DE112017004207B4

DE112017004207B4 - Einrichtung zur erfassung der lötqualität

Info

Publication number: DE112017004207B4
Application number: DE112017004207.0T
Authority: DE
Inventors: Lei Zhou; Dandan ZHANG; Roberto Francisco-Yi Lu; Hongzhou Shen; Jian Zeng
Original assignee: Tyco Electronics Shanghai Co Ltd; Tyco Electronics Dongguan Ltd; TE Connectivity Corp
Current assignee: Te Connectivity Solutions Ch GmbH; Tyco Electronics Dongguan Ltd Dongguan Cn; Tyco Electronics Shanghai Co Ltd
Priority date: 2016-08-23
Filing date: 2017-08-21
Publication date: 2023-11-16
Anticipated expiration: 2037-08-22
Also published as: CN107764822A; US20190187070A1; CN107764822B; WO2018037327A1; DE112017004207T5; JP6727409B2; US10955363B2; JP2019525191A

Abstract

Einrichtung zur Erfassung der Lötqualität, umfassend:eine 2D-Bilderfassungsvorrichtung (200, 210), die ein 2D-Bild eines gelöteten Bereichs eines zu detektierenden Lötproduktes (10, 20) aufnimmt;eine 3D-Bilderfassungsvorrichtung (300) mit einer stereoskopischen Kamera und einer Laserkamera, die 3D-Bilder des gelöteten Bereichs des zu detektierenden Lötproduktes (10, 20) aufnehmen; undeine Beurteilungsvorrichtung, die eine Lötqualität auf der Grundlage der erfassten 2D- und 3D-Bilder beurteilt.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der beim Chinesischen Patentamt eingereichten chinesischen Patentanmeldung CN 1 07 764 822 A die am 23. August 2016 eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gegenstand der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erfassung der Lötqualität.
Beschreibung des Stands der Technik
Im Stand der Technik wird im Allgemeinen durch das menschliche Auge bestimmt, ob eine Lötqualität des Lötproduktes erfüllt ist. Diese von dem menschlichen Auge getroffene Beurteilung weist jedoch eine recht hohe Fehlerquote und eine sehr geringe Effizienz auf. Somit wurde in den letzten Jahren ein technisches Verfahren, das maschinelles Sehen verwendet, vorgeschlagen, um zu bestimmen, ob die Lötqualität des Lötproduktes erfüllt ist. Gemäß dem Stand der Technik wird ein 2D (zweidimensionales) Bild eines Lötbereichs (Lötstelle) eines zu detektierenden Lötproduktes für gewöhnlich mit einer 2D-Kamera erfasst, und anschließend bestimmt ein Computer anhand der erfassten 2D-Bildinformationen des Lötbereichs des Lötproduktes, ob die Lötqualität erfüllt ist. Die 2D-Bildinformationen des gelöteten Bereichs des Lötproduktes können jedoch nur Informationen des gelöteten Bereichs des Lötproduktes, wie beispielsweise Form und Größe eines zweidimensionalen Projektionsprofils davon, widerspiegeln, aber keine Informationen des gelöteten Bereichs des Lötproduktes, wie beispielsweise dessen dreidimensionale Form und Größe, widerspiegeln. Daher ist die technische Lösung, bei der festgestellt wird, ob die Lötqualität nur anhand der 2D-Bildinformationen erfüllt ist, immer noch anfällig für fehlerhafte Beurteilungen, wodurch sich die Beurteilungsgenauigkeit verschlechtert.
Die WO 01/88473 A1 zeigt eine Vorrichtung zum Untersuchen einer dreidimensionalen Oberflächenstruktur und ein Kalibrierungsverfahren unter Verwendung einer Kamera zum Aufzeichnen eines zweidimensionalen Bildes und eines optischen Sensors zum dreidimensionalen Messung eines zu untersuchenden Merkmals.
Weitere Vorrichtungen zum Untersuchen einer dreidimensionalen Oberflächenstruktur sind in der US 6 291 816 B1 und US 5 956 134 A beschrieben.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde bereitgestellt, um wenigstens eines der zuvor genannten Probleme und Nachteile aus dem Stand der Technik zu lösen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Einrichtung zur Erfassung der Lötqualität bereitgestellt, umfassend:

eine 2D-Bilderfassungsvorrichtung, die konfiguriert ist, um ein 2D-Bild eines gelöteten Bereichs eines zu detektierenden Lötproduktes aufzunehmen;
eine 3D-Bilderfassungsvorrichtung, die konfiguriert ist, um 3D-Bilder des gelöteten Bereichs des zu detektierenden Lötproduktes aufzunehmen; und
eine Beurteilungsvorrichtung, die konfiguriert ist, um zu bestimmen, ob eine Lötqualität auf der Grundlage der erfassten 2D- und 3D-Bilder des gelöteten Bereichs des Lötproduktes erfüllt ist.

Die 3D-Bilderfassungsvorrichtung umfasst ein 3D-Kamerasystem, das konfiguriert ist, um 3D-Bilder des gelöteten Bereichs des zu detektierenden Lötproduktes aufzunehmen. Das 3D-Kamerasystem umfasst eine stereoskopische Kamera und eine Laserkamera.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Einrichtung zur Erfassung der Lötqualität ferner eine Anzeigevorrichtung, die konfiguriert ist, um ein durch die Beurteilungsvorrichtung erhaltenes Beurteilungsergebnis anzuzeigen.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die 2D-Bilderfassungsvorrichtung ein 2D-Kamerasystem, das konfiguriert ist, um das 2D-Bild des gelöteten Bereichs des zu detektierenden Lötproduktes aufzunehmen. Das 2D-Kamerasystem umfasst eine 2D-Kamera und eine Beleuchtungslichtquelle.
Gemäß einer noch weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Einrichtung zur Erfassung der Lötqualität ferner ein Trägergehäuse mit einer ersten Aufnahmekammer und einer zweiten Aufnahmekammer, die vertikal voneinander beabstandet sind. Die 2D-Bilderfassungsvorrichtung und die 3D-Bilderfassungsvorrichtung sind in der ersten Aufnahmekammer montiert, und die Anzeigevorrichtung ist in der zweiten Aufnahmekammer montiert.
Gemäß einer noch weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Einrichtung zur Erfassung der Lötqualität ferner einen Träger, der konfiguriert ist, um das zu detektierende Lötprodukt aufzunehmen.
Gemäß einer noch weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Einrichtung zur Erfassung der Lötqualität ferner eine Ablage, die geeignet ist, um den Träger aufzunehmen.
Gemäß einer noch weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Träger oder die Ablage mit einer Vielzahl von Positionierungslöchern ausgebildet, und der andere davon ist mit einer Vielzahl von Positionierungsstiften ausgebildet. Die Vielzahl von Positionierungsstiften sind konfiguriert, um in die Vielzahl von Positionierungslöchern eingepasst zu werden, um den Träger auf der Ablage zu positionieren.
Gemäß einer noch weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Träger mit einer Halterung versehen, die geeignet ist, das zu detektierende Lötprodukt festzuklemmen und zu sichern.
Gemäß einer noch weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das zu detektierende Lötprodukt ein Kabel und eine Leiterplatte. Das Kabel umfasst mehrere Drähte, deren Leiter auf die Leiterplatte gelötet sind. Der Träger ist mit einer ersten Halterung zum Festklemmen des Kabels, einer zweiten Halterung zum Festklemmen der mehreren Drähte, einer dritten Halterung zum Festklemmen der Leiter der mehreren Drähte und einer vierten Halterung zum Festklemmen der Leiterplatte ausgebildet.
Gemäß einer noch weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Ablage in der ersten Aufnahmekammer des Trägergehäuses verschiebbar montiert um sich zwischen einer Ladestation, einer 2D-Erfassungsstation, einer 3D-Erfassungsstation und einer Endladestation zu bewegen. Wenn die Ablage zur Ladestation bewegt wird, befindet sich die Ablage in einem hindernisfreien Zustand, um den mit dem zu detektierenden Lötprodukt beladenen Träger auf der Ablage zu montieren. Wenn die Ablage zur 2D-Erfassungsstation bewegt wird, befindet sich das auf der Ablage zu detektierende Lötprodukt unmittelbar unter der 2D-Bilderfassungsvorrichtung. Wenn die Ablage zur 3D-Erfassungsstation bewegt wird, befindet sich das auf der Ablage zu detektierende Lötprodukt unmittelbar unter der 3D-Bilderfassungsvorrichtung. Wenn die Ablage zur Entladestation bewegt wird, befindet sich die Ablage in einem hindernisfreien Zustand, um den mit dem zu detektierenden Lötprodukt beladenen Träger von der Ablage zu entfernen.
Gemäß einer noch weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Einrichtung zur Erfassung der Lötqualität ferner einen Antriebsmechanismus, der konfiguriert ist, um die Ablage derart anzusteuern, dass sie sich zwischen der Ladestation, der 2D-Erfassungsstation, der 3D-Erfassungsstation und der Entladestation bewegt.
Gemäß einer noch weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Träger so konfiguriert, dass er gleichzeitig mit einer Vielzahl von zu detektierenden Lötprodukten beladen wird, so dass eine Lötqualitätserfassung der Vielzahl von zu detektierenden Lötprodukten während eines einzigen Erfassungsschritts abgeschlossen werden kann.
Gemäß einer noch weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Lötqualitätserfassungsvorrichtung ferner: eine Mensch-Maschine-Interaktionsschnittstelle, die konfiguriert ist, um Betriebsparameter der 2D-Bilderfassungsvorrichtung und der 3D-Bilderfassungsvorrichtung einzustellen; eine Erfassungsstarttaste, die konfiguriert ist, um die 2D-Bilderfassungsvorrichtung und die 3D-Bilderfassungsvorrichtung zu aktivieren, um die Erfassung der Lötqualität durchzuführen; und eine Zustandsanzeigeleuchte, die konfiguriert ist, um den aktuellen Betriebszustand der Einrichtung zur Erfassung der Lötqualität anzuzeigen.
Gemäß einer noch weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Einrichtung zur Erfassung der Lötqualität ferner eine elektrische Steuerkammer, an der die Mensch-Maschine-Interaktionsschnittstelle, die Erfassungsstarttaste und die Zustandsanzeigeleuchte montiert sind.
Gemäß einer noch weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Einrichtung zur Erfassung der Lötqualität ferner eine Sicherheits-Lichtvorhang-Schutzvorrichtung, umfassend einen Lichtsender, der ein Licht aussendet, um eine Öffnung der ersten Aufnahmekammer des Trägergehäuses in Form eines Lichtvorhangs abzudecken, und einen Lichtempfänger, der das von dem Lichtsender ausgesandte Licht empfängt. Die Einrichtung zur Erfassung der Lötqualität hält die Erfassung sofort an, um die Sicherheit eines Bedieners zu schützen, wenn die Sicherheits-Lichtvorhang-Schutzvorrichtung erkennt, dass ein Objekt in den Lichtvorhang eintritt.
Gemäß einer noch weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind der Lichtsender und der Lichtempfänger der Sicherheits-Lichtvorhang-Schutzvorrichtung an Seitenrahmen auf beiden Seiten der Öffnung der ersten Aufnahmekammer des Trägergehäuses montiert.
In den vorstehenden Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung wird bestimmt, ob die Lötqualität des Lötproduktes sowohl auf der Grundlage der 2D- als auch der 3D-Bildinformationen des gelöteten Bereichs des Lötproduktes erfüllt ist, wodurch sich die Genauigkeit der Beurteilung verbessert.
Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen und sollen ein umfassendes Verständnis der vorliegenden Erfindung vermitteln.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorstehenden und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden durch eine ausführliche Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen deutlich, in denen:

1 eine schematische perspektivische Ansicht einer Einrichtung zur Erfassung der Lötqualität gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 eine vergrößerte schematische Ansicht eines Trägers der Einrichtung zur Erfassung der Lötqualität der 1 darstellt; und
3 einen Betriebsprozess der in 1 gezeigten Einrichtung zur Erfassung der Lötqualität darstellt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Im Nachfolgenden wird die technische Lösung der vorliegenden Erfindung ausführlich mit Bezug auf die nachfolgenden Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. In der Beschreibung bezeichnen gleiche oder ähnliche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Elemente. Die nachfolgende Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen soll das allgemeine erfinderische Konzept der vorliegenden Erfindung verdeutlichen und nicht als eine Einschränkung der vorliegenden Erfindung ausgelegt werden.
Darüber hinaus werden in der vorliegenden ausführlichen Beschreibung zur Erklärung zahlreiche bestimmte Einzelheiten aufgeführt, um ein umfassendes Verständnis der offenbarten Ausführungsformen zu ermöglichen. Es ist jedoch offensichtlich, dass eine oder mehrere Ausführungsformen auch ohne diese bestimmten Einzelheiten ausgeführt werden können. In anderen Fällen werden gut bekannte Strukturen und Vorrichtungen schematisch dargestellt, um die Zeichnungen zu vereinfachen.
Gemäß einem allgemeinen Konzept der vorliegenden Erfindung ist eine Einrichtung zur Erkennung der Lötqualität vorgesehen, umfassend: eine 2D-Bilderfassungsvorrichtung, die konfiguriert ist, um ein 2D-Bild eines gelöteten Bereichs eines zu detektierenden Lötproduktes aufzunehmen; eine 3D-Bilderfassungsvorrichtung, die konfiguriert ist, um 3D-Bilder des gelöteten Bereichs des zu detektierenden Lötproduktes aufzunehmen; und eine Beurteilungsvorrichtung, die konfiguriert ist, um zu bestimmen, ob eine Lötqualität auf der Grundlage der erfassten 2D- und 3D-Bilder des gelöteten Bereichs des Lötproduktes erfüllt ist.
1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Einrichtung zur Erfassung der Lötqualität gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Wie in 1 gezeigt, umfasst in der dargestellten Ausführungsform die Einrichtung zur Erfassung der Lötqualität im Wesentlichen: eine 2D (zweidimensionale) Bilderfassungsvorrichtung 200, 210; eine 3D (dreidimensionale) Bilderfassungsvorrichtung 300; und eine Beurteilungsvorrichtung (nicht dargestellt). Die 2D-Bilderfassungsvorrichtung 200, 210 ist konfiguriert, um ein 2D-Bild eines gelöteten Bereichs des zu detektierenden Lötproduktes 10, 20 zu erfassen. Die 3D-Bilderfassungsvorrichtung 300 ist konfiguriert, um 3D-Bilder der gelöteten Bereiche des zu detektierenden Lötproduktes 10, 20 zu erfassen. Die Beurteilungsvorrichtung ist konfiguriert, um zu bestimmen, ob eine Lötqualität auf der Grundlage der erfassten 2D- und 3D-Bilder des gelöteten Bereichs des Lötproduktes erfüllt ist.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Einrichtung zur Erfassung der Lötqualität, die in 1 gezeigt ist, ferner eine Anzeigevorrichtung 500, die konfiguriert ist, um ein von der Beurteilungsvorrichtung erhaltenen Beurteilungsergebnis anzuzeigen.
In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die zuvor beschriebene Beurteilungsvorrichtung einen Computer umfassen. Die Anzeigevorrichtung 500 kann eine mit dem Computer verbundene Anzeige sein.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die 2D-Bilderfassungsvorrichtung 200, 210, wie in 1 gezeigt, ein 2D-Kamerasystem, das konfiguriert ist, um das 2D-Bild des gelöteten Bereichs des zu erfassenden Lötproduktes 10, 20 aufzunehmen. In der dargestellten Ausführungsform umfasst das 2D-Kamerasystem eine 2D-Kamera 200 und eine Beleuchtungslichtquelle 210.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die 3D-Bilderfassungsvorrichtung 300, wie in 1 gezeigt und zuvor beschrieben, ein 3D-Kamerasystem, das konfiguriert ist, um 3D-Bilder des gelöteten Bereichs des zu detektierenden Lötproduktes 10, 20 aufzunehmen. In der dargestellten Ausführungsform umfasst das 3D-Kamerasystem eine stereoskopische Kamera und eine Laserkamera.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Einrichtung zur Erfassung der Lötqualität, wie in 1 gezeigt, ferner ein Trägergehäuse 100 mit einer ersten Aufnahmekammer 101 und einer zweiten Aufnahmekammer 102, die vertikal voneinander beabstandet sind. Die erste Aufnahmekammer 101 ist unterhalb der zweiten Aufnahmekammer 102 angeordnet. Die 2D-Bilderfassungsvorrichtung 200, 210 und die 3D-Bilderfassungsvorrichtung 300 sind in der ersten Aufnahmekammer 101 eingebaut. Die Anzeigevorrichtung 500 ist in der zweiten Aufnahmekammer 102 montiert.
2 zeigt eine vergrößerte schematische Ansicht eines Trägers 400 der in 1 gezeigten Einrichtung zur Erfassung der Lötqualität.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Einrichtung zur Erfassung der Lötqualität, die in 1 und 2 gezeigt ist, ferner einen Träger 400, der konfiguriert ist, um das zu detektierende Lötprodukt 10, 20 aufzunehmen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Einrichtung zur Erfassung der Lötqualität, die in 1 und 2 gezeigt ist, ferner eine Ablage 110, die konfiguriert ist, um den Träger 400 aufzunehmen.
Wie in 1 und 2 gezeigt, ist in der dargestellten Ausführungsform der Träger 400 oder die Ablage 110 mit einer Vielzahl von Positionierungslöchern 401 ausgebildet, und der andere davon ist mit einer Vielzahl von Positionierungsstiften (nicht dargestellt) ausgebildet, die konfiguriert ist, um jeweils in die Vielzahl von Positionierungslöchern 401 eingepasst zu werden, um den Träger 400 auf der Ablage 110 zu positionieren.
Wie am besten in 2 gezeigt, ist der Träger 400 gemäß der dargestellten Ausführungsform mit einer Halterung 410, 411, 412, 420 ausgebildet, die konfiguriert ist, um das zu detektierende Lötprodukt 10, 20 festzuklemmen und zu sichern.
Gemäß der dargestellten Ausführungsform umfasst das zu detektierende Lötprodukt 10, 20, wie in 2 gezeigt, ein Kabel 10 und eine Leiterplatte 20. Das Kabel 10 umfasst mehrere Drähte 11, deren Leiter 12 auf die Leiterplatte gelötet sind. Der Träger 400 ist mit einer ersten Halterung 410 zum Festklemmen des Kabels 10, einer zweiten Halterung 411 zum Festklemmen der mehreren Drähte 11, einer dritten Halterung 412 zum Festklemmen der Leiter 12 der mehreren Drähte 11 und einer vierten Halterung 420 zum Festklemmen der Leiterplatte 20 ausgebildet.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Ablage 110 in der ersten Aufnahmekammer 101 des Trägergehäuses 100 verschiebbar montiert, um sich zwischen einer Ladestation, einer 2D-Erfassungsstation, einer 3D-Erfassungsstation und einer Entladestation zu bewegen. Wenn die Ablage 110 zur Ladestation bewegt wird, befindet sich die Ablage 110 in einem hindernisfreien Zustand, um den mit dem zu detektierenden Lötprodukt 10, 20 beladenen Träger 400 auf der Ablage 110 zu montieren. Wenn die Ablage 110 zur 2D-Erfassungsstation bewegt wird, befindet sich das auf der Ablage 110 zu detektierende Lötprodukt 10, 20 unmittelbar unterhalb der 2D-Bilderfassungsvorrichtung 200, 210. Wenn die Ablage 110 zu der 3D-Erfassungsstation bewegt wird, befindet sich das zu erfassende Lötprodukt 10, 20 auf der Ablage 110 unmittelbar unter der 3D-Bilderfassungsvorrichtung 300. Wenn die Ablage 110 zu der Entladestation bewegt wird, befindet sich die Ablage 110 in einem hindernisfreien Zustand, um den mit dem zu detektierenden Lötprodukt 10, 20 beladenen Träger 400 von der Ablage 110 zu entfernen.
Obwohl nicht dargestellt, kann die Einrichtung zur Erfassung der Lötqualität in einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auch einen Antriebsmechanismus umfassen, der geeignet ist, um die Ablage 110 derart anzusteuern, dass sie zwischen der Ladestation, der 2D-Erfassungsstation, der 3D-Erfassungsstation und der Entladestation bewegt wird.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Träger 400, wie in 2 gezeigt, so konfiguriert, dass er gleichzeitig mit einer Vielzahl von zu detektierenden Produkten 10, 20 beladen wird, so dass eine Lötqualitätserfassung der Vielzahl von zu detektierenden Lötprodukten während eines einzigen Erfassungsschritts beendet werden kann. Gemäß der in 2 gezeigten Ausführungsform wird der Träger 400 gleichzeitig mit den zu erfassenden Lötprodukten 10, 20 beladen.
Mit erneutem Bezug auf 1 kann die Einrichtung zur Erfassung der Lötqualität gemäß der dargestellten Ausführungsform ferner umfassen: eine Mensch-Maschine-Interaktionsschnittstelle 610, die konfiguriert ist, um Betriebsparameter der 2D-Bilderfassungsvorrichtung 200, 210 und der 3D-Bilderfassungsvorrichtung 300 einzustellen; eine Erfassungsstarttaste 620, die konfiguriert ist, um die 2D-Bilderfassungsvorrichtung 200, 210 und die 3D-Bilderfassungsvorrichtung 300 zu aktivieren, um die Erfassung der Lötqualität durchzuführen; und eine Zustandsanzeigeleuchte 630, die konfiguriert ist, um den aktuellen Betriebszustand der Einrichtung zur Erfassung der Lötqualität anzuzeigen.
Mit erneutem Bezug auf 1 kann die Einrichtung zur Erfassung der Lötqualität gemäß der dargestellten Ausführungsform auch eine elektrische Steuerkammer 600 umfassen. Somit können die Mensch-Maschine-Interaktionsschnittstelle 610, die Erfassungsstarttaste 620 und die Zustandsanzeigeleuchte 630 an dem elektronischen Steuergehäuse 600 montiert werden.
Ferner umfasst die Einrichtung zur Erfassung der Lötqualität, die in 1 gezeigt ist, gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Sicherheits-Lichtvorhang-Schutzvorrichtung 700. Die Sicherheits-Lichtvorhang-Schutzvorrichtung 700 umfasst einen Lichtsender, der Licht aussendet, um eine Öffnung der ersten Aufnahmekammer 101 des Trägergehäuses 100 in Form eines Lichtvorhangs abzudecken, und einen Lichtempfänger, der das von dem Lichtsender ausgesandte Licht empfängt. Wenn somit die Sicherheits-Lichtvorhang-Schutzvorrichtung 700 ein Objekt erfasst, das in den Lichtvorhang eintritt, hält die Einrichtung zur Erfassung der Lötqualität die Erfassung sofort an, um die Sicherheit eines Anwenders zu schützen.
Der Lichtsender und der Lichtempfänger der Sicherheits-Lichtvorhang-Schutzvorrichtung 700 sind, wie in 1 gezeigt, gemäß der vorliegenden Ausführungsform an Seitenrahmen auf beiden Seiten der Öffnung der ersten Aufnahmekammer101 des Trägergehäuses 100 befestigt.
3 zeigt den Betriebsprozess der in 1 gezeigten Einrichtung zur Erfassung der Lötqualität. Im Nachfolgenden wird ein vollständiger Erfassungsprozess ausführlich mit Bezug auf die 1-3 beschrieben.
Zunächst werden, wie in 2 gezeigt, zwei Lötprodukte 10, 20 (im Nachfolgenden als ein erstes Lötprodukt und ein zweites Lötprodukt bezeichnet), die erfasst werden sollen, auf den Träger 400 geladen,
anschließend wird die Ablage 110 zur Ladestation bewegt;
anschließend wird der mit den zwei zu erfassenden Lötprodukten 10, 20 beladene Träger 400 auf der Ablage 110 angeordnet;
dann wird der Träger 400 auf der Ablage 110 mit Positionierungsstiften genau positioniert;
dann wird die Ablage 110 zur Erfassungsstation bewegt;
dann wird die Erfassungsstarttaste 620 zur Durchführung der Erfassung gedrückt;
dann wird das erste Lötprodukt 10 auf der Ablage 110 zu der 3D-Erfassungsstation bewegt;
dann wird das erste Lötprodukt 10 auf der Ablage 110 zu der 2D-Erfassungsstation bewegt;
dann wird das zweite Lötprodukt 20 auf der Ablage 110 zu der 3D-Erfassungsstation bewegt;
dann wird das zweite Lötprodukt 20 auf der Ablage 110 zu der 2D-Erfassungsstation bewegt;
dann wird bestimmt, ob die Lötqualität auf der Grundlage der erfassten 2D- und 3D-Bilder der gelöteten Bereiche der Lötprodukte 10, 20 erfüllt ist, und es wird das Beurteilungsergebnis angezeigt;
anschließend wird die Ablage 110 zu der Entladestation bewegt;
dann wird der Träger 400 von der Ablage 110 entfernt;
Schließlich werden die Lötprodukte 10, 20 vom Träger 400 entfernt.
Damit ist die Lötqualitätserfassung der zwei Lötprodukte 10, 20 abgeschlossen.
Der Fachmann versteht, dass die obigen Ausführungsformen der Veranschaulichung dienen und viele Modifikationen an den zuvor genannten Ausführungsformen durch den Fachmann vorgenommen werden können, und verschiedene Strukturen, die in den verschiedenen Ausführungsformen beschrieben sind, frei miteinander kombiniert werden können, ohne den Konfigurationen oder Grundsätzen zu wiedersprechen.
Obwohl die vorliegende Erfindung zuvor mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben wurde, ist zu beachten, dass die offenbarten Ausführungsformen in den beigefügten Zeichnungen dazu bestimmt sind, die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beispielhaft darzustellen und nicht als Einschränkung der vorliegenden Erfindung ausgelegt werden sollen.
Obwohl mehrere beispielhafte Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurden, versteht der Fachmann, dass verschiedene Änderungen oder Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von den Grundsätzen und vom Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen, deren Umfang durch die Ansprüche und ihre Äquivalente definiert ist.
Es sollte beachtet werden, dass der Begriff „umfassen“ andere Elemente oder Schritte nicht ausschließt, und dass die Bezeichnung „ein“ oder „eine“ mehr als ein Element oder einen Schritt nicht ausschließt. Darüber hinaus sollen jegliche Bezugszeichen in den Ansprüchen nicht als Einschränkung des Umfangs der vorliegenden Erfindung ausgelegt werden.

Claims

Einrichtung zur Erfassung der Lötqualität, umfassend: eine 2D-Bilderfassungsvorrichtung (200, 210), die ein 2D-Bild eines gelöteten Bereichs eines zu detektierenden Lötproduktes (10, 20) aufnimmt; eine 3D-Bilderfassungsvorrichtung (300) mit einer stereoskopischen Kamera und einer Laserkamera, die 3D-Bilder des gelöteten Bereichs des zu detektierenden Lötproduktes (10, 20) aufnehmen; und eine Beurteilungsvorrichtung, die eine Lötqualität auf der Grundlage der erfassten 2D- und 3D-Bilder beurteilt.
Einrichtung zur Erfassung der Lötqualität nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Anzeigevorrichtung (500), die ein durch die Beurteilungsvorrichtung erhaltenes Beurteilungsergebnis anzeigt.
Einrichtung zur Erfassung der Lötqualität nach Anspruch 2, wobei die 2D-Bilderfassungsvorrichtung (200, 210) ein 2D-Kamerasystem umfasst, das das 2D-Bild des gelöteten Bereichs des zu detektierenden Lötproduktes (10, 20) aufnimmt; und das 2D-Kamerasystem eine 2D-Kamera (200) und eine Beleuchtungslichtquelle (210) umfasst.
Einrichtung zur Erfassung der Lötqualität nach Anspruch 3, die ferner ein Trägergehäuse (100) mit einer ersten Aufnahmekammer (101) und einer zweiten Aufnahmekammer (102) umfasst, die vertikal voneinander beabstandet sind, wobei die 2D-Bilderfassungsvorrichtung (200, 210) und die 3D-Bilderfassungsvorrichtung (300) in der ersten Aufnahmekammer (101) montiert sind; und die Anzeigevorrichtung (500) in der zweiten Aufnahmekammer (102) montiert ist.
Einrichtung zur Erfassung der Lötqualität nach Anspruch 4, die ferner einen Träger (400) umfasst, der geeignet ist, um mit dem zu detektierenden Lötprodukt (10, 20) beladen zu werden.
Einrichtung zur Erfassung der Lötqualität nach Anspruch 5, die ferner eine Ablage (110) umfasst, die geeignet ist, um mit dem Träger (400) beladen zu werden.
Einrichtung zur Erfassung der Lötqualität nach Anspruch 6, wobei der Träger (400) oder die Ablage (110) mit einer Vielzahl von Positionierungslöchern (401) ausgebildet ist, und der andere davon mit einer Vielzahl von Positionierungsstiften ausgebildet ist; und die Vielzahl von Positionierstiften in die Vielzahl von Positionierungslöchern eingepasst wird, um den Träger (400) auf der Ablage (110) zu positionieren.
Einrichtung zur Erfassung der Lötqualität nach Anspruch 7, wobei der Träger (400) mit einer Halterung (410, 411, 412, 420) versehen ist, die das zu detektierende Lötprodukt (10, 20) festklemmt und sichert.
Einrichtung zur Erfassung der Lötqualität nach Anspruch 8, wobei das zu detektierende Lötprodukt (10, 20) ein Kabel (10) und eine Leiterplatte (20) umfasst; das Kabel (10) mehrere Drähte (11) umfasst, deren Leiter (12) auf die Leiterplatte (20) gelötet sind; und der Träger (400) mit einer ersten Halterung (410) zum Festklemmen des Kabels (10), einer zweiten Halterung (411) zum Festklemmen der mehreren Drähte (11), einer dritten Halterung (412) zum Festklemmen der Leiter (12) der mehreren Drähte (11) und einer vierten Halterung (420) zum Festklemmen der Leiterplatte (20) ausgebildet ist.
Einrichtung zur Erfassung der Lötqualität nach Anspruch 6, wobei die Ablage (110) in der ersten Aufnahmekammer (101) des Trägergehäuses (100) verschiebbar montiert ist, um sich zwischen einer Ladestation, einer 2D-Erfassungsstation, einer 3D-Erfassungsstation und einer Entladestation zu bewegen; wenn die Ablage (110) zur Ladestation bewegt wird, befindet sich die Ablage (110) in einem hindernisfreien Zustand, um den mit dem zu detektierenden Lötprodukt (10, 20) beladenen Träger (400) auf der Ablage (110) zu montieren; wenn die Ablage (110) zur 2D-Erfassungsstation bewegt wird, befindet sich das auf der Ablage (110) zu detektierende Lötprodukt (10, 20) unmittelbar unter der 2D- Bilderfassungsvorrichtung (200, 210); wenn die Ablage (110) zur 3D-Erfassungsstation bewegt wird, befindet sich das auf der Ablage (110) zu detektierende Lötprodukt (10, 20) unmittelbar unter der 3D-Bilderfassungsvorrichtung (300); und wenn die Ablage (110) zur Entladestation bewegt wird, befindet sich die Ablage (110) in einem hindernisfreien Zustand, um den mit dem zu detektierenden Lötprodukt (10, 20) beladenen Träger (400) von der Ablage (110) zu entfernen.
Einrichtung zur Erfassung der Lötqualität nach Anspruch 10, die ferner einen Antriebsmechanismus umfasst, der die Ablage (110) derart ansteuert, dass sie sich zwischen der Ladestation, der 2D-Erfassungsstation, der 3D-Erfassungsstation und der Entladestation bewegt.
Einrichtung zur Erfassung der Lötqualität nach Anspruch 10, wobei der Träger (400) gleichzeitig mit einer Vielzahl von zu detektierenden Lötprodukten (10, 20) beladen wird, so dass eine Lötqualitätserfassung der Vielzahl von zu detektierenden Lötprodukten (10, 20) während eines einzigen Erfassungsprozesses abgeschlossen wird.
Einrichtung zur Erfassung der Lötqualität nach Anspruch 10, ferner umfassend: eine Mensch-Maschine-Interaktionsschnittstelle (610), um Betriebsparameter der 2D-Bilderfassungsvorrichtung (200, 210) und der 3D-Bilderfassungsvorrichtung (300) einzustellen; eine Erfassungsstarttaste (620), um die 2D-Bilderfassungsvorrichtung (200, 210) und die 3D-Bilderfassungsvorrichtung (300) zu aktivieren, um die Erfassung der Lötqualität durchzuführen; und eine Zustandsanzeigeleuchte (630), um den aktuellen Betriebszustand der Einrichtung zur Erfassung der Lötqualität anzuzeigen.
Einrichtung zur Erfassung der Lötqualität nach Anspruch 13, ferner umfassend eine elektrische Steuerkammer (600), an der die Mensch-Maschine-Interaktionsschnittstelle (610), die Erfassungsstarttaste (620) und die Zustandsanzeigeleuchte (630) montiert sind.
Einrichtung zur Erfassung der Lötqualität nach Anspruch 4, ferner umfassend eine Sicherheits-Lichtvorhang-Schutzvorrichtung (700), umfassend einen Lichtsender, der ein Licht aussendet, um eine Öffnung der ersten Aufnahmekammer (101) des Trägergehäuses (100) in Form eines Lichtvorhangs abzudecken, und einen Lichtempfänger, der das von dem Lichtsender ausgesandte Licht empfängt, wobei die Einrichtung zur Erfassung der Lötqualität die Erfassung sofort stoppt, um die Sicherheit eines Anwenders zu schützen, wenn die Sicherheits-Lichtvorhang-Schutzvorrichtung (700) erkennt, dass ein Objekt in den Lichtvorhang eintritt.
Einrichtung zur Erfassung der Lötqualität nach Anspruch 15, wobei der Lichtsender und der Lichtempfänger der Sicherheits-Lichtvorhang-Schutzvorrichtung (700) an Seitenrahmen auf beiden Seiten der Öffnung der ersten Aufnahmekammer (101) des Trägergehäuses (100) montiert sind.