CN114160445B - 一种pcb墨色分选机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种PCB墨色分选机，包括用于检测PCB板颜色的测试装置，还包括：传输装置，用于将PCB板传输经过所述测试装置处进行颜色检测；吸板装置，用于真空吸取PCB板，并将真空吸取的PCB板放置于所述传输装置上，以使所述PCB板在所述传输装置上传输；收板装置，所述收板装置位于所述测试装置的下游位置处，且用于接收沿着所述传输装置传输，并经过所述测试装置检测之后的PCB板；用于存放待检测的PCB板的上板装置。本发明解决取料损伤PCB板的问题和测试效果不佳的问题，所需结构简单，制造成本低，做成自动化设备，可完全替代人工分选。

Description

一种PCB墨色分选机
技术领域
本发明涉及涉及电路板加工技术领域，具体涉及一种PCB墨色分选机。
背景技术
由于科技的进步与发展，现代化的户外显示屏随处可见，在需求量如此大的环境下，很多工厂都开始生产这种显示屏，而这种显示屏最基本的组件之一就是PCB显示板，由于PCB板的颜色一致性在生产环节很难把控，导致多片PCB拼接在一起时就会出现某片或某几片与其他板形成鲜明的色差对比，典型的就是某片颜色特别深或特别浅，在显示屏关机状态下，人眼看到的就是PCB板的表面颜色，给人一种很不舒服的感觉。在此情况下工厂就需要对PCB板的颜色进行分选，最初只能靠人工来挑选，弊端是效率低、人眼易疲劳，导致分选准确率也低，所以业内有志之士开始探索开发设备来分选。我们这台PCB墨色分选机就在此环境下应用而生了。
早期的设备采用气缸推板的方式取料，很容易对PCB面板造成损伤，导致产能损耗严重。另一方面测试精度也很差，分选过后同一类里的板子摆在一起，人眼看上去依然有区别，效果不理想。因此出现了匹配人眼视觉效果的装置，再配合高倍潜望式镜头，能够逼真的还原人眼的物象。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种PCB墨色分选机，避免取料过程中，PCB面板造成损伤。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种PCB墨色分选机，包括用于检测PCB板颜色的测试装置，还包括：
传输装置，用于将PCB板传输经过所述测试装置处进行颜色检测；
吸板装置，用于真空吸取PCB板，并将真空吸取的PCB板放置于所述传输装置上，以使所述PCB板在所述传输装置上传输。
本发明中采用真空吸取的方式，吸取PCB板进行上料，降低PCB面板的损伤率。
本发明中测试装置的结构形式有多种，可以采用现有多种测试装置结构形式，作为优选，所述测试装置包括：
潜望镜；
模拟人眼滤光片组，用于模拟出人眼视觉效果；
相机，用于拍摄获取PCB板的图像信息；
光源，为拍摄提供光照。
作为优选，所述模拟人眼滤光片组包括依次布置的前置乳白片、紫外滤光片、中段调整片以及红外截止片。
由上述可知，本发明中测试装置包括图像处理机构、氛围光源和相机及镜头，其中图像处理机构，采用独创的多组滤光片组合来模拟人眼视觉效果，此外本发明还增加了一组光源(色温2856K)，此光源的光谱可非常接近大自然的太阳光，用此光源照在PCB板上，真实还原户外应用场景，从而保证了机器分选出来的效果更符合人眼的审美，每一类里的PCB颜色都非常接近。
本发明中前置乳白片、紫外滤光片、中段调整片以及红外截止片组合起来可以完美的模拟出人眼的视觉效果。
作为优选，所述潜望镜为高倍潜望镜，所述相机为高清工业相机。
本发明中的高清工业相机可为超高清300万像素的工业智能相机，结合上述模拟人眼滤光片组，使得图像完全可以和人眼看到的效果相媲美，真实自然，亮度数据更接近于实际值，可大大提高分选效果。
作为优选，还包括收板装置，所述收板装置位于所述测试装置的下游位置处，且用于接收沿着所述传输装置传输，并经过所述测试装置检测之后的PCB板。
作为优选，所述收板装置包括：
收料托板，用于承托所述PCB板；
收料靠板，竖立在所述收料托板上，且可相对于所述收料托板移动；
收料推板，与所述收料靠板相对布置，且用于将沿着所述传输装置传输的PCB板推送至所述收料托板上，所述PCB板在所述收料托板以及收料靠板的支撑作用下保持竖立状态；
收料推板驱动机构，用于驱动收料推板运动以实现推送所述PCB板。
其中，本发明中可以有多个收板装置，例如本发明中可以有6个，可把一批PCB板分成6种不同的颜色规格，每个箱号的PCB板的分类号可通过软件自由设置。每个收板装置对应一个分选箱，PCB板经过测试装置测试完成后，根据测试结果可以得出该PCB板对应的分类类别信号，例如可以通过算法，结合样板校正的系数，给出当前PCB板的参数值，并给出类别信号到PLC。PLC检测PCB板走到它对应的分选箱箱号位置时，收料推板驱动机构执行推板动作，把PCB板推入收板装置，每推进一块PCB板，收料靠板就往后退一块PCB板厚度的距离，保证每块PCB板都整齐摆放在收料托板上。
作为优选，还包括用于存放待检测的PCB板的上板装置，所述上板装置包括：
上料托板，用于承托所述PCB板；
上料靠板，竖立在所述上料托板上，且可相对于所述上料托板移动，所述PCB板竖立在所述上料托板上并在所述上料靠板的作用下处于竖立状态；
靠板驱动机构，用于驱动所述上料靠板相对于所述上料托板移动以使所述PCB板移动。
本发明中靠板驱动机构可以为步进电机，PCB板竖立在上料托板上，且与上料靠板贴牢，托板装置内部靠步进电机驱动把上料靠板往前推，带动PCB板到上料位置处(此处设置用于感知PCB板是否被推送至上料位置处的位置传感器进行位置感应是否到位)，最后由吸板机构负责把PCB板搬运到传输装置上。
作为优选，所述吸板装置包括：
真空吸嘴，可与所述PCB板的板面真空吸附；
垂直方向运动驱动机构，用于驱动所述真空吸嘴在垂直方向上运动；
水平方向运动驱动机构，用于驱动所述真空吸嘴在水平方向上运动。
本发明中真空吸嘴可以为双真空吸嘴，通过真空电磁阀控制，另外，垂直方向运动驱动机构和水平方向运动驱动机构都可以采用气缸形式。
当真空吸嘴真空吸取PCB板至传输装置上方，即取板到位后，真空电磁阀关闭，PCB板没有吸力后自然下落于传输装置(本发明中传输装置可以采用输送带的结构形式)上，输送带也是可由步进电机负责驱动，把PCB板板输送到测试装置位置，可以有位置感应器通知系统开始拍照测试，测试过程输送带不需要停止，这样可以做到连续扫描和提高测试效率。
本发明还提供了一种利用上述的PCB墨色分选机对PCB板的颜色进行分选的PCB墨色分选方法，包括以下步骤：
真空吸嘴真空吸附所述PCB板之后，垂直方向运动驱动机构驱动所述真空吸嘴向上运动，以实现第一次抖动；然后水平方向运动驱动机构驱动所述真空吸嘴朝向远离所述PCB板一侧的方向运动，以实现第二次抖动；然后水平方向运动驱动机构驱动真空吸嘴朝向PCB板一侧的方向运动，以实现第三次抖动；经过三次抖动之后，真空吸嘴将真空吸附的PCB板移动至所述传输装置处，真空吸力消失，即可使得PCB板自动下落至所述传输装置上；
移动至传输装置上的PCB板沿着所述传输装置传输，并在传输经过测试装置，在经过测试装置的过程中完成颜色检测；
经过所述测试装置颜色检测之后的PCB板，继续沿着所述传输装置传输，并根据PCB板的颜色检测结果，分选PCB板。
由于PCB表面比较平整的特性，导致多块板叠在一起的时候容易发生“粘连”，所以吸板装置取板的时候可由程序控制特意的“抖三抖”，以避免取一块带一块的现象发生。“抖三抖”指的是吸到板后，先垂直方向的气缸(垂直方向运动驱动机构)向上运动，此为一抖；然后水平方向气缸(水平方向运动驱动机构)向后运动，此为二抖，然后水平方向气缸再向前一下马上再回来，此为三抖，经过这三个抖动后就可以把粘连的PCB板抖掉。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
(1)本发明采用气压式真空抓料装置保证了PCB板不受伤，配合抖动机构可以高效稳定的从一摞PCB板中一片片取出，很好地解决了取料损伤PCB板的问题。
(2)本发明中可以完美的模拟出人眼的视觉效果，图像可以和人眼看到的效果相媲美，真实自然，亮度数据更接近于实际值，可大大提高分选效果，解决了现有测试效果不佳的问题。
(3)本发明结构简单，制造成本低，做成自动化设备，可完全替代人工分选。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实施例的一种PCB墨色分选机的前视图。
图2为本实施例的一种PCB墨色分选机的上板装置结构示意图。
图3为本实施例的一种PCB墨色分选机的测试装置的剖视图。
图4为本实施例的一种PCB墨色分选机的匹配人眼滤光片组的结构示意图。
图5为本实施例的一种PCB墨色分选机的吸板装置结构示意图。
图6为本实施例的一种PCB墨色分选机的收板装置的侧视图。
图7为本实施例的一种PCB墨色分选机的整机立体示意图。
附图标记：
1、上板装置；2、吸板装置；3、测试装置；4、传输装置；5、收板装置；
11、上料靠板；12、位置传感器；13、上料托板；
31、光源；311、乳白片；312、紫外滤光片；313、中段调整片；314、红外截止片；
41、垂直方向运动驱动机构；42、水平方向运动驱动机构；43、真空吸嘴；51、收料推板驱动机构；52、收料托板；53、收料靠板。
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。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
请参阅图1和图7所示，本实施例为一种PCB墨色分选机，包括用于检测PCB板颜色的测试装置3，还包括：
传输装置4，用于将PCB板传输经过测试装置3处进行颜色检测；
吸板装置2，用于真空吸取PCB板，并将真空吸取的PCB板放置于传输装置4上，以使PCB板在传输装置4上传输。
本发明中采用真空吸取的方式，吸取PCB板进行上料，降低PCB面板的损伤率。
本发明中测试装置3的结构形式有多种，可以采用现有多种测试装置3结构形式，在一实施例中，测试装置3包括：
潜望镜；
模拟人眼滤光片组，用于模拟出人眼视觉效果；
相机，用于拍摄获取PCB板的图像信息；
光源，为拍摄提供光照。
本实施例中光源可以为标准A光源31(色温2856K)，PCB墨色分选机新增了标准A光源(色温2856K)对PCB板面的照射，以达到在标准光源下PCB板面呈现的原有颜色，PCB墨色分选机还对光源的照射强度进行了无差别化的控制，这也大大提高了墨色分选的精度。
本实施例中还可以采用高倍潜望式镜头，对PCB的板面进行无疏漏的扫描和分析，该镜头带有自动校正系统，结合上位机软件算法，零误差的对PCB墨色进行筛选和检测，而且为了增强分选机的抗干扰能力，特别增加了错位式的镜头保护盖，很大程度上保护了分选机的稳定性。
另外，参阅图3所示，在一实施例中，模拟人眼滤光片组包括依次布置的前置乳白片、紫外滤光片、中段调整片以及红外截止片。
参阅图4所示，本发明中前置乳白片311、紫外滤光片322、中段调整片313以及红外截止片314组合起来可以完美的模拟出人眼的视觉效果。
在一实施例中，潜望镜可为高倍潜望镜，相机可为高清工业相机。
本发明中的高清工业相机可为超高清300万像素的工业智能相机，结合上述模拟人眼滤光片组，使得图像完全可以和人眼看到的效果相媲美，真实自然，亮度数据更接近于实际值，可大大提高分选效果。
在一实施例中，还包括收板装置5，收板装置5位于测试装置3的下游位置处，且用于接收沿着传输装置4传输，并经过测试装置3检测之后的PCB板。
请参阅图6所示，在一实施例中，收板装置5包括：
收料托板52，用于承托PCB板；
收料靠板53，竖立在收料托板上，且可相对于收料托板移动；
收料推板，与收料靠板相对布置，且用于将沿着传输装置4传输的PCB板推送至收料托板上，PCB板在收料托板以及收料靠板的支撑作用下保持竖立状态；
收料推板驱动机构51，用于驱动收料推板运动以实现推送PCB板。
其中，本发明中可以有多个收板装置5，例如本发明中可以有6个，可把一批PCB板分成6种不同的颜色规格，每个箱号的PCB板的分类号可通过软件自由设置。每个收板装置5对应一个分选箱，PCB板经过测试装置3测试完成后，根据测试结果可以得出该PCB板对应的分类类别信号，例如可以通过算法，结合样板校正的系数，给出当前PCB板的参数值，并给出类别信号到PLC。PLC检测PCB板走到它对应的分选箱箱号位置时，收料推板驱动机构执行推板动作，把PCB板推入收板装置5，每推进一块PCB板，收料靠板就往后退一块PCB板厚度的距离，保证每块PCB板都整齐摆放在收料托板上。
在一实施例中，请参阅图2所示，PCB墨色分选机还包括用于存放待检测的PCB板的上板装置1，上板装置1包括：
上料托板13，用于承托PCB板；
上料靠板11，竖立在上料托板上，且可相对于上料托板移动，PCB板竖立在上料托板上并在上料靠板的作用下处于竖立状态；
靠板驱动机构，用于驱动上料靠板相对于上料托板移动以使PCB板移动。
本发明中靠板驱动机构可以为步进电机，PCB板竖立在上料托板上，且与上料靠板贴牢，托板装置内部靠步进电机驱动把上料靠板往前推，带动PCB板到上料位置处(此处设置用于感知PCB板是否被推送至上料位置处的位置传感器12进行位置感应是否到位)，最后由吸板机构负责把PCB板搬运到传输装置4上。
请参阅图5所示，在一实施例中，吸板装置2包括：
真空吸嘴43，可与PCB板的板面真空吸附；
垂直方向运动驱动机构41，用于驱动真空吸嘴在垂直方向上运动；
水平方向运动驱动机构42，用于驱动真空吸嘴在水平方向上运动。
本发明中真空吸嘴可以为双真空吸嘴，通过真空电磁阀控制，另外，垂直方向运动驱动机构和水平方向运动驱动机构都可以采用气缸形式。
本发明采用气压式抓料运料形式，在保证产品不受损伤的条件下极大的提高了PCB墨色分选设备的运行速度和产量，并还可以真空吸嘴上增加橡胶保护圈，能像人的皮肤一样富有弹性，对生产过程中的抓取起到了一个保护的作用。
当真空吸嘴真空吸取PCB板至传输装置4上方，即取板到位后，真空电磁阀关闭，PCB板没有吸力后自然下落于传输装置4(本发明中传输装置4可以采用输送带的结构形式)上，输送带也是可由步进电机负责驱动，把PCB板板输送到测试装置3位置，可以有位置感应器通知系统开始拍照测试，测试过程输送带不需要停止，这样可以做到连续扫描和提高测试效率。
本发明还提供了一种利用上述的PCB墨色分选机对PCB板的颜色进行分选的PCB墨色分选方法，包括以下步骤：
真空吸嘴真空吸附PCB板之后，垂直方向运动驱动机构驱动真空吸嘴向上运动，以实现第一次抖动；然后水平方向运动驱动机构驱动真空吸嘴朝向远离PCB板一侧的方向运动，以实现第二次抖动；然后水平方向运动驱动机构驱动真空吸嘴朝向PCB板一侧的方向运动，以实现第三次抖动；经过三次抖动之后，真空吸嘴将真空吸附的PCB板移动至传输装置4处，真空吸力消失，即可使得PCB板自动下落至传输装置4上；
移动至传输装置4上的PCB板沿着传输装置4传输，并在传输经过测试装置3，在经过测试装置3的过程中完成颜色检测；
经过测试装置3颜色检测之后的PCB板，继续沿着传输装置4传输，并根据PCB板的颜色检测结果，分选PCB板。
由于PCB表面比较平整的特性，导致多块板叠在一起的时候容易发生“粘连”，所以吸板装置2取板的时候可由程序控制特意的“抖三抖”，以避免取一块带一块的现象发生。“抖三抖”指的是吸到板后，先垂直方向的气缸(垂直方向运动驱动机构)向上运动，此为一抖；然后水平方向气缸(水平方向运动驱动机构)向后运动，此为二抖，然后水平方向气缸再向前一下马上再回来，此为三抖，经过这三个抖动后就可以把粘连的PCB板抖掉。
本实施例具体应用时，PCB墨色分选机可新增PCB样板校正的功能，可根据不同批次产品中随机挑选出3片PCB板作为样板，然后用这3片PCB板做样板测试，软件会自动保存相关数据，并计算出校正系数存于软件目录中。考虑到不同批次的PCB喷墨会有差异，采用样本校正的方式可以对每一个批次的标准都可以有不同的数据比对，这对PCB生产厂家来说无疑是智能化的改进。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种PCB墨色分选方法，包括用于检测PCB板颜色的测试装置，其特征在于，还包括：
传输装置，用于将PCB板传输经过所述测试装置处进行颜色检测；
吸板装置，用于真空吸取PCB板，并将真空吸取的PCB板放置于所述传输装置上，以使所述PCB板在所述传输装置上传输；
所述吸板装置包括：
真空吸嘴，可与所述PCB板的板面真空吸附；
垂直方向运动驱动机构，用于驱动所述真空吸嘴在垂直方向上运动；
水平方向运动驱动机构，用于驱动所述真空吸嘴在水平方向上运动；
真空吸嘴真空吸附所述PCB板之后，垂直方向运动驱动机构驱动所述真空吸嘴向上运动，以实现第一次抖动；然后水平方向运动驱动机构驱动所述真空吸嘴朝向远离所述PCB板一侧的方向运动，以实现第二次抖动；然后水平方向运动驱动机构驱动真空吸嘴朝向PCB板一侧的方向运动，以实现第三次抖动；经过三次抖动之后，真空吸嘴将真空吸附的PCB板移动至所述传输装置处，真空吸力消失，即可使得PCB板自动下落至所述传输装置上；
移动至传输装置上的PCB板沿着所述传输装置传输，并在传输经过测试装置，在经过测试装置的过程中完成颜色检测；
经过所述测试装置颜色检测之后的PCB板，继续沿着所述传输装置传输，并根据PCB板的颜色检测结果， 分选PCB板。
2.根据权利要求1所述的PCB墨色分选方法，其特征在于，所述测试装置包括：
潜望镜；
模拟人眼滤光片组，用于模拟出人眼视觉效果；
相机，用于拍摄获取PCB板的图像信息；
光源，为拍摄提供光照。
3.根据权利要求2所述的PCB墨色分选方法，其特征在于，所述模拟人眼滤光片组包括依次布置的前置乳白片、紫外滤光片、中段调整片以及红外截止片。
4.根据权利要求2所述的PCB墨色分选方法，其特征在于，所述潜望镜为高倍潜望镜，所述相机为高清工业相机。
5.根据权利要求1所述的PCB墨色分选方法，其特征在于，还包括收板装置，所述收板装置位于所述测试装置的下游位置处，且用于接收沿着所述传输装置传输，并经过所述测试装置检测之后的PCB板。
6.根据权利要求5所述的PCB墨色分选方法，其特征在于，所述收板装置包括：
收料托板，用于承托所述PCB板；
收料靠板，竖立在所述收料托板上，且可相对于所述收料托板移动；
收料推板，与所述收料靠板相对布置，且用于将沿着所述传输装置传输的PCB板推送至所述收料托板上，所述PCB板在所述收料托板以及收料靠板的支撑作用下保持竖立状态；
收料推板驱动机构，用于驱动收料推板运动以实现推送所述PCB板。
7.根据权利要求1所述的PCB墨色分选方法，其特征在于，还包括用于存放待检测的PCB板的上板装置，所述上板装置包括：
上料托板，用于承托所述PCB板；
上料靠板，竖立在所述上料托板上，且可相对于所述上料托板移动，所述PCB板竖立在所述上料托板上并在所述上料靠板的作用下处于竖立状态；
靠板驱动机构，用于驱动所述上料靠板相对于所述上料托板移动以使所述PCB板移动。
8.根据权利要求7所述的PCB墨色分选方法，其特征在于，所述上板装置还包括用于感知PCB板是否被推送至上料位置处的位置传感器。
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