CN115696908A - 基于pcb板的装配指引方法及零部件装配装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于PCB板的装配指引方法及零部件装配装置，所述指引方法包括获取PCB板的装配信息、根据装配信息以指示灯、可移动光源的形式指引当前待装配零件存储位置和装配位置、装配完成后检测是否装配合格，上述方法实现对人工操作的实时动态指引，零件拿取、装配准确率高，对于若干待装配零件，能够依序一一指引工人获取零件并对应安装，装配过程有条不紊，减小人为因素对装配准确度的影响、降低产品报废率；减少后道人工质检的工序次数，进而降低质检成本；相较全自动化装配还降低了造价以及维护成本。

Description

基于PCB板的装配指引方法及零部件装配装置

技术领域

本发明涉及零部件装配领域，具体为一种基于PCB板的装配指引方法及零部件装配装置。

背景技术

在PCB板的装配流水线中，人们需要将指定型号的零部件安装至PCB板上的预设位置，在人工装配时，高强度重复式作业下极易出现零件拿取错误、零部件装配位置错误、零部件安装不到位等的问题，且在新型号的PCB板导入安装时这些问题更容易出现，进而导致的质检成本高、产品报废率过高。

现有技术中的PCB安装指引文件大多为静态指引，即以图档、文字等形式向工人展示待安装零部件的型号、存放位置以及待安装零部件的安装位置，对降低工人在实操中犯错的概率无济于事。而如申请号为 CN201910424503.4 的发明公开的PCB装配的动态安装指引文件生成方法，其生成的安装指引方法包括基于具有物料信息和坐标数据的PCB设计数据以及具有元器件的数量信息、位号信息的BOM数据获取对应的零部件、将零部件分配到PCB板上的对应的安装位置、在该零部件安装完成后判断其是否偏移，如果获取零部件、将零件分配到对应的安装位置、判断零件偏移这几个步骤由人工操作，则该方法等同于静态指引文件，在实操中对零件从何拿取、零件的位置分配、零件装配精度没有任何指引效果，无法避免上述问题；如果这几个步骤依靠自动化完成，则每台装配设备都需要设计大量机械手、机械臂等自动化设施，造价成本太高，且设施的后期维护成本也很高。

因此，亟需一种装配成本低、产品合格率高的装配系统。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的缺陷，本发明提出了一种基于PCB板的装配指引方法、装配指引装置。

本发明采用的技术方案是：

第一方面，本申请提供一种基于PCB板的装配指引方法，该方法包括：

a、获取PCB板的装配信息，装配信息包括PCB板的零部件布局、所需零部件的零部件编号、装配顺序，获取各所需零部件的存储位置；

b、根据存储位置，按照装配顺序，指引目标存储位置，目标存储位置即当前待装配零部件的存储位置；

c、通过可移动的指引光源指引当前待装配零部件在PCB板上的目标装配位置；

d、检测待装配零部件是否装配合格。

优选地，每个储料盒均具有料盒编号，各类型的零部件一一对应地存储于各储料盒中，将各零部件编号与各料盒编号建立一一对应关系；

在步骤a中，获取各所需零部件的储存位置的步骤包括：

根据零部件编号与料盒编号之间的对应关系，确认存储有所需零部件的储料盒的料盒编号，获得各所需零部件的储存位置。

优选地，储料盒上具有指示灯，在步骤b中，指引目标存储位置包括：

根据装配顺序，确认目标编号，目标编号即当前待装配零部件的零部件编号；

根据目标编号确认目标料盒编号，目标料盒编号即与目标编号相对应的料盒编号，点亮与目标料盒编号相对应的储料盒上的指示灯。

优选地，在步骤c和步骤d之间，接收到第一触发指令后，进入步骤d。

优选地，步骤c中，通过可移动的指引光源指引当前待装配零部件在PCB板上的目标装配位置包括：

通过图像采集装置采集PCB板的当前状态图像，该当前状态图像包括PCB板图像、PCB板在操作台上的当前摆放位置和当前摆放状态；

将当前状态图像、零部件布局作对比，根据当前摆放位置和当前摆放状态，将PCB板图像与零部件布局相匹配，获得目标装配位置与当前待装配零部件在零部件布局中的位置之间的对应关系，根据对应关系和指引光源的当前位置获得指引光源的移动路径；

指引光源按照移动路径移动，指引目标装配位置。

优选地，在步骤c中，操作台上具有用于固定PCB板的放置平台，PCB板与放置平台在水平面上的投影形状一致，放置平台与零部件布局具有相对应的坐标关系，PCB板放置于放置平台内。

在步骤c中，通过可移动的指引光源指引当前待装配零部件在PCB板上的目标装配位置包括：

获得目标装配位置与当前待装配零部件在零部件布局中的位置之间的对应关系，根据对应关系和指引光源的当前位置获得指引光源的移动路径；

指引光源按照移动路径移动，指引目标装配位置。

优选地，在步骤d之后，方法还包括：

若装配合格，则按照装配顺序，指引当前待装配零部件后的待装配零部件的存储位置、目标装配位置；

若装配不合格，则发出重新装配警报；

接收到第二触发指令后，重复步骤b、c、d。

第二方面，本申请提供一种零部件装配装置，该零部件装配装置应用于第一方面所描述的基于PCB板的装配指引方法。

由于上述技术方案运用，本发明相较现有技术具有以下优点：通过指示灯、可移动的指引光源的形式，实时地高亮指示当前待装配零件的存储位置和装配位置，实现对人工操作的动态指引，零件拿取、装配准确率高，对于若干待装配零件，能够依序一一指引工人获取零件并对应安装，装配过程有条不紊，减小人为因素对装配准确度的影响、降低产品报废率；零件安装完成后，检测零件装配是否合格，减少后道人工质检的工序次数，进而降低质检成本；相较全自动化装配还降低了造价以及维护成本。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的组件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是本发明中基于PCB板的装配指引方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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。

在本发明的描述中，需要说明的是，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

参考附图1，本申请提供一种基于PCB板的装配指引方法，该方法具有如下步骤：

a、获取PCB板的装配信息、各所需零部件的存储位置。

其中，该装配信息包括：PCB板的零部件布局、所需零部件的零部件编号、装配顺序。具体地，PCB板上的零部件布局用于指示上述的各所需零部件安装在PCB板上时的位置分布。可选地，在步骤a中，装配信息获取方式包括但不限于：装配前预先在控制端进行板材信息的初始化设置、控制端接收PCB板材信息等，本领域技术人员可根据实际需求进行设置。

优选地，各类型的零部件一一对应地存储于各储料盒中，每个上述储料盒均具有一个料盒编号，且在步骤a之前，需要根据零部件与储料盒的存储关系将各零部件编号与各料盒编号建立一一对应关系。例如，各型号的零部件均具有相应二维码，各储料盒也具备二维码，通过扫描二维码获取零部件编号和料盒编号，并在人机互动的控制端将上述的各零部件编号和各料盒编号按照存储关系建立一一对应的函数关系。例如，编号1的所有零部件均存储于料盒A中，编号2的零部件均存储于料盒B中，则将1与A、2与B建立对应函数关系。可选地，本领域技术人员可采用建立BOM数据等任一能实现上述建立对应关系的技术，本申请对此不再做具体限定和赘述。

其中，在步骤a中，“获取各所需零部件的储存位置”的步骤包括：

根据零部件编号与料盒编号之间的对应关系，确认存储有所需零部件的储料盒的料盒编号，从而获得各所需零部件的储存位置。

b、根据上述的存储位置，按照装配顺序，指引目标存储位置，该目标存储位置即当前待装配零部件的存储位置。

进一步地，在步骤b包括：

根据上述的零部件编号与料盒编号之间的对应关系，确认当前待装配零部件的零部件编号，根据上述零部件编号与料盒编号之间的对应关系确认目标料盒编号，并点亮与目标料盒编号所对应的储料盒上的指示灯。

其中，上述的目标料盒编号所对应的目标料盒中存放有上述的待装配零部件，且每个储料盒上均设置有指示灯。

c、通过可移动的指引光源指引当前待装配零部件在PCB板上的目标装配位置。

可选地，步骤c中的可移动的指引光源为投影、激光等任一能实现指引功能的现有技术，本申请对指引光源的具体种类不做限定。

可选地，步骤c具有两种实现方式。

方式1：

c1、该零部件装配设备具有图像采集装置，通过图像采集装置采集PCB板的当前状态图像，当前状态图像包括PCB板图像、PCB板在操作台上的当前摆放位置和当前摆放状态。

c2、将当前状态图像、零部件布局作对比，根据当前摆放位置和当前摆放状态，将PCB板图像与零部件布局相匹配，获得目标装配位置与当前待装配零部件在零部件布局中的位置之间的对应关系，根据对应关系和指引光源的当前位置获得指引光源的移动路径。

c3、指引光源按照移动路径移动，指引目标装配位置。

其中，在步骤c2中，通过当前状态图像、零部件布局识别当前待装配零部件在当前状态图像中的位置中，可通过图像识别程序、神经网络模型等现有技术中任一能实现该效果的技术方案，本申请对此不做具体限制。在本申请中，通过采集PCB板的当前状态图像以识别、获得当前待装配零部件的目标位装配置可以高效定位，从而提高指引准确率，降低零部件装配过程中的失误率。

方式2：

待装配的PCB板设置于操作台上，该装配设备具有操作台，操作台上具有用于固定PCB板的放置平台，该放置平台与PCB板在水平面上的投影形状一致，放置平台与零部件布局具有相对应的坐标关系，PCB板放置于放置平台内。步骤c中，通过可移动的指引光源指引当前待装配零部件在PCB板上的目标装配位置包括：

c4、获得目标装配位置与当前待装配零部件在零部件布局中的位置之间的对应关系，根据对应关系和指引光源的当前位置获得指引光源的移动路径。

c5、指引光源按照移动路径移动，指引目标装配位置。

可选地，在步骤c后，该方法还包括：

装配人员手动发出第一触发指令，设备接收到第一触发指令后进入下一步骤。该第一触发指令的发出方式为：操作人员通过人机互动的方式手动发出触发指令，如通过点击触发按钮、通过预设姿势触发感应装置从而发出触发指令等。需要说明的是，触发指令的发出、接收均为现有技术，本申请对该触发指令的具体发出、接收方式不做限定。

d、检测所述待装配零部件是否装配合格。

具体地，在步骤d之后，若装配合格，则按照上述的装配顺序，继续指引零部件装配。若装配不合格，则发出重新装配警报，且在操作人员发出第二触发指令后，重复步骤b、c、d。步骤d对于零件装配的检测项目包括但不限于零件在PCB上的位置、相对PCB的偏移角度以及偏移尺寸。

可选地，步骤d中，可通过通电检测、传感器检测、激光检测等方法执行步骤d，本申请对如何检测待装配零部件是否装配合格（即检测待装配零部件装配合格的具体方法）并不做具体限制。

可选地，在所有零部件装配完毕后，可再次进行上述的步骤d，以增加质检的频率，从而可以进一步降低人工装配所带来的产品报废率。

以下为该装配指引方法应用于实际生产流水线中为例而做出的实施例说明。

实施例1

步骤1：将PCB板的装配信息导入至装配设备内，得到PCB板的零部件布局、所需零部件的零部件编号、装配顺序。在本实施例中，所需零部件编号为1、2、3，装配顺序为1、2、3。

步骤2：将各所需零部件的零部件编号与各储料盒的料盒编号建立一一对应关系。例如，所需零部件为1、2、3，分别存储于a、b、c储料盒，则将1-a、2-b、3-c分别建立对应关系。

步骤3：根据上述的所需零部件的各零部件编号，获得当前状态下存储有所需零部件的储料盒的料盒编号，从而获得各所需零部件的具体存储位置。根据各所需零部件的零部件编号，获知上述1、2、3零部件的存储位置。

步骤4：根据装配顺序，先点亮存储有1零部件的a储料盒，再通过指引光源指引1零部件在PCB板上的目标装配位置。

步骤5：操作人员点触按钮发出第一触发指令后，检测1零部件是否装配到位。

步骤6：点亮存储有2零部件的b储料盒，再通过指引光源指引2零部件在PCB板上的目标装配位置。

步骤7：操作人员点触按钮发出第一触发指令后，检测2零部件是否装配到位。

步骤8：点亮存储有3零部件的c储料盒，再通过指引光源指引3零部件在PCB板上的目标装配位置。

步骤9：操作人员点触按钮发出第一触发指令后，检测3零部件是否装配到位。

步骤10：装配结束后，取出PCB板，再次进行整体装配合格检测。

实施例2

本实施例与实施例1中的装配信息均一致。

步骤1：将PCB板的装配信息导入至装配设备内，得到PCB板的零部件布局、所需零部件的零部件编号、装配顺序。所需零部件编号分别为1、2、3，装配顺序为1、2、3。

步骤2：将各所需零部件的零部件编号与各储料盒的料盒编号建立一一对应关系。例如，所需零部件为1、2、3，分别存储于a、b、c储料盒，则将1-a、2-b、3-c分别建立对应关系。

步骤3：根据上述的所需零部件的各零部件编号，获得当前状态下存储有所需零部件的储料盒的料盒编号，从而获得各所需零部件的具体存储位置。根据各所需零部件的零部件编号，获知上述1、2、3零部件的存储位置。

步骤4：根据装配顺序，先点亮存储有1零部件的a储料盒，再通过指引光源指引1零部件在PCB板上的目标装配位置。

步骤5：操作人员点触按钮发出第一触发指令后，检测1零部件是否装配到位。

步骤6：点亮存储有2零部件的b储料盒，再通过指引光源指引2零部件在PCB板上的目标装配位置。

步骤7：操作人员点触按钮发出第一触发指令后，检测2零部件是否装配到位。

步骤8：检测结果为装配不合格，发出重新装配警报。

步骤9：操作人员点触按钮发出第二触发指令，设备收到第二触发指令后，点亮b储料盒，通过指引光源指引2零部件在PCB板上的目标装配位置。

步骤10：操作人员点触按钮发出第一触发指令后，检测2零部件是否装配到位。

步骤11：点亮存储有3零部件的c储料盒，再通过指引光源指引3零部件在PCB板上的目标装配位置。

步骤12：操作人员点触按钮发出第一触发指令后，检测3零部件是否装配到位。

步骤13：装配结束后，取出PCB板，再次进行装配合格检测。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于PCB板的装配指引方法，其特征在于，所述方法包括：

a、获取PCB板的装配信息，所述装配信息包括PCB板的零部件布局、所需零部件的零部件编号、装配顺序，获取各所需零部件的存储位置；

b、根据所述存储位置，按照所述装配顺序，指引目标存储位置，所述目标存储位置即当前待装配零部件的存储位置；

c、通过可移动的指引光源指引当前待装配零部件在所述PCB板上的目标装配位置；

d、检测所述待装配零部件是否装配合格。

2.根据权利要求1所述的基于PCB板的装配指引方法，其特征在于，每个所述储料盒均具有料盒编号，各类型的所述零部件一一对应地存储于各储料盒中，将各所述零部件编号与各所述料盒编号建立一一对应关系；

在所述步骤a中，所述获取各所需零部件的储存位置的步骤包括：

根据所述零部件编号与所述料盒编号之间的对应关系，确认存储有所述所需零部件的储料盒的料盒编号，获得各所需零部件的储存位置。

3.根据权利要求2所述的基于PCB板的装配指引方法，其特征在于，所述储料盒上具有指示灯，在所述步骤b中，所述指引目标存储位置包括：

根据所述装配顺序，确认目标编号，所述目标编号即当前待装配零部件的零部件编号；

根据所述目标编号确认目标料盒编号，所述目标料盒编号即与所述目标编号相对应的料盒编号，点亮与所述目标料盒编号相对应的储料盒上的指示灯。

4.根据权利要求1所述的基于PCB板的装配指引方法，其特征在于，在所述步骤c和所述步骤d之间，接收到第一触发指令后，进入步骤d。

5.根据权利要求1所述的基于PCB板的装配指引方法，其特征在于，所述步骤c中，所述通过可移动的指引光源指引当前待装配零部件在所述PCB板上的目标装配位置包括：

通过图像采集装置采集所述PCB板的当前状态图像，该当前状态图像包括PCB板图像、PCB板在操作台上的当前摆放位置和当前摆放状态；

将所述当前状态图像、所述零部件布局作对比，根据所述当前摆放位置和所述当前摆放状态，将所述PCB板图像与所述零部件布局相匹配，获得所述目标装配位置与当前待装配零部件在所述零部件布局中的位置之间的对应关系，根据所述对应关系和所述指引光源的当前位置获得指引光源的移动路径；

所述指引光源按照所述移动路径移动，指引所述目标装配位置。

6.根据权利要求1所述的基于PCB板的装配指引方法，其特征在于，在所述步骤c中，操作台上具有用于固定所述PCB板的放置平台，所述PCB板与所述放置平台在水平面上的投影形状一致，所述放置平台与零部件布局具有相对应的坐标关系，所述PCB板放置于所述放置平台内；

在所述步骤c中，所述通过可移动的指引光源指引当前待装配零部件在所述PCB板上的目标装配位置包括：

获得所述目标装配位置与当前待装配零部件在所述零部件布局中的位置之间的对应关系，根据所述对应关系和所述指引光源的当前位置获得指引光源的移动路径；

所述指引光源按照所述移动路径移动，指引所述目标装配位置。

7.根据权利要求1所述的基于PCB板的装配指引方法，其特征在于，在所述步骤d之后，所述方法还包括：

若装配合格，则按照所述装配顺序，指引所述当前待装配零部件后的待装配零部件的存储位置、目标装配位置；

若装配不合格，则发出重新装配警报；

接收到第二触发指令后，重复步骤b、c、d。

8.一种零部件装配装置，其特征在于，所述零部件装配装置应用于权利要求1~7所述的基于PCB板的装配指引方法。

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