SU1539694A1

SU1539694A1 - Устройство дл допускового контрол па ных соединений на печатных платах

Info

Publication number: SU1539694A1
Application number: SU874224140A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Николаевич Долгий; Юрий Николаевич Кузуб
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6668
Priority date: 1987-03-05
Filing date: 1987-03-05
Publication date: 1990-01-30

Abstract

Изобретение относитс к контрольно-измерительной технике и может быть использовано дл допускового контрол па ных соединений на печатных платах. Цель изобретени - повышение достоверности контрол . Принцип работы устройства заключаетс в сравнении запомненного телевизионного сигнала, полученного при сканировании тест-образца, и сигнала, получаемого при сканировании провер емой платы. При несовпадении этих сигналов устройство запоминает место брака и продолжает проверку дальше. По окончании проверки устройство выдает информацию о дефектах монтажа. В процессе проверки оператор может следить за исследуемой платой по видеоконтрольному устройству. Устройство содержит видеоконтрольное устройство 1, телевизионную передающую камеру 2, преобразователь 3 телевизионного сигнала, блок 4 управлени , пульт 5 подготовки и ввода данных, блок 6 квантовани по уровню телевизионного сигнала, блок 7 выделени телевизионного кадра, формирователь 8 зоны контрол , формирователь 9 зоны подсвета, блок 10 анализа результатов контрол , осветитель 11, координатный стол 12, привод 13, модуль 14 управлени шаговыми двигател ми, модуль 15 сопр жени , датчики-концевики 16-19, датчики 21-24 положени координатного стола, контролируемый объект (плату) 20. 1 ил.

Description

Изобретение относитс к электронной технике и .может быть использован дл контрол качества монтажа печатных плат.

Цель изобретени - повышение достоверности допускового контрол па ных соединений на печатных платах.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство дл допускового контрол па ных соединений на печатных платах содержит видеоконтрольное устройство (ВКУ) 1, телевизионную передающую камеру 2, выход которой соединен с первым входом видеоконтрольно- ,го устройства и первым входом преобразовател 3 телевизионного сигнала, блок Ц управлени (БУ), пульт 5 подготовки и ввода данных, входы и выходы которого подключены к блоку управлени , блок 6 квантовани по уровню телевизионного сигнала, блок (7 выделени телевизионного кадра, второй вход которого соединен с выходом телевизионной передающей, камеры , формирователь 8 зоны контрол , первый вход которого соединен с выходом телевизионной передающей камеры 2, формирователь 9 зоны подсвета , второй вход которого соединен с с вторым выходом формировател 8 зоны контрол , а выход - с вторым входом видеоконтрольного устройства 1, блок 10 анализе результатов контрол , осветитель 11, расположенный под углом к плоскости печатной платы с па ными соединени ми выводов ИМС, координатный стол 12, привод 13 которого электрически соединен с X и Y выходами модул 1 управлени шаговыми двигател ми, а первый и второй входы модул 14 управлени шаговыми двигател ми соединены с первым и вторым выходами модул 15 сопр жени , первый и второй входы и третий выход которого соединены с блоком А управлени . Дат чики-концевики 16-19 положени координатного стола, вход щие в состав устройства, подключаютс выходами к восьмому и четвертому входам модул 15 сопр жени .

Контролируемый объект 20 (печатна плата с па ными соединени ми выводов ИМС) расположен на поверхности координатного стопа. Датчики положени координатного стола выходами подключены к третьему, п 0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

тому, шестому, седьмому входам модул 15 сопр жени .

Кроме того, вход блока 6 квантовани по уровню телевизионного сигнала соединен с блоком Ь управлени , а выход - с вторым входом преобразовател 3 телевизионного сигнала, выход которого подключен к первому входу блока 10 анализа результатов контрол , второй вход которого подключен к второму выходу блока 7 выделени телевизионного кадра, первый вход которого- подключен к блоку А управлени , а первый выход подключен на первый вход формировател 9 зоны подсвета , второй вход формировател 8 зоны контрол подключен к блоку k управлени , а первый выход соединен с третьим входом блока 10 анализа результатов контрол , выход которого соединен с блоком управлени .

Блок 4 управлени , вход щий в состав предлагаемого устройства, предназначен дл обеспечени управ- лени и обмена информацией между ЭВМ, вход щей в состав блока управлени , и модул ми 5, 6, 7, 8, 10 и 15, вход щими в состав устройства. Кроме того, блок управлени обеспечивает обработку поступающей из перечисленных модулей информации, индикацию результатов контрол и управление печатающим устройством.

Устройство работает в следующих режимах: режим подготовки исходных данных дл контрол па ных соединений на печатных платах; режим допускового контрол па ных соединений на печатных платах.

В режиме подготовки исходных данных дл контрол па ных соединений печатную плату с па ными соединени ми (объект контрол ).условно дел т на фрагменты, размеры которых про- . гюрциональны размеру телевизионного растра передающей телевизионной камеры .

Необходима разрешающа способность при контроле па ных соединений достигаетс применением в составе передающей телевизионной камеры оптической системы с необходимым коэффициентом увеличени . Координаты выбранных дл контрол фрагментов топологии контролируемого объекта па ных соединений и последовательность проведени контрол определ ютс оператором устройства по эталонному

объекту при подготовке исходных данных дл контрол . В качестве эталонного объекта выбираетс тест-образец печатной платы с па ными соединени ми выводов ИМС без дефектов.

Координаты и размеры фрагментов и зон контрол дл белого (па ные соединени ) и черного полей телевизионного изображени топологии объекта выбираютс с учетом допусков на их изготовление и погрешностей оптико- телевизионной системы устройства и устанавливаютс оператором по изображению тест-образца на экране ВКУ; Выбранные оператором координаты зон контрол дл каждого из фрагментов телевизионного изображени топологии контролируемого объекта занос тс в пам ть БУ.

При таком режиме работы оператор устанавливает тест-образец на координатный стол 12 в положение, при котором поверхность печатной платы параллельна сигнальной пластине ви- дикона, а выводы ИМС перпендикул рны или параллельны лини м строчной развертки видикона. Така ориентаци тест-образца, а затем и контролируемого объекта обеспечивает исклю чение дополнительной погрешности, .возникающей при произвольной ориентации контролируемого объекта относительно сигнальной пластины видико- на и линией его строчной развертки.

Затем с учетом размеров фрагментов контрол А и В оператор с помощь пульта 5 подготовки и ввода-данных и клавиатуры диспле устанавливает режим работы устройства, задава при этом шаг перемещени координатного стола, последовательность выборки на тест-образце фрагментов дл получени исходных данных дл контрол . По команде Пуск, поступающей с БУ 1 через модуль 15 сопр жени на модуль И управлени шаговыми двигател ми , который управл ет ШД У 13, координатный стол перемещаетс в исходное состо ние,1 определ емое конструкцией координатного стола (исходное состо ние обеспечиваетс за счет введени в конструкцию координатного стола датчиков 23 и 2k исходного состо ни , сигнал с которых поступает в модуль управлени шаговыми двигател ми ). Так как в момент включени устройства координатный стол может находитьс в любом положении,.то

5

0

5

0

5

0

5

дл обеспечени выхода стола в свое исходное состо ние реверсирование (изменение направлени движени по координатам) осуществл етс с помощью концевых выключателей 16-19.

По команде оператора, подаваемой с пульта 5 подготовки и ввода данных, через БУ в модуль 15 сопр жени занос тс координаты первого выбранного дл контрол фрагмента тест-образца , и с помощью модул управлени шаговыми двигател ми координатный стол перемещаетс в заданном направлении . Сигналы с фотодатчиков 21 и 22, регистрирующих число выполненных роторами шаговых двигателей шагов (по координатам X и Y), поступают в модуль 15 сопр жени , где сравниваютс фактические координаты первого фрагмента с заданными координатами первого фрагмента тест-образца. При совпадении фактических и заданных координат первого фрагмента тест-образца модуль И управлени шаговыми двигател ми прекращает работу шаговых двигателей ШД X 13 и ШД Y 13. При этом первый фрагмент контрол тест-образца с помощью осветител 11 проецируетс на сигнальную пластину передающей телевизионной камеры, видеосигнал с которой поступает на первый вход ВКУ 1.

Кроме того, телевизионный сигнал передающей телевизионной камеры 2 и импульсы синхронизации (ССИ и КСИ) поступают одновременно на преобразователь 3 телевизионного сигнала, формирователь 8 зоны контрол , блок 7 выделени телевизионного кадра.

Затем оператор с помощью пульта подготовки и ввода данных обеспечивает формирование зон контрол на белых (па ные соединени ) и черных пол х (поверхность печатной платы) телевизионного изображени топологии фрагмента с учетом допусков на размеры заданных элементов топологии контролируемого объекта.

формирование зон контрол оператор обеспечивает с помощью пульта подготовки и ввода данных через БУ, при этом управл ющие сигналы поступают на формирователь 8 зоны контрол , с помощью которого формируетс размер |(границы) зоны контрол . Визуализа- ци процесса выбора границ контрол на экране ВКУ 1 обеспечиваетс формирователем 9 зоны подсвета. Пеоемеще

ние границ зон контрол по координатам Х, X, и Y , YЈ при выборе размеров зон контрол осуществл етс дискретно и наблюдаетс оператором на экране ВКУ 1„

При установке местоположени и размеров контролируемой зоны на экране ВКУ I оператор командой в БУ k с пульта подготовки и ввода данных заносит координаты границ выбранной Ьоны контрол в пам ть БУ. Координаты границ всех контролируемых зон йа мерном и белом поле фрагмента топологии тест-образца формируют.в пам ти БУ Ц массив данных, имеющий в своем составе: пор дковый номер фрагмента, пор дковый номер контролируемой зоны в фрагменте и координаты зоны контрол , определ ющие ее положение на фрагменте и геометрические размеры. Такой массив данных обеспечивает полное описание топологии фрагмента тест-образца. Дл получени исходных данных о.топологии следующего фрагмента тест-образца оператор с пульта подготовки и ввода данных вводит координаты фрагмента через БУ k в модуль 15 сопр жени При этом координатный стол перемещаетс на заданный фрагмент, сохран исходную ориентацию тест-образца относительно плоскости видикона и линий строчной развертки.

Затем оператор устройства с помощью пульта подготовки и ввода дан- ных обеспечивает формирование зон контрол дл второго фрагмента топологии тест-образца.

Получение .исходных данных дл всеХд« шаговыми двигател ми шагов (по координатам X и Y)„ Эти сигналы поступают в модуль 15 сопр жени , где сравниваютс фактические и заданные координаты первого фрагмента. При совпадении

последующих фрагментов тест-образца осуществл етс аналогично получению исходных данных дл первого и второго фрагментов тест-образца.

o

5

0

5

0

ентации тест-образца при получении исходных данных с координатами фрагментов и зонах контрол . Затем по команде оператора с пульта подготовки и ввода данных ч.ерез БУ осуществл етс запуск системы в режим автоматического допускового контрол па ных соединений на печатных платах. При этом по команде с БУ k через модуль 15 сопр жени запускаетс схема управлени шаговыми двигател ми, вход щими в состав модул 1f, и контрольный стол перемещаетс в исходное положение , определ ющее начальную точку отсчета координат дл всех последующих перемещений координатного стола при контроле объекта.

При выходе координатного стола в исходное положение сигнал с фотодатчиков 23 и 2k через модуль 15 сопр жени поступает в БУ Ц и подтверждает выход координатного стола в исходное положение. Из массива исходных данных блока управлени (БУ Ц) выбираютс координаты первого фрагмента, занос тс в модуль 15 сопр жени , и с помощью модул управлени шаговыми двигател ми координатный стол обеспечивает перемещение объекта контрол , при котором первый фрагмент объекта контрол устанавливаетс в соответствии с заданными координатами.

I

Контроль правильности выполнени команды о перемещении-объекта контрол на заданный фрагмент осуществл етс по сигналам с фотодатчиков 21 и 22, регистрирующих число выполненных

Таким образом, обеспечиваетс фор-дс фактических и заданных координат пер50

мирование исходных данных дл допускового контрол полных соединений на печатных платах.

При работе устройства в режиме допускового контрол осуществл етс контроль черного и белого пол телевизионного изображени топологии объекта с учетом координат и размеров зон контрол фрагментов, занесенных в пам ть БУ при получении исходных данных на тест-образце. При этом на координатный стол устройства устанавливаетс объект контрол , ориентаци . которого выполн етс аналогично оривого фрагмента модуль управлени шаго выми двигател ми прекращает работу шаговых двигателей ШД X 13 и ШД Y 13 и выда-ет сигнал в БУ .

При этом обеспечиваетс ориентаци контролируемого объекта таким образом, что его первый контролируемый фрагмент проецируетс с помощью осветител 11 на сигнальную пластину видикона телевизионной передающей камеры , видеосигнал с которой поступает на вход ВКУ 1, на преобразователь 3 телевизионного сигнала, формирователь i8 зоны контрол и блок 7 виделени

фактических и заданных координат пер

вого фрагмента модуль управлени шаговыми двигател ми прекращает работу шаговых двигателей ШД X 13 и ШД Y 13 и выда-ет сигнал в БУ .

9153969 4

телевизионного кадра. «Затем с блока БУ k в блок квантовани по уровню телевизионного сигнала поступает команда , перевод ща схему квантовани в режим контрол белого пол топологии фрагмента (па ных соединений). Блоком управлени БУ Ц из массива данных, описывающих топологию тест- образца, выбираютс координаты первой

10

возможно прерывание работы устройства сигналом Брак. При этом с помощью формировател зоны подсвета на экране ВКУ обеспечиваетс индициро- вание границ зоны контрол с дефектом , и оператор визуально оценивает дефект па ного соединени .

После контрол первой белой зоны первого фрагмента (первого па ного

зоны контрол , расположенной на белом 10 соединени первого фрагмента) устройполе контролируемого фрагмента, и занос тс в формирователь зоны 8 контрол , одновременно блок управлени (БУ ) подает команду на блок 7 выделени телевизионного кадра, дл выделени телевизионного кадра, за врем которого будет осуществл тьс контроль зоны.

Сигналы, поступающие с формировател 8 зоны контрол , с блока 7 выделени телевизионного кадра, с преобразовател 3 телевизионного сигнала на блок 10 анализа результатов контрол , обеспечивают такой режим работы блока 10, при котором полученный телевизионный сигнал сравниваетс по уровню с телевизионным сигналом, соответствующим уровню белого пол внутри первой контролируемой зоны. Анализ результатов выполн етс за врем теле визионного кадра.

Если уровень телевизионного сигнала в каждой строке телевизионного изображени первой контролируемой зоны соответствует уровню белого пол , блок 10 анализа результатов контрол вырабатывает сигнал Норма, который поступает в БУ, и устройство переходит к контролю следующих зон первого фрагмента.

В случае наличи в телевизионном сигнале, характеризующем первую зону, сигнала с уровнем, соответствующим уровню черного пол (дефект пайки), устройство автоматически с помощью блока 10 анализа результатов контрол формирует сигнал Брак, который поступает в БУ k.

При этом в ОЗУ БУ занос тс координаты и номер фрагмента, координаты и номер контролируемой зоны (номер па ного соединени ) с дефектом .

В случае необходимости на печатающем устройстве проводитс документирование результатов контрол или вывод информации на экран диспле . Кроме того, дл визуальной оценки дефекта па ного соединени на экране ВКУ

4

10

5

0

ство переходит к контролю последующих белых зон фрагмента. По окончании контрол всех белых зон первого фрагмента по команде с БУ Ц блок 6 квантовани по уровню телевизионного сигнала переходит в режим контрол зон черного пол топологии первого фрагмента. Контроль зон черного пол топологии фрагмента осуществл етс аналогично контролю зон белого пол топологии первого фрагмента. При этом в блоке 10 анализа результатов контрол в каждой из зон контрол производитс сравнение по уровню полученного телевизионного сигнала с телевизионным сигналом, уровень которого соответствует уровню черного пол .

По окончании контрол всех зон объекта контрол (белого и черного полей топологии фрагмента контролируемого объекта) с БУ k в модуль 15 сопр жени занос тс координаты следующего фрагмента, и координатный стол перемещает объект контрол дл

5 контрол следующего фрагмента.

Допусковый контроль топологии второго и последующих фрагментов осуще- ствл ют аналогично контролю первого фрагмента. После контрол по зонам

0 всех фрагментов контролируемого объекта по команде с БУ 4 координатный стол возвращаетс в исходное состо ние , и процесс допускового контрол топологии объекта считаетс завершен5 ным.

i

Claims

Формула изобретени

Устройство дл допускового контрол па ных соединений на печатных платах , содержащее видеоконтрольное устройство , телевизионную передающую камеру , выход которой соединен с первым входом видеоконтрольного, устройства и первым входом преобразовател телевизионного сигнала, отличающийс тем, что, с целью повышени достоверности контрол , в него дополнительно введены механически св занные между собой осветитель и коор0

5

динатныи стол, причем оптическа ось осветител ориентирована под углом Ж, к плоскости координатного стола , блок управлени , пульт подготовки и ввода данных, входы и выходы которого подключены к блоку управлени , блок квантовани по уровню телевизионного сигнала, блок выделени телевизионного кадра, второй вход которого соединен с выходом телевизионной передающей камеры, формирователь зоны контрол , первый вход которого соединен с выходом телевизионной передающей камеры, формирователь зоны подсвета, второй вход которого соединен с вторым выходом Формировател ,зоны контрол , а выход - с вторым входом видеоконтрольного устройства , блок анализа результатов контрол , привод координатного стола электрически соединен с выходами модул управлени шаговыми двигател ми привода стола, а первый и второй входы модул управлени шаговыми двигател ми через первый и второй выходы модул сопр жени соединены с блоком

управлени , датчиками положени и датчиками-концевиками координатного стола, причем вход блока квантовани по уровню телевизионного сигнала соединен с выходом блока управлени , а выход - с вторым входом преобразовател телевизионного сигнала, выход которого подключен к первому входу

блока анализа результата контрол , третий вход которого подключен к первому выходу формировател зоны контрол , выход подключен к входу блока управлени , а второй вход - к второ5 му выходу блока выделени телевизионного кадра, первый выход которого подключен к первому входу формировател зоны подсвета, первый вход преобразовател телевизионного сигнала

соединен с выходом телевизионной передающей камеры, второй вход формировател зоны контрол соединен с выходом блока управлени , с входом которого соединен выход модул сопр 5 жени , первый вход блока выделени телевизионного сигнала соединен с выходом блока управлени .