CN113945188B - 分析连接器焊接面在回流焊过程中翘曲的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分析连接器焊接面在回流焊过程中翘曲的方法，包括：设定焊接面的标准坐标系、设定温度随时间变化曲线以及设定焊接部允许存在的最大平面度；获取待测连接器焊接面的实际坐标系；将实际坐标系与标准坐标系相互匹配；将待测连接器按照设定的温度随时间变化曲线进行加热处理；获取在加热过程不同时间下待测连接器各焊接部的实时平面度；对应各焊接部建立相应的实时平面度随时间变化曲线；将不同时间下，各焊接部的实时平面度与最大平面度进行比较；当某焊接部的实时平面度大于最大平面度时，基于实时平面度随时间变化曲线和温度随时间变化曲线，确定出在该时间、该温度下，该焊接部产生超出最大平面度的平面度。

Description

分析连接器焊接面在回流焊过程中翘曲的方法及系统

【技术领域】

本发明涉及一种分析方法及系统，尤其是指一种分析连接器焊接面在回流焊过程中翘曲的方法及系统。

【背景技术】

现有的一种分析连接器焊接面在回流焊过程中的翘曲的设备，其需要保证标准连接器焊接面和待测连接器焊接面于治具中的位置相同，以实现待测连接器焊接面与标准连接器焊接面相对应，而连接器焊接面包括多个焊接部，在实现待测连接器焊接面与标准连接器焊接面相对应的前提下，待测连接器焊接面的多个焊接部与标准连接器焊接面的多个焊接部也会一一对应起来，进而保证待测连接器焊接面各焊接部的检测结果与标准连接器焊接面中相应的各焊接部一一对应，此是为了便于用户于标准连接器焊接面选取任一焊接部时，即可直接得知待测连接器焊接面对应该焊接部的检测结果。

为保证标准连接器焊接面和待测连接器焊接面于治具中的位置相同，通常是以治具的边界为基准，人为将标准连接器焊接面、待测连接器焊接面分别与治具的边界对齐，然而，由于人为地将标准连接器焊接面、待测连接器焊接面分别与治具的边界对齐，存在较大误差，使得待测连接器焊接面不能与标准连接器焊接面相对应，进而使得待测连接器焊接面各焊接部的检测结果不能与标准连接器焊接面中相应的各焊接部一一对应起来。

因此，有必要设计一种新的分析连接器焊接面在回流焊过程中翘曲的方法及系统，以克服上述问题。

【发明内容】

本发明的创作目的在于提供一种待测连接器焊接面可以任意角度放置于治具中，检测速度更快、检测结果与对应焊接部之间的对应性更高的分析连接器焊接面在回流焊过程中翘曲的方法及系统。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种分析连接器焊接面在回流焊过程中翘曲的方法，包括如下步骤：设定标准连接器焊接面的标准平面坐标系、设定温度随时间变化曲线以及设定标准连接器焊接面中的焊接部允许存在的最大平面度；获取待测连接器焊接面的实际平面坐标系，实际平面坐标系与标准平面坐标系不同；将实际平面坐标系与标准平面坐标系相互匹配；将待测连接器按照设定的温度随时间变化曲线进行加热处理；待测连接器焊接面包括多个焊接部，按照一定的时间间隔获取在加热过程不同时间下待测连接器焊接面的各焊接部的实时平面度；对应待测连接器焊接面的各焊接部建立相应的实时平面度随时间变化曲线；将不同时间下，待测连接器焊接面的各焊接部的实时平面度与最大平面度进行比较；当待测连接器焊接面的某焊接部的实时平面度大于最大平面度时，基于实时平面度随时间变化曲线，确定出在该时间下，待测连接器焊接面的该焊接部产生超出最大平面度的平面度；再基于确定出来的时间，于温度随时间变化曲线，确定出在该时间下对应的温度，以最终确定出在该时间、该温度下，在待测连接器焊接面的该焊接部产生超出最大平面度的平面度。

进一步的，设定标准连接器焊接面的标准平面坐标系为：以标准连接器焊接面的边界为基准，确定标准连接器焊接面的中心点，以标准连接器焊接面的中心点为基准点建立标准平面坐标系；获取待测连接器焊接面的实际平面坐标系为：以待测连接器焊接面的边界为基准，确定待测连接器焊接面的中心点，以待测连接器焊接面的中心点为实际基准点建立实际平面坐标系；将待测连接器的实际平面坐标系与标准平面坐标系相互匹配为：将实际平面坐标系上的中心点与标准平面坐标系的中心点之间进行坐标变换，以实现待测连接器的实际平面坐标系与标准平面坐标系相互匹配。

进一步的，按照一定的时间间隔获取在加热过程不同时间下待测连接器焊接面各焊接部的实时平面度为：按照一定的时间间隔，按时采集在加热过程中待测连接器焊接面实时点云集合，待测连接器焊接面的实时点云集合包括待测连接器焊接面各点对应的实时X坐标值、实时Y坐标值和实时Z坐标值，根据每一焊接部各点中的最大实时Z坐标值确定为对应焊接部的实时Z坐标值，将每一焊接部的实时Z坐标值减去承载待测连接器焊接面的一载物平面对应的Z坐标值，得出每一焊接部对应的实时平面度。

进一步的，还包括如下步骤：按照同样的时间间隔获取在加热过程不同时间下待测连接器焊接面的实时立体灰度图：按照获取待测连接器焊接面实时点云集合的时间间隔，按时获取在加热过程中待测连接器焊接面的实时灰度图，待测连接器焊接面的实时灰度图包括待测连接器焊接面各点的实时X坐标值、实时Y坐标值和实时灰度值，将同一时间下，实时灰度图中待测连接器焊接面各点的实时X坐标值、实时Y坐标值与实时点云集合中待测连接器焊接面各点的实时X坐标值、实时Y坐标值进行重合，以获取在加热过程不同时间下由待测连接器焊接面各点的实时X坐标值、实时Y坐标值、实时灰度值和实时Z坐标值形成的待测连接器焊接面的实时立体灰度图。

进一步的，还包括如下步骤：获取在加热过程不同时间下待测连接器焊接面的实时平面彩色图：将每一时间下的待测连接器焊接面实时点云集合中各点对应的每一实时Z坐标值与一个RGBA值相互对应，确定每一实时Z坐标值对应各点的实时灰度图的实时X坐标值、实时Y坐标值，以获取在加热过程不同时间下，由待测连接器焊接面各点的实时X坐标值、实时Y坐标值、RGBA值形成的待测连接器焊接面的实时平面彩色图。

进一步的，还包括如下步骤：获取在加热过程不同时间下待测连接器焊接面的实时立体彩色图：将每一时间下的待测连接器焊接面实时点云集合各点对应的每一实时Z坐标值与一个RGBA值相互对应，确定每一实时Z坐标值对应各点的实时点云集合的实时X坐标值、实时Y坐标值，以获取在加热过程不同时间下，由待测连接器焊接面各点的实时X坐标值、实时Y坐标值、实时Z坐标值和RGBA值形成的待测连接器焊接面的实时立体彩色图。

为了达到上述目的，本发明还采用如下技术方案：

一种分析连接器焊接面在回流焊过程中翘曲的系统，包括：一加热装置，包括一载物玻璃、一收容腔、一隔热玻璃和一加热元件，载物玻璃用于承载一待测连接器，载物玻璃收容于收容腔，隔热玻璃设于收容腔的一侧，隔热玻璃与载物玻璃相对设置，加热元件用于对收容腔进行加热，待测连接器面向载物玻璃的表面为待测连接器的焊接面，待测连接器的焊接面包括多个焊接部；一温控器，控制加热元件的功率并测量待测连接器的温度；一结构光模组，设有2D模块和3D模块，2D模块透过隔热玻璃和载物玻璃采集对待测连接器的焊接面不同时间对应的实时灰度图，待测连接器焊接面的实时灰度图包括待测连接器焊接面各点的实时X坐标值、实时Y坐标值和实时灰度值，3D模块透过隔热玻璃和载物玻璃采集待测连接器焊接面不同时间对应的实时点云集合，待测连接器焊接面的实时点云集合包括待测连接器焊接面各点的实时X坐标值、实时Y坐标值和实时Z坐标值；一处理器，设定标准连接器焊接面的标准平面坐标系、设定温度随时间变化曲线以及设定标准连接器焊接面中的焊接部允许存在的最大平面度，获取待测连接器焊接面的实际平面坐标系，实际平面坐标系与标准平面坐标系不同，将实际平面坐标系与标准平面坐标系相互匹配，根据设定的温度随时间变化曲线按照一定的时间间隔定期向温控器发送指令，检测待测连接器的温度是否达到温度随时间变化曲线在对应时间下的对应的温度，将待测连接器焊接面的每一焊接部各点中的最大实时Z坐标值确定为对应焊接部的实时Z坐标值，将待测连接器焊接面的每一焊接部的实时Z坐标值分别与载物玻璃上表面对应的Z坐标值相减，得到对应焊接部的实时平面度，对应待测连接器焊接面的每一焊接部建立相应的实时平面度随时间变化的曲线，将不同时间下，待测连接器焊接面的各焊接部的实时平面度与最大平面度进行比较，当待测连接器的某焊接部的实时平面度大于最大平面度时，基于实时平面度随时间变化曲线，确定出在该时间下，待测连接器焊接面的该焊接部产生超出最大平面度的平面度，再基于确定出来的时间，于温度随时间变化曲线，确定出在该时间下对应的温度，以最终确定出在该时间、该温度下，在待测连接器焊接面的该焊接部产生超出设最大平面度的平面度；一显示器，显示待测连接器焊接面的该焊接部在该时间、该温度下产生大于最大平面度的平面度。

进一步的，设定标准连接器焊接面的标准平面坐标系为：以标准连接器焊接面的边界为基准，确定标准连接器焊接面的中心点，以标准连接器焊接面的中心点为基准点建立标准平面坐标系；获取待测连接器焊接面的实际平面坐标系为：获取2D模块采集的待测连接器焊接面的灰度图，确定出待测连接器焊接面的边界，以待测连接器焊接面的边界为基准，确定待测连接器焊接面的中心点，以待测连接器焊接面的中心点为实际基准点建立实际平面坐标系；将待测连接器的实际平面坐标系与标准平面坐标系相互匹配为：将实际平面坐标系上的中心点与标准平面坐标系的中心点之间进行坐标变换，以实现待测连接器的实际平面坐标系与标准平面坐标系相互匹配。

进一步的，处理器获取同一时间下结构光模组采集的待测连接器焊接面的实时灰度图和待测连接器焊接面的实时点云集合，将实时灰度图中的待测连接器焊接面各点的实时X坐标值、实时Y坐标值，与实时点云集合中的待测连接器焊接面各点的实时X坐标值、实时Y坐标值进行重合，获取由待测连接器焊接面各点的实时X坐标值、实时Y坐标值、实时灰度值和实时Z坐标值形成的待测连接器焊接面的实时立体灰度图；显示器显示实时立体灰度图。

进一步的，处理器将待测连接器焊接面各点的每一实时Z坐标值与一个RGBA值相互对应，以获取在不同时间下，由待测连接器焊接面各点的实时X坐标值、实时Y坐标值、实时Z坐标值和RGBA值形成的待测连接器焊接面的实时立体彩色图；显示器显示实时立体彩色图。

进一步的，处理器将待测连接器焊接面各点对应的每一实时Z坐标值与一个RGBA值相互对应，确定每一实时Z坐标值对应的实时灰度图的实时X坐标值、实时Y坐标值，以获取在不同时间下，由待测连接器焊接面各点的实时X坐标值、实时Y坐标值、RGBA值形成的待测连接器焊接面的实时平面彩色图；显示屏显示实时平面彩色图。

与现有技术相比，本发明的分析连接器焊接面在回流焊过程中翘曲的方法及系统，待测连接器焊接面的实际坐标系与标准连接器焊接面的标准坐标系位置不同，但实际坐标系与标准坐标系之间能相互匹配，也即能将实际坐标系与标准坐标系相互变换，保证待测连接器焊接面与标准连接器焊接面一致性，使得操作员能以任意角度将待测连接器放置于检测区域中，操作方便、检测速度加快，并能保证待测连接器焊接面中各焊接部的检测结果能与标准连接器焊接面中相应的各焊接部一一对应起来，检测结果与对应焊接部之间的对应性更高。

【附图说明】

图1为回流焊过程中不同时间、不同温度下，连接器与承载平面之间连接示意图；

图2为分析连接器焊接面在回流焊过程中翘曲的系统的示意图；

图3为图2中加热装置和结构光模组的局部剖视图；

图4为图3中加热装置的剖视图；

图5为温度随时间变化曲线图；

图6为标准连接器在载物玻璃上的示意图；

图7为待测连接器在载物玻璃上的示意图。

具体实施方式的附图标号说明：

连接器1	绝缘本体11	焊球12	焊接部121
				承载平面13	加热装置2	载物玻璃21	视野限定玻璃22
收容腔23	隔热玻璃24	加热元件25	结构光模组3
				温控器4	输入装置5	键盘51	鼠标52
电脑主机6	处理器61	显示器7

【具体实施方式】

为便于更好的理解本发明的目的、结构、特征以及功效等，现结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

目前常见的连接器与电路板焊接方式有三种，分别为DIP(直插式)、SMT(表面粘着)以及BGA(球状栅格数组)，其中针对采用SMT方式和BGA方式焊接至电路板的连接器，均需要保证连接器的多个焊接部保持相当高的共平面度，否则会导致连接器中个别焊接部与电路板之间产生虚焊，具体的，采用SMT方式焊接至电路板的连接器的多个焊接部为连接器的多个端子相应的多个水平焊脚的相应底面，而采用BGA方式焊接至电路板的连接器的多个焊接部为连接器的多个端子下方相应的多个焊球的相应底面。

而本发明分析连接器焊接面在回流焊过程中翘曲的系统，主要用于检测采用SMT方式或BGA方式焊接至电路板的一连接器，在回流焊过程中的哪一时间、哪一温度下，于连接器的哪一焊接部与承载连接器焊接部的一水平面之间的直线距离大于一经验值时，则该焊接部必然会在回流焊过程结束时产生虚焊。

如图1所示，在本实施例中，连接器为采用BGA方式焊接在电路板上的socket类型的连接器1。其中连接器1包括一绝缘本体11、穿设于绝缘本体11中的多个端子(未图示)和一一对应设于多个端子下方的多个焊球12。而本发明分析连接器1焊接面在回流焊过程中翘曲的系统，将连接器1设有焊球12的一侧面向一承载平面13设置，承载平面13面向连接器1的焊接面设置的表面呈水平面设置，检测的是在哪一时间、哪一温度下、哪一焊球12的底面(也即焊接部121)与承载平面13之间的直线距离(详见H1和H2，图1中的(a)和(b)代表的是连接器1在回流焊过程的不同时间和不同温度下，与承载平面13之间连接的示意图，此处H1变为H2的原因主要由于绝缘本体11自身的翘曲形变而导致，其次是由于焊球12自身在回流焊过程中熔融变化而导致)大于该经验值(其中，如图1所示，在回流焊的过程中，焊球12会发生熔融变化，此处熔融变化后的焊球12仍定义为焊球12，而焊球12的底面也会随焊球12的形变而改变，也即焊接部121会随焊球12的形变而改变，正因为在回流焊过程中，焊球12的底面处于不定形态，故此处需要跟一个经验值比较)。

在别的实施例中，连接器1也可为采用SMT方式焊接在电路板上的连接器1，可知此时检测的则是在哪一时间、哪一温度下、哪一端子相应的水平焊脚的底面(也即焊接部121)与承载平面13之间的距离大于该经验值。

在别的实施中，本发明还可用于单纯分析连接器1的绝缘本体11在回流焊过程中的翘曲形变，甚至是连接器1以外的其它产品在加热过程中的翘曲。

其中焊球12的底面与承载平面13之间的距离、焊球12的底面与电路板之间允许存在的最大距离、端子相应的水平焊脚的底面与承载平面13之间的距离以及水平焊脚的底面与电路板之间允许存在的最大距离均为平面度参数。

如图2所示，本发明分析连接器1焊接面在回流焊过程中翘曲的系统包括一加热装置2、一结构光模组3、一温控器4、一输入装置5、一电脑主机6和一显示器7，电脑主机6包括一处理器61。加热装置2设于结构光模组3的上方，结构光模组3与处理器61电性连接，温控器4与加热装置2、处理器61电性连接，输入装置5、显示器7分别与处理器61电性连接。

如图3和图4所示，加热装置2包括一载物玻璃21、一视野限定玻璃22、一收容腔23、一隔热玻璃24和一加热元件25，载物玻璃21用于向上承载一连接器1，载物玻璃21的上表面呈水平面设置，视野限定玻璃22设于载物玻璃21的上方，且视野限定玻璃22贯穿有一开口以显露位于下方的载物玻璃21，载物玻璃21和视野限定玻璃22均收容于收容腔23，隔热玻璃24设于收容腔23的一侧，并与载物玻璃21相对设置。在本实施例中，隔热玻璃24设于收容腔23的下方并位于载物玻璃21的正下方，加热元件25用于对收容腔23进行加热。其中连接器1放置于载物玻璃21的上表面，并将连接器1设有焊球12的一侧面向载物玻璃21的上表面设置，载物玻璃21的上表面呈水平面设置，作为承载平面13，而视野限定玻璃22通过开口框设位于载物玻璃21上方的连接器1。其中，定义连接器1面向电路板的表面为连接器1的焊接面，具体连接器1的焊接面包括：连接器1中多个焊球12相应的多个底面(也即多个焊接部121)以及连接器1的绝缘本体11没有被多个焊球12遮盖的底面，也即连接器1投影在仰视图的表面，由此可知，焊接面包括多个焊接部121。

如图3所示，结构光模组3包括2D模块(未图示)和3D模块(未图示)。2D模块用于透过隔热玻璃24、载物玻璃21以采集连接器1焊接面的灰度图，连接器1焊接面的灰度图包括连接器1焊接面各点对应的X坐标值、Y坐标值和灰度值，其中X坐标值和Y坐标值均为像素坐标值。3D模块用于透过隔热玻璃24、载物玻璃21以采集连接器1焊接面的点云集合、用于透过隔热玻璃24以获取载物玻璃21的上表面的点云集合，连接器1焊接面的点云集合包括连接器1焊接面中各点对应的X坐标值、Y坐标值和Z坐标值，此时的X坐标值、Y坐标值和Z坐标值均为像素坐标值。其中连接器1焊接面各点的X坐标值、Y坐标值对应限定的平面与载物玻璃21的上表面相互平行，用于显示连接器1焊接面各点的平面坐标值，连接器1焊接面各点的Z坐标值为待测连接器1焊接面的各点距离3D模块之间的直线距离。载物玻璃21的上表面的X坐标值、Y坐标值对应所限定的平面即为载物玻璃21的上表面，用于显示载物玻璃21的上表面中各点的平面坐标，载物玻璃21的上表面的Z坐标值为载物玻璃21的上表面中的各点距离3D模块之间的直线距离。

如图2所示，温控器4接收处理器61下达的指令以控制加热元件25的功率，并设有感测产品温度的感温线(未图示)，也即温控器4可采集待测连接器1的温度。

如图2所示，输入装置5提供用户输入预设值的界面。具体的，预设值包括标准连接器1焊接面的四周边界、温度随时间变化曲线中各点对应的时间值、温度值，其中各点对应的时间值为根据相同的时间间隔获取的时间值序列(详见图5)，以及标准连接器1焊接面中焊接部121允许存在的最大平面度(也即上述经验值)。在本实施例中，输入装置5包括一键盘和一鼠标，键盘和鼠标分别与处理器61电性连接。

处理器61需要进行如下的主要步骤：

设定标准连接器1焊接面的标准平面坐标系、设定温度随时间变化曲线以及设定标准连接器1焊接面中的焊接部121允许存在的最大平面度；

获取待测连接器1焊接面的实际平面坐标系，实际平面坐标系与标准平面坐标系不同；

将实际平面坐标系与标准平面坐标系相互匹配；

将待测连接器1按照设定的温度随时间变化曲线进行加热处理；

待测连接器1焊接面包括多个焊接部121，按照一定的时间间隔获取在加热过程不同时间下待测连接器1焊接面的各焊接部121的实时平面度，按照同样的时间间隔获取在加热过程不同时间下待测连接器1焊接面的实时立体灰度图、实时立体彩色图和实时平面彩色图；

对应待测连接器1焊接面的各焊接部121建立相应的实时平面度随时间变化曲线；

将不同时间下，待测连接器1焊接面的各焊接部121的实时平面度与最大平面度进行比较；

当待测连接器1焊接面的某焊接部121的实时平面度大于最大平面度时，基于实时平面度随时间变化曲线，确定出在该时间下，待测连接器1焊接面的该焊接部121产生超出最大平面度的平面度；

再基于确定出来的时间，于温度随时间变化曲线，确定出在该时间下对应的温度，以最终确定出在该时间、该温度下，在待测连接器1焊接面的该焊接部121产生超出最大平面度的平面度。

处理器61的上述主要步骤按照功能可划分为如下的模板匹配步骤、翘曲分析步骤、立体灰度图和立体彩色图生成步骤、平面彩色图生成步骤，如下对上述模板匹配步骤、翘曲分析步骤、立体灰度图和立体彩色图生成步骤、平面彩色图生成步骤进行了详细描述。其中模板匹配步骤在加热过程前进行。

模板匹配步骤：

1)如图6所示，根据输入装置5输入的标准连接器1焊接面的四周边界(此时标准连接器1焊接面的其中两边界与视野限定玻璃22的相邻两边界相互贴合)，确定标准连接器1焊接面的中心点，以该中心点为基准点建立标准平面坐标系，该中心点对应的X坐标值、Y坐标值为相对于2D模块的相机坐标值，该标准平面坐标系对应的平面与载物玻璃21的上表面相互平行；

2)如图7所示，根据2D模块获取的待测连接器1焊接面的灰度图，确定出待测连接器1焊接面的四周边界(此时待测连接器1焊接面的四周边界均不与视野限定玻璃22的边界相互贴合)，进而确定出待测连接器1焊接面的实际中心点，以该实际中心点为基准点建立实际平面坐标系，实际平面坐标系与标准平面坐标系不同；

3)将2D模块确定出来的该实际中心点对应的X坐标值、Y坐标值转换为相机坐标值；

4)将实际平面坐标系中的中心点对应的X坐标值、Y坐标值与标准平面坐标系中的中心点对应的X坐标值、Y坐标值进行坐标变换，以实现将实际平面坐标系与标准平面坐标系相互匹配。

翘曲分析步骤：

1)根据输入装置5输入温度随时间变化曲线中各点对应的温度值、时间值，生成对应的温度随时间变化曲线；根据输入装置5输入的标准连接器1焊接面中的焊接部121允许存在的最大平面度数值，将该数值确定为标准连接器1焊接面中的焊接部121允许存在的最大平面度；

2)按照一定的时间间隔定时给温控器4下达指令，使得温控器4控制加热元件25的功率，检测待测连接器1的温度是否达到温度随时间变化曲线在对应时间下的对应的温度，以使得待测连接器1温度达到温度随时间变化曲线中对应时间下的温度，以对待测连接器1进行相应加热；

3)获取3D模块根据相同的时间间隔按时采集的待测连接器1焊接面在加热过程不同时间下的实时点云集合，获取3D模块根据相同的时间间隔按时采集的载物玻璃21上表面的Z坐标值；

4)将待测连接器1焊接面的每一焊接部121各点中的最大实时Z坐标值确定为对应焊接部121的实时Z坐标值，将定期获取的每一焊接部121的实时Z坐标值分别与载物玻璃21的上表面的Z坐标值相减，得到对应焊接部121的实时平面度；

5)对应待测连接器1焊接面的每一焊接部121建立相应的实时平面度随时间变化的曲线；

6)将不同时间下，待测连接器1焊接面的各焊接部121的实时平面度与最大平面度进行比较；

7)当待测连接器1焊接面的某焊接部121的实时平面度大于最大平面度时，基于实时平面度随时间变化曲线，确定出在该时间下，待测连接器1焊接面的该焊接部121产生超出最大平面度的平面度；

8)再基于确定出来的时间，于温度随时间变化曲线，确定出在该时间下对应的温度，以最终确定出在该时间、该温度下，在待测连接器1焊接面的该焊接部121产生超出最大平面度的平面度。

立体灰度图和立体彩色图生成步骤：

1)获取3D模块根据一定的时间间隔按时采集的待测连接器1焊接面在加热过程不同时间下的实时点云集合(与翘曲分析步骤的步骤3)实为同一步骤)，并将实时点云集合中待测连接器1焊接面各点的所有实时X坐标值、实时Y坐标值转换为世界坐标值；

2)获取2D模块按照获取待测连接器1焊接面实时点云集合的时间间隔，按时采集的待测连接器1焊接面的实时灰度图，并将实时灰度图中待测连接器1焊接面各点的实时X坐标值、实时Y坐标值转换为世界坐标值；

3)将同一时间下，实时灰度图中待测连接器1焊接面各点的实时X坐标值、实时Y坐标值与实时点云集合中待测连接器1焊接面各点的实时X坐标值、实时Y坐标值相互重合(由于2D模块的坐标系和3D模块坐标系重合，故此处实时灰度图中待测连接器1焊接面各点的实时X坐标值、实时Y坐标值与实时点云集合中待测连接器1焊接面各点的实时X坐标值、实时Y坐标值实际相同)，进而确定出同一时间下对应的实时X坐标值、实时Y坐标值、实时Z坐标值和实时灰度值，并通过同一时间下待测连接器1焊接面各点对应的实时X坐标值、实时Y坐标值、实时Z坐标值和实时灰度值形成对应的实时立体灰度图；

4)将每一实时Z坐标值与一个RGBA值(代表Red(红色)、Green(绿色)、Blue(蓝色)和Alpha的色彩空间)相互对应，并通过同一时间下待测连接器1焊接面各点对应的实时X坐标值、实时Y坐标值、实时Z坐标值和RGBA值形成对应的实时立体彩色图；

5)并将不同时间下对应的实时立体彩色图按照时间顺序排列，以形成待测连接器1焊接面随着温度随时间变化曲线发生相应形变的实时立体彩色图的动画；

6)在同一时间下，可通过调节RGBA值中Alpha值，以调节实时立体彩色图和实时立体灰度图之间的显示程度。

平面彩色图生成步骤：

1)获取3D模块根据一定的时间间隔按时采集的待测连接器1焊接面在加热过程不同时间下的实时点云集合，并将实时点云集合中待测连接器1焊接面各点的所有实时X坐标值、实时Y坐标值转换为世界坐标值(与立体灰度图和立体彩色图生成步骤的步骤1)实为同一步骤)；

2)获取2D模块按照获取待测连接器1焊接面实时点云集合的时间间隔，按时采集的待测连接器1焊接面的实时灰度图，并将实时灰度图中待测连接器1焊接面各点的实时X坐标值、实时Y坐标值转换为世界坐标值(与立体灰度图和立体彩色图生成步骤的步骤2)实为同一步骤)；

3)将同一时间下，实时灰度图中待测连接器1焊接面各点的实时X坐标值、实时Y坐标值与实时点云集合中待测连接器1焊接面各点的实时X坐标值、实时Y坐标值相互重合，进而确定出同一时间下待测连接器1焊接面各点对应的实时X坐标值、实时Y坐标值、实时Z坐标值和实时灰度值；

4)将每一实时Z坐标值与一个RGBA值相互对应，并通过同一时间下待测连接器1焊接面各点对应的实时X坐标值、实时Y坐标值和RGBA值形成对应的实时平面彩色图；

5)并可通过调节RGBA值中Alpha值，以调节实时平面彩色图和实时灰度图之间的显示程度。

如图2所示，显示器7用于呈现温度随时间变化曲线、实时立体灰度图、实时立体彩色图、实时平面彩色图、实时灰度图、待测连接器1焊接面随着温度随时间变化曲线发生相应形变的实时立体彩色图的动画以及显示待测连接器1焊接面的哪一焊接部121在哪一时间、哪一温度下产生大于标准连接器1焊接面中的焊接部121允许存在的最大平面度的平面度。

本发明的有益效果如下：

1)本发明的分析连接器1焊接面在回流焊过程中翘曲的方法及系统，待测连接器1焊接面的实际坐标系与标准连接器1焊接面的标准坐标系位置不同，但实际坐标系与标准坐标系之间能相互匹配，也即能将实际坐标系与标准坐标系之间的位置相互变换，保证待测连接器1焊接面与标准连接器1焊接面一致性，使得操作员能以任意角度将待测连接器1放置于检测区域中，操作方便、检测速度加快，并能保证待测连接器1焊接面中各焊接部121的检测结果能与标准连接器1焊接面中相应的各焊接部121一一对应起来，检测结果与对应焊接部121之间的对应性更高。

2)实时立体彩色图和实时平面彩色图均设有与每一实时Z坐标值相对应的RGBA值，便于用户通过查看对应的颜色，并可了解到待测连接器1焊接面各点之间的平面度大小的相对关系，也即可以了解到待测连接器1焊接面各点之间的凹凸关系。

以上详细说明仅为本发明之较佳实施例的说明，非因此局限本发明之专利范围，所以，凡运用本创作说明书及图示内容所为之等效技术变化，均包含于本创作之专利范围内。

Claims (11)

1.一种分析连接器焊接面在回流焊过程中翘曲的方法，其特征在于，包括如下步骤：

设定标准连接器焊接面的标准平面坐标系、设定温度随时间变化曲线以及设定标准连接器焊接面中的焊接部允许存在的最大平面度；

获取待测连接器焊接面的实际平面坐标系，实际平面坐标系与标准平面坐标系不同；

将实际平面坐标系与标准平面坐标系相互匹配；

将待测连接器按照设定的温度随时间变化曲线进行加热处理；

待测连接器焊接面包括多个焊接部，按照一定的时间间隔获取在加热过程不同时间下待测连接器焊接面的各焊接部的实时平面度；

对应待测连接器焊接面的各焊接部建立相应的实时平面度随时间变化曲线；

将不同时间下，待测连接器焊接面的各焊接部的实时平面度与最大平面度进行比较；

当待测连接器焊接面的某焊接部的实时平面度大于最大平面度时，基于实时平面度随时间变化曲线，确定出在该时间下，待测连接器焊接面的该焊接部产生超出最大平面度的平面度；

再基于确定出来的时间，于温度随时间变化曲线，确定出在该时间下对应的温度，以最终确定出在该时间、该温度下，在待测连接器焊接面的该焊接部产生超出最大平面度的平面度。

2.如权利要求1所述的分析连接器焊接面在回流焊过程中翘曲的方法，其特征在于：

设定标准连接器焊接面的标准平面坐标系为：以标准连接器焊接面的边界为基准，确定标准连接器焊接面的中心点，以标准连接器焊接面的中心点为基准点建立标准平面坐标系；

获取待测连接器焊接面的实际平面坐标系为：以待测连接器焊接面的边界为基准，确定待测连接器焊接面的中心点，以待测连接器焊接面的中心点为实际基准点建立实际平面坐标系；

将待测连接器的实际平面坐标系与标准平面坐标系相互匹配为：将实际平面坐标系上的中心点与标准平面坐标系的中心点之间进行坐标变换，以实现待测连接器的实际平面坐标系与标准平面坐标系相互匹配。

3.如权利要求1所述的分析连接器焊接面在回流焊过程中翘曲的方法，其特征在于：

按照一定的时间间隔获取在加热过程不同时间下待测连接器焊接面各焊接部的实时平面度为：按照一定的时间间隔，按时采集在加热过程中待测连接器焊接面实时点云集合，待测连接器焊接面的实时点云集合包括待测连接器焊接面各点对应的实时X坐标值、实时Y坐标值和实时Z坐标值，根据每一焊接部各点中的最大实时Z坐标值确定为对应焊接部的实时Z坐标值，将每一焊接部的实时Z坐标值减去承载待测连接器焊接面的一载物平面对应的Z坐标值，得出每一焊接部对应的实时平面度。

4.如权利要求3所述的分析连接器焊接面在回流焊过程中翘曲的方法，其特征在于：还包括如下步骤：

按照同样的时间间隔获取在加热过程不同时间下待测连接器焊接面的实时立体灰度图：按照获取待测连接器焊接面实时点云集合的时间间隔，按时获取在加热过程中待测连接器焊接面的实时灰度图，待测连接器焊接面的实时灰度图包括待测连接器焊接面各点的实时X坐标值、实时Y坐标值和实时灰度值，将同一时间下，实时灰度图中待测连接器焊接面各点的实时X坐标值、实时Y坐标值与实时点云集合中待测连接器焊接面各点的实时X坐标值、实时Y坐标值进行重合，以获取在加热过程不同时间下由待测连接器焊接面各点的实时X坐标值、实时Y坐标值、实时灰度值和实时Z坐标值形成的待测连接器焊接面的实时立体灰度图。

5.如权利要求4所述的分析连接器焊接面在回流焊过程中翘曲的方法，其特征在于：还包括如下步骤：

获取在加热过程不同时间下待测连接器焊接面的实时平面彩色图：将每一时间下的待测连接器焊接面实时点云集合中各点对应的每一实时Z坐标值与一个RGBA值相互对应，确定每一实时Z坐标值对应各点的实时灰度图的实时X坐标值、实时Y坐标值，以获取在加热过程不同时间下，由待测连接器焊接面各点的实时X坐标值、实时Y坐标值、RGBA值形成的待测连接器焊接面的实时平面彩色图。

6.如权利要求3所述的分析连接器焊接面在回流焊过程中翘曲的方法，其特征在于：还包括如下步骤：

获取在加热过程不同时间下待测连接器焊接面的实时立体彩色图：将每一时间下的待测连接器焊接面实时点云集合各点对应的每一实时Z坐标值与一个RGBA值相互对应，确定每一实时Z坐标值对应各点的实时点云集合的实时X坐标值、实时Y坐标值，以获取在加热过程不同时间下，由待测连接器焊接面各点的实时X坐标值、实时Y坐标值、实时Z坐标值和RGBA值形成的待测连接器焊接面的实时立体彩色图。

7.一种分析连接器焊接面在回流焊过程中翘曲的系统，其特征在于，包括：

一加热装置，包括一载物玻璃、一收容腔、一隔热玻璃和一加热元件，载物玻璃用于承载一待测连接器，载物玻璃收容于收容腔，隔热玻璃设于收容腔的一侧，隔热玻璃与载物玻璃相对设置，加热元件用于对收容腔进行加热，待测连接器面向载物玻璃的表面为待测连接器的焊接面，待测连接器的焊接面包括多个焊接部；

一温控器，控制加热元件的功率并测量待测连接器的温度；

一结构光模组，设有2D模块和3D模块，2D模块透过隔热玻璃和载物玻璃采集对待测连接器的焊接面不同时间对应的实时灰度图，待测连接器焊接面的实时灰度图包括待测连接器焊接面各点的实时X坐标值、实时Y坐标值和实时灰度值，3D模块透过隔热玻璃和载物玻璃采集待测连接器焊接面不同时间对应的实时点云集合，待测连接器焊接面的实时点云集合包括待测连接器焊接面各点的实时X坐标值、实时Y坐标值和实时Z坐标值；

一处理器，设定标准连接器焊接面的标准平面坐标系、设定温度随时间变化曲线以及设定标准连接器焊接面中的焊接部允许存在的最大平面度，获取待测连接器焊接面的实际平面坐标系，实际平面坐标系与标准平面坐标系不同，将实际平面坐标系与标准平面坐标系相互匹配，根据设定的温度随时间变化曲线按照一定的时间间隔定期向温控器发送指令，检测待测连接器的温度是否达到温度随时间变化曲线在对应时间下的对应的温度，将待测连接器焊接面的每一焊接部各点中的最大实时Z坐标值确定为对应焊接部的实时Z坐标值，将待测连接器焊接面的每一焊接部的实时Z坐标值分别与载物玻璃上表面对应的Z坐标值相减，得到对应焊接部的实时平面度，对应待测连接器焊接面的每一焊接部建立相应的实时平面度随时间变化的曲线，将不同时间下，待测连接器焊接面的各焊接部的实时平面度与最大平面度进行比较，当待测连接器的某焊接部的实时平面度大于最大平面度时，基于实时平面度随时间变化曲线，确定出在该时间下，待测连接器焊接面的该焊接部产生超出最大平面度的平面度，再基于确定出来的时间，于温度随时间变化曲线，确定出在该时间下对应的温度，以最终确定出在该时间、该温度下，在待测连接器焊接面的该焊接部产生超出设最大平面度的平面度；

一显示器，显示待测连接器焊接面的该焊接部在该时间、该温度下产生大于最大平面度的平面度。

8.如权利要求7的分析连接器焊接面在回流焊过程中翘曲的系统，其特征在于：

设定标准连接器焊接面的标准平面坐标系为：以标准连接器焊接面的边界为基准，确定标准连接器焊接面的中心点，以标准连接器焊接面的中心点为基准点建立标准平面坐标系；

获取待测连接器焊接面的实际平面坐标系为：获取2D模块采集的待测连接器焊接面的灰度图，确定出待测连接器焊接面的边界，以待测连接器焊接面的边界为基准，确定待测连接器焊接面的中心点，以待测连接器焊接面的中心点为实际基准点建立实际平面坐标系；

将待测连接器的实际平面坐标系与标准平面坐标系相互匹配为：将实际平面坐标系上的中心点与标准平面坐标系的中心点之间进行坐标变换，以实现待测连接器的实际平面坐标系与标准平面坐标系相互匹配。

9.如权利要求7的分析连接器焊接面在回流焊过程中翘曲的系统，其特征在于，包括：

处理器获取同一时间下结构光模组采集的待测连接器焊接面的实时灰度图和待测连接器焊接面的实时点云集合，将实时灰度图中的待测连接器焊接面各点的实时X坐标值、实时Y坐标值，与实时点云集合中的待测连接器焊接面各点的实时X坐标值、实时Y坐标值进行重合，获取由待测连接器焊接面各点的实时X坐标值、实时Y坐标值、实时灰度值和实时Z坐标值形成的待测连接器焊接面的实时立体灰度图；

显示器显示实时立体灰度图。

10.如权利要求7的分析连接器焊接面在回流焊过程中翘曲的系统，其特征在于：

处理器将待测连接器焊接面各点的每一实时Z坐标值与一个RGBA值相互对应，以获取在不同时间下，由待测连接器焊接面各点的实时X坐标值、实时Y坐标值、实时Z坐标值和RGBA值形成的待测连接器焊接面的实时立体彩色图；

显示器显示实时立体彩色图。

11.如权利要求7的分析连接器焊接面在回流焊过程中翘曲的系统，其特征在于：

处理器将待测连接器焊接面各点对应的每一实时Z坐标值与一个RGBA值相互对应，确定每一实时Z坐标值对应的实时灰度图的实时X坐标值、实时Y坐标值，以获取在不同时间下，由待测连接器焊接面各点的实时X坐标值、实时Y坐标值、RGBA值形成的待测连接器焊接面的实时平面彩色图；

显示屏显示实时平面彩色图。