CN109821755A - 一种电路板自动检测和分拣装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电路板自动检测和分拣装置，包括工作台、工作转盘、图像采集装置、图像处理器和驱动机构，工作台上设有上料工位、检测工位、合格品分拣工位和次品分拣工位，工作台的侧边对应于合格品分拣工位和次品分拣工位分别设有第一滑道以及第二滑道，工作转盘可转动地安装于工作台上，工作转盘上设有四个工作块，驱动机构用于驱动工作转盘转动，以及分别驱动位于合格品分拣工位和次品分拣工位处的工作块转动，图像采集装置采集位于检测工位的工作台上的电路板图像，并传递给图像处理器，图像处理器用于分析图像，并与驱动机构连接，以控制驱动机构的工作，本发明实现电路板缺陷检测和分拣，提高了检测和分拣效率。

Description

一种电路板自动检测和分拣装置

技术领域

本发明涉及电路板检测和分拣技术领域，尤其涉及一种电路板自动检测和分拣装置。

背景技术

电子元器件装配完成后需要检测装配后的电路板是否合格并进行分拣。整个过程采取的主要方式还是人工检测，由于需要装配的电路板种类大小不一，人工检测费时费力，检测效率不高；且电路板属于精密器件，由于检测人员手上的污染物等会对电路板造成污染，影响到产品质量，同时在检测和分拣过程中电路板也易于损坏，因此，人工检测满足不了大批量高品质电路板的质量检查的要求，需要一种电路板的自动检测和分拣装置提高分拣效率。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种电路板自动检测和分拣装置，用于实现电路板缺陷自动检测和分拣，解决现有依靠人工检测造成的效率低，产品易损坏的问题。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种电路板自动检测和分拣装置，包括工作台、工作转盘、图像采集装置、图像处理器和驱动机构；

所述工作台上设有四个工位，分别为上料工位、检测工位、合格品分拣工位和次品分拣工位，所述工作台的侧边对应于所述合格品分拣工位和所述次品分拣工位分别设有第一滑道以及第二滑道；

所述工作转盘可绕自身轴线转动地安装于所述工作台上，所述上料工位、检测工位、合格品分拣工位和次品分拣工位以所述工作转盘的圆心为中心沿圆周方向均布，所述工作转盘上设有四个工作块，四个所述工作块以所述工作转盘的圆心为中心沿圆周方向均布，所述工作块转动至合格品分拣工位和次品分拣工位时，能够绕靠近所述工作转盘的边缘的一端转动；

所述驱动机构用于驱动所述工作转盘转动，以及分别驱动位于所述合格品分拣工位和所述次品分拣工位处的工作块转动，使得位于所述合格品分拣工位和所述次品分拣工位处的工作块上的电路板分别落入对应的滑道内；

所述图像采集装置用于采集位于所述检测工位的工作台上的电路板图像，并将采集的图像传递给所述图像处理器，所述图像处理器用于分析图像，并与驱动机构连接，以控制位于所述合格品分拣工位处和所述次品分拣工位的工作块的转动以及所述工作转盘的转动。

优选地，所述第一滑道和第二滑道的顶端均设有一根转轴，所述转轴的两端通过支撑杆固定于所述第一滑道和所述第二滑道的两侧，所述工作块上靠近所述工作转盘的边缘的一端设有与所述转轴相配合的通孔以及供所述支撑杆穿过的凹槽，所述转轴与所述第一通孔均为圆弧状并与工作转盘同圆心，用于在所述工作转盘转动时，所述转轴穿过所述第一通孔。

优选地，所述驱动机构包括步进电机、驱动轴、第二气缸和第三气缸，所述步进电机的电机轴与所述驱动轴连接，所述驱动轴通过第一连接块第二连接块分别与所述工作转盘所述工作台连接，所述工作转盘以及所述工作台上对应于四个所述工作块的正下方处均设有第二通孔，所述第二气缸和所述第三气缸分别位于所述合格品分拣工位和所述次品分拣工位的正下方，所述第二气缸和所述第三气缸的活塞杆的伸缩能够使得位于所述合格品分拣工位和所述次品分拣工位的工作块绕所述转轴转动。

优选地，所述驱动机构还包括第一气缸，所述第一气缸位于所述检测工位的正下方，所述第一气缸的活塞杆的伸缩能够使得位于所述检测工位的工作块上下移动。

优选地，所述图像采集装置包括支撑底座、第一螺杆、第二螺杆和相机所述支撑底座固定于所述工作台上，所述第一螺杆竖直设置，所述第二螺杆水平设置，所述第一螺杆的一端与所述支撑底座固定连接，另一端与所述第二螺杆的一端固定连接，所述相机安装于所述第二螺杆的另一端，并位于所述检测工位的正上方。

优选地，所述图像采集装置还包括碗状光源，所述碗状光源固定于所述第二螺杆的另一端，并朝向所述检测工位，所述相机位于所述碗状光源内。

优选地，所述第一滑道和所述第二滑道的两侧边均设有挡板。

优选地，所述工作转盘的上表面均匀涂覆有漫射涂层。

本发明的有益效果：

1)本发明的工作转盘能够带动四个工作块绕其中心转动，位于上料工位的工作块上料后，旋转至检测工位，通过图像采集装置和图像处理装置分析待检测的电路板质量，并将信号传递给驱动机构，若电路板合格，则工作块运动至合格品分拣工位，并转动，使得电路板滑入第一滑道，若电路板不合格，则工作块运动至次品分拣工位，并转动，使得电路板滑入第二滑道，以此实现电路板缺陷的自动快速检测和分拣，提高了检测和分拣效率，并且人工干预少，不会对电路板造成污染。

2)本发明位于检测工位的工作块能够在驱动机构的驱动下上下移动，以使得大小不同的电路板，图像采集装置都能够拍摄到清晰的图像，避免由于电路板过大或过小而出现拍摄不全或者拍摄不清晰的现象，可供多种型号的电路板使用，具有通用性。

3)本发明的工作转盘的上表面均匀涂覆有漫射涂层，使光的分布更均匀，图像采集装置采集到的图像更清晰。

附图说明

图1为根据本发明实施例的一种电路板自动检测和分拣装置的结构示意图一。

图2为根据本发明实施例的一种电路板自动检测和分拣装置的结构示意图二。

图3为根据本发明实施例的第二滑道与转轴连接的示意图。

图4为图3的A处局部放大图。

图5为根据本发明实施例的工作块的结构示意图。

图6为根据本发明实施例的工作块与转动连接的示意图。

附图标记：

1-第二滑道，2-箱体，3-上料工位，4-检测工位，5-支撑底座，6-工作台，7-次品分拣工位，8-工作转盘，9-第一连接块，10-合格品分拣工位，11-碗状光源，12-第二螺杆，13-第一螺杆，14-图像处理器，15-漫反射层，16-螺钉，17-相机，18-第一气缸，19-步进电机，20-第二连接块，21-第三气缸，22-第二气缸，23-第一滑道，24-转轴，26-驱动轴。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面首先结合附图具体描述根据本发明实施例的一种电路板自动检测和分拣装置。

请参阅图1至图6，根据本发明实施例的一种电路板自动检测和分拣装置工作台6、工作转盘8、图像采集装置、图像处理器14和驱动机构。

具体的，工作台6为长方形平板，工作台6的底面设有四个支撑板，使得工作台6和四个支撑板形成箱体2，工作台6通过螺钉16与支撑板连接。工作台6上设有四个工位，分别为上料工位3、检测工位4、合格品分拣工位10和次品分拣工位7，工作台6的侧边对应于合格品分拣工位10和次品分拣工位7分别设有第一滑道23以及第二滑道1。

驱动机构包括驱动轴26和位于工作台6的下方的步进电机19、第二气缸22、第三气缸21和第一气缸18，步进电机19通过联轴器与驱动轴26连接，第一连接块9固定在工作转盘8的上表面，第二连接块20固定在工作台6的下表面，第一连接块9和第二连接块20均为圆形，并与工作转盘8同圆心，工作台6、工作转盘8以及第一连接块9和第二连接块20上设有供驱动轴26穿过的第三通孔，步进电机19工作使得驱动轴26转动，从而带动工作转盘8绕自身轴线转动，上料工位3、检测工位4、合格品分拣工位10和次品分拣工位7以工作转盘8的圆心为中心沿圆周方向均布。

工作转盘8上设有四个相同的工作块，四个工作块以工作转盘8的圆心为中心沿圆周方向均布，使得工作块能够运动至相应工位上。工作块上靠近工作转盘8的边缘的一端面为圆弧面，并且设有第一通孔以及与第一通孔连通的凹槽，凹槽的两端贯通。第一滑道23和第二滑道1的顶端均设有一根转轴24，转轴24的两端通过支撑杆固定于述第一滑道23和第二滑道1的两侧，转轴24与第一通孔相配合，转轴24与第一通孔均为圆弧状并与工作转盘8同圆心，用于在工作转盘8转动时，转轴24穿过第一通孔。工作转盘8旋转过程中，转轴24第一通孔的一端进入，直至转轴24位于工作块内，并且两个支撑杆位于工作块外部，第一滑道23和第二滑道1的顶端表面均为圆弧面，并与工作块的圆弧面相配合。

第二气缸22和第三气缸21分别位于合格品分拣工位10和次品分拣工位7的正下方，第二气缸22和第三气缸21的活塞杆的向上运动时，会顶起对应的工作块，从而使得工作块绕转轴24转动，进而使得对应工作块上的电路板滑入相对应的滑道内，第二气缸22和第三气缸21的活塞杆的向下运动时，相应的工作块会恢复至原位，下表面与工作转盘8贴合。

图像采集装置包括支撑底座5、第一螺杆13、第二螺杆12、碗状光源11和相机17，支撑底座5固定于工作台6上，第一螺杆13竖直设置，第二螺杆12水平设置，第一螺杆13的一端与支撑底座5固定连接，另一端与第二螺杆12的一端固定连接，碗状光源11固定于第二螺杆12的另一端，并朝向检测工位4，相机17安装于第二螺杆12的另一端，位于碗状光源11内，并位于检测工位4的正上方，用于采集位于检测工位4处的电路板的图像。

为了使得相机17能够清晰拍摄到大小不同的电路板的图像，设置第一气缸18，第一气缸18位于检测工位4的正下方，第一气缸18的活塞杆的伸缩能够使得位于检测工位4的工作块上下移动，从而避免由于电路板过大或过小而出现拍摄不全或者拍摄不清晰的现象，可供多种型号的电路板使用，具有通用性。工作转盘8的上表面均匀涂覆有漫射涂层15，使光的分布更均匀，图像采集装置采集到的图像更清晰。

相机17将采集的图像传递给图像处理器14，图像处理器14用于分析图像，并与驱动机构连接，以控制位于合格品分拣工位处和次品分拣工位7的工作块的转动以及工作转盘8的转动。

本发明具体的工作过程：

将本发明应用于工业电路板的自动生产线上，通过机械手将电路板放置在位于上料工位3处的工作块上，通过步进电机19带动工作转盘8转动90°，该工作块移至检测工位4，通过图像采集装置采集图像，其中，检测工位4的工作块可根据电路板的大小由第一气缸18调整高度，相机17将采集到的图像传送给图像处理器14，图像处理器14进行图像处理，同时机械手继续给位于上料工位3处的工作块上料；步进电机19带动工作转盘8旋转90°，若进行图像处理后电路板属合格品，则图像处理器14发送信号给第二气缸22，第二气缸22推动合格品分拣工位10处的工作块绕转轴24转动，将合格的电路板通过第一滑道23滑下，归为合格品一类，若进行图像处理后电路板属不合格品，则第二气缸22不动作，工作转盘8继续旋转90°，将不合格的电路板旋转至次品分拣工位7处，图像处理器14发送信号给第三气缸21，第三气缸21推动位于次品分拣工位7的工作块绕转轴24转动，使不合格的电路板沿第二滑道1滑下，归为不合格品一类。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种电路板自动检测和分拣装置，其特征在于，包括工作台(6)、工作转盘(8)、图像采集装置、图像处理器(14)和驱动机构；

所述工作台(6)上设有四个工位，分别为上料工位(3)、检测工位(4)、合格品分拣工位(10)和次品分拣工位(7)，所述工作台(6)的侧边对应于所述合格品分拣工位(10)和所述次品分拣工位(7)分别设有第一滑道(23)以及第二滑道(1)；

所述工作转盘(8)可绕自身轴线转动地安装于所述工作台(6)上，所述上料工位(3)、检测工位(4)、合格品分拣工位(10)和次品分拣工位(7)以所述工作转盘(8)的圆心为中心沿圆周方向均布，所述工作转盘(8)上设有四个工作块，四个所述工作块以所述工作转盘(8)的圆心为中心沿圆周方向均布，所述工作块转动至合格品分拣工位(10)和次品分拣工位(7)时，能够绕靠近所述工作转盘(8)的边缘的一端转动；

所述驱动机构用于驱动所述工作转盘(8)转动，以及分别驱动位于所述合格品分拣工位(10)和所述次品分拣工位(7)处的工作块转动，使得位于所述合格品分拣工位(10)和所述次品分拣工位(7)处的工作块上的电路板分别落入对应的滑道内；

所述图像采集装置用于采集位于所述检测工位的工作台(6)上的电路板图像，并将采集的图像传递给所述图像处理器(14)，所述图像处理器(14)用于分析图像，并与驱动机构连接，以控制位于所述合格品分拣工位处和所述次品分拣工位(7)的工作块的转动以及所述工作转盘(8)的转动。

2.根据权利要求1所述的电路板自动检测和分拣装置，其特征在于，所述第一滑道(23)和第二滑道(1)的顶端均设有一根转轴(24)，所述转轴(24)的两端通过支撑杆固定于所述第一滑道(23)和所述第二滑道(1)的两侧，所述工作块上靠近所述工作转盘(8)的边缘的一端设有与所述转轴(24)相配合的第一通孔以及供所述支撑杆穿过的凹槽，所述转轴(24)和所述第一通孔均为圆弧状，并与所述工作转盘(8)同圆心。

3.根据权利要求2所述的电路板自动检测和分拣装置，其特征在于，所述驱动机构包括步进电机(19)、驱动轴(26)、第二气缸(22)和第三气缸(21)，所述步进电机(19)的电机轴与所述驱动轴(26)连接，所述驱动轴(26)通过第一连接块(9)和第二连接块(20)分别与所述工作转盘(8)和所述工作台(6)连接，所述工作转盘(8)以及所述工作台(6)上对应于四个所述工作块的正下方处均设有第二通孔，所述第二气缸(22)和所述第三气缸(21)分别位于所述合格品分拣工位(10)和所述次品分拣工位(7)的正下方，所述第二气缸(22)和所述第三气缸(21)的活塞杆的伸缩能够使得位于所述合格品分拣工位(10)和所述次品分拣工位(7)的工作块绕所述转轴(24)转动。

4.根据权利要求3所述的电路板自动检测和分拣装置，其特征在于，所述驱动机构还包括第一气缸(18)，所述第一气缸(18)位于所述检测工位(4)的正下方，所述第一气缸(18)的活塞杆的伸缩能够使得位于所述检测工位(4)的工作块上下移动。

5.根据权利要求1所述的电路板自动检测和分拣装置，其特征在于，所述图像采集装置包括支撑底座(5)、第一螺杆(13)、第二螺杆(12)和相机(17)，所述支撑底座(5)固定于所述工作台(6)上，所述第一螺杆(13)竖直设置，所述第二螺杆(12)水平设置，所述第一螺杆(13)的一端与所述支撑底座(5)固定连接，另一端与所述第二螺杆(12)的一端固定连接，所述相机(17)安装于所述第二螺杆(12)的另一端，并位于所述检测工位(4)的正上方。

6.根据权利要求5所述的电路板自动检测和分拣装置，其特征在于，所述图像采集装置还包括碗状光源(11)，所述碗状光源(11)固定于所述第二螺杆(12)的另一端，并朝向所述检测工位(4)，所述相机(17)位于所述碗状光源(11)内。

7.根据权利要求1所述的电路板自动检测和分拣装置，其特征在于，所述第一滑道(23)和所述第二滑道(1)的两侧边均设有挡板。

8.根据权利要求1所述的电路板自动检测和分拣装置，其特征在于，所述工作转盘(8)的上表面均匀涂覆有漫射涂层(15)。