CN113138200A - 一种pcb电路板的检测系统与检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种PCB电路板的检测系统，包括视觉检测夹具和能安装在视觉检测夹具上的被测环形PCB板；所述被测环形PCB板安装在视觉检测夹具上时，所述被测环形PCB板的轴线与水平线平行；所述视觉检测夹具的一侧还安装有水平的视觉检测相机，视觉检测夹具上的所述被测环形PCB板的局部板面在所述视觉检测相机镜头的视线范围内；本发明的本方案能实现局部拍摄，但能得到整面图像的视觉检测机构，这样可以在更低配置工业相机的情况下完成高清晰度的拍摄任务。

Description

一种PCB电路板的检测系统与检测方法

技术领域

本发明属于PCB电路板的检测领域。

背景技术

通过工业相机代替人眼对PCB裸板进行检测，检测板上的元件的位置和间距错误、线路和元件的尺寸错误、元件形状错误、线路的通段、板上污损等；

现有的PCB板在检测时往往将PCB板的整体落入工业相机的视线范围，这样需要工业相机具有足够的广角和分辨率，以及各项相机参数都要提高；这样增大了工业相机大成本；环形的LED灯、无线充电器等产品内部的PCB板呈环形结构，针对环状PCB板的形状特征申请人觉得可以考虑设计一种局部拍摄，但能得到整面图像的视觉检测机构，这样可以在更低配置工业相机的情况下完成高清晰度的拍摄任务。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种高清晰度低成本的PCB电路板的检测系统与检测方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明的一种PCB电路板的检测系统，包括视觉检测夹具和能安装在视觉检测夹具上的被测环形PCB板；所述被测环形PCB板安装在视觉检测夹具上时，所述被测环形PCB板的轴线与水平线平行；所述视觉检测夹具的一侧还安装有水平的视觉检测相机，视觉检测夹具上的所述被测环形PCB板的局部板面在所述视觉检测相机镜头的视线范围内。

进一步的，视觉检测夹具上的所述被测环形PCB板能沿自身轴线回转，当视觉检测夹具上的所述被测环形PCB板能沿自身轴线回转一周时，所述视觉检测相机镜头的视线范围扫过被测环形PCB板的完整板面。

进一步的，所述视觉检测相机的机壳尾部同轴心连接有水平伸缩器，所述水平伸缩器能带动所述视觉检测相机逐渐靠近或逐渐远离视觉检测夹具。

进一步的，所述视觉检测夹具包括竖向悬挂柱；所述竖向悬挂柱的下端的左右侧分别固定连接有左悬臂梁和右悬臂梁，所述左悬臂梁的末端垂直固定连接有第一滚轮轴，所述右悬臂梁的末端垂直固定连接有第二滚轮轴；所述竖向悬挂柱的下端固定连接有竖向的轴承座，所述轴承座下端的轴承孔内通过轴承转动设置有摇臂轴，所述摇臂轴上固定连接有回转卡块，所述回转卡块末端连接有摇臂，所述摇臂在重力作用下呈铅锤状；所述摇臂的下端垂直固定连接有第三滚轮轴；所述第一滚轮轴、第二滚轮轴和第三滚轮轴上分别通过滚珠轴承转动设置有第一滚轮、第二滚轮和第三滚轮；

设第一滚轮、第二滚轮和第三滚轮的滚轮轴心分别为轴心一、轴心二和轴心三，轴心一、轴心二和轴心三构成一个等边三角形的的三个顶点，且轴心一与轴心二等高；所述等边三角形的几何中心在所述摇臂轴的轴线上；第一滚轮、第二滚轮和第三滚轮的轮面上分别设置有第一滚轮环槽、第二滚轮环槽和第三滚轮环槽；所述被测环形PCB板的轮廓圆心与所述等边三角形的几何中心重合，所述被测环形PCB板的外轮廓同时与第一滚轮、第二滚轮和第三滚轮轮面上的第一滚轮环槽槽底、第二滚轮环槽槽底和第三滚轮环槽槽底滚动配合。

进一步的，所述摇臂轴的侧部固定安装有第三悬臂梁，所述第三悬臂梁的末端上侧通过电机支架固定安装有滚轮驱动电机，所述滚轮驱动电机的输出端连接有驱动滚轮，所述滚轮驱动电机能带动所述驱动滚轮回转；所述驱动滚轮与所述第一滚轮滚动配合。

进一步的，还包括圆心角为°的圆弧形滚轮轨道臂；所述圆弧形滚轮轨道臂的圆心与所述等边三角形的几何中心重合，所述圆弧形滚轮轨道臂的顺时针端固定连接有回转块；所述第三悬臂梁的末端固定连接有轴承套筒，所述轴承套筒的轴线与第一滚轮、第二滚轮和第三滚轮的轴线平行；所述回转块上固定有轨道臂转轴，所述轨道壁转轴通过轴承与所述轴承套筒转动配合；

所述圆弧形滚轮轨道臂由相互平行第一圆弧条和第二圆弧条构成，第一圆弧条与第二圆弧条之间形成供所述被测环形PCB板穿过的间距；所述第二圆弧条逆时针端靠近轴承套筒的一侧固定连接有活动轴，所述活动轴的轴线与所述轨道壁转轴的轴线平行；所述第三滚轮两端的滚面分别与第一圆弧条和第二圆弧条的内弧面滚动配合；

还包括竖向的升降臂，所述升降臂的上端右侧固定连接有水平的升降横梁，所述升降横梁的右端下侧设置有矩形卡口，所述升降臂的下端右侧平行固定有第一卡槽梁和第二卡槽梁，所述第一卡槽梁与第二卡槽梁之间形成横向的卡槽，所述卡槽槽宽与所述活动轴的外径一致，且活动轴活动穿过所述卡槽，所述升降臂的上下位移能通过第一卡槽梁和第二卡槽梁带动所述活动轴；

所述左悬臂梁上还固定安装有升降器，所述升降器的升降杆固定连接所述升降横梁，从而使升降器能带动升降横梁、升降臂、第一卡槽梁和第二卡槽梁同步上下位移；

在所述摇臂为铅垂竖向的状态下，所述升降横梁的向下位移能使回转卡块卡入矩形卡口中，使摇臂轴无法回转；与此同时第一卡槽梁和第二卡槽梁的向下位移能使圆弧形滚轮轨道臂沿轨道臂转轴顺时针回转；

设轴心二与等边三角形的几何中心的连线记为第一参考线，设与第一参考线垂直，且经过等边三角形的几何中心的直线记为第二参考线；

所述视觉检测夹具的右下方固定安装有与第二参考线平行的斜槽座，所述斜槽座上设置有斜槽，所述被测环形PCB板能竖向放置于所述斜槽中，还包括PCB夹持器，所述PCB夹持器的夹持部能夹住放置于所述斜槽中的被测环形PCB板的右下侧；

放置于斜槽中，且右下侧被PCB夹持器的夹持部夹持的被测环形PCB板的圆心在所述第二参考线上；

还包括与所述第二参考线平行的直线伸缩杆，所述PCB夹持器固定安装在所述直线伸缩杆的末端。

进一步的，还包括固定安装的竖向的回转电机，所述回转电机的竖向输出轴下端同轴心固定连接所述竖向悬挂柱的上端，从而使回转电机能带动所述视觉检测夹具整体沿竖向输出轴的轴线回转。

进一步的，第一滚轮、第二滚轮和第三滚轮轮面上的第一滚轮环槽槽底、第二滚轮环槽槽底和第三滚轮环槽槽底均为橡胶材质。

进一步的，一种PCB电路板的检测系统的工作发方法：

包括如下步骤：

步骤一，初始状态下视觉检测夹具上还没有安装被测环形PCB板，摇臂在重力作用下自动呈铅锤状，这时第一滚轮、第二滚轮和第三滚轮的轴心一、轴心二和轴心三构成一个等边三角形的的三个顶点；这时先将被测环形PCB板竖向放置于所述斜槽中，并且控制PCB夹持器的夹持部夹住放置于所述斜槽中的被测环形PCB板的右下侧，此时右下侧被PCB夹持器的夹持部夹持的被测环形PCB板的圆心在第二参考线上；

步骤二，控制直线伸缩杆，让直线伸缩杆带动PCB夹持器逐渐做沿第二参考线的斜向上方向位移，从而使右下侧被PCB夹持器的夹持部夹持的被测环形PCB板沿第二参考线的路径斜向上方向位移；直至被测环形PCB板的外轮廓顶压接触到第三滚轮上的第三滚轮环槽槽底，从而实现被测环形PCB板的外轮廓与第三滚轮滚动配合；这时控制升降器，使升降杆向下伸出距离a，这时升降横梁的向下位移的距离量a还没有使回转卡块卡入矩形卡口中，而这时根据传动关系，升降杆向下伸出距离a，会使圆弧形滚轮轨道臂相应的沿轨道臂转轴顺时针回转一定角度，圆弧形滚轮轨道臂沿轨道臂转轴顺时针回转一定角度后，圆弧形滚轮轨道臂的内弧面与第三滚轮两端的滚面会相互脱离，并且形成脱离间隙；

步骤三，进行控制直线伸缩杆，让直线伸缩杆带动PCB夹持器使被测环形PCB板继续做沿第二参考线的斜向上方向位移，这时沿第二参考线斜向上位移的被测环形PCB板会斜向上推动第三滚轮，进而使摇臂逐渐沿摇臂轴轴线顺时针回转；

步骤四，步骤三中，摇臂沿摇臂轴轴线顺时针回转的过程中，一旦摇臂与第一参考线重合时到达一个“临界点”，在这个“临界点”状态时，被测环形PCB板刚好失去斜向上推动第三滚轮的力，使第三滚轮重新恢复到自由状态；

步骤五，恢复自由状态的第三滚轮和摇臂在重力的作用下自动逆时针向下摆动，且这时第三滚轮适应性沿被测环形PCB板的外轮廓滚动；直至摇臂重新恢复到铅锤状态，这时第一滚轮、第二滚轮和第三滚轮的轴心一、轴心二和轴心三构成一个等边三角形的的三个顶点，且第一滚轮、第二滚轮和第三滚轮轮面上的第一滚轮环槽槽底、第二滚轮环槽槽底和第三滚轮环槽槽底滚动配合，这时已经实现对被测环形PCB板的安装工作；

步骤六，升降器控制升降横梁向下位移足够的距离，直至回转卡块卡入矩形卡口中，使摇臂轴无法回转，进而使摇臂的铅锤状态被固定；与此同时第一卡槽梁和第二卡槽梁的向下位移使圆弧形滚轮轨道臂继续沿轨道臂转轴顺时针回转一定的角度；然后控制PCB夹持器的夹持部释放被测环形PCB板，使这时的被测环形PCB板能沿自身轴线自由回转；

步骤七，这时被测环形PCB板的局部板面在视觉检测相机镜头的视线范围内，这时启动视觉检测相机，从而使视觉检测相机得到视线范围内的被测环形PCB板的局部板面图像；

这时控制滚轮驱动电机带动驱动滚轮回转，驱动滚轮持续带动第一滚轮匀速回转，由于被测环形PCB板是与第一滚轮滚动配合的，因此第一滚轮的匀速回转会带动被测环形PCB板沿自身轴线回转，当视觉检测夹具上被测环形PCB板匀速能沿自身轴线回转一周时，视觉检测相机镜头的视线范围扫过被测环形PCB板的完整板面；然后视觉检测相机将得到的图像资料传送给图像处理系统或显示屏，从而代替人眼判断被测环形PCB板的一侧表面上的元件的位置和间距是否错误、线路和元件的尺寸是否错误、元件形状是否错误、板上是否有污损，从而实现了对被测环形PCB板一侧表面的视觉检测；

如果视觉检测相机还要进一步的拍摄到被测环形PCB板另一侧面的图像，这时为了避免运动干涉，先控制水平伸缩器带动视觉检测相机逐渐远离视觉检测夹具一段距离；然后控制竖向输出轴回转180°，这时整个视觉检测夹具以及被测环形PCB板跟着沿输出轴轴线回转180°，然后控制水平伸缩器带动视觉检测相机重新逐渐靠近视觉检测夹具，使被测环形PCB板的另一侧面的局部板面在视觉检测相机镜头的视线范围内，这时启动视觉检测相机，从而使视觉检测相机得到视线范围内的被测环形PCB板另一侧面的局部板面图像；然后控制被测环形PCB板匀速沿自身轴线回转一周，视觉检测相机镜头的视线范围扫过被测环形PCB板的另一侧面的完整板面；至此完成了对被测环形PCB板的双面检测；

然后水平伸缩器带动视觉检测相机逐渐远离视觉检测夹具一段距离后控制竖向输出轴回转180°，这时整个视觉检测夹具以及被测环形PCB板跟着沿输出轴轴线回转180°，恢复到本步骤的初始状态；后续步骤需要将已经检测的被测环形PCB板取出：

步骤八，升降器控制升降横梁向上位移，与此同时第一卡槽梁和第二卡槽梁也会跟着向上位移，使圆弧形滚轮轨道臂沿轨道臂转轴逆时针回转，直至第三滚轮两端的滚面分别与第一圆弧条和第二圆弧条的内弧面重新滚动配合；与此同时回转卡块与矩形卡口脱离，使摇臂轴的回转摆脱矩形卡口的限制；

步骤九，然后控制滚轮驱动电机带动驱动滚轮顺时针回转，驱动滚轮持续带动第一滚轮沿自身轴线逆时针回转，然后逆时针的第一滚轮带动被测环形PCB板沿自身轴线顺时针回转，顺时针回转的被测环形PCB板在滚动摩擦的作用下带动第三滚轮沿自身轴线逆时针回转，由于这时的第三滚轮还与圆弧形滚轮轨道臂的内弧面紧密滚动配合，因此第三滚轮沿自身轴线的逆时针回转会使第三滚轮沿圆弧形滚轮轨道臂的内弧面向上滚动，第三滚轮沿圆弧形滚轮轨道臂的内弧面向上滚动会使摇臂沿摇臂轴轴线顺时针回转，直至摇臂刚好到达“步骤四”中的“临界点”状态时控制PCB夹持器的夹持部重新夹持已经检测完成的被测环形PCB板的右下侧；摇臂到达“步骤四”中的“临界点”状态时，第一滚轮、第二滚轮和第三滚轮失去了对已经检测完成的被测环形PCB板的约束能力；

步骤十，控制直线伸缩杆，让直线伸缩杆带动PCB夹持器逐渐做沿第二参考线的斜向下的方向位移，从而使右下侧被PCB夹持器的夹持部夹持的已经检测完成的被测环形PCB板沿第二参考线的路径斜向下方向位移并脱离视觉检测夹具。

有益效果：本发明的本方案能实现局部拍摄，但能得到整面图像的视觉检测机构，这样可以在更低配置工业相机的情况下完成高清晰度的拍摄任务。

附图说明

附图1为本装置的视觉检测夹具以及视觉检测相机的侧视图(已经安装被测环形PCB板)；

附图2为视觉检测夹具没有安装被测环形PCB板状态时第一结构的示意图；

附图3为视觉检测夹具没有安装被测环形PCB板状态时第二结构的示意图；

附图4为视觉检测夹具安装被测环形PCB板状态时第一结构的示意图；

附图5为视觉检测夹具安装被测环形PCB板状态时第二结构的示意图；

附图6为斜槽座的结构示意图；

附图7为“步骤一”结束时的状态示意图；

附图8为“步骤二”结束时的状态示意图；

附图9为“步骤三”结束时的状态示意图；

附图10为“步骤四”结束时的状态示意图；

附图11为“步骤五”结束时的状态示意图；

附图12为“步骤六”结束时的状态示意图；

附图13为“步骤八”结束时的状态示意图；

附图14为“步骤九”结束时的状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

本装置的结构部分：

如附图1至14所示的一种PCB电路板的检测系统，包括视觉检测夹具17和能安装在视觉检测夹具17上的被测环形PCB板11；所述被测环形PCB板11安装在视觉检测夹具17上时，所述被测环形PCB板11的轴线与水平线平行；所述视觉检测夹具17的一侧还安装有水平的视觉检测相机22，视觉检测夹具17上的所述被测环形PCB板11的局部板面在所述视觉检测相机22镜头41的视线范围62内。

视觉检测夹具17上的所述被测环形PCB板11能沿自身轴线回转，当视觉检测夹具17上的所述被测环形PCB板11能沿自身轴线回转一周时，所述视觉检测相机22镜头41的视线范围62扫过被测环形PCB板11的完整板面。

所述视觉检测相机22的机壳尾部同轴心连接有水平伸缩器42，所述水平伸缩器42能带动所述视觉检测相机22逐渐靠近或逐渐远离视觉检测夹具17。

所述视觉检测夹具17包括竖向悬挂柱35；所述竖向悬挂柱35的下端的左右侧分别固定连接有左悬臂梁34和右悬臂梁33，所述左悬臂梁34的末端垂直固定连接有第一滚轮轴38，所述右悬臂梁33的末端垂直固定连接有第二滚轮轴40；所述竖向悬挂柱35的下端固定连接有竖向的轴承座32，所述轴承座32下端的轴承孔30内通过轴承转动设置有摇臂轴31，所述摇臂轴31上固定连接有回转卡块9，所述回转卡块9末端连接有摇臂6，所述摇臂6在重力作用下呈铅锤状；所述摇臂6的下端垂直固定连接有第三滚轮轴39；所述第一滚轮轴38、第二滚轮轴40和第三滚轮轴39上分别通过滚珠轴承转动设置有第一滚轮18、第二滚轮20和第三滚轮19；

如图7，设第一滚轮18、第二滚轮20和第三滚轮19的滚轮轴心分别为轴心一019、轴心二020和轴心三019，轴心一019、轴心二020和轴心三019构成一个等边三角形0的的三个顶点，且轴心一019与轴心二020等高；所述等边三角形0的几何中心50在所述摇臂轴31的轴线上；第一滚轮18、第二滚轮20和第三滚轮19的轮面上分别设置有第一滚轮环槽18.1、第二滚轮环槽20.1和第三滚轮环槽19.1；所述被测环形PCB板11的轮廓圆心与所述等边三角形0的几何中心50重合，所述被测环形PCB板11的外轮廓11.1同时与第一滚轮18、第二滚轮20和第三滚轮19轮面上的第一滚轮环槽18.1槽底、第二滚轮环槽20.1槽底和第三滚轮环槽19.1槽底滚动配合。

所述摇臂轴31的侧部固定安装有第三悬臂梁28，所述第三悬臂梁28的末端上侧通过电机支架67固定安装有滚轮驱动电机24，所述滚轮驱动电机24的输出端连接有驱动滚轮23，所述滚轮驱动电机24能带动所述驱动滚轮23回转；所述驱动滚轮23与所述第一滚轮18滚动配合。

还包括圆心角为90°的圆弧形滚轮轨道臂1；所述圆弧形滚轮轨道臂1的圆心与所述等边三角形0的几何中心50重合，所述圆弧形滚轮轨道臂1的顺时针端固定连接有回转块26；所述第三悬臂梁28的末端固定连接有轴承套筒27，所述轴承套筒27的轴线与第一滚轮18、第二滚轮20和第三滚轮19的轴线平行；所述回转块26上固定有轨道臂转轴25，所述轨道壁转轴25通过轴承与所述轴承套筒27转动配合；

所述圆弧形滚轮轨道臂1由相互平行第一圆弧条1.1和第二圆弧条1.2构成，第一圆弧条1.1与第二圆弧条1.2之间形成供所述被测环形PCB板11穿过的间距29；所述第二圆弧条1.2逆时针端靠近轴承套筒27的一侧固定连接有活动轴3，所述活动轴3的轴线与所述轨道壁转轴25的轴线平行；所述第三滚轮19两端的滚面77分别与第一圆弧条1.1和第二圆弧条1.2的内弧面10滚动配合；

还包括竖向的升降臂5，所述升降臂5的上端右侧固定连接有水平的升降横梁7，所述升降横梁7的右端下侧设置有矩形卡口8，所述升降臂5的下端右侧平行固定有第一卡槽梁2.1和第二卡槽梁2.2，所述第一卡槽梁2.1与第二卡槽梁2.2之间形成横向的卡槽4，所述卡槽4槽宽与所述活动轴3的外径一致，且活动轴3活动穿过所述卡槽4，所述升降臂5的上下位移能通过第一卡槽梁2.1和第二卡槽梁2.2带动所述活动轴3；

所述左悬臂梁34上还固定安装有升降器43，所述升降器43的升降杆44固定连接所述升降横梁7，从而使升降器43能带动升降横梁7、升降臂5、第一卡槽梁2.1和第二卡槽梁2.2同步上下位移；

在所述摇臂6为铅垂竖向的状态下，所述升降横梁7的向下位移能使回转卡块9卡入矩形卡口8中，使摇臂轴31无法回转；与此同时第一卡槽梁2.1和第二卡槽梁2.2的向下位移能使圆弧形滚轮轨道臂1沿轨道臂转轴25顺时针回转；

设轴心二020与等边三角形0的几何中心50的连线记为第一参考线45，设与第一参考线45垂直，且经过等边三角形0的几何中心50的直线记为第二参考线46；

所述视觉检测夹具17的右下方固定安装有与第二参考线46平行的斜槽座15，所述斜槽座15上设置有斜槽16，所述被测环形PCB板11能竖向放置于所述斜槽16中，还包括PCB夹持器13，所述PCB夹持器13的夹持部12能夹住放置于所述斜槽16中的被测环形PCB板11的右下侧；

放置于斜槽16中，且右下侧被PCB夹持器13的夹持部12夹持的被测环形PCB板11的圆心在所述第二参考线46上；

还包括与所述第二参考线46平行的直线伸缩杆14，所述PCB夹持器13固定安装在所述直线伸缩杆14的末端。

还包括固定安装的竖向的回转电机37，所述回转电机37的竖向输出轴36下端同轴心固定连接所述竖向悬挂柱35的上端，从而使回转电机37能带动所述视觉检测夹具17整体沿竖向输出轴36的轴线回转。

第一滚轮18、第二滚轮20和第三滚轮19轮面上的第一滚轮环槽18.1槽底、第二滚轮环槽20.1槽底和第三滚轮环槽19.1槽底均为橡胶材质。

本方案的工作原理部分如下：

一种PCB电路板的检测系统的工作发方法和工作原理如下：

包括如下步骤：

步骤一，初始状态下视觉检测夹具17上还没有安装被测环形PCB板11，摇臂6在重力作用下自动呈铅锤状，这时第一滚轮18、第二滚轮20和第三滚轮19的轴心一019、轴心二020和轴心三019构成一个等边三角形0的的三个顶点；这时先将被测环形PCB板11竖向放置于所述斜槽16中，并且控制PCB夹持器13的夹持部12夹住放置于所述斜槽16中的被测环形PCB板11的右下侧，此时右下侧被PCB夹持器13的夹持部12夹持的被测环形PCB板11的圆心在第二参考线46上；

步骤二，控制直线伸缩杆14，让直线伸缩杆14带动PCB夹持器13逐渐做沿第二参考线46的斜向上方向位移，从而使右下侧被PCB夹持器13的夹持部12夹持的被测环形PCB板11沿第二参考线46的路径斜向上方向位移；直至被测环形PCB板11的外轮廓11.1顶压接触到第三滚轮19上的第三滚轮环槽19.1槽底，从而实现被测环形PCB板11的外轮廓11.1与第三滚轮19滚动配合；这时控制升降器43，使升降杆44向下伸出距离a，这时升降横梁7的向下位移的距离量a还没有使回转卡块9卡入矩形卡口8中，而这时根据传动关系，升降杆44向下伸出距离a，会使圆弧形滚轮轨道臂1相应的沿轨道臂转轴25顺时针回转一定角度，圆弧形滚轮轨道臂1沿轨道臂转轴25顺时针回转一定角度后，圆弧形滚轮轨道臂1的内弧面10与第三滚轮19两端的滚面77会相互脱离，并且形成脱离间隙60；

步骤三，进行控制直线伸缩杆14，让直线伸缩杆14带动PCB夹持器13使被测环形PCB板11继续做沿第二参考线46的斜向上方向位移，这时沿第二参考线46斜向上位移的被测环形PCB板11会斜向上推动第三滚轮19，进而使摇臂6逐渐沿摇臂轴31轴线顺时针回转；

步骤四，步骤三中，摇臂6沿摇臂轴31轴线顺时针回转的过程中，一旦摇臂6与第一参考线45重合时到达一个“临界点”，在这个“临界点”状态时，被测环形PCB板11刚好失去斜向上推动第三滚轮19的力，使第三滚轮19重新恢复到自由状态；

步骤五，恢复自由状态的第三滚轮19和摇臂6在重力的作用下自动逆时针向下摆动，且这时第三滚轮19适应性沿被测环形PCB板11的外轮廓11.1滚动；直至摇臂6重新恢复到铅锤状态，这时第一滚轮18、第二滚轮20和第三滚轮19的轴心一019、轴心二020和轴心三019构成一个等边三角形0的的三个顶点，且第一滚轮18、第二滚轮20和第三滚轮19轮面上的第一滚轮环槽18.1槽底、第二滚轮环槽20.1槽底和第三滚轮环槽19.1槽底滚动配合，这时已经实现对被测环形PCB板11的安装工作；

步骤六，升降器43控制升降横梁7向下位移足够的距离，直至回转卡块9卡入矩形卡口8中，使摇臂轴31无法回转，进而使摇臂6的铅锤状态被固定；与此同时第一卡槽梁2.1和第二卡槽梁2.2的向下位移使圆弧形滚轮轨道臂1继续沿轨道臂转轴25顺时针回转一定的角度；然后控制PCB夹持器13的夹持部12释放被测环形PCB板11，使这时的被测环形PCB板11能沿自身轴线自由回转；

步骤七，这时被测环形PCB板11的局部板面在视觉检测相机22镜头41的视线范围62内，这时启动视觉检测相机22，从而使视觉检测相机22得到视线范围62内的被测环形PCB板11的局部板面图像；

这时控制滚轮驱动电机24带动驱动滚轮23回转，驱动滚轮23持续带动第一滚轮18匀速回转，由于被测环形PCB板11是与第一滚轮18滚动配合的，因此第一滚轮18的匀速回转会带动被测环形PCB板11沿自身轴线回转，当视觉检测夹具17上被测环形PCB板11匀速能沿自身轴线回转一周时，视觉检测相机22镜头41的视线范围62扫过被测环形PCB板11的完整板面；然后视觉检测相机22将得到的图像资料传送给图像处理系统或显示屏，从而代替人眼判断被测环形PCB板11的一侧表面上的元件的位置和间距是否错误、线路和元件的尺寸是否错误、元件形状是否错误、板上是否有污损，从而实现了对被测环形PCB板11一侧表面的视觉检测；

如果视觉检测相机22还要进一步的拍摄到被测环形PCB板11另一侧面的图像，这时为了避免运动干涉，先控制水平伸缩器42带动视觉检测相机22逐渐远离视觉检测夹具17一段距离；然后控制竖向输出轴36回转180°，这时整个视觉检测夹具17以及被测环形PCB板11跟着沿输出轴36轴线回转180°，然后控制水平伸缩器42带动视觉检测相机22重新逐渐靠近视觉检测夹具17，使被测环形PCB板11的另一侧面的局部板面在视觉检测相机22镜头41的视线范围62内，这时启动视觉检测相机22，从而使视觉检测相机22得到视线范围62内的被测环形PCB板11另一侧面的局部板面图像；然后控制被测环形PCB板11匀速沿自身轴线回转一周，视觉检测相机22镜头41的视线范围62扫过被测环形PCB板11的另一侧面的完整板面；至此完成了对被测环形PCB板11的双面检测；

然后水平伸缩器42带动视觉检测相机22逐渐远离视觉检测夹具17一段距离后控制竖向输出轴36回转180°，这时整个视觉检测夹具17以及被测环形PCB板11跟着沿输出轴36轴线回转180°，恢复到本步骤的初始状态；后续步骤需要将已经检测的被测环形PCB板11取出：

步骤八，升降器43控制升降横梁7向上位移，与此同时第一卡槽梁2.1和第二卡槽梁2.2也会跟着向上位移，使圆弧形滚轮轨道臂1沿轨道臂转轴25逆时针回转，直至第三滚轮19两端的滚面77分别与第一圆弧条1.1和第二圆弧条1.2的内弧面10重新滚动配合；与此同时回转卡块9与矩形卡口8脱离，使摇臂轴31的回转摆脱矩形卡口8的限制；

步骤九，然后控制滚轮驱动电机24带动驱动滚轮23顺时针回转，驱动滚轮23持续带动第一滚轮18沿自身轴线逆时针回转，然后逆时针的第一滚轮18带动被测环形PCB板11沿自身轴线顺时针回转，顺时针回转的被测环形PCB板11在滚动摩擦的作用下带动第三滚轮19沿自身轴线逆时针回转，由于这时的第三滚轮19还与圆弧形滚轮轨道臂1的内弧面10紧密滚动配合，因此第三滚轮19沿自身轴线的逆时针回转会使第三滚轮19沿圆弧形滚轮轨道臂1的内弧面10向上滚动，第三滚轮19沿圆弧形滚轮轨道臂1的内弧面10向上滚动会使摇臂6沿摇臂轴31轴线顺时针回转，直至摇臂6刚好到达“步骤四”中的“临界点”状态时控制PCB夹持器13的夹持部12重新夹持已经检测完成的被测环形PCB板11的右下侧；摇臂6到达“步骤四”中的“临界点”状态时，第一滚轮18、第二滚轮20和第三滚轮19失去了对已经检测完成的被测环形PCB板11的约束能力；

步骤十，控制直线伸缩杆14，让直线伸缩杆14带动PCB夹持器13逐渐做沿第二参考线46的斜向下的方向位移，从而使右下侧被PCB夹持器13的夹持部12夹持的已经检测完成的被测环形PCB板11沿第二参考线46的路径斜向下方向位移并脱离视觉检测夹具17。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种PCB电路板的检测系统，其特征在于：包括视觉检测夹具(17)和能安装在视觉检测夹具(17)上的被测环形PCB板(11)；所述被测环形PCB板(11)安装在视觉检测夹具(17)上时，所述被测环形PCB板(11)的轴线与水平线平行；所述视觉检测夹具(17)的一侧还安装有水平的视觉检测相机(22)，视觉检测夹具(17)上的所述被测环形PCB板(11)的局部板面在所述视觉检测相机(22)镜头(41)的视线范围(62)内。

2.根据权利要求1所述的一种PCB电路板的检测系统，其特征在于：视觉检测夹具(17)上的所述被测环形PCB板(11)能沿自身轴线回转，当视觉检测夹具(17)上的所述被测环形PCB板(11)能沿自身轴线回转一周时，所述视觉检测相机(22)镜头(41)的视线范围(62)扫过被测环形PCB板(11)的完整板面。

3.根据权利要求2所述的一种PCB电路板的检测系统，其特征在于：所述视觉检测相机(22)的机壳尾部同轴心连接有水平伸缩器(42)，所述水平伸缩器(42)能带动所述视觉检测相机(22)逐渐靠近或逐渐远离视觉检测夹具(17)。

4.根据权利要求3所述的一种PCB电路板的检测系统，其特征在于：所述视觉检测夹具(17)包括竖向悬挂柱(35)；所述竖向悬挂柱(35)的下端的左右侧分别固定连接有左悬臂梁(34)和右悬臂梁(33)，所述左悬臂梁(34)的末端垂直固定连接有第一滚轮轴(38)，所述右悬臂梁(33)的末端垂直固定连接有第二滚轮轴(40)；所述竖向悬挂柱(35)的下端固定连接有竖向的轴承座(32)，所述轴承座(32)下端的轴承孔(30)内通过轴承转动设置有摇臂轴(31)，所述摇臂轴(31)上固定连接有回转卡块(9)，所述回转卡块(9)末端连接有摇臂(6)，所述摇臂(6)在重力作用下呈铅锤状；所述摇臂(6)的下端垂直固定连接有第三滚轮轴(39)；所述第一滚轮轴(38)、第二滚轮轴(40)和第三滚轮轴(39)上分别通过滚珠轴承转动设置有第一滚轮(18)、第二滚轮(20)和第三滚轮(19)；

设第一滚轮(18)、第二滚轮(20)和第三滚轮(19)的滚轮轴心分别为轴心一(019)、轴心二(020)和轴心三(019)，轴心一(019)、轴心二(020)和轴心三(019)构成一个等边三角形(0)的的三个顶点，且轴心一(019)与轴心二(020)等高；所述等边三角形(0)的几何中心(50)在所述摇臂轴(31)的轴线上；第一滚轮(18)、第二滚轮(20)和第三滚轮(19)的轮面上分别设置有第一滚轮环槽(18.1)、第二滚轮环槽(20.1)和第三滚轮环槽(19.1)；所述被测环形PCB板(11)的轮廓圆心与所述等边三角形(0)的几何中心(50)重合，所述被测环形PCB板(11)的外轮廓(11.1)同时与第一滚轮(18)、第二滚轮(20)和第三滚轮(19)轮面上的第一滚轮环槽(18.1)槽底、第二滚轮环槽(20.1)槽底和第三滚轮环槽(19.1)槽底滚动配合。

5.根据权利要求4所述的一种PCB电路板的检测系统，其特征在于：所述摇臂轴(31)的侧部固定安装有第三悬臂梁(28)，所述第三悬臂梁(28)的末端上侧通过电机支架(67)固定安装有滚轮驱动电机(24)，所述滚轮驱动电机(24)的输出端连接有驱动滚轮(23)，所述滚轮驱动电机(24)能带动所述驱动滚轮(23)回转；所述驱动滚轮(23)与所述第一滚轮(18)滚动配合。

6.根据权利要求5所述的一种PCB电路板的检测系统，其特征在于：还包括圆心角为90°的圆弧形滚轮轨道臂(1)；所述圆弧形滚轮轨道臂(1)的圆心与所述等边三角形(0)的几何中心(50)重合，所述圆弧形滚轮轨道臂(1)的顺时针端固定连接有回转块(26)；所述第三悬臂梁(28)的末端固定连接有轴承套筒(27)，所述轴承套筒(27)的轴线与第一滚轮(18)、第二滚轮(20)和第三滚轮(19)的轴线平行；所述回转块(26)上固定有轨道臂转轴(25)，所述轨道壁转轴(25)通过轴承与所述轴承套筒(27)转动配合；

所述圆弧形滚轮轨道臂(1)由相互平行第一圆弧条(1.1)和第二圆弧条(1.2)构成，第一圆弧条(1.1)与第二圆弧条(1.2)之间形成供所述被测环形PCB板(11)穿过的间距(29)；所述第二圆弧条(1.2)逆时针端靠近轴承套筒(27)的一侧固定连接有活动轴(3)，所述活动轴(3)的轴线与所述轨道壁转轴(25)的轴线平行；所述第三滚轮(19)两端的滚面(77)分别与第一圆弧条(1.1)和第二圆弧条(1.2)的内弧面(10)滚动配合；

还包括竖向的升降臂(5)，所述升降臂(5)的上端右侧固定连接有水平的升降横梁(7)，所述升降横梁(7)的右端下侧设置有矩形卡口(8)，所述升降臂(5)的下端右侧平行固定有第一卡槽梁(2.1)和第二卡槽梁(2.2)，所述第一卡槽梁(2.1)与第二卡槽梁(2.2)之间形成横向的卡槽(4)，所述卡槽(4)槽宽与所述活动轴(3)的外径一致，且活动轴(3)活动穿过所述卡槽(4)，所述升降臂(5)的上下位移能通过第一卡槽梁(2.1)和第二卡槽梁(2.2)带动所述活动轴(3)；

所述左悬臂梁(34)上还固定安装有升降器(43)，所述升降器(43)的升降杆(44)固定连接所述升降横梁(7)，从而使升降器(43)能带动升降横梁(7)、升降臂(5)、第一卡槽梁(2.1)和第二卡槽梁(2.2)同步上下位移；

在所述摇臂(6)为铅垂竖向的状态下，所述升降横梁(7)的向下位移能使回转卡块(9)卡入矩形卡口(8)中，使摇臂轴(31)无法回转；与此同时第一卡槽梁(2.1)和第二卡槽梁(2.2)的向下位移能使圆弧形滚轮轨道臂(1)沿轨道臂转轴(25)顺时针回转；

设轴心二(020)与等边三角形(0)的几何中心(50)的连线记为第一参考线(45)，设与第一参考线(45)垂直，且经过等边三角形(0)的几何中心(50)的直线记为第二参考线(46)；

所述视觉检测夹具(17)的右下方固定安装有与第二参考线(46)平行的斜槽座(15)，所述斜槽座(15)上设置有斜槽(16)，所述被测环形PCB板(11)能竖向放置于所述斜槽(16)中，还包括PCB夹持器(13)，所述PCB夹持器(13)的夹持部(12)能夹住放置于所述斜槽(16)中的被测环形PCB板(11)的右下侧；

放置于斜槽(16)中，且右下侧被PCB夹持器(13)的夹持部(12)夹持的被测环形PCB板(11)的圆心在所述第二参考线(46)上；

还包括与所述第二参考线(46)平行的直线伸缩杆(14)，所述PCB夹持器(13)固定安装在所述直线伸缩杆(14)的末端。

7.根据权利要求6所述的一种PCB电路板的检测系统，其特征在于：还包括固定安装的竖向的回转电机(37)，所述回转电机(37)的竖向输出轴(36)下端同轴心固定连接所述竖向悬挂柱(35)的上端，从而使回转电机(37)能带动所述视觉检测夹具(17)整体沿竖向输出轴(36)的轴线回转。

8.根据权利要求7所述的一种PCB电路板的检测系统，其特征在于：第一滚轮(18)、第二滚轮(20)和第三滚轮(19)轮面上的第一滚轮环槽(18.1)槽底、第二滚轮环槽(20.1)槽底和第三滚轮环槽(19.1)槽底均为橡胶材质。

9.根据权利要求8所述的一种PCB电路板的检测系统的工作发方法，其特征在于：

包括如下步骤：

步骤一，初始状态下视觉检测夹具(17)上还没有安装被测环形PCB板(11)，摇臂(6)在重力作用下自动呈铅锤状，这时第一滚轮(18)、第二滚轮(20)和第三滚轮(19)的轴心一(019)、轴心二(020)和轴心三(019)构成一个等边三角形(0)的的三个顶点；这时先将被测环形PCB板(11)竖向放置于所述斜槽(16)中，并且控制PCB夹持器(13)的夹持部(12)夹住放置于所述斜槽(16)中的被测环形PCB板(11)的右下侧，此时右下侧被PCB夹持器(13)的夹持部(12)夹持的被测环形PCB板(11)的圆心在第二参考线(46)上；

步骤二，控制直线伸缩杆(14)，让直线伸缩杆(14)带动PCB夹持器(13)逐渐做沿第二参考线(46)的斜向上方向位移，从而使右下侧被PCB夹持器(13)的夹持部(12)夹持的被测环形PCB板(11)沿第二参考线(46)的路径斜向上方向位移；直至被测环形PCB板(11)的外轮廓(11.1)顶压接触到第三滚轮(19)上的第三滚轮环槽(19.1)槽底，从而实现被测环形PCB板(11)的外轮廓(11.1)与第三滚轮(19)滚动配合；这时控制升降器(43)，使升降杆(44)向下伸出距离a，这时升降横梁(7)的向下位移的距离量a还没有使回转卡块(9)卡入矩形卡口(8)中，而这时根据传动关系，升降杆(44)向下伸出距离a，会使圆弧形滚轮轨道臂(1)相应的沿轨道臂转轴(25)顺时针回转一定角度，圆弧形滚轮轨道臂(1)沿轨道臂转轴(25)顺时针回转一定角度后，圆弧形滚轮轨道臂(1)的内弧面(10)与第三滚轮(19)两端的滚面(77)会相互脱离，并且形成脱离间隙(60)；

步骤三，进行控制直线伸缩杆(14)，让直线伸缩杆(14)带动PCB夹持器(13)使被测环形PCB板(11)继续做沿第二参考线(46)的斜向上方向位移，这时沿第二参考线(46)斜向上位移的被测环形PCB板(11)会斜向上推动第三滚轮(19)，进而使摇臂(6)逐渐沿摇臂轴(31)轴线顺时针回转；

步骤四，步骤三中，摇臂(6)沿摇臂轴(31)轴线顺时针回转的过程中，一旦摇臂(6)与第一参考线(45)重合时到达一个“临界点”，在这个“临界点”状态时，被测环形PCB板(11)刚好失去斜向上推动第三滚轮(19)的力，使第三滚轮(19)重新恢复到自由状态；

步骤五，恢复自由状态的第三滚轮(19)和摇臂(6)在重力的作用下自动逆时针向下摆动，且这时第三滚轮(19)适应性沿被测环形PCB板(11)的外轮廓(11.1)滚动；直至摇臂(6)重新恢复到铅锤状态，这时第一滚轮(18)、第二滚轮(20)和第三滚轮(19)的轴心一(019)、轴心二(020)和轴心三(019)构成一个等边三角形(0)的的三个顶点，且第一滚轮(18)、第二滚轮(20)和第三滚轮(19)轮面上的第一滚轮环槽(18.1)槽底、第二滚轮环槽(20.1)槽底和第三滚轮环槽(19.1)槽底滚动配合，这时已经实现对被测环形PCB板(11)的安装工作；

步骤六，升降器(43)控制升降横梁(7)向下位移足够的距离，直至回转卡块(9)卡入矩形卡口(8)中，使摇臂轴(31)无法回转，进而使摇臂(6)的铅锤状态被固定；与此同时第一卡槽梁(2.1)和第二卡槽梁(2.2)的向下位移使圆弧形滚轮轨道臂(1)继续沿轨道臂转轴(25)顺时针回转一定的角度；然后控制PCB夹持器(13)的夹持部(12)释放被测环形PCB板(11)，使这时的被测环形PCB板(11)能沿自身轴线自由回转；

步骤七，这时被测环形PCB板(11)的局部板面在视觉检测相机(22)镜头(41)的视线范围(62)内，这时启动视觉检测相机(22)，从而使视觉检测相机(22)得到视线范围(62)内的被测环形PCB板(11)的局部板面图像；

这时控制滚轮驱动电机(24)带动驱动滚轮(23)回转，驱动滚轮(23)持续带动第一滚轮(18)匀速回转，由于被测环形PCB板(11)是与第一滚轮(18)滚动配合的，因此第一滚轮(18)的匀速回转会带动被测环形PCB板(11)沿自身轴线回转，当视觉检测夹具(17)上被测环形PCB板(11)匀速能沿自身轴线回转一周时，视觉检测相机(22)镜头(41)的视线范围(62)扫过被测环形PCB板(11)的完整板面；然后视觉检测相机(22)将得到的图像资料传送给图像处理系统或显示屏，从而代替人眼判断被测环形PCB板(11)的一侧表面上的元件的位置和间距是否错误、线路和元件的尺寸是否错误、元件形状是否错误、板上是否有污损，从而实现了对被测环形PCB板(11)一侧表面的视觉检测；

如果视觉检测相机(22)还要进一步的拍摄到被测环形PCB板(11)另一侧面的图像，这时为了避免运动干涉，先控制水平伸缩器(42)带动视觉检测相机(22)逐渐远离视觉检测夹具(17)一段距离；然后控制竖向输出轴(36)回转180°，这时整个视觉检测夹具(17)以及被测环形PCB板(11)跟着沿输出轴(36)轴线回转180°，然后控制水平伸缩器(42)带动视觉检测相机(22)重新逐渐靠近视觉检测夹具(17)，使被测环形PCB板(11)的另一侧面的局部板面在视觉检测相机(22)镜头(41)的视线范围(62)内，这时启动视觉检测相机(22)，从而使视觉检测相机(22)得到视线范围(62)内的被测环形PCB板(11)另一侧面的局部板面图像；然后控制被测环形PCB板(11)匀速沿自身轴线回转一周，视觉检测相机(22)镜头(41)的视线范围(62)扫过被测环形PCB板(11)的另一侧面的完整板面；至此完成了对被测环形PCB板(11)的双面检测；

然后水平伸缩器(42)带动视觉检测相机(22)逐渐远离视觉检测夹具(17)一段距离后控制竖向输出轴(36)回转180°，这时整个视觉检测夹具(17)以及被测环形PCB板(11)跟着沿输出轴(36)轴线回转180°，恢复到本步骤的初始状态；后续步骤需要将已经检测的被测环形PCB板(11)取出：

步骤八，升降器(43)控制升降横梁(7)向上位移，与此同时第一卡槽梁(2.1)和第二卡槽梁(2.2)也会跟着向上位移，使圆弧形滚轮轨道臂(1)沿轨道臂转轴(25)逆时针回转，直至第三滚轮(19)两端的滚面(77)分别与第一圆弧条(1.1)和第二圆弧条(1.2)的内弧面(10)重新滚动配合；与此同时回转卡块(9)与矩形卡口(8)脱离，使摇臂轴(31)的回转摆脱矩形卡口(8)的限制；

步骤九，然后控制滚轮驱动电机(24)带动驱动滚轮(23)顺时针回转，驱动滚轮(23)持续带动第一滚轮(18)沿自身轴线逆时针回转，然后逆时针的第一滚轮(18)带动被测环形PCB板(11)沿自身轴线顺时针回转，顺时针回转的被测环形PCB板(11)在滚动摩擦的作用下带动第三滚轮(19)沿自身轴线逆时针回转，由于这时的第三滚轮(19)还与圆弧形滚轮轨道臂(1)的内弧面(10)紧密滚动配合，因此第三滚轮(19)沿自身轴线的逆时针回转会使第三滚轮(19)沿圆弧形滚轮轨道臂(1)的内弧面(10)向上滚动，第三滚轮(19)沿圆弧形滚轮轨道臂(1)的内弧面(10)向上滚动会使摇臂(6)沿摇臂轴(31)轴线顺时针回转，直至摇臂(6)刚好到达“步骤四”中的“临界点”状态时控制PCB夹持器(13)的夹持部(12)重新夹持已经检测完成的被测环形PCB板(11)的右下侧；摇臂(6)到达“步骤四”中的“临界点”状态时，第一滚轮(18)、第二滚轮(20)和第三滚轮(19)失去了对已经检测完成的被测环形PCB板(11)的约束能力；

步骤十，控制直线伸缩杆(14)，让直线伸缩杆(14)带动PCB夹持器(13)逐渐做沿第二参考线(46)的斜向下的方向位移，从而使右下侧被PCB夹持器(13)的夹持部(12)夹持的已经检测完成的被测环形PCB板(11)沿第二参考线(46)的路径斜向下方向位移并脱离视觉检测夹具(17)。

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