CN108575086A - 电子元器件接脚位置采集装置、识别装置及自动插件机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子元器件接脚位置采集装置、识别装置以及自动插件机。电子元器件包括器件本体和设于器件本体同一侧的多个接脚。电子元器件接脚位置采集装置包括一个或多个光源以及CCD相机，光源设置于器件本体的具有接脚的一侧，光源配置为使其使其光线集中照射多个接脚，避免照射器件本体；CCD相机设置于器件本体的具有接脚的一侧，用于拍摄接脚的影像。

Description

电子元器件接脚位置采集装置、识别装置及自动插件机

技术领域

本发明涉及一种电子元器件接脚位置采集装置、识别装置以及自动插件机。

背景技术

自动插件机是将各种电子元器件插装到PCB(电子线路板)指定位置的加工设备。电子元器件一般包括器件主体和多个接脚，PCB上设有多个对应电子元器件的接脚的插孔。

自动插件机包括工作台、设置在工作台上用于传输PCB的PCB供料单元、用于传输电子元器件的器件供料单元、用于从元器件供料装置中拾取电子元器件并将其插装至基板上的元器件拾取单元，以及用于控制各个装置动作的控制单元。有些自动插件机的控制单元包括电子元器件接脚位置采集装置，控制单元依据该采集装置识别接脚位置并控制元器件拾取单元的移动方向和距离。

在自动插件机在生产过程中，PCB供料装置按序将PCB沿水平方向由前向后传送至待插件位置处，元器件供料装置将电子元器件按序传送至待取料位置处，元器件拾取单元从待取料位置处取出待插件的电子元器件并将其插装至PCB上。

传统的自动插件机对于电容、电阻等标准器件在PCB上的装配，基本能实现装配过程自动化，代替了手工作业，一定程度上提高了生产效率。然而，对于端子、接头、电池盒、变压器等异形件以及接脚有变形、错位的某些标准器件，上述传统的自动插件机中的电子元器件接脚位置采集装置所能采集的接脚位置信息不准确，经常造成电子元器件被误判为不合格或者造成接脚没有对准PCB的插孔强行装插而导致电子元器件损坏或者导致PCB损坏；与此同时，作业效率也非常低下。因此，传统的自动插件机还较难实现异形电子元器件以及接脚有变形、错位的某些标准电子元器件自动化插装。

在背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

为解决以上现有技术的问题，本发明的一个目的在于提供一种能精确采集电子元器件接脚位置影像的采集装置；

本发明的另一个目的在于提供一种能精确识别电子元器件接脚位置的识别装置；

本发明的再一个目的在于提供一种包含本发明电子元器件接脚位置采集装置或识别装置的自动插件机。

根据本发明的一个方面，一种电子元器件接脚位置采集装置，所述电子元器件包括器件本体和设于所述器件本体同一侧的多个接脚。所述电子元器件接脚位置采集装置包括一个或多个光源以及CCD相机，光源设置于所述器件本体的具有所述接脚的一侧，所述光源配置为使其光线集中照射多个所述接脚；CCD相机设置于所述器件本体的具有所述接脚的一侧，用于拍摄所述接脚的影像。

根据本发明的另一个方面，一种电子元器件接脚位置识别装置，包括本发明所述的电子元器件接脚位置采集装置以及处理器，其中所述处理器用于接收所述CCD相机拍摄的影像，并对所述影像进行处理获取各个接脚的位置信息。

根据本发明的另一个方面，一种自动插件机，用于将电子元器件的接脚装插到PCB的插孔，其包括本发明所述的电子元器件接脚位置采集装置。

由上述技术方案可知，本发明的优点和有益技术效果在于：本发明电子元器件接脚位置采集装置包括光源和CCD相机，由于光源的光线集中照射多个所述接脚，而避免照射到电子器件的器件本体以及粘贴在器件本体上的胶带等附属物，CCD相机所能摄取的影像主要是接脚的影像，接脚的影像在整个照片中是非常突出非常清晰的，因此，本发明电子元器件接脚位置采集装置能精确采集电子元器件接脚位置影像；进而使后续处理器能更方便地进行处理，并且更容易获得准确的接脚位置信息，从而采用本发明电子元器件接脚位置采集装置的自动插件机能大幅提升插件质量和工作效率。

本发明中通过以下参照附图对优选实施例的说明，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更加明显。

附图说明

图1A是本发明电子元器件接脚位置采集装置第一实施方式的结构示意图；

图1B是图1A所述的电子元器件接脚位置采集装置中的遮光板的结构示意图；

图1C是使用图1A所述的电子元器件接脚位置采集装置获得的照片；

图2A是本发明电子元器件接脚位置采集装置第二实施方式的结构示意图；

图2B是图2A所述的电子元器件接脚位置采集装置中的光约束部件的立体图；

图2C是使用图2A所述的电子元器件接脚位置采集装置获得的照片；

图3是本发明电子元器件接脚位置采集装置第三实施方式的结构示意图；

图4A是本发明电子元器件接脚位置采集装置第四实施方式的结构示意图；

图4B是图4A所述的电子元器件接脚位置采集装置中的光约束部件的立体图。

图中：100、电子元器件；101、器件本体；102、接脚；10、CCD相机；11、13、14、光源；110、130、140、发光体；111、支座；12、遮光板；120、预插孔；131、底壁；132、筒体；133、侧壁。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

参照图1A，本发明的电子元器件接脚位置采集装置，可应用于自动插件机，自动插件机用于将电子元器件100的接脚102装插到一PCB(未示出)的插孔。电子元器件100可以包括器件本体101和设于器件本体101同一侧的多个接脚102。

本发明的电子元器件接脚位置采集装置，主要用于采集电子元器件100的接脚102位置，特别是接脚102末端位置，而避免采集到电子元器件100的其他位置例如器件本体101、贴在器件本体101上的胶带等的信息，以减小其他图像信息干扰，获得准确的接脚位置图片，这一目的可以通过设计光照范围、设计光源的光线方向以及设计光路等方式来实现，例如使光源11的光照范围仅包括多个接脚102，而不包括电子元器件100的其他位置例如器件本体101等，下面详细说明。

电子元器件接脚位置采集装置实施方式1

参照图1A和图1B，图1A是本发明电子元器件接脚位置采集装置第一实施方式的结构示意图；图1B是图1A所述的电子元器件接脚位置采集装置中的遮光板的结构示意图。

如图1A所示，本发明电子元器件接脚位置采集装置第一实施方式包括一个CCD相机10、两个光源11和遮光板12。

光源11包括支座111和安装于支座111内的发光体110。该第一实施方式包括两个光源11，两个光源11设置于器件本体101的具有接脚102的一侧，并位于电子元器件100的接脚102的外侧，且对称布置。两个光源11的两条光线中心线之间可以形成一60°～170°的夹角，该第一实施方式中，二者夹角为90°，即相互垂直。当然本发明并不限于此，在其他实施方式中，两个光源11的两条光线中心线之间的夹角还可以是80°、100°、120°或者150°等，只要两个光源11能照射到接脚102的方案均是可行的。光源11的数量也不限于两个，可以适当增加或减少，当多个接脚102分成左右两组时，光源11优选为成对设置，每一对光源照射对应的左侧或右侧的接脚102，以使各个接脚102处的照度均匀，使后续的图像处理更为方便。

CCD相机10用于拍摄接脚102的影像，其设置于器件本体101的具有接脚102的一侧，优选地，CCD相机10的镜头的中心线与两组接脚102的对称轴重合。

如图1B所示，遮光板12可以是不锈钢板或塑料板等，其上设有多个预插孔120，多个预插孔120的位置与电子元器件100的多个接脚102的末端位置相对应，以使多个接脚102能对应装插于多个预插孔120。遮光板12的主要作用在于遮挡电子元器件100的器件本体101及粘贴的胶带等，而仅暴露出接脚102，进一步地通过调整遮光板12与器件本体101之间的距离可以尽量少地暴露出接脚102，例如仅暴露出接脚102的末端。在电子元器件100的多个接脚102对应装插于遮光板12的多个预插孔120情况下，遮光板12的四周凸伸出电子元器件100的四周，也就是说，遮光板12的面积较大，足以遮住电子元器件100的器件本体101及附属物，从而光源11仅能照射到接脚102，这样有利于降低后续图像处理的的难度。

优选地，遮光板12的朝向CCD相机10的一面的颜色为黑色，例如在遮光板12上贴覆一层黑色薄膜，或者遮光板12由黑色材料制成。实际上本发明中的遮光板12的朝向CCD相机10的一面并非必然是黑色，还可以是深灰色、深蓝色等，只要与接脚102的颜色对比度较大的颜色都是可行的。因为通常接脚102是金属亮色，所以遮光板12的朝向CCD相机10的一面的颜色优选为黑色，这样CCD相机10拍摄到的图像中背景是较为纯净的黑色，能凸显出金属亮色的接脚102图像。

参见图1C，图1C是使用图1A所述的电子元器件接脚位置采集装置获得的照片。如图1C所示，使用图1A所述的电子元器件接脚位置采集装置获得的照片，第二列和第五列的预插孔120中清晰显示出接脚102末端的位置信息。

电子元器件接脚位置采集装置实施方式2

参照图2A和图2B，图2A是本发明电子元器件接脚位置采集装置第二实施方式的结构示意图；图2B是图2A所述的电子元器件接脚位置采集装置中的光约束部件的立体图。本发明第二实施方式与前述第一实施方式的不同之处主要在于光源结构，下面详细说明。

该第二实施方式中，包括开口相对布置的两个光源13。每个光源13包括发光体130和光约束部件。光约束部件具有一用于容置发光体130的容置腔和一供发光体130出射的开口135。光源13发出的呈放射状分布的光线由开口135出射后形成方向较一致的光柱或光带。光约束部件的结构可以多种多样，只要能对发光体130发出的光线进行整形而形成光柱或光带的结构都是可行的。

如图2A和图2B所示，一种示例性的光约束部件包括底壁131和具有容置空间的筒体。筒体包括连接于底壁131的两相对侧的两个侧壁133以及分别连接于所述底壁131和侧壁133的两个端壁132。发光体130安装于底壁131上，这样发光体130被两个侧壁133的两个端壁132包围，即被所述筒体包围。

光约束部件的开口135位于与底壁131相对的一端部，在沿着发光体130的光线出射方向，即沿着筒体的长度L1方向，侧壁133的长度大于发光体130在该方向上长度的2倍以上例如4倍、5倍、6倍、8倍等，发光体130发出的呈放射状分布的光线受到两个侧壁133和两个端壁132的阻挡后，从开口135射出，形成了方向较一致的光带或者光柱。所述光带或者光柱的照射范围仅包括接脚102的末端，而不包括器件本体101，这时CCD相机10仅能采集到接脚102的末端位置图像，而无器件本体101等的图像。

参见图2C，图2C是使用图2A所述的电子元器件接脚位置采集装置获得的照片。如图2C所示，使用图2A所述的电子元器件接脚位置采集装置获得的照片，照片清晰显示出接脚102末端的位置信息，即6个亮点，照片中不存在其他图像干扰信息。

该第二实施方式的其他方面与前述第一实施方式基本相同，这里不再赘述。

电子元器件接脚位置采集装置实施方式3

参见图3，图3是本发明电子元器件接脚位置采集装置第三实施方式的结构示意图。如图3所示，本发明电子元器件接脚位置采集装置第三实施方式，与第二实施方式的不同之处仅在于：

在光约束部件的开口135处安装有聚光透镜14例如凹透镜、准直透镜等，发光体130发出的光线经过聚光透镜14后形成平行光束，该处的平行光束包含光束稍微聚拢的情形，该平行光束经过接脚102的末端而将其照亮，从而CCD相机10仅能采集到接脚102的末端位置图像，而无器件本体101等的图像。

该第三实施方式的其他方面与前述第二实施方式基本相同，这里不再赘述。

电子元器件接脚位置采集装置实施方式4

参见图4A和图4B，图4A是本发明电子元器件接脚位置采集装置第四实施方式的结构示意图；图4B是图4A所述的电子元器件接脚位置采集装置中的光约束部件的立体图。

如图4A和图4B所示，本发明第四实施方式与前述第二实施方式的不同之处主要在于光源结构。具体来说，该第四实施方式只包括一个光源20，光源20包括光约束部件和发光体130。

本发明该第四实施方式中的光约束部件包括围墙25以及相互平行的两个侧壁例如上壁21和下壁22。围墙25可以呈扁筒形，上壁21和下壁22均为盘形例如圆盘形、多边盘形(上壁21或下壁22的外轮廓呈多边形)，上壁21和下壁22具有相互对正的中空部23。扁筒形围墙25的两端分别固定连接于上壁21和下壁22的外沿，上壁21和下壁22的内沿互不连接从而形成开口200。

发光体130安装在围墙25上。在沿着径向方向上，上壁21的长度L2大于光源13长度的2倍以上例如2倍、3倍、4倍、5倍等。发光体130发出的呈放射状分布的光线在上壁21和下壁22的挡光作用下均朝向中空部23射出，形成方向较一致的光柱。电子元器件100的多个接脚102伸入该中空部23被照亮，进一步地只有多个接脚102末端部伸入该中空部23，则只有接脚102的末端部被照亮，从而CCD相机10仅能采集到接脚102的末端位置图像，而不会采集器件本体101等的图像。

该第四实施方式的其他方面与前述第二实施方式基本相同，这里不再赘述。

电子元器件接脚位置采集装置实施方式5

该第五实施方式与前述第一实施方式的不同之处主要在于光源结构，下面详细说明。

该第五实施方式中，光源包括发光体和光路。光路设置于发光体与接脚之间，特别是设置于发光体与接脚末端之间，光路能将发光体发出的呈放射状分布的光线整形成为方向较一致的光柱或光带。

光路可以包括准直透镜、抛物面反射镜或凹透镜，或者包括多个透镜或平面镜的组合。

该第五实施方式的其他方面与前述第一实施方式基本相同，这里不再赘述。

电子元器件接脚位置识别装置

本发明电子元器件接脚位置识别装置包括本发明的电子元器件接脚位置识别装置和处理器。其中处理器用于接收CCD相机10拍摄的影像，并对影像进行处理获取各个接脚102的位置信息，例如各个接脚102的坐标、两组接脚之间的距离，等等。

自动插件机

本发明自动插件机，用于将电子元器件的接脚装插到PCB的插孔，其包括本发明的电子元器件接脚位置采集装置。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。用语“第一”、“第二”和“第三”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

本权利要求书中，用语“一个”、“一”、“”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包含”、“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。

应可理解的是，本发明不将其应用限制到本说明书提出的部件的详细结构和布置方式。本发明能够具有其他实施方式，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本发明的范围内。应可理解的是，本说明书公开和限定的本发明延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本发明的多个可替代方面。本说明书的实施方式说明了已知用于实现本发明的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本发明。

Claims (16)

1.一种电子元器件接脚位置采集装置，所述电子元器件包括器件本体和设于所述器件本体同一侧的多个接脚，其特征在于，所述电子元器件接脚位置采集装置包括：

一个或多个光源，设置于所述器件本体的具有所述接脚的一侧，所述光源配置为使其光线集中照射多个所述接脚；

CCD相机，设置于所述器件本体的具有所述接脚的一侧，用于拍摄所述接脚的影像。

2.如权利要求1所述的电子元器件接脚位置采集装置，其特征在于，所述光源配置为使其光线集中照射多个所述接脚的末端部分。

3.如权利要求1所述的电子元器件接脚位置采集装置，其特征在于，所述光源的数量为成对设置，且每对所述光源对称设置于所述接脚的两侧。

4.如权利要求3所述的电子元器件接脚位置采集装置，其特征在于，每一对所述光源的中心线在同一条直线上或者形成一角度。

5.如权利要求1所述的电子元器件接脚位置采集装置，其特征在于，还包括：

遮光板，其上设有多个预插孔，多个所述预插孔的位置与所述电子元器件的多个接脚的末端位置相对应，以使多个所述接脚能对应装插于多个所述预插孔。

6.如权利要求5所述的电子元器件接脚位置采集装置，其特征在于，在所述电子元器件的多个接脚对应装插于所述遮光板的多个所述预插孔情况下，所述遮光板的四周凸伸出所述电子元器件的四周，以阻挡所述光源照射到所述器件本体。

7.如权利要求5所述的电子元器件接脚位置采集装置，其特征在于，所述遮光板在朝向所述CCD相机的一面的颜色为黑色。

8.如权利要求1所述的电子元器件接脚位置采集装置，其特征在于，所述光源包括：

发光体；

光约束部件，其具有一用于容置所述发光体的容置腔和一供所述发光体的光线出射的开口，所述发光体发出的光线经过所述开口射出后形成一光柱或光带。

9.如权利要求8所述的电子元器件接脚位置采集装置，其特征在于，所述光约束部件的所述开口处安装有聚光透镜，透过所述聚光透镜的光线形成平行光线。

10.如权利要求8所述的电子元器件接脚位置采集装置，其特征在于，所述光源为开口相对布置的两个，每个所述光源的所述光约束部件包括：

底壁，所述发光体安装于所述底壁上；

筒体，其一端连接于所述底壁边沿，另一端形成所述开口，所述筒体的长度大于所述发光体长度的2倍以上。

11.如权利要求8所述的电子元器件接脚位置采集装置，其特征在于，所述光源为一个，所述光源的所述光约束部件包括：

围墙，所述发光体安装于所述围墙的内侧；

两个侧壁，相互平行设置，均呈盘形，且具有中空部，两个所述侧壁的外沿分别固定于所述围墙的两端部，两个所述侧壁的内沿之间形成所述开口，在沿着所述围墙的径向方向，所述侧壁的长度大于所述发光体长度的2倍以上。

12.如权利要求1所述的电子元器件接脚位置采集装置，其特征在于，所述光源包括：

发光体；

光路，其设置于所述发光体与所述接脚之间，用于将所述发光体发出的光线整形成一光柱或光带。

13.如权利要求12所述的电子元器件接脚位置采集装置，其特征在于，所述光路包括准直透镜、抛物面反射镜或凹透镜的至少其中之一。

14.如权利要求1-13任一项所述所述的电子元器件接脚位置采集装置，其特征在于，所述接脚包括对称布置的两组，所述CCD相机的镜头的中心线设置于两组所述接脚的对称轴上。

15.一种电子元器件接脚位置识别装置，其特征在于，包括如权利要求1-14任一项所述的电子元器件接脚位置采集装置以及处理器，其中所述处理器用于接收所述CCD相机拍摄的影像，并对所述影像进行处理获取各个接脚的位置信息。

16.一种自动插件机，用于将电子元器件的接脚装插到一PCB的插孔，其特征在于，其包括如权利要求1-14所述的电子元器件接脚位置采集装置。