CN209471178U - 一种基于运动控制和机器视觉的自动化平面阻抗测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于运动控制和机器视觉的自动化平面阻抗测量装置，包括外壳、基座、夹具和移动检测组件，夹具包括夹具底板、磁铁及压片；所述移动检测组件设置有两组，每组所述移动检测组件均包括XYZ轴移动平台和检测单元，所述检测单元包括摄像头座、摄像头和探针测具，所述探针测具包括探针夹持座和探针。本实用新型的XYZ轴移动平台可以带动探针沿X、Y和Z轴移动，摄像头同时扫描探针在铜箔平面上的测试坐标是否准确，因此自动化程度和扫描效率都比较高，而且通过探针测具对平面铜箔进行阻抗测试，采取探针检测结合摄像头视觉纠偏的方法，可以保障测试精度及测试效率。

Description

一种基于运动控制和机器视觉的自动化平面阻抗测量装置

技术领域

本实用新型属于测试装置领域，更具体地，涉及一种平面阻抗测量装置。

背景技术

PCB电路板广泛应用在电子、电脑、电器、机械设备等行业，它是元器件的支撑体，主要用来连接元器件提供电气的。PCB电路板上的电路图案通常采用腐蚀液腐蚀形成，腐蚀液采用三氯化铁加水配置而成，并从边缘开始腐蚀PCB线路板，对未描油漆的铜箔进行腐蚀，腐蚀完后则会形成所需的电路图案。

但是，通过化学腐蚀工艺制作的某种非常规薄膜图形电路，具有尺寸不一，图案种类繁多，尤其是阻抗测试点的坐标、间距、大小是不定的。目前对于上述薄膜图形电路的阻抗测试主要还是采取手动万用表的测试方法，不可避免地存在人工消耗大、耗时长、效率低等问题。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种基于运动控制和机器视觉的自动化平面阻抗测量装置，其采取探针检测结合摄像头视觉纠偏的方法，可以保障测试精度及测试效率。

为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种基于运动控制和机器视觉的自动化平面阻抗测量装置，其特征在于，包括外壳、基座、夹具和移动检测组件，其中，

所述基座安装在所述外壳内，该基座包括基座底板及电气模块，所述电气模块安装在所述基座底板上，基座底板的顶部布置有多个第一定位柱；

所述夹具包括夹具底板、磁铁及压片，所述夹具底板的底部设置有多个磁铁凹槽及多个与所述第一定位柱对应的第一定位孔，其中的一些所述磁铁凹槽内安装所述磁铁，以用于吸附所述压片，所述第一定位柱对应插入第一定位孔内，所述夹具底板的顶面设置有多个便于定位平面铜箔的第二定位柱，所述压片上设置有与所述第二定位柱对应的第二定位孔，所述第二定位柱插入所述第二定位柱，以便所述压片和夹具底板配合夹紧平面铜箔；另外，所述压片上分布有便于对平面铜箔进行阻焊的通孔；

所述移动检测组件设置有两组，每组所述移动检测组件均包括XYZ轴移动平台和检测单元，其中，所述XYZ轴移动平台安装在所述外壳内，所述XYZ轴移动平台上安装所述检测单元，以用于带动所述检测单元移动，所述检测单元包括摄像头座、摄像头和探针测具，所述摄像头座安装在所述XYZ轴移动平台上，所述摄像头安装在所述摄像头座上，所述探针测具包括探针夹持座和用于对平面铜箔上的图案进行阻抗测试的探针，所述探针夹持座安装在所述XYZ轴移动平台上，所述探针夹持座夹持所述探针，并且所述探针相对于所述夹具底板倾斜设置。

优选地，每组所述移动检测组件上的所述检测单元设置有多个。

优选地，所述检测单元还包括安装在光源夹持座上的LED光源，所述光源夹持座安装在所述XYZ轴移动平台上。

优选地，所述LED光源竖直设置，并且其照明的部分朝下。

优选地，所述外壳包括壳本体及掀盖，所述掀盖通过水平铰轴铰接在所述壳本体上，并且所述壳本体与所述掀盖之间设置有气动杆，以用于驱动所述掀盖绕所述水平铰轴转动。

优选地，所述壳本体包括前盖、后盖和左右布置的两个侧盖，所述前盖的两端分别连接一所述侧盖，所述后盖的两端分别连接一所述侧盖，所述前盖上设置有人机界面。

优选地，所述电气模块包括电气仓及设置在所述电气仓内的电源模块、运动控制板和接线端子，所述电气仓上设置有走线孔。

优选地，所述XYZ轴移动平台的X轴移动部分和Y轴移动部分分别设置有坦克链。

优选地，所述摄像头座上竖直设置有便于上下调整摄像头座位置的长条孔，螺栓穿过所述长条孔后将所述摄像头座安装在所述XYZ轴移动平台上。

优选地，所述探针为可伸缩式探针，并且探针的测试端头的直径为 0.4mm～2.0mm。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1)本实用新型的XYZ轴移动平台可以带动探针沿X、Y和Z轴的移动，在探针行进过程中，摄像头同时扫描探针在铜箔平面上的测试坐标是否准确，因此自动化程度和扫描效率都比较高；

2)本实用新型通过XYZ轴移动平台带动探针测具对平面铜箔进行阻抗测试，采取探针检测结合摄像头视觉纠偏的方法，可以保障测试精度及测试效率。

3)本实用新型可以采用夹具将平面铜箔夹住，让平面铜箔平整地放在夹具底板上，在摄像头进行检测时，可以取走压片，让图案都呈现在摄像头的下方，便于摄像头对图案进行扫描，保证不会因为平面铜箔的翘曲而导致扫描不到整个图案的情况发生，能保证扫描到整片图案；

4)本实用新型的基座、夹具底板、磁铁及压片上的定位柱和定位孔相互配合，能够确保安装的准确性，使得放置到夹具底板上的平面铜箔能放置到设定的位置而不会跑偏。

附图说明

图1、图2是本实用新型在不同视角下的结构示意图；

图3是本实用新型中基座的结构示意图；

图4、图5是本实用新型中夹具在不同视角下的结构示意图；

图6是图1中A处的放大图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1～图6所示，一种基于运动控制和机器视觉的自动化平面阻抗测量装置，包括外壳5、基座1、夹具2和移动检测单元，其中，

所述基座1安装在所述外壳5内，该基座1包括基座底板11及电气模块12，所述电气模块12安装在所述基座底板11上，基座底板11的顶部布置有多个第一定位柱；

所述夹具2包括夹具底板21、磁铁22及压片23，所述夹具底板21的底部设置有多个磁铁凹槽及多个与所述第一定位柱对应的第一定位孔，其中的一些所述磁铁凹槽内安装所述磁铁22(磁铁22根据所需磁力均布在磁铁凹槽内，不必布满所有磁铁凹槽，不需装入磁铁22的磁铁凹槽作为减重设计)，以用于吸附所述压片23，所述第一定位柱对应插入第一定位孔内，所述夹具底板21的顶面设置有多个便于定位平面铜箔的第二定位柱，所述压片23上设置有与所述第二定位柱对应的第二定位孔，所述第二定位柱插入所述第二定位柱，以便所述压片23和夹具底板21配合夹紧平面铜箔，以使平面铜箔能平展地贴在夹具底板21上；另外，所述压片23上分布有便于对平面铜箔进行阻焊的通孔；优选地，所述夹具底板21为铝材加工而成并且厚度为2mm～5mm，所述压片23的厚度为0.05mm～0.2mm，其为弱磁性磁片。通过压片23压紧平面铜箔，可以使平面铜箔在夹具底板21上变得比较平整。

所述移动检测组件设置有两组，每组所述移动检测组件均包括XYZ轴移动平台3和检测单元4，其中，所述外壳5内安装所述XY轴移动平台3，所述XY轴移动平台3上安装所述检测单元4，以用于带动所述检测单元4 移动，所述检测单元4包括摄像头座41及安装在所述摄像头座41上的摄像头42，所述检测单元4包括摄像头座41、摄像头42和探针测具6，所述摄像头座41安装在所述XYZ轴移动平台3上，摄像头座41具有X、Y、Z 三轴调节功能，以便找出摄像头42的最佳焦距，从而达到最佳的拍摄效果；所述摄像头42安装在所述摄像头座41上，所述探针测具6包括探针夹持座61和用于对平面铜箔上的图案进行阻抗测试的探针62，所述探针夹持座 61安装在所述XYZ轴移动平台3上，所述探针夹持座61夹持所述探针62，并且所述探针62相对于所述夹具底板21倾斜设置，这样方便在X、Y、Z 三轴方向调节探针，便于探针进行检测。在运动单元3的运动过程中，两套移动检测组件的探针62可以在允许范围内自由移动，并且探针优选采用相对于竖直面15°倾斜的设计，可以使两个探针之间的测试距离达到最大优化(0～被测图形约束的边界)。

进一步，每组所述移动检测组件的所述检测单元4还包括安装在光源夹持座44上的LED光源43，所述光源夹持座44安装在所述XYZ轴移动平台3上，这样可以使得摄像头42的拍摄光线比较充足。

进一步，所述LED光源43竖直设置，并且其照明的部分朝下，这样可以使得LED光源43更接近平面铜箔，从而照亮平面铜箔。

进一步，所述外壳5包括壳本体51及掀盖52，所述掀盖52通过水平铰轴铰接在所述壳本体51上，并且所述壳本体51与所述掀盖52之间设置有气动杆53，以用于驱动所述掀盖52绕所述水平铰轴转动，这样就方便打开和关闭检测装置。

进一步，所述壳本体51包括前盖511、后盖512和左右布置的两个侧盖513，所述前盖511的两端分别连接一所述侧盖513，所述后盖512的两端分别连接一所述侧盖513，所述前盖511上设置有人机界面514。侧板为 1.5mm厚冷轧钢板焊接而成，前盖511及后盖512为可拆式设计，以便装置维护；掀盖52为开启式设计，配以气动杆53，便于平面铜箔的放入及取出；人机界面514包括一体化工控机、可视窗、电源开关、USB等装置所需的外部接口。优选地，设定摄像头座41沿前盖511和后盖512之间的前后移动为Y轴方向，摄像头座41沿两个侧盖513之间的移动为X轴方向，摄像头座41安装在XY移动平台3的X轴移动部分的滑块上。

进一步，所述电气模块12包括电气仓及设置在所述电气仓内的电源模块、运动控制板和接线端子，所述电气仓上设置有走线孔。所述电气仓为封闭式设计，以增强装置的电磁兼容性

进一步，所述XY轴移动平台3的X轴移动部分和Y轴移动部分分别设置有坦克链，坦克链用来布置运动性的线束，以达到与滑轨同步运动的效果。

进一步，本实用新型适用于500mm*500mm及以内尺寸的平面铜箔的检测。

进一步，若增大所述基座1、夹具2、运动单元及外罩的外形尺寸，则检测单元4的摄像头42数量可进一步增多，那么单位时间内可检测的范围将更大，进而进一步提高装置的检测效率。优选地，这些摄像头42为排列成一条直线。

进一步，夹具2的制作精度要求较高，夹具底板21、平面铜箔及压片 23三者之间的定位孔(柱)必须对应，同时要求夹具底板21重量尽量轻(以适用于批量化流水线生产)，反面布置的磁铁22要尽量少且磁力要足够，以此保障三层叠加在一起后，中间的平面铜箔(一般厚度在0.25um)能够平展地布置在夹具底板21上。

进一步，所述探针62为可伸缩式探针，并且探针的测试端头的直径为 0.4mm～2.0mm。测试端头的直径可以视需要测试的图案上测试点的大小及间距而设定，可以适用于测试点最小2mm间距的图案。另外，所述探针62 的表面还镀有一层耐磨合金，而且探针62的耐磨合金起耐磨保护作用，可以有效提高探针的使用寿命。

进一步，所述探针62为圆头探针或尖头探针或爪型探针(譬如三爪、四爪或五爪探针)。若选用尖头探针，则对于图形中测试点的大小还可以允许进一步缩小；若选用爪型探针，则对于图形中测试点的大小还可以允许进一步增大。

本领域的技术人员容易理解，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 (10)

1.一种基于运动控制和机器视觉的自动化平面阻抗测量装置，其特征在于，包括外壳、基座、夹具和移动检测组件，其中，

所述基座安装在所述外壳内，该基座包括基座底板及电气模块，所述电气模块安装在所述基座底板上，基座底板的顶部布置有多个第一定位柱；

所述夹具包括夹具底板、磁铁及压片，所述夹具底板的底部设置有多个磁铁凹槽及多个与所述第一定位柱对应的第一定位孔，其中的一些所述磁铁凹槽内安装所述磁铁，以用于吸附所述压片，所述第一定位柱对应插入第一定位孔内，所述夹具底板的顶面设置有多个便于定位平面铜箔的第二定位柱，所述压片上设置有与所述第二定位柱对应的第二定位孔，所述第二定位柱插入所述第二定位柱，以便所述压片和夹具底板配合夹紧平面铜箔；另外，所述压片上分布有便于对平面铜箔进行阻焊的通孔；

所述移动检测组件设置有两组，每组所述移动检测组件均包括XYZ轴移动平台和检测单元，其中，所述XYZ轴移动平台安装在所述外壳内，所述XYZ轴移动平台上安装所述检测单元，以用于带动所述检测单元移动，所述检测单元包括摄像头座、摄像头和探针测具，所述摄像头座安装在所述XYZ轴移动平台上，所述摄像头安装在所述摄像头座上，所述探针测具包括探针夹持座和用于对平面铜箔上的图案进行阻抗测试的探针，所述探针夹持座安装在所述XYZ轴移动平台上，所述探针夹持座夹持所述探针，并且所述探针相对于所述夹具底板倾斜设置。

2.根据权利要求1所述的一种基于运动控制和机器视觉的自动化平面阻抗测量装置，其特征在于，每组所述移动检测组件上的所述检测单元设置有多个。

3.根据权利要求1所述的一种基于运动控制和机器视觉的自动化平面阻抗测量装置，其特征在于，所述检测单元还包括安装在光源夹持座上的LED光源，所述光源夹持座安装在所述XYZ轴移动平台上。

4.根据权利要求3所述的一种基于运动控制和机器视觉的自动化平面阻抗测量装置，其特征在于，所述LED光源竖直设置，并且其照明的部分朝下。

5.根据权利要求1所述的一种基于运动控制和机器视觉的自动化平面阻抗测量装置，其特征在于，所述外壳包括壳本体及掀盖，所述掀盖通过水平铰轴铰接在所述壳本体上，并且所述壳本体与所述掀盖之间设置有气动杆，以用于驱动所述掀盖绕所述水平铰轴转动。

6.根据权利要求5所述的一种基于运动控制和机器视觉的自动化平面阻抗测量装置，其特征在于，所述壳本体包括前盖、后盖和左右布置的两个侧盖，所述前盖的两端分别连接一所述侧盖，所述后盖的两端分别连接一所述侧盖，所述前盖上设置有人机界面。

7.根据权利要求1所述的一种基于运动控制和机器视觉的自动化平面阻抗测量装置，其特征在于，所述电气模块包括电气仓及设置在所述电气仓内的电源模块、运动控制板和接线端子，所述电气仓上设置有走线孔。

8.根据权利要求1所述的一种基于运动控制和机器视觉的自动化平面阻抗测量装置，其特征在于，所述XYZ轴移动平台的X轴移动部分和Y轴移动部分分别设置有坦克链。

9.根据权利要求1所述的一种基于运动控制和机器视觉的自动化平面阻抗测量装置，其特征在于，所述摄像头座上竖直设置有便于上下调整摄像头座位置的长条孔，螺栓穿过所述长条孔后将所述摄像头座安装在所述XYZ轴移动平台上。

10.根据权利要求1所述的一种基于运动控制和机器视觉的自动化平面阻抗测量装置，其特征在于，所述探针为可伸缩式探针，并且探针的测试端头的直径为0.4mm～2.0mm。