KR920004326B1 - 실장피씨비기판 자동검사장치의 카메라를 이용한 측정방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

실장피씨비기판 자동검사장치의 카메라를 이용한 측정방법

제 1 도는 일반적인 피씨비기판의 제조 및 검사에 대한 개략도.

제 2 도는 종래 피씨비기판의 검사에 대한 개략도.

제 3 도는 본 발명 피씨비기판의 검사에 대한 개략도.

제 4 도는 본 발명 월드직각좌표상에서의 카메라의 위치를 보인 특성도.

제 5 도는 본 발명 카메라좌표상에서의 이미지화면을 보인 특성도.

제 6 도는 본 카메라를 이용한 측정에 대한 신호흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 측정용판 2 : 카메라

3 : 제어부 4 : 이미지프로세서

5 : 호스트컴퓨터 6 : 그래픽모니터

본 발명은 화면을 이용한 인쇄회로기판(PCB) 자동검사장치에 관한 것으로, 특히 피씨비캐드데이타를 이용하여 아이씨(IC), 저항, 커패시터등의 부품 위치를 자동측정하고, 카메라를 이용하여 피씨비의 성분좌표를 영상화면 좌표로 변환하도록한 실장피씨비기판 자동검사장치의 카메라를 이용한 측정방법에 관한 것이다.

일반적으로 화면을 이용하여 실장된 피씨비를 자동검사하는 장치는 제 1 도에 도시된 바와 같이, 자동삽입공정부(21)로부터 공급되는 실장피씨비기판(22)이 납땜공정부(24)로 이송되며, 이때 카메라(25)를 통해 검사대(23)에 있는 실장피씨비기판(22)의 부품을 검사하여, 제어부(26)의 이미지프로세서(27)를 통해 호스트컴퓨터(28)에 데이타로 저장한 후 그래픽모니터(29)를 통해 화면처리한다.

여기서, 종래의 피씨비기판 검사장치는 제 2 도에 도시한 바와 같이, 피씨비기판 밑면에 3개의 홀(Hole)이 형성된 측정용판(11)을 부착한 후 피씨비기판상에서 이미 알고 있는 세군데 홀의 위치와 카메라(12)의 위치각도를 이용하여 피씨비기판상의 부품위치를 포착하며, 이의 부품위치에 대한 데이타를 제어부(13)의 이미지프로세서(14)를 통해 호스트컴퓨터(15)에 전송하여 변환 매기변수를 구한후 그래픽모니터(16)를 통해 영상화면의 위치로 변환된다.

그런데 상기와 같은 종래의 피씨비기판검사장치에 있어서는 알고있는 피씨비홀이 일반적으로 3개 형성되어 있으므로 오차범위가 커지게 되고, 또한 변환매개변수를 구하기 위해서는 정확한 카메라의 위치 및 각도의 계측이 선행되어야하는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해서 피씨비 캐드데이타로되는 5개의 점을 이용하여, 카메라의 대략적인 위치 및 각도를 알면 측정을 가능하게 함으로써 전용측정을 위한 보드상에서 소요범위와 오차범위를 최적화하도록 한 실장피씨비기판 자동검사장치의 카메라를 이용한 측정방법을 창안한 것으로, 이를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 3 도는 본 발명 피씨비기판의 검사에 대한 개략도로서 이에 도시한 바와 같이, 5점의 피씨비홀로된 측정용판(1)을 카메라(2)로 스캔하여 제어부(3)의 이미지프로세서(4)에 전송하고, 상기 제어부(3)의 호스트컴퓨터(5)를 통해 변환 매개변수를 산출하여 그래픽모니터(6)를 통해 영상화면으로 처리하게 구성한다.

이와 같이 구성된 본 발명은 자동삽입된 피씨비를 검사하기 전에 실제 검사할려는 피씨비기판을 올려놓고 카메라(2)를 설치하여 가장검사하기 좋은 위치와 각도로 조정한 후 5개의 점으로된 홀가공을 한 측정용판(1)을 제 1 도에 도시한 바와 같은 검사대(23)위에 올려 놓는다. 이와 같이 하여 카메라(2)를 통해 전송되는 영상신호를 이미지프로세서(4)에 전송하여 디지탈신호로 처리한 후 그래픽모니터(6)에 디스플레이 시킨다. 이때 그래픽모니터(6)에 나타난 5개의 점에 대한 영상화면에서의 좌표를 구하여 그에 상응한 전용보드상의 좌표를 호스트컴퓨터(5)에 입력시키고, 이후 조정된 카메라(2)의 대략적인 위치 즉 높이 및 각도를 기구적으로 측정하여 초기값으로 입력시키고, 카메라(2)의 적절한 위치의 오차범위를 정하여 입력시킨다.

이와 같이하여 얻어진 매개변수를 이용하여 호스트컴퓨터(5)상에서 오차를 최소화 할 수 있는 변환 매개변수를 구한 후 검사할려는 실장피씨비기판(22)를 검사대(23)에 갖다놓고, 피씨비 홀에 대한 캐드데이타를 통해 보드상의 부품의 위치 및 핀의 위치를 영상좌표로 변환하여 부품의 미삽입 및 핀의 상태를 자동으로 추적, 검사하게 된다.

제 4 도는 본 발명 월드직각좌표상에서의 카메라의 위치를 보인 특성도이고, 제 5 도는 본 발명 카메라좌표상에서의 이미지화면을 보인 특성도로서, 이를 참조하여 변환 매개변수의 산출과정을 설명한다.

우선 카메라를 좌표(x,z)면 상에 놓은 상태에서 제 4 도에 도시한 바와 같은 월드직각좌표계에서의 좌표(X,Y,Z)를 제 5 도에 도시한 바와 같은 카메라렌즈 중심의 좌표(Xλ,Yλ,Xλ)로 변환하면 하기의 식(1)과 같이 된다.

위 식(1)을 정리하면

Xλ=X Cosθ-Z Sinθ+a Cosθ-c Cosθ

Yλ=Y

Zλ=-X Sinθ+Z Cosθ-a Sinθ+c Cosθ로 된다.

여기서, a는 제 4 도에서 알 수 있는 바와 같이 C tanθ이므로 상기 카메라 렌즈 중심의 좌표(Xλ,Yλ,Zλ)는 하기의 식(2)와 같이 된다.

이와 같이 하여 카메라의 렌즈 중심과 카메라 이미지 화면상의 중심까지를 처점거리(f)로 설정하면, 상기의 식(2)와 같이 변환된 카메라 렌즈의 중심좌표(Xλ,Yλ,Zλ)를 제 5 도에 도시한 바와 같이 카메라(2)의 이미지화면 좌표(Xi,Yi)로 변환하면 하기의 식(3)과 같이 된다.

여기서,

로 하면, 상기 이미지 화면 좌표(Xi,Yi)는 하기의 식(4)와 같이 변환된다.

따라서, 위 식(4)을 매트릭스(Matrix)형 식으로 나타내면,

이 된다. 따라서 이식을 하기의 식과 같이 나타낼 수 있게 된다.

따라서 위식으로부터 변환매개변수는 하기의 식(5)와 같이 구해진다.

이와 같이 구하여진 식(5)에 의해 월드직각상의 알고 있는 n점과 그에 상응하는 이미지점을 알면 매개변수가 구해지는 것이다.

이하, 상기 매기변수에 의해 부품의 검사과정을 신호흐름도인 제 6 도를 참조하여 설명한다.

카메라(2)의 각도 및 높이를 초기변수로 설정하고, 이에 의해 구해진 매개변수가 정확한 변환을 하는지 검사하는데 이때 초기변수를 정해진 변위만큼 변하게하여 가장적은 에러가 나올때까지의 궤적을 추가하고, 측정용판(1)의 5개점으로된 홀에 대한 좌표를 입력한 후 그래픽모니터(6)에 나타난 5개 홀의 이미지상의 좌표를 입력한다.

이와 같이하여 상기 식(5)에 의해 매개변수를 구한 후 식(4)에 의해 검산하여 에러값을 계산한다. 일예로 매개변수에서 이용되는 영상좌표를 RXi, RYi라 하면, 변환매개변수에 의해 상기 식(4)를 이용하면 좌표를 구할 수 있는데, 이 좌표를 CXi, CYi라 하고, 여기서 i를 0~4라 가정하면,

로 나타낼 수 있다.

따라서, 초기값이 정확할 경우 그 에러값은 "0"이 된다.

이와 같이 구한 에러값이 한계치보다 크게되면 매개변수에 변위값을 더하여 상기 매개변수를 다시 구하면, 에러값이 한계치보다 작게되면 이의 에러를 갖는 매개변수를 통해 월드좌표계의 점을 이미지점으로 변환하여 부품의 상태를 점검하게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 5개의 홀로된 측정용판을 통해 정확한 부품의 검사를 수행하므로 실장피씨비의 부품검사 뿐아니라 SMD(Surface Mounting Device)검사, 기계적화면을 이용한 계측분야에도 응용될 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 다수개의 홀의 형성된 측정용판(1)을 검사위치에 위치시킨 상태에서 그 측정용판(1)을 카메라(2)로 스캔하여 영상을 취득한 후 그 영상상의 홀의 위치를 구하고, 상기 측정용판(1)에 대하여 상기 카메라(2)의 높이 및 각도를 대략적으로 측정하여 초기값으로 설정시킴과 아울러 그 카메라(2)의 높이 및 각도범위를 설정하고, 이후 상기 홀의 위치에 따른 세계좌표를 상기 카메라(2)의 렌즈중심좌표로 변환하고, 다시 영상좌표로 변환한 후 상기 카메라(2)의 초기값, 상기 세계좌표상의 홀의 위치 및 그에 상응하는 영상좌표를 대입하여 변환매개변수를 구하며, 이 변환매개변수에 상기 홀의 세계좌표를 대입하여 영상위치를 구한 후 상기 실제 영상위치와의 차이를 구하며, 이 차이값이 상기 높이 및 각도범위에 따른 한계치보다 크게되면 상기 변환매개변수에 변위값을 더하여 변환매개변수를 다시 구하고, 상기 차이값이 상기 한계치보다 작으면 그때의 변환매개변수를 좌표로 변환하여 이미지점으로 처리하는 것을 특징으로 하는 실장피씨비기판 자동검사장치의 카메라를 이용한 측정방법.

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