kamera die XY-Koordinaten der Referenzkoordinate.As a concrete example for setting the reference coordinates, this method is advantageous: the means for setting the reference coordinates sets the XY coordinates of a predetermined reference point on the reference coordinate specifying element as reference coordinates, moves the camera so that the reference point through is the point of view for the reference coordinate specifying element, makes an illumination, and calculates the XY coordinates of the reference coordinate from the coordinates of the reference point in the image and the XY coordinates of the camera.
Es ist vorteilhaft, wenn der Bewegungsmechanismus die Kamera in ihrer Ausgangsposition in Bereitschaft hält, bis die Leiterplatte zur Inspektionsposition auf der Transportbahn befördert wird, und das Leiterplatteninspektionssystem außerdem ein Mittel zum Festlegen der Ausgangsposition aufweist, welches, in dem Fall, dass die Lage der Transportbahn in Y-Richtung geändert wurde, die Ausgangsposition der Kamera entsprechend der Lage der Transportbahn in Y-Richtung ändert.It is advantageous if the movement mechanism keeps the camera in standby until the circuit board is conveyed to the inspection position on the transport path, and the board inspection system also has means for determining the home position which, in the case, the position of the transport path was changed in the Y direction, the starting position of the camera according to the position of the transport path in the Y direction changes.
In herkömmlichen Vorrichtungen ist die Ausgangsposition der Kamera (die Bereitschaftsposition) fest (z. B. nahe der festangebrachten Spuren). Aufgrund der Bauweise der vorliegenden Erfindung jedoch, würde sich, wenn die Ausgangsposition der Kamera fest wäre, die Strecke ändern, welche die Kamera zurücklegt, und zwar abhängig davon, ob sich die Kamera näher oder weiter entfernt von der Lage der Transportbahn in Y-Richtung befindet. Mit anderen Worten: Wenn die Transportbahn weit entfernt von dem Ausgangspunkt der Kamera positioniert ist, muss die Kamera einen weiteren Weg zurücklegen und die Inspektionstaktzeit (und damit die Arbeitszeit) vergrößert sich. Dadurch, dass die Ausgangposition der Kamera der oben beschriebenen Bauweise entsprechend der Lage der Transportbahn in Y-Richtung angepasst wird, werden unnötige Wege der Kamera vermieden, die Inspektionstaktzeit wird weiter verkürzt und die Produktivtät kann weiter gesteigert werden.In conventional devices, the home position of the camera (the standby position) is fixed (eg, near the fixed tracks). However, due to the construction of the present invention, if the home position of the camera were fixed, the distance covered by the camera would change, depending on whether the camera was closer or farther from the position of the transport path in the Y direction located. In other words, if the transport lane is positioned far from the starting point of the camera, the camera has to travel one more distance and increase the inspection cycle time (and thus the working time). The fact that the starting position of the camera of the construction described above is adjusted according to the position of the transport path in the Y direction, unnecessary ways of the camera are avoided, the inspection cycle time is further reduced and the productivity can be further increased.
Als konkretes Beispiel für das Festlegen der Ausgangsposition ist ein Verfahren vorteilhaft, bei dem das Transportmittel zwei Transportbahnen, nämlich eine erste Transportbahn und eine zweite Transportbahn, aufweist, und das Mittel zum Festlegen der Ausgangsposition die Ausgangsposition der Kamera in Y-Richtung so einstellt, dass die Ausgangsposition im Mittelpunkt zwischen der Position in Y-Richtung der ersten Transportbahn und der Position in Y-Richtung der zweiten Transportbahn liegt.As a concrete example for determining the starting position, a method is advantageous in which the transport means has two transport paths, namely a first transport path and a second transport path, and the means for determining the starting position sets the starting position of the camera in the Y direction such that the home position is at the midpoint between the Y-direction position of the first transport path and the Y-direction position of the second transport path.
EFFEKT DER ERFINDUNGEFFECT OF THE INVENTION
Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein Leiterplatteninspektionssystems bereitzustellen, bei dem die Verbindungen zu den in Laufrichtung dem Inspektionssystem vorgelagerten und nachgelagerten Vorrichtungen vereinfacht und dabei die Inspektionstaktzeit optimiert wird.With the present invention, it is possible to provide a printed circuit board inspection system in which the connections to upstream and downstream of the inspection system are simplified while optimizing the inspection cycle time.
KURZE BESCHREIBUND DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
1 ist eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Leiterplatteninspektionssystems, das auf der vorliegenden Erfindung beruht. 1 Figure 11 is a plan view of one embodiment of a printed circuit board inspection system based on the present invention.
2 ist eine Front- und Seitenansicht auf eine Ausführungsform eines Leiterplatteninspektionssystems, das auf der vorliegenden Erfindung beruht. 2 Figure 3 is a front and side view of an embodiment of a printed circuit board inspection system based on the present invention.
3 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Leiterplatteninspektionssystems, das auf der vorliegenden Erfindung beruht. 3 Figure 11 is a block diagram of one embodiment of a printed circuit board inspection system based on the present invention.
4 ist ein Inspektionsablaufdiagramm einer Ausführungsform eines Leiterplatteninspektionssystems, das auf der vorliegenden Erfindung beruht. 4 FIG. 11 is an inspection flowchart of one embodiment of a printed circuit board inspection system based on the present invention. FIG.
5 erläutert die Vorteile eines Systems, in dem alle Spuren beweglich sind. 5 explains the advantages of a system in which all tracks are mobile.
6 ist ein Ablaufdiagramm für den Prozess, mit dem die Referenzkoordinaten bestimmt werden. 6 is a flow chart for the process used to determine the reference coordinates.
7 ist ein Diagramm, das die Festlegung der Referenzkoordinaten erklärt. 7 is a diagram that explains the definition of the reference coordinates.
8 ist ein Diagramm, das die Ausgangsposition der Kamera (Bereitschaftsposition) erklärt. 8th is a diagram explaining the home position of the camera (standby position).
9 ist ein Diagramm, das die Bauweise herkömmlicher Leiterplatteninspektionssysteme mit Doppelbahn darstellt. 9 Figure 12 is a diagram illustrating the construction of conventional dual-track printed circuit board inspection systems.
10 ist ein Diagramm, dass die Schwierigkeiten erklärt, welche beim Durchreichen von Leiterplatten von dem Leiterplatteninspektionssystem zu in Laufrichtung nachgeschalteten Vorrichtungen entstehen. 10 Figure 11 is a diagram explaining the difficulties encountered in routing printed circuit boards from the printed circuit board inspection system to downstream devices.
AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG EMBODIMENTS OF THE INVENTION
Im Folgenden werden anhand der Figuren vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erklärt.In the following, advantageous embodiments of the present invention will be explained with reference to the figures.
Systemaufbausystem Design
1 und 2 zeigen schematisch den Aufbau einer Ausführungsform des Leiterplatteninspektionssystems. 1 ist eine Draufsicht auf das System, 2a ist eine Frontansicht des Systems und 2b ist eine Seitenansicht des Systems. Um den inneren Aufbau leichter darstellen zu können, stellen 1 und 2 das System in transparenter Weise dar. Das tatsächliche System ist aber von einem Gehäuse umgeben, so dass das Innere von außen nicht einsehbar und (aus Sicherheitsgründen) auch nicht leicht zugänglich ist. 1 and 2 schematically show the structure of an embodiment of the printed circuit board inspection system. 1 is a plan view of the system, 2a is a front view of the system and 2 B is a side view of the system. To make the inner structure easier to represent, ask 1 and 2 the system in a transparent way. The actual system is surrounded by a housing, so that the inside from the outside is not visible and (for security reasons) is not easily accessible.
Das Leiterplatteninspektionssystem 1 lichtet mit einer Kamera die zu inspizierende Leiterplatte ab und analysiert das aufgenommene Bild, um verschiedene Inspektionen an der äußeren Erscheinung der Leiterplatte durchzuführen. Das System wird zum Beispiel dazu benutzt, um auf der Produktionslinie für die Oberflächenbestückung die Leiterplatten zwischen dem Druckprozess und dem Bestückungsprozess auf Druckfehler der Lotpaste, zwischen dem Bestückungsprozess und dem Reflow-Prozess auf Bestückungsfehler der Komponenten, oder nach dem Reflow-Prozess auf Lötfehler zu inspizieren.The circuit board inspection system 1 uses a camera to scan the PCB to be inspected and analyze the captured image to perform various inspections on the appearance of the PCB. The system is used, for example, to solder the printed circuit boards on the production line for the surface assembly between the printing process and the assembly process on printing defects of the solder paste, between the assembly process and the reflow process on component assembly errors, or after the reflow process inspect.
Wie in 1 und 2 gezeigt, verfügt das Leiterplatteninspektionssystem 1 über einen aus einem Rahmen 10 gebildeten waagerechten Tisch und einem sich darüber befindlichen Transportmittel aus zwei Transportbahnen, nämlich einer ersten Transportbahn 11 und einer zweiten Transportbahn 12. Im Folgenden wird die Richtung, in welche die Leiterplatten transportiert werden, die X-Richtung genannt, die Richtung, welche die X-Richtung in der Horizontalebene rechtwinklig schneidet, die Y-Richtung genannt, und die Vertikale die Z-Richtung genannt. Die erste Transportbahn 11 umfasst zwei Spuren (bzw. Schienen) 11a, 11b. Jede dieser Spuren 11a, 11b ist durch Aufspannen eines nicht näher dargestellten Transportriemens gebildet und hat die Funktion, eine von einer vorgelagerten Vorrichtung zugeführte Leiterplatte K1 in X-Richtung (in Laufrichtung) zu transportieren, wobei die beiden Randbereiche in Y-Richtung der Leiterplatte K1 von den zwei Spuren 11a, 11b gestützt werden. Die zweite Transportbahn 12 besitzt die gleiche Bauweise, und umfasst zwei Spuren 12a, 12b, welche die in Y-Richtung weisenden Randbereiche einer von einer vorgelagerten Vorrichtung zugeführten Leiterplatte K2 stützen und hat die Funktion, die Leiterplatte K2 in X-Richtung (in Laufrichtung) zu transportieren.As in 1 and 2 shown has the PCB inspection system 1 about one out of a frame 10 formed horizontal table and a transport above it from two transport paths, namely a first transport path 11 and a second transport path 12 , Hereinafter, the direction in which the circuit boards are transported, called the X direction, the direction which intersects the X direction at right angles in the horizontal plane, called the Y direction, and the vertical called the Z direction. The first transport path 11 includes two tracks (or rails) 11a . 11b , Each of these tracks 11a . 11b is formed by clamping a transport belt, not shown, and has the function to transport a supplied from an upstream device circuit board K1 in the X direction (in the running direction), wherein the two edge regions in the Y direction of the circuit board K1 of the two tracks 11a . 11b be supported. The second transport path 12 has the same construction, and includes two tracks 12a . 12b which support the Y-directional edge portions of a circuit board K2 supplied from an upstream device, and has the function of transporting the circuit board K2 in the X direction (in the running direction).
Über dem waagerechten Tisch, auf dem die Transportbahnen 11, 12 angebracht sind, ist der Inspektionskopf 13 angeordnet. Der Inspektionskopf 13 umfasst ein Beleuchtungselement 13a, um die Leiterplatte im Zeitpunkt der Ablichtung zu beleuchten, ein optisches System 13b und eine Kamera 13c. Die Bauweise des Inspektionskopfs 13 ist der Art und Zielrichtung der Inspektion entsprechend ausgelegt. Wenn zum Beispiel eine Inspektion mit der Color-Highlight-Methode durchgeführt werden soll, wird das Beleuchtungselement 13a mit einer dreifarbigen (RGB) ringförmigen Lichtquelle und einer Kamera 13c, die Farbablichtungen vornehmen kann, ausgestattet. Der Inspektionskopf 13 ist auf einem zweiachsigen, in X-Richtung und Y-Richtung beweglichen Bewegungsmechanismus 31 montiert.Above the horizontal table on which the transport lanes 11 . 12 are attached, is the inspection head 13 arranged. The inspection head 13 includes a lighting element 13a To illuminate the circuit board at the time of illumination, an optical system 13b and a camera 13c , The construction of the inspection head 13 is designed according to the type and direction of the inspection. For example, if an inspection is to be performed with the color highlight method, the lighting element becomes 13a with a three-color (RGB) ring-shaped light source and a camera 13c which can make color shades equipped. The inspection head 13 is on a biaxial moving X-direction and Y-direction moving mechanism 31 assembled.
In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Inspektionskopf 13 mit einem Blickwinkel von ca. 37 mm × ca. 30 mm benutzt. Da die Abmessungen der zu inspizierenden Leiterplatten von ca. 50 mm × ca. 50 mm bis ca. 500 mm × ca. 600 mm reichen und außerdem häufig mehrere Inspektionspunkte (Komponenten) an einer Leiterplatte inspiziert werden, wird der Inspektionskopf 13 von einem Bewegungsmechanismus 31 im Zeitpunkt der Inspektion in eine Ablichtungsposition bewegt, in deren Blickwinkel die zu inspizierende Komponente fällt. Die Koordinaten für jede Ablichtungsposition werden für jeden Leiterplattentyp im Voraus eingestellt. Da in der vorliegenden Ausführungsform das Leiterplatteninspektionssystem 1 zwei Bahnen und eine Kamera aufweist, fährt der Inspektionskopf 13 zwischen den zwei Bahnen 11, 12 hin und her und inspiziert die zwei Leiterplatten K1, K2. Natürlich ist die Bauweise nicht auf die soeben beschriebene begrenzt; es kann auch ein Inspektionskopf pro Bahn eingerichtet oder mehr als zwei Transportbahnen eingerichtet werden.In the present embodiment, an inspection head becomes 13 used with a viewing angle of about 37 mm × about 30 mm. Since the dimensions of the printed circuit boards to be inspected range from approximately 50 mm × approx. 50 mm to approx. 500 mm × approx. 600 mm and, moreover, several inspection points (components) are often inspected on a printed circuit board, the inspection head becomes 13 from a movement mechanism 31 at the time of inspection moves into an illumination position, in the view of which the component to be inspected falls. The coordinates for each illumination position are set in advance for each board type. Since in the present embodiment, the printed circuit board inspection system 1 has two lanes and a camera, the inspection head moves 13 between the two tracks 11 . 12 back and forth and inspects the two circuit boards K1, K2. Of course, the construction is not limited to those just described; It is also possible to set up one inspection head per lane or to set up more than two transport lanes.
3 ist ein Blockdiagramm des Leiterplatteninspektionssystems 1. Mit den Transportspurwellen 1 bis 4 (30a bis 30d), die zum Beispiel mit einer Kugelumlaufspindel oder einem anderen Antriebselement gebildet sein können, lässt sich die Lage der Spuren 11a, 11b, 12a, 12b in Y-Richtung verändern. Eine X-Welle 31a und eine Y-Welle 31b sind die Antriebselemente des Bewegungsmechanismus 31, um den Inspektionskopf 13 in X- und Y-Richtung zu bewegen. Auch hier ist eine aus einer Kugelumlaufspindel gefertigte Bauweise denkbar. Die Leiterplattentransportwelle 1 (32b) treibt die Riemen an, die um die Spuren 11a, 11b der ersten Transportbahn 11 gespannt sind. Die Leiterplattentransportwelle 2 (32b) treibt die Riemen an, die um die Spuren 12a, 12b der zweiten Transportbahn 12 gespannt sind. Ein Steuerabschnitt 33 ist als Mikroprozessor zum zentralen Steuern aller Komponenten des Leiterplatteninspektionssystems 1 ausgelegt. Ferner beinhaltet er einen Wellensteuerabschnitt 33a, welcher den Antrieb der oben beschriebenen Mechanismen (Antriebselemente) steuert, und einen Ablichtungs- und Beleuchtungssteuerabschnitt 33b, welcher den Antrieb des Beleuchtungselements 13a und die Kamera 13b des Inspektionskopfes 13 steuert. Ein PC 34 und ein Bedienungsmonitor 35 werden dazu verwendet, dass der Benutzer an das Leiterplatteninspektionssystem 1 gerichtete Befehle eingibt und Einstellungen vornimmt. Der PC 34 und der Bedienungsmonitor 35 können als Bestandteile des Leiterplatteninspektionssystems 1 ausgebildet sein oder aus einem baulich von dem Leiterplatteninspektionssystem 1 getrennten Computer (zum Beispiel ein tragbarer PC, ein Desktop-PC oder ein Smartphone) bestehen. 3 is a block diagram of the printed circuit board inspection system 1 , With the transport track waves 1 to 4 ( 30a to 30d ), which may be formed for example with a ball screw or other drive element, can be the location of the tracks 11a . 11b . 12a . 12b change in Y direction. An X-wave 31a and a Y-wave 31b are the driving elements of the movement mechanism 31 to the inspection head 13 to move in the X and Y directions. Again, a construction made of a ball screw is conceivable. The printed circuit transporting shaft 1 ( 32b ) drives the belts around the tracks 11a . 11b the first transport path 11 are curious. The printed circuit transporting shaft 2 ( 32b ) drives the belts around the tracks 12a . 12b the second transport path 12 are curious. A control section 33 is a microprocessor for centrally controlling all components of the printed circuit board inspection system 1 designed. Further, it includes a wave control section 33a which drives the above-described mechanisms ( Drive elements), and a illumination and illumination control section 33b , which drives the lighting element 13a and the camera 13b of the inspection head 13 controls. A PC 34 and a service monitor 35 are used to connect the user to the circuit board inspection system 1 enters directed commands and makes adjustments. The computer 34 and the operation monitor 35 can be used as components of the circuit board inspection system 1 be formed or from a structural of the printed circuit board inspection system 1 separate computer (for example, a portable PC, a desktop PC, or a smartphone).
Inspektionsflussinspection flow
4 zeigt ein Beispiel eines Inspektionsablaufs. Bei Beginn der Inspektion bewegt der Steuerabschnitt 33 die Leiterplattentransportwelle 1 (32a) und eine Leiterplatte K1 wird auf die erste Transportbahn 11 befördert (S41). Wenn die Leiterplatte K1 in die Inspektionsposition transportiert worden ist, stoppt der Steuerabschnitt 33 den Antrieb der Leiterplattentransportwelle 1 (32a) (S42). Um zu gewährleisten, dass die Leiterplatte die Inspektionsposition erreicht hat, das heißt, in X-Richtung positioniert wurde, wird das vordere Ende der Leiterplatte beispielsweise von einem Sensor erkannt oder von einem Stopper mechanisch positioniert. Dann treibt der Steuerabschnitt 33 die X-Welle 31a und die Y-Welle 31b des Bewegungsmechanismus 31 an und bewegt den Inspektionskopf 13 in die vorher festgelegte Ablichtungsposition über der Leiterplatte K1 (S43). Dann wird das Beleuchtungselement 13a eingeschaltet und mit der Kamera 13c eine Ablichtung gemacht, die Bilddaten in den PC 34 eingelesen, dort von dem PC 34 analysiert und die Mangelfreiheit oder Mangelhaftigkeit der Leiterplatte K1 inspiziert (S44). Wenn die Inspektion beendet ist, treibt der Steuerabschnitt 33 die Leiterplattentransportwelle 1 (32a) an und befördert die Leiterplatte K1 weiter (S45). In dem Fall, dass die Inspektion abwechselnd auf zwei Transportbahnen 11, 12 durchgeführt wird, können die Arbeitsschritte S41 bis S45 auch an der Leiterplatte K2 auf der zweiten Transportbahn 12 durchgeführt werden. Noch vorteilhafter ist es, wenn die Zeit, in der die Inspektion (Arbeitsschritte S43 und S44) auf einer Transportbahn durchgeführt wird, genutzt wird, um den Transport (Arbeitsschritte S41, S42 und S45) auf der anderen Transportbahn durchzuführen. Mit dieser parallelen Arbeitsweise kann die Inspektionstaktzeit (die Arbeitszeit) pro Leiterplatte verkürzt werden. 4 shows an example of an inspection procedure. At the beginning of the inspection, the control section moves 33 the printed circuit board transporting shaft 1 ( 32a ) and a printed circuit board K1 is placed on the first transport path 11 transported (S41). When the circuit board K1 has been transported to the inspection position, the control section stops 33 the drive of the printed circuit board transport shaft 1 ( 32a ) (S42). In order to ensure that the printed circuit board has reached the inspection position, that is, has been positioned in the X direction, the front end of the printed circuit board is for example detected by a sensor or mechanically positioned by a stopper. Then the control section drives 33 the X-wave 31a and the Y-wave 31b of the movement mechanism 31 and moves the inspection head 13 in the predetermined illumination position above the printed circuit board K1 (S43). Then the lighting element 13a switched on and with the camera 13c made an illumination, the image data into the PC 34 read in, there from the PC 34 analyzed and inspected the defectiveness or defectiveness of the circuit board K1 (S44). When the inspection is finished, the control section drives 33 the printed circuit board transporting shaft 1 ( 32a ), and advances the circuit board K1 (S45). In the event that the inspection takes place alternately on two transport lanes 11 . 12 is carried out, the steps S41 to S45 also on the circuit board K2 on the second transport path 12 be performed. It is even more advantageous if the time in which the inspection (steps S43 and S44) is carried out on a transport path is used to carry out the transport (steps S41, S42 and S45) on the other transport path. With this parallel operation, the inspection cycle time (the working time) per circuit board can be shortened.
Aufbau der TransportbahnenConstruction of the transport tracks
Das Leiterplatteninspektionssystem 1 weist das Merkmal auf, dass die Spuren aller das Transportmittel bildenden Transportbahnen frei in Y-Richtung beweglich sind. Dies ermöglicht, dass die Lage der einzelnen Transportbahnen 11, 12 geändert, der Abstand zwischen den beiden Transportbahnen 11, 12 angepasst und der Abstand zwischen den Spuren der Transportbahnen 11, 12 an die Größe der Leiterplatten K1, K2 angepasst werden kann. Auf diese Weise kann der Benutzer die Bahneinstellung entsprechend dem Aufbau einer mit dem Leiterplatteninspektionssystem 1 ausgestatteten Produktionslinie frei vornehmen.The circuit board inspection system 1 has the feature that the tracks of all the transportation means forming transport paths are free to move in the Y direction. This allows the location of each transport lanes 11 . 12 changed, the distance between the two transport lanes 11 . 12 adjusted and the distance between the tracks of the transport lanes 11 . 12 can be adapted to the size of the circuit boards K1, K2. In this way, the user can adjust the web setting according to the structure of the printed circuit board inspection system 1 equipped production line freely.
Die Lage der Spuren 11a, 11b, 12a, 12b in Y-Richtung wird angepasst, indem die in 3 dargestellten Transportspurwellen 1 (30a) bis 4 (30d) angetrieben werden. Wenn zum Beispiel der Benutzer den PC 34 bedient und damit die Lage der Spuren in Y-Richtung einstellt, treibt der Wellensteuerabschnitt 33a des Steuerabschnitts 33 die zugehörige Transportspurwelle an und bewegt die Spur in Y-Richtung. Die Lage in Y-Richtung kann in verschiedenen Formen angewiesen bzw. eingegeben werden. Zum Beispiel kann die Y-Koordinate der Spur (absolute Koordinate), der Abstand zu einer anderen Spur (relative Koordinate) oder die zurückgelegte Strecke der Spur in Y-Richtung angewiesen bzw. eingegeben werden. Außerdem ist es möglich, die Spur nicht wie in diesem System mit einem Antriebselement zu bewegen, sondern sie manuell in Y-Richtung verschiebbar auszulegen.The location of the tracks 11a . 11b . 12a . 12b in the Y direction is adjusted by the in 3 illustrated transport track waves 1 ( 30a ) to 4 ( 30d ) are driven. For example, if the user is the PC 34 operated and thus adjusts the location of the tracks in the Y direction drives the wave control section 33a of the control section 33 the associated transport track wave and moves the track in the Y direction. The position in the Y direction can be instructed or entered in various forms. For example, the Y coordinate of the track (absolute coordinate), the distance to another track (relative coordinate), or the traveled distance of the track in the Y direction may be instructed. In addition, it is possible not to move the track with a drive element as in this system, but to make it manually displaceable in the Y direction.
5 zeigt die Vorteile, die sich daraus ergeben, dass alle Spuren in Y-Richtung beweglich sind. Wie in 10 dargestellt, ist es in herkömmlichen Vorrichtungen mit unbeweglichen Spuren erforderlich, abhängig von dem Bahnaufbau der in Laufrichtung nachgelagerten Vorrichtungen zwischen dem Leiterplatteninspektionssystem und den nachgelagerten Vorrichtungen eine Schiebebühne zwischenzuschalten. Wie in 5 dargestellt, ermöglicht die vorliegende Ausführungsform des Leiterplatteninspektionssystems 1, dadurch, dass die Lage der Spuren 11a, 11b, 12a, 12b in Y-Richtung frei angepasst werden kann, eine direkte, an die Positionierung und Breite der Bahn der in Laufrichtung nachgeschalteten Vorrichtung 50 angepasste Verbindung zu den in Laufrichtung nachgeschalteten Vorrichtung 50, ohne eine Schiebebühne zwischenzuschalten. Somit kann die Produktionslinie platzsparend und kostensparend ausgelegt werden. 5 shows the advantages that result from the fact that all tracks are movable in the Y direction. As in 10 As shown, in conventional immobile track devices, it is necessary to interpose a traverser between the board inspection system and the downstream devices, depending on the track structure of the downstream devices. As in 5 illustrated, the present embodiment of the printed circuit board inspection system allows 1 , in that the location of the tracks 11a . 11b . 12a . 12b can be freely adjusted in the Y direction, a direct, to the positioning and width of the web of the downstream device 50 adapted connection to the downstream device in the direction 50 without interposing a traverser. Thus, the production line can be designed to save space and cost.
Festlegen der Referenzkoordinaten.Define the reference coordinates.
In herkömmlichen Ausführungsformen ist es vergleichsweise einfach, eine genaue Positionierung des Inspektionskopfes (einschließlich der Kamera) zu wahren, wenn dieser über der Leiterplatte in die Ablichtungsposition bewegt wird, da, wie in 9 erläutert, die Position der unbeweglichen Spur als Referenz genommen wird, um die Lage der Leiterplatte in Breitenrichtung zu begrenzen. In der vorliegenden Ausführungsform des Leiterplatteninspektionssystems 1 jedoch ist es nicht möglich, wie in herkömmlichen Systemen feste Referenzkoordinaten festzulegen, da alle Spuren aller Transportbahnen beweglich sind. Deswegen werden, wenn die Lage der Transportbahnen 11, 12 in Y-Richtung geändert wurde, in der vorliegenden Ausführungsform die Referenzkoordinaten mit dem im Folgenden beschriebenen Verfahren festgelegt (auch Kalibrierung des Ausgangspunkts genannt).In conventional embodiments, it is comparatively easy to maintain accurate positioning of the inspection head (including the camera) as it is moved over the circuit board to the illumination position, as in FIG 9 explains, the position of the stationary track is taken as a reference to limit the position of the printed circuit board in the width direction. In the present embodiment of the printed circuit board inspection system 1 however, it is not possible as in Establish fixed reference coordinates to conventional systems, since all traces of all transport paths are mobile. Therefore, if the location of the transport lanes 11 . 12 in the Y direction, in the present embodiment, the reference coordinates are set by the method described below (also called calibration of the starting point).
6 ist ein Ablaufdiagramm für den Prozess, mit dem die Referenzkoordinaten festgelegt werden. 7 ist ein Diagramm, das die Festlegung der Referenzkoordinaten erklärt. 6 is a flow chart for the process used to set the reference coordinates. 7 is a diagram that explains the definition of the reference coordinates.
Wenn der Benutzer am PC 34 das Referenzkoordinatenfestlegungsprogramm startet, wird auf dem Bedienungsmonitor 35 ein Referenzkoordinatenfestlegungsbildschirm 70 (vergleiche 7) angezeigt. Auf dem Referenzkoordinatenfestlegungsbildschirm 70 werden ein Fenster 71 mit dem Bild, das von der Kamera 13c eingelesen wurde, eine Bewegungsschaltfläche 72, mit der die Position der Kamera 13c (des Inspektionskopfs 13) geändert wird, eine Textbox 73, die die XY-Koordinaten der Kamera 13c anzeigt, eine Beladungsschaltfläche 74 und eine Referenzkoordinatenfestlegungsschaltfläche 75 angezeigt.If the user is on the PC 34 the reference coordinate setting program starts is displayed on the operation monitor 35 a reference coordinate setting screen 70 (see 7 ) is displayed. On the reference coordinate setting screen 70 become a window 71 with the picture taken by the camera 13c was read in, a motion button 72 , with the position of the camera 13c (of the inspection head 13 ), a text box 73 representing the XY coordinates of the camera 13c indicates a load button 74 and a reference coordinate setting button 75 displayed.
Zuerst positioniert der Benutzer ein Element 76 zum Festlegen der Referenzkoordinaten auf der Transportbahn Nr. 1 (11) und drückt die Beladungsschaltfläche 74. Dadurch wird die erste Transportbahn 11 angetrieben und das Element 76 zum Festlegen der Referenzkoordinaten zum Inspektionspunkt (Lage in X-Richtung) befördert (S61). In Bezug auf die X-Richtung wird das Element 76 zum Festlegen der Referenzkoordinaten auf die gleiche Weise wie im oben beschriebenen Inspektionsablauf positioniert. Anstelle des Elements 76 zum Festlegen der Referenzkoordinaten ist es auch möglich, eine zu inspizierende Leiterplatte oder eine spezielle Attrappe von der gleichen Größe wie eine Leiterplatte zu verwenden.First, the user positions an element 76 for setting the reference coordinates on the transport lane No. 1 ( 11 ) and press the load button 74 , This will be the first transport path 11 driven and the element 76 for setting the reference coordinates to the inspection point (X-direction position) (S61). With respect to the X direction, the element becomes 76 for setting the reference coordinates in the same manner as in the above inspection routine. Instead of the element 76 for setting the reference coordinates, it is also possible to use a printed circuit board to be inspected or a special dummy of the same size as a printed circuit board.
Wenn das Element 76 zum Festlegen der Referenzkoordinaten in Inspektionslage angehalten wurde, drückt der Benutzer als nächstes die Beförderungsschaltfläche 72 oder gibt die Koordinaten in die Textbox 73 ein, um die Kamera 13c so zu bewegen, dass ein Referenzpunkt auf dem Element 76 zum Festlegen der Referenzkoordinaten in die Mitte des Blickwinkels bewegt wird (S62). In der vorliegenden Ausführungsform wird die vordere rechte Ecke (in der Figur die rechtsuntere Ecke) des Elements 76 zum Festlegen der Referenzkoordinaten als Referenzpunkt genommen, es besteht jedoch keine Beschränkung hierauf und es kann auch eine andere Stelle benutzt werden. Im Fenster 71 im Referenzkoordinatenfestlegungsbildschirm 70 werden kreuzförmige Führungslinien 71a angezeigt, mit denen die Position der Kamera 13c so angepasst werden kann, dass die Führungslinien 71a an den Kanten des Elements 76 zum Festlegen der Referenzkoordinaten liegen.If the element 76 To set the reference coordinates in the inspection posture, the user next presses the conveyance button 72 or enter the coordinates in the text box 73 a, to the camera 13c to move so that a reference point on the element 76 for setting the reference coordinates is moved to the center of the viewing angle (S62). In the present embodiment, the front right corner (in the figure, the lower right corner) of the element becomes 76 for setting the reference coordinates as a reference point, however, there is no limitation thereto and another place may be used. In the window 71 in the reference coordinate setting screen 70 become cross-shaped guides 71a displayed with which the position of the camera 13c can be adjusted so that the guidelines 71a at the edges of the element 76 to set the reference coordinates.
Wenn die Position der Kamera 13c ungefähr angepasst ist, drückt der Benutzer die Referenzkoordinatenfestlegungsschaltfläche 75 (S63). Dadurch führt das Referenzkoordinatenfestlegungsprogramm ein Bilderkennungsverfahren durch, erkennt den Referenzpunkt des Elements 76 zum Festlegen der Referenzkoordinaten im Bild und errechnet die Referenzkoordinaten des Ausgangspunkts innerhalb des Bildes (S64). Hierbei ist es ausreichend, wenn die Kanten in der Nähe der Führungslinien 71a (d. h. in der Mitte des Bildes) gesucht werden, so dass mit einem vergleichsweise einfachen Arbeitsschritt die Koordinaten der Kanten präzise bestimmt werden können. Dann berechnet das Referenzkoordinatenfestlegungsprogramm aus den gegenwärtigen XY-Koordinaten der Kamera 13c und den in S64 ermittelten Koordinaten des Referenzpunkts innerhalb des Bildes die XY-Koordinaten des Referenzpunkts (S65). Wenn zum Beispiel die XY-Koordinaten der Kamera 13c die Koordinaten des in der linksoberen Ecke des Bildes liegenden Ursprungspunkts bzw. Nullpunkts repräsentieren, werden die in S64 ermittelten Bildkoordinaten des Referenzpunkts in eine Distanz innerhalb des XY-Koordinatensystems umgerechnet, diese Distanz zu den XY-Koordinaten der Kamera 13c hinzuaddiert und der erhaltene Wert ergibt die XY-Koordinaten des Ausgangspunkts. Die auf diese Weise ermittelten XY-Koordinaten des Ausgangpunkts werden an den Steuerabschnitt 33 gesendet und in einer nicht abgebildeten Speichervorrichtung gespeichert (S66).When the position of the camera 13c is approximately adjusted, the user presses the reference coordinate setting button 75 (S63). Thereby, the reference coordinate setting program performs an image recognition process, recognizes the reference point of the element 76 Sets the reference coordinates in the image and calculates the reference coordinates of the origin within the image (S64). It is sufficient if the edges are close to the guide lines 71a (ie in the middle of the image) are searched, so that the coordinates of the edges can be precisely determined with a relatively simple operation. Then, the reference coordinate setting program calculates from the current XY coordinates of the camera 13c and the coordinates of the reference point within the image determined in S64, the XY coordinates of the reference point (S65). If, for example, the XY coordinates of the camera 13c represent the coordinates of the origin point or zero point located in the left-upper corner of the image, the image coordinates of the reference point determined in S64 are converted into a distance within the XY coordinate system, this distance to the XY coordinates of the camera 13c and the value obtained gives the XY coordinates of the starting point. The thus obtained XY coordinates of the origin point are sent to the control section 33 and stored in a non-mapped storage device (S66).
Wenn die Bestimmung der Referenzkoordinaten (der XY-Koordinaten des Ausgangspunkts) der ersten Transportbahn 11 abgeschlossen ist, wird die gleiche Prozedur für die zweite Transportbahn 12 wiederholt und die Referenzkoordinaten der zweiten Transportbahn 12 werden bestimmt. Damit ist die Festlegung der Referenzkoordinaten (die Kalibrierung des Ausgangspunkts) beendet. Wenn diese Festlegung abgeschlossen ist, kann die Inspektion nach veränderter Anordnung der Bahnen durchgeführt werden.If the determination of the reference coordinates (the XY coordinates of the starting point) of the first transport path 11 is completed, the same procedure for the second transport path 12 repeats and the reference coordinates of the second transport path 12 be determined. This concludes the definition of the reference coordinates (the calibration of the starting point). When this determination is completed, the inspection can be carried out after changing the arrangement of the tracks.
Einstellen der Ausgangsposition der KameraSet the home position of the camera
Der Bewegungsmechanismus 31 hält die Kamera 13c (bzw. den Inspektionskopf 13) in einer Ausgangsposition (auch Bereitschaftsposition oder Grundposition genannt) in Bereitschaft, bis die zu inspizierende Leiterplatte die Inspektionsposition auf der Transportbahn erreicht hat. Da in herkömmlichen Vorrichtungen eine unbewegliche Spur als Referenz diente, wurde als Ausgangsposition der Kamera zum Beispiel eine vorbestimmte Position in der Nähe der unbeweglichen Spur voreingestellt. Im Leiterplatteninspektionssystem 1 der vorliegenden Ausführungsform aber würde sich, wenn für die Ausgangsposition der Kamera 13c ein fester Punkt festgelegt wäre, die Wegstrecke der Kamera 13c abhängig davon ändern, ob die Lage der Transportbahnen 11, 12 in Y-Richtung näher oder weiter entfernt von der Ausgangsposition der Kamera 13c ist. In 8 liegt die Ausgangsposition der Kamera 13c beispielsweise am Rand ganz hinten in Laufrichtung (in der Figur die linksuntere Ecke). Wenn, wie in Darstellung (a), die Transportbahnen 11, 12 nahe der Ausgangsposition liegen, dann ist die zurückzulegende Distanz von der Ausgangsposition bis zu der Ablichtungsposition im Inspektionszeitpunkt kurz, wohingegen wenn, wie in Darstellung (b), die Transportbahnen 11, 12 weit von der Ausgangsposition liegt, dann muss die Kamera 13c im Vergleich zu Darstellung (a) eine unnötig weite Distanz zurücklegen. Durch diese unnötige Bewegung vergrößert sich die Inspektionstaktzeit (die Arbeitszeit), was unerwünscht ist. Bei einer Lageveränderung der Transportbahnen 11, 12 in Y-Richtung ist es daher vorteilhaft, wenn die Ausgangsposition der Kamera 13c in Anpassung daran geändert werden kann.The movement mechanism 31 holding the camera 13c (or the inspection head 13 ) in a home position (also called standby position or home position) in standby until the board to be inspected has reached the inspection position on the transport path. For example, in conventional devices, since an immovable track served as a reference, as the home position of the camera, a predetermined position near the immovable track preset. In the circuit board inspection system 1 However, the present embodiment would, if for the starting position of the camera 13c a fixed point would be set, the distance of the camera 13c depending on whether the location of the transport lanes change 11 . 12 Y-direction closer or farther from the home position of the camera 13c is. In 8th is the starting position of the camera 13c for example, on the edge at the very back in the running direction (in the figure, the lower left corner). If, as in illustration (a), the transport lanes 11 . 12 are close to the home position, then the distance to be traveled from the home position to the illumination position at the inspection time is short, whereas if, as in illustration (b), the transport paths 11 . 12 far from the starting position, then the camera has to 13c Compared to representation (a), travel an unnecessarily long distance. This unnecessary movement increases the inspection tact time (the working time), which is undesirable. In a change in location of the transport lines 11 . 12 in the Y direction, it is therefore advantageous if the starting position of the camera 13c in adaptation to it can be changed.
8(c) zeigt ein Beispiel, in dem der Mittelpunkt zwischen der Lage in Y-Richtung der ersten Transportbahn 11 und der Lage in Y-Richtung der zweiten Transportbahn 12 als Ausgangsposition der Kamera 13c in Y-Richtung eingestellt wird. Konkret wird die Y-Koordinate Yi der Ausgangsposition mit der folgenden Gleichung ermittelt: Yi = (Y1 + (Y2 + W2))/2 8 (c) shows an example in which the midpoint between the position in the Y direction of the first transport path 11 and the position in the Y direction of the second transport path 12 as the starting position of the camera 13c is set in the Y direction. Concretely, the Y-coordinate Yi of the home position is determined by the following equation: Yi = (Y1 + (Y2 + W2)) / 2
In dieser Formel ist Y1 die Referenzkoordinate (Y-Koordinate) der ersten Transportbahn 11, Y2 die Referenzkoordinate (Y-Koordinate) der zweiten Transportbahn 12 und W2 die Breite der von der zweiten Transportbahn 12 beförderten Leiterplatte K2. Als X-Koordinate der Ausgangsposition kann die Koordinate der Mitte der zuerst inspizierten Leiterplatte K1 oder die X-Koordinate der ersten Ablichtungsposition auf der Leiterplatte K1 gesetzt werden.In this formula, Y1 is the reference coordinate (Y coordinate) of the first transport path 11 , Y2 is the reference coordinate (Y coordinate) of the second transport path 12 and W2 the width of the second transport path 12 conveyed circuit board K2. As the X coordinate of the home position, the coordinate of the center of the first inspected board K1 or the X coordinate of the first photo position on the board K1 can be set.
Dadurch, dass die Ausgangsposition der Kamera 13c wie oben beschrieben eingestellt wird, können unnötige Wege der Kamera 13c so weit wie möglich verringert werden.By doing that, the starting position of the camera 13c As described above, unnecessary ways of the camera 13c be reduced as much as possible.
Vorteil des vorliegenden SystemsAdvantage of the present system
Mit der oben beschriebenen Bauweise des Systems gemäß der vorliegenden Ausführungsform können Leiterplatten K1, K2 zwischen dem Leiterplatteninspektionssystem 1 und anderen Vorrichtungen direkt durchgereicht werden, ohne eine schiebebühnenähnliche Vorrichtung zwischenzuschalten, da die Lage in Y-Richtung der Transportbahnen 11, 12 des Leiterplatteninspektionssystems 1 z. B. entsprechend dem Bahnabstand von mit dem Leiterplatteninspektionssystem 1 verbundenen anderen Vorrichtungen (in Laufrichtung vorgeschaltete und nachgeschaltete) frei angepasst werden kann. Dadurch wird die für das Durchreichen der Leiterplatten K1, K2 benötigte Zeit verkürzt, die Inspektionstaktzeit optimiert und somit die gesamte Produktivität gesteigert.With the above-described construction of the system according to the present embodiment, printed circuit boards K1, K2 can be interposed between the board inspection system 1 and other devices are passed directly without interposing a slide-like device, since the location in the Y direction of the transport paths 11 . 12 of the circuit board inspection system 1 z. B. according to the distance of the web with the printed circuit board inspection system 1 connected other devices (in the direction upstream and downstream) can be adjusted freely. As a result, the time required for passing through the printed circuit boards K1, K2 is shortened, the inspection cycle time is optimized and thus the overall productivity is increased.
Da nicht nur der Abstand der Transportbahnen 11, 12, sondern auch die Breite jeder Bahn frei angepasst werden kann, können Leiterplatten beliebiger Größe (natürlich im Rahmen des physikalisch Umsetzbaren) inspiziert werden. Außerdem ist es möglich, auf allen Bahnen Leiterplatten unterschiedlicher Größe zu inspizieren. Das Leiterplatteninspektionssystem 1 wird dadurch in seiner Flexibilität und Anpassungsfähigkeit verbessert und erfährt eine Wertsteigerung.Not only the distance of the transport lanes 11 . 12 but also the width of each lane can be freely adjusted, printed circuit boards of any size (of course, within the physically feasible) can be inspected. It is also possible to inspect PCBs of different sizes on all tracks. The circuit board inspection system 1 is thus improved in its flexibility and adaptability and undergoes an increase in value.
Da der Ausgangspunkt kalibriert wird, indem das Element 76 zum Festlegen der Referenzkoordinaten in der gleichen Lage wie im Zeitpunkt der tatsächlichen Inspektion positioniert und es von der Kamera 13c abgelichtet und dessen Bild benutzt wird, können die Referenzkoordinaten einfach und präzise bestimmt werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass, da die bei der Inspektion benutzte Kamera 13c eingesetzt wird, für die Kalibrierung des Ausgangspunkts keine zusätzlichen Geräte installiert werden müssen. Außerdem hat dadurch, dass die Referenzkoordinaten allein durch die tatsächliche Lagebeziehung zwischen der Kamera 13c und dem Element 76 zum Festlegen der Referenzkoordinaten bestimmt werden, eine etwaige unpräzise Ausrichtung der Transportbahnen 11, 12 keine Auswirkung auf die Genauigkeit der Referenzkoordinate. Dies führt zu einer Kostenersparnis, da an die Lagepräzision der Antriebsmechanismen (Transportspurwellen 1 bis 4) der Transportbahnen 11, 12 keine hohen Anforderungen gestellt werden müssen.Because the starting point is calibrated by the element 76 to set the reference coordinates in the same position as at the time of the actual inspection and position it by the camera 13c and its image is used, the reference coordinates can be easily and precisely determined. Another advantage is that, since the camera used in the inspection 13c is used, no extra equipment needs to be installed to calibrate the starting point. It also has the fact that the reference coordinates are determined solely by the actual positional relationship between the camera 13c and the element 76 for determining the reference coordinates, a possible imprecise orientation of the transport paths 11 . 12 no effect on the accuracy of the reference coordinate. This leads to a cost savings because of the positional precision of the drive mechanisms (transport track waves 1 to 4) of the transport paths 11 . 12 no high demands have to be made.
Dadurch, dass die Ausgangposition der Kamera 13c an die Lage der Transportbahnen 11, 12 in Y-Richtung angepasst wird, werden unnötige Wege der Kamera 13c vermieden, die Inspektionstaktzeit wird weiter verkürzt und die Produktivtät kann somit weiter gesteigert werden.This causes the starting position of the camera 13c to the location of the transport lanes 11 . 12 Adjusted in the Y direction will be unnecessary ways of the camera 13c avoided, the inspection cycle time is further shortened and the productivity can thus be further increased.
Beispiele für ModifikationenExamples of modifications
Die oben beschriebene Bauweise stellt lediglich ein konkretes Beispiel für die vorliegende Erfindung dar; damit soll nicht ausgedrückt werden, dass die vorliegende Erfindung nur auf diese Bauweise beschränkt ist. Zum Beispiel umfasst die oben beschriebene Ausführungsform zwei Transportspuren, es sind aber auch drei oder mehr Transportspuren vorteilhaft. Außerdem wird in der oben beschriebenen Ausführungsform eine Kameraablichtung benutzt, um die Referenzkoordinaten festzulegen; die Referenzkoordinaten können aber auch festgelegt werden, indem ein Sensor hinzugefügt wird, der die Lage der Spuren erkennt. Außerdem kann, wenn die Lage der Transportspurwellen 1 bis 4 ausreichend präzise ist, deren Wert von vorneherein als Referenzkoordinaten festgelegt werden. Weiterhin, ist eine Änderung der Ausgangsposition der Kamera nicht zwingend, und es ist ausreichend, sie nur bei Bedarf durchzuführen.The construction described above is merely a concrete example of the present invention; this is not to say that the present invention is limited only to this construction. For example, the embodiment described above includes two transport tracks, but three or more transport tracks are also advantageous. In addition, in the embodiment described above, a camera illumination used to set the reference coordinates; however, the reference coordinates can also be specified by adding a sensor that detects the location of the tracks. In addition, if the location of the transport track waves 1 to 4 is sufficiently precise, their value can be set as reference coordinates from the outset. Furthermore, changing the home position of the camera is not mandatory, and it is sufficient to perform it only when needed.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
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11
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LeiterplatteninspektionssystemPCB inspection system
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1010
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Rahmenframe
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1111
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erste Transportbahnfirst transport track
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11a, 11b11a, 11b
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Spurtrack
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1212
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zweite Transportbahnsecond transport path
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12a, 12b12a, 12b
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Spurtrack
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1313
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Inspektionskopfinspection head
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13a13a
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Beleuchtungselementlighting element
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13b13b
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optisches Systemoptical system
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13c13c
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Kameracamera
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3131
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Bewegungsmechanismusmovement mechanism
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5050
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In Laufrichtung nachgelagerte VorrichtungenDownstream devices
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7070
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ReferenzkoordinatenfestlegungsbildschirmReference coordinate setting screen
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7171
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Fensterwindow
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71a71a
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Führungslinienguides
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7272
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Beförderungsschaltflächecarriage button
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7373
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Textboxtextbox
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7474
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Beladungsschaltflächeloading button
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7575
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ReferenzkoordinatenfestlegungsschaltflächeReference coordinate setting button
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7676
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Element zum Festlegen der ReferenzkoordinatenElement for specifying the reference coordinates
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K1, K2K1, K2
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LeiterplattenPCBs
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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JP 2012-117956 [0005] JP 2012-117956 [0005]
