CN102221549B - 一种pcb电路板全自动进板光学图像检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PCB电路板全自动进板光学图像检测装置，属于PCB电路板加工技术领域，其技术要点包括机架，其中所述的机架上设有若干支水平平行排列的送板辊，送板辊连接有滚动驱动装置；在送板辊的前进方向的机架上设有实现PCB电路板横向纵向定位的对中定位装置；在对中定位装置后面的送板辊上方的机架上设有图像采集装置，图像采集装置与送板辊上的PCB电路板相对；图像采集装置电路连接有带电路板校对程序的智能控制终端；本发明旨在提供一种可与市场上现有的多种电路板自动放板机和收板机进行组合配套的结构紧凑，能够自动进出板、自动化程度高，可提高生产效率的自动光学图像检测装置；用于PCB电路板的线路开路、短路、缺口、毛刺、线宽/线距违规、漏钻、偏孔等自动检测。
Description
技术领域
本发明涉及PCB电路板光学图像检测设备的制造技术领域，更具体地说，尤其涉及一种PCB电路板自动光学图像检测装置。
背景技术
PCB电路板自动光学图像检测机，一般它包括图像采集系统(多为线扫描形式)、光源系统、机械系统(驱动及定位)、控制系统、软件系统(图像处理)等。目前市面上大部分的PCB电路板自动光学图像检测检测装置由于进板和出板均采用人工操作，自动化程度低，速度慢，操作比较烦琐，特别是此类检测装置结构复杂，制造成本高，维修困难，一般中小型电路板企业难于推广使用。因此设计一种结构紧凑，能够自动进出板、自动化程度高和制造成本低、提高生产效率、适合大面积推广使用的装置是本发明的构思所在。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺点，采用模块化设计，提供一种可与市场上现有的多种电路板自动放板机和收板机进行组合配套的结构紧凑，能够自动进出板、自动化程度高，可提高生产效率的PCB电路板自动光学图像检测装置。
本发明的技术方案是这样实现的：一种PCB电路板全自动进板光学图像检测装置，包括机架，其中所述的机架上设有若干支水平平行排列的送板辊，送板辊连接有滚动驱动装置；在送板辊的前进方向的机架上设有实现PCB电路板横向纵向定位的对中定位装置；在对中定位装置后面的送板辊上方的机架上设有图像采集装置，图像采集装置与送板辊上的PCB电路板相对；图像采集装置电路连接有带电路板校对程序的智能控制终端。
上述的PCB电路板全自动进板光学图像检测装置中，所述的滚动驱动装置由设置在各送板辊一端的从动斜齿轮、与各从动斜齿轮相对应的主动斜齿轮以及与主动斜齿轮相连接的驱动装置构成，主动斜齿轮通过一根支轴相连，所述的驱动装置与支轴通过传动带联动。
上述的PCB电路板全自动进板光学图像检测装置中，所述的驱动装置为步进电机或伺服电机中的任意一种。
上述的PCB电路板全自动进板光学图像检测装置中，所述的对中定位装置主要包括固定在机架上的导向柱、穿设在导向柱上的横向定位移动块、设置在横向定位移动块上的横向定位缓冲器和光电感应开关、驱动横向定位移动块移动的移动机构、设置在横向定位移动块后端的纵向定位支座，穿设在纵向定位支座上的纵向定位升降杆以及和纵向定位升降杆连接的第一升降气缸。
上述的PCB电路板全自动进板光学图像检测装置中，所述的移动机构由固定在机架两侧的支承座、分别设置在支承座上的第一同步带轮、设置在第一同步带轮之间的第一传动带以及与其中一个第一同步带轮相连接的第一步进电机或伺服电机组成。
上述的PCB电路板全自动进板光学图像检测装置中，所述的横向定位缓冲器由滑动固定套、伸缩杆、回位弹簧和挡圈构成，伸缩杆穿设在滑动固定套内，回位弹簧套设在滑动固定套一侧的的伸缩杆外围，挡圈设置在滑动固定套另一侧的伸缩杆上。
上述的PCB电路板全自动进板光学图像检测装置中，所述的对中定位装置后面的送板辊上方还设有至少两支水平放置且可上下移动的送板压辊，送板压辊与送板辊相对应，各送板压辊的两端分别设有支座，各送板压辊与支座的接触部设有轴承，送板压辊两端的支座均连接有第二升降气缸；所述的第二升降气缸固定在机架上，所述的第二升降气缸固定在机架上，各第二升降气缸根据电路板的前进速度沿电路板的前进方向由前至后依序驱动对应的送板压辊下降。
上述的PCB电路板全自动进板光学图像检测装置中，所述的图像采集装置由设置在机架上的横向导轨、穿设在横向导轨上的移动座、设置在移动座上的图像采集部件以及与移动座连接的水平驱动装置构成；图像采集部件与智能控制终端电路连接。
上述的PCB电路板全自动进板光学图像检测装置中，所述的水平驱动装置由设置在机架两侧的第二同步带轮和设置在第二同步带轮之间的第二传动带以及与其中一个第二同步带轮相连接的第二步进电机或伺服电机组成。
本发明采用上述结构后，通过送板辊及驱动送板辊转动的步进电机或是伺服电机构成的间歇式送板装置，并结合光电开关，实现电路板的自动进板；通过对中定位装置实现电路板的横向及纵向的定位，为下一步检测做好准备；进一步地，通过送板压辊与送板辊相配合，实现电路板的精确送板，通过实验证明，其送板误差在0.1mm以内；通过图像采集装置配合带电路板校对程序的智能控制终端，实现由图像采集装置瞬时采集的图像传送到智能控制终端中，由智能控制终端自动核对PCB图像信息，实现自动检测工作，检测精度高，操作方便；本发明具有自动送板且送板工作效率高，安全性能好的优点，避免现在技术结构中采用人工操作送板的现象，而且本发明模块化设计，可与市场上现有的多种电路板自动放板机和收板机进行组合配套，提供一种结构紧凑，能够自动进出板、自动化程度高和制造成本低、提高生产效率、适合大面积推广使用的PCB电路板检测装置。本发明实现对PCB电路板的线路开路、短路、缺口、毛刺、线宽/线距违规、漏钻、偏孔等自动检测的技术效果。
附图说明
下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不构成对本发明任何限制。
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明送板辊和送板压辊的结构示意图；
图3是本发明对中定位装置的结构示意图；
图4是本发明横向定位缓冲器的结构示意图。
图中：机架1、送板辊2、滚动驱动装置3、从动斜齿轮3a、主动斜齿轮3b、驱动装置3c、对中定位装置4、导向柱4a、横向定位移动块4b、对中导轨4c、横向定位缓冲器4d、光电感应开关4e、移动机构4f、纵向定位支座4g、纵向定位升降杆4h、第一升降气缸4i、支承座4j、第一同步带轮4k、第一传动带4l、第一步进电机或伺服电机4m、滑动固定套4n、伸缩杆4o、回位弹簧4p、挡圈4q、图像采集装置5、横向导轨5a、移动座5b、图像采集部件5c、水平驱动装置5d、第二同步带轮5e、第二传动带5f、第二步进电机或伺服电机5g、智能控制终端6、送板压辊7、支座7a、第二升降气缸7b。
具体实施方式
参阅图1至图4所示，本发明的一种PCB电路板全自动进板光学图像检测装置，包括机架1，在机架1上设有若干支水平平行排列的送板辊2，送板辊2采用摩擦系数较大的钢性材料制成，送板辊2连接有滚动驱动装置3，滚动驱动装置3由设置在各送板辊2一端的从动斜齿轮3a、与各从动斜齿轮3a相对应的主动斜齿轮3b以及与主动斜齿轮3b相连接的驱动装置3c构成，主动斜齿轮3b通过一根支轴相连，所述的驱动装置3c与支轴通过传动带联动；驱动装置3c为步进电机或伺服电机中的任意一种，本实施例采用步进电机作为驱动电机；在送板辊2前方侧边的机架1上设有光电开关，用于感应电路板同时启动滚动驱动装置3；在送板辊2的前进方向的机架1上设有实现PCB电路板横向纵向定位的对中定位装置4，对中定位装置4主要包括固定在机架1上的导向柱4a、穿设在导向柱4a上的横向定位移动块4b、设置在机架1上且与横向定位移动块4b相对应的对中导轨4c、设置在横向定位移动块4b上的横向定位缓冲器4d和光电感应开关4e、驱动横向定位移动块4b移动的移动机构4f、设置在横向定位移动块4b后端的纵向定位支座4g，穿设在纵向定位支座4g上的纵向定位升降杆4h以及和纵向定位升降杆4h连接的第一升降气缸4i，在本实施例中，移动机构4f由固定在机架1两侧的支承座4j、分别设置在支承座4j上的第一同步带轮4k、设置在第一同步带轮4k之间的第一传动带4l以及与其中一个第一同步带轮4k相连接的第一步进电机或伺服电机4m组成；横向定位缓冲器4d由滑动固定套4n、伸缩杆4o、回位弹簧4p和挡圈4q构成，伸缩杆4o穿设在滑动固定套4n内，回位弹簧4p套设在滑动固定套4n一侧的的伸缩杆4o外围，挡圈4q设置在滑动固定套4n另一侧的伸缩杆4o上；在对中定位装置4后面的送板辊2上方的机架1上设有图像采集装置5，图像采集装置5与送板辊2上的PCB电路板相对，图像采集装置5由设置在机架1上的横向导轨5a、穿设在横向导轨5a上的移动座5b、设置在移动座5b上的图像采集部件5c以及与移动座5b连接的水平驱动装置5d构成；横向导轨5a与送板辊2及送板压辊7之间相互水平平行布置；图像采集部件5c电路连接有带电路板校对程序的智能控制终端6，在本实施例中，智能控制终端6为计算机；图像采集部件5c可以采用拍摄图像或线扫描方式对PCB电路板进行图像数据采集，在本实施例中，水平驱动装置5d由设置在机架1两侧的第二同步带轮5e和设置在第二同步带轮5e之间的第二传动带5f以及与其中一个第二同步带轮5e相连接的第二步进电机或伺服电机5g组成；为了提高电路板进板移动的精度，在对中定位装置4后面的送板辊2上方还设有至少两支水平放置且可上下移动的送板压辊7，本实施例中的送板压辊7数量为两支，送板压辊7采用弹性防静电胶材料制成，送板压辊7与送板辊2相对应，各送板压辊7的两端分别设有支座7a，各送板压辊7与支座7a的接触部设有轴承，送板压辊7两端的支座7a均连接有第二升降气缸7b，第二升降气缸7b固定在机架1上，各第二升降气缸7b根据电路板的前进速度沿电路板的前进方向由前至后依序驱动对应的送板压辊7下降；为了精确进行传动，对与送板压辊7配对的送板辊2采用另一独立的步进电机进行驱动，驱动送板辊2的步进电机通过控制终端同步控制。
具体使用时，本发明的PCB电路板全自动进板光学图像检测装置启动后，由一台全自动放板机(行业已有标准产品)将待检测电路板输送到间歇送板装置送板辊2上面，由步进电机驱动送板辊2旋转带动PCB电路板向前运动。
设置在送板辊2旁边的机架1上的光电开关识别到电路板进入设备后，启动对中定位装置4控制信号动作，第一升降气缸4i推动纵向定位升降杆4h上升，阻拦电路板通过；同时第一步进电机或伺服电机4m驱动第一传动带4l带动横向定位缓冲器4d向左直线移动，将电路板推向对中导轨4c后停止，其运动精度由横向定位缓冲器4d和光电感应开关4e同步控制。
步进电机停止驱动，送板辊2暂停旋转，等待指令准备作下次动作；送板压辊7在第二升降气缸7b推动作用下由前至后依序向下运动，压紧电路板，限制电路板自由度；随后，第一升降气缸4i做下降动作，释放电路板使其通过。
横向定位移动块4b带动横向定位缓冲器4d返回初始位置，准备下一周期工作，完成将电路板精确定位在左上角位置(进板方向来确定)，经测试其定位精度在0.1mm以内；
步进电机启动，同时对中对定装置4旁边机架1上的光电开关感应到电路板到达初始位置，即由电子计算机进行运算，给出步进参数，控制步进电机精确旋转，带动送板辊2旋转，保证将放置在胶辊上面的电路板精确输送到拍照位置(拍摄范围)。
图像采集装置5动作，在步进电机或伺服电机5g的作用下，通过第二传动带5f带动移动座5b，从而使图像采集部件5c(摄像头或扫描头)在横向导轨5a上横向移动，逐一进行图像采集，完成后给出下一步指令到送板辊2。
送板辊2精确间歇运动将电路板往多次输送到设定位置，直至一块电路板完全通过，也就完成了一块电路板检测过程。当各动作完成后回到初始状态，接着下一个循环开始。
以上述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非针对本发明作任何形式的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术范围内，可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作出的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均属于本发明的技术方案的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种PCB电路板全自动进板光学图像检测装置，包括机架（1），其特征在于，所述的机架（1）上设有若干支水平平行排列的送板辊（2），送板辊（2）连接有滚动驱动装置（3）；在送板辊（2）的前进方向的机架（1）上设有实现PCB电路板横向纵向定位的对中定位装置（4）；在对中定位装置（4）后面的送板辊（2）上方的机架（1）上设有图像采集装置（5），图像采集装置（5）与送板辊（2）上的PCB电路板相对；图像采集装置（5）电路连接有带电路板校对程序的智能控制终端（6）；所述的对中定位装置（4）主要包括固定在机架（1）上的导向柱（4a）、穿设在导向柱（4a）上的横向定位移动块（4b）、设置在机架（1）上且与横向定位移动块（4b）相对应的对中导轨（4c）、设置在横向定位移动块（4b）上的横向定位缓冲器（4d）和光电感应开关（4e）、驱动横向定位移动块（4b）移动的移动机构（4f）、设置在横向定位移动块（4b）后端的纵向定位支座（4g），穿设在纵向定位支座（4g）上的纵向定位升降杆（4h）以及和纵向定位升降杆（4h）连接的第一升降气缸（4i）。
2.根据权利要求1所述的PCB电路板全自动进板光学图像检测装置，其特征在于，所述的滚动驱动装置（3）由设置在各送板辊（2）一端的从动斜齿轮（3a）、与各从动斜齿轮（3a）相对应啮合的主动斜齿轮（3b）以及与主动斜齿轮（3b）相连接的驱动装置（3c）构成，主动斜齿轮（3b）通过一根支轴相连，所述的驱动装置（3c）与支轴通过传动带联动。
3.根据权利要求2所述的PCB电路板全自动进板光学图像检测装置，其特征在于，所述的驱动装置（3c）为步进电机或伺服电机中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的PCB电路板全自动进板光学图像检测装置，其特征在于，所述的移动机构（4f）由固定在机架（1）两侧的支承座（4j）、分别设置在支承座（4j）上的第一同步带轮（4k）、设置在第一同步带轮（4k）之间的第一传动带（4l）以及与其中一个第一同步带轮（4l）相连接的第一步进电机或伺服电机（4m）组成。
5.根据权利要求1所述的PCB电路板全自动进板光学图像检测装置，其特征在于，所述的横向定位缓冲器（4d）由滑动固定套（4n）、伸缩杆（4o）、回位弹簧（4p）和挡圈（4q）构成，伸缩杆（4o）穿设在滑动固定套（4n）内，回位弹簧（4p）套设在滑动固定套（4n）一侧的的伸缩杆（4o）外围，挡圈（4q）设置在滑动固定套（4n）另一侧的伸缩杆（4o）上。
6.根据权利要求1所述的PCB电路板全自动进板光学图像检测装置，其特征在于，所述的对中定位装置（4）后面的送板辊（2）上方还设有至少两支水平放置且可上下移动的送板压辊（7），送板压辊（7）与下方的送板辊（2）相对应，各送板压辊（7）的两端分别设有支座（7a），各送板压辊（7）与支座（7a）的接触部设有轴承，送板压辊（7）两端的支座（7a）均连接有第二升降气缸（7b）；所述的第二升降气缸（7b）固定在机架（1）上，各第二升降气缸（7b）根据电路板的前进速度沿电路板的前进方向由前至后依序驱动对应的送板压辊（7）下降。
7.根据权利要求1至6任一所述的PCB电路板全自动进板光学图像检测装置，其特征在于，图像采集装置（5）由设置在机架（1）上的横向导轨（5a）、穿设在横向导轨（5a）上的移动座（5b）、设置在移动座（5b）上的图像采集部件（5c）以及与移动座（5b）连接的水平驱动装置（5d）构成；图像采集部件（5c）与智能控制终端（6）电路连接。
8.根据权利要求7所述的PCB电路板全自动进板光学图像检测装置，其特征在于，所述的水平驱动装置（5d）由设置在机架（1）两侧的第二同步带轮（5e）和设置在第二同步带轮（5e）之间的第二传动带（5f）以及与其中一个第二同步带轮（5e）相连接的第二步进电机或伺服电机（5g）组成。
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