CN204504901U - 一种用于pcb加工设备的视觉定位机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于PCB加工设备的视觉定位机构，包括摄像机和光源，所述摄像机设于待加工或检测的PCB上方，所述光源设于待加工或检测的PCB下方，摄像机和光源一一对应设置，且摄像机和光源位于同一轴线上。本实用新型用于PCB加工设备的视觉定位机构，适用于高精度定位要求，稳定性好，可靠性佳，适用范围广；使用操作简单，结构设计合理，易于操作，对环境无任何影响，且大部分零部件可回收利用，符合环保要求。

Description

一种用于PCB加工设备的视觉定位机构

技术领域

本实用新型涉及一种定位机构，尤其涉及一种用于PCB加工设备的视觉定位机构，属于视觉定位机构技术领域。

背景技术

随着电子工业技术的发展，电子产品正向功能多、可靠性高、短小轻薄、低成本化的趋势发展，这就要求PCB(印制电路板)的加工质量要求越来越高，PCB的加工或检测设备高效率，高稳定。

目前，每一道加工或检测PCB工艺都需要人员的辅助，尤其是在加工时，对工件的定位是加工PCB重要的工艺步骤之一，定位通常是利用定位销将PCB固定或者PCB靠边定位，这两种方式对于精密的PCB加工来说都属于粗基准定位。

在PCB加工过程中，若采用定位销定位则需要专门的工作人员单张上卸料，效率低；并且以定位销定位的方式对PCB加工精度的影响很大，由于定位销属于单点或者多个定位销的多点定位，因此，PCB在切割平台上仍然会存在位移，定位销定位误差性高，影响到PCB加工的精度。

在PCB加工过程中，若采用以靠边定位的粗基准方式，将PCB以工作平台的边沿为基准，进行对准定位，这种方式虽然节省了人力，但靠边定位对边加工精度要求较高，一旦上个工艺中对边加工出现偏差，将造成PCB加工不合格或者报废的情况。基准边的加工精度容易出现问题，这对PCB切割品质影响很大，重者造成后期成品的质量问题，对企业造成较大的经济损失和信誉影响。

综上所述，由于在PCB的加工过程中，定位一旦出现偏差，将会波及PCB后期加工，影响成品质量，造成成品的报废。因此，若要实现PCB加工及检测工艺的全自动化，无人化，PCB定位精确度是十分关键的一个技术难题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提供一种用于PCB加工设备的视觉定位机构，解决现有PCB加工过程中定位不够准确，影响加工精度和成品质量的技术问题，从而能有效的解决上述现有技术中存在的问题。

本实用新型的目的是通过下述技术方案来实现：一种用于PCB加工设备的视觉定位机构，包括摄像机和光源，所述摄像机设于待加工或检测的PCB上方，所述光源设于待加工或检测的PCB下方，摄像机和光源一一对应设置，且摄像机和光源位于同一轴线上。

作为一种优选方式，还包括控制器、前后移动工作台、移动驱动部件、旋转工作台、旋转驱动部件、机械手和机械手驱动气缸，所述摄像机的输出端与控制器的输入端相连，控制器的输出端分别与移动驱动部件、旋转驱动部件和机械手驱动气缸的输入端相连，移动驱动部件与前后移动工作台相连，旋转驱动部件与旋转工作台相连，机械手驱动气缸与机械手相连。

作为进一步优选方式，还包括底座和导轨，所述导轨沿着底座的纵向设置，前后移动工作台设置于导轨上，前后移动工作台能够在移动驱动部件的带动下在导轨上滑动。

作为进一步优选方式，所述旋转工作台设置于前后移动工作台上。

作为进一步优选方式，所述机械手和机械手驱动气缸设置于旋转工作台上，机械手设置于机械手驱动气缸的前方。

作为优选方式之一，所述移动驱动部件包括伺服电机、丝杆、丝杆螺母和联轴器，所述丝杆螺母与前后移动工作台的后端相连，丝杆上安装有联轴器，联轴器与伺服电机相连。

作为优选方式之一，所述旋转驱动部件包括伺服电机、丝杆、丝杆螺母和联轴器，所述丝杆螺母与旋转工作台的侧端相连，丝杆上设置联轴器，联轴器与伺服电机相连。

作为优选方式之一，所述旋转驱动部件为回转气缸或采用旋转直驱马达的驱动机构，回转气缸的上端与旋转工作台下端连接，回转气缸的下端与前后移动工作台的上端连接。

作为优选方式之一，所述旋转驱动部件为采用旋转直驱马达的驱动机构，该驱动机构的上端与旋转工作台下端连接，下端与前后移动工作台的上端连接。

本实用新型的工作过程如下：

待加工或检测的PCB位于摄像机和光源之间时，摄像机和光源一起从右至左移动，对待加工或检测PCB板上的图像或者至少2个以上的标志点进行扫描，并将扫描结果传送给控制器，通过控制器将扫描图像与理论加工或检测的数字文件进行对比计算，从而判断出待加工PCB板上加工方向与理论加工方向的偏差情况，计算出最佳加工或检测位置，传送命令到控制器。

然后，通过计算出的最佳加工位置来调整PCB。具体来说，控制器根据摄像机输入 的信号来控制机械手抓紧PCB，同时输出命令给整个定位机构。若PCB存在角度上的偏移，通过旋转驱动部件来控制旋转工作台在平面上的旋转，从而带动旋转平面上PCB的角度调整；对于PCB存在前后位移上的偏移，通过移动驱动部件来控制前后移动工作台的前后移动，从而带动PCB实现前后位移调整，使得PCB调整到最佳加工位置。

本实用新型中部分零件的作用如下：

摄像机和光源：摄像机为一个或多个，与光源成套配对，并且两者同轴线安装在前端某个加工或检测的部件上，通过数据线将扫描采集到的图像信息传送到控制器上，通过控制器中的图像对比处理，将计算后的信息传递给控制器的控制系统，控制系统发送指令给移动驱动部件和旋转驱动部件，实现工件前后位移和旋转的调整，从而达到将PCB定位到加工或检测的最佳位置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：本实用新型用于PCB加工设备的视觉定位机构，适用于高精度定位要求，稳定性好，可靠性佳，适用范围广；使用操作简单，结构设计合理，易于操作，对环境无任何影响，且大部分零部件可回收利用，符合环保要求。

附图说明

图1是本实用新型用于PCB加工设备的视觉定位机构的结构示意图。

图中：1-底座，2-导轨，3-前后移动工作台，4-移动驱动部件，5-旋转工作台，6-旋转驱动部件，7-机械手驱动气缸，8-机械手，9-摄像机，10-光源，11-PCB。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步的说明。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了相互排斥的特质和/或步骤以外，均可以以任何方式组合，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换，即，除非特别叙述，每个特征之一系列等效或类似特征中的一个实施例而已。

如图1所示，本实用新型用于PCB加工设备的视觉定位机构，其包括底座1、导轨2、控制器、前后移动工作台3、移动驱动部件4、旋转工作台5、旋转驱动部件6、机械手8、机械手驱动气缸7、摄像机9和光源10。

其中，在本实施例中，所述移动驱动部件4包括包括伺服电机、丝杆、丝杆螺母和联轴器，所述丝杆螺母与前后移动工作台3的后端相连，丝杆上安装有联轴器，联轴器与伺 服电机相连。

所述旋转驱动部件6可以采用如下方式之一，但不限于如下方式，还可以采用其他任何可带动旋转的方式：

可选方式之一：所述旋转驱动部件6包括伺服电机、丝杆、丝杆螺母和联轴器，所述丝杆螺母与旋转工作台5的侧端相连，丝杆上设置联轴器，联轴器与伺服电机相连。

可选方式之二：所述旋转驱动部件6为回转气缸或采用旋转直驱马达的驱动机构，回转气缸的上端与旋转工作台下端连接，回转气缸的下端与前后移动工作台的上端连接。

可选方式之三：所述旋转驱动部件6为采用旋转直驱马达的驱动机构，该驱动机构的上端与旋转工作台下端连接，下端与前后移动工作台的上端连接。

所述导轨2沿着底座1的前、后纵向设置，前后移动工作台3设置于导轨2上，前后移动工作台3能够在移动驱动部件4的带动下在导轨2上滑动。所述旋转工作台5设置于前后移动工作台3上；所述机械手8和机械手驱动气缸7设置于旋转工作台5上，机械手8设置于机械手驱动气缸7的前方。

所述摄像机9设于待加工或检测的PCB上方，所述光源10设于待加工PCB的下方，摄像机9和光源10一一对应设置，且摄像机9和光源10位于同一轴线上。摄像机和光源作为一组，其设置的方式根据待加工产品要求来。

所述摄像机9的输出端与控制器的输入端相连，待加工PCB位于摄像机和光源之间时；摄像机和光源一起从右至左移动，对被调整PCB11上的图像或者至少2个以上的标志点进行扫描，并将扫描结果传送给控制器，通过控制器将扫描图像与理论加工或检测的数字文件进行对比计算，从而判断出待加工PCB板上加工方向与理论加工方向的偏差情况，计算出最佳加工或检测位置，然后传送命令到控制器。

控制器的输出端分别与移动驱动部件4、旋转驱动部件6和机械手驱动气缸7的输入端相连。移动驱动部件4与前后移动工作台3相连，控制前后移动工作台3的前后移动；所述旋转驱动部件6与旋转工作台5相连，驱动旋转工作台5做旋转运动；机械手驱动气缸7与机械手8相连，控制机械手做开闭运动，松开或抓紧被调整的PCB11。控制器根据摄像机输入的信号来控制机械手，同时输出命令给整个定位机构。对于PCB存在角度上的偏移，通过旋转驱动部件来控制旋转工作台在平面上的旋转，从而带动旋转平面上PCB的角度调整；对于PCB存在前后位移上的偏移，通过移动驱动部件来控制前后移动工作台的前后移动，从而带动PCB的前后位移调整，使得PCB调整到最佳加工位置。

本实用新型的工作流程：

机械手8处于张开状态，加工或检测设备的送料装置将被调整的PCB11传递到机械手8的夹紧区域，机械手驱动气缸7驱动机械手8闭合，抓紧被调整的PCB11，然后前后移动工作台驱动部件4驱动其上面安装的所有部件，将PCB移动到摄像机9和光源10对应的位置，进行图像扫面采集的工作位置，摄像机9对PCB上的图像或者PCB上至少2个以上的标志点进行扫描，然后将扫描后的数字信息传送到控制器上，通过控制器将扫描图像与理论加工或检测的数字文件进行对比计算，算出适合此次PCB加工或检测最佳位置，然后传送命令到控制系统，控制系统控制前后移动工作台驱动部件4在导轨2上实现前后移动，调整PCB加工或检测的前后位置，同时控制旋转工作台驱动部件6，调整PCB的偏移角度，最终实现PCB的加工或检测最佳位置的定位。

本实用新型中的控制器是根据本视觉定位机构的具体结构来进行控制的，其属于现有控制器的应用。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于PCB加工设备的视觉定位机构，其特征在于：包括摄像机(9)和光源(10)，所述摄像机(9)设于待加工或检测的PCB上方，所述光源(10)设于待加工或检测的PCB下方，摄像机(9)和光源(10)一一对应设置，且摄像机(9)和光源(10)位于同一轴线上。

2.如权利要求1所述的用于PCB加工设备的视觉定位机构，其特征在于：还包括控制器、前后移动工作台(3)、移动驱动部件(4)、旋转工作台(5)、旋转驱动部件(6)、机械手(8)和机械手驱动气缸(7)，所述摄像机(9)的输出端与控制器的输入端相连，控制器的输出端分别与移动驱动部件(4)、旋转驱动部件(6)和机械手驱动气缸(7)的输入端相连，移动驱动部件(4)与前后移动工作台(3)相连，旋转驱动部件(6)与旋转工作台(5)相连，机械手驱动气缸(7)与机械手(8)相连。

3.如权利要求2所述的用于PCB加工设备的视觉定位机构，其特征在于：还包括底座(1)和导轨(2)，所述导轨(2)沿着底座(1)的纵向设置，前后移动工作台(3)设置于导轨(2)上，前后移动工作台(3)能够在移动驱动部件(4)的带动下在导轨(2)上滑动。

4.如权利要求3所述的用于PCB加工设备的视觉定位机构，其特征在于：所述旋转工作台(5)设置于前后移动工作台(3)上。

5.如权利要求4所述的用于PCB加工设备的视觉定位机构，其特征在于：所述机械手(8)和机械手驱动气缸(7)设置于旋转工作台(5)上，机械手(8)设置于机械手驱动气缸(7)的前方。

6.如权利要求2所述的用于PCB加工设备的视觉定位机构，其特征在于：所述移动驱动部件(4)包括伺服电机、丝杆、丝杆螺母和联轴器，所述丝杆螺母与前后移动工作台(3)的后端相连，丝杆上安装有联轴器，联轴器与伺服电机相连。

7.如权利要求2所述的用于PCB加工设备的视觉定位机构，其特征在于：所述旋转驱动部件(6)包括伺服电机、丝杆、丝杆螺母和联轴器，所述丝杆螺母与旋转工作台(5)的侧端相连，丝杆上设置联轴器，联轴器与伺服电机相连。

8.如权利要求2所述的用于PCB加工设备的视觉定位机构，其特征在于：所述旋转驱动部件(6)为回转气缸或采用旋转直驱马达的驱动机构，回转气缸的上端与旋转工作台下端连接，回转气缸的下端与前后移动工作台的上端连接。

9.如权利要求2所述的用于PCB加工设备的视觉定位机构，其特征在于：所述旋转驱动部件(6)为采用旋转直驱马达的驱动机构，该驱动机构的上端与旋转工作台下端连接，下端与前后移动工作台的上端连接。