CN211652597U - 塞孔缺陷自动光学检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种塞孔缺陷自动光学检测装置，包括机架、吸附平台、位移装置、成像装置以及光源模组；所述位移装置固定安装于所述机架，所述吸附平台、所述成像装置以及所述光源模组都设置在所述位移装置上，所述吸附平台用于安放待检测的PCB板，所述位移装置用于使所述成像装置、所述光源模组与所述吸附平台做相对位移，所述成像装置用于扫描所述PCB板的塞孔并且成像；所述光源模组包括至少两个照明光源，其中至少一个所述照明光源的光照方向与所述吸附平台的夹角为0°～60°，至少一个所述照明光源的光照方向与所述吸附平台的夹角为60°～85°。本实用新型提出的塞孔缺陷自动光学检测装置解决了现有PCB板树脂塞孔检测效率与检测精度低的问题。

Description

塞孔缺陷自动光学检测装置

技术领域

本实用新型涉及线路板检测技术领域，尤其涉及一种塞孔缺陷自动光学检测装置。

背景技术

近年来，随着5G技术从孕育到逐步兴起应用，对与之相配套使用的各类电子产品也随之提出了更高的要求。由于5G要求的高速通信传输，因此也对其相配套使用的电子产品的PCB板的设计及制作提出了更高的要求，越来越多的新工艺被应用于PCB板的制作流程中，其中树脂塞孔就是其中一种新的工艺，但是，该种工艺对树脂塞孔的质量具有严格的要求，稍有一些轻微的缺陷就会导致整板PCB板的报废。

各大PCB板制造商对于树脂塞孔板的检测大多数还是使用人工目检的方式，树脂塞孔板动辄上万个孔，因此人工目检的产出率极低。虽说近两年来有一些AOI设备制造商开始针对树脂塞孔的检测进行一些研究和开发并推出了一些检测设备，但是效果均不理想，由于其采用的光源照明方式与传统AOI的光学照明方式并无区别，而传统的AOI光学照明方式并不适合树脂塞孔中一些特殊缺陷的检测，例如：树脂塞孔的气泡和凹陷等；因此导致了该种AOI设备较高的漏测率、降低了树脂塞孔板产品的良率，而且该种AOI的检测精度不高，对于一些小孔的塞孔缺陷无法检测。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种塞孔缺陷自动光学检测装置，旨在解决现有PCB板树脂塞孔检测效率与检测精度低的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出的塞孔缺陷自动光学检测装置包括机架、吸附平台、位移装置、成像装置以及光源模组；所述位移装置固定安装于所述机架，所述吸附平台、所述成像装置以及所述光源模组都设置在所述位移装置上，所述吸附平台用于安放待检测的PCB板，所述位移装置用于使所述成像装置、所述光源模组与所述吸附平台做相对位移，所述成像装置用于扫描所述PCB板的塞孔并且成像；所述光源模组包括至少两个照明光源，其中至少一个所述照明光源的光照方向与所述吸附平台的夹角为0°～60°，至少一个所述照明光源的光照方向与所述吸附平台的夹角为60°～85°。

可选地，所述位移装置包括X轴部件、Y轴部件和Z轴部件三个部分，所述Y轴部件固定连接在所述机架上，所述吸附平台滑动连接在所述Y轴部件；所述X轴部件固定连接在所述机架上，所述Z轴部件滑动连接在所述X轴部件；所述成像装置和所述光源模组都滑动连接在所述Z轴部件上。

可选地，所述光源模组还包括光源升降架和固定侧板，所述光源升降架滑动设置所述Z轴部件上，所述固定侧板与所述光源升降架固定连接，所述照明光源固定连接于所述固定侧板，所述固定侧板上设置有用于调节所述照明光源照射角度的角度调节槽。

可选地，所述照明光源包括灯板安装座、LED灯板、扩散板、聚光修形透镜以及反光板，所述LED灯板固定设置在所述灯板安装座，所述扩散板与所述聚光修形透镜依次设置在所述LED灯板的光照方向上，所述反光板设置在所述LED灯板两侧。

可选地，所述成像装置包括相机组件，所述相机组件包括相机、相机安装座、以及相机隔震装置，所述相机安装在所述相机安装座上，且所述相机与所述相机安装座之间设置有所述相机隔震装置，所述相机安装座滑动设置在所述Z轴部件上。

可选地，所述相机组件还包括旋转调节块，所述旋转调节块设置在所述相机安装座上且与所述相机连接，所述旋转调节块用于调节所述相机的成像面角度。

可选地，所述成像装置还包括镜头组件，所述镜头组件包括镜头、镜头安装座已经镜头隔震装置，所述镜头安装在所述镜头安装座上，且所述镜头与所述镜头安装座之间设置有所述镜头隔震装置，所述镜头安装座滑动设置在所述Z轴部件上。

可选地，所述相机组件、所述镜头组件以及所述光源模组自上而下依次滑动连接在所述Z轴部件上；所述相机的采光孔中心与所述镜头轴心位于同一条直线上，且所述直线与所述光源模组照射到待检测的所述PCB板的塞孔的反射光线相重合。

可选地，所述塞孔缺陷自动光学检测装置还包括监视模块，所述监视模块通过一监视模块固定架固定设置在所述固定侧板上，所述监视模块用于确认检测出的所述PCB的塞孔缺陷。

可选地，所述吸附平台包括两个真空区域，两个所述真空区域分别连接有真空控制管路，所述真空控制管路用于使所述吸附平台产生负压而吸附所述PCB板。

本实用新型提出的技术方案中，所述成像装置设置在所述位移装置上，将待检测的PCB板安放在所述吸附平台上，通过调节所述位移装置使所述吸附平台上的待检测的PCB板树脂塞孔处于所述成像装置的最佳成像位置，然后所述光源模组会将待检测的所述PCB板的树脂塞孔照亮，由于有至少一个所述照明光源的光照方向与所述吸附平台的夹角为0°～60°，至少一个所述照明光源的光照方向与所述吸附平台的夹角为60°～85°，利用低角度的照明光源将塞孔中的一些特殊的缺陷在成像上暴露出来，并配合高角度照明光源的对其的一些补充作用，进一步稳定特殊缺陷的成像，提高了特殊缺陷的成像能力，使特殊缺陷能被稳定的侦测出来，从而提高了所述塞孔缺陷自动光学检测装置的检测效率与精度。

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，下面将对实施例或现有技术描述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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型塞孔缺陷自动光学检测装置的整体结构示意图；

图2为本实用新型塞孔缺陷自动光学检测装置的X轴部件的结构示意图；

图3为本实用新型塞孔缺陷自动光学检测装置的Y轴部件的结构示意图；

图4为本实用新型塞孔缺陷自动光学检测装置的相机组件的结构示意图；

图5为本实用新型塞孔缺陷自动光学检测装置的镜头组件的结构示意图；

图6为本实用新型塞孔缺陷自动光学检测装置的光源模组的结构示意图；

图7为本实用新型塞孔缺陷自动光学检测装置的照明光源的结构示意图；

图8为本实用新型塞孔缺陷自动光学检测装置的光源模组、监视模块以及吸附平台组装时侧面结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	机架	52	镜头组件
20	主体平台	521	镜头
				30	吸附平台	522	镜头安装座
31	真空控制管路	523	镜头隔震装置
				40	位移装置	60	光源模组
41	X轴部件	61	照明光源
				411	X轴底座	611	灯板安装座
412	X轴导轨	612	LED灯板
				413	X轴驱动模块	613	扩散板
42	Y轴部件	614	聚光修形透镜
				421	Y轴底座	615	反光板
422	Y轴导轨	62	光源升降架
				423	Y轴驱动模块	63	固定侧板
43	Z轴部件	64	冷却风扇
				50	成像装置	65	涡轮风扇
51	相机组件	66	加强横梁
				511	相机	67	加强侧梁
512	相机安装座	70	监视模块
				513	相机隔震装置	71	监视模块固定架
514	旋转调节块

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，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。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种塞孔缺陷自动光学检测装置。

请参照图1，在本实用新型实施例中，该塞孔缺陷自动光学检测装置包括机架10、吸附平台30、位移装置40、成像装置50以及光源模组60；所述位移装置40固定安装于所述机架10，所述吸附平台30、所述成像装置50以及所述光源模组60都设置在所述位移装置40上，所述吸附平台30用于安放待检测的PCB板，所述位移装置40用于使所述成像装置50、所述光源模组60与所述吸附平台30做相对位移，所述成像装置50用于扫描所述PCB板的塞孔并且成像；所述光源模组60包括至少两个照明光源61，其中至少一个所述照明光源61的光照方向与所述吸附平台30的夹角为0°～60°，至少一个所述照明光源61的光照方向与所述吸附平台30的夹角为60°～85°。

本实用新型提出的技术方案中，所述成像装置50设置在所述位移装置40上，将待检测的PCB板安放在所述吸附平台30上，通过调节所述位移装置40使所述吸附平台30上的待检测的PCB板树脂塞孔处于所述成像装置50的最佳成像位置，然后所述光源模组60会将待检测的所述PCB板的树脂塞孔照亮，由于有至少一个所述照明光源61的光照方向与所述吸附平台30的夹角为0°～60°，至少一个所述照明光源61的光照方向与所述吸附平台30的夹角为60°～85°，利用低角度的照明光源61将塞孔中的一些特殊的缺陷在成像上暴露出来，并配合高角度照明光源61的对其的一些补充作用，进一步稳定特殊缺陷的成像，提高了特殊缺陷的成像能力，使特殊缺陷能被稳定的侦测出来，从而提高了所述塞孔缺陷自动光学检测装置的检测效率与精度。

进一步地，所述位移装置40包括X轴部件41、Y轴部件42和Z轴部件43三个部分，所述Y轴部件42固定连接在所述机架10上，所述吸附平台30滑动连接在所述Y轴部件42；所述X轴部件41固定连接在所述机架10上，所述Z轴部件43滑动连接在所述X轴部件41；所述成像装置50和所述光源模组60都滑动连接在所述Z轴部件43上。

具体地，请一并参照图2和图3，所述塞孔缺陷自动光学检测装置还包括主体平台20，所述主体平台20固定安装于所述机架10上，所述主体平台20用于给所述位移装置40提供一个高精度的安装平面。所述Y轴部件42包括Y轴底座421、Y轴导轨422以及Y轴驱动模块423，所述Y轴底座421固定安装在所述主体平台20上，所述吸附平台30滑动连接在所述Y轴导轨422上，所述Y轴驱动模块423用于驱动所述吸附平台30在所述Y轴导轨422上前后移动。所述X轴部件41包括X轴底座411、X轴导轨412以及X轴驱动模块413，所述X轴底座411为龙门架结构，所述X轴部件41固定安装在所述主体平台20，且位于所述Y轴部件42上方，所述Z轴部件43滑动连接在所述X轴导轨412上，所述X轴驱动模块413用于驱动所述Z轴部件43在所述X轴导轨412上左右滑动。

进一步地，请参照图4，所述成像装置50包括相机组件51，所述相机组件51包括相机511、相机安装座512、以及相机隔震装置513，所述相机511安装在所述相机安装座512上，且所述相机511与所述相机安装座512之间设置有所述相机隔震装置513，所述相机安装座512滑动设置在所述Z轴部件43上并通过精密丝杆螺母调节组件进行位置调节；以便对不同厚度的PCB板的塞孔具有最佳的成像距离。由于震动会对成像质量造成巨大的影响，因此，将相机511安装于相机隔震装置513上，以消除外部环境震动及机台震动对成像质量带来的影响。

进一步地，所述相机组件51还包括旋转调节块514，所述旋转调节块514设置在所述相机安装座512上且与所述相机511连接，所述旋转调节块514用于调节所述相机511的成像面角度。由于相机511安装的位置误差，可通过旋转调节块514对相机511进行精密调节，使其相机511的成像面与光源模组60所形成的具有特殊形状的光线重合，提高相机511的成像质量。

进一步地，请参照图5，所述成像装置50还包括镜头组件52，所述镜头组件52包括镜头521、镜头安装座522已经镜头隔震装置523，所述镜头521安装在所述镜头安装座522上，且所述镜头521与所述镜头安装座522之间设置有所述镜头隔震装置523，所述镜头安装座522滑动设置在所述Z轴部件43上并通过精密丝杆螺母调节组件进行位置调节，以便对不同厚度的PCB板的塞孔具有最佳的成像距离。由于震动会对成像质量造成巨大的影响，因此，将镜头521安装于镜头隔震装置523上，以消除外部环境震动及机台震动对成像质量带来的影响。

进一步地，请参照图6，所述光源模组60还包括光源升降架62和固定侧板63，所述光源升降架62滑动设置所述Z轴部件43上，所述固定侧板63与所述光源升降架62固定连接，所述照明光源61固定连接于所述固定侧板63，所述固定侧板63上设置有用于调节所述照明光源61照射角度的角度调节槽。

具体地，所述光源模组60还包括冷却风扇64和涡轮风扇65，所述冷却风扇64设置在所述光源升降架62上，且位于所述照明光源61的侧方，所述冷却风扇64吹出大流量风量以便对所述照明光源61进行冷却；同时，所述涡轮风扇65设置在所述照明光源61顶部，所述涡轮风扇65对所述照明光源61进行进一步的冷却以提高照明光源61的使用寿命。

具体地，所述光源模组60还包括加强横梁66和加强侧梁67，所述加强横梁66横跨固定于两个所述固定侧板63上，以提高固定侧板63的结构强度，进一步的，两个固定侧板63上分别设置有所述加强侧梁67，加强侧梁67固定连接于两个固定侧板63和所述光源升降架62之间，更进一步提高了所述光源模组60的结构强度。

进一步地，请参照图7，所述照明光源61包括灯板安装座611、LED灯板612、扩散板613、聚光修形透镜614以及反光板615，所述LED灯板612固定设置在所述灯板安装座611，所述LED灯板612与所述灯板安装座611之间还设置有导热介质，所述导热介质用于将所述LED灯板612产生的热量传导到所述灯板安装座611上，然后通设置于侧方的所述冷却风扇64和上方的涡轮风扇65进行冷却；所述扩散板613与所述聚光修形透镜614依次设置在所述LED灯板612的光照方向上，所述扩散板613使所述LED灯板612发出的光均匀扩散，然后通过所述聚光修形透镜614进行再聚光，使其形成具有特殊形状的光带；由于LED灯板612发射出的光亮呈高斯分布的形状，为了提高光源利用率，在LED灯板612的两侧设置有所述反光板615，将一部分发散的光重新反射到所述聚光修形透镜614上，增加光源利用率，提高光源亮度。

请一并参照图8，在本实用新型实施例中，所述照明光源61为四个，定义所述聚光修形透镜614中心线与所述吸附平台30平面的夹角为光源夹角。四个所述照明光源61呈扇形分布，其中，靠中间的两个所述照明光源61的光源夹角为60°～85°，靠两侧的两个所述照明光源61的光源夹角为0°～60°；利用低角度的照明光源61将塞孔中的一些特殊的缺陷在成像上暴露出来，并配合高角度照明光源61的对其的一些补充作用，进一步稳定特殊缺陷的成像，提高了特殊缺陷的成像能力，使特殊缺陷能被稳定的侦测出来，从而提高了所述塞孔缺陷自动光学检测装置的检测效率与精度。

具体地，所述相机组件51、所述镜头组件52以及所述光源模组60自上而下依次滑动连接在所述Z轴部件43上；所述相机511的采光孔中心与所述镜头521轴心位于同一条直线上，且所述直线与所述光源模组60照射到待检测的所述PCB板的塞孔的反射光线相重合。

进一步地，请再次参阅图6，所述塞孔缺陷自动光学检测装置还包括监视模块70，所述监视模块70通过一监视模块固定架71固定设置在所述固定侧板63上，所述监视模块70用于确认检测出的所述PCB的塞孔缺陷。

进一步地，请再次参阅图8，所述吸附平台30包括两个真空区域，两个所述真空区域分别连接有真空控制管路31，所述真空控制管路31用于使所述吸附平台30产生负压而吸附所述PCB板。当所述PCB板放置于所述吸附平台30上时，系统根据PCB板的大小自动控制两组真空控制管路31的开合从而控制控制真空吸附的范围，使PCB板被良好的吸附平整，使相机511、镜头521的轴线与PCB板的平面垂直，从而使得相机511采集到高精度的PCB板的塞孔的图像，提高了PCB板的检测精度。

本塞孔缺陷自动光学检测装置的工作流程为：将需要检测的PCB板放置于所述吸附平台30上，并由系统根据PCB板的大小自动控制吸附平台30上真空区域的开合，使得PCB板得到良好的吸附，并且系统根据PCB板的厚度自动调整Z轴模组上的相机组件51、镜头组件52以及光源模组60的位置，使相机511、镜头521以及照明光源61与PCB板保持最佳距离，并通Z轴部件43在X轴部件41上的移动和吸附平台30在Y轴部件42上的移动配合，从而使相机511采集到整张PCB板的高精度的图像，并配合检测算法，使PCB板的缺陷被侦测出来。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种塞孔缺陷自动光学检测装置，其特征在于，包括机架、吸附平台、位移装置、成像装置以及光源模组；所述位移装置固定安装于所述机架，所述吸附平台、所述成像装置以及所述光源模组都设置在所述位移装置上，所述吸附平台用于安放待检测的PCB板，所述位移装置用于使所述成像装置、所述光源模组与所述吸附平台做相对位移，所述成像装置用于扫描所述PCB板的塞孔并且成像；所述光源模组包括至少两个照明光源，其中至少一个所述照明光源的光照方向与所述吸附平台的夹角为0°～60°，至少一个所述照明光源的光照方向与所述吸附平台的夹角为60°～85°。

2.如权利要求1所述的塞孔缺陷自动光学检测装置，其特征在于，所述位移装置包括X轴部件、Y轴部件和Z轴部件三个部分，所述Y轴部件固定连接在所述机架上，所述吸附平台滑动连接在所述Y轴部件；所述X轴部件固定连接在所述机架上，所述Z轴部件滑动连接在所述X轴部件；所述成像装置和所述光源模组都滑动连接在所述Z轴部件上。

3.如权利要求2所述的塞孔缺陷自动光学检测装置，其特征在于，所述光源模组还包括光源升降架和固定侧板，所述光源升降架滑动设置所述Z轴部件上，所述固定侧板与所述光源升降架固定连接，所述照明光源固定连接于所述固定侧板，所述固定侧板上设置有用于调节所述照明光源照射角度的角度调节槽。

4.如权利要求3所述的塞孔缺陷自动光学检测装置，其特征在于，所述照明光源包括灯板安装座、LED灯板、扩散板、聚光修形透镜以及反光板，所述LED灯板固定设置在所述灯板安装座，所述扩散板与所述聚光修形透镜依次设置在所述LED灯板的光照方向上，所述反光板设置在所述LED灯板两侧。

5.如权利要求4所述的塞孔缺陷自动光学检测装置，其特征在于，所述成像装置包括相机组件，所述相机组件包括相机、相机安装座、以及相机隔震装置，所述相机安装在所述相机安装座上，且所述相机与所述相机安装座之间设置有所述相机隔震装置，所述相机安装座滑动设置在所述Z轴部件上。

6.如权利要求5所述的塞孔缺陷自动光学检测装置，其特征在于，所述相机组件还包括旋转调节块，所述旋转调节块设置在所述相机安装座上且与所述相机连接，所述旋转调节块用于调节所述相机的成像面角度。

7.如权利要求5所述的塞孔缺陷自动光学检测装置，其特征在于，所述成像装置还包括镜头组件，所述镜头组件包括镜头、镜头安装座已经镜头隔震装置，所述镜头安装在所述镜头安装座上，且所述镜头与所述镜头安装座之间设置有所述镜头隔震装置，所述镜头安装座滑动设置在所述Z轴部件上。

8.如权利要求7所述的塞孔缺陷自动光学检测装置，其特征在于，所述相机组件、所述镜头组件以及所述光源模组自上而下依次滑动连接在所述Z轴部件上；所述相机的采光孔中心与所述镜头轴心位于同一条直线上，且所述直线与所述光源模组照射到待检测的所述PCB板的塞孔的反射光线相重合。

9.如权利要求3所述的塞孔缺陷自动光学检测装置，其特征在于，所述塞孔缺陷自动光学检测装置还包括监视模块，所述监视模块通过一监视模块固定架固定设置在所述固定侧板上，所述监视模块用于确认检测出的所述PCB的塞孔缺陷。

10.如权利要求1所述的塞孔缺陷自动光学检测装置，其特征在于，所述吸附平台包括两个真空区域，两个所述真空区域分别连接有真空控制管路，所述真空控制管路用于使所述吸附平台产生负压而吸附所述PCB板。

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