CN105571497A - 基于光纤激光线性光源的三维测量*** - Google Patents

基于光纤激光线性光源的三维测量*** Download PDF

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汤恒林
谢松
杨建虹
艾杰轶
李江杰
汤碧红
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    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness

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Abstract

一种属于激光测量技术领域的三维测量***，包括工作平台、支座、安装板、X向直线运动组件、光源及高速相机安装组件、Y向直线运动组件、三维激光位移传感器，X向直线运动组件布置在安装板上，光源及高速相机安装组件布置在X向直线运动组件上，Y向直线运动组件布置在工作平台上，X向直线运动组件与Y向直线运动组件之间的投影夹角为九十度。本发明可以通过离线分析和再线监测三维锡膏印刷质量，测量锡膏印刷面的三维形态。本发明设计合理，结构简单，适用于锡膏印刷质量监测***的优化设计。

Description

基于光纤激光线性光源的三维测量***
技术领域
本发明属于三维激光测量技术领域，具体地说，是一种用于监测锡膏印刷质量的基于光纤激光线性光源的三维测量***。
背景技术
PCB板中文名称为印制电路板，又称印刷线路板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的载体。由于它是采用电子印刷术制作的，故被称为印刷电路板。电子产品报废以后，PCB板焊料中的铅易溶于含氧的水中。污染水源，破坏环境。可溶解性使它在人体内累积，损害神经、导致呆滞、高血压、贫血、生殖功能障碍等疾病；浓度过大，可能致癌。20世纪90年代中叶日本和欧盟，就已经做出了相应的立法。日本规定2001年在电子工业中淘汰铅焊料，欧盟的淘汰期为2004年，美国也在做这方面工作(2008年全面使用无铅产品)我们国家正在进行研究和开发无铅产品，顺应时代潮流。但是由于无铅焊接焊料合金本身的结构，使它跟有铅焊料相比，比较脆，弹性不好浸润性差，只会扩张，不会收缩，容易产生锡桥、空焊、针孔等缺陷。
全球表面贴装协会(SMTA)的报告里提到SMT(表面组装技术)工艺的不良中锡膏印刷相关的不良占74％。锡膏印刷工艺的好坏决定着SMT工艺的品质。为了有效的分析根本原因，必须分析回流焊后发现的特定问题，并与锡膏印刷流程联系起来。根据试验研究和实施无铅化过程的初步经验，发现回流焊中无铅锡膏的润湿力较低，导致了锡桥缺陷在回流焊后更加普遍。由于这种回流焊的现象，锡膏检测***必须测量锡膏印刷质量，并根据经验设定最小锡桥量，将可能产生问题的电路板剔出，不流入下游焊接流程；同时，当超标电路板超出常规时，及时调整印刷机，减少废品率。因而只有我们实时监控印刷机的状态，才能明显减少SMT工艺中的不良率，优化印刷工艺，并提高SMT工艺的品质，达到较高的良率水平。
目前市面上已有的SPI3D锡膏检测仪可以用来监测锡膏印刷质量，但是它是采用光栅成像方法对锡膏进行三维测量，测量精度不高，容易出现误判。
发明内容
本发明针对上述不足，提供一种基于光纤激光线性光源的三维测量***，可以精确监控锡膏印刷质量。
本发明是通过以下技术方案来实现的，本发明包括工作平台、支座、安装板、X向直线运动组件、光源及高速相机安装组件、Y向直线运动组件、三维激光位移传感器，工作平台为大理石材质，两个支座的底部均固定在工作平台上，安装板与两个支座的顶部固结在一起，X向直线运动组件布置在安装板上，光源及高速相机安装组件布置在X向直线运动组件上，Y向直线运动组件布置在工作平台上，X向直线运动组件与Y向直线运动组件之间的投影夹角为九十度。
进一步地，在本发明中，工作平台的纵截面为长方形，支座的纵截面为工字形，支座的上下两端均带有肋筋，X向直线运动组件与Y向直线运动组件均由高精度步进电机驱动。
更进一步地，本发明的测量方法为基于光纤激光线性光源的三角法。
更进一步地，本发明与软件***相匹配，可以通过定义关键测点位置和公差，测量关键焊点的高度和体积，并通过软件给出是否超差的判断。
本发明的有益效果是：本发明在测量采集过程中仅移动了Y向运动组件，且组件非常稳定地固定在大理石平台之上，从而大大提高了测量精度。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
附图中的标号分别为：1、工作平台，2、支座，3、安装板，4、向直线运动组件，5、光源及高速相机安装组件，6、Y向直线运动组件。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例
本发明的实施例如图1所示，本发明包括工作平台1、支座2、安装板3、X向直线运动组件4、光源及高速相机安装组件5、Y向直线运动组件6、三维激光位移传感器，工作平台1为大理石材质，两个支座2的底部均固定在工作平台1上，安装板3与两个支座2的顶部固结在一起，X向直线运动组件4布置在安装板3上，光源及高速相机安装组件5布置在X向直线运动组件4上，Y向直线运动组件6布置在工作平台1上，X向直线运动组件4与Y向直线运动组件6之间的投影夹角为九十度；工作平台1的纵截面为长方形，支座2的纵截面为工字形，支座2的上下两端均带有肋筋，X向直线运动组件4与Y向直线运动组件6均由高精度步进电机驱动。
本发明的测量过程如下：X向直线运动组件4移动至需要测量的位置；把Y向直线运动组件6移动至测量起始位置；启动测量；安装了被测PCB板的Y向直线运动组件6正向或反向移动；测试***存储三维数据并分析获取测试结果；X向直线运动组件4移动至下一个被测位置；重复Y向直线运动组件6的移动和测试***的测量。
本发明用于锡膏印刷质量的离线和在线检测***，移动平台设计为将传感器安装在X向直线运动组件4上，将被测产品安装在Y向直线运动组件6上，测量过程中Y向直线运动组件6工作，移动平台，通过移动X向直线运动组件4并通过软件拼接的方法完成大范围整板测试。

Claims (4)

1.一种基于光纤激光线性光源的三维测量***，包括工作平台(1)、支座(2)，工作平台(1)为大理石材质，两个支座(2)的底部均固定在工作平台(1)上，其特征在于，还包括安装板(3)、X向直线运动组件(4)、光源及高速相机安装组件(5)、Y向直线运动组件(6)、三维激光位移传感器，安装板(3)与两个支座(2)的顶部固结在一起，X向直线运动组件(4)布置在安装板(3)上，光源及高速相机安装组件(5)布置在X向直线运动组件(4)上，Y向直线运动组件(6)布置在工作平台(1)上，X向直线运动组件(4)与Y向直线运动组件(6)之间的投影夹角为九十度。
2.根据权利要求1所述的基于光纤激光线性光源的三维测量***，其特征在于工作平台(1)的纵截面为长方形，支座(2)的纵截面为工字形，支座(2)的上下两端均带有肋筋，X向直线运动组件(4)与Y向直线运动组件(6)均由高精度步进电机驱动。
3.根据权利要求2所述的基于光纤激光线性光源的三维测量***，其特征在于其测量方法为基于光纤激光线性光源的三角法。
4.根据权利要求3所述的基于光纤激光线性光源的三维测量***，其特征在于本***与软件***相匹配，可以通过定义关键测点位置和公差，测量关键焊点的高度和体积，并通过软件给出是否超差的判断。
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