[实用新型]用于实现N步相移法的测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及三维物体测量技术，尤其是在使用N步相移法测量物体的过程中，用于实现N步相移法的测量装置，可以应用于SMT(表面贴装技术)领域中的锡膏印刷检测。

背景技术

锡膏印刷流程会产生很多缺陷已经是一个不争的事实，一些报道甚至指出这类缺陷数量已占总缺陷数量的80％，另外一个众所周知事实是锡膏量是判断焊点质量及其可靠性的一个重要指标。采用三维锡膏检测(SPI)技术将有助于减少印刷流程中产生焊点缺陷，而且可通过最低返工(如清洗电路板)成本来减少废品带来的损失，另外一个好处是焊点可靠性将得到保证。

计算结果表明：回流焊前锡膏印刷缺陷损失比回流焊后印刷缺陷损失小10倍，比在线测试缺陷损失要小70倍，比平面缺陷损失要小700倍。由此可见，随着锡膏检测技术的问世，结合了锡膏印刷和回流焊前三维锡膏检测的流程控制就势在必行，而且，线内流程控制已成为提高可靠性和节省成本一个机会。

目前常见的三维测量方法，主要分为接触式和非接触式两大类。对于接触式测量来说，采用类似三坐标测量机这样的设备，使用探针接触测量物体表面来进行物体形状测量，该方法的缺点显而易见，速度慢，且对类似锡膏这样的柔性物体无效。而对于非接触式测量，由于测量速度快，并且不接触测量对象，所以具有明显优势，目前主要基于三大类技术：双目视觉、激光扫描和正弦条纹投影。其中，双目视觉设备成本较高，且整个系统结构和标定都极为复杂，所以在工业检测领域很少采用。激光扫描法，采用的测量原理跟正弦条纹投影是一样的，不同之处在于，前者采用单条激光进行测量，每次只能测量一条光线上的物点，总体速度要慢于正弦条纹投影。所以，目前业界普遍采用的还是基于正弦条纹的投影算法进行三维物体检测。但是在这种方法中使用的实现装置，容易出现条纹堆积以及反光、阴影等光学问题，给测量带来负面影响，致使测量结果不准确。

实用新型内容

为此，本实用新型其针对SMT领域中存在的锡膏印刷检测精度问题，提供一种用于实现N步相移法的测量装置，以获得锡膏的面积、中心、高度、形状、体积等参数，从而确定锡膏印刷是否合格。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种用于实现N步相移法的测量装置，其特征在于，包括一工作台，在工作台上固定一立柱，在立柱上可变化高度地固定一相机和一光栅安装架，所述光栅安装架上安装有多个光栅组件，所述光栅组件包括一滑动设置在光栅安装架上的光栅片，和位于光栅片上方的平行光源，所述光栅片由陶瓷马达驱动连接，所述相机和陶瓷马达由计算机控制连接，所述相机和光栅片都能对照到下方的待测物上。

所述相机和光栅安装架通过多位螺栓孔安装在立柱上，通过孔位的变化改变其在立柱上的安装高度。

所述相机和光栅安装架通过滑块滑动设置在立柱上的滑轨上，所述滑块由马达驱动连接。

所述光栅安装架向四周分支出多个光栅框架，在各所述光栅框架上安装光栅组件。

所述光栅安装架上设置有滑轨，滑轨上设置有滑块，所述滑块由所述陶瓷马达驱动连接，在所述滑块上安装有所述光栅片。

或者所述光栅框架上设置有滑轨，滑轨上设置有滑块，所述滑块由所述陶瓷马达驱动连接，在所述滑块上安装有所述光栅片。

所述光栅组件还包括一设置在光栅片下方的光栅投影镜头。

所述光栅片为正弦光栅或朗奇光栅。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：本实用新型是为实现N步相移测量法而设计，核心包括了采样相机和光栅的一体化装置，结构简单易操作，多个光栅安装在一个相机周围，可以同时拍摄，利于N步测量法的实现。

附图说明

图1是变形条纹图像；

图2是三角测量原理图；

图3是测量方法流程图；

图4是测量装置正面视图；

图5是测量装置侧面视图；

图6是测量装置俯视图；

图7是测量装置立体图；

图8是测量装置局部拆解视图；

图9是光栅组件的主要结构剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

在介绍本实用新型之前，先介绍一下N步相移法(也叫做PMP算法)的原理：

当正弦光栅模板被投影到三维漫反射物体表面时，会在物体表面形成变形条纹像如图1所示，可用公式表示为：

I(x，y)＝A(x，y)+B(x，y)*cos[φ(x，y)]    (1)