CN114143974B

CN114143974B - 一种pcb板图像对位检测装置及对位检测方法

Info

Publication number: CN114143974B
Application number: CN202210114434.9A
Authority: CN
Inventors: 梁得强; 李国通; 李海拥
Original assignee: Shenzhen Haochuangsheng Technology Co ltd
Current assignee: Shenzhen Haochuangsheng Technology Co ltd
Priority date: 2022-01-30
Filing date: 2022-01-30
Publication date: 2022-05-10
Anticipated expiration: 2042-01-30
Also published as: CN114143974A

Abstract

本发明公开了一种PCB板图像对位检测装置及对位检测方法，包括机架，对位方法，包括步骤一，初定位；步骤二，图像获取；步骤三，校正数据获取；步骤四，校正对位；该发明通过第一滑动座、第三气缸、第一电机、第一丝杆和第二电机的配合，形成自动校正结构，可自动校正X向位置、Y向位置和偏转角度；通过第三电机、第二丝杆、第二滑动座、相机和显示器的配合，实现自动获取和计算线路基板X向坐标值、Y向坐标值和绕Z轴偏转角度，便于配合精确定位，自动化程度高，定位准确；通过第三滑块、第四气缸、第二安装座、第五气缸、第三安装座、第四电机、第六气缸和夹爪的配合，形成自动接取机构，便于自动上下料，可实现初步定位。

Description

一种PCB板图像对位检测装置及对位检测方法

技术领域

本发明涉及印刷线路板对位技术领域，具体为一种PCB板图像对位检测装置及对位检测方法。

背景技术

印刷线路板作为电子设备中最终要的结构，因此市场上对于印刷线路板加工工艺有了一定的要求；印刷线路板加工制造过程中，需要进行线路板定位工作，但是，现有的线路板定位工作大多依靠线路基板的外形来定位，定位方法较为简单，定位不够精确，且自动化程度较低，不能满足高精度对位要求；因此，现阶段发明出一种PCB板图像对位检测装置及对位检测方法是非常有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种PCB板图像对位检测装置及对位检测方法，以解决上述背景技术中提出依靠线路基板的外形来定位，定位方法较为简单，定位不够精确，且自动化程度较低，不能满足高精度对位要求的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种PCB板图像对位检测装置，包括机架，所述机架的顶端设置有工作台，工作台上设置有第一滑轨，第一滑轨上滑动连接有第一滑块，第一滑块上固定连接有第一安装座，第一安装座的底端固定安装有第二气缸，第二气缸的输出端设置有第一吸盘，第一滑轨的两侧对称设置有第二滑轨，第二滑轨上滑动连接有第一滑动座，工作台上设置有第三气缸，且第三气缸的输出端与第一滑动座固定连接，第一滑动座上设置有第三滑轨，第三滑轨上滑动连接有第二滑块，第一滑动座上安装有第一电机，第一电机的输出端固定连接有第一丝杆，且第二滑块与第一丝杆螺纹连接，第二滑块上安装有第二电机，第二电机的输出端固定连接有第二吸盘，第二吸盘上设置有线路基板，线路基板上对称开设有定位孔，第一滑动座的一侧设置有第一安装架，第一安装架的顶端对称设置有第四滑轨，第四滑轨上滑动连接有第二滑动座，第一安装架的顶端安装有第三电机，第三电机的输出端固定连接有第二丝杆，且第二滑动座与第二丝杆螺纹连接，第二滑动座上安装有相机。

优选的，所述工作台上设置有安装块，工作台上通过安装块固定安装有第一气缸，且第一气缸的输出端与第一滑块固定连接。

优选的，所述第一滑动座上固定安装有第一轴承座，且第一轴承座与第一丝杆的一端转动连接。

优选的，所述第一安装架上固定安装有第二轴承座，且第二丝杆的一端与第二轴承座转动连接。

优选的，所述机架上设置有显示器，机架上固定安装有第二安装架，第二安装架上设置有第五滑轨，第五滑轨上滑动连接有第三滑块。

优选的，所述第二安装架上安装有第四气缸，且第四气缸的输出端与第三滑块固定连接，第三滑块上固定连接有第二安装座，第二安装座上设置有第六滑轨，第六滑轨上滑动连接有第四滑块，第二安装座上安装有第五气缸，且第五气缸的输出端与第四滑块固定连接。

优选的，所述第四滑块上固定连接有第三安装座，第三安装座上安装有第四电机，第四电机的输出端固定安装有第六气缸，第六气缸的输出端固定连接有夹爪。

一种PCB板图像对位检测方法，包括步骤一，初定位；步骤二，图像获取；步骤三，校正数据获取；步骤四，校正对位；

其中上述步骤一中，首先在线路基板上制作两个用于对位的定位孔，然后通过夹爪，将线路基板搬运至第二吸盘上，利用线路基板的外形，在第二吸盘上进行初定位并吸着；

其中上述步骤二中，启动第三电机，带动第二丝杆进行转动，进而带动第二滑动座上的相机进行移动，利用相机来拍摄两个定位孔的图像，同时，相机镜头上设置有坐标系和两个定位标识点，相机将拍摄的图片传送给显示器；

其中上述步骤三中，通过显示器处理接收到的图片，利用图像坐标系与机械坐标系的关系将两个定位孔的图像坐标转换成机械坐标系中的机械坐标值，检测初定位是否准确，并通过计算分别找出两个定位孔的实际位置与目标位置之间的X向坐标值、Y向坐标值和绕Z轴偏转角度；

其中上述步骤四中，然后根据步骤三中获取的校正数据，通过第一电机校正X向位置，通过第三气缸校正Y向位置，通过第二电机矫正偏转角度，从而实现柔性线路板与线路基板上的导电端子对位。

优选的，所述步骤三中，定位孔的实际位置即为第二吸盘上定位孔的位置，定位孔的目标位置即为相机镜头上设置的定位标识点对应的位置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该发明安全、可靠，通过第一滑动座、第三气缸、第一电机、第一丝杆、第二滑块、第二电机、第二吸盘和定位孔的配合，形成自动校正结构，可自动校正X向位置、Y向位置和偏转角度；通过第三电机、第二丝杆、第二滑动座、相机和显示器的配合，实现自动获取和计算线路基板X向坐标值、Y向坐标值和绕Z轴偏转角度，便于配合精确定位，自动化程度高，定位准确，便于使用；通过第三滑块、第四气缸、第二安装座、第五气缸、第三安装座、第四电机、第六气缸和夹爪的配合，形成自动接取机构，便于自动上下料，可实现初步定位，便于使用。

附图说明

图1-2均为本发明的整体立体结构示意图；

图3为本发明图2中A区域的结构放大图；

图4为本发明的整体侧视结构示意图；

图5为本发明的整体主视结构示意图；

图6为本发明第二吸盘的主视结构示意图；

图7为本发明的方法流程图；

图中：1、机架；2、工作台；3、安装块；4、第一气缸；5、第一滑轨；6、第一滑块；7、第一安装座；8、第二气缸；9、第一吸盘；10、第二滑轨；11、第一滑动座；12、第三气缸；13、第三滑轨；14、第一电机；15、第一丝杆；16、第二滑块；17、第一轴承座；18、第二电机；19、第二吸盘；20、定位孔；21、第一安装架；22、第四滑轨；23、第三电机；24、第二丝杆；25、第二滑动座；26、第二轴承座；27、相机；28、第二安装架；29、第五滑轨；30、第三滑块；31、第四气缸；32、第二安装座；33、第六滑轨；34、第五气缸；35、第四滑块；36、第三安装座；37、第四电机；38、第六气缸；39、夹爪；40、显示器。

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1-6，本发明提供的一种实施例：一种PCB板图像对位检测装置，包括机架1，机架1的顶端设置有工作台2，工作台2上设置有第一滑轨5，第一滑轨5上滑动连接有第一滑块6，第一滑块6上固定连接有第一安装座7，第一安装座7的底端固定安装有第二气缸8，第二气缸8的输出端设置有第一吸盘9，第一滑轨5的两侧对称设置有第二滑轨10，第二滑轨10上滑动连接有第一滑动座11，工作台2上设置有第三气缸12，且第三气缸12的输出端与第一滑动座11固定连接，第一滑动座11上设置有第三滑轨13，第三滑轨13上滑动连接有第二滑块16，第一滑动座11上安装有第一电机14，第一电机14的输出端固定连接有第一丝杆15，且第二滑块16与第一丝杆15螺纹连接，第二滑块16上安装有第二电机18，第二电机18的输出端固定连接有第二吸盘19，第二吸盘19上设置有线路基板，线路基板上对称开设有定位孔20，第一滑动座11的一侧设置有第一安装架21，第一安装架21的顶端对称设置有第四滑轨22，第四滑轨22上滑动连接有第二滑动座25，第一安装架21的顶端安装有第三电机23，第三电机23的输出端固定连接有第二丝杆24，且第二滑动座25与第二丝杆24螺纹连接，第二滑动座25上安装有相机27；工作台2上设置有安装块3，工作台2上通过安装块3固定安装有第一气缸4，且第一气缸4的输出端与第一滑块6固定连接；第一滑动座11上固定安装有第一轴承座17，且第一轴承座17与第一丝杆15的一端转动连接；第一安装架21上固定安装有第二轴承座26，且第二丝杆24的一端与第二轴承座26转动连接；机架1上设置有显示器40，机架1上固定安装有第二安装架28，第二安装架28上设置有第五滑轨29，第五滑轨29上滑动连接有第三滑块30；第二安装架28上安装有第四气缸31，且第四气缸31的输出端与第三滑块30固定连接，第三滑块30上固定连接有第二安装座32，第二安装座32上设置有第六滑轨33，第六滑轨33上滑动连接有第四滑块35，第二安装座32上安装有第五气缸34，且第五气缸34的输出端与第四滑块35固定连接；第四滑块35上固定连接有第三安装座36，第三安装座36上安装有第四电机37，第四电机37的输出端固定安装有第六气缸38，第六气缸38的输出端固定连接有夹爪39。

请参阅图7，本发明提供的一种实施例：一种PCB板图像对位检测方法，包括步骤一，初定位；步骤二，图像获取；步骤三，校正数据获取；步骤四，校正对位；

其中上述步骤一中，首先在线路基板上制作两个用于对位的定位孔20，然后通过夹爪39，将线路基板搬运至第二吸盘19上，利用线路基板的外形，在第二吸盘19上进行初定位并吸着；

其中上述步骤二中，启动第三电机23，带动第二丝杆24进行转动，进而带动第二滑动座25上的相机27进行移动，利用相机27来拍摄两个定位孔20的图像，同时，相机27镜头上设置有坐标系和两个定位标识点，相机27将拍摄的图片传送给显示器40；

其中上述步骤三中，通过显示器40处理接收到的图片，利用图像坐标系与机械坐标系的关系将两个定位孔20的图像坐标转换成机械坐标系中的机械坐标值，检测初定位是否准确，并通过计算分别找出两个定位孔20的实际位置与目标位置之间的X向坐标值、Y向坐标值和绕Z轴偏转角度；定位孔20的实际位置即为第二吸盘19上定位孔20的位置，定位孔20的目标位置即为相机27镜头上设置的定位标识点对应的位置；

其中上述步骤四中，然后根据步骤三中获取的校正数据，通过第一电机14校正X向位置，通过第三气缸12校正Y向位置，通过第二电机18矫正偏转角度，从而实现柔性线路板与线路基板上的导电端子对位。

基于上述，本发明的优点在于，该发明使用时，首先在线路基板上制作两个用于对位的定位孔20，然后通过第四气缸31、第五气缸34、第四电机37和第六气缸38的配合，驱动夹爪39移动，通过夹爪39，将线路基板搬运至第二吸盘19上，利用线路基板的外形，在第二吸盘19上进行初定位并吸着；然后启动第三电机23，带动第二丝杆24进行转动，通过第二丝杆24带动第二滑动座25进行移动，进而带动第二滑动座25上的相机27进行移动，将相机27移动到第二吸盘19的上方，利用相机27来拍摄两个定位孔20的图像，同时，相机27镜头上设置有坐标系和两个定位标识点，相机27将拍摄的图片传送给显示器40；通过显示器40处理接收到的图片，利用图像坐标系与机械坐标系的关系将两个定位孔20的图像坐标转换成机械坐标系中的机械坐标值，检测初定位是否准确，并通过计算分别找出两个定位孔20的实际位置与目标位置之间的X向坐标值、Y向坐标值和绕Z轴偏转角度；定位孔20的实际位置即为第二吸盘19上定位孔20的位置，定位孔20的目标位置即为相机27镜头上设置的定位标识点对应的位置；然后根据获取的校正数据，通过第一电机14校正X向位置，通过第三气缸12校正Y向位置，通过第二电机18矫正偏转角度，从而实现柔性线路板与线路基板上的导电端子对位；在进行X向校正时，通过第一电机14带动第一丝杆15进行转动，通过第一丝杆15带动第二滑块16进行移动，在第二滑块16的作用下第二电机18上的第二吸盘19在X方向上移动，实现X向校正的目的；在进行Y向校正时，通过第三气缸12推动第一滑动座11进行移动，实现对Y向校正的目的；在进行偏转角度校正时，启动第二电机18，带动第二吸盘19进行转动，实现对偏转角度校正的目的。

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

1.一种PCB板图像对位检测装置，包括机架（1），其特征在于：所述机架（1）的顶端设置有工作台（2），工作台（2）上设置有第一滑轨（5），第一滑轨（5）上滑动连接有第一滑块（6），第一滑块（6）上固定连接有第一安装座（7），第一安装座（7）的底端固定安装有第二气缸（8），第二气缸（8）的输出端设置有第一吸盘（9），第一滑轨（5）的两侧对称设置有第二滑轨（10），第二滑轨（10）上滑动连接有第一滑动座（11），工作台（2）上设置有第三气缸（12），且第三气缸（12）的输出端与第一滑动座（11）固定连接，第一滑动座（11）上设置有第三滑轨（13），第三滑轨（13）上滑动连接有第二滑块（16），第一滑动座（11）上安装有第一电机（14），第一电机（14）的输出端固定连接有第一丝杆（15），且第二滑块（16）与第一丝杆（15）螺纹连接，第二滑块（16）上安装有第二电机（18），第二电机（18）的输出端固定连接有第二吸盘（19），第二吸盘（19）上设置有线路基板，线路基板上对称开设有定位孔（20），第一滑动座（11）的一侧设置有第一安装架（21），第一安装架（21）的顶端对称设置有第四滑轨（22），第四滑轨（22）上滑动连接有第二滑动座（25），第一安装架（21）的顶端安装有第三电机（23），第三电机（23）的输出端固定连接有第二丝杆（24），且第二滑动座（25）与第二丝杆（24）螺纹连接，第二滑动座（25）上安装有相机（27）。

2.根据权利要求1所述的一种PCB板图像对位检测装置，其特征在于：所述工作台（2）上设置有安装块（3），工作台（2）上通过安装块（3）固定安装有第一气缸（4），且第一气缸（4）的输出端与第一滑块（6）固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种PCB板图像对位检测装置，其特征在于：所述第一滑动座（11）上固定安装有第一轴承座（17），且第一轴承座（17）与第一丝杆（15）的一端转动连接。

4.根据权利要求1所述的一种PCB板图像对位检测装置，其特征在于：所述第一安装架（21）上固定安装有第二轴承座（26），且第二丝杆（24）的一端与第二轴承座（26）转动连接。

5.根据权利要求1所述的一种PCB板图像对位检测装置，其特征在于：所述机架（1）上设置有显示器（40），机架（1）上固定安装有第二安装架（28），第二安装架（28）上设置有第五滑轨（29），第五滑轨（29）上滑动连接有第三滑块（30）。

6.根据权利要求5所述的一种PCB板图像对位检测装置，其特征在于：所述第二安装架（28）上安装有第四气缸（31），且第四气缸（31）的输出端与第三滑块（30）固定连接，第三滑块（30）上固定连接有第二安装座（32），第二安装座（32）上设置有第六滑轨（33），第六滑轨（33）上滑动连接有第四滑块（35），第二安装座（32）上安装有第五气缸（34），且第五气缸（34）的输出端与第四滑块（35）固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种PCB板图像对位检测装置，其特征在于：所述第四滑块（35）上固定连接有第三安装座（36），第三安装座（36）上安装有第四电机（37），第四电机（37）的输出端固定安装有第六气缸（38），第六气缸（38）的输出端固定连接有夹爪（39）。

8.一种基于权利要求1-7任一项所述的PCB板图像对位检测装置的PCB板图像对位检测方法，包括步骤一，初定位；步骤二，图像获取；步骤三，校正数据获取；步骤四，校正对位；其特征在于：

其中上述步骤一中，首先在线路基板上制作两个用于对位的定位孔（20），然后通过夹爪（39），将线路基板搬运至第二吸盘（19）上，利用线路基板的外形，在第二吸盘（19）上进行初定位并吸着；

其中上述步骤二中，启动第三电机（23），带动第二丝杆（24）进行转动，进而带动第二滑动座（25）上的相机（27）进行移动，利用相机（27）来拍摄两个定位孔（20）的图像，同时，相机（27）镜头上设置有坐标系和两个定位标识点，相机（27）将拍摄的图片传送给显示器（40）；

其中上述步骤三中，通过显示器（40）处理接收到的图片，利用图像坐标系与机械坐标系的关系将两个定位孔（20）的图像坐标转换成机械坐标系中的机械坐标值，检测初定位是否准确，并通过计算分别找出两个定位孔（20）的实际位置与目标位置之间的X向坐标值、Y向坐标值和绕Z轴偏转角度；定位孔（20）的实际位置即为第二吸盘（19）上定位孔（20）的位置，定位孔（20）的目标位置即为相机（27）镜头上设置的定位标识点对应的位置；

其中上述步骤四中，然后根据步骤三中获取的校正数据，通过第一电机（14）校正X向位置，通过第三气缸（12）校正Y向位置，通过第二电机（18）矫正偏转角度，从而实现柔性线路板与线路基板上的导电端子对位；所述步骤三中。