CN111504221A - 一种网板图像追焦装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种网板图像追焦装置，包括基座、安装在基座上的第一支架组件和第二支架组件，第一支架组件用于安装待检测的网板，第二支架组件上安装有测距仪和图像采集装置；测距仪在垂直于网板表面的方向上测量测距仪至网板表面的垂直距离，第二支架组件根据测得的垂直距离，调整图像采集装置至待检测网板表面的垂直距离，调整后图像采集装置对网板表面进行图像采集；图像采集装置和测距仪在检测过程中的相对位置不变。通过第二支架组件的运动实现图像采集装置和测距仪对网板的扫描以及调节两者距网板表面垂直方向的距离，可以快速对网板的起伏变化做出改变，保证图像采集装置能够实时追焦，从而采集到网板各处的清晰图像。

Description

一种网板图像追焦装置及其方法

技术领域

本发明涉及网板的表面检测领域，尤其涉及图像采集装置实时扫描并通过实时补偿的运动方式、实时追焦，从而抓取网板的清晰检测位置的装置及方法。

背景技术

网板，又称丝网或钢网，是生产线用于在基板上，如PCB、FPC等，印刷焊锡膏或贴片胶的刚性漏板，是SMT（表面贴装技术）行业必备的基础用品。网板是生产线生产环节的第一步，也是最重要的一个环节，网板的好坏直接影响到后续产品的生产质量的好坏。因此，网板在印刷使用前，都会对网板的破孔、堵孔等缺陷进行检测，进而确保网板品质。

网板在初次制作时，为保证网板品质，在网板绷网时会保证网板具有足够的张力和良好的平整度。然而，在后续的实际印刷生产过程中，网板会重复使用多次，多次使用后的网板容易产生不同程度的形变，从而影响产品的生产质量。因此，对网板的缺陷如形变的检测过程、以及检测的准确度，则显得尤为重要。

现有技术中，在网板的检测过程中，较为精确的检测方法为通过对网板的图像采集来检测网板的形变，但此种方法需要依赖于图像的清晰度才能保证检测的精确度。由于网板存在有形变，位于固定高度的图像采集装置如相机在对网板进行图像的采集时，会由于网板形变导致的高低不平，导致相机的焦距产生变化，影响图像的成像质量和清晰度。针对上述问题，目前传统的方式是通过机械定位的方法，例如利用滑轮或定位轮来弥补网板的形变误差，但这种调节方式比较繁琐，且不能精确弥补网板的凹凸形变，对图像清晰度的把控不足。

综上，如何提供一种调节方便、并能很好地弥补网板形变、从而保证图像采集装置例如相机的焦距不变，以提高图像清晰度的方法，是网板检测领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供一种网板图像追焦装置，机械结构简单、调节方便、成本低，且能够快速对网板起伏变化做出改变、实时追焦到网板的图像清晰位置。

本发明提供一种网板图像追焦的方法，可以快速对网板起伏变化做出改变、实时追焦到网板的图像清晰位置，保证网板检测的精确度。

本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。

为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明一实施例所提供的网板图像追焦装置，包括基座、安装在所述基座上的第一支架组件和第二支架组件。所述第一支架组件用于安装待检测的网板，第二支架组件上安装有测距仪和图像采集装置；所述测距仪在垂直于网板表面的方向上测量测距仪至网板表面的垂直距离，所述第二支架组件根据测得的垂直距离，调整所述图像采集装置至待检测的网板表面的垂直距离，调整后所述图像采集装置对网板表面进行图像采集；所述图像采集装置和测距仪在检测过程中的相对位置不变。。

其中，所述测距仪和图像采集装置在所述第二支架组件的带动下，平行于网板表面对网板表面各处进行扫描；在对网板表面各处进行扫描的过程中，所述测距仪和图像采集装置还可以在第二支架组件的带动下，在垂直于网板表面的方向上运动，从而用于实时调整图像采集装置和测距仪到网板表面的高度。

上述网板图像追焦装置还包括控制单元，所述控制单元记录所述测距仪测到的距网板表面各处的垂直距离，并依据记录的各处的垂直距离，控制所述第二支架组件调整所述图像采集装置至网板表面的垂直距离。

其中，上述的第二支架组件包括X轴运动机构、Y轴运动机构和Z轴运动机构。其中，所述X轴运动机构和Y轴运动机构带动所述测距仪和图像采集装置平行于网板表面运动，所述Z轴运动机构带动所述测距仪和图像采集装置在垂直于网板表面的方向上运动。

所述X轴运动机构包括平行于网板表面横向设置的横杆；所述Y轴运动机构包括平行于网板表面竖向设置的立杆、以及设置在所述立杆上的第一滑块。所述立杆的一端与横杆相连，并可沿所述横杆左右滑动，所述立杆上的第一滑块可沿所述立杆上下滑动。所述Z轴运动机构包括第二滑块，测距仪和图像采集装置设置在第二滑块上；所述第二滑块与第一滑块相连，并可在垂直于网板表面的方向上相对于第一滑块滑动。

上述的第一支架组件包括平行设置在网板上、下两侧的第一定位机构和第二定位机构，所述第一定位机构和第二定位机构上设置有数个定位件，用于将网板固定在所述第一支架组件上。优选的，上述第一支架组件还包括一位于网板检测面相对侧的支撑板，所述支撑板用于连接所述第一定位机构和第二定位机构。

为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明一实施例所提供的一种网板图像追焦的方法包括：步骤一，将待检测的网板安装在第一支架组件上，将测距仪和图像采集装置安装在第二支架组件上。步骤二，第二支架组件带动测距仪和图像采集装置定位到网板上的任意一处，在该处先通过测距仪对该处进行测距；测距后，对图像采集装置进行调焦，使图像采集装置能够采集到网板该处的清晰图像，定义此时图像采集装置到网板该处的距离为基准距离。步骤三，以此基准距离为准，在垂直于网板表面的方向上，将此时测距仪的安装高度进行调节，调节到测距仪的读数为0，此时图像采集装置的清晰位置即为测距仪读数为0的位置；调节完成后，保持图像采集装置和测距仪的相对位置固定不变。步骤四，图像采集装置和测距仪在第二支架组件的带动下，对网板各处进行测距和图像采集；其中，所述图像采集装置在进行图像采集时，依据测距仪测得的测量数据，调整图像采集装置到待测网板各处的垂直距离，使得图像采集装置至网板各处的垂直距离始终与基准距离相同从而采集到网板各处的清晰图像。

本发明实施例的网板图像追焦装置，在第一支架组件上安装待检测的网板，在第二支架组件上安装图像采集装置和测距仪，并通过第二支架组件的运动来实现图像采集装置和测距仪对网板表面的扫描，在扫描的同时，第二支架组件能够实时调节图像采集装置和测距仪距网板表面垂直方向的距离，可以快速的对网板的起伏变化做出改变，保证图像采集装置能够实时追焦，从而拍到网板各处的清晰图像。此外，上述的装置机械结构简单、成本低，并易于安装操作，调节方便。本发明实施例的网板图像追焦的方法，由于使用了上述的网板图像追焦装置，此方法可以在检测过程中，实时调节图像采集装置和测距仪高度，使图像采集装置获得网板的清晰图像，检测效果得到有效提高，提高了检测的精确度。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合附图，做详细说明如下。

附图说明

图1是本发明一实施例的网板图像追焦装置的立体结构示意图。

图2是图1中A处的局部放大图。

图3是本发明一实施例的网板图像追焦装置的侧视图。

图4是图3中B处的局部放大图。

图5是本发明一实施例的网板图像追焦装置的相机和测距仪运动位置1的示意图。

图6是本发明一实施例的网板图像追焦装置的相机和测距仪运动位置2的示意图。

图7是本发明一实施例的网板图像追焦装置的相机和测距仪运动位置3的示意图。

图8是本发明另一实施例的网板图像追焦的方法的流程示意图。

附图标记：1-第一支架组件，2-第二支架组件，3-网板，4-相机，5-测距仪,11-第一定位机构，12-第二定位机构，13-支撑板，111-定位件，61-横杆，62-支撑杆，71-立杆，81-第二滑块，S101、S102、S103、S104-步骤。

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的一优选实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向位置用语，例如：上、下、前、后、第一或第二等，仅是参考附加图式的方向位置。因此，使用的方向位置用语是用来说明并非用来限制本发明。

图1是本发明实施例一的网板图像追焦装置的立体结构示意图。请参考图1，本实施例的网板图像追焦装置包括基座（图中未示出）、安装在所述基座上的第一支架组件1和第二支架组件2。所述第一支架组件1上安装有待检测的网板3，所述第二支架组件2上安装有测距仪和图像采集装置，为了方便说明，本说明书中图像采集装置以相机为例来说明。本实施例中的测距仪设置在图1中第二支架组件2的A处，图2示出了A处的局部放大图。请参考图2，所述第二支架组件2上安装有测距仪5。

图3是本实施例的网板图像追焦装置的侧视图。请参考图3，本实施例中的相机和测距仪的位置关系显示在图3中第二支架组件2的B处，图4示出了B处的局部放大图。请参考图4，所述第二支架组件2上安装有相机4和测距仪5。为方便安装检测，优选的上述的相机4和测距仪5安装在所述第二支架组件2的同一水平面上。测距仪5在垂直于网板表面的方向上测量测距仪至网板表面的垂直距离，所述第二支架组件2根据测得的垂直距离，调整相机4至待检测的网板表面的垂直距离，调整后相机4对网板表面进行图像采集。上述的相机4和测距仪5在检测过程中的相对位置保持不变。

本实施例中上述的相机4和测距仪5在所述第二支架组件2的带动下，平行于网板表面对网板3的表面各处进行扫描；在对网板3表面各处进行扫描的过程中，所述相机4和测距仪5在第二支架组件2的带动下，在垂直于网板表面的方向上运动。

此外，本实施例的网板图像追焦装置还包括一控制单元，例如为电脑，但不局限于此，在其他实施例中还可以其他控制器。本实施例中的控制单元记录上述测距仪5测到的距网板表面各处的垂直距离，并依据记录的各处的垂直距离，控制上述第二支架组件2调整相机4至网板表面的垂直距离。

请参考图1和图3，本实施例中的所述第一支架组件1例如包括平行设置在网板3上、下两侧第一定位机构11和第二定位机构12，以及连接所述第一定位机构11和第二定位机构12、位于网板3检测面相对侧的支撑板13，但不局限于此，在其他实施例中，所述第一支架组件1还可以为其他结构，例如沿网板3的四条边设置的、呈四边形的定位机构等其他形状。上述的第一定位机构11和第二定位机构12上设置有数个定位件111，用于将网板3固定在所述第一支架组件1上，等待检测。本实施例中的定位件111例如为机械夹持装置，但不局限于此，在其他实施例中还可以为磁力吸附装置等。

所述第二支架组件2包括X轴运动机构、Y轴运动机构和Z轴运动机构。其中，所述X轴运动机构和Y轴运动机构带动所述相机4和测距仪5平行于网板表面运动，所述Z轴运动机构带动所述相机4和测距仪5在垂直于网板表面的方向上运动。本实施例中，上述的X轴运动机构例如包括平行于网板表面横向设置的横杆61，本实施例中所述横杆61例如为上下两条，但不局限于此，在其他实施例中，所述横杆61也可以为一条或多条；本实施例中的上下两条横杆61通过一支撑杆62相连。

所述Y轴运动机构包括平行于网板表面竖向设置的立杆71、以及设置在所述立杆71上的第一滑块（图中未示出）。本实施例中，所述立杆71的两端与上述的两条横杆61分别相连，并可沿所述两条横杆61左右滑动，所述立杆71上的第一滑块可沿所述立杆71上下滑动。本实施例中的所述立杆71和第一滑块的运动例如由丝杠螺母机构驱动，但不局限于此，在其他实施例中，所述立杆71和第一滑块还可以通过皮带或链条等驱动运动。

所述Z轴运动机构包括第二滑块81，请参考图3和图4，上述的相机4和测距仪5设置在所述第二滑块81上，所述第二滑块81与第一滑块相连，并可在垂直于网板表面的方向上相对于第一滑块滑动。本实施例中的上述第二滑块81例如为电动滑块，但不局限于此，在其他实施例中所述第二滑块81还可以为由液压或气压等驱动的其他类型的滑块。

上述的相机4和测距仪5可以在立杆71和第一滑块的带动下，平行于网板表面对网板进行扫描；在第二滑块81的带动下，在垂直于网板表面的方向上进行高度调整，实现实时调节相机和测距仪距网板表面高度的目的，从而可以快速的对网板的起伏变化做出改变，保证相机能够实时追焦，从而拍到网板各处的清晰图像。

图5至图7示出了本实施例的网板图像追焦装置的相机和测距仪三个运动位置的示意图。请参考图5至图7，其分别示出了三个运动位置，其中图5中相机和测距仪位于网板的左下方，本实施例中对应于初始扫描位置，图6中相机和测距仪位于网板中部位置，图7中相机和测距仪位于网板的右上方，本实施例中对应于扫描结束位置，但不局限于此，在其他实施例中，其扫描的起止位置可变换。本实施例提供的网板图像追焦装置机械结构简单、成本低，并易于安装操作，调节方便。

图8是本发明实施例二的网板图像追焦的方法的流程示意图。请参考图1及图8，本实施例的网板图像追焦的方法包括以下步骤：

步骤一S101：将待检测的网板安装在第一支架组件上，将测距仪和图像采集装置安装在第二支架组件上；本实施例中的图像采集装置示例性的为相机。

步骤二S102：第二支架组件带动相机和测距仪定位到网板上的任意一处，在该处先通过测距仪对该处进行测距；测距后，对相机进行调焦，使相机能够采集到网板该处的清晰图像，定义此时相机到网板该处的距离为基准距离。

步骤三S103：以此基准距离为准，在垂直于网板表面的方向上，将此时测距仪的安装高度进行调节，调节到测距仪的读数为0，此时相机的清晰位置即为测距仪读数为0的位置；调节完成后，保持相机和测距仪的相对位置固定不变。

步骤四S104：相机和测距仪在第二支架组件的带动下，对网板各处进行测距和图像采集；相机在进行图像采集时，依据测距仪测得的测量数据，调整相机到待测网板各处的垂直距离，使得相机至网板各处的垂直距离始终与基准距离相同，从而采集到网板各处的清晰图像。

本实施例中，上述图8中的方法，在其步骤四S104中，测距仪在第二支架组件的带动下，对网板各处进行测距，所测量到的距离信息记录在控制单元中，所述控制单元依据各处的距离信息，调整所述图像采集装置在各处距离网板的垂直距离，保证所述图像采集装置在各处的垂直距离始终与基准距离相同。

此外，上述图8中的方法，在其步骤一S101的安装过程中，所述测距仪和相机在安装时，使得测距仪至网板表面的高度小于所述相机至网板表面的高度，便于在后续的步骤三S103中对测距仪的安装高度进行调节。本实施例中的测距仪选用工作范围在±2mm之间的测距仪，但不局限于此，在其他实施例中，可以根据检测精度需要来选用其他工作范围的测距仪。

在图8的方法中，以图1至图4中的实施例一为例，具体而言，步骤一S101中的待检测的网板为网板3，其通过第一支架组件1上的第一定位机构11和第二定位结构12上的数个定位件111固定安装在第一支架组件1上；测距仪和图像采集装置为测距仪5和相机4，两者安装在第二支架组件2的第二滑块81上。在进行步骤S101后，接着在步骤S102中，第二支架组件2上Y轴运动机构的立杆71沿着X轴运动机构的横杆61左右滑动，使得相机4和测距仪5产生X轴方向的位移，Y轴运动机构的第一滑块沿着立杆71上下滑动产生Y轴方向的位移，使得相机4和测距仪5定位到网板3上的任一处，在该处先通过测距仪5进行测距，测距后，对相机4进行调焦，使相机4能够采集到网板3该处的清晰图像，定义此时相机4到网板3该处的距离为基准距离。接着，步骤S103中以此基准距离为准，在垂直于网板3表面的方向上，将此时测距仪5的安装高度进行手动或自动调节，调节到测距仪5的读数为0，此时相机4的清晰位置即为测距仪5读数为0的位置，保持相机4和测距仪5的相对位置固定不变。接着，在步骤S104中，相机4和测距仪5在横杆61和立杆71以及第一滑块的作用下，对网板3的表面各处进行测距和图像采集；控制单元记录测距仪5测到的各处的距离信息，在相机4到达网板各处上方时，控制单元控制Z轴运动机构第二滑块81在垂直于网板表面的方向上，调整相机4到该处的垂直距离，使得该处的垂直距离与步骤三S103中的基准距离相同，从而采集到网板该处的清晰图像。

由于使用了上述实施例一中的网板图像追焦装置，本实施例中所提供的方法可以在检测过程中，在定位基准距离完成后，以此基准距离为参考，在后续的检测过程中，可以实时调节图像采集装置如相机和测距仪至网板的高度，保证即使网板存在高低起伏的情况下，图像采集装置至网板各处的高度始终保持不变，使图像采集装置能够获得网板各处的清晰图像，检测效果得到有效提高，提高了检测的精确度。

以上所述，仅为本发明的优选实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即所有依本发明权利要求书及说明书所作的简单的等效变化与修改，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。另外，本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和发明名称仅是用来辅助专利文件检索之用，并非用来限定本发明的权利范围。此外，本说明书或权利要求书中提及的上、下、前、后、第一或第二等用语仅用以命名元件的名称或区别不同实施例或范围，而并非用来限制元件数量上的上限或下限。

Claims (10)

1.一种网板图像追焦装置，包括基座、安装在所述基座上的第一支架组件和第二支架组件，其特征在于，所述第一支架组件用于安装待检测的网板，所述第二支架组件上安装有测距仪和图像采集装置；所述测距仪在垂直于网板表面的方向上测量测距仪至网板表面的垂直距离，所述第二支架组件根据测得的垂直距离，调整所述图像采集装置至待检测的网板表面的垂直距离，调整后所述图像采集装置对网板表面进行图像采集；所述图像采集装置和测距仪在检测过程中的相对位置不变。

2.根据权利要求1所述的网板图像追焦装置，其特征在于，所述测距仪和图像采集装置在所述第二支架组件的带动下，平行于网板表面对网板表面各处进行扫描，在对网板表面各处进行扫描的过程中，所述测距仪和图像采集装置在第二支架组件的带动下，在垂直于网板表面的方向上运动。

3.根据权利要求2所述的网板图像追焦装置，其特征在于，还包括控制单元，所述控制单元记录所述测距仪测到的距网板表面各处的垂直距离，并依据记录的各处的垂直距离，控制所述第二支架组件调整所述图像采集装置至网板表面的垂直距离。

4.根据权利要求2或3所述的网板图像追焦装置，其特征在于，所述第二支架组件包括X轴运动机构、Y轴运动机构和Z轴运动机构；其中，所述X轴运动机构和Y轴运动机构带动所述测距仪和图像采集装置平行于网板表面运动，所述Z轴运动机构带动所述测距仪和图像采集装置在垂直于网板表面的方向上运动。

5.根据权利要求4所述的网板图像追焦装置，其特征在于，所述X轴运动机构包括平行于网板表面横向设置的横杆；所述Y轴运动机构包括平行于网板表面竖向设置的立杆、以及设置在所述立杆上的第一滑块；所述立杆的一端与横杆相连，并可沿所述横杆左右滑动，所述立杆上的第一滑块可沿所述立杆上下滑动；所述Z轴运动机构包括第二滑块，所述测距仪和图像采集装置设置在所述第二滑块上，所述第二滑块与第一滑块相连，并可在垂直于网板表面的方向上相对于第一滑块滑动。

6.根据权利要求1至3任一所述的网板图像追焦装置，其特征在于，所述第一支架组件包括平行设置在网板上、下两侧的第一定位机构和第二定位机构，所述第一定位机构和第二定位机构上设置有数个定位件，用于将网板固定在所述第一支架组件上。

7.根据权利要求6所述的网板图像追焦装置，其特征在于，所述第一支架组件还包括一位于网板检测面相对侧的支撑板，所述支撑板用于连接所述第一定位机构和第二定位机构。

8.一种网板图像追焦的方法，其特征在于，包括如下步骤

步骤一：将待检测的网板安装在第一支架组件上，将测距仪和图像采集装置安装在第二支架组件上；

步骤二：第二支架组件带动测距仪和图像采集装置定位到网板上的任意一处，在该处先通过测距仪对该处进行测距；测距后，对图像采集装置进行调焦，使图像采集装置能够采集到网板该处的清晰图像，定义此时图像采集装置到网板该处的距离为基准距离；

步骤三：以此基准距离为准，在垂直于网板表面的方向上，将此时测距仪的安装高度进行调节，调节到测距仪的读数为0，此时图像采集装置的清晰位置即为测距仪读数为0的位置；调节完成后，保持图像采集装置和测距仪的相对位置固定不变；

步骤四：图像采集装置和测距仪在第二支架组件的带动下，对网板表面各处进行测距和图像采集；其中，所述图像采集装置在进行图像采集时，依据测距仪测得的测量数据，调整图像采集装置到待测网板各处的垂直距离，使得图像采集装置至网板各处的垂直距离始终与基准距离相同，从而采集到网板各处的清晰图像。

9.根据权利要求8所述的网板图像追焦的方法，其特征在于，所述步骤四中，所述测距仪在第二支架组件的带动下，对网板各处进行测距，所测量到的距离信息记录在控制单元中，所述控制单元依据各处的距离信息，调整所述图像采集装置在各处距离网板的垂直距离，保证所述图像采集装置在各处的垂直距离始终与基准距离相同。

10.根据权利要求8或9所述的网板图像追焦的方法，其特征在于，所述步骤一中，在安装时，所述测距仪和图像采集装置安装在同一水平面上，且所述测距仪至网板表面的高度小于所述图像采集装置至网板表面的高度。

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