CN111678458A - 一种锡球视觉测量装置及其测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锡球视觉测量装置及其测量方法，包括机架、摄像机、第一光源、第二光源、第三光源、第四光源、安装板、底座、放置治具、前后移动组件和横向移动组件，安装板装设在机架的前方并开设有可供摄像机、第一光源、第二光源、第三光源、第四光源穿过的开孔，第一光源和第二光源分别装设在安装板上并分别倾斜设置在摄像机的后方和前方，第三光源和第四光源分别装设在安装板上并分别倾斜设置在摄像机的左方和右方。本发明中利用光源与摄像机的夹角，形成一块阴影区域，以阴影为背景，与锡球连接器轮廓形成强烈对比，对锡球连接的轮廓测量成像，结构分时打光方法，得出锡球圆心，成像准确，测量速度快，且光源结构简单稳定。

Description

一种锡球视觉测量装置及其测量方法

技术领域

本发明涉及测量装置领域，特别涉及一种锡球视觉测量装置及其测量方法。

背景技术

锡球作为新型封装中不可缺少的重要材料，是用于代替IC元件封装结构中的引脚，从而满足电性互连以及机械连接要求的一种连接器。球栅阵列封装、晶片级封装的发展顺应了技术发展的趋势并满足了人们对电子产品短、小、轻、薄的要求，是一种高密度表面装配封装技术。

锡球组装需用到热铆工艺，通过接触式加热加压，使锡球融接在连接器上，组装完成后，需要对锡球阵列的位置度进行准确测量，热铆后的锡球为表面有凹痕反光不规则的球体，外轮廓边缘成像困难，连接器中的锡球位置度无法进行准确的视觉测量，导致不良品流入市场。

发明内容

本发明解决的技术问题是针对上述现有技术中存在的缺陷，提供一种锡球视觉测量装置及其测量方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：一种锡球视觉测量装置，包括机架、摄像机、第一光源、第二光源、第三光源、第四光源、安装板、底座、放置治具、前后移动组件和横向移动组件，所述机架装设在所述底座上，所述摄像机装设在所述机架的上方，所述安装板装设在所述机架的前方并开设有可供摄像机、第一光源、第二光源、第三光源、第四光源穿过的开孔，所述第一光源和所述第二光源分别装设在所述安装板上并分别倾斜设置在所述摄像机的后方和前方，所述第三光源和所述第四光源分别装设在所述安装板上并分别倾斜设置在所述摄像机的左方和右方，所述第一光源、所述第二光源、所述第三光源、所述第四光源的发光源和摄像机的镜头均伸入开孔，所述横向移动组件装设在所述底座上，所述前后移动组件装设在所述横向移动组件上，所述放置治具装设在所述前后移动组件上并设置在所述安装板的开孔的下方。

作为对上述技术方案的进一步阐述：

在上述技术方案中，所述第一光源、所述第二光源、所述第三光源、所述第四光源的倾斜角度相同。

在上述技术方案中，所述摄像机的镜头设置为远心镜头。

在上述技术方案中，所述横向移动组件包括第一连接板、横向滑轨、横向滑块和横向驱动电机，所述横向滑轨装设在所述底座上，所述横向滑块与所述横向滑轨滑动连接，所述第一连接板与所述横向滑块固定连接，所述横向驱动电机与所述横向滑块传动连接，从而驱动所述横向滑块在所述横向滑轨上的横向往复运动。

在上述技术方案中，所述前后移动组件包括前后驱动电机、第二连接板和电机安装板，所述电机安装板与所述第一连接板固定连接，所述前后驱动电机装设在所述电机安装板上，所述第二连接板装设在所述前后驱动电机上，所述放置治具装设在所述第二连接板上，所述前后驱动电机驱动所述第二连接板的前后运动。

在上述技术方案中，还包括调整组件，所述第一光源、所述第二光源、所述第三光源、所述第四光源分别通过调整组件装设在所述安装板上。

在上述技术方案中，所述调整组件包括固定块、升降块和调整轴，所述固定块装设在所述安装板上，所述升降块与所述固定块的一侧面滑动连接，所述调整轴与升降块的一侧面转动连接，所述第一光源、所述第二光源、所述第三光源、所述第四光源分别与相应的调整轴固定连接。

为解决上述技术问题，本发明还采取如下了技术方案：一种锡球视觉测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将待检测的锡球连接器置于放置治具上，横向移动组件驱动锡球连接器置于摄像机下方，前后移动组件驱动锡球连接器置于摄像机的焦点位置；

(2)第一光源启动，摄像机拍摄第一张照片；

(3)第二光源启动，摄像机拍摄第二张照片；

(4)第三光源启动，摄像机拍摄第三张照片；

(5)第四光源启动，摄像机拍摄第四张照片；

(6)得到四张分时区域的照片，取四张照片中识别到的四段圆弧，得到锡球圆心，拟合形成一个圆。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明包括摄像机、第一光源、第二光源、第三光源、第四光源，利用光源与摄像机的夹角，形成一块阴影区域，以阴影为背景，与锡球连接器轮廓形成强烈对比，对锡球连接的轮廓测量成像，结构分时打光方法，第一光源、第二光源、第三光源、第四光源得到四段圆弧，得出锡球圆心，拟合形成一个圆，成像准确，测量速度快，且光源结构简单稳定。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的局部侧视图；

图3是本发明的局部正视图；

图4是本发明的侧剖视图；

图5是本发明中测量成像的侧视原理图；

图6是本发明中测量成像的俯视原理图。

图中：1、机架；2、摄像机；3、第一光源；4、第二光源；5、第三光源；6、第四光源；7、安装板；71、开孔；8、底座；9、放置治具；10、前后移动组件；101、前后驱动电机；102、第二连接板；103、电机安装板；11、横向移动组件；111、第一连接板；112、横向滑轨；113、横向滑块；114、横向驱动电机；12、调整组件；121、固定块；122、升降块；123、调整轴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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申请和简化描述，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申请的限制。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。在本申请的描述中，“若干个”、“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本申请中，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申请中的具体含义。在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例一

如图1-4所示，一种锡球视觉测量装置，包括机架1、摄像机2、第一光源3、第二光源4、第三光源5、第四光源6、安装板7、底座8、放置治具9、前后移动组件10和横向移动组件11，所述机架1装设在所述底座8上，所述摄像机2装设在所述机架1的上方，所述安装板7装设在所述机架1的前方并开设有可供摄像机2、第一光源3、第二光源4、第三光源5、第四光源6穿过的开孔71，所述第一光源3和所述第二光源4分别装设在所述安装板7上并分别倾斜设置在所述摄像机2的后方和前方，所述第三光源5和所述第四光源6分别装设在所述安装板7上并分别倾斜设置在所述摄像机2的左方和右方，所述第一光源3、所述第二光源4、所述第三光源5、所述第四光源6的发光源和摄像机2的镜头21均伸入开孔71，所述横向移动组件11装设在所述底座8上，所述前后移动组件10装设在所述横向移动组件11上，所述放置治具9装设在所述前后移动组件10上并设置在所述安装板7的开孔71的下方。本发明包括摄像机2、第一光源3、第二光源4、第三光源5、第四光源6，利用光源与摄像机2的夹角，形成一块阴影区域，以阴影为背景，与锡球连接器轮廓形成强烈对比，对锡球连接的轮廓测量成像，结构分时打光方法，第一光源3、第二光源4、第三光源5、第四光源6得到四段圆弧，得出锡球圆心，拟合形成一个圆，成像准确，测量速度快，且光源结构简单稳定。

具体地，所述第一光源3、所述第二光源4、所述第三光源5、所述第四光源6的倾斜角度相同，其具体角度可以根据实际情况进行调整设置，本实施例对此不做限制。

其中，所述摄像机2的镜头21设置为远心镜头。当然，摄像机2的镜头21也可设置为其他镜头，使用者可以根据实际情况进行设置，并非本实施例所限。

本实施例中，如图2和图4所示，所述横向移动组件11包括第一连接板111、横向滑轨112、横向滑块113和横向驱动电机114，所述横向滑轨112装设在所述底座8上，所述横向滑块113与所述横向滑轨112滑动连接，所述第一连接板111与所述横向滑块113固定连接，所述横向驱动电机114与所述横向滑块113传动连接，从而驱动所述横向滑块113在所述横向滑轨112上的横向往复运动。所述前后移动组件10包括前后驱动电机101、第二连接板102和电机安装板103，所述电机安装板103与所述第一连接板111固定连接，所述前后驱动电机101装设在所述电机安装板103上，所述第二连接板102装设在所述前后驱动电机101上，所述放置治具9装设在所述第二连接板102上，所述前后驱动电机101驱动所述第二连接板102的前后运动。

本实施例中，如图1所示，还包括调整组件12，所述第一光源3、所述第二光源4、所述第三光源5、所述第四光源6分别通过调整组件12装设在所述安装板7上。具体地，所述调整组件12包括固定块121、升降块122和调整轴123，所述固定块121装设在所述安装板7上，所述升降块122与所述固定块121的一侧面滑动连接，所述调整轴123与升降块122的一侧面转动连接，所述第一光源3、所述第二光源4、所述第三光源5、所述第四光源6分别与相应的调整轴123固定连接。通过升降块122在固定块121上的上下运动，调整相应光源的高度，通过调整轴123在固定块121上转动角度，调整相应光源的倾斜角度，使相应光源到达所需位置。

实施例二

如图5和图6所示，一种锡球视觉测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将待检测的锡球连接器置于放置治具9上，横向移动组件11驱动锡球连接器置于摄像机2下方，前后移动组件10驱动锡球连接器置于摄像机2的焦点位置；

(2)第一光源3启动，摄像机2拍摄第一张照片；

(3)第二光源4启动，摄像机2拍摄第二张照片；

(4)第三光源5启动，摄像机2拍摄第三张照片；

(5)第四光源6启动，摄像机2拍摄第四张照片；

(6)得到四张分时区域的照片，取四张照片中识别到的四段圆弧，得到锡球圆心，拟合形成一个圆。

本发明包括摄像机2、第一光源3、第二光源4、第三光源5、第四光源6，利用光源与摄像机2的夹角，形成一块阴影区域，以阴影为背景，与锡球连接器轮廓形成强烈对比，对锡球连接的轮廓测量成像，结构分时打光方法，第一光源3、第二光源4、第三光源5、第四光源6得到四段圆弧，得出锡球圆心，拟合形成一个圆，成像准确，测量速度快，且光源结构简单稳定。

以上并非对本发明的技术范围作任何限制，凡依据本发明技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种锡球视觉测量装置，其特征在于，包括机架、摄像机、第一光源、第二光源、第三光源、第四光源、安装板、底座、放置治具、前后移动组件和横向移动组件，所述机架装设在所述底座上，所述摄像机装设在所述机架的上方，所述安装板装设在所述机架的前方并开设有可供摄像机、第一光源、第二光源、第三光源、第四光源穿过的开孔，所述第一光源和所述第二光源分别装设在所述安装板上并分别倾斜设置在所述摄像机的后方和前方，所述第三光源和所述第四光源分别装设在所述安装板上并分别倾斜设置在所述摄像机的左方和右方，所述第一光源、所述第二光源、所述第三光源、所述第四光源的发光源和摄像机的镜头均伸入开孔，所述横向移动组件装设在所述底座上，所述前后移动组件装设在所述横向移动组件上，所述放置治具装设在所述前后移动组件上并设置在所述安装板的开孔的下方。

2.根据权利要求1所述的一种锡球视觉测量装置，其特征在于，所述第一光源、所述第二光源、所述第三光源、所述第四光源的倾斜角度相同。

3.根据权利要求1所述的一种锡球视觉测量装置，其特征在于，所述摄像机的镜头设置为远心镜头。

4.根据权利要求1所述的一种锡球视觉测量装置，其特征在于，所述横向移动组件包括第一连接板、横向滑轨、横向滑块和横向驱动电机，所述横向滑轨装设在所述底座上，所述横向滑块与所述横向滑轨滑动连接，所述第一连接板与所述横向滑块固定连接，所述横向驱动电机与所述横向滑块传动连接，从而驱动所述横向滑块在所述横向滑轨上的横向往复运动。

5.根据权利要求4所述的一种锡球视觉测量装置，其特征在于，所述前后移动组件包括前后驱动电机、第二连接板和电机安装板，所述电机安装板与所述第一连接板固定连接，所述前后驱动电机装设在所述电机安装板上，所述第二连接板装设在所述前后驱动电机上，所述放置治具装设在所述第二连接板上，所述前后驱动电机驱动所述第二连接板的前后运动。

6.根据权利要求1所述的一种锡球视觉测量装置，其特征在于，还包括调整组件，所述第一光源、所述第二光源、所述第三光源、所述第四光源分别通过调整组件装设在所述安装板上。

7.根据权利要求6所述的一种锡球视觉测量装置，其特征在于，所述调整组件包括固定块、升降块和调整轴，所述固定块装设在所述安装板上，所述升降块与所述固定块的一侧面滑动连接，所述调整轴与升降块的一侧面转动连接，所述第一光源、所述第二光源、所述第三光源、所述第四光源分别与相应的调整轴固定连接。

8.一种锡球视觉测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将待检测的锡球连接器置于放置治具上，横向移动组件驱动锡球连接器置于摄像机下方，前后移动组件驱动锡球连接器置于摄像机的焦点位置；

(2)第一光源启动，摄像机拍摄第一张照片；

(3)第二光源启动，摄像机拍摄第二张照片；

(4)第三光源启动，摄像机拍摄第三张照片；

(5)第四光源启动，摄像机拍摄第四张照片；

(6)得到四张分时区域的照片，取四张照片中识别到的四段圆弧，得到锡球圆心，拟合形成一个圆。

Images