CN115639220B - 一种激光锡焊视觉检测设备及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种激光锡焊视觉检测设备及其方法，涉及激光视觉检测设备技术领域，底座上设为移动区、检测区、标记区；移动组件位于移动区，所述移动组件包括承载板和限位块，所述承载板上设有多个用于限制集成电路板的限位块；检测组件位于检测区，所述检测组件包括检测探头、辅助检测件，所述辅助检测件由垂直板和斜板组成，垂直板一端接有气泵，斜板上设有多个气孔，气体通过气孔吹出对焊接部位进行降温同时吹散焊烟；标记组件位于标记区，所述标记组件包括标记件、支撑架，标记件为工业记号笔，标记件与板件上的焊接部位对应，对不合格的焊接部位进行标记。

Description

一种激光锡焊视觉检测设备及其方法

技术领域

本发明属于激光视觉检测设备技术领域，具体涉及一种激光锡焊视觉检测设备及其方法。

背景技术

激光锡焊技术是以精确聚焦的激光束光斑照射焊盘区域，焊区在吸收了激光能量后迅速升温使焊料熔化，然后停止激光照射使焊区冷却、焊料凝固，形成焊点，由于只对焊区进行局部加热，整个组件的其它部位几乎不受热的影响，焊接时激光的照射时间通常只有数百毫秒，因此激光锡焊技术特别适合于对温度比较敏感的元器件进行焊接，集成电路中常用此技术进行加工。

如一公开号为CN209878617U公开了一种锡焊焊点视觉检测机，包括设备机架，所述设备机架的上端活动安装有报警灯，所述设备机架的下端活动安装有可调支脚，所述设备机架的上端外侧活动安装有连接转轴，所述连接转轴上活动安装有控制面板，所述设备机架的中端活动安装有工作台板，所述工作台板的上端活动安装有横向移动滑轨，所述横向移动滑轨的外侧活动安装有固定安装座，所述横向移动滑轨上活动安装有运料平台，所述运料平台的下端活动安装有顶升气缸，所述顶升气缸的外侧活动安装有连接竖轴，所述连接竖轴的下端活动安装有限位底板，所述横向移动滑轨的左端活动安装有固定底座。

现有的视觉检测，通常采用拍摄集成电路的表面图像，并进一步从图像上判断集成电路插脚锡焊质量，或通过手动感应焊点，不合格的焊点需要进一步重新加工，但，后续二次加工时无法快速确定需要加工的位置，且激光锡焊时产生焊烟影响检测结果的准确性。

发明内容

本发明的目的是，为了解决现有技术的问题，提供一种激光锡焊视觉检测设备及其方法。

一种激光锡焊视觉检测设备，包括：

底座，其上设为移动区、检测区、标记区；

移动组件，其位于移动区，所述移动组件包括承载板和限位块，所述承载板上设有多个用于限制集成电路板的限位块；

检测组件，其位于检测区，所述检测组件包括检测探头、辅助检测件，所述辅助检测件由垂直板和斜板组成，垂直板一端接有气泵，斜板上设有多个气孔，气体通过气孔吹出对焊接部位进行降温同时吹散焊烟；

标记组件，其位于标记区，所述标记组件包括标记件、支撑架，标记件为工业记号笔，标记件与板件上的焊接部位对应，对不合格的焊接部位进行标记。

进一步地，所述底座上横向设有导轨，导轨上滑动连接有电动滑座，所述承载板安装在电动滑座上，电动滑座上安装有顶板，所述顶板和电动滑座之间连接有气缸，气缸位于顶板的对角线上，顶板另一条对角线上布设有导杆，导杆底端与电动滑座固定连接，导杆与顶板活动安装，顶板沿着导杆上下移动，限位块位于所述承载板上，限位块为L型块，且限位块与集成电路板接触面上均设有垫片，垫片为弹性件。

进一步地，所述检测探头安装在检测架上，检测架底端位于导轨两端，辅助检测件安装在检测探头一侧，垂直板一侧与检测探头连接，所述垂直板上设有垂直通道，斜板上设有流道和多个气孔，垂直通道顶端通过管道与气泵连接，流道顶端连接有气管，气管另一端与管道相通。

进一步地，所述斜板呈“八”字形安装在垂直板底端。

进一步地，所述管道和气管上均设有阀门，位于管道上的阀门的开口大于位于气管上的阀门的开口。

进一步地，所述检测探头上设有起提醒功能的显示灯，检测探头完成工作则显示灯亮起，检测架内侧对称安装有照明件，照明件倾斜安装，使照明光束照射在集成电路板上。

进一步地，所述支撑架底端位于导轨两侧，支撑架上安装有推拉气缸，推拉气缸一端连接有标记座，标记件安装在标记座上，所述标记座内设有腔体，腔体内设有中间板件和活动板，腔体顶端安装有伸缩气缸，伸缩气缸与活动板连接，活动板底端设有多个凹槽，凹槽内安装有电磁铁，所述标记件顶端穿过中间板件，标记件顶端安装有顶部磁吸块，中间板件上布设有多个磁吸环，顶部磁吸块位于磁吸环上方。

进一步地，所述承载板上设有定位凹槽，所述定位凹槽内安装有信号接收器，检测探头上设有与所述信号接收器通信地耦合的传感器。

进一步地，所述标记座上设有与信号接收器通信地耦合的传感器。

基于上述激光锡焊视觉检测设备，本发明还提出了一种激光锡焊视觉检测设备的检测方法，包括以下步骤：

步骤一：限位块限制位于承载板上的集成电路板的位置，气缸下拉顶板，顶板与限位块顶端紧密贴合；

步骤二：电动滑座移动至检测区，检测探头上的传感器位于信号接收器正上方后电动滑座停止工作，气泵将气体通过管道和气管送至辅助检测件内，气体分别从垂直槽道和气孔内吹出；

步骤三：检测探头对集成电路板表面进行拍摄，拍摄动作完成后，将信号传递给显示灯，此时，显示灯亮起，电动滑座继续向标记区移动；

步骤四：标记座上的传感器位于信号接收器正上方后电动滑座停止工作；

步骤五：根据检测探头拍摄的图像分析出不合格的焊接处，此时位于不合格焊接处正上方的电磁铁失电，位于合格焊点正上方的电磁铁得电，得电的电磁铁与标记件的顶部磁吸块吸合且标记件随活动板上移；

步骤六：推拉气缸使标记座下移，使未与电磁铁308吸合的标记件底端接触集成电路板焊接处表面进行标记。

本发明的有益效果是：

1.在底座上设有检测区和标记区，通过检测区对集成电路板上的焊接位置进行图像拍摄，图像经过分析处理之后，控制端将数据传送至标记座内，此时标记座上的标记件对需要二次加工的焊点进行标记，以便二次操作时可以快速获取需要加工的焊接点的位置。

2.由于激光锡焊时会产生焊烟，因此影响检测探头的拍摄，在检测探头一侧安装有辅助检测件，通过辅助检测件，将激光锡焊产生的焊烟从中间吹向两侧，同时还可将焊接板上的其他异物吹出，以保证检测结果的准确性。

3.承载板、检测探头和标记座上设有相互对应的定位结构，承载板上的信号接收器位于检测区时，接收到检测探头上的传感器发出的信号则停止；承载板上的信号接收器位于标记区时，接收到标记座上的传感器发出的信号则停止，以确保集成电路板的位置。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的俯视图；

图2是本发明的移动组件左视图；

图3是本发明的检测组件左视图；

图4是本发明的辅助检测件剖视图；

图5是本发明的标记组件左视图；

图6是本发明的标记座剖视图。

图中标记为：100、底座；

101、导杆；102、垫片；103、定位凹槽；104、信号接收器；105、限位块；106、顶板；107、气缸；108、电动滑座；109、承载板；110、导轨；

200、移动区；

201、气泵；202、显示灯；203、阀门；204、检测架；205、照明件；206、传感器；207、检测探头；208、流道；209、气孔；210、垂直板；211、斜板；212、垂直通道；

300、检测区；

301、推拉气缸；302、支撑架；303、标记件；304、标记座；305、中间板件；306、顶部磁吸块；307、凹槽；308、电磁铁；309、腔体；310、伸缩气缸；311、活动板；312磁吸环；

400、标记区。

具体实施方式

实施例一

如图1和图2所示，一种激光锡焊视觉检测设备，包括底座100，底座100上设为移动区200、检测区300、标记区400，移动组件位于移动区200，移动组件包括承载板109和限位块105，承载板109上设有多个用于限制集成电路板的限位块105，集成电路板置于限位块105之间，随着承载板109移动；

为了便于承载板109的移动，底座1上横向设有导轨110，导轨110上滑动连接有电动滑座108，承载板109安装在电动滑座108上，通过电动滑座108将承载板109移动至检测区300和标记区400，进行检测和标记。

检测组件位于检测区300，检测组件包括检测探头207，检测探头207安装在检测架204上，检测架104底端位于导轨110两端，承载板109移动至检测探头207下方时，通过检测探头207对集成电路板的焊接表面进行拍摄，从而获得焊接表面图像，分析集成电路插脚锡焊质量是否合格。

如图3-图4所示，由于激光锡焊时会产生焊烟，因此为了检测探头207检测结果的准确性，检测探头207一侧安装有辅助检测组件。

辅助检测件由垂直板210和斜板211组成，垂直板210一侧与检测探头207连接，斜板211呈“八”字形安装在垂直板210底端，斜板211底端平面与垂直板210底端平面的夹角在90°~180°之间，便于吹散集成电路板上的焊烟。

垂直板210上设有垂直通道212，斜板211上设有流道208和多个气孔209，为了便于向辅助检测件内提供气体，垂直板210一端接有气泵201，气泵201安装在检测架204上。

垂直通道212顶端通过管道与气泵201连接，流道208顶端连接有气管，气管另一端与管道相通，气体通过气孔209吹出，在吹散焊烟的同时对焊接部位进行降温。

为了进一步使集成电路板上的焊烟从中间向两侧扩散，管道和气管上均设有阀门203，位于管道上的阀门203的开口大于位于气管上的阀门203的开口，即通过垂直通道212的气体的流通速度大于通过流道208、气孔209的气体的流通速度。

如图5-图6所示，标记组件位于标记区400，由于大多集成电路板上需要多点焊接，因此若出现不合格的焊接点，后期二次加工还需要重新观察具体的点位，增设标记区，对不合格的焊接处进行标记，以便后续二次加工。

标记组件包括标记件303、支撑架302，标记件303为工业记号笔，标记件303与板件上的焊接部位对应，对不合格的焊接部位进行标记。

支撑架302底端位于导轨110两侧，支撑架302上安装有推拉气缸301，推拉气缸301一端连接有标记座304，通过推拉气缸301控制标记座304的上升下降，标记件303安装在标记座304上，标记座304下降，标记件303与集成电路板上的焊点接触进行标记。

为了区分合格和不合格的焊点，标记座304内设有腔体309，腔体309内设有中间板件305和活动板311，中间板件305与腔体309固定连接，活动板311在腔体309内移动，腔体309顶端安装有伸缩气缸310，伸缩气缸310与活动板311连接。

标记件303顶端穿过中间板件305，标记件303顶端安装有顶部磁吸块306，中间板件305上布设有多个磁吸环312，顶部磁吸块306位于磁吸环312上方，磁吸环312带电时与标记件303上的顶部磁吸块306吸合，此时标记件303随标记座304上下移动。

活动板311底端设有多个凹槽307，凹槽307内安装有电磁铁308，标记件303正下方的焊点合格时，电磁铁308带电吸合顶部磁吸块306，此时与标记件303接触的磁吸环312失电，活动板311向上，当标记座304下降时，标记件303不与焊点接触。

基于激光锡焊视觉检测设备，本发明还提出了一种激光锡焊视觉检测设备的检测方法，包括以下步骤：

限位块105限制位于承载板109上的集成电路板的位置；

电动滑座108移动至检测区300，气泵201将气体通过管道和气管送至辅助检测件内，气体分别从垂直槽道212和气孔209内吹出；

检测探头207对集成电路板表面进行拍摄，拍摄动作完成后，将信号传递给显示灯202并将拍摄图像上传至分析控制端后，电动滑座108继续向标记区400移动；

根据检测探头207拍摄的图像分析出不合格的焊接处，此时位于不合格焊接处正上方的电磁铁失电，位于合格焊点正上方的电磁铁得电，得电的电磁铁与标记件303的顶部磁吸块306吸合且标记件303随活动板311上移；

推拉气缸301使标记座304下移，使得未与电磁铁308吸合的标记件303底端接触集成电路板焊接处表面进行标记。

实施例二

在上述实施例一的基础上，为了便于进一步安装、固定集成电路板，如图2所示，电动滑座108上安装有顶板106，限位块105活动置于承载板109上，通过顶板106限制限位块105的位置，从而便于安装、固定集成电路板；

顶板106和电动滑座108之间连接有气缸107，气缸107位于顶板106的对角线上，顶板106另一条对角线上布设有导杆101，导杆101底端与电动滑座108固定连接，导杆101与顶板106活动安装，顶板106沿着导杆101上下移动；

限位块105位于承载板109上，限位块105为L型块，且限位块105与集成电路板接触面上均设有垫片102，垫片102为弹性件，即可保护集成电路板接触面，还可防止集成电路板移动过程中滑动。

工作时，限位块105限制位于承载板109上的集成电路板的位置，气缸107下拉顶板106，使顶板106与限位块105顶端紧密贴合之后，电动滑座108再进行工作，使承载板109在导轨110上滑动，电动滑座108移动至检测区300进行检测。

本实施例中其他部件及原理与实施例一相同。

实施例三

在上述实施例二的基础上，为了使承载板109在移动过程中，到达指定位置后再停止，如图2、图3和图5所示，承载板109上设有定位凹槽103，定位凹槽103内安装有信号接收器104，检测探头207上设有与信号接收器104通信地耦合的传感器206，标记座304上也设有与信号接收器104通信地耦合的传感器206。

承载板109移动，

检测区：首先位于检测探头207上的传感器206工作，检测探头207上的传感器206位于信号接收器104正上方后，信号接收器104接收传感器206的信号，电动滑座108停止工作；

标记区：位于标记座304上的传感器206工作，标记座304上的传感器206位于信号接收器104正上方后，信号接收器104接收传感器206的信号，电动滑座108停止工作，从而精准控制承载板109停止的位置，即保证集成电路板的位置，是检测结果更加准确。

为了便于检测探头207工作，检测探头207上设有起提醒功能的显示灯202，检测探头207完成工作则显示灯202亮起，检测架204内侧对称安装有照明件205，照明件205倾斜安装，使照明光束照射在集成电路板上。

工作时，检测探头207对集成电路板表面进行拍摄，拍摄动作完成后，将信号传递给显示灯202并将拍摄图像上传至分析控制端，此时，显示灯202亮起，电动滑座108继续向标记区400移动。

本实施例中其他部件及原理与实施例二相同。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种激光锡焊视觉检测设备，其特征在于，包括：

底座，其上设为移动区、检测区、标记区；

移动组件，其位于移动区，所述移动组件包括承载板和限位块，所述承载板上设有多个用于限制集成电路板的限位块；

检测组件，其位于检测区，所述检测组件包括检测探头、辅助检测件，所述辅助检测件由垂直板和斜板组成，垂直板一端接有气泵，斜板上设有多个气孔，气体通过气孔吹出对焊接部位进行降温同时吹散焊烟；所述辅助检测件安装在检测探头一侧，垂直板一侧与检测探头连接，所述垂直板上设有垂直通道，斜板呈“八”字形安装在垂直板底端且斜板上设有流道和多个气孔，垂直通道顶端通过管道与气泵连接，流道顶端连接有气管，气管另一端与管道相通；

标记组件，其位于标记区，所述标记组件包括标记件、支撑架，标记件为工业记号笔，标记件与板件上的焊接部位对应，对不合格的焊接部位进行标记。

2.根据权利要求1所述的激光锡焊视觉检测设备，其特征在于，所述底座上横向设有导轨，导轨上滑动连接有电动滑座，所述承载板安装在电动滑座上，电动滑座上安装有顶板，所述顶板和电动滑座之间连接有气缸，气缸位于顶板的对角线上，顶板另一条对角线上布设有导杆，导杆底端与电动滑座固定连接，导杆与顶板活动安装，顶板沿着导杆上下移动，限位块位于所述承载板上，限位块为L型块，且限位块与集成电路板接触面上均设有垫片，垫片为弹性件。

3.根据权利要求1所述的激光锡焊视觉检测设备，其特征在于，所述管道和气管上均设有阀门，位于管道上的阀门的开口大于位于气管上的阀门的开口。

4.根据权利要求1所述的激光锡焊视觉检测设备，其特征在于，所述检测探头上设有起提醒功能的显示灯，检测探头完成工作则显示灯亮起，检测架内侧对称安装有照明件，照明件倾斜安装，使照明光束照射在集成电路板上。

5.根据权利要求1所述的激光锡焊视觉检测设备，其特征在于，所述支撑架底端位于导轨两侧，支撑架上安装有推拉气缸，推拉气缸一端连接有标记座，标记件安装在标记座上，所述标记座内设有腔体，腔体内设有中间板件和活动板，腔体顶端安装有伸缩气缸，伸缩气缸与活动板连接，活动板底端设有多个凹槽，凹槽内安装有电磁铁，所述标记件顶端穿过中间板件，标记件顶端安装有顶部磁吸块，中间板件上布设有多个磁吸环，顶部磁吸块位于磁吸环上方。

6.根据权利要求2所述的激光锡焊视觉检测设备，其特征在于，所述承载板上设有定位凹槽，所述定位凹槽内安装有信号接收器，检测探头上设有与所述信号接收器通信地耦合的传感器。

7.根据权利要求5所述的激光锡焊视觉检测设备，其特征在于，所述标记座上设有与信号接收器通信地耦合的传感器。

8.一种使用如权利要求1-7中任意一项所述激光锡焊视觉检测设备的检测方法，包括以下步骤：

步骤一：限位块限制位于承载板上的集成电路板的位置，气缸下拉顶板，顶板与限位块顶端紧密贴合；

步骤二：电动滑座移动至检测区，检测探头上的传感器位于信号接收器正上方后电动滑座停止工作，气泵将气体通过管道和气管送至辅助检测件内，气体分别从垂直槽道和气孔内吹出；

步骤三：检测探头对集成电路板表面进行拍摄，拍摄动作完成后，将信号传递给显示灯，此时，显示灯亮起，电动滑座继续向标记区移动；

步骤四：标记座上的传感器位于信号接收器正上方后电动滑座停止工作；

步骤五：根据检测探头拍摄的图像分析出不合格的焊接处，此时位于不合格焊接处正上方的电磁铁失电，位于合格焊点正上方的电磁铁得电，得电的电磁铁与标记件的顶部磁吸块吸合且标记件随活动板上移；

步骤六：推拉气缸使标记座下移，使未与电磁铁吸合的标记件底端接触集成电路板焊接处表面进行标记。