CN206057215U - 用于印制线路板自动视觉检测的图像采集设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于印制线路板自动视觉检测的图像采集设备，包括：上料输送辊组、下料输送辊组、托板、第一图像采集装置、第二图像采集装置以及检测区固定架；上料输送辊组与下料输送辊组沿同一传输方向在同一水平面内相间隔设置；托板设于上料输送辊组和下料输送辊组之间；托板上设有贯穿托板上、下表面的狭缝；检测区固定架设于托板的外部；第一图像采集装置设于检测区固定架的内部且位于狭缝的上方；第二图像采集装置设于检测区固定架的内部且位于狭缝的下方；该设备可一次完成对印制线路板上、下表面的图像的采集，减少采集印制线路板的图像所需要的时间，有效提高对印制线路板的自动视觉检测的效率。

Description

用于印制线路板自动视觉检测的图像采集设备

技术领域

本实用新型涉及印制线路板自动视觉检测技术领域，特别涉及一种用于印制线路板自动视觉检测的图像采集设备。

背景技术

印制线路板(英文：Printed Circuit Board，缩写：PCB)是电子设备中必不可少的基础性部件，随着电子技术的飞速发展，印制线路板的需求量连续多年呈现高速增长的趋势，与此同时，业内对印制线路板的质量要求也越来越严格。防焊工艺做为印制线路板生产的后端工艺，其质量控制水平对线路板的最终出厂质量和成品率有着重要的影响。现有的印制线路板生产工艺中，通常通过自动视觉检测(英文：Automated Visual Inspection，缩写：AVI)设备对印制线路板的防焊工艺进行视觉检测，自动视觉检测设备通常由图像采集设备和工控机组成，通过图像采集设备采集印制线路板的图像，并发送至工控机，通过工控机的检测软件对图像进行分析，检测出印制线路板的防焊工艺所造成的制造缺陷。

请参阅图1至图2，现有的用于印制线路板自动视觉检测的图像采集设备主要包括：印制线路板放置平台100、与印制线路板放置平台100连接且设于印制线路板放置平台100下方的传动机构200以及设于印制线路板放置平台100上方的线扫描CCD相机300。在对印制线路板400的防焊工艺进行视觉检测的过程中，通过传动机构200带动印制线路板放置平台100上的印制线路板400沿X轴方向做直线运动，此时线扫描CCD相机300保持静止并对印制线路板400的图像进行采集，采集完某一行的图像后，传动机构200暂时停止运动，线扫描CCD相机300停止扫描并沿Y轴方向移动适当距离后，通过传动机构200带动印制线路板放置平台100上的印制线路板400往回运动，同时线扫描CCD相机300对印制线路板400的下一行的图像进行采集，如此反复，直至印制线路板400的所有区域的图像被采集完毕。对印制线路板400的一面的图像采集完毕后，通过人工的方式将印制线路板400翻面，之后采用同样的方法采集印制线路板400另一面的图像，并将图像发送至工控机进行检测。

现有的用于印制线路板自动视觉检测的图像采集设备，在对印制线路板的图像进行采集的过程中，需要对印制线路板进行往复数次的移动，并且采集完印制线路板一面的图像后，需要通过人工的方式将印制线路板翻面，之后采集印制线路板另一面的图像，导致检测效率较低，且通过人工的方式将印制线路板翻面时容易对印制线路板造成损伤。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于印制线路板自动视觉检测的图像采集设备，以解决现有的用于印制线路板自动视觉检测的图像采集设备导致检测效率较低，且在通过人工的方式将印制线路板翻面时容易对印制线路板造成损伤的问题。

根据本实用新型的实施例，提供了一种用于印制线路板自动视觉检测的图像采集设备，所述设备包括：

上料输送辊组、下料输送辊组、托板、第一图像采集装置、第二图像采集装置以及检测区固定架；

所述上料输送辊组与所述下料输送辊组沿同一传输方向在同一水平面内相间隔设置；所述托板设于所述上料输送辊组和所述下料输送辊组之间；所述托板上设有贯穿所述托板上、下表面的狭缝；所述检测区固定架架设于所述托板的外部；

所述第一图像采集装置设于所述检测区固定架的内部且位于所述狭缝的上方；所述第二图像采集装置设于所述检测区固定架的内部且位于所述狭缝的下方；所述第一图像采集装置和所述第二图像采集装置均包括沿所述传输方向的垂直方向依次设置的数个相机；

所述检测区固定架内部设有位于所述托板上方的第一固定板和位于所述托板下方的第二固定板；

所述第一固定板上设有出光方向朝向所述托板的上表面的两个第一光源装置；所述两个第一光源装置与所述第一固定板转动连接；所述两个第一光源装置位于所述第一图像采集装置在竖直方向的延长线的两侧；

所述第二固定板上设有出光方向朝向所述托板的下表面的两个第二光源装置；所述两个第二光源装置与所述第二固定板转动连接；所述两个第二光源装置位于所述第二图像采集装置在竖直方向的延长线的两侧。

所述上料输送辊组和所述下料输送辊组均包括电机、设于所述电机的输出端的主动带轮、沿所述传输方向设置的数个输送辊、设于所述输送辊端面的从动带轮、连接于所述主动带轮与所述主动带轮下方的两个相邻的所述从动带轮之间的传送带以及设于所述托板两侧的所述输送辊上方的压紧辊；所述输送辊的上切平面与所述托板的上表面共面。

所述压紧辊的直径与所述输送辊的直径相等。

所述压紧辊的直径与所述输送辊的直径均为35mm～45mm。

所述第一图像采集装置与所述第二图像采集装置在竖直方向上相互错开。

所述第一图像采集装置与所述第二图像采集装置在水平方向上的距离大于或等于10mm。

所述检测区固定架的外侧对应所述上料输送辊组的上方设有距离传感器，所述距离传感器与所述第一图像采集装置以及所述第二图像采集装置连接。

由以上技术方案可知，本实用新型提供的用于印制线路板自动视觉检测的图像采集设备，包括：上料输送辊组、下料输送辊组、托板、第一图像采集装置、第二图像采集装置以及检测区固定架，在采集印制线路板的图像时，上料输送辊组将印制线路板传输至检测区固定架内的托板上，并在印制线路板的传输过程中，通过第一图像采集装置和第二图像采集装置分别同时采集印制线路板上、下表面的图像，之后使印制线路板从下料输送辊组输送出去，可一次完成对印制线路板上、下表面的图像的采集，无需使印制线路板做往复运动，可减少采集印制线路板的图像所需要的时间，有效提高对印制线路板的自动视觉检测的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种现有的用于印制线路板自动视觉检测的图像采集设备的示意图；

图2为图1的设备采集印制线路板的图像的示意图；

图3为本实用新型实施例提供的用于印制线路板自动视觉检测的图像采集设备的原理图；

图4为本实用新型实施例提供的用于印制线路板自动视觉检测的图像采集设备的主视图；

图5为图4的用于印制线路板自动视觉检测的图像采集设备的M区域的放大示意图；

图6为图4的用于印制线路板自动视觉检测的图像采集设备的右视图；

图7为图6的用于印制线路板自动视觉检测的图像采集设备沿A-A方向的剖视图；

图8为图7的用于印制线路板自动视觉检测的图像采集设备的N区域的放大示意图。

图中：1-上料输送辊组；2-下料输送辊组；3-托板；4-第一图像采集装置；5-第二图像采集装置；6-检测区固定架；8-距离传感器；11-输送辊；12-压紧辊；30-狭缝；31-第一固定板；32-第二固定板；41-第一光源装置；42-第三光源装置；50-半反镜；51-第二光源装置；91-主动带轮；92-从动带轮；93-传送带。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图3至图8，本实用新型实施例提供一种线路板自动视觉检测设备，包括：

上料输送辊组1、下料输送辊组2、托板3、第一图像采集装置4、第二图像采集装置5以及检测区固定架6。

具体地，上料输送辊组1与下料输送辊组2沿同一传输方向在同一水平面内相间隔设置；托板3设于上料输送辊组1和下料输送辊组2之间。

在采集印制线路板400的图像时，可通过上料输送辊组1将印制线路板400输送至托板3，在检测区固定架6内进行图像的采集，最后通过下料输送辊组2将印制线路板400输送出去。

具体地，检测区固定架6设于托板3的外部，位于上料输送辊组1与下料输送辊组2相连接的位置。

其中，托板3上设有贯穿托板3上下表面的狭缝30。

第一图像采集装置4设于检测区固定架6的内部且位于狭缝30的上方，用于在印制线路板400通过托板3时，采集印制线路板400上表面的图像。

第二图像采集装置5设于检测区固定架6的内部且位于狭缝30的下方，用于在印制线路板400通过托板3时，透过狭缝30采集印制线路板400下表面的图像。

第一图像采集装置4和第二图像采集装置5均包括沿传输方向的垂直方向依次设置的数个相机，从而使得印制线路板400通过托板3时，可一次性采集到印制线路板400上、下表面的完整的图像。

进一步，检测区固定架6内部设有位于托板3上方的第一固定板31和位于托板3下方的第二固定板32。

具体地，第一固定板31上设有出光方向朝向托板3的上表面的两个第一光源装置41，用于在第一图像采集装置4采集印制线路板400上表面的图像时，为印制线路板400上表面提供照明，以获得清晰的图像。

具体地，两个第一光源装置41与第一固定板31转动连接，使得两个第一光源装置41可相对于第一固定板31旋转，以调节照射的角度。

具体地，两个第一光源装置41位于第一图像采集装置4在竖直方向的延长线的两侧，以避免两个第一光源装置41阻挡第一图像采集装置4，影响第一图像采集装置4对印制线路板400上表面的图像的采集。

相应地，第二固定板32上设有出光方向朝向托板3的下表面的两个第二光源装置51，用于在第二图像采集装置5采集印制线路板400下表面的图像时，为印制线路板400下表面提供照明，以获得清晰的图像。

两个第二光源装置51与第二固定板32转动连接，使得两个第二光源装置51可相对于第二固定板32旋转，以调节照射的角度。

两个第二光源装置51位于第二图像采集装置5在竖直方向的延长线的两侧，以避免两个第二光源装置51阻挡第二图像采集装置5，影响第二图像采集装置5对印制线路板400下表面的图像的采集。

具体地，上料输送辊组1和下料输送辊组2均包括电机、设于电机的输出端的主动带轮91、沿传输方向设置的数个输送辊11、设于输送辊11端面的从动带轮92、连接于主动带轮91与主动带轮91下方的两个相邻的从动带轮92之间的传送带93以及设于托板3两侧的输送辊11上方的压紧辊12；输送辊11的上切平面与托板3的上表面共面。

主动带轮91与从动带轮92周面均设有齿槽，传送带93内周面设有啮合齿，传送带93通过啮合齿与主动带轮91和从动带轮92周面的齿槽啮合。

输送印制线路板400时，通过电机带动主动带轮91转动，再经由传送带93带动从动带轮92转动，从而使得输送辊11转动，实现输送印制线路板400的功能。

传送带93可以选择高精度小齿距的传送带，以保证输送辊11转动的平稳性。

压紧辊12用于印制线路板400运动至检测区固定架6内的托板3上时，与印制线路板400的上表面贴合，保证印制线路板400的平稳性，提升图像采集的质量。

优选地，压紧辊12的直径与输送辊11的直径相同，压紧辊12的直径与输送辊11的直径具体可根据印制线路板400本身的物理特性(如挠度等)进行设置，以保证印制线路板400在上料输送辊组1和下料输送辊组2上运动时，产生的形变量小于所要求的最大值。

进一步，压紧辊12的直径还需要满足使印制线路板400不会产生滑动，避免造成第一图像采集装置4和第二图像采集装置5所采集的图像变形。

此外，压紧辊12的直径与输送辊11的直径的设置还需要考虑加工难度和安装难度等因素。

综合上述因素的考虑，本实施例中，压紧辊12的直径与输送辊11的直径为35mm～45mm。

进一步，托板3的上、下两侧设有出光方向与托板3平行的两个第三光源装置42；第三光源装置42的出光侧对应托板3的上、下两侧均设有半反镜50，半反镜50与托板3可呈45度夹角，使得第三光源装置42发出的光线经过半反镜50反射后，射向托板3上的印制线路板400，进一步提升图像采集的质量。

进一步，第一图像采集装置4与第二图像采集装置5在竖直方向上相互错开。

由于利用第一图像采集装置4和第二图像采集装置5采集印制线路板400的图像时，需要利用光源装置，比如两个第一光源装置41、两个第二光源装置51以及两个第三光源装置42，为印制线路板400的上表面和下表面提供光照，而印制线路板400上通常具有小孔，这使得光源装置的发出的光线会透过印制线路板400上的小孔透射出去，如果第一图像采集装置4与第二图像采集装置5在竖直方向上对齐，则透射的光线会对另一侧的图像采集产生干扰。

因此，第一图像采集装置4与第二图像采集装置5在竖直方向上相互错开，可避免透射过印制线路板400的小孔的光线对另一侧的图像采集产生干扰的问题。

具体地，本实施例中，第一图像采集装置4与第二图像采集装置5在水平方向上的距离为大于或等于10mm，以保证透射过印制线路板400的小孔的光线不会对另一侧的图像采集产生干扰，提升图像采集的质量。

进一步，检测区固定架6的外侧对应上料输送辊组1的上方设有距离传感器8，距离传感器8与第一图像采集装置4以及第二图像采集装置5连接。

当上料输送辊组1将印制线路板400传输至检测区固定架6时，印制线路板400会遮挡距离传感器8，距离传感器8感应到印制线路板400后可发出信号，以控制第一图像采集装置4以及第二图像采集装置5开始对印制线路板400的上、下表面的图像进行采集，之后，第一图像采集装置4以及第二图像采集装置5可将采集到的印制线路板400的上、下表面的图像发送至与第一图像采集装置4以及第二图像采集装置5连接的工控机，通过工控机内部的检测软件对图像进行分析，检测出印制线路板的防焊工艺所造成的制造缺陷。

由以上技术方案可知，本实用新型提供的用于印制线路板自动视觉检测的图像采集设备，包括：上料输送辊组1、下料输送辊组2、托板3、第一图像采集装置4、第二图像采集装置5以及检测区固定架6，在采集印制线路板400的图像时，上料输送辊组1将印制线路板400传输至检测区固定架6内的托板3上，并在印制线路板400的传输过程中，通过第一图像采集装置4和第二图像采集装置5分别同时采集印制线路板400上、下表面的图像，之后使印制线路板400从下料输送辊组2输送出去，可一次完成对印制线路板400上、下表面的图像的采集，无需使印制线路400板做往复运动，可减少采集印制线路板400的图像所需要的时间，有效提高对印制线路板400的自动视觉检测的效率。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (7)

1.一种用于印制线路板自动视觉检测的图像采集设备，其特征在于，所述设备包括：

上料输送辊组(1)、下料输送辊组(2)、托板(3)、第一图像采集装置(4)、第二图像采集装置(5)以及检测区固定架(6)；

所述上料输送辊组(1)与所述下料输送辊组(2)沿同一传输方向在同一水平面内相间隔设置；所述托板(3)设于所述上料输送辊组(1)和所述下料输送辊组(2)之间；所述托板(3)上设有贯穿所述托板(3)上、下表面的狭缝(30)；所述检测区固定架(6)设于所述托板(3)的外部；

所述第一图像采集装置(4)设于所述检测区固定架(6)的内部且位于所述狭缝(30)的上方；所述第二图像采集装置(5)设于所述检测区固定架(6)的内部且位于所述狭缝(30)的下方；所述第一图像采集装置(4)和所述第二图像采集装置(5)均包括沿所述传输方向的垂直方向依次设置的数个相机；

所述检测区固定架(6)内部设有位于所述托板(3)上方的第一固定板(31)和位于所述托板(3)下方的第二固定板(32)；

所述第一固定板(31)上设有出光方向朝向所述托板(3)的上表面的两个第一光源装置(41)；所述两个第一光源装置(41)与所述第一固定板(31)转动连接；所述两个第一光源装置(41)位于所述第一图像采集装置(4)在竖直方向的延长线的两侧；

所述第二固定板(32)上设有出光方向朝向所述托板(3)的下表面的两个第二光源装置(51)；所述两个第二光源装置(51)与所述第二固定板(32)转动连接；所述两个第二光源装置(51)位于所述第二图像采集装置(5)在竖直方向的延长线的两侧。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述上料输送辊组(1)和所述下料输送辊组(2)均包括电机、设于所述电机的输出端的主动带轮(91)、沿所述传输方向设置的数个输送辊(11)、设于所述输送辊(11)端面的从动带轮(92)、连接于所述主动带轮(91)与所述主动带轮(91)下方的两个相邻的所述从动带轮(92)之间的传送带(93)以及设于所述托板(3)两侧的所述输送辊(11)上方的压紧辊(12)；所述输送辊(11)的上切平面与所述托板(3)的上表面共面。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述压紧辊(12)的直径与所述输送辊(11)的直径相等。

4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述压紧辊(12)的直径与所述输送辊(11)的直径均为35mm～45mm。

5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述第一图像采集装置(4)与所述第二图像采集装置(5)在竖直方向上相互错开。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述第一图像采集装置(4)与所述第二图像采集装置(5)在水平方向上的距离大于或等于10mm。

7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述检测区固定架(6)的外侧对应所述上料输送辊组(1)的上方设有距离传感器(8)，所述距离传感器(8)与所述第一图像采集装置(4)以及所述第二图像采集装置(5)连接。