CN104708158A - 一种电路板自动焊接方法 - Google Patents

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Abstract

一种电路板自动焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：10)由相机拍摄电路板图像，并通过图像采集卡传送至处理器；20)所述处理器对图像进行处理；30)所述处理器根据步骤20)得到的图像与预先定义的信息进行比较，并根据比较结果计算偏移量，40)根据步骤30)得到的偏移量，对焊接程序进行补偿，得到所述电路板的正确坐标位置；50)对所述步骤40)得到的正确坐标位置实施焊接。本发明提供的电路板自动焊接方法，用相机拍摄电路板的图像，并通过PC机处理，采用电路板上的特征位置来对焊接位置进行定位，提高了焊接精度；并且，在处理图像时，只采用记号点的小块图像，数据处理量很少，处理速度快，提高了工作效率；同时可以实现实时显示处理结果与错误信息，直观快速。

Description

一种电路板自动焊接方法
技术领域
本发明涉及电路板焊接技术领域，特别是一种电路板的自动焊接方法。
背景技术
目前，在电路板等相关领域，通常采用自动焊锡机来对电路板进行相应的焊接操作。由于电路板体积较小，因而对于自动焊锡机来说，其对待焊接的电路板的精度及定位精度均有较高的要求，从而在焊接过程中，容易出现电路板误差或定位误差，当超过允许误差值的时候，焊接就会出现偏差，造成虚焊、漏焊、连锡、少焊等不良品的出现，影响了生产质量及生产速度。
并且，现有技术中，通常是采用机械定位，因而不能实现准确的定位，从而更加容易出现焊接质量不良。
因此，如何设计一种不需要依靠机械定位，并且能够提高电路板的焊接精度、焊接质量的焊接方法，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种不需依靠机械定位，而是依靠电路板上的特征位置进行定位的焊接方法，从而提高焊接的精度。为此，本发明采用以下技术方案：
一种电路板自动焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：
10)由相机拍摄电路板图像，并通过图像采集卡传送至处理器；
20)所述处理器对图像进行处理；
30)所述处理器根据步骤20)得到的图像与预先定义的信息进行比较，并根据比较结果计算偏移量，
40)根据步骤30)得到的偏移量，对焊接程序进行补偿，得到所述电路板的正确坐标位置；
50)对所述步骤40)得到的正确坐标位置实施焊接。
优选地，所述处理器为PC机。
优选地，在步骤20)中，所述PC机对所述图像进行二值化处理，得到仅包含黑色和白色数值的黑白图像。
优选地，还包括以下步骤：
21)在所述黑白图像在预定义的记号点区域，取一小块图像，并计算出所述小块图像的中心位置并记录。
优选地，还包括以下步骤：
22)对所述小块图像进行边缘检测，从而得到由单点组成的各个特征图形。
优选地，还包括以下步骤：
23)对所述各个特征图形进行分析，以判断是否与预定义的记号点形状一致。
优选地，所述PC机计算所述特征图形在所述小块图像中的位置，从而计算出所述特征图像的偏移量。
本发明提供的电路板自动焊接方法，用相机拍摄电路板的图像，并通过PC机处理，采用电路板上的特征位置来对焊接位置进行定位，提高了焊接精度；并且，在处理图像时，只采用记号点的小块图像，数据处理量很少，处理速度快，提高了工作效率；同时可以实现实时显示处理结果与错误信息，直观快速。
附图说明
图1是一种自动焊锡机整体外观图；
图2是自动焊锡机内部结构图；
图3是Z轴运动组件的结构图；
图4是视觉相机组件的结构示意图；
图5是电路板输送组件结构示意图；
图6是本发明第一实施方式的流程示意图；
图7是本发明第二实施方式的流程示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图，详细说明本发明的实施方式。
需要说明的是，本发明涉及一种电路板的自动焊方法，为了便于本领域技术人员直观地了解本发明，因此以一种自动焊锡机为例进行说明，本领域技术人员应当理解，本发明提供的焊接方法并非是必须依赖于下文所述的自动焊锡机才能实现，在此基础上，可以对自动焊锡机作出各种结构上的变换，然而无论采用何种结构的自动焊锡机，只要实施了本发明提供的焊接方法，显然也应该属于本发明的保护范围之内。
请参照图1。图1是一种自动焊锡机整体外观图。
如图1所示，自动焊锡机由上机架2和下机架1组成，在上机架2的顶部设置有三色灯3，用于在系统发生错误时发出报警。在上机架2的表面上设置有显示屏幕4以及操作面板5。
自动焊锡机的内部结构如图2所示，其包括电路板输送组件6、Y轴运动组件7、Z轴运动组件8、X轴运动组件9。本发明所述的X轴、Y轴、Z轴是基于平放的电路板而言的，X轴和Y轴确定电路板所在的平面，Z轴则确定电路板在高度方向的位置，三者共同确定电路板所在的位置，从而确定电路板上每个焊接部位的位置。
Z轴运动组件8的结构如图3所示，其包括精密供锡组件10、高频温度控制组件11、视觉相机组件12，三者随着Z轴运动组件8的移动而移动。
视觉相机组件12的结构如图4所示，其包括工业相机15，下端设置有光学镜头14以及LED照明组件13。视觉相机组件12通过相机固定支架16固定在Z轴运动组件8上。
电路板输送组件6的结构如图5所示，其具有电路板夹紧定位组件21以及调宽组件20，其中电路板夹紧定位组件21用于对待加工的电路板进行夹紧并定，调宽组件20则用于在更换不同规格的电路板时，调节宽度以相适应。电路板输送组件6还包括光电传感器组件19以及皮带输送组件18，其中，皮带输送组件18通过设置在下端的皮带驱动电机组件驱动。待加工的电路板22通过皮带输送组件18传输至特定地点以进行焊接操作。
自动焊锡机的工作过程：
自动焊锡机通电后，首先，Z轴运动组件定8位到原点，同时，X轴运动组件9、Y轴运动组件也回原点，从而完成机构复位。此时可在显示屏幕上选择与要生产的电路板对应的预设焊接程序，自动焊锡机进入准备状态，上一道工序过来的电路板22经图5所示的电路板输送组件6输送至中间位置，由光电传感器组件19检测到电路板22是否存在，当检测到存在电路板22时，电路板夹紧定位组件将电路板22夹紧并固定，将烙铁头移动到焊点位置，Z轴运动组件8下降，使烙铁头与电路板焊盘接触，并根据程序设置进行点焊、拖焊等焊接操作，焊接完成后，Z轴运动组件8上升，依程序设定移动到下一个焊接位置，继续上述焊接操作，直至整块电路板的焊接位置焊接完成。完成焊接之后，电路板夹紧定位组件21将电路板22放松，通过皮带输送组件18将电路板22送出，此时自动焊锡机处于准备工作状态，新的电路板通过皮带输送组件18的入口处进入，然后重复以上过程，连续完成多个电路板的焊接工作。当需要更换不同规格的电路板时，根据电路板的宽度，只需要显示屏幕4上输入宽度数据，此时调宽组件20自动调整电路板输送组件6的宽度以适应新的电路板。
在本发明的第一种实施方式中，如图6所示，在上述工作过程中，X轴运动组件9、Y轴运动组件7运动到程序设置的特征点位置时，通过视觉相机组件12拍摄电路板的图像，并通过图像采集卡传送至作为处理器的PC机，由PC机对该图像进行处理，处理后图像与预先定义的信息进行比较，并根据比较结果计算偏移量，然后，根据计算得到的偏移量，对焊接程序进行补偿，从而得到电路板的正确坐标位置，最后由烙铁头对该正确的坐标位置实施焊接。
作为更为具体的第二实施方式，请参照图7。在第二实施方式中，对上述步骤作了更为具体的描述。
在步骤20)中，由PC机对图像进行二值化处理，从而得到仅包含黑色和白色两种数值的黑白图像，二值化处理后的图像便于软件的分析，提高了分析的效率。
在二值化处理后的图像中，在预定义的记号点区域，取一小块图像，并计算出该小块图像的中心位置并记录下来，显然，取小块图像进行分析，极大地减少了处理器的处理数据，能够更快速地得出分析结果。
接下来，对该小块图像进行边缘检测，从而得到由单点组成的各个特征图形，并对这些特征图形进行分析比较，以判断是否与预定义的记号点区域的形状一致。如果一致，则PC机计算这些特征图形在所述小块图像中的位置，从而计算出所述特征图像的偏移量，并由软件识别特征点进行误差计算，将误差与原来程序进行误差补偿计算，从而得到电路板上焊接位置的精确位置，从而能够精确地实施焊接。如果与预设的记号点区域不一致，则进入错误处理，不再继续计算偏移量和启动补偿焊接程序。
需要说明的是，本发明所述的上、下、左、右等方位名词，是以说明书附图所显示的相对位置为基准的，并不应当理解为对本发明的限制。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种电路板自动焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：
10)由相机拍摄电路板图像，并通过图像采集卡传送至处理器；
20)所述处理器对图像进行处理；
30)所述处理器根据步骤20)得到的图像与预先定义的信息进行比较，并根据比较结果计算偏移量；
40)根据步骤30)得到的偏移量，对焊接程序进行补偿，得到所述电路板的正确坐标位置；
50)对所述步骤40)得到的正确坐标位置实施焊接。
2.如权利要求1所述的电路板自动焊接方法，其特征在于，所述处理器为PC机。
3.如权利要求2所述的电路板自动焊接方法，其特征在于，在步骤20)中，所述PC机对所述图像进行二值化处理，得到仅包含黑色和白色数值的黑白图像。
4.如权利要求3所述的电路板自动焊接方法，其特征在于，还包括以下步骤：
21)在所述黑白图像在预定义的记号点区域，取一小块图像，并计算出所述小块图像的中心位置并记录。
5.如权利要求4所述的电路板自动焊接方法，其特征在于，还包括以下步骤：
22)对所述小块图像进行边缘检测，从而得到由单点组成的各个特征图形。
6.如权利要求5所述的电路板自动焊接方法，其特征在于，还包括以下步骤：
23)对所述各个特征图形进行分析，以判断是否与预定义的记号点形状一致。
7.如权利要求1或6所述的电路板自动焊接方法，其特征在于，所述PC机计算所述特征图形在所述小块图像中的位置，从而计算出所述特征图像的偏移量。
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