CN204422437U - 一种离线式精确检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种离线式精确检测设备，其技术方案要点是包括工作台，工作台上连接有支撑架，支撑架一端固定连接有检测部，检测部的下方设有载物台，检测部包括光源安装座，光源安装座包括相机安装部以及光源安装部，相机安装部上连接有相机，光源安装部上连接有四个光源安装架，光源安装架上均倾斜的连接有光源结构，相机的镜头穿过光源安装部且镜头的底部与光源结构的底部齐平，支撑架上还设有驱动结构。本实用新型能从四个方向同时对被检测锡膏进行照射，使得锡膏中心与周边的光亮度均匀性高，解决了传统的三个LED灯照射锡膏时而产生的阴影、不被照亮等光学问题，提高了图片灰阶抽取运算的精度，保证了锡膏测量结果的准确性。

Description

一种离线式精确检测设备

技术领域

本实用新型涉及三维物体测量技术领域，更具体地说，它涉及一种离线式精确检测设备。

背景技术

随着表面贴装技术(Surface Mounted Technology, SMT)的发展，电路板(Printed Circuit Board)中装配的元件越来越小，元件装配密度越来越大，焊点变得越来越小，在电路板在制作过程中，通常需要印刷锡膏,但是锡膏印刷流程会产生很多缺陷已经是一个不争的事实，一些报道甚至指出这类缺陷数量已占总缺陷数量的80%，另外一个众所周知事实是锡膏量是判断焊点质量及其可靠性的一个重要指标,锡膏厚度测试仪可以有效的在印刷制程中发现潜在的不良，提供有效的统计过程控制(Statistical Process Control，SPC)制程控制数据，使最终的不良率大大降低。

由于目前电子制造竞争日趋激烈，产生缺陷越多意味着利润的损失，甚至导致亏损,越来越多的公司在发单给电子制造代工厂时，对质量制程控制要求越来越严格，通常都会要求代工厂有锡膏厚度测试仪，拥有有效控制锡膏印刷过程的能力。

现有技术中，锡膏厚度测试仪是利用光学的原理，通过三角测量的方法把印刷在PCB板上的锡膏高度计算出来，其工作过程一般是先通过多色光照射被测物体(锡膏)，并摄取图片，然后对图片抽取的灰阶运算，对被测物体进行面积计算；其次，通过白光照射被测物体，并摄取图片，采用PMP测高原理对被测物体的高度进行测量；最后，计算出被测物体的体积，进而检测被测物体的印刷质量。

然而，由于LED灯的特性的决定，LED中心发光点亮度总是超过周边光晕亮度很多，因此传统的三个LED灯直射方式会造成被测物体中心与周边的光亮度均匀性很差，即被测物体中心光强度大，而被测物体的周边轮廓光强度小，甚至不被照亮，很容易出现反光、阴影等光学问题，不利于图片抽取的灰阶运算，致使测量结果不准确，给测量带来负面影响。

另外，传统的光源结构存在着结构复杂、体积大、难拆卸等缺点，出现问题时，难以进行更换镜片以满足检测要求，而若不及时的进行更换，也可能会致使测量结果不准确。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的主要目的在于提供一种能用于精确检测锡膏质量的离线式精确检测设备。

本实用新型的次要目的在于提供一种方便拆卸、结构简单的用于精确检测锡膏质量的检测装置。

为实现上述主要目的，本实用新型采用如下技术方案：一种离线式精确检测设备，包括工作台，所述工作台上固定连接有支撑架，所述支撑架背离所述工作台的一端固定连接有用于检测锡膏质量的检测部，所述检测部的下方设有与所述工作台滑动连接的载物台，所述检测部包括与所述支撑架上滑动连接的光源安装座，所述光源安装座包括相机安装部以及光源安装部，所述相机安装部上固定连接有用于摄取锡膏成像图片的相机，所述光源安装部上中心对称的连接有四个光源安装架，每个所述光源安装架上均倾斜的固定连接有用于照射锡膏的光源结构，且所述光源结构与锡膏所在平面呈45°角，所述相机的镜头穿过所述光源安装部且所述镜头的底部与所述光源结构的底部齐平，所述支撑架上还设有用于驱动所述光源安装座竖直运动的驱动结构。

作为优选，所述光源结构包括前桶，所述前桶具有顶部以及底部，所述前桶的顶部滑移连接有光源主架，所述光源主架内由上至下依次固设有LED灯、均光板以及用于固定所述均光板的镜片挡圈，所述前桶的底部卡合有延伸至底部外的凸镜，所述凸镜与所述镜片挡圈之间设有用于固定所述凸镜的前桶镜片挡圈，所述镜片挡圈与所述前桶镜片挡圈之间形成供放置镜片的安装腔，所述前桶的侧壁上设有用于固定所述光源主架的固定结构。

作为优选，所述固定结构包括设置在所述前桶顶部侧壁的螺纹通孔，所述螺纹通孔内螺纹配合有锁紧件，所述锁紧件的一端与所述光源主架抵接，所述锁紧件的另一端延伸至所述螺纹通孔外。

作为优选，所述支撑架上固定连接有垫板，所述垫板上背离所述支撑架的一侧垂直设置有导轨，所述导轨的两侧沿长度方向均设有滑槽，所述光源安装座上固定连接有隔板，所述隔板上固定连接有滑块，所述滑块上设有与所述滑槽相配合的凸条。

作为优选，所述驱动结构包括固定设置在所述垫板上的固定块，所述固定块位于所述导轨的下方，所述固定块上设有螺纹孔，所述螺纹孔内螺纹配合有推杆，所述推杆的一端与所述固定块抵接，所述推杆的另一端延伸至所述螺纹孔外。

作为优选，所述载物台包括底座，所述底座上固定连接有第一导轨组，所述第一导轨组上滑动连接有第一滑块组，所述第一滑块组上固定连接有活动板，所述活动板的上方设有安装板，所述安装板上固定连接有第二导轨组，所述第二导轨组上滑动连接有第二滑块组，所述活动板与所述底座之间设有用于固定所述第二滑块组以及活动板的支板，所述安装板上设有两块挡板，所述挡板上设有载物板，所述挡板与所述安装板之间设有用于调节两块挡板之间距离的调节机构。

作为优选，所述调节机构包括穿设在所述挡板上的光轴，所述安装板的四个角上均固定连接有支撑台，所述光轴固定在所述支撑台之间，至少一块所述挡板上设有用于固定所述挡板相对所述安装板位置的紧固件。

作为优选，所述光源安装架具有安装端与弯折端，所述安装端与所述弯折端之间的夹角为135度，所述安装端固定连接在所述光源安装部侧壁上，所述光源结构螺栓连接在所述弯折端上。

作为优选，所述前桶的顶部靠近所述光源主架的端面上设有拆装槽，所述拆装槽的侧壁与外界相通。

作为优选，所述推杆与所述固定块抵接的一端设有半球形的抵接头，所述推杆延伸至所述螺纹孔外的一端设有手轮。

作为优选，所述滑槽与所述凸条的截面均呈圆弧状。

本实用新型相对现有技术相比具有：通过四个中心对称的光源结构，使得四个LED灯从四个方向同时对被检测锡膏进行照射，从而使得锡膏中心与周边的光亮度均匀性很高，消除了锡膏中心光强度大而锡膏周边轮廓光强度小的弊端，有效的避免了因三个LED灯4照射锡膏时而产生的阴影、不被照亮等光学问题，方便了相机对于图片灰阶的抽取，使得运算结果更优良，大大保证了锡膏测量结果的准确性；而侧壁成阶梯状的容纳腔和容置腔，能更方便的对LED灯、均光板、镜片挡圈以及对凸镜、前桶镜片挡圈的安装和定位；螺纹通孔内的螺钉对于光源主架的挤压，既实现了对光源主架的固定，方便了光源主架的安装和拆卸，还能够通过螺钉对光源主架的作用，来实现光源主架高度的调节，这样就可以根据不同精度的要求来相应的更换镜片，从而来实现不同精确程度等级检测的目的；和外界相通的拆装槽，则方便了光源主架的安装和拆卸，避免了光源主架卡死在顶部。

附图说明

图1为本实用新型离线式精确检测设备实施例的轴测图；

图2为工作台的爆炸图；

图3为驱动结构的结构示意图；

图4为图3的A部放大图；

图5为图4的B部放大图；

图6为检测部的内部结构示意图；

图7为图6的正视图；

图8为光源结构的示意图；

图9为图7的爆炸结构示意图；

图10为图7的内部结构示意图；

图11为前桶的结构示意图。

图中：1000、工作台；1100、支撑架；1110、支撑板；1120、垫板；1121、导轨；11210、滑槽；1122、固定块；1123、推杆；11231、抵接头；11232、手轮；2000、隔板；2100、滑块；2110、凸条；3000、检测部；4000、载物台；4100、底座；4110、第一导轨组；4200、活动板；4210、第一滑块组；4300、安装板；4310、第二导轨组；4400、支板；4410、第二滑块组；4500、锁紧杆；4600、载物板；4700、光轴；4800、支撑台；4900、挡板；4910、凸台；100、光源结构；1、光源后盖；2、前桶；21、顶部；211、螺纹通孔；212、拆装槽；22、底部；23、容置腔；231、第四阶梯；232、第五阶梯；3、光源主架；31、容纳腔；311、第一阶梯；312、第二阶梯；313、第三阶梯；4、LED灯；5、均光板；6、镜片挡圈；61、凹槽；7、前桶镜片挡圈；8、凸镜；81、卡合端；82、穿透端；9、镜片；91、凸起；10、安装腔；11、螺钉；200、光源安装座；210、相机安装部；220、光源安装部；221、安装槽；300、相机；310、镜头；400、光源安装架；410、安装端；420、弯折端；500、锡膏所在平面。

具体实施方式

参照图1至图11对本实用新型离线式精确检测设备实施例作进一步说明。

一种离线式精确检测设备，包括工作台1000，工作台1000通过螺栓固定连接着一个支撑架1100，支撑架1100远离工作台1000的一端焊接着一块支撑板1110，支撑板1110通过螺栓固定着一块垫板1120，垫板1120远离支撑板1110的一侧垂直设置着导轨1121，这样垫板1120就能方便导轨1121的安装、固定，导轨1121沿自身长度方向的两个相对于的侧面上都开设有滑槽11210，导轨1121上滑动连接着滑块2100，滑块2100上则开设着和滑槽11210相配合的凸条2110，滑块2100通过螺栓固定在一块隔板2000上，隔板2000相对支撑架1100的另一侧还固定着一个用来检测锡膏质量的检测部3000，检测部3000的下方设置有一个用来装载被检测锡膏的载物台4000，载物台4000是和工作台1000滑动连接的，载物台4000包括一个底座4100，在底座4100上通过螺栓安装着第一导轨组4110，第一导轨组4110上滑动配合着第一滑块组4210，第一滑块组4210是固定在一块活动板4200上的，而活动板4200的上方则设置有一块安装板4300，安装板4300上通过螺栓安装着第二导轨组4310，第二导轨组4310上滑动配合着第二滑块组4410，在活动板4200和底座4100之间设置有一个支板4400，第二滑块组4410以及活动板4200就通过支板4400固定在一起，需要强调的是，第一导轨组4110和第二导轨组4310是相互垂直的，这样就可以通过第一滑块组4210、第二滑块组4410分别在第一导轨组4110、第二导轨组4310上滑动来实现整个载物台4000在工作台1000上作两个方向的滑动，而去两个方向的运动互不影响，进而来实现对放置在载物台4000上的被检测锡膏全方位的检测，从而提高精确程度等级。

把导轨1121和滑块2100、第一导轨组4110和第一滑块组4210、第二导轨组4310和第二滑块组4410都设置成两个，这样能够增加滑动过程中的平稳性；另外，最好将滑槽11210和凸条2110都做成弧形的，即滑槽11210和凸条2110的截面均呈圆弧状，这样既能通过凸条2110和滑槽11210的相互卡合，来防止隔板2000上的滑块2100和垫板1120上的导轨1121的相互分离，又能降低凸条2110和滑槽11210之间摩擦，避免隔板2000带动滑块2100在导轨1121上滑动时，滑块2100和导轨1121相互卡住。

垫板1120上设置有一个固定块1122，固定块1122在导轨1121的下方，在固定块1122上开设有一个螺纹孔，而螺纹孔内则螺纹配合着一个推杆1123，并且保证推杆1123的一端和固定块1122抵接在一起，另一端延伸至螺纹孔外，这样就能够通过旋进或者旋出推杆1123，来达到把固定块1122往上顶或者往下降的目的，进而来实现整个检测部3000作上升或下降的运动，从而能够对被检测的锡膏进行角度、多方位的测量，提高检测的精度。

最好把固定块1122做成楔形的，而在推杆1123上设置一个半球形的抵接头11231，并且保证抵接头11231和固定块1122的斜面抵接在一起，这样能够既省力、又快捷的通过推杆1123实现检测部3000的运动，当然还可以在推杆1123的另一端上设置一个手轮11232，这样能够方便对推杆1123的控制。

在安装板4300上还通过螺栓固定着两块挡板4900，两块挡板4900上放置着载物板4600，两块挡板4900上穿设着两根光轴4700，在安装板4300的四个角上均固定连接着一个支撑台4800，光轴4700就固定相互对应的两个支撑台4800之间，在每块挡板4900外侧的中心处还设置着一个凸台4910，而凸台4910上通过螺纹穿设着一个锁紧杆4500，锁紧杆4500穿过凸台4910的一端能够抵接到安装板4300上，这样在检测不同大小的锡膏时，可以方便的调节两个挡板4900之间的距离，再通过锁紧杆4500和安装板4300之间的抵接，能快速的实现挡板4900的固定，可以在锁紧杆4500和安装板4300抵接的一端增加一个半球状的抵接头11231，来降低锁紧杆4500和安装板4300之间的磨损；当然也可以在锁紧杆4500的另一端固定安装一个手轮11232，来方便锁紧杆4500的调节。

检测部3000包括通过螺栓安装在隔板2000上的光源安装座200，光源安装座200分为相机300安装部210和光源安装部220，相机300安装部210上通过螺栓固定连接着一个相机300，相机300是用来摄取锡膏成像图片的，光源安装部220的四个侧面上都通过螺栓连接有一个光源安装架400，每个光源安装架400上则固定连接着用来照射锡膏的光源结构100，光源结构100包括一个前桶2，前桶2的顶部21和底部22都是开口的，顶部21呈圆桶状，在顶部21的开口处连接着一个光源主架3，光源主架3呈“凹”字状，光源主架3的内部就形成了一个容纳腔31，容纳腔31的底壁的中心处通过螺钉11固定着一个LED灯4，用来作为光源结构100的发光源，在容纳腔31的侧壁上依次同轴安装着均光板5以及镜片挡圈6，均光板5是为了将LED灯4发出的点光转变为面光，从而来避免发光源发出的光因视角小而出现不均匀的现象，镜片挡圈6是用来固定住均光板5的，以防长时间使用时，均光板5和光源主架3出现脱落的情况，最好是把容纳腔31的侧壁做成阶梯状的，如图4所示，LED灯4安装在第一阶梯311上，均光板5安装在第二阶梯312上，镜片挡圈6安装在第三阶梯313上，这样能更方便的对LED灯4、均光板5以及镜片挡圈6的安装以及定位。

前桶2的底部22呈圆台状，而且由顶部21指向底部22的方向呈逐渐收缩之势，底部22的内部形成一个容置腔23，容置腔23内安装着一个凸镜8，凸镜8呈丁字状，具有卡合端81和穿透端82，卡合端81卡合在底部22的开口处，而穿透段则穿过底部22的开口一直延伸到前桶2外，容置腔23的侧壁上则同轴安装着一个前桶镜片挡圈7，用来固定凸镜8的，当然也可以如上所述一样，将容置腔23的侧壁做成阶梯状的，凸镜8卡合在第四阶梯231上，前桶镜片挡圈7安装在第五阶梯232上，以此来方便快捷的达到对凸镜8和前桶镜片挡圈7的安装以及定位的作用。

需要特别说明的是，相机300镜头310的底部是穿过光源安装部220的，并且和每个凸镜8的底部齐平，即相机300的镜头310和每个凸镜的底部处于一个水平面，这样LED灯4发出的光经过均光板5照射到被检测的锡膏时，凸镜8能从四个方向同时对被检测的锡膏进行照射，使得锡膏中心与周边的光亮度均匀性很高，消除了锡膏中心光强度大而锡膏周边轮廓光强度小的弊端，有效的避免了因三个LED灯4照射锡膏时而产生的阴影、不被照亮等光学问题，方便了相机300对于图片灰阶的抽取，使得运算结果更优良，大大保证了锡膏测量结果的准确性。

镜片挡圈6和前桶镜片挡圈7之间形成一个安装腔10，安装腔10是用来安装镜片9的，通过镜片挡圈6和前桶镜片挡圈7的相互夹持，来实现对镜片9的固定，在镜片挡圈6和前桶镜片挡圈7相互靠近的端面上最好对称的开设若干凹槽61，把镜片9的圆周面做成和凹槽61相互配合的凸起91，这样就可以通过凹槽61和凸起91的卡合来对镜片9进行夹紧以及定位，进而达到稳定镜片9的作用，提高检测的精度，避免镜片9在工作时因出现晃动或者旋转而导致摄取的图片出现较大误差的情形。

在前桶2的顶部21的侧壁上开设一个螺纹通孔211，螺纹通孔211内配合一个螺钉11，这样在安装光源主架3时，就可以通过螺钉11对光源主架3的挤压来实现对光源主架3的固定，方便了光源主架3的安装和拆卸；同时，还可以通过螺钉11对光源主架3的作用，来实现光源主架3高度的调节，做这样就可以根据不同精度的要求来相应的更换镜片9，从而来实现不同精确程度检测的目的。

上述结构中，可以对光源安装架400进行优化，把光源安装架400分为安装端410和弯折端420，并且保证安装端410和弯折端420之间的夹角为135度，而将安装端410通过螺栓固定连接在光源安装部220的侧壁上，把光源结构100通过螺栓安装在弯折端420上，这样光源结构100中的凸镜8所在的轴心线和锡膏所在平面500就形成了一个45度的夹角，在LED灯4同时照射锡膏时，能够使得锡膏中心与周边的光亮度均匀性更高，提高了对图片灰阶抽取的精确度，使得锡膏测量的结果更加准确。

另外，考虑到光源结构100安装光源安装架400上时，光源安装架400容易出现不对称而导致四个光源结构100发出的光在照射时无法聚集到被检测的锡膏上，故还可以对光源安装部220作进一步的优化，在光源安装部220的每个侧壁上各开设一个和安装端410大小相适配的安装槽221，并且保证四个安装槽221是中心对称的，而将安装端410通过螺栓固定在安装槽221内，这样既能方便就能够方便光源安装架400的拆装，还充分保证了四个LED灯4发出的光能聚焦到被检测锡膏上，避免了因光无法聚焦到被检测的锡膏上而出现的阴影问题。

在检测锡膏厚度时，作为发光源的四个LED灯4同时从四个方向发出光，每个方向的光经过均光板5时都形成一个均匀的面光，四个方向的面光经过凸镜8的作用，同时照射并聚焦到所要检测的锡膏上，这样就形成了相机300镜头310所要摄取的图片，然后利用系统进行对图片抽取的灰阶运算，进而计算出锡膏的截面积；然后再利用现有的PMP测高原理对锡膏的高度进行测量；最后结合测出的锡膏的面积和高度计算出被测锡膏的体积，从而可以根据测出的锡膏体积来评判出被测锡膏的印刷质量等级，达到精确检测被测锡膏的印刷质量的目的。

上述实施例中，考虑到把光源主架3安装到前桶2的顶部21时，容易出现卡死的情况，而且一旦装进去，不好对光源主架3拆卸，故在前桶2的顶部21靠近光源主架3的端面上开设一个拆装槽212，并保证拆装槽212的侧壁是和外界相通的，这样顶部21就有向外扩散的趋势，方便了光源主架3的安装和拆卸，避免了光源主架3卡死在顶部21。

当然，还可以在前桶2的顶部21的外圆周壁上套一个光源后盖1，如图3，这样在安装好光源主架3时，再套上光源后盖1，既能防止灰尘进入到光源主架3内，对镜片9等起到保护的作用，同时还能够很好的配合拆装槽212的使用，来实现对顶部21的夹紧，进而起到对光源主架3的固定作用。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种离线式精确检测设备，其特征是：包括工作台，所述工作台上固定连接有支撑架，所述支撑架背离所述工作台的一端固定连接有用于检测锡膏质量的检测部，所述检测部的下方设有与所述工作台滑动连接的载物台，所述检测部包括与所述支撑架上滑动连接的光源安装座，所述光源安装座包括相机安装部以及光源安装部，所述相机安装部上固定连接有用于摄取锡膏成像图片的相机，所述光源安装部上中心对称的连接有四个光源安装架，每个所述光源安装架上均倾斜的固定连接有用于照射锡膏的光源结构，且所述光源结构与锡膏所在平面呈45°角，所述相机的镜头穿过所述光源安装部且所述镜头的底部与所述光源结构的底部齐平，所述支撑架上还设有用于驱动所述光源安装座竖直运动的驱动结构。

2.根据权利要求1所述的离线式精确检测设备，其特征是：所述光源结构包括前桶，所述前桶具有顶部以及底部，所述前桶的顶部滑移连接有光源主架，所述光源主架内由上至下依次固设有LED灯、均光板以及用于固定所述均光板的镜片挡圈，所述前桶的底部卡合有延伸至底部外的凸镜，所述凸镜与所述镜片挡圈之间设有用于固定所述凸镜的前桶镜片挡圈，所述镜片挡圈与所述前桶镜片挡圈之间形成供放置镜片的安装腔，所述前桶的侧壁上设有用于固定所述光源主架的固定结构。

3.根据权利要求2所述的离线式精确检测设备，其特征是：所述固定结构包括设置在所述前桶顶部侧壁的螺纹通孔，所述螺纹通孔内螺纹配合有锁紧件，所述锁紧件的一端与所述光源主架抵接，所述锁紧件的另一端延伸至所述螺纹通孔外。

4.根据权利要求1所述的离线式精确检测设备，其特征是：所述支撑架上固定连接有垫板，所述垫板上背离所述支撑架的一侧竖直设置有导轨，所述导轨的两侧沿长度方向均设有滑槽，所述光源安装座上固定连接有隔板，所述隔板上固定连接有滑块，所述滑块上设有与所述滑槽相配合的凸条。

5.根据权利要求4所述的离线式精确检测设备，其特征是：所述驱动结构包括固定设置在所述垫板上的固定块，所述固定块位于所述导轨的下方，所述固定块上设有螺纹孔，所述螺纹孔内螺纹配合有推杆，所述推杆的一端与所述固定块抵接，所述推杆的另一端延伸至所述螺纹孔外。

6.根据权利要求5所述的离线式精确检测设备，其特征是：所述载物台包括底座，所述底座上固定连接有第一导轨组，所述第一导轨组上滑动连接有第一滑块组，所述第一滑块组上固定连接有活动板，所述活动板的上方设有安装板，所述安装板上固定连接有第二导轨组，所述第二导轨组上滑动连接有第二滑块组，所述活动板与所述底座之间设有用于固定所述第二滑块组以及活动板的支板，所述安装板上设有两块挡板，所述挡板上设有载物板，所述挡板与所述安装板之间设有用于调节两块挡板之间距离的调节机构。

7.根据权利要求6所述的离线式精确检测设备，其特征是：所述调节机构包括穿设在所述挡板上的光轴，所述安装板的四个角上均固定连接有支撑台，所述光轴固定在所述支撑台之间，至少一块所述挡板上设有用于固定所述挡板相对所述安装板位置的紧固件。

8.根据权利要求5所述的离线式精确检测设备，其特征是：所述光源安装架具有安装端与弯折端，所述安装端固定连接在所述光源安装部侧壁上，所述光源结构螺栓连接在所述弯折端上。

9.根据权利要求2或3所述的离线式精确检测设备，其特征是：所述前桶的顶部靠近所述光源主架的端面上设有拆装槽，所述拆装槽的侧壁与外界相通。

10.根据权利要求5所述的离线式精确检测设备，其特征是：所述推杆与所述固定块抵接的一端设有半球形的抵接头，所述推杆延伸至所述螺纹孔外的一端设有手轮。