DE4027902C2 - Verfahren zur visuellen Prüfung bestückter Flachbaugruppen und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur visuellen Prüfung bestückter Flachbaugruppen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Anordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7.

Aus der DE 29 29 846 A1 ist ein Verfahren zur automatischen Beschaffenheitsprüfung von zweidimensionalen Körpern bekannt. Zur Durchführung des Verfahrens wird der zweidimensionale Körper, z. B. eine Leiterplatte, auf einem Kreuztisch mit Wegmeßsystem montiert. Über dem zweidimensionalen Körper ist eine Optik angeordnet, deren optische Achse parallel zu seiner Flächennormalen verläuft. Diese Optik, die z. B. aus einer Videokamera mit einem Objektiv bestehen kann, erfaßt jeweils einen ausgewählten Ausschnitt des zweidimensionalen Körpers. Zur vollständigen Prüfung wird daher das Prüfobjekt mit Hilfe des Kreuztisches mäanderförmig bei konstanter Geschwindigkeit relativ zur Optik bewegt. Während dieses Vorgangs aufgenommene Bilder werden zur automatischen Prüfung Fehlererkennungsschal­ tungen zugeführt, die bei Auftreten von Fehlern Fehlermeldungen an eine Fehlerverwaltung ausgeben. Die Fehler werden zusammen mit den entsprechenden Koordinaten in einem Speicher abgelegt. Am Ende des automatischen Prüflaufs fährt der Kreuztisch die erste Fehlerposition an und der Fehler wird auf einem Monitor in vergrößerter Form angezeigt. Ein Bediener nimmt eine visuelle Klassifizierung der Fehler vor und leitet durch Tastenbetätigung das Anfahren der nächsten Fehlerstelle ein. Nach Beurteilung sämtlicher Fehler kehrt der Kreuztisch in seine Nullstellung zurück, so daß der nächste Prüfling einge­ legt werden kann. Dieses Verfahren zur Prüfung von Leiterplat­ ten hat den Vorteil, daß das Prüfpersonal nur die Ausschnitte der Leiterplatte genauer untersuchen muß, in denen aufgrund einer Fehlermeldung durch die automatische Fehlererkennungs­ schaltung ein Fehler erwartet wird. Bei der Prüfung bestückter Flachbaugruppen können diese Fehlererkennungsschaltungen aller­ dings nicht angewendet werden, da es hier eine nahezu unüber­ schaubare Vielzahl von Bauelementetypen gibt, die sich in Gehäuseform und Aufschrift unterscheiden, zu deren Prüfung entsprechend mehr Fehlererkennungsschaltungen erforderlich wären. Der Bediener muß also die bestückte Flachbaugruppe vollständig einer visuellen Prüfung unterziehen. Durch die hohen Konzentrationsanforderungen bei dieser Tätigkeit tritt sehr schnell eine Ermüdung des Bedienpersonals ein, die zu einer Erhöhung der Zahl nicht erkannter Fehler führen kann. Während der Positioniervorgänge des Kreuztisches erscheinen auf dem Monitor bewegte Bilder, deren visuelle Verarbeitung zusätz­ lich das Konzentrationsvermögen des Bedieners unnötig beein­ trächtigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur visuellen Prüfung bestückter Flachbaugruppen zu finden, das bei möglichst geringer Ermüdung des Bedienpersonals zu einer geringen Zahl nicht erkannter Fehler führt, sowie eine Anord­ nung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen. Zudem soll das Verfahren eine einfache Prüfung der Bauteillage auf Tole­ ranzeinhaltung ermöglichen.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist das erfindungsgemäße Verfahren den im kenn­ zeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannte Verfahrensschritt auf. Mit dem Verfahrensschritt des Anspruchs 2 kann eine Kontrolle der Lage und der Lötstellen eines Bauelementes bereits durch visuelle Prüfung eines einzigen Ausschnittes der bestückten Flachbaugruppe erreicht werden. Die Richtigkeit des bestückten Bauelements ist nach Anspruch 3 ohne Zuhilfenahme von Fertigungsunterlagen feststellbar. Die Ansprüche 4 und 5 erlauben eine genauere Abschätzung der Bauelementelage und eine einfache Überprüfung auf Einhaltung der zulässigen Toleranzen. Nach Anspruch 6 ist eine Festlegung des Prüfablaufs durch den Bediener auf ein­ fache Weise möglich. Eine Anordnung zur Durch­ führung des Verfahrens ist im Anspruch 7 angegeben.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß der Bediener zwischen der Prüfung einzelner Ausschnitte der bestückten Flachbaugruppe nicht durch die Darstellung bewegter Bilder, die während des Positioniervorgangs des Kreuztisches entstehen, ermüdet wird. Zusätzlich entsteht ein Zeitgewinn, wenn bereits nach Abruf eines Bildausschnittes durch den Bediener per Tastendruck die Positionierung auf einen weiteren Ausschnitt erfolgt. Die Positionierung findet dann bereits statt, während der Bediener noch bei der Prüfung des momentan dargestellten Ausschnittes ist. Die für die Positionierung benötigte Zeit geht somit nicht in die Gesamtprüfzeit ein. Wenn in einem Ausschnitt ein Bau­ element mit seinen Anschlüssen vollständig dargestellt wird, können seine Lötstellen ohne zusätzliche manuelle Korrekturen des Bildausschnittes kontrolliert werden. Gleichzeitig ermög­ licht dies auch eine aufeinanderfolgende Überprüfung der Bau­ elemente, wozu auch vorteilhaft die Bezeichnung des dargestell­ ten Bauelementes auf dem Monitor angegeben werden kann. Eine Maßstabskala auf dem Monitor dient zur visuellen Vermessung von Lageabweichungen des dargestellten Bauelementes von seiner Sollage. Zulässige Lagetoleranzen des dargestellten Bauelemen­ tes, die ebenfalls auf dem Monitor angezeigt werden können, sind somit leicht überprüfbar, ohne daß dazu weitere Meßhilfs­ mittel zur Hand genommen werden müssen.

Zur Anwendung des Verfahrens erforderliche Daten über die bestückte Flachbaugruppe, wie z. B. Außenabmessungen, Bau­ elementekoordinaten, Bauelementebezeichnung und Lagetoleranzen, können durch manuelle Eingabe mittels eines Eingabeprogramms oder durch Ableitung von Entflechtungsdaten der bestückten Baugruppe gewonnen werden.

Anhand der Figur, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, werden im folgenden die Erfindung sowie Aus­ gestaltungen und Vorteile näher erläutert.

In der Figur liegt eine bestückte Flachbaugruppe 1, auf der hier der Übersichtlichkeit wegen nur ein Bauelement 9 darge­ stellt ist, auf einem xy-Kreuztisch 5 auf. Eine über der be­ stückten Flachbaugruppe 1 angeordnete Kamera 2, deren Objektiv 3 auf die bestückte Flachbaugruppe 1 fokussiert ist, nimmt einen Ausschnitt auf, der das Bauelement 9 enthält. Ein Bild­ speicher 6 und der Kreuztisch 5 werden von einer Rechen­ einheit 7 angesteuert. Eine Taste 8 löst über die Recheneinheit 7 das Einlesen eines neuen Ausschnittes in den Bildspeicher 6 aus. Der Inhalt des Bildspeichers 6 wird auf einem Monitor 4 abgebildet. Wenn das Einlesen eines Ausschnittes in den Bild­ speicher 6 abgeschlossen ist, kann bereits der Kreuztisch 5, gesteuert durch ein Programm in der Recheneinheit 7, das nächste Bauelement zur Kontrolle anfahren. Das Monitorbild ist versehen mit Anzeigefenstern 10, 11 und 12, die zur Anzeige der Bauelementebezeichnung und der zulässigen Lagetoleranzen in x- bzw. y-Richtung dienen. Weiterhin ist eine Maßstabskala 13 ein­ geblendet, mit deren Hilfe ein Bediener leicht Abweichungen des Bauelementes 9 von der Sollage beurteilen kann. Die Inhalte der Anzeigefenster 10, 11 und 12 werden durch das Programm in der Recheneinheit 7 in den Bildspeicher 6 eingetragen. Lötstellen 14 und 15, die zur elektrischen Kontaktierung des Bauelemen­ tes 9 auf der Leiterplatte dienen, sind durch die vergrößerte Darstellung des Ausschnittes ebenfalls durch den Bediener leicht auf die erforderliche Qualität zu prüfen. Im Ausfüh­ rungsbeispiel ist das Bauelement 9, ein Widerstand in SMD-Bau­ form, unzulässig weit in x-Richtung von seiner Sollage ent­ fernt, wobei diese durch den Schnittpunkt der Achsen der Maß­ stabskala 13 markiert wird. Die zulässigen Lagetoleranzen kön­ nen von dem Bediener direkt den Fenstern 11 und 12 entnommen werden. Ebenfalls sieht der Bediener auf dem Monitorbild die Bezeichnung des Bauelementes in dem Fenster 10 und kann ohne Zuhilfenahme von Fertigungsunterlagen die korrekte Bestückung der Flachbaugruppe 1 prüfen. Da der Kreuztisch 5 indessen be­ reits zum nächsten Bauelement verfahren ist, kann durch Druck auf die Taste 8 mit vom Bediener kaum wahrnehmbarer zeitlicher Verzögerung ein weiterer Ausschnitt in den Bildspeicher 6 ein­ gelesen und auf dem Monitor 4 angezeigt werden. Durch die Recheneinheit 7 erfolgt die Bereitstellung der neuen Bau­ elementebezeichnung in dem Anzeigefenster 10 und der zuge­ ordneten Lagetoleranzen in den Anzeigefenstern 11 und 12. Für die Erfindung sind keine Einschränkungen bezüglich des Ablaufs der Prüfung erforderlich. Somit ist sie auch anwendbar, wenn auf Veranlassung des Bedieners, z. B. durch schnelle Mehr­ fachbetätigung der Taste 8 oder Druck auf eine weitere, in der Figur nicht dargestellte Taste, ein vorher bereits geprüfter Ausschnitt erneut zur Anzeige gebracht oder ein schneller Durchlauf ausgeführt werden soll.

Claims (7)

1. Verfahren zur visuellen Prüfung bestückter Flachbaugruppen (1) mittels einer Videokamera (2), einem Monitor (4) und einem Kreuztisch (5), der programmgesteuert die bestückte Flachbau­ gruppe (1) unter der Videokamera (2) positioniert, wobei je­ weils ein Ausschnitt der bestückten Flachbaugruppe (1) auf dem Monitor (4) dargestellt wird, dadurch gekenn­ zeichnet,

• - daß ein Ausschnitt mindestens so lange auf dem Monitor (4) dargestellt wird, bis der Kreuztisch (5) die bestückte Flach­ baugruppe (1) zur Darstellung des jeweils nächsten darzustel­ lenden Ausschnitts positioniert hat.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet,

• - daß in einem Ausschnitt mindestens ein Bauelement (9) mit seinen Anschlüssen vollständig dargestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet,

• - daß die Bezeichnung des dargestellten Bauelementes (9) auf dem Monitor (4) angezeigt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet,

• - daß auf dem Monitor (4) eine Maßstabskala (13) angezeigt wird, mit der eine Lageabweichung des dargestellten Bau­ elementes (9) von seiner Sollage visuell vermessen werden kann.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet,

• - daß zulässige Lagetoleranzen des dargestellten Bauelementes auf dem Monitor (4) angezeigt werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet,

• - daß mit einer Taste (8) durch einen Bediener die Darstellung des jeweils nächsten darzustellenden Ausschnitts veranlaßt wird.

7. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, die eine Videokamera (2), einen Monitor (4), einen Kreuztisch (5) und eine Recheneinheit (7) umfaßt, wobei der Kreuztisch (5) durch ein Programm in der Recheneinheit (7) zur Positionierung der bestückten Flachbaugruppe unter der Videokamera steuerbar und jeweils ein Ausschnitt der bestückten Flachbaugruppe (1) auf dem Monitor (4) darstellbar ist, dadurch ge­ kennzeichnet,

• - daß ein Bildspeicher (6) vorhanden ist, in dem die Video­ signale zur Darstellung eines Ausschnitts auf dem Monitor (4) mindestens für den Zeitraum, bis der Kreuztisch (5) die be­ stückte Flachbaugruppe (1) zur Darstellung des jeweils als nächsten darzustellenden Ausschnitts positioniert hat, ge­ speichert sind.