CN109856167B

CN109856167B - 一种无损检测装置及其检测方法

Info

Publication number: CN109856167B
Application number: CN201811481626.3A
Authority: CN
Inventors: 伍志平; 董金勇; 邹乾坤
Original assignee: Huizhou Junya Digital Technology Co ltd
Current assignee: Huizhou Junya Digital Technology Co ltd
Priority date: 2018-12-05
Filing date: 2018-12-05
Publication date: 2021-06-18
Anticipated expiration: 2038-12-05
Also published as: CN109856167A

Abstract

本发明涉及一种无损检测装置及其检测方法，设置在底座上方的用于检测PCB板的X射线检测机构，设置在底座上的用于检测PCB板的超声波检测机构，可移动连接在底座上的用于运送PCB板的第一移载机构和第二移载机构，设置在底座上的用于翻转PCB板并将PCB板从第一移载机构搬运至第二移载机构翻转搬运机构，以及设置在底座下方的用于控制各个机构的电控箱，以及与电控箱连接的中央处理系统。本发明设置了X射线检测机构、超声波检测机构，可对PCB板上细微的裂纹、空洞等微小缺陷，以及背钻孔的桩的长度进行快速准确的检测，整个检测过程实现了自动化，提高了工作效率，并且保证了产品的良品率。

Description

一种无损检测装置及其检测方法

技术领域

本发明涉及PCB板生产加工技术领域，具体涉及一种无损检测装置及其检测方法。

背景技术

PCB板即印制电路板，又称印刷线路板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的载体，PCB安装上各种电子元器件之后即形成集成电路，应用于各种电子产品。PCB板在生产加工过程中或者安装电子元器件的过程中，需要对其进行检测，及早发现PCB板上可能出现的缺陷或电子元器件连接的缺陷，避免后续造成产品的缺陷，进而导致经济损失。在传统的检测方式一般都是人工目视检测，根据标准的设计图纸，与实际产品进行对照，检查是否有不符合设计标准的缺陷，这样的方式劳动强度大且效率低下，工人工作时间长了容易产生视觉疲劳，从而影响检测结果。随着技术的发展，现在也出现了利用CCD相机进行检测的方式，而无论是CCD相机检测还是人工检测，一般只能检查表面的缺陷，对于观察不到的位置则难以检测到，同时，对于一些细小的缺陷，比如细微的裂纹、空洞，背钻加工后桩（STUB）的长度是否符合规格等都难以发现。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种可以快速、有效地检测PCB板，且自动化程度高的无损检测装置及其检测方法。

本发明采用如下方案实现：

一种无损检测装置，包括底座，设置在底座上方的用于检测PCB板的X射线检测机构，设置在底座上的用于检测PCB板的超声波检测机构，可移动连接在底座上的用于运送PCB板的第一移载机构和第二移载机构，设置在底座上的用于翻转PCB板并将PCB板从第一移载机构搬运至第二移载机构翻转搬运机构，以及设置在底座下方的用于控制各个机构的电控箱，以及与电控箱连接的中央处理系统；所述翻转搬运机构包括设置在底座上的第一搬运丝杠，连接在第一搬运丝杠上的第一基板，竖直设置在第一基板上的支撑板，设置在支撑板侧面的第二搬运丝杠，连接在第二搬运丝杠上的第二基板，设置在第二基板上的旋转气缸，以及与旋转气缸连接的用于夹持PCB板的夹爪气缸，所述第二搬运丝杠垂直于第一基板，第二基板与第一基板平行；所述第一搬运丝杠在设置于底座上的第一搬运电机驱动下转动，第二搬运丝杠在设置于支撑板上的第二搬运电机驱动下转动。

进一步的，所述第一移载机构和第二移载机构的结构相同，均包括设置在底座上的移载丝杠，连接在移载丝杠上的基座，可转动连接在基座上的用于放置PCB板的承载平台，以及设置在基座上的用于驱动承载平台转动的第一移载电机；所述移载丝杠在设置于底座上的第二移载电机驱动下转动。

进一步的，所述X射线检测机构包括设置在底座上的屏蔽箱体，设置在屏蔽箱体顶部内壁的第一X射线发生器，设置在屏蔽箱侧面内壁的第二X射线发生器。

进一步的，所述超声波检测机构包括隔离箱，设置在隔离箱顶部内壁的XY轴移动组件，以及设置在XY轴移动组件上的超声波探头。

进一步的，所述电控箱包括配电模块，与配电模块连接的用于控制各个机构的控制模块，用于收集检测数据的数据收集模块，以及用于连接数据处理系统的通讯模块。

进一步的，所述中央处理系统包括用于收发数据的网络传输模块，用于存储数据的存储模块，用于处理数据的中央处理模块，以及用于显示数据的显示模块。

一种无损检测方法，包括以下步骤：

步骤一，对待检测的PCB板的两面进行清洁；

步骤二，将清洁后的PCB板放置到第一移载机构上，第一移载机构将PCB板移动至X射线检测机构的屏蔽箱体中；

步骤三，第一移载机构的承载平台缓慢转动，X射线检测机构的第一X射线发生器和第二X射线发生器对PCB板进行检测，并将X射线检测机构的检测数据输送至电控箱的数据收集模块；

步骤四，第一移载机构移动至旋转搬运机构处，旋转搬运机构将PCB板夹起并进行翻转；

步骤五，第一移载机构复位，第二移载机构移动至旋转搬运机构处，旋转搬运机构将PCB板放置到第二移载机构的承载平台上；

步骤六，第二移载机构将PCB板移动到超声波检测机构的隔离箱体中，超声波探头对PCB板背面的各个背孔进行检测，并将超声波检测机构的检测数据输送至电控箱的数据收集模块；

步骤七，电控箱的通讯模块将X射线检测机构和超声波检测机构的检测数据输送至中央处理系统，中央处理系统的网络传输模块接收数据后将数据传送到存储模块进行存储，中央处理模块从存储模块调用检测数据，对数据进行处理分析，得到检测结果，并将检测结果传输到显示模块。

进一步的，所述步骤六中对PCB板背面的各个孔的检测按照以下分步骤进行：

S1、超声波探头的移动路径为“S”形，对PCB板进行逐行扫描，确定各个孔的位置；

S2、确定PCB板背面的表层位置，超声波探头扫描待测孔，获取孔底到表层的距离L1；

S3、将L1与预设最大距离L进行对比，当L1＜L时，桩的长度未超标；

S4、重复步骤S1至S3，对其余背孔进行测量。

进一步的，所述步骤一中采用高压气流对PCB板两面进行清洁。

进一步的，所述步骤三中，承载平台的转速为0.5-1.5转/分钟。

对比现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明设置了X射线检测机构、超声波检测机构，可对PCB板上细微的裂纹、空洞等微小缺陷，以及背钻孔的桩的长度进行快速准确的检测，同时在第一移载机构、第二移载机构和翻转搬运机构的配合下，可实现整个检测过程的自动化，提高了工作效率，并且保证了产品的良品率。

附图说明

图1为本发明提供的一种无损检测装置及其检测方法一实施例的结构示意图。

图2为本实施例中翻转搬运机构的结构示意图。

图3为本实施例第一移载机构和第二移载机构的俯视图，该状态下隐藏了翻转搬运机构、X射线检测机构和超声波检测机构。

图4为本实施例配电箱和中央处理系统结构框图。

具体实施方式

为便于本领域技术人员理解本发明，下面将结合具体实施例和附图对本发明作进一步详细描述。

参照图1至图4，本发明提供的一种无损检测装置及其检测方法包括底座1，设置在底座上方的用于检测PCB板的X射线检测机构2，设置在底座上的用于检测PCB板的超声波检测机构3，可移动连接在底座上的用于运送PCB板的第一移载机构4和第二移载机构5，设置在底座上的用于翻转PCB板并将PCB板从第一移载机构搬运至第二移载机构翻转搬运机构6，以及设置在底座下方的用于控制各个机构的电控箱7，以及与电控箱连接的中央处理系统8。本实施例中，X射线检测机构、翻转搬运机构和超声波检测机构从左至右依次设置，PCb板具体从右侧移动到左侧。第一移载机构设置在左边，第二移载机构设置在右边，第一移载机构将PCB板运送到X射线检测机构处进行检测，并在检测结束后将PCB板运动至翻转搬运机构处。第二移载机构可从翻转搬运机构处将PCB板运送到超声波检测机构处进行检测，并在检测后将PCB板送出本发明。

翻转搬运机构6包括设置在底座上的第一搬运丝杠61，连接在第一搬运丝杠上的第一基板62，竖直设置在第一基板上的支撑板63，设置在支撑板侧面的第二搬运丝杠64，连接在第二搬运丝杠上的第二基板65，设置在第二基板上的旋转气缸66，以及与旋转气缸连接的用于夹持PCB板的夹爪气缸67，所述第二搬运丝杠垂直于第一基板，第二基板与第一基板平行；所述第一搬运丝杠在设置于底座上的第一搬运电机68驱动下转动，第二搬运丝杠在设置于支撑板上的第二搬运电机69驱动下转动。

第一移载机构4和第二移载机构5的结构相同，均包括设置在底座上的移载丝杠41，连接在移载丝杠上的基座42，可转动连接在基座上的用于放置PCB板的承载平台43，以及设置在基座上的用于驱动承载平台转动的第一移载电机44。移载丝杠41在设置于底座上的第二移载电机45驱动下转动。本实施例的每个丝杠均设置有对应的导向杆。承载平台具体可通过转轴与基座连接，第一移载电机和转轴之间可通过齿轮连接。

X射线检测机构2包括设置在底座上的屏蔽箱体21，设置在屏蔽箱体顶部内壁的第一X射线发生器22，设置在屏蔽箱侧面内壁的第二X射线发生器23。X射线发生器（也称X光机）是已经成熟的现有技术，发展到现在已经具有多种多样的型号，其具体结构和原理已经充分公开，在此不再对X射线发生器的具体结构进行描述。

超声波检测机构3包括隔离箱31，设置在隔离箱顶部内壁的XY轴移动组件32，以及设置在XY轴移动组件上的超声波探头33。超声波探头（常见的还有超声波扫描仪）是已经成熟的现有技术，发展到现在同样具有多种多样的型号，其具体结构和原理也已经充分公开，例如公开号为CN100446731C的超声波探头。在此不再对超声波探头器的具体结构进行描述。

本实施例中，X射线检测机构的屏蔽箱体沿PCB板移动方向的两侧、超声波检测机构的隔离箱沿PCB板移动方向的两侧均设置有自动升降门，自动升降门上设置有用于感应来料的感应器（可采用超声波感应器、红外感应器等），当第一移载机构或者第二移载机构通过的时候自动打开或关闭。

电控箱7包括配电模块，与配电模块连接的用于控制各个机构的控制模块，用于收集检测数据的数据收集模块，以及用于连接数据处理系统的通讯模块。

中央处理系统8包括用于收发数据的网络传输模块，用于存储数据的存储模块，用于处理数据的中央处理模块，以及用于显示数据的显示模块（也即显示屏、显示器）。具体实施时，中央处理系统，可直接采用电子计算机。

具体工作时，可在本发明的两端设置上下料用的机械手，或者输送带。

本发明还提供了一种基于上述无损检测设备的一种无损检测方法，包括以下步骤：

步骤一，对待检测的PCB板的两面进行清洁；

步骤六中对PCB板背面的各个孔的检测按照以下分步骤进行：

S4、重复步骤S1至S3，对其余背孔进行测量。

其中，步骤一中采用高压气流对PCB板两面进行清洁，具体是使用高压气枪，将PCB板两面可能附着的污物清除。步骤三中，承载平台的转速为0.5-1.5转/分钟，本实施例中承载平台的转速为1转/分钟。X射线检测机构和超声波检测机构检测的结果均通过中央处理系统进行处理分析，并将结果显示到显示模块上，以便于工作人员更直观地了解检测结果。

在本发明的描述中，需要理解的是，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”等仅用于描述目的，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 “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，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。

虽然对本发明的描述是结合以上具体实施例进行的，但是，熟悉本技术领域的人员能够根据上述的内容进行许多替换、修改和变化，是显而易见的。因此，所有这样的替代、改进和变化都包括在附后的权利要求的范围内。

Claims

1.一种无损检测装置，其特征在于，包括底座（1），设置在底座上方的用于检测PCB板的X射线检测机构（2），设置在底座上的用于检测PCB板的超声波检测机构（3），可移动连接在底座上的用于运送PCB板的第一移载机构（4）和第二移载机构（5），设置在底座上的用于翻转PCB板并将PCB板从第一移载机构搬运至第二移载机构翻转搬运机构（6），以及设置在底座下方的用于控制各个机构的电控箱（7），以及与电控箱连接的中央处理系统（8）；所述翻转搬运机构（6）包括设置在底座上的第一搬运丝杠（61），连接在第一搬运丝杠上的第一基板（62），竖直设置在第一基板上的支撑板（63），设置在支撑板侧面的第二搬运丝杠（64），连接在第二搬运丝杠上的第二基板（65），设置在第二基板上的旋转气缸（66），以及与旋转气缸连接的用于夹持PCB板的夹爪气缸（67），所述第二搬运丝杠垂直于第一基板，第二基板与第一基板平行；所述第一搬运丝杠在设置于底座上的第一搬运电机（68）驱动下转动，第二搬运丝杠在设置于支撑板上的第二搬运电机（69）驱动下转动；

所述第一移载机构（4）和第二移载机构（5）的结构相同，均包括设置在底座上的移载丝杠（41），连接在移载丝杠上的基座（42），可转动连接在基座上的用于放置PCB板的承载平台（43），以及设置在基座上的用于驱动承载平台转动的第一移载电机（44）；所述移载丝杠（41）在设置于底座上的第二移载电机（45）驱动下转动；

所述X射线检测机构（2）包括设置在底座上的屏蔽箱体（21），设置在屏蔽箱体顶部内壁的第一X射线发生器（22），设置在屏蔽箱侧面内壁的第二X射线发生器（23）。

2.根据权利要求1所述的无损检测装置，其特征在于，所述超声波检测机构（3）包括隔离箱（31），设置在隔离箱顶部内壁的XY轴移动组件（32），以及设置在XY轴移动组件上的超声波探头（33）。

3.根据权利要求1所述的无损检测装置，其特征在于，所述电控箱（7）包括配电模块，与配电模块连接的用于控制各个机构的控制模块，用于收集检测数据的数据收集模块，以及用于连接数据处理系统的通讯模块。

4.根据权利要求3所述的无损检测装置，其特征在于，所述中央处理系统（8）包括用于收发数据的网络传输模块，用于存储数据的存储模块，用于处理数据的中央处理模块，以及用于显示数据的显示模块。

5.一种无损检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，对待检测的PCB板的两面进行清洁；

步骤七，电控箱的通讯模块将X射线检测机构和超声波检测机构的检测数据输送至中央处理系统，中央处理系统的网络传输模块接收数据后将数据传送到存储模块进行存储，中央处理模块从存储模块调用检测数据，对数据进行处理分析，得到检测结果，并将检测结果传输到显示模块；

所述步骤六中对PCB板背面的各个孔的检测按照以下分步骤进行：

S4、重复步骤S1至S3，对其余背孔进行测量。

6.根据权利要求5所述的无损检测方法，其特征在于，所述步骤一中采用高压气流对PCB板两面进行清洁。

7.根据权利要求5所述的无损检测方法，其特征在于，所述步骤三中，承载平台的转速为0.5-1.5转/分钟。