CN110632095A - 一种基于5g应用的pcb板自动检测系统 - Google Patents

一种基于5g应用的pcb板自动检测系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种基于5G应用的PCB板自动检测系统，用于解决现有技术中无法对PCB板中元件的安装进行自动检测的问题；包括PCB检测模块、上料模块、下料模块、数据采集模块、图像采集模块、处理器、分析模块和智能终端；本发明通过数据采集模块通过伏安法测电阻方法采集滑动变阻器的电阻变化得到电阻阻值；通过电阻分析单元分析元件的电阻变化量；利用公式获取得到元件的参差值；当通过参差值判断元件的表面安装是否平齐，从而判断元件是否与PCB板吻合安装；通过像素格颜色以及数量是否与预设元件图片进行对比，从而可以检测PCB板上安装的元件是否与预设的元件吻合。

Description

一种基于5G应用的PCB板自动检测系统
技术领域
本发明涉及PCB板检测技术领域，尤其涉及一种基于5G应用的PCB板自动检测系统。
背景技术
PCB即印刷电路板，又称为印刷线路板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，单个PCB板包含有多个单片，这些单片具有相同的结构和图案，以在完成PCB板的制作和测试后可以分成多个单片使用，从而实现规模化的生产；在PCB板生产过程中，为了保证PCB板的质量，需要对它进行各种检测，一般需要对PCB板的外观缺陷、短路、开路、元器件的好坏等进行检测。其中对PCB板的外观检测是通过视觉检测，而对PCB板的元器件安装好坏的检测则通过电测试；
在专利CN208206822U公开了基于机器视觉的PCB板缺陷自动检测系统，虽然实现了对PCB局部和全景图形的采集，避免了现有技术中检测方法无法确定缺陷的类别、无法指出缺陷与PCB上元器件的关系的现象发生，从而达到提高被PCB板缺陷被检测结果的稳定性，及重复性的目的；但是存在的不足：无法对元器件的表面安装平齐进行检测，从而无法得知元器件是否与PCB板吻合安装。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于5G应用的PCB板自动检测系统；本发明通过数据采集模块通过伏安法测电阻方法采集滑动变阻器的电阻变化得到电阻阻值；通过电阻分析单元分析元件的电阻变化量；利用公式获取得到元件的参差值；当通过参差值判断元件的表面安装是否平齐，从而判断元件是否与PCB板吻合安装；通过像素格颜色以及数量是否与预设元件图片进行对比，从而可以检测PCB板上安装的元件是否与预设的元件吻合。
本发明所要解决的技术问题为：
(1)如何通过探针和滑动变阻器测量PCB板上的元件是否安装准确，如何通过对元件的图像进行像素格分析，得到PCB板上的元件与预设的元件吻合，从而解决了现有技术中无法对PCB板中元件的安装进行自动检测的问题；
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于5G应用的PCB板自动检测系统，包括PCB检测模块、上料模块、下料模块、数据采集模块、图像采集模块、处理器、分析模块和智能终端；
所述PCB检测模块用于对已安装元件的PCB板进行元件位置检测；所述上料模块用于将已安装元件的PCB板放置在检测槽内；所述下料模块用于将已安装元件的PCB板从检测槽内取出并放置在指定位置；所述数据采集模块用于采集每个元件的电阻变化，具体检测步骤如下：
步骤一：在检测板上开设有若干个与元件一一对应的采集区；每个采集区内安装有若干个探针；设定PCB板上的元件记为Ai，i＝1、……、n；检测板上的采集去记为Bi，i＝1、……、n；Ai与Bi一一对应；设定采集区Bi内的探针记为CjBi，j＝1、……、n；
步骤二：当检测板向下运动至与已安装元件的PCB板吻合时，元件与探针接触并带动探针向上运动；
步骤三：数据采集模块采集探针的电阻变化量记为RCjBi；并将采集的探针电阻变化量发送至处理器上；
所述图形采集模块用于采集元件的图片并将采集的图片发送至处理器上；
所述分析模块用于获取处理器内元件的图片和电阻变化量并进行分析；所述分析模块包括电阻分析单元和图形分析单元；电阻分析单元用于分析元件的电阻变化量；具体分析步骤如下：
S1：对采集区Bi内所有的电阻变化量RCjBi进行匹配；获取采集区Bi对应的预设电阻变化量RBi；
S2：利用公式
Figure BDA0002218713080000031
获取得到元件的参差值GBi；
S3：当参差值GBi大于设定阈值，则生成元件高度异常指令；电阻分析单元将元件高度异常指令发送至处理器上；
所述图形分析单元用于分析元件的图片，具体分析步骤如下：
步骤一：设定元件的图片记为TPRi；对元件的图片进行放大若干倍形成元件像素格图片；
步骤二：将元件像素格图片中的像素格颜色依次与预设对比元件的像素格颜色进行识别；
步骤三：当元件像素格图片中的像素格颜色与预设对比元件的像素格颜色以及数量不一一对应，则生成元件异常指令；图形分析单元将元件异常指令发送至处理器；
所述处理器接收到高度异常指令和元件异常指令后将对应的元件以及在主板的位置通过5G通信发送至智能终端进行显示。
优选的，所述PCB检测模块包括底座，底座的上端面两侧均通过焊接安装有竖板的底端，两个竖板的顶端通过螺栓固接有顶板，底座的内部顶壁安装有气缸安装框架，气缸安装框架内通过螺丝固定安装有气缸的底端，底座的上表面开设有矩形孔，气缸的顶端贯穿矩形孔位于底座的上端面与顶板之间，底座的上端面与顶板之间对称安装有两个导向杆，两个导向杆上滑动套接有检测装置；所述底座上安装有卡板，卡板上开设有与PCB板吻合的检测槽。
优选的，所述检测装置包括第一安装板，第一安装板的底端面通过螺丝与气缸的活塞杆顶端固定连接；第一安装板的底端面通过螺丝与U型安装板的顶部两侧固定连接，U型安装板和第一安装板上均对应开设有与导向杆配合使用的导向孔；U型安装板的上端面通过若干个支柱的固定连接有第二安装板，第二安装板上镶嵌有电动推杆；U型安装板与第二安装板之间安装有移动板，移动板上开设有若干个支柱孔，移动板通过支柱孔滑动套接在支柱上；电动推杆的底端贯穿第二安装板与移动板固定连接；移动板的底端面安装有若干个连接杆顶端，若干个连接杆的底端均贯穿U型安装板的底壁位于U型安装板的下方且若干个连接杆的底端通过焊接固定在检测板上。
优选的，所述检测板上开设有若干个与元件一一对应的采集区，采集区内开设有若干个探针插槽，探针插槽的内部插接有探针，探针的中部固定安装有圆盘，圆盘的底部通过弹簧与探针插槽的内部底壁固定连接，检测板的上端面位于探针插槽的一侧通过螺丝固接有滑动变阻器，滑动变阻器上安装有滑片，滑片的底端与探针的顶端固定连接。
本发明的有益效果：
(1)本发明通过上料模块将PCB板放置在检测槽内，通过气缸带动第二安装板向下运动，然后电动推杆带动移动板向下运动，通过移动板带动检测板向下运动，从而使检测板的采集区与PCB板吻合，检测板向下运动时，探针与元件相接触，同时探针受到元件的阻力向上运动，并拉倒弹簧，探针的顶端带动滑片在滑动变阻器上滑动，从而实现滑动变阻器的阻值变化；数据采集模块通过伏安法测电阻方法采集滑动变阻器的电阻变化得到电阻阻值；通过电阻分析单元分析元件的电阻变化量；利用公式获取得到元件的参差值；当参差值大于设定阈值，则生成元件高度异常指令；当通过参差值判断元件的表面安装是否平齐，从而判断元件是否与PCB板吻合安装；
(2)本发明通过图形分析单元分析元件的图片，对元件的图片进行放大若干倍形成元件像素格图片；将元件像素格图片中的像素格颜色依次与预设对比元件的像素格颜色进行识别；当元件像素格图片中的像素格颜色与预设对比元件的像素格颜色以及数量不一一对应，则生成元件异常指令；通过像素格颜色以及数量是否与预设元件图片进行对比，从而可以检测PCB板上安装的元件是否与预设的元件吻合；处理器通过5G与智能终端连接，方便及时查看PCB板的检测情况以及PCB板异常的位置。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明一种基于5G应用的PCB板自动检测系统的原理框图；
图2是本发明PCB检测模块整体结构示意图；
图3是本发明气缸安装结构示意图；
图4是本发明检测装置整体结构示意图；
图5是本发明采集区安装示意图；
图6是本发明图5中A结构放大图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6所示，本发明为一种基于5G应用的PCB板自动检测系统，包括PCB检测模块、上料模块、下料模块、数据采集模块、图像采集模块、处理器、分析模块和智能终端；
PCB检测模块用于对已安装元件的PCB板进行元件位置检测；上料模块用于将已安装元件的PCB板放置在检测槽内；下料模块用于将已安装元件的PCB板从检测槽内取出并放置在指定位置；数据采集模块用于采集每个元件的电阻变化，具体检测步骤如下：
步骤一：在检测板上开设有若干个与元件一一对应的采集区；每个采集区内安装有若干个探针；设定PCB板上的元件记为Ai，i＝1、……、n；检测板上的采集去记为Bi，i＝1、……、n；Ai与Bi一一对应；设定采集区Bi内的探针记为CjBi，j＝1、……、n；
步骤二：当检测板向下运动至与已安装元件的PCB板吻合时，元件与探针接触并带动探针向上运动；
步骤三：数据采集模块采集探针的电阻变化量记为RCjBi；并将采集的探针电阻变化量发送至处理器上；
图形采集模块用于采集元件的图片并将采集的图片发送至处理器上；
分析模块用于获取处理器内元件的图片和电阻变化量并进行分析；分析模块包括电阻分析单元和图形分析单元；电阻分析单元用于分析元件的电阻变化量；具体分析步骤如下：
S1：对采集区Bi内所有的电阻变化量RCjBi进行匹配；获取采集区Bi对应的预设电阻变化量RBi；
S2：利用公式
Figure BDA0002218713080000061
获取得到元件的参差值GBi；
S3：当参差值GBi大于设定阈值，则生成元件高度异常指令；电阻分析单元将元件高度异常指令发送至处理器上；
图形分析单元用于分析元件的图片，具体分析步骤如下：
步骤一：设定元件的图片记为TPRi；对元件的图片进行放大若干倍形成元件像素格图片；
步骤二：将元件像素格图片中的像素格颜色依次与预设对比元件的像素格颜色进行识别；
步骤三：当元件像素格图片中的像素格颜色与预设对比元件的像素格颜色以及数量不一一对应，则生成元件异常指令；图形分析单元将元件异常指令发送至处理器；
处理器接收到高度异常指令和元件异常指令后将对应的元件以及在主板的位置通过5G通信发送至智能终端进行显示；
PCB检测模块包括底座1，底座1的上端面两侧均通过焊接安装有竖板11的底端，两个竖板11的顶端通过螺栓固接有顶板12，底座1的内部顶壁安装有气缸安装框架101，气缸安装框架101内通过螺丝固定安装有气缸17的底端，底座1的上表面开设有矩形孔16，气缸16的顶端贯穿矩形孔16位于底座1的上端面与顶板12之间，底座1的上端面与顶板12之间对称安装有两个导向杆102，两个导向杆102上滑动套接有检测装置3；底座1上安装有卡板13，卡板13上开设有与PCB板15吻合的检测槽14；
检测装置3包括第一安装板31，第一安装板31的底端面通过螺丝与气缸16的活塞杆顶端固定连接；第一安装板31的底端面通过螺丝与U型安装板33的顶部两侧固定连接，U型安装板33和第一安装板31上均对应开设有与导向杆102配合使用的导向孔32；U型安装板33的上端面通过若干个支柱34的固定连接有第二安装板35，第二安装板31上镶嵌有电动推杆36；U型安装板33与第二安装板35之间安装有移动板37，移动板37上开设有若干个支柱孔，移动板37通过支柱孔滑动套接在支柱34上；电动推杆36的底端贯穿第二安装板31与移动板37固定连接；移动板37的底端面安装有若干个连接杆顶端，若干个连接杆的底端均贯穿U型安装板33的底壁位于U型安装板33的下方且若干个连接杆的底端通过焊接固定在检测板38上；
检测板38上开设有若干个与元件一一对应的采集区381，采集区381内开设有若干个探针插槽382，探针插槽382的内部插接有探针383，探针383的中部固定安装有圆盘384，圆盘384的底部通过弹簧385与探针插槽382的内部底壁固定连接，检测板38的上端面位于探针插槽382的一侧通过螺丝固接有滑动变阻器387，滑动变阻器387上安装有滑片386，滑片386的底端与探针383的顶端固定连接；当检测板38向下运动时，探针383与元件相接触，同时探针受到元件的阻力向上运动，并拉倒弹簧385，探针383的顶端带动滑片386在滑动变阻器上滑动，从而实现滑动变阻器的阻值变化；数据采集模块通过伏安法测电阻方法采集滑动变阻器287的电阻变化得到电阻阻值；
本发明的工作原理：本发明通过上料模块将PCB板15放置在检测槽14内，通过气缸17带动第二安装板31向下运动，然后电动推杆36带动移动板37向下运动，通过移动板37带动检测板38向下运动，从而使检测板38的采集区381与PCB板15吻合，检测板38向下运动时，探针383与元件相接触，同时探针受到元件的阻力向上运动，并拉倒弹簧385，探针383的顶端带动滑片386在滑动变阻器上滑动，从而实现滑动变阻器的阻值变化；数据采集模块通过伏安法测电阻方法采集滑动变阻器287的电阻变化得到电阻阻值；通过电阻分析单元分析元件的电阻变化量；利用公式
Figure BDA0002218713080000081
获取得到元件的参差值GBi；当参差值GBi大于设定阈值，则生成元件高度异常指令；当通过参差值判断元件的表面安装是否平齐，从而判断元件是否与PCB板15吻合安装，图形分析单元分析元件的图片，对元件的图片进行放大若干倍形成元件像素格图片；将元件像素格图片中的像素格颜色依次与预设对比元件的像素格颜色进行识别；当元件像素格图片中的像素格颜色与预设对比元件的像素格颜色以及数量不一一对应，则生成元件异常指令；通过像素格颜色以及数量是否与预设元件图片进行对比，从而可以检测PCB板15上安装的元件是否与预设的元件吻合；处理器通过5G与智能终端连接，方便及时查看PCB板15的检测情况以及PCB板15异常的位置。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于5G应用的PCB板自动检测系统，其特征在于，包括PCB检测模块、上料模块、下料模块、数据采集模块、图像采集模块、处理器、分析模块和智能终端；
所述PCB检测模块用于对已安装元件的PCB板进行元件位置检测；所述上料模块用于将已安装元件的PCB板放置在检测槽内；所述下料模块用于将已安装元件的PCB板从检测槽内取出并放置在指定位置；所述数据采集模块用于采集每个元件的电阻变化，具体检测步骤如下：
步骤一：在检测板上开设有若干个与元件一一对应的采集区；每个采集区内安装有若干个探针；设定PCB板上的元件记为Ai，i＝1、……、n；检测板上的采集去记为Bi，i＝1、……、n；Ai与Bi一一对应；设定采集区Bi内的探针记为CjBi，j＝1、……、n；
步骤二：当检测板向下运动至与已安装元件的PCB板吻合时，元件与探针接触并带动探针向上运动；
步骤三：数据采集模块采集探针的电阻变化量记为RCjBi；并将采集的探针电阻变化量发送至处理器上；
所述图形采集模块用于采集元件的图片并将采集的图片发送至处理器上；
所述分析模块用于获取处理器内元件的图片和电阻变化量并进行分析；所述分析模块包括电阻分析单元和图形分析单元；电阻分析单元用于分析元件的电阻变化量；具体分析步骤如下：
S1：对采集区Bi内所有的电阻变化量RCjBi进行匹配；获取采集区Bi对应的预设电阻变化量RBi；
S2：利用公式
Figure FDA0002218713070000011
获取得到元件的参差值GBi；
S3：当参差值GBi大于设定阈值，则生成元件高度异常指令；电阻分析单元将元件高度异常指令发送至处理器上；
所述图形分析单元用于分析元件的图片，具体分析步骤如下：
步骤一：设定元件的图片记为TPRi；对元件的图片进行放大若干倍形成元件像素格图片；
步骤二：将元件像素格图片中的像素格颜色依次与预设对比元件的像素格颜色进行识别；
步骤三：当元件像素格图片中的像素格颜色与预设对比元件的像素格颜色以及数量不一一对应，则生成元件异常指令；图形分析单元将元件异常指令发送至处理器；
所述处理器接收到高度异常指令和元件异常指令后将对应的元件以及在主板的位置通过5G通信发送至智能终端进行显示。
2.根据权利要求1所述的一种基于5G应用的PCB板自动检测系统，其特征在于，所述PCB检测模块包括底座(1)，底座(1)的上端面两侧均通过焊接安装有竖板(11)的底端，两个竖板(11)的顶端通过螺栓固接有顶板(12)，底座(1)的内部顶壁安装有气缸安装框架(101)，气缸安装框架(101)内通过螺丝固定安装有气缸(17)的底端，底座(1)的上表面开设有矩形孔(16)，气缸(16)的顶端贯穿矩形孔(16)位于底座(1)的上端面与顶板(12)之间，底座(1)的上端面与顶板(12)之间对称安装有两个导向杆(102)，两个导向杆(102)上滑动套接有检测装置(3)；所述底座(1)上安装有卡板(13)，卡板(13)上开设有与PCB板(15)吻合的检测槽(14)。
3.根据权利要求2所述的一种基于5G应用的PCB板自动检测系统，其特征在于，所述检测装置(3)包括第一安装板(31)，第一安装板(31)的底端面通过螺丝与气缸(16)的活塞杆顶端固定连接；第一安装板(31)的底端面通过螺丝与U型安装板(33)的顶部两侧固定连接，U型安装板(33)和第一安装板(31)上均对应开设有与导向杆(102)配合使用的导向孔(32)；U型安装板(33)的上端面通过若干个支柱(34)的固定连接有第二安装板(35)，第二安装板(31)上镶嵌有电动推杆(36)；U型安装板(33)与第二安装板(35)之间安装有移动板(37)，移动板(37)上开设有若干个支柱孔，移动板(37)通过支柱孔滑动套接在支柱(34)上；电动推杆(36)的底端贯穿第二安装板(31)与移动板(37)固定连接；移动板(37)的底端面安装有若干个连接杆顶端，若干个连接杆的底端均贯穿U型安装板(33)的底壁位于U型安装板(33)的下方且若干个连接杆的底端通过焊接固定在检测板(38)上。
4.根据权利要求3所述的一种基于5G应用的PCB板自动检测系统，其特征在于，所述检测板(38)上开设有若干个与元件一一对应的采集区(381)，采集区(381)内开设有若干个探针插槽(382)，探针插槽(382)的内部插接有探针(383)，探针(383)的中部固定安装有圆盘(384)，圆盘(384)的底部通过弹簧(385)与探针插槽(382)的内部底壁固定连接，检测板(38)的上端面位于探针插槽(382)的一侧通过螺丝固接有滑动变阻器(387)，滑动变阻器(387)上安装有滑片(386)，滑片(386)的底端与探针(383)的顶端固定连接。
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