CN113390895B - 一种光源反射速调型aoi光学检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光源反射速调型AOI光学检测设备，属于光学检测领域，一种光源反射速调型AOI光学检测设备，包括设备本体，设备本体上端安装有工作台和位于工作台上侧的光影固定架，光影固定架上安装有光影检测装置，光影检测装置包括有传感器套筒，可以通过独立调角气袋、弧段反射板和定点调节支板的相互配合，在对PCB板进行检测时，有效根据PCB板上贴片的格式调整光束的角度，以减少由于贴片的光折射使主像摄像头成像不准确的现象，提高AOI光学检测设备的检测精度，有效避免不合格PCB板流入下道工序，在减少报废率的同时，减少原材料的浪费，使得不合格PCB板能够及时进行返修，提高PCB板加工的经济效益。

Description

一种光源反射速调型AOI光学检测设备

技术领域

本发明涉及光学检测领域，更具体地说，涉及一种光源反射速调型AOI光学检测设备。

背景技术

AOI（Automated Optical Inspection缩写）的中文全称是自动光学检测，是基于光学原理来对焊接生产中遇到的常见缺陷进行检测的设备。在PCB制造业，元件的微型化和密集化是一直以来的发展趋势。这促使制造商为其生产线安装AOI设备。因为依靠人工已经不可能对分布细密的元件进行可靠而一致的检测，并且保存精确的检测记录。而AOI则可以进行反复而精确的检测，检测结果的存贮和发布还可以实现电子化。

AOI光学检测设备在对生产中的PCB检测，主要分为四个检测区间：锡膏印刷之后、（片式）器件贴放之后、元件贴放之后和回流焊接之后，其中前三个检测区间为预防问题检测工序，最后一个检测区间为发现问题检测工序，在进行最后一个检测区间检测后，若出现不合格现象，需要对制成的PCB板进行报废处理。

在使用AOI光学检测设备对元件贴放之后的PCB进行检测时，由于需要对PCB板上的元件进行有无漏贴、贴片是否正确、贴片位置精度、贴片极性等进行检测，对AOI光学检测设备具有较高的检测要求，以保证检测数的准确性，但是现有的AOI光学检测设备的光源照射角度是固定的，不能够根据贴片的格式进行角度调整，降低了AOI光学检测设备的检测精度，易使不合格PCB板流入下道工序，提高PCB板的报废率。

发明内容

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种光源反射速调型AOI光学检测设备，可以通过独立调角气袋、弧段反射板和定点调节支板的相互配合，在对PCB板进行检测时，有效根据PCB板上贴片的格式调整光束的角度，以减少由于贴片的光折射使主像摄像头成像不准确的现象，提高AOI光学检测设备的检测精度，有效避免不合格PCB板流入下道工序，在减少报废率的同时，减少原材料的浪费，使得不合格PCB板能够及时进行返修，提高PCB板加工的经济效益。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种光源反射速调型AOI光学检测设备，包括设备本体，所述设备本体上端安装有工作台和位于工作台上侧的光影固定架，所述光影固定架上安装有光影检测装置，所述光影检测装置包括有传感器套筒，所述光影固定架与传感器套筒固定连接，所述传感器套筒上端安装有与其相匹配的主像摄像头，所述传感器套筒下端固定连接有多段式照明架，所述多段式照明架下端连接有聚光反射套板，所述聚光反射套板上端固定连接有多个呈圆形阵列分布的定点调节支板，所述定点调节支板下端转动连接有弧段反射板，所述聚光反射套板内壁远离定点调节支板一端固定连接有多个位于弧段反射板外侧的独立调角气袋，所述独立调角气袋内端与弧段反射板固定连接。通过独立调角气袋、弧段反射板和定点调节支板的相互配合，在对PCB板进行检测时，有效根据PCB板上贴片的格式调整光束的角度，以减少由于贴片的光折射使主像摄像头成像不准确的现象，提高AOI光学检测设备的检测精度，有效避免不合格PCB板流入下道工序，在减少报废率的同时，减少原材料的浪费，使得不合格PCB板能够及时进行返修，提高PCB板加工的经济效益。

进一步的，相邻的两个所述弧段反射板之间固定连接有柔性反射带，且柔性反射带内端呈光滑面。通过在弧段反射板的间隙处设置柔性反射带，有效提高反射面的完整性，进而提高光反射的均匀性，进而提高主像摄像头成像的清晰度，便于对PCB板细节处进行检测。

进一步的，所述聚光反射套板内壁固定连接有多个位于柔性反射带外侧的保持块，所述保持块上端固定连接有环形槽轨柱，所述环形槽轨柱上连接有联动平整绳，所述联动平整绳一端与柔性反射带固定连接，且联动平整绳另一端与独立调角气袋靠近弧段反射板一端固定连接。通过联动平整绳将独立调角气袋和柔性反射带相连接，产生联动效果，使的独立调角气袋在带动弧段反射板产生转动时，能够有效对柔性反射带进行收紧，减少柔性反射带工作面产生褶皱的概率，进而有效减少柔性反射带对光线的分散，并且能够使柔性反射带配合弧段反射板进行动作，减少由于柔性反射带的限制使弧段反射板出现卡顿的现象，提高调角的顺滑度和调节效率，在减少弧段反射板转动过程的摩擦力的同时，减少调角过程的能量损耗。

进一步的，所述定点调节支板下端固定连接有多个定点调节球，所述定点调节球下端与弧段反射板转动连接。通过定点调节球和弧段反射板连接，使得独立调角气袋在发生横向体积变化时，能够使弧段反射板以定点调节球为转点转动，进而实现转动角度的目的，根据弧段反射板的反射角度不同，控制主像摄像头的成像质量，在提高检测精度的同时，便于对PCB板进行定点复检，提高复检的效率和全面性。

进一步的，所述多段式照明架外端固定连接有多个呈圆形阵列分布的伸缩板，所述伸缩板下侧活动端与聚光反射套板固定连接。

进一步的，所述聚光反射套板上端固定连接有位于定点调节支板外侧的调节均气环，且调节均气环外侧远离聚光反射套板一端与伸缩板上侧固定端固定连接。通过调节均气环竖向体积变化，使得定点调节支板产生伸缩，进而调整多段式照明架和聚光反射套板之间的距离，有效对反射距离进行调整，进一步对光线聚焦点进行改变，提高光影检测装置的调节性，提高其的适用性。

进一步的，所述设备本体后端连接有气控装置，所述气控装置通过独立气管分别与调节均气环和独立调角气袋相连接，且独立气管上安装有气阀。通过独立气管对调节均气环和独立调角气袋进行独立控制，使调节具有单一性，简化调节步骤，提高调节效率和调节精度。

进一步的，所述传感器套筒外端连接有与主像摄像头相匹配的辅助成像组件，所述辅助成像组件包括有辅助摄像头调节架，所述传感器套筒外端固定安装有四个呈圆形阵列分布的辅助摄像头调节架，所述辅助摄像头调节架外端安装有光学辅助摄像头，所述辅助摄像头调节架外端固定连接有位于光学辅助摄像头上侧的辅助摄像控制器，且辅助摄像控制器通过导线与光学辅助摄像头电性连接。通过光学辅助摄像头对PCB板的四侧进行成像，辅助主像摄像头对PCB板上贴片的结构进行立体显示，进而有效形成对PCB板的立体检测，减少贴片内侧粘接不良的情况。

进一步的，所述光学辅助摄像头呈倾斜设置，且光学辅助摄像头下端延伸至多段式照明架内侧，并与聚光反射套板相匹配。

进一步的，所述多段式照明架内端固定固定连接有多个多段式照明灯板，且多段式照明灯板呈环形条状。

3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本方案通过独立调角气袋、弧段反射板和定点调节支板的相互配合，在对PCB板进行检测时，有效根据PCB板上贴片的格式调整光束的角度，以减少由于贴片的光折射使主像摄像头成像不准确的现象，提高AOI光学检测设备的检测精度，有效避免不合格PCB板流入下道工序，在减少报废率的同时，减少原材料的浪费，使得不合格PCB板能够及时进行返修，提高PCB板加工的经济效益。

（2）通过在弧段反射板的间隙处设置柔性反射带，有效提高反射面的完整性，进而提高光反射的均匀性，进而提高主像摄像头成像的清晰度，便于对PCB板细节处进行检测。

（3）通过联动平整绳将独立调角气袋和柔性反射带相连接，产生联动效果，使的独立调角气袋在带动弧段反射板产生转动时，能够有效对柔性反射带进行收紧，减少柔性反射带工作面产生褶皱的概率，进而有效减少柔性反射带对光线的分散，并且能够使柔性反射带配合弧段反射板进行动作，减少由于柔性反射带的限制使弧段反射板出现卡顿的现象，提高调角的顺滑度和调节效率，在减少弧段反射板转动过程的摩擦力的同时，减少调角过程的能量损耗。

（4）通过定点调节球和弧段反射板连接，使得独立调角气袋在发生横向体积变化时，能够使弧段反射板以定点调节球为转点转动，进而实现转动角度的目的，根据弧段反射板的反射角度不同，控制主像摄像头的成像质量，在提高检测精度的同时，便于对PCB板进行定点复检，提高复检的效率和全面性。

（5）通过调节均气环竖向体积变化，使得定点调节支板产生伸缩，进而调整多段式照明架和聚光反射套板之间的距离，有效对反射距离进行调整，进一步对光线聚焦点进行改变，提高光影检测装置的调节性，提高其的适用性。

（6）通过独立气管对调节均气环和独立调角气袋进行独立控制，使调节具有单一性，简化调节步骤，提高调节效率和调节精度。

（7）通过光学辅助摄像头对PCB板的四侧进行成像，辅助主像摄像头对PCB板上贴片的结构进行立体显示，进而有效形成对PCB板的立体检测，减少贴片内侧粘接不良的情况。

附图说明

图1为本发明的主视剖面结构示意图；

图2为本发明的光影检测装置轴测结构示意图；

图3为本发明的光影检测装置爆炸结构示意图；

图4为本发明的弧段反射板轴测结构示意图；

图5为本发明的图4中A处结构示意图；

图6为本发明的弧段反射板和定点调节支板爆炸结构示意图；

图7为本发明的调节均气环轴测结构示意图；

图8为本发明的辅助成像组件轴测结构示意图；

图9为本发明的多段式照明架轴测结构示意图；

图10为本发明的光影检测装置未调角时轴测剖面结构示意图；

图11为本发明的光影检测装置调角时轴测剖面结构示意图。

图中标号说明：

1设备本体、2工作台、3光影固定架、4传感器套筒、5主像摄像头、6辅助成像组件、601辅助摄像头调节架、602光学辅助摄像头、603辅助摄像控制器、7多段式照明架、701多段式照明灯板、8聚光反射套板、9调节均气环、901独立调角气袋、10弧段反射板、11定点调节支板、1101定点调节球、12柔性反射带、13保持块、14环形槽轨柱、15联动平整绳。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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发明和简化描述，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发明的限制。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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-11，一种光源反射速调型AOI光学检测设备，包括设备本体1，设备本体1上端安装有工作台2和位于工作台2上侧的光影固定架3，光影固定架3上安装有光影检测装置，光影检测装置包括有传感器套筒4，光影固定架3与传感器套筒4固定连接，传感器套筒4上端安装有与其相匹配的主像摄像头5，传感器套筒4下端固定连接有多段式照明架7，多段式照明架7下端连接有聚光反射套板8，聚光反射套板8上端固定连接有多个呈圆形阵列分布的定点调节支板11，定点调节支板11下端转动连接有弧段反射板10，聚光反射套板8内壁远离定点调节支板11一端固定连接有多个位于弧段反射板10外侧的独立调角气袋901，独立调角气袋901内端与弧段反射板10固定连接。通过独立调角气袋901、弧段反射板10和定点调节支板11的相互配合，在对PCB板进行检测时，有效根据PCB板上贴片的格式调整光束的角度，以减少由于贴片的光折射使主像摄像头5成像不准确的现象，提高AOI光学检测设备的检测精度，有效避免不合格PCB板流入下道工序，在减少报废率的同时，减少原材料的浪费，使得不合格PCB板能够及时进行返修，提高PCB板加工的经济效益。

请参阅图4，相邻的两个弧段反射板10之间固定连接有柔性反射带12，且柔性反射带12内端呈光滑面。通过在弧段反射板10的间隙处设置柔性反射带12，有效提高反射面的完整性，进而提高光反射的均匀性，进而提高主像摄像头5成像的清晰度，便于对PCB板细节处进行检测。

请参阅图5，聚光反射套板8内壁固定连接有多个位于柔性反射带12外侧的保持块13，保持块13上端固定连接有环形槽轨柱14，环形槽轨柱14上连接有联动平整绳15，联动平整绳15一端与柔性反射带12固定连接，且联动平整绳15另一端与独立调角气袋901靠近弧段反射板10一端固定连接。通过联动平整绳15将独立调角气袋901和柔性反射带12相连接，产生联动效果，使的独立调角气袋901在带动弧段反射板10产生转动时，能够有效对柔性反射带12进行收紧，减少柔性反射带12工作面产生褶皱的概率，进而有效减少柔性反射带12对光线的分散，并且能够使柔性反射带12配合弧段反射板10进行动作，减少由于柔性反射带12的限制使弧段反射板10出现卡顿的现象，提高调角的顺滑度和调节效率，在减少弧段反射板10转动过程的摩擦力的同时，减少调角过程的能量损耗。

请参阅图5和6，定点调节支板11下端固定连接有多个定点调节球1101，定点调节球1101下端与弧段反射板10转动连接。通过定点调节球1101和弧段反射板10连接，使得独立调角气袋901在发生横向体积变化时，能够使弧段反射板10以定点调节球1101为转点转动，进而实现转动角度的目的，根据弧段反射板10的反射角度不同，控制主像摄像头5的成像质量，在提高检测精度的同时，便于对PCB板进行定点复检，提高复检的效率和全面性。

请参阅图9，多段式照明架7内端固定固定连接有多个多段式照明灯板701，且多段式照明灯板701呈环形条状。

请参阅图1-11，使用方法：在工作人员检测前，调整光影检测装置，根据贴片格式的不同对弧段反射板10进行角度调节，通过对独立调角气袋901通气或者排气，使得独立调角气袋901的横向体积产生改变，进而使弧段反射板10以定点调节球1101为转点产生转动，改变弧段反射板10反射面的角度；在独立调角气袋901产生体积变化时，独立调角气袋901的体积不断增大，会对联动平整绳15产生拉动，通过环形槽轨柱14转向，使得联动平整绳15的另一端对柔性反射带12进行拉动，将柔性反射带12向弧段反射板10外侧移动，进而在弧段反射板10转动间隙减小时（请参阅图11），及时减小柔性反射带12的大小，并保持柔性反射带12内端的平整度，独立调角气袋901的体积不断减小时，对联动平整绳15产生放松，使得柔性反射带12失去拉动力，在弧段反射板10转动间隙增大时（请参阅图10），柔性反射带12进行自主的弹性恢复，有效保持反射面的完整性。

实施例2：

请参阅图1-11，其中与实施例1中相同或相应的部件采用与实施例1相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例1的区别点。该实施例2与实施例1的不同之处在于：请参阅图2、图3和图9，多段式照明架7外端固定连接有多个呈圆形阵列分布的伸缩板，伸缩板下侧活动端与聚光反射套板8固定连接。

请参阅图9，聚光反射套板8上端固定连接有位于定点调节支板11外侧的调节均气环9，且调节均气环9外侧远离聚光反射套板8一端与伸缩板上侧固定端固定连接。通过调节均气环9竖向体积变化，使得定点调节支板11产生伸缩，进而调整多段式照明架7和聚光反射套板8之间的距离，有效对反射距离进行调整，进一步对光线聚焦点进行改变，提高光影检测装置的调节性，提高其的适用性。

请参阅图1，设备本体1后端连接有气控装置，气控装置通过独立气管分别与调节均气环9和独立调角气袋901相连接，且独立气管上安装有气阀。通过独立气管对调节均气环9和独立调角气袋901进行独立控制，使调节具有单一性，简化调节步骤，提高调节效率和调节精度。

请参阅图1-11，使用方法：在需要对光影检测装置进行聚焦点的调节时，通过气控装置，使独立气管向调节均气环9通气或排气，使得调节均气环9的竖向体积产生变化，在调节均气环9竖向体积增大时，调节均气环9带动聚光反射套板8和伸缩板下端向下移动，使得聚光反射套板8和多段式照明架7的距离增长，使得聚焦点边小，在调节均气环9竖向体积减小时，调节均气环9带动聚光反射套板8和伸缩板下端向上移动，使聚光反射套板8和多段式照明架7的距离减小，使聚焦点增大，进而有效实现自动聚集，提高光影检测装置的适用性。

实施例3：

请参阅图1-11，其中与实施例1中相同或相应的部件采用与实施例1相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例1的区别点。该实施例3与实施例1的不同之处在于：请参阅图1-3和图8，传感器套筒4外端连接有与主像摄像头5相匹配的辅助成像组件6，辅助成像组件6包括有辅助摄像头调节架601，传感器套筒4外端固定安装有四个呈圆形阵列分布的辅助摄像头调节架601，辅助摄像头调节架601外端安装有光学辅助摄像头602，辅助摄像头调节架601外端固定连接有位于光学辅助摄像头602上侧的辅助摄像控制器603，且辅助摄像控制器603通过导线与光学辅助摄像头602电性连接。通过光学辅助摄像头602对PCB板的四侧进行成像，辅助主像摄像头5对PCB板上贴片的结构进行立体显示，进而有效形成对PCB板的立体检测，减少贴片内侧粘接不良的情况。

请参阅图8，光学辅助摄像头602呈倾斜设置，且光学辅助摄像头602下端延伸至多段式照明架7内侧，并与聚光反射套板8相匹配。

请参阅图1-11，使用方法：在实施例1的使用方法基础上，需要对PCB板进行更加全面和精细的检测或者复检时，检测人员通过辅助摄像控制器603启动光学辅助摄像头602，使四个光学辅助摄像头602同事工作，对PCB板上的贴片进行四面无死角成像检测，配合主像摄像头5的成像结果，有效提高检测精度，提高复测效率；并且辅助成像组件6能够有效与弧段反射板10相配合，提高辅助成像组件6的成像清晰度。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种光源反射速调型AOI光学检测设备，包括设备本体（1），所述设备本体（1）上端安装有工作台（2）和位于工作台（2）上侧的光影固定架（3），所述光影固定架（3）上安装有光影检测装置，其特征在于：所述光影检测装置包括有传感器套筒（4），所述光影固定架（3）与传感器套筒（4）固定连接，所述传感器套筒（4）上端安装有与其相匹配的主像摄像头（5），所述传感器套筒（4）下端固定连接有多段式照明架（7），所述多段式照明架（7）下端连接有聚光反射套板（8），所述聚光反射套板（8）上端固定连接有多个呈圆形阵列分布的定点调节支板（11），所述定点调节支板（11）下端转动连接有弧段反射板（10），所述聚光反射套板（8）内壁远离定点调节支板（11）一端固定连接有多个位于弧段反射板（10）外侧的独立调角气袋（901），所述独立调角气袋（901）内端与弧段反射板（10）固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种光源反射速调型AOI光学检测设备，其特征在于：相邻的两个所述弧段反射板（10）之间固定连接有柔性反射带（12），且柔性反射带（12）内端呈光滑面。

3.根据权利要求2所述的一种光源反射速调型AOI光学检测设备，其特征在于：所述聚光反射套板（8）内壁固定连接有多个位于柔性反射带（12）外侧的保持块（13），所述保持块（13）上端固定连接有环形槽轨柱（14），所述环形槽轨柱（14）上连接有联动平整绳（15），所述联动平整绳（15）一端与柔性反射带（12）固定连接，且联动平整绳（15）另一端与独立调角气袋（901）靠近弧段反射板（10）一端固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种光源反射速调型AOI光学检测设备，其特征在于：所述定点调节支板（11）下端固定连接有多个定点调节球（1101），所述定点调节球（1101）下端与弧段反射板（10）转动连接。

5.根据权利要求1所述的一种光源反射速调型AOI光学检测设备，其特征在于：所述多段式照明架（7）外端固定连接有多个呈圆形阵列分布的伸缩板，所述伸缩板下侧活动端与聚光反射套板（8）固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种光源反射速调型AOI光学检测设备，其特征在于：所述聚光反射套板（8）上端固定连接有位于定点调节支板（11）外侧的调节均气环（9），且调节均气环（9）外侧远离聚光反射套板（8）一端与伸缩板上侧固定端固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种光源反射速调型AOI光学检测设备，其特征在于：所述设备本体（1）后端连接有气控装置，所述气控装置通过独立气管分别与调节均气环（9）和独立调角气袋（901）相连接，且独立气管上安装有气阀。

8.根据权利要求1所述的一种光源反射速调型AOI光学检测设备，其特征在于：所述传感器套筒（4）外端连接有与主像摄像头（5）相匹配的辅助成像组件（6），所述辅助成像组件（6）包括有辅助摄像头调节架（601），所述传感器套筒（4）外端固定安装有四个呈圆形阵列分布的辅助摄像头调节架（601），所述辅助摄像头调节架（601）外端安装有光学辅助摄像头（602），所述辅助摄像头调节架（601）外端固定连接有位于光学辅助摄像头（602）上侧的辅助摄像控制器（603），且辅助摄像控制器（603）通过导线与光学辅助摄像头（602）电性连接。

9.根据权利要求8所述的一种光源反射速调型AOI光学检测设备，其特征在于：所述光学辅助摄像头（602）呈倾斜设置，且光学辅助摄像头（602）下端延伸至多段式照明架（7）内侧，并与聚光反射套板（8）相匹配。

10.根据权利要求1所述的一种光源反射速调型AOI光学检测设备，其特征在于：所述多段式照明架（7）内端固定连接有多个多段式照明灯板（701），且多段式照明灯板（701）呈环形条状。

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