CN113160314B - 用于PCB板的具有Mark视觉精准识别的定位装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及PCB板技术领域，具体为用于PCB板的具有Mark视觉精准识别的定位装置及其工作方法，定位装置包括板主体、上板、电子元件以及位于主体外周侧的四边形环绕设置的移动滑轨；板主体包括底板、上板、电子元件、定位机构、下连块；下连块的内部插设有手拉把；工业相机下部安装有工业远心镜头，工业相机下端位于工业远心镜头的周侧环绕设有环形顶光源；工业相机对上板表面的Mark点位进行视觉精准识别并进行全覆盖。本发明通过在底部安装滑动定位机构，使得轻松滑动定位，防止进行安装，并且在装置的上方安装了防尘机构，对装置上表面进行拢罩，防止灰尘落入，延长使用寿命；识别机构覆盖面广，识别效率高。

Description

用于PCB板的具有Mark视觉精准识别的定位装置及其工作 方法

技术领域

本发明涉及PCB板技术领域，具体为用于PCB板的具有Mark视觉精准识别的定位装置以及用于PCB板的具有Mark视觉精准识别的定位装置的工作方法。

背景技术

PCB，中文名称为印制电路板，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，是电子元器件电气相互连接的载体，由于它是采用电子印刷术制作的，故被称为“印刷”电路板，即印制线路板，简称印制板，是电子工业的重要部件之一，几乎每种电子设备，小到电子手表、计算器，大到计算机、通信电子设备、军用武器系统，只要有集成电路等电子元件，为了使各个元件之间的电气互连，都要使用印制板。印制线路板由绝缘底板、连接导线和装配焊接电子元件的焊盘组成，具有导电线路和绝缘底板的双重作用。它可以代替复杂的布线，实现电路中各元件之间的电气连接，不仅简化了电子产品的装配、焊接工作，减少传统方式下的接线工作量，大大减轻工人的劳动强度；而且缩小了整机体积，降低产品成本，提高电子设备的质量和可靠性，现有的具有Mark视觉精准识别PCB板还存在着一些不足的地方。

问题一：针对现有的具有Mark视觉精准识别PCB板，安装时采用焊接安装，难以对其进行快速定位安装，造成安装不便。

问题二：针对现有的具有Mark视觉精准识别PCB板，没有对其进行防护，放置时容易落入灰尘，造成装置损坏。

因此亟需设计用于PCB板的具有Mark视觉精准识别的定位装置及其工作方法来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供用于PCB板的具有Mark视觉精准识别的定位装置及其工作方法，以解决上述背景技术中提出的安装时采用焊接安装，难以对其进行快速定位安装，造成安装不便，没有对其进行防护，放置时容易落入灰尘的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：用于PCB板的具有Mark视觉精准识别的定位装置，包括板主体、上板、电子元件以及位于主体外周侧的四边形环绕设置的移动滑轨；

所述板主体包括底板，所述底板的上端连接有上板，所述上板的上端连接有电子元件，所述底板的底部连接有定位机构，所述定位机构包括下连块，所述底板的底部连接有下连块，所述下连块的内部插设有手拉把，所述下连块的外侧连接有底台，所述下连块的底部活动连接有第一滚珠；

所述移动滑轨的每一侧边上分别通过第一丝杠机构驱动安装有可横向位移的倒凹字形的支座，所述支座上通过第二丝杠机构驱动安装有可竖向位移的支架结构，所述支架结构上安装有第三丝杠机构；所述第三丝杠机构的滚珠螺母上朝下通过固定块安装有工业相机，所述工业相机下部安装有工业远心镜头，所述工业相机下端位于工业远心镜头的周侧环绕设有环形顶光源；

所述移动滑轨每一侧的移动机构上的工业相机对上板表面的Mark点位进行视觉精准识别；并由第一丝杠机构、第二丝杠机构、第三丝杠机构实现三轴向的移动和定位，对上板表面进行全覆盖。

进一步地，所述下连块的形状与底台的内部的形状相贴合，所述手拉把的形状与下连块的内部的形状相贴合，所述第一滚珠的形状与底台的内部的形状相贴合。

进一步地，所述底板的底部连接有滑动机构，所述滑动机构包括滑块，所述底板的底部连接有滑块，所述滑块的内部活动连接有第二滚珠，所述底台的上端连接有下镶块。

进一步地，所述滑块与第二滚珠安装有两组，所述第二滚珠的形状与下镶块的内部形状相贴合。

进一步地，所述底板的上端连接有防尘机构，所述防尘机构包括上撑架，所述底板的上端连接有上撑架，所述上撑架的内部插设有活动扣，所述活动扣的底部连接有上连杆，所述上连杆的上端连接有防尘罩，所述底台的上端连接有拖罩架，所述拖罩架的内部设置有限位块，所述拖罩架的内部连接有弹簧，所述拖罩架的内部插设有插栓。

进一步地，所述插栓的形状与防尘罩的内部形状相贴合，所述防尘罩的底部形状与拖罩架的内部形状相贴合。

进一步地，所述支座的内侧部设有与移动滑轨外两侧的凸条相对应的限位槽，所述第一丝杠机构的滚珠螺母安装于支座内底部且与第一丝杠机构的第一丝杠相配合，移动滑轨的每一侧，所述移动滑轨的单侧设置有与第一丝杠相配合的第一伺服电机。

进一步地，所述第二丝杠机构包括垂直安装于支座表面的双排立柱、位于双排立柱之间竖直设置的第二丝杠、位于双排立柱顶端对第二丝杠进行驱动的第二伺服电机；所述第三丝杠机构包括安装于支架结构端部的第三伺服电机以及位于支架结构内由第三伺服电机驱动的用于安装滚珠螺母的第三丝杠。

用于PCB板的具有Mark视觉精准识别的定位装置的工作方法：

通过移动滑轨每单侧上由丝杠机构驱动安装的工业相机以及对应的工业远心镜头对上板表面的Mark点位进行视觉精准识别。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该用于PCB板的具有Mark视觉精准识别的定位装置及其工作方法通过在底部安装滑动定位机构，使得轻松滑动定位，防止进行安装，并且在装置的上方安装了防尘机构，对装置上表面进行拢罩，防止灰尘落入，延长使用寿命。

1、该新型设置有定位机构与滑动机构在底板的底部，通过拉动手拉把，将下连块横向推入底台的内部，通过第一滚珠滚动在底台的内部，使得定位省力，并且底台上端安装的两组第二滚珠滑动在下镶块的内部，使得稳定滑动定位，达到了方便定位安装的效果。

2、该新型设置有防尘机构在底台的上端，对底板的上表面进行遮挡，通过活动扣，使得上连杆与上撑架连接，活动带动防尘罩上下开合，通过防尘罩卡在拖罩架的上端，将插栓插入到防尘罩的内部进行固定，从而达到了遮挡灰尘，延长装置使用寿命的效果。

3、本发明通过移动滑轨每单侧上由丝杠机构驱动安装的工业相机以及对应的工业远心镜头对上板表面的Mark点位进行视觉精准识别，可进行自由主动调节，识别效率高，识别范围广。

附图说明

图1为本发明的俯视结构示意图；

图2为图1中板主体的结构俯视图；

图3为本发明的侧视结构示意图；

图4为本发明的图3中A处结构放大示意图；

图5为本发明的防罩固定机构剖面结构示意图；

图6为本发明的移动滑轨单侧的单个移动机构的结构示意图；

图7为图6中B视角的结构示意图；

图8为本发明的Mark点位识别的具体流程步骤图。

图中：1、板主体；11、底板；111、Mark点位；12、上板；13、电子元件；2、定位机构；21、底台；22、下连块；23、第一滚珠；24、手拉把；3、滑动机构；31、滑块；32、第二滚珠；33、下镶块；4、防尘机构；41、上撑架；42、活动扣；43、上连杆；44、防尘罩；45、拖罩架；46、限位块；47、弹簧；48、插栓；5、移动滑轨；501、凸条；6、第一丝杠；601、第一伺服电机；7、支座；701、限位槽；702、滚珠螺母；8、双排立柱；801、第二伺服电机；802、第二丝杠；9、支架结构；902、固定块；903、第三伺服电机；904、工业相机；905、工业远心镜头；906、环形顶光源。

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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-7，本发明提供的一种实施例：

包括板主体1、上板12、电子元件13以及位于主体1外周侧的四边形环绕设置的移动滑轨5；

包括板主体1、上板12和电子元件13，板主体1包括底板11，底板11的上端连接有上板12，上板12的上端连接有电子元件13，底板11的底部连接有定位机构2，定位机构2包括下连块22，底板11的底部连接有下连块22，下连块22的内部插设有手拉把24，下连块22的外侧连接有底台21，下连块22的底部活动连接有第一滚珠23，下连块22的形状与底台21的内部的形状相贴合，手拉把24的形状与下连块22的内部的形状相贴合，第一滚珠23的形状与底台21的内部的形状相贴合，综合图2所示，通过插设手拉把24，使得方便手握推拉，通过第一滚珠23滚动在底台21的内部，使得轻松滑动；

移动滑轨5的每一侧边上分别通过第一丝杠机构驱动安装有可横向位移的倒凹字形的支座7，支座7上通过第二丝杠机构驱动安装有可竖向位移的支架结构9，支架结构9上安装有第三丝杠机构；第三丝杠机构的滚珠螺母上朝下通过固定块902安装有工业相机904，工业相机904下部安装有工业远心镜头905，工业相机904下端位于工业远心镜头905的周侧环绕设有环形顶光源906；

移动滑轨5每一侧的移动机构上的工业相机904对上板12表面的Mark点位111进行视觉精准识别；并由第一丝杠机构、第二丝杠机构、第三丝杠机构实现三轴向的移动和定位，对上板12表面进行全覆盖。

其中，底板11的底部连接有滑动机构3，滑动机构3包括滑块31，底板11的底部连接有滑块31，滑块31的内部活动连接有第二滚珠32，底台21的上端连接有下镶块33，滑块31与第二滚珠32安装有两组，第二滚珠32的形状与下镶块33的内部形状相贴合，综合图2与图3所示，通过安装两组第二滚珠32，通过下镶块33上端凸起，方便定位滑动安装。

其中，底板11的上端连接有防尘机构4，防尘机构4包括上撑架41，底板11的上端连接有上撑架41，上撑架41的内部插设有活动扣42，活动扣42的底部连接有上连杆43，上连杆43的上端连接有防尘罩44，底台21的上端连接有拖罩架45，拖罩架45的内部设置有限位块46，拖罩架45的内部连接有弹簧47，拖罩架45的内部插设有插栓48，插栓48的形状与防尘罩44的内部形状相贴合，防尘罩44的底部形状与拖罩架45的内部形状相贴合，综合图2与图4所示，通过拖罩架45限制弹簧47的位置，使得拉动后，弹性将插栓48插入防尘罩44的内部，对防尘罩44的关闭固定，使得方便防尘罩44对底板11上表面进行遮挡。

工作原理：当用户使用本用于PCB板的具有Mark视觉精准识别的定位装置时，本装置设置有定位机构2与滑动机构3在底板11的底部，通过拉动手拉把24，将下连块22横向推入底台21的内部，通过第一滚珠23滚动在底台21的内部，使得定位省力，并且底台21上端安装的两组第二滚珠32滑动在下镶块33的内部，使得稳定滑动定位，并且设置有防尘机构4在底台21的上端，对底板11的上表面进行遮挡，通过活动扣42，使得上连杆43与上撑架41连接，活动带动防尘罩44上下开合，通过防尘罩44卡在拖罩架45的上端，将插栓48插入到防尘罩44的内部进行固定，从而达到了方便定位安装，遮挡灰尘，延长装置使用寿命的效果。

其中，支座7的内侧部设有与移动滑轨5外两侧的凸条501相对应的限位槽701，第一丝杠机构的滚珠螺母702安装于支座7内底部且与第一丝杠机构的第一丝杠6相配合，移动滑轨5的每一侧，移动滑轨5的单侧设置有与第一丝杠6相配合的第一伺服电机601。

其中，第二丝杠机构包括垂直安装于支座7表面的双排立柱8、位于双排立柱8之间竖直设置的第二丝杠802、位于双排立柱8顶端对第二丝杠802进行驱动的第二伺服电机801；第三丝杠机构包括安装于支架结构9端部的第三伺服电机903以及位于支架结构9内由第三伺服电机903驱动的用于安装滚珠螺母的第三丝杠。

如图8所示，用于PCB板的具有Mark视觉精准识别的定位装置的工作方法：

通过移动滑轨5每单侧上由丝杠机构驱动安装的工业相机904以及对应的工业远心镜头905对上板12表面的Mark点位111进行视觉精准识别；其整个过程包括通过工业相机904获取原图，对原图进行预处理，包括过滤噪声，增强所述的图像特征，然后使用统计直方图的方法，根据直方图中最亮的波峰和最暗的波峰的中间灰度值就是该图像二值化的合理阈值，得到二值图像后，使用形态学方法，用二值图像减去二值图像的腐蚀图像得到边缘图像；然后使用模板匹配的方法，用于判断图像中是否存在Mark点位，并粗略确定Mark点在图中的位置，包括用米字形的模板获取Mark点位的粗略位置，并进一步的获得精准位置；然后利用霍夫变换分类，模板匹配找到粗略位置后，再根据十字Mark的尺寸确定感兴趣区域，在边缘图像中获得Mark的边缘点，并对边缘点进行分类，采用极坐标参数的形式，把xy平面上的点都进行变换，累加平面形成一个二维直方图，理由这一原理，将Mark的所有边缘点经过霍夫直线变换后，将所有的局部最大值从大到小排序，排除异点后，找到属于边缘直线的所有边缘点。最后进行最小二乘拟定，通过最小二乘你和出精确的直线方程，通过拟合直线，递归该过程纸质所有样本点到直线的距离都落在所需范围内位置，由上述过程所获得到的Mark点位的精准度达到95％以上。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (9)

1.用于PCB板的具有Mark视觉精准识别的定位装置，包括板主体(1)、上板(12)、电子元件(13)以及位于主体(1)外周侧的四边形环绕设置的移动滑轨(5)，其特征在于：

所述板主体(1)包括底板(11)，所述底板(11)的上端连接有上板(12)，所述上板(12)的上端连接有电子元件(13)，所述底板(11)的底部连接有定位机构(2)，所述定位机构(2)包括下连块(22)，所述底板(11)的底部连接有下连块(22)，所述下连块(22)的内部插设有手拉把(24)，所述下连块(22)的外侧连接有底台(21)，所述下连块(22)的底部活动连接有第一滚珠(23)；

所述移动滑轨(5)的每一侧边上分别通过第一丝杠机构驱动安装有可横向位移的倒凹字形的支座(7)，所述支座(7)上通过第二丝杠机构驱动安装有可竖向位移的支架结构(9)，所述支架结构(9)上安装有第三丝杠机构；所述第三丝杠机构的滚珠螺母上朝下通过固定块(902)安装有工业相机(904)，所述工业相机(904)下部安装有工业远心镜头(905)，所述工业相机(904)下端位于工业远心镜头(905)的周侧环绕设有环形顶光源(906)；

所述移动滑轨(5)每一侧的移动机构上的工业相机(904)对上板(12)表面的Mark点位(111)进行视觉精准识别；并由第一丝杠机构、第二丝杠机构、第三丝杠机构实现三轴向的移动和定位，对上板(12)表面进行全覆盖。

2.根据权利要求1所述的用于PCB板的具有Mark视觉精准识别的定位装置，其特征在于：所述下连块(22)的形状与底台(21)的内部的形状相贴合，所述手拉把(24)的形状与下连块(22)的内部的形状相贴合，所述第一滚珠(23)的形状与底台(21)的内部的形状相贴合。

3.根据权利要求1所述的用于PCB板的具有Mark视觉精准识别的定位装置，其特征在于：所述底板(11)的底部连接有滑动机构(3)，所述滑动机构(3)包括滑块(31)，所述底板(11)的底部连接有滑块(31)，所述滑块(31)的内部活动连接有第二滚珠(32)，所述底台(21)的上端连接有下镶块(33)。

4.根据权利要求3所述的用于PCB板的具有Mark视觉精准识别的定位装置，其特征在于：所述滑块(31)与第二滚珠(32)安装有两组，所述第二滚珠(32)的形状与下镶块(33)的内部形状相贴合。

5.根据权利要求1所述的用于PCB板的具有Mark视觉精准识别的定位装置，其特征在于：所述底板(11)的上端连接有防尘机构(4)，所述防尘机构(4)包括上撑架(41)，所述底板(11)的上端连接有上撑架(41)，所述上撑架(41)的内部插设有活动扣(42)，所述活动扣(42)的底部连接有上连杆(43)，所述上连杆(43)的上端连接有防尘罩(44)，所述底台(21)的上端连接有拖罩架(45)，所述拖罩架(45)的内部设置有限位块(46)，所述拖罩架(45)的内部连接有弹簧(47)，所述拖罩架(45)的内部插设有插栓(48)。

6.根据权利要求5所述的用于PCB板的具有Mark视觉精准识别的定位装置，其特征在于：所述插栓(48)的形状与防尘罩(44)的内部形状相贴合，所述防尘罩(44)的底部形状与拖罩架(45)的内部形状相贴合。

7.根据权利要求1所述 的用于PCB板的具有Mark视觉精准识别的定位装置，其特征在于，所述支座(7)的内侧部设有与移动滑轨(5)外两侧的凸条(501)相对应的限位槽(701)，所述第一丝杠机构的滚珠螺母(702)安装于支座(7)内底部且与第一丝杠机构的第一丝杠(6)相配合，移动滑轨(5)的每一侧，所述移动滑轨(5)的单侧设置有与第一丝杠(6)相配合的第一伺服电机(601)。

8.根据权利要求7所述 的用于PCB板的具有Mark视觉精准识别的定位装置，其特征在于，所述第二丝杠机构包括垂直安装于支座(7)表面的双排立柱(8)、位于双排立柱(8)之间竖直设置的第二丝杠(802)、位于双排立柱(8)顶端对第二丝杠(802)进行驱动的第二伺服电机(801)；所述第三丝杠机构包括安装于支架结构(9)端部的第三伺服电机(903)以及位于支架结构(9)内由第三伺服电机(903)驱动的用于安装滚珠螺母的第三丝杠。

9.如权利要求1-8任一项所述的用于PCB板的具有Mark视觉精准识别的定位装置的工作方法，其特征在于：

通过移动滑轨(5)每单侧上由丝杠机构驱动安装的工业相机(904)以及对应的工业远心镜头(905)对上板(12)表面的Mark点位(111)进行视觉精准识别。

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