非接触式部件检查装置及部件检查方法
【专利摘要】本发明一个侧面的非接触式部件检查装置，作为一种在部件装配过程中用相机拍摄组装或贴装的检查对象后，将所拍摄的图像与事先输入的对象图像比较以判别检查对象是否良好的检查装置，由以下几个部分构成：搭载所述检查对象并将所述检查对象固定在检查位置或者向检查位置移送的载物台；照明部，其包含至少用4种以上波长范围互不相同的多种可视光照射检查对象的彩色照明部、位于所述彩色照明部的上部并用白色光照射所述检查对象的第1白色照明部、以及位于所述彩色照明部的下部并用白色光照射所述检查对象的第2白色照明部；位于所述照明部的上部对所述检查对象进行拍摄的相机；对所述相机拍摄的图像进行判读以判别所述检查对象是否良好的视觉处理部；以及包含对所述载物台及所述相机进行控制的动作控制器的控制部。
【专利说明】非接触式部件检查装置及部件检查方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种部件检查装置及部件检查方法。具体讲，就是涉及一种能够获取检查对象锡焊部位及检查对象本体准确图像信息的非接触式部件检查装置及部件检查方法。
【背景技术】
[0002]一般来说，将表面贴装部件装配到印刷电路板等上的表面贴装技术包括:使表面贴装部件小型化及集成化的技术；以及为确保能够将这种表面贴装部件进行精密装配而研发精密组装设备及运用各种组装设备的技术。
[0003]在这里，表面贴装生产线由表面贴装机及部件检查装置等设备构成。所述表面贴装机作为将表面贴装部件装配到印刷电路板上的设备，负责接收由部件供给器(Feeder)按带、棍、盘形态供给的各种表面贴装部件并将其装配在印刷电路板上的贴装位置上。
[0004]另外，所述部件检查装置在表面贴装部件的锡焊工序结束前或者结束后检查表面贴装部件的贴装状态并根据检查结果将印刷电路板向下一工序移送。
[0005]在这种情况下，现有的部件检查方法通过移送装置将完成锡焊的印刷电路板水平移动后，位置调节装置对初始位置进行调节，完成调节后再用照明灯照射印刷电路板，相机就对各个表面贴装部件的锡焊部位进行拍摄。
[0006]然后，部件检查装置将锡焊部位的照射状态向监视器输出并进行运算，以检查贴装状态的良好/不良或者检查表面贴装部件是否已经贴装。
[0007]依据现有技术对电路板的部件状态进行检查的部件检查装置在韩国公开专利公报1999-0086297中有记载。
【发明内容】
[0008]技术课题
[0009]本发明的目的在于，提供一种能够更加准确地判别检查对象锡焊部位是否良好并能够准确识别检查对象固有的颜色及文字部的非接触式部件检查装置及部件检查方法。
[0010]本发明的另一个目的在于，提供一种省略现有部件检查装置具有的半反射镜以节省制造费用并能够提高照明光量的非接触式部件检查装置。
[0011]课题解决方法
[0012]依据本发明一个侧面的非接触式部件检查装置，作为一种在部件装配过程中用相机拍摄组装或贴装的检查对象，随后将所拍摄的图像与事先输入的图像比较以判别检查对象的良好或不良的检查装置，由以下几个部分构成:搭载所述检查对象并将所述检查对象固定在检查位置或者向检查位置移送的载物台；照明部，其包含将至少4种以上波长范围彼此不同的多种可视光照射至检查对象的彩色照明部、位于所述彩色照明部的上部并用白色光照射所述检查对象的第I白色照明部、位于所述彩色照明部的下部并用白色光照射所述检查对象的第2白色照明部；位于所述照明部的上部对所述检查对象进行拍摄的相机；对从所述相机拍摄的图像进行判读以判别所述检查对象的良好或不良的视觉处理部；以及包含对所述载物台及所述相机进行控制的动作控制器的控制部。
[0013]所述第I白色照明部照射至所述检查对象的白色光的光轴可与所述相机的光轴平行。
[0014]所述第2白色照明部照射的白色光可在相对所述检查对象的平面成45°以下的范围内照射。
[0015]所述彩色照明部包括:红色(red)照明、黄色(yellow)照明、绿色(green)照明、蓝色(blue)照明及紫色(violet)照明。
[0016]所述彩色照明部各自存在一定的高度差，可具有互不相同的照射角度。
[0017]依据本发明另一个侧面的非接触式部件检查方法，作为一种在部件装配过程中用相机拍摄组装或贴装的检查对象后，将拍摄的图像与事先输入的图像比较以判别检查对象是否良好的方法，包括以下几个步骤:将至少4种以上具有不同波长的多种可视光、位于所述多种可视光上部的第I白色光及位于所述多种可视光下部的第2白色光照射至检查对象的步骤；用所述相机对所述检查对象拍摄的步骤；从拍摄的所述检查对象图像中提取所述检查对象部分图像的步骤；从所述检查对象的部分图像计算出所述检查对象颜色矢量值的步骤；将算出的所述颜色矢量值与事先输入的正常状态颜色矢量值比较以判定所述检查对象是否正常的步骤。
[0018]所述检查对象为搭载在印刷电路板上的电子元件。
[0019]所述第I白色光与所述相机的光轴平行地照射至所述检查对象。
[0020]提取所述检查对象部分图像的步骤至少包括提取检查对象本体图像的步骤和提取所述检查对象锡焊部位图像的步骤中的一个。
[0021]所述多种可视光包括:红色(red)波长光、黄色(yellow)波长光、绿色(green)波长光、蓝色(blue)波长光及紫色(violet)波长光。
[0022]发明的效果
[0023]依据本发明，能够更加准确地判别检查对象锡焊部位是否良好，并能够准确识别检查对象固有的颜色及文字部。
[0024]另外，本发明省略了现有部件检查装置具有的半反射镜，可以节省部件检查装置的制造费用，并能够提高照明的光量。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1是依据本发明一个侧面的非接触式部件检查装置的侧剖面图。
[0026]图2是现有部件检查装置的照明部及相机的侧剖面图。
[0027]图3是拍摄贴装在印刷电路板上的电子元件的本体上标记的文字部的图像。
[0028]图4及图5分别是检查对象即电子元件、印刷电路板及连接二者的锡焊部位形状的侧面图和用相机拍摄检查对象获得的图像。
[0029]图6是依据本发明一个实施例的整体非接触式贴装检查装置的侧面图。
[0030]图7是依据本发明另一个侧面的非接触式部件检查方法的流程图。
【具体实施方式】[0031]下面，将参照附图对本发明的优选实施形态进行说明。
[0032]但是，本发明可以有多种互不相同的实施形态，因此本发明的范围并不仅仅局限于以下列举的实施形态。另外，本发明提到的实施形态是为了对本发明进行更加详细地说明，以便让具有该【技术领域】平均知识的人都能够充分理解而列举的。所以，为了对附图中各要素的形状及大小等进行明确说明可以适当扩大相关附图，附图中用相同的符号标示的要
素是同一要素。
[0033]图1是依据本发明一个侧面的非接触式部件检查装置的侧剖面图，图6是依据本发明一个实施例的整体非接触式贴装检查装置的侧面图。参照图1、图6可以看出，非接触式贴装检查装置包括:载物台110、照明部120、相机130、视觉处理部140及控制部150。
[0034]载物台110为待检查的检查对象115提供搭载的空间。载物台110包括对检查对象115的位置进行调节及固定的位置调节部(未图示)及固定部(未图示)。
[0035]照明部120位于载物台110的上部。照明部120为了确保获得检查对象115的准确图像信息而为检查对象115提供照明。在贯通中央的视野确保部129外侧设置有多盏灯，可以设置成从四周对所述检查对象115进行照射。
[0036]照明部包括:第I白色照明部121、彩色照明部125、第2白色照明部128。
[0037]第I白色照明部121位于照明部的上部，向检查对象115照射白色光。优选地，第I白色照明部121的光轴与相机130的光轴平行。
[0038]图2是现有部件检查装置的照明部及相机的侧剖面图。参照图2可以看出，现有视觉检查装置具有光轴与相机30光轴垂直的照明装置21和半反射镜40，从而使光线沿着与相机30的光轴平行的方向照射至检查对象15。
[0039]与之相比，图1所示的本发明的第I白色照明部121具有与相机130的光轴平行的光轴，所以无需另行设置半反射镜。因此，本发明的非接触式部件检查装置可以节省制造费用，并可以防止从照明装置照射的一部分光被半反射镜吸收等光损失，从而可以增加向检查对象照射的光量。
[0040]第I白色照明部121主要识别检查对象115的文字部，特别是对于识别通过阴刻标记的文字部非常有用。图3是视觉检查装置拍摄贴装在印刷电路板上的电子元件本体上标记的文字部而获得的图像。图3的(a)及(b)的左侧照片是原始图像，右侧照片是原始图像的二进制编码(binary coded)图像。
[0041]图3的(a)、(b)是白色光分别与相机130的光轴成45°、0° (平行)照射检查对象即电子元件时获得的原始图像及二进制编码图像。比较图3的(a)和(b)，对原始图像来说，当光线与相机130的光轴成45°照射时，经电子元件表面反射后入射至相机130的光量比其与相机130光轴平行照射时少，因此图像较暗，不容易识别检查对象115的文字部。
[0042]另外，对于二进制编码图像来说，当光线与相机130光轴成45°照射时比与相机130光轴平行照射时产生的图像噪声更多，因此需要对图像进行修正。
[0043]再参照图1可以看出，彩色照明部125可用具有相互不同波长范围的可视光照射检查对象115。彩色照明部125至少用4种以上，优选地，用5种以上具有不同波长范围的可视光照射检查对象115。例举一个实施例，彩色照明部125包括:红色(red)照明、黄色(yellow)照明、绿色(green)照明、蓝色(blue)照明及紫色(violet)照明。
[0044]彩色照明部125分别从不同的高度和不同的角度将可视光照射至检查对象115，从而可以准确判断检查对象115的锡焊部位是否良好。
[0045]图4及图5分别是显示检查对象即电子元件、印刷电路板及连接二者的锡焊部位形状的侧面图和用相机拍摄检查对象获得的图像。
[0046]图4的(a)是电子元件与电路板之间锡焊状态良好时的图像。以下是电子元件与电路板之间的连接不良时的图像。图4的(b)是电子元件与电路板之间的焊锡量少或者未实现锡焊工序时的图像。一般来说，当印刷电路板衬垫的焊锡量在1/2以下时就判定为不良。图4的(C)是电子元件与电路板之间的焊锡量过多时的图像。如果焊锡量过多，常常会出现不能相互连接的部分之间的电短路现象，因此判定为不良。
[0047]图5的(a)是印刷电路板的安装位置上没有电子元件时的图像。这种情况是由于安装设备没能将电子元件安装到安装位置或者印刷电路板移动过程中电子元件移动到了其它地方而产生的。图5的(b)是电子元件的一端翘起而不能与电路板电连接时的图像。图5的(c)是电子元件的一端翘起扭曲而不能与电路板电连接时的图像。
[0048]本发明的彩色照明部125至少具有4种以上可视光照明且照射至检查对象115，使锡焊部位图像的彩色分布更加细化，可以精确掌控锡焊形态，从而可以更加准确地判断检查对象115的锡焊状态是否良好。
[0049]再参照图1可以看出，第2白色照明部128位于彩色照明部125的下部。优选地，第2白色照明部128与检查对象115的平面成45°以下的角度照射检查对象115。第2白色照明部128可对仅用彩色照明部125照射检查对象115时产生的黑暗部分进行补偿。同时还可提高检查对象115文字部的识别率。另外，当需要像色环电阻那样掌控检查对象115固有的颜色时，还可以掌握检查对象115固有的颜色。
[0050]另外，视觉处理部140将从所述相机130获得的图像信息与事先输入的图像信息比较以判断检查对象115是否良好。
[0051]所述控制部150作为包括所述载物台110、对所述相机130的驱动及动作进行控制的动作控制器(未图示)的构成要素，也可以控制依据本发明的非接触式贴装检查装置的整体驱动。
[0052]S卩，如图6所示，所述控制部150将与移送装置60结合的非接触式贴装检查装置从固定的检查对象115上部向前后左右移送，按照事先设定的所述检查对象115的拍摄区域将拍摄控制信号向所述相机130传送。
[0053]另外，所述控制部150根据系统控制程序，不仅负责非接触式贴装检查装置的拍摄位置控制和拍摄图像的处理及照明部120控制等物理控制，而且还负责执行检查作业及数据运算作业。
[0054]同时，所述控制部150还负责用于将作业内容及检查结果向监视器输出的输出装置控制和操作人员可进行设定及输入各种事项的输入装置控制等非接触式贴装检查装置的统筹控制。
[0055]图7是依据本发明另一个侧面的非接触式部件检查方法的流程图。
[0056]步骤210是用多种可视光、第I白色光及第2白色光照射检查对象。多种可视光至少具有4种以上，优选地，具有5种以上波长范围。关于多种可视光作为一个实施例，可包括红色(red)照明、黄色(yellow)照明、绿色(green)照明、蓝色(blue)照明及紫色(violet)照明。[0057]第I白色光从多种可视光上方照射至检查对象，有助于准确识别检查对象的文字部特别是通过阴刻标记的文字部。
[0058]第2白色光从多种可视光下方照射至检查对象，可以对仅用多种可视光照射检查对象时产生的黑暗部分进行补偿，同时还可以提高检查对象的文字部识别率。另外，当需要像色环电阻那样掌控检查对象115固有的颜色时，有助于掌握检查对象固有的颜色。
[0059]步骤220是所述多种可视光、第I白色光及第2白色光经检查对象反射后入射至相机，相机再对检查对象进行拍摄。
[0060]步骤230是从拍摄的所述检查对象图像中提取检查对象的部分图像。提取所述检查对象部分图像的步骤至少包括提取检查对象本体图像的步骤和提取所述检查对象锡焊部位图像的步骤中的一个。检查对象的本体图像包括标记于检查对象上的文字部、检查对象本体的颜色等信息。
[0061]步骤240是从提取的所述检查对象的部分图像计算出所述检查对象彩色区域的比例、形态及特征等从而计算出颜色矢量值。颜色矢量值包括检查对象115本体的文字部、颜色、锡焊部位的倾斜度及表面形状等信息。
[0062]步骤250是将计算出的所述颜色矢量值与事先输入的正常状态颜色矢量值比较从而判定所述检查对象是否正常。
[0063]本发明并不仅仅局限于所述实施形态及附图所示内容，必须要根据权利要求书来确定其技术范围。因此，通过上述的说明，本领域熟练技术人员完全可以在不偏离本发明技术思想的范围内，进行多样的置换、变更以及修改，相关的置换、变更以及修改也在权利要求书中记载的技术思想范围内。
【权利要求】
1.一种非接触式部件检查装置，其特征在于， 作为一种在部件装配过程中用相机拍摄组装或贴装的检查对象后，将所拍摄的图像与事先输入的图像比较以判别检查对象是否良好的检查装置，由以下几个部分构成: 搭载所述检查对象并将所述检查对象固定在检查位置或者向检查位置移送的载物台； 照明部，其包含至少用4种以上波长范围彼此不同的多种可视光照射检查对象的彩色照明部、位于所述彩色照明部的上部并用白色光照射所述检查对象的第I白色照明部、以及位于所述彩色照明部的下部用白色光照射所述检查对象的第2白色照明部； 位于所述照明部的上部，对所述检查对象进行拍摄的相机； 对所述相机拍摄的图像进行判读以判别所述检查对象的良好或不良的视觉处理部； 具有对所述载物台及所述相机进行控制的动作控制器的控制部。
2.根据权利要求1所述的非接触式部件检查装置，其特征在于， 所述第I白色照明部照射至所述检查对象的白色光的光轴与所述相机的光轴平行。
3.根据权利要求1所述的非接触式部件检查装置，其特征在于， 所述第2白色照明部照射的白色光在相对所述检查对象的平面成45°以下的范围内照射。
4.根据权利要求1所述的非接触式部件检查装置，其特征在于，` 所述彩色照明部包括红色(red)照明、黄色(yellow)照明、绿色(green)照明、蓝色(blue)照明及紫色(violet)照明。
5.根据权利要求1所述的非接触式部件检查装置，其特征在于， 所述彩色照明部各自存在一定的高度差，具有互不相同的照射角度。
6.一种非接触式部件检查方法，其特征在于， 作为一种在部件装配过程中用相机拍摄组装或贴装的检查对象后，将拍摄的图像与事先输入的图像比较以判别检查对象的良好或不良的方法，包括以下几个步骤: 用至少4种以上具有不同波长的多种可视光、位于所述多种可视光上部的第I白色光及位于所述多种可视光下部的第2白色光照射检查对象的步骤； 用所述相机对所述检查对象进行拍摄的步骤； 从拍摄的所述检查对象图像中提取所述检查对象部分图像的步骤； 从提取的所述检查对象的部分图像计算出所述检查对象颜色矢量值的步骤； 将算出的所述颜色矢量值与事先输入的正常状态颜色矢量值比较以判定所述检查对象是否正常的步骤。
7.根据权种要求6所述的非接触式部件检查方法，其特征在于， 所述检查对象为搭载在印刷电路板上的电子元件。
8.根据权种要求6所述的非接触式部件检查方法，其特征在于， 所述第I白色光与所述相机的光轴平行地照射至所述检查对象。
9.根据权种要求6所述的非接触式部件检查方法，其特征在于， 提取所述检查对象部分图像的步骤至少包括提取检查对象本体图像的步骤和提取所述检查对象锡焊部位图像的步骤中的一个。
10.根据权种要求6所述的非接触式部件检查方法，其特征在于，所述多种可视光包括:红色(red)波长光、黄色(yellow)波长光、绿色(green)波长光、蓝色(blue)波长光及·紫色(violet)波长光。
【文档编号】H05K13/08GK103827627SQ201280046525
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2012年9月26日 优先权日:2011年9月26日
【发明者】朴赞化, 张权圭, 姜根馨, 王明杰, 朴贤贞 申请人:美德客科技有限公司