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Betriebsanleitung SIPLACE F5/F5 HM 6 V isionfunktionen Softwareversion SR.407.xx Ausgabe 01/2001 DE 6.2 LP-Visionsyst em 233 COM2 mi t einem 9-po ligen SUBD-S te cker) – Trigger- und F lashsignal e (10-p oliger Flac hban…

6 Visionfunktionen Betriebsanleitung SIPLACE F5/F5 HM

6.2 LP-Visionsystem Softwareversion SR.407.xx Ausgabe 01/2001 DE

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6.2 LP-Visionsystem

Das LP-Visionsystem erfasst die genaue Lage der Leiterplatte durch Vermessung von Passmar-

ken und ermittelt den Versatz in X- und Y-Richtung, den Verdrehwinkel relativ zur LP-Transport-

richtung und die Scherung der LP. Auch Ausschussmarkierungen (Inkpunkte), werden vom LP-

Visionsystem erfasst und ausgewertet. 6

6.2.1 Systembeschreibung

Das LP-Visionsystem zur Leiterplattenlageerkennung besteht aus dem optischen System zur Lei-

terplattenlageerkennung und der Visionauswerteeinheit 6

Optisches System zur Leiterplattenlageerkennung 6

Jedes Portal besitzt ein eigenes LP-Lageerkennungssystem (siehe Abb. 6.1 - 6, Seite 229). 6

Visionauswerteeinheit 6

Bei jedem Automaten ist im Steuereinschub eine Auswerteeinheit zur Leiterplatten- und Bauele-

mentelageerkennung untergebracht (siehe Abb. 6.1 - 7

, Seite 231). 6

Eine CCD-Kamera (SONY XC75-Kamera) mit integrierter Abbildungs- und Beleuchtungsoptik bil-

det das optische LP-Lageerkennungssystem. Das Gesichtsfeld des LP-Moduls beträgt 5,7mm x

5,7mm. Innerhalb der Maße der Gesichtsfelder kann ein Suchfeld in Lage und Größe frei pro-

grammiert werden. Die Abbildungsoptik ist eine spezielle Messoptik, die Messfehler aufgrund von

Leiterplattenwölbungen weitestgehend kompensiert. Die Beleuchtung wird nur während der Auf-

nahme von Passmarken eingeschaltet. 6

Die Visionauswerteeinheit (MVS) ist ein Einplatinensystem gemäß VME-Standard. Die Hardware

besteht aus dem 6

– MVS Motherboard mit Visionprozessor und Schnittstellenverbindungen und dem

– MVS Kamerainterface für bis zu vier CCD-Kameras.

MVS Motherboard mit Visionprozessor und Schnittstellenverbindungen 6

Auf der VME-Modulrückseite befinden sich die beiden Steckverbindungen für den VME-Bus. 6

An der Frontseite des VME-Moduls befinden sich die Anschlussstecker für 6

– den Bildschirm (VGA-Modus, 15-poliger SUBD-Stecker)

– die Hochgeschwindigkeitsschnittstelle (HS

L), 9-poliger SUBD-Stecker

– bis zu 4 Kameraeingänge (2 15-polige SUBD-Stecker)

– zwei serielle Schnittstellen (RS232 für COM1 mit einem 25-poligen SUBD-Stecker und für

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COM2 mit einem 9-poligen SUBD-Stecker)

– Trigger- und Flashsignale (10-poliger Flachbandkabelstecker)

und die Statusanzeige-LEDs für 6

– die CPU (CFG)

– den Visionprozessor (ACA)

– den Kameraeingang (BCA)

– die Bildschirmanzeige (DISP)

Die Schalter für ’RESET’ und ’ABORT’ finden Sie unterhalb der Anzeige-LEDs. 6

6.2.2 Technische Daten

Kamera-Typ: SONY XC75

Anzahl der Pixel: Kamera 768 (H) x 494 (V), Bild 640 (H) x 484 (V)

Gesichtsfeld: 5,7mm x 5,7mm

Beleuchtungsmethode: Auflichtverfahren (wird beim Messvorgang aktiviert)

Bildverarbeitung: Korrelationsprinzip, Grauwertesystem

Bildschirm: RGB - Monitor (VGA-Modus) 640 x 484 Pixel des

Stationsrechners

Passmarken: Bibliotheksspeicher für bis zu 255 Markendefinitionen

6.2.3 Funktionsbeschreibung

Vor dem Bestücken werden Lage, Verdrehwinkel und Scherung der Leiterplatte aufgrund der Po-

sitionen der Passmarken vom LP-Visionsystem ermittelt. Abweichungen von den Sollwerten wer-

den dann als Korrekturen in die Bestückpositionen der Bauelemente eingerechnet. 6

Auf einer Leiterplatte müssen mindestens 2 Passmarken aufgetragen sein, damit das System Ab-

weichungen der LP-Position und des LP-Drehwinkels zu erkennen vermag. Bei Auftrag von

3 Passmarken erhalten Sie zusätzlich Informationen über Scherung und Verzug der Leiterplatte

und des Leiterplattenlayouts. 6

6.2.4 Funktionsablauf

Bevor eine Marke zur LP-Erkennung verwendet werden kann, muss sie zunächst ’geteacht’ wor-

den sein, d. h. die Markenstrukturparameter müssen im LP-Visionsystem für das Muster abge-

speichert sein. 6

Mit der am Portal angebrachten LP-Vision-Kamera und dem Visionprogramm wird die Marken-

struktur geteacht. Die Visionauswerteeinheit ermittelt mit Methoden der digitalen Bildverarbeitung

die signifikanten Markenstrukturparameter. Das Messverfahren läuft in 2 Stufen ab: 6

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– 2D-Mustersuchverfahren (2-dimensionales Verfahren) im Grobraster und vorläufige Be-

stimmung der Markenkoordinaten

– 1D-Mustersuchverfahren (1-dimensionales Verfahren) für eine genaue Lagebestimmung

der Passmarken.

Bei dem 2D-Mustersuchverfahren wird das Mustererkennungsfenster in Moxelbereiche aufgeteilt.

Moxel (Mosaikpixel) sind Pixelfelder mit z. B. 16 x 16, 8 x 8 usw. Pixel. Je niedriger die Pixelan-

zahl je Moxel, desto höher die Auflösung und desto niedriger die Suchgeschwindigkeit. 6

Abb. 6.2 - 1 Erklärung von Kamerasichtfeld, Suchfeld und Mustersuchfenster

(1) Sichtfeld der Kamera

(2) Suchfeld ≤ Kamerasichtfeld (in diesem Bereich wird nach der Marke gesucht)

(3) Referenzpassmarke

(4) Moxel = Pixelfeld, z. B. 16 x 16 Pixel

(5) Mustersuchfenster (es enthält die Referenzpassmarke)

(6) Zu suchende Marke

Das Mustersuchfenster wird in Moxelschritten über das Suchfeld geführt. Die Grauwerte eines je-

den Moxels der Referenzpassmarke werden dabei errechnet. Diese reduzierte Datenstruktur ent-

hält genügend Informationen über die Grobstruktur und Lage der Referenzpassmarke. 6