发明内容
有鉴于此,有必要提供一种检测元件安装缺陷的设备,简化检测过程,提高检测效率。
本发明一实施方式提供的检测元件安装缺陷的设备,其特征在于,包括:
光源,用于发射光源照射在待测产品的待测元件;
颜色传感器,用于接收所述待测元件反射回来的光以产生红光模拟电压、蓝光模拟电压及绿光模拟电压;
信号处理单元,电连接于所述颜色传感器,用于将所述红光模拟电压、蓝光模拟电压及绿光模拟电压转换成数字状态信号;
视觉控制器,电连接于所述信号处理单元,用于根据所述数字状态信号判断所述待测产品的元件是否装配到位。
优选地,所述视觉控制器还用于:
当所述数字状态信号的信号值大于预设值时,判断所述待测元件未安装到位;
当所述数字状态信号的信号值小于预设值时,判断所述待测元件安装到位或元件未安装。
优选地,还包括照相机,其中,
所述光源,还用于发射光源照射在待测产品的元件的背景板;
所述照相机,用于拍摄所述背景板以生成背景板图像;
所述视觉控制器,还用于当所述待测元件安装到位或元件未安装时,根据所述背景板图像判断所述待测产品的元件是否有装配。
优选地,所述颜色传感器,还用于接收待测产品的元件的背景板反射回来的光以产生红光模拟电压、蓝光模拟电压及绿光模拟电压;
所述信号处理单元,还用于将所述红光模拟电压、蓝光模拟电压及绿光模拟电压转换成数字状态信号;
所述视觉控制器,用于根据所述数字状态信号设定并存储所述光源的颜色、亮度参数及所述照相机的曝光参数。
优选地,所述视觉控制器,还用于存储每种背景板颜色、数字状态信号与光源的颜色、亮度参数及所述照相机的曝光参数的映射关系,并根据所述数字状态信号,调用对应的所述光源的颜色、亮度参数及所述照相机的曝光参数,以调整所述光源及所述照相机的参数。
优选地,所述信号处理单元包括:
第一处理单元,电连接于所述颜色传感器与所述视觉控制器之间,用于接收所述红光模拟电压,当所述红光模拟电压大于第一预设值时,输出第一数字状态信号至所述视觉控制器,当所述红光模拟电压小于第二预设值时,输出第二数字状态信号至所述视觉控制器,当所述红光模拟电压大于第二预设值且小于第一预设值时,输出第三数字状态信号至所述视觉控制器;
第二处理单元,电连接于所述颜色传感器与所述视觉控制器之间,用于接收所述蓝光模拟电压,当所述蓝光模拟电压大于第三预设值时,输出第一数字状态信号至所述视觉控制器,当所述蓝光模拟电压小于第四预设值时,输出第二数字状态信号至所述视觉控制器,当所述蓝光模拟电压大于第四预设值且小于第三预设值时,输出第三数字状态信号至所述视觉控制器;
第三处理单元,电连接于所述颜色传感器与所述视觉控制器之间,用于接收所述绿光模拟电压,当所述绿光模拟电压大于第五预设值时,输出第一数字状态信号至所述视觉控制器,当所述绿光模拟电压小于第六预设值时,输出第二数字状态信号至所述视觉控制器,当所述绿光模拟电压大于第六预设值且小于第五预设值时,输出第三数字状态信号至所述视觉控制器。
本发明还提供一种检测元件安装缺陷的方法,应用于检测元件安装缺陷的设备,其特征在于,所述方法包括:
发射光源照射在待测产品的元件;
接收所述待测产品的元件反射回来的光以产生红光模拟电压、蓝光模拟电压及绿光模拟电压;
将所述红光模拟电压、蓝光模拟电压及绿光模拟电压转换成数字状态信号;
根据所述数字状态信号判断所述待测产品的元件是否装配到位。
优选地,所述根据所述数字状态信号判断所述待测产品的元件是否装配到位的步骤,具体包括:
当所述数字状态信号的信号值大于预设值时,判断所述待测元件未安装到位;
当所述数字状态信号的信号值小于预设值时,判断所述待测元件安装到位或元件未安装。
优选地,当判断所述待测元件安装到位或元件未安装时,还包括如下步骤:
发射光源照射在待测产品的元件的背景板;
拍摄所述背景板以生成背景板图像;
根据所述背景板图像判断所述待测产品的元件是否有装配。
优选地,所述拍摄所述背景板以生成背景板图像的步骤之前,还包括:
接收待测产品的元件的背景板反射回来的光以产生红光模拟电压、蓝光模拟电压及绿光模拟电压;
将所述红光模拟电压、蓝光模拟电压及绿光模拟电压转换成数字状态信号;
根据所述数字状态信号设定并存储所述光源的颜色、亮度参数及所述照相机的曝光参数。
优选地,还包括:
根据所述数字状态信号,调用对应的所述光源的颜色、亮度参数及所述照相机的曝光参数,以调整所述光源及所述照相机的参数。
相对于现有技术,本发明实施方式提供的检测元件安装缺陷的设备,相对于现有技术,本发明实施方式提供的检测元件安装缺陷的设备,通过颜色传感器接收所述待测元件反射回来的光以产生红光模拟电压、蓝光模拟电压及绿光模拟电压;进而通过信号处理单元将所述红光模拟电压、蓝光模拟电压及绿光模拟电压转换成数字状态信号;最后视觉控制器根据所述数字状态信号判断所述待测产品的元件是否装配到位,简化检测过程,提高检测效率。
具体实施方式
参见图1所示,图1为本发明的检测元件安装缺陷的设备10一实施方式的示意图。在本实施方式中,检测元件安装缺陷的设备10包括光源100、颜色传感器101、信号处理单元102及视觉控制器103。
在本实施方式中,光源100,可以为LED,用于发射光源照射在待测产品20的待测元件。待测产品20可以为但不限于PCBA板,本实施方式以PCBA板为例说明。待测元件可以为电子元件,例如电阻,电容等,也可以为螺丝等固定元件。颜色传感器101用于接收所述待测元件反射回来的光以产生红光模拟电压、蓝光模拟电压及绿光模拟电压。信号处理单元102,电连接于颜色传感器101,用于将所述红光模拟电压、蓝光模拟电压及绿光模拟电压转换成数字状态信号。视觉控制器103,电连接于信号处理单元102,用于根据所述数字状态信号判断所述待测产品20的元件是否装配到位。
在本实施方式中,颜色传感器101由RGB色彩过滤器、光电二极管及电流电压转换器组成。反射光离开物体的色彩与其表面的颜色有关。例如,白光入射到红色表面上,会反射为红色。颜色传感器101的光电二极管将接收到的反射光转换成R,G和B光电流,经电流电压转换器,转换成红光模拟电压、蓝光模拟电压及绿光模拟电压。
在本实施方式中,当所述数字状态信号的信号值大于预设值时,视觉控制器103判断所述待测元件未安装到位。当所述数字状态信号的信号值小于预设值时,视觉控制器103判断所述待测元件安装到位或元件未安装。
在本实施方式中,检测元件安装缺陷的设备10还可以包括报警单元(图未示),当待测元件未安装到位时,报警单元发出报警信号。
参见图2所示,图2为本发明的检测元件安装缺陷的设备10另一实施方式的示意图。在本实施方式中,检测元件安装缺陷的设备10包括光源100a、颜色传感器101a、信号处理单元102a、视觉控制器103a及照相机104a。
在本实施方式中,光源100a,可以为LED,用于发射光源照射在待测产品20的待测元件。待测产品20可以为但不限于PCBA板,本实施方式以PCBA板为例说明。待测元件可以为电子元件,例如电阻,电容等,也可以为螺丝等固定元件。颜色传感器101a用于接收所述待测元件反射回来的光以产生红光模拟电压、蓝光模拟电压及绿光模拟电压。信号处理单元102a,电连接于颜色传感器101a,用于将所述红光模拟电压、蓝光模拟电压及绿光模拟电压转换成数字状态信号。视觉控制器103a,电连接于信号处理单元102a,用于根据所述数字状态信号判断所述待测产品20的元件是否装配到位。
在本实施方式中,当所述数字状态信号的信号值大于预设值时,视觉控制器103判断所述待测元件未安装到位。
当所述数字状态信号的信号值小于预设值时,视觉控制器103判断所述待测元件安装到位或元件未安装,此时,光源100a,还用于发射光源照射在待测产品20的元件的背景板。照相机104a,用于拍摄所述背景板以生成背景板图像。视觉控制器103a,还用于当所述待测元件安装到位或元件未安装时,根据所述背景板图像判断所述待测产品20的元件是否有装配。当判断所述待测产品20的元件没有装配时,所述报警单元发出报警信号。
具体地,由于待测产品20的背景板颜色会有差异,当待测产品20的背景板颜色较浅时,反射回来的光线比较强,而当待测产品20的背景板颜色较深时,反射回来的光线较弱,因此需要根据不同的颜色背板调整光源的参数及照相机104a的曝光参数。首先,颜色传感器101a接收待测产品20的元件的背景板反射回来的光以产生红光模拟电压、蓝光模拟电压及绿光模拟电压。接着信号处理单元102a将所述红光模拟电压、蓝光模拟电压及绿光模拟电压转换成数字状态信号。最后视觉控制器103a根据所述数字状态信号设定并存储所述光源的颜色、亮度参数及所述照相机的曝光参数。
在本实施方式中,视觉控制器103a还存储每种背景板颜色、数字状态信号与光源的颜色、亮度参数及所述照相机的曝光参数的映射关系,从而视觉控制器103a可以根据背景板对应的数字状态信号,调用对应的所述光源的颜色、亮度参数及所述照相机的曝光参数,以调整所述光源及所述照相机的参数。
在本实施方式中,信号处理单元102a包括第一处理单元1021、第二处理单元1022及第三处理单元1023。
第一处理单元1021,电连接于颜色传感器101a与所述视觉控制器103a之间,用于接收所述红光模拟电压,当所述红光模拟电压大于第一预设值时,输出第一数字状态信号至所述视觉控制器,当所述红光模拟电压小于第二预设值时,输出第二数字状态信号至所述视觉控制器,当所述红光模拟电压大于第二预设值且小于第一预设值时,输出第三数字状态信号至视觉控制器103a。
第二处理单元1022,电连接于颜色传感器101a与视觉控制器103a之间,用于接收所述蓝光模拟电压,当所述蓝光模拟电压大于第三预设值时,输出第一数字状态信号至所述视觉控制器,当所述蓝光模拟电压小于第四预设值时,输出第二数字状态信号至所述视觉控制器,当所述蓝光模拟电压大于第四预设值且小于第三预设值时,输出第三数字状态信号至视觉控制器103a。
第三处理单元1023,电连接于颜色传感器101a与所述视觉控制器103a之间,用于接收所述绿光模拟电压,当所述绿光模拟电压大于第五预设值时,输出第一数字状态信号至所述视觉控制器,当所述绿光模拟电压小于第六预设值时,输出第二数字状态信号至所述视觉控制器,当所述绿光模拟电压大于第六预设值且小于第五预设值时,输出第三数字状态信号至视觉控制器103a。
在本发明的其他实施方式中,检测元件安装缺陷的设备10a还包括显示单元105a,电连接于颜色传感器101a,用于显示所述红光模拟电压、蓝光模拟电压及绿光模拟电压。
结合附图3,附图3为本发明信号处理单元102a的电路示意图。第一处理单元1021、第二处理单元1022与第三处理单元1023的电路结构相同,在此以第一处理单元1021为例说明。
第一处理单元1021包括第一电阻R1,一端电连接于颜色传感器,用于接收红光模拟电压。第二电阻R2一端电连接于第一电阻R1的另一端,另一端接地。第一电阻R1与第二电阻R2的公共端电连接与所述显示单元。第一比较器AP1包含正相输入端、反相输入端及输出端,第一比较器AP1的正相输入端通过第三电阻R3电连接于第一电阻R1与第二电阻R2的公共端,第一比较器AP1的反相输入端电连接于第四电阻R4与可调电阻Rk之间,其中,第四电阻R4的另一端接入电源VCC,可调电阻Rk的另一端接地,第一比较器AP1的输出端电连接视觉控制器103a的端口GPIO1;第一MOS管Q1的栅极电连接于第一比较器AP1的输出端,第一MOS管Q1的源极接地,第一MOS管Q1的漏极电连接于第一发光二极管LED1的阴极,第一发光二极管LED1的阳极电连接于第七电阻R7的一端,第七电阻R7的另一端电连接于电源VCC。第二比较器AP2,包括正相输入端,反相输入端及输出端,第二比较器AP2的正相输入端电连接于第五电阻R5与可调电阻Rr之间,其中,第五电阻R5的另一端电连接于电源VCC,可调电阻Rr的另一端接地;第二比较器AP2的反相输入端通过第六电阻R6电连接于第一电阻R1与第二电阻R2的公共端;第二比较器AP2的输出端电连接于视觉控制器103a的端口GPIO3;第二MOS管Q2的栅极电连接于或非门U1的输出端,第二MOS管Q2的源极接地,第二MOS管Q2的漏极电连接于第二发光二极管LED2的阴极,第二发光二极管LED2的阳极电连接于第八电阻R8的一端,第八电阻R8的另一端电连接于电源VCC。或非门U1包括第一输入端、第二输入端及输出端,或非门U1的第一输入端电连接于第一比较器AP1的输出端,或非门U1的第二输入端电连接于第二比较器AP2的输出端,或非门U1的输出端电连接于视觉控制器103a的端口GPIO2;第三MOS管Q3的栅极电连接于第二比较器AP2的输出端,第三MOS管Q3的源极接地,第三MOS管Q3的漏极电连接于第三发光二极管LED3的阴极,第三发光二极管LED3的阳极电连接于第九电阻R9的一端,第九电阻R9的另一端电连接于电源VCC。第二处理单元1022与第三处理单元1023的电路与结构与第一处理单元1021相似,在此不再赘述。
当反射物的颜色和距离不一样时,颜色传感器101a的输出的红光模拟电压、绿光模拟电压及蓝光模拟电压不一样。信号处理单元102将不同的电压处理为不同的数字信号,以下以蓝光模拟电压为例说明详细调试处理过程。
当蓝光模拟电压大于第一预设值时较高时,调节可调电阻Rk,使第一比较器AP1输出1,同时调节可调电阻Rr,使第二比较器输出0,对应的第一发光二极管LED1亮,此时或非门输出0,GPIO1~3的输出为100。
当蓝光模拟电压小于第二预设值时,调节可调电阻Rr,使第二比较器AP2输出1,同时调节可调电阻Rk,使第一比较器AP1输出0,对应的第三发光二极管LED3灯亮。此时或非门输出0,GPIO1~3的输出为001。
当蓝光模拟电压大于第二预设值时且小于第一预设值时,调节可调电阻Rr,使第二比较器AP2输出0,同时调节可调电阻Rk,使第一比较器输出0,此时或非门输出1,对应的第二发光二极管LED2亮,GPIO1~3的输出为010。
视觉控制器103a根据GPIO的状态值,判断待测元件是否安装到位及判断待测产品20的背景颜色。
参见图4所示,图4为检测元件安装缺陷的方法的流程示意图。在本实施方式中,检测元件安装缺陷的方法应用于所述检测元件安装缺陷的设备10a,其检测元件安装缺陷的方法主要包括两大步骤:检测待测元件是否安装到位及检测是否有安装待测元件,其中,检测待测元件是否安装到位包括如下步骤:
步骤S41:发射光源照射在待测产品的元件;
步骤S42:接收所述待测产品的元件反射回来的光以产生红光模拟电压、蓝光模拟电压及绿光模拟电压;
步骤S43:将所述红光模拟电压、蓝光模拟电压及绿光模拟电压转换成数字状态信号;
步骤S44:根据所述数字状态信号判断所述待测产品的元件是否装配到位。
具体地,所述根据所述数字状态信号判断所述待测产品的元件是否装配到位的步骤,具体包括:
当所述数字状态信号的信号值大于预设值时,判断所述待测元件未安装到位;
当所述数字状态信号的信号值小于预设值时,判断所述待测元件安装到位或元件未安装。
在本发明的其他实施方式中,当检测到所述待测元件未安装到位时,发出报警信号。
在本实施方式中,当判断所述待测元件安装到位或元件未安装时,进入检测是否有安装待测元件步骤,具体包括如下步骤:
发射光源照射在待测产品的元件的背景板;
拍摄所述背景板以生成背景板图像;
根据所述背景板图像判断所述待测产品的元件是否有装配。
在本发明的其他实施方式中,当检测到待测元件没有装配时,发出报警信号。
在本实施方式中,所述拍摄所述背景板以生成背景板图像的步骤之前,还包括:
接收待测产品的元件的背景板反射回来的光以产生红光模拟电压、蓝光模拟电压及绿光模拟电压;
将所述红光模拟电压、蓝光模拟电压及绿光模拟电压转换成数字状态信号;
根据所述数字状态信号设定并存储所述光源的颜色、亮度参数及所述照相机的曝光参数。
在本实施方式中,所述检测元件安装缺陷的方法还包括如下步骤:
根据所述数字状态信号,调用对应的所述光源的颜色、亮度参数及所述照相机的曝光参数,以调整所述光源及所述照相机的参数。
相对于现有技术,本发明实施方式提供的检测元件安装缺陷的设备,通过颜色传感器接收所述待测元件反射回来的光以产生红光模拟电压、蓝光模拟电压及绿光模拟电压;进而通过信号处理单元将所述红光模拟电压、蓝光模拟电压及绿光模拟电压转换成数字状态信号;最后视觉控制器根据所述数字状态信号判断所述待测产品的元件是否装配到位,简化检测过程,提高检测效率。
本技术领域的普通技术人员应当认识到,以上的实施方式仅是用来说明本发明,而并非用作为对本发明的限定,只要在本发明的实质精神范围之内,对以上实施方式所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。