CN116532328B - 一种pcb板涂胶方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PCB板涂胶方法，具体步骤如下：S1：在涂胶前，采集PCB板的图像，对PCB板的轮廓进行识别；S2：通过所获得PCB板轮廓在电机上进行涂胶路径的规划；S3：三轴移动机构带动胶枪位移，按设定的涂胶轨迹进行涂胶；S4：采集胶条轨迹图像，判断是否有断胶区域，如否，则结束，如是，则进行补胶。本发明能够通过视觉图像处理方式检测断胶区域，快速对断胶区域进行补胶，提升PCB板装配质量。
Description
技术领域
本发明涉及PCB装配领域，特别是一种PCB板涂胶方法。
背景技术
电动助力转向系统在安装时，需要将PCB板安装在电机的上端，在放置PCB板之前需要在电机上端涂上导热胶，导热胶能够很好地填充接触面间缝隙传递热量，改善两种物体间的热传递。现有在电动转向助力领域PCB板的涂胶装配时，检查是否断胶普遍采用人工目测进行检测，人工目测存在效率低下检测效果差以及检查的标准不一致等问题，这就使得装配质量较为不理想。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种PCB板涂胶方法。本发明能够通过视觉图像处理方式检测断胶区域，快速对断胶区域进行补胶，提升PCB板装配质量。
本发明的技术方案：一种PCB板涂胶方法，主要是PCB板安装前在电机上进行涂胶，具体步骤如下：
S1：在涂胶前，采集PCB板的图像，对PCB板的轮廓进行识别；
S2：通过所获得PCB板轮廓在电机上进行涂胶路径的规划；
S3：三轴移动机构带动胶枪位移，按设定的涂胶轨迹进行涂胶；
S4：采集胶条轨迹图像，判断是否有断胶区域，如否，则结束，如是，则进行补胶。
上述的PCB板涂胶方法中，在所述的S1步骤中，采集完PCB板的图像后对获得的图像进行预处理，预处理包括图像的增强、图像的平滑与去噪、图像的灰度化以及图像阈值分割，之后建立轮廓点云坐标。
前述的PCB板涂胶方法中，所述的S2步骤中的涂胶路径规划按下述步骤进行：
步骤S2.1：根据所获得的PCB板外轮廓图像曲线作出一阶导曲线，经过图像处理得到PCB板的内轮廓图像；
步骤S2.2：涂胶路径的斜率范围在A和B之间，判断实际涂胶路径的斜率，当A<k<B时，说明涂胶路径y轴方向运动缓慢，此时对x轴等间距分割取点，在整段区间内x轴步进电机做匀速运动，y轴步进电机根据分割后每段区间的起始点距离做匀速运动；当k<A或k>B时，说明涂胶路径x轴方向运动缓慢，此时对y轴等间距分割取点，在整段区间内y轴步进电机做匀速运动，x轴步进电机根据分割后每段区间的起始点距离做匀速运动；
步骤S2.3：在x、y轴上所取得点后确定PCB板外轮廓曲线上的点，对该点做法线与内轮廓相交，取内外轮廓之间的中点，即为电机运动的目标轨迹。
前述的PCB板涂胶方法中，所述的步骤S3中，根据步骤2中规划好的路径信息，将涂胶路径分成多个坐标点，x、y轴电机通过两个方向的移动来实现点位的移动，确定x、y轴电机运动策略，若电机处于匀速状态时，则电机所要移动到的目标位置与当前电机所在的位置进行比较，获得比较结果，根据比较结果输出涂胶控制信号，实现涂胶；若步进电机处于加速或者减速状态时，电机的运动策略难以预测，则确定当前坐标点位置与目标坐标点位置之间的距离，根据距离计算出电机加速度对应的脉冲信号，设置电机的运行电流，将延迟的脉冲信号给电机。
前述的PCB板涂胶方法中，在步骤4中，所述断胶检测是采集涂胶完成后的涂胶轨迹图像，图像进行预处理后通过边缘提取算法获取胶条边缘轮廓，计算出包围轮廓的面积，得出的计算值与设定的阈值对比，若计算值小于设定的阈值，则判断为断胶，若否，则结束。
前述的PCB板涂胶方法中，在步骤4中，所述补胶是通过所获得的图像信息计算出断胶处坐标，判断断胶间隙，断胶长度阈值为2mm，若断胶间隙小于2mm，则三轴机构移动胶枪上的电热片至断胶处，加热片熔化降低其高度并抚平使其与胶线高度大致相同，使胶线平顺均匀；若断胶间隙大于2mm，则三轴机构移动胶枪上的电热片至断胶处，加热片熔化两侧隆起，胶枪喷补充剩余部分，抚平使胶线平顺均匀。
与现有技术相比，本发明具有以下的优点：
1、在本发明通过视觉图像处理方式识别PCB板轮廓，获得轮廓图像规划涂胶路径，之后进行涂胶，对涂胶后断胶区域进行检测，快速对断胶区域进行补胶，完整胶条，提升PCB板装配质量。
2、通过对不同工况的x、y轴电机提出不同的控制策略，使胶枪在x、y轴移动时能够匀速，提升涂胶路径的精准度。
3、对获得PCB板图像进行预处理，提升图像质量，便于更好地识别PCB板的轮廓，方便规划涂胶路径。
附图说明
图1为本发明的总体流程图；
图2为图像预处理流程图；
图3为涂胶路径规划流程图；
图4为PCB板外轮廓曲线示意图；
图5为涂胶机构涂胶流程图；
图6为断胶检测流程图；
图7为补胶流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明限制的依据。
实施例：一种PCB板涂胶方法，主要是PCB板安装前在电机上进行涂胶，具体步骤如下：
S1：在涂胶前，采集PCB板的图像，对PCB板的轮廓进行识别；
S2：通过所获得PCB板轮廓在电机上进行涂胶路径的规划；
S3：三轴移动机构带动胶枪位移，按设定的涂胶轨迹进行涂胶；
S4：采集胶条轨迹图像，判断是否有断胶区域，如否，则结束，如是，则进行补胶。总体流程如附图1所示。
如附图2所示，在所述的S1步骤中，采集完PCB板的图像后对获得的图像进行预处理，预处理包括图像的增强、图像的平滑与去噪、图像的灰度化以及图像阈值分割，之后建立轮廓点云坐标。所述的图像灰度化是指亮度的变化，并没有颜色差别，用Y表示亮度大小，其转化公式如下：
Y＝αR+βG+γB
α+β+γ＝1
其中α＝0.229、β＝0.587、γ＝0.184是灰度值处理效果较好，在光照不均匀的情况下，如果光照强度较亮，则采集到的图像灰度值主要分布在高灰度值区域，如果光照强度较弱，则采集到的图像的灰度值主要分布在低灰度值区域，这样就会直接会影响到图像处理的质量,采用了Gamma校正方法对图像的灰度进行非线性修正。对获得PCB板图像进行预处理，提升图像质量，便于更好地识别PCB板的轮廓，方便规划涂胶路径。
如附图3所示，所述的S2步骤中的涂胶路径规划按下述步骤进行：步骤S2.1：根据所获得的PCB板外轮廓图像曲线作出一阶导曲线，如附图4所示，经过图像处理得到PCB板的内轮廓图像；步骤S2.2：涂胶路径的斜率范围在A和B之间，判断实际涂胶路径的斜率，当A<k<B时，说明涂胶路径y轴方向运动缓慢，为了使涂胶均匀，沿x方向进行等距分割取点，这样分割出的路径短，便于在整段区间内x轴步进电机做匀速运动，y轴步进电机根据分割后每段区间的起始点距离做匀速运动；当k<A或k>B时，说明涂胶路径x轴方向运动缓慢，同理此时对y轴等间距分割取点，在整段区间内y轴步进电机做匀速运动，x轴步进电机根据分割后每段区间的起始点距离做匀速运动，当k值取1、-1时x、y轴电机运动速度相等，因此A＝-1，B＝1为涂胶策略变化的分割点。当-1<k<1时，执行策略1，即x轴电机在整个策略内匀速运动，y轴电机根据分割后每段区间的起始点距离和匀速的x轴电机确定自身的匀速运动。当-1>k,k>1时，执行策略2，即y轴电机匀速运动，x根据分割后每段区间的起始点距离和匀速的y轴电机确定自身的匀速运动；通过执行如此的运动策略能够使x、y轴电机的运动速度变化更加平缓，便于涂胶均匀；分割完成之后对分割区域进行分析，若一组策略1中存在一个策略2，则将策略2转化为1的执行策略，为了避免斜率k在AB范围内的频繁变化导致x，y电机控制策略频繁切换引起电机速度产生误差，在一段区间集中若其中一单位区间采用的策略与区间集采用的策觉不同，则将此单位区间策略改为区间集采用的策觉，避免因控制策略的频繁变换引起电机的运动误差；步骤S2.3：在x、y轴上所取得点后确定PCB板外轮廓曲线上的点，对该点做法线与内轮廓相交，取内外轮廓之间的中点，即为电机运动的目标轨迹，完整得出涂胶路径，涂胶机构按照规划的路径进行有效涂胶。
如附图5所示，所述的步骤S3中，根据步骤2中规划好的路径信息，将涂胶路径分成多个坐标点，实际路径为多段的直线，将每段直线分为x轴和y轴，简化x、y轴电机的控制策略，通过获得的x、y轴电机的运动速度，制定出胶量的控制策略。x、y轴电机通过两个方向的移动来实现点位的移动，确定x、y轴电机运动策略，若电机处于匀速状态时，则电机所要移动到的目标位置与当前电机所在的位置进行比较，获得比较结果，根据比较结果输出涂胶控制信号，实现涂胶；若步进电机处于加速或者减速状态时，电机的运动策略难以预测，则确定当前坐标点位置与目标坐标点位置之间的距离，根据距离计算出电机加速度对应的脉冲信号，设置电机的运行电流，将延迟的脉冲信号给电机，输出两轴电机的运动状态，和确定的电机运动策略进行对比看是否符合，若否则继续调整，若是则输出涂胶控制信号进行涂胶。通过对不同工况的x、y轴电机提出不同的控制策略，使胶枪在x、y轴移动时能够匀速，提升涂胶路径的精准度。
所涂抹的胶条不连续，有间隙会导致PCB板粘黏的效果降低，影响PCB板装配质量，所以对胶条断裂的检测至关重要。如附图6所示，在步骤4中，所述断胶检测是采集涂胶完成后的涂胶轨迹图像，对图像预处理得到二值化图像，二值化图像能够使图像中数据量大为减少，凸显目标的轮廓，图像进行预处理后通过边缘提取算法获取胶条边缘轮廓，计算出包围轮廓的面积，得出的计算值与设定的阈值对比，若计算值小于设定的阈值，则判断为断胶，若否，则结束。
如附图7所示，在步骤4中，由CCD相机检测胶线喷涂情况，经点胶缺陷检测的图像处理算法处理识别胶线是否断胶，计算出断胶出位置，所述补胶是通过所获得的图像信息计算出断胶处坐标，判断断胶间隙，断胶长度阈值为2mm，若断胶间隙小于2mm，则三轴机构移动胶枪上的电热片至断胶处，加热片熔化降低其高度并抚平使其与胶线高度大致相同，使胶线平顺均匀；若断胶间隙大于2mm，则三轴机构移动胶枪上的电热片至断胶处，加热片熔化两侧隆起，胶枪喷补充剩余部分，抚平使胶线平顺均匀。根据实际断胶间隙的大小，作出不同的补胶方式，精确补胶，有效提升补胶质量。
本发明的工作原理：通过视觉图像处理方式识别PCB板轮廓，获得轮廓图像规划涂胶路线，紧接着针对x、y轴电机不同的运动工况，提出不同的控制策略，使得两轴电机匀速移动，保证涂胶精准度；之后通过采集胶条图像获得断胶位置，根据不同的断胶间隙作出不同的补胶方式，精确补胶，有效提升补胶质量，进而PCB板装配质量得到提升。
以上实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制，且本实施例中，上、下、左、右、前、后只代表其相对位置而不表示其绝对位置。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (4)
1.一种PCB板涂胶方法，主要是PCB板安装前在电机上进行涂胶，其特征在于：具体步骤如下：
S1：在涂胶前，采集PCB板的图像，对PCB板的轮廓进行识别；
S2：通过所获得PCB板轮廓在电机上进行涂胶路径的规划；
S3：三轴移动机构带动胶枪位移，按设定的涂胶轨迹进行涂胶；
S4：采集胶条轨迹图像，判断是否有断胶区域，如否，则结束，如是，则进行补胶；
所述的S2步骤中的涂胶路径规划按下述步骤进行：
步骤S2.1：根据所获得的PCB板外轮廓图像曲线作出一阶导曲线，经过图像处理得到PCB板的内轮廓图像；
步骤S2.2：涂胶路径的斜率范围在A和B之间，判断实际涂胶路径的斜率，当A<k<B时，说明涂胶路径y轴方向运动缓慢，此时对x轴等间距分割取点，在整段区间内x轴步进电机做匀速运动，y轴步进电机根据分割后每段区间的起始点距离做匀速运动；当k<A或k>B时，说明涂胶路径x轴方向运动缓慢，此时对y轴等间距分割取点，在整段区间内y轴步进电机做匀速运动，x轴步进电机根据分割后每段区间的起始点距离做匀速运动；
步骤S2.3：在x、y轴上所取得点后确定PCB板外轮廓曲线上的点，对该点做法线与内轮廓相交，取内外轮廓之间的中点，即为电机运动的目标轨迹；
所述的步骤S3中，根据步骤2中规划好的路径信息，将涂胶路径分成多个坐标点，x、y轴电机通过两个方向的移动来实现点位的移动，确定x、y轴电机运动策略，若电机处于匀速状态时，则电机所要移动到的目标位置与当前电机所在的位置进行比较，获得比较结果，根据比较结果输出涂胶控制信号，实现涂胶；若步进电机处于加速或者减速状态时，电机的运动策略难以预测，则确定当前坐标点位置与目标坐标点位置之间的距离，根据距离计算出电机加速度对应的脉冲信号，设置电机的运行电流，将延迟的脉冲信号给电机。
2.根据权利要求1所述的PCB板涂胶方法，其特征在于：在所述的S1步骤中，采集完PCB板的图像后对获得的图像进行预处理，预处理包括图像的增强、图像的平滑与去噪、图像的灰度化以及图像阈值分割，之后建立轮廓点云坐标。
3.根据权利要求1所述的PCB板涂胶方法，其特征在于：在步骤4中，所述断胶检测是采集涂胶完成后的涂胶轨迹图像，图像进行预处理后通过边缘提取算法获取胶条边缘轮廓，计算出包围轮廓的面积，得出的计算值与设定的阈值对比，若计算值小于设定的阈值，则判断为断胶，若否，则结束。
4.根据权利要求1所述的PCB板涂胶方法，其特征在于：在步骤4中，所述补胶是通过所获得的图像信息计算出断胶处坐标，判断断胶间隙，断胶长度阈值为2mm，若断胶间隙小于2mm，则三轴机构移动胶枪上的电热片至断胶处，加热片熔化降低其高度并抚平使其与胶线高度大致相同，使胶线平顺均匀；若断胶间隙大于2mm，则三轴机构移动胶枪上的电热片至断胶处，加热片熔化两侧隆起，胶枪喷补充剩余部分，抚平使胶线平顺均匀。
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