CN108712826A - 一种PCB板Mark点识别装置及其识别方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光学设备领域，克服现有技术的PCB板上Mark点识别偏差大的缺陷。包括有用于PCB板光标识别的摄像头，识别装置还包括有底座，底座驱动机构，摄像头安装在底座的底面上，底座的底面上还安装有第一电机，第一电机的主轴固定连接有转动板，转动板上位于与摄像头光轴对应位置上设有荧光粉喷头，荧光粉喷头的侧边设有喷嘴，转动板上还设有驱动荧光粉喷头在PCB板Mark点通孔内转动喷粉的第二电机。通过摄像头对PCB板Mark点通孔进行识别，然后用荧光粉喷头嘴PCB板Mark点通孔内进行喷粉，提高图像识别成功率，然后通过取点法求得n个PCB板Mark点中心孔位置坐标，然后把n个点拟合圆，圆心的位置即为PCB板Mark点的精确位置。
Description
技术领域
本发明涉及光学设备领域，尤其涉及一种PCB板Mark点识别装置及其识别方法。
背景技术
PCB板的生产包括钻孔、沉铜、图形转移、图形电镀、退膜等诸多工艺。其中，关键步骤“图形转移”即曝光流程：将电路图案通过紫外光精准地转移到覆在PCB表面的感光材料（干膜或者湿膜）上。感光材料发生光化学反应，内部化学结构发生变化，物性发生变化，而未照射的不发生化学反应，活性不变。利用这一特性，采用溶解或剥离方法形成导电图形。
Mark点是PCB上的坐标识别点，也叫标记点或特征点，通常多为通孔形式。图形转移首先在覆有感光材料的PCB上进行Mark点定位，以Mark点为基准位置，然后将图形在设定的位置进行曝光。
PCB电路呈现越来越精细的趋势，设计的电路宽度最细可达20微米以内。因此，图形转移的对位精度对于PCB板的生产质量至关重要。提高Mark点的识别精度即为PCB生产的关键步骤之一。
专利CN102878941A、CN102930266A、CN102873420A提出了使用图像识别算法进行定位PCB板Mark点的方法，但是该方法仅限于软件图形识别，当Mark点偏差太大的时候，软件图形识别误差也会随着增大。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的PCB板上Mark点识别偏差大的缺陷。
为解决本发明所提出的技术问题采用的技术方案为：本发明的PCB板Mark点识别装置包括有用于PCB板光标识别的摄像头，所述的识别装置还包括有底座，以及驱动底座沿X、Y、Z轴移动的底座驱动机构，所述的摄像头安装在底座的底面上，底座的底面上还安装有第一电机，第一电机的主轴固定连接有转动板，转动板平行于底座设置，所述的转动板上位于与摄像头光轴对应位置上设有荧光粉喷头，荧光粉喷头的侧边设有喷嘴，转动板上还设有驱动荧光粉喷头在PCB板Mark点通孔内转动喷粉的第二电机。
本发明的PCB板Mark点识别装置的识别方法，包括如下步骤：
A: 摄像头预识别PCB板Mark点通孔：底座驱动装置驱动底座移动使摄像头位于PCB板Mark点通孔上方；
B: 第一电机驱动转动板转动，使荧光粉喷头位于摄像头正下方；
C: 底座驱动装置驱动底座向下移动，使荧光粉喷头的喷嘴对准PCB板Mark点通孔的中间位置；
D: 第二电机驱动荧光粉喷头转动在PCB板Mark点通孔的内壁上均匀喷满荧光粉；
E: 底座驱动装置驱动底座向上移动，第一电机驱动转动板转动离开摄像头区域，此时摄像头对应PCB板Mark点通孔的位置为原点位置；
F: 把摄像头移动到PCB板Mark点通孔周边的位置1，记作P1点；然后移动到位置2，记作P2点，依次，移动到位置n，记作Pn点；
Pn点的图像识别取点过程如下：
（1）移动摄像头到位置n，移动距离为（Dmovx, Dmovy），进行识别取点，在荧光区域宽度最厚的地方取两侧点，分别为PCB板正面边缘以及PCB板背面边缘，识别位置n垂直对应到PCB上的点分别到PCB板正面边缘、PCB板背面边缘的距离(Dn1x, Dn1y)、(Dn2x, Dn2y)，则Dnx = ( Dn1x + Dn2x )/2, Dny = ( Dn1y + Dn2y )/2；
（2）由此，取第n个位置坐标为(Snx，Sny)，Snx = Dnx - Dmovx，Sny = Dny – Dmovy；
（3）由此，取得n个位置点的坐标，然后根据n个位置点的坐标拟合圆，即可求得圆的中心位置，即得出了PCB板Mark点的精确位置。
对本发明作进一步限定的技术方案包括：
所述的第二电机的转轴伸出转动板底面，第二电机的转轴与荧光粉喷头之间通过皮带轮连接。
所述底座上设有用于感应底座到PCB板的距离的距离传感器。
步骤C:中底座向下移动距离的计算方法包括如下步骤：
（1）测量摄像头到底座之间的距离D1，通过距离传感器记录当前底座与PCB板表面的距离D2，则摄像头到PCB板表面的距离D3 = D1 – D2；
（2）测量荧光粉喷头的喷嘴与摄像头之间的距离D4；
（3）测量PCB板的板厚L1；
（4）底座向下移动距离为D3 – D4 + L1/2；
通过上述技术方案，本发明的有益效果为：本发明的PCB板Mark点识别装置上先通过摄像头对PCB板Mark点通孔进行识别，然后用荧光粉喷头嘴PCB板Mark点通孔内进行喷粉，提高图像识别成功率，然后通过取点法求得n个PCB板Mark点中心孔位置坐标，然后把n个点拟合圆，圆心的位置即为PCB板Mark点的精确位置。
附图说明
图1为本发明一种PCB板Mark点识别装置的结构示意图。
图2为本发明一种PCB板Mark点识别装置的前视图结构示意图。
图3为本发明一种PCB板Mark点识别装置的取点俯视示意图。
图4为本发明一种PCB板Mark点识别装置的位置n识别取点计算示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的结构做进一步说明。
参照图1至图4，一种PCB板Mark点识别装置包括有用于PCB板光标识别的摄像头1，底座2，以及驱动底座沿X、Y、Z轴移动的底座驱动机构，摄像头1安装在底座2的底面上，底座的底面上还安装有第一电机3，第一电机3的主轴固定连接有转动板4，转动板4平行于底座1设置，转动板4上位于与摄像头光轴对应位置上设有荧光粉喷头5，荧光粉喷头的侧边设有喷嘴51，转动板4上还设有驱动荧光粉喷头在PCB板Mark点通孔内转动喷粉的第二电机6。本实施例中，第二电机的转轴伸出转动板底面，第二电机的转轴与荧光粉喷头之间通过皮带轮连接。本实施例中，底座上设有用于感应底座到PCB板的距离的距离传感器。
本发明的PCB板Mark点识别装置的识别方法，包括如下步骤：
A: 摄像头预识别PCB板Mark点通孔：底座驱动装置驱动底座移动使摄像头位于PCB板Mark点通孔上方；测量摄像头到底座之间的距离D1，通过距离传感器记录当前底座与PCB板表面的距离D2，则摄像头到PCB板表面的距离D3 = D1 – D2；
B: 第一电机驱动转动板转动，使荧光粉喷头位于摄像头正下方；测量荧光粉喷头的喷嘴与摄像头之间的距离D4；
C: 底座驱动装置驱动底座向下移动，使荧光粉喷头的喷嘴对准PCB板Mark点通孔的中间位置；测量PCB板的板厚L1；则底座向下移动距离为D3 – D4 + L1/2；
D: 第二电机驱动荧光粉喷头转动在PCB板Mark点通孔的内壁上均匀喷满荧光粉；
E: 底座驱动装置驱动底座向上移动，第一电机驱动转动板转动离开摄像头区域，此时摄像头对应PCB板Mark点通孔的位置为原点位置O；
F: 把摄像头移动到PCB板Mark点通孔周边的位置1，记作P1点；然后移动到位置2，记作P2点，依次，移动到位置n，记作Pn点；图中n为4，一般情况下n大于3，且越多精度越高。
Pn点的图像识别取点过程如下：
（1）移动摄像头到位置n，移动距离为（Dmovx, Dmovy），进行识别取点，在荧光区域宽度最厚的地方取两侧点，分别为PCB板正面边缘以及PCB板背面边缘，识别位置n垂直对应到PCB上的点分别到PCB板正面边缘7、PCB板背面边缘8的距离(Dn1x, Dn1y)、(Dn2x, Dn2y)，则Dnx = ( Dn1x + Dn2x )/2, Dny = ( Dn1y + Dn2y )/2；
（2）由此，取第n个位置坐标为(Snx，Sny)，Snx = Dnx - Dmovx，Sny = Dny – Dmovy；
（3）由此，取得n个位置点的坐标，然后根据n个位置点的坐标拟合圆，即可求得圆的中心位置，即得出了PCB板Mark点的精确位置。
通过上述技术方案，本发明的有益效果为：本发明的PCB板Mark点识别装置上先通过摄像头对PCB板Mark点通孔进行识别，然后用荧光粉喷头嘴PCB板Mark点通孔内进行喷粉，提高图像识别成功率，然后通过取点法求得n个PCB板Mark点中心孔位置坐标，然后把n个点拟合圆，圆心的位置即为PCB板Mark点的精确位置。
虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本发明的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种PCB板Mark点识别装置，包括有用于PCB板光标识别的摄像头，其特征在于：所述的识别装置还包括有底座，以及驱动底座沿X、Y、Z轴移动的底座驱动机构，所述的摄像头安装在底座的底面上，底座的底面上还安装有第一电机，第一电机的主轴固定连接有转动板，转动板平行于底座设置，所述的转动板上位于与摄像头光轴对应位置上设有荧光粉喷头，荧光粉喷头的侧边设有喷嘴，转动板上还设有驱动荧光粉喷头在PCB板Mark点通孔内转动喷粉的第二电机。
2.如权利要求1所述的一种PCB板Mark点识别装置，其特征在于：所述的第二电机的转轴伸出转动板底面，第二电机的转轴与荧光粉喷头之间通过皮带轮连接。
3.如权利要求1所述的一种PCB板Mark点识别装置，其特征在于：所述底座上设有用于感应底座到PCB板的距离的距离传感器。
4.如权利要求1-3任一所述的PCB板Mark点识别装置的识别方法，其特征在于：包括如下步骤：
A: 摄像头预识别PCB板Mark点通孔：底座驱动装置驱动底座移动使摄像头位于PCB板Mark点通孔上方；
B: 第一电机驱动转动板转动，使荧光粉喷头位于摄像头正下方；
C: 底座驱动装置驱动底座向下移动，使荧光粉喷头的喷嘴对准PCB板Mark点通孔的中间位置；
D: 第二电机驱动荧光粉喷头转动在PCB板Mark点通孔的内壁上均匀喷满荧光粉；
E: 底座驱动装置驱动底座向上移动，第一电机驱动转动板转动离开摄像头区域，此时摄像头对应PCB板Mark点通孔的位置为原点位置；
F: 把摄像头移动到PCB板Mark点通孔周边的位置1，记作P1点；然后移动到位置2，记作P2点，依次，移动到位置n，记作Pn点；
Pn点的图像识别取点过程如下：
（1）移动摄像头到位置n，移动距离为（Dmovx, Dmovy），进行识别取点，在荧光区域宽度最厚的地方取两侧点，分别为PCB板正面边缘以及PCB板背面边缘，识别位置n垂直对应到PCB上的点分别到PCB板正面边缘、PCB板背面边缘的距离(Dn1x, Dn1y)、(Dn2x, Dn2y)，则Dnx = ( Dn1x + Dn2x )/2, Dny = ( Dn1y + Dn2y )/2；
（2）由此，取第n个位置坐标为(Snx，Sny)，Snx = Dnx - Dmovx，Sny = Dny – Dmovy；
（3）由此，取得n个位置点的坐标，然后根据n个位置点的坐标拟合圆，即可求得圆的中心位置，即得出了PCB板Mark点的精确位置。
5.如权利要求4所述的PCB板Mark点识别装置的识别方法，其特征在于：步骤C中底座向下移动距离的计算方法包括如下步骤：
（1）测量摄像头到底座之间的距离D1，通过距离传感器记录当前底座与PCB板表面的距离D2，则摄像头到PCB板表面的距离D3 = D1 – D2；
（2）测量荧光粉喷头的喷嘴与摄像头之间的距离D4；
（3）测量PCB板的板厚L1；
（4）底座向下移动距离为D3 – D4 + L1/2。
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