CN211905138U - 一种桌面式视觉检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种桌面式视觉检测设备，包括壳体，设置在所述壳体上的拍摄装置和光源装置；所述壳体架设在现有检测流水线；所述光源装置用于对拍摄装置提供光照。本实用新型桌面式视觉检测设备可以直接架设固定在现有检测流水线上，不同对现有检测流水线进行大的改造，节约成本及时间，同时，通过对拍摄装置以及光源装置的可以移动设置，进而适应不同大小的产品线路板，可以拍摄更为清晰的成品线路板的图像，自动跟随检测流水线调整移动，减少人工参与，提升效率，保证一致性。

Description

一种桌面式视觉检测设备

技术领域

本实用新型涉及视觉检测技术领域，尤其涉及一种桌面式视觉检测设备。

背景技术

成品线路板(Printed Circuit Board+Assembly，简称PCBA)，即成品线路板为PCBA，PCBA是电子设备的关键部件之一，PCBA具体是指PCB空板经过SMT上件，再经过DIP插件(某些产品不需要该步骤)得到的电路板，也就是将各种电子器件通过表面封装工艺组装在PCB上。PCBA上元器件的位置正反和焊点的短路以及排针的数量情况直接影响电路板的性能和成品率。因此，PCBA在交付使用前检测产品是否合格成为一个必不可少且非常重要的环节。

目前，现有的PCBA缺陷检测识别主要采用逻辑型的是自动光学检测识别技术(Automatic Optic Inspection，简称AOI)，原理是通过RGB三色光从三种不同的角度照射到元件上再反射回来，不同的焊点形态反射不同的色光，参考位置和设定参数对反射光的颜色和亮度等数据进行矢量分析。AOI是新兴起的一种新型测试技术，但发展迅速，很多厂家都推出了AOI测试设备。当自动检测时，机器通过摄像头自动扫描PCB，采集图像，测试的元件与数据库中的合格的参数进行比较，经过图像处理，检查出PCB上缺陷，并通过显示器或自动标志把缺陷显示/标示出来，供维修人员修整。

AOI要求高精度的镜头和特殊设计的光源配合，硬件成本高昂，运用高速高精度视觉处理技术自动检测PCB板上各种不同帖装错误及焊接缺陷。 PCB板的范围可从细间距高密度板到低密度大尺寸板，通过使用AOI作为减少缺陷的工具，在装配工艺过程的早期查找和消除错误，以实现良好的过程控制。早期发现缺陷将避免将坏板送到随后的装配阶段，AOI将减少修理成本将避免报废不可修理的电路板。然而，AOI采用的是图像对比，人工设置阈值，误报率高、需要人工复检，生产前准备时间长，而且存在PCBA图像对比误差，识别精度不高；目前，插件工序外观基本依赖人工目视检查，效率低、易漏检、对员工熟练度有较高要求。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术缺陷，提供一种桌面式视觉检测设备。

本实用新型实施例解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种桌面式视觉检测设备，包括壳体，设置在所述壳体上的拍摄装置和光源装置；所述壳体架设在现有的检测流水线；所述光源装置用于对所述拍摄装置进行补光照明；

所述壳体包括可调升降支架、拍摄支架、Y轴运动机构和Z轴运动机构；

所述拍摄支架固定设置在所述可调升降支架，所述Y轴运动机构设置在所述可调升降支架顶部前端，所述Z轴运动机构设置在所述Y轴运动机构上，所述拍摄装置固定设置在所述Z轴运动机构上。

优选地，所述光源装置包括光源固定结构、设置在所述光源固定结构上的光源模组；所述光源固定结构设置在所述壳体上；

所述光源模组环形设置在所述拍摄装置周围，用于对所述拍摄装置进行补光照明。

优选地，所述光源固定结构包括凹型固定件、2个第二直线导轨和1个滑动件；所述凹型固定件两侧各设有1个L型固定片，所述凹型固定件通过2 个所述L型固定片设置在所述壳体上；

所述滑动件通过与2个所述第二直线导轨配合可滑动设置在所述凹型固定件上。

优选的，所述光源模组包括第一条形光源和第二条形光源，所述第一条形光源和第二条形光源的数量均为4个；

1个所述第一条形光源和2个所述第二条形光源固定设置在所述滑动件上，3个所述第一条形光源和2个所述第二条形光源依次交错固定设置在所述凹型固定件。

优选地，4个所述第一条形光源设置在四条边上，4个所述第二条形光源间隔设置在4个所述第一条形光源的四个顶角处。

优选地，所述第一条形光源为长条形的LED光源；所述第二条形光源为短条形的LED光源。

优选地，所述光源固定结构还包括光源固定框和2个第一直线导轨；所述光源固定框固定设置在所述壳体上；

所述凹型固定件通过2个所述L型固定片和2个所述第一直线导轨配合可滑动设置在所述光源固定框上。

优选地，所述光源装置还包括光源升降结构；所述光源固定结构通过所述光源升降结构可升降设置在所述壳体上。

优选地，所述光源固定结构还包括同步连接件；所述同步连接件包括连接件、第一同步件和/或第二同步件；所述连接件一端与所述第一同步件和/ 或第二同步件一端固定连接；

所述第一同步件和/或第二同步件另一端与所述滑动件端部固定连接；

所述连接件另一端与检测流水线的宽度调整机构固定连接，进而所述光源固定结构可与所述检测流水线的宽度同步调整。

优选地，所述滑动件还设有一个用于推拉的推拉件。

实施本实用新型桌面式视觉检测设备的技术方案，具有以下优点或有益效果：本实用新型桌面式视觉检测设备可以直接架设固定在现有的检测流水线上，无需对现有的检测流水线进行大改造，节约成本及时间，同时，通过对拍摄装置以及光源装置可以移动设置，可适应不同大小的成品线路板，可以拍摄更为清晰的成品线路板的图像，自动跟随检测流水线调整而移动，人工参与少，效率高，一致性好。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，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，附图中：

图1是本实用新型桌面式视觉检测设备实施例的光源装置的第一结构示意图；

图2是本实用新型桌面式视觉检测设备实施例的光源装置的第一结构分解示意图；

图3是本实用新型桌面式视觉检测设备实施例的光源装置的同步连接件结构示意图；

图4是本实用新型桌面式视觉检测设备实施例的光源装置的第二结构示意图；

图5是本实用新型桌面式视觉检测设备实施例的光源装置的第二结构分解示意图；

图6是本实用新型桌面式视觉检测设备实施例的光源装置的第三结构分解示意图；

图7是本实用新型桌面式视觉检测设备实施例的一结构示意图；

图8是本实用新型桌面式视觉检测设备实施例的另一结构示意图。

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，下文将要描述的各种实施例将要参考相应的附图，这些附图构成了实施例的一部分，其中描述了实现本实用新型可能采用的各种实施例。应明白，还可使用其他的实施例，或者对本文列举的实施例进行结构和功能上的修改，而不会脱离本实用新型的范围和实质。

需要说明的是：本实用新型实施例中的前后、左右、上下及顶部、中部及底部仅是为了便于对实施例的描述而进行的限定，并非通常意义上前后、左右、上下及顶部、中部及底部的方位限定。具体的，前方为平行于生产检测流水线方向的成品线路板即PCBA的前面，后方为平行于生产检测流水线方向的成品线路板的后面，左右方为垂直于生产检测流水线的方向，X轴方向为与生产检测流水线平行的方向，Y轴方向为与生产检测流水线垂直的方向，Z轴方向为与成品线路板垂直的方向，X轴方向、Y轴方向、Z轴方向均相互垂直，XY平面为与成品线路板平行的平面，YZ平面为与成品线路板垂直的平面。

成品线路板分为单面板和双面板，单面板是指在PCB空板的单面经过 SMT上件，再经过DIP插件形成的单面PCBA，而双面板是指在PCB空板的双面经过SMT上件，再经过DIP插件形成的双面PCBA。针对单面板的成品线路板的检测识别，只需正上方、前后左右、斜上方进行拍摄获取线路板图像即可。而对于双面板则还需要获取反面图像，可以在成品线路板下面设置拍摄装置来拍摄，也可以将成品线路板翻转通过设置在顶部的拍摄装置来拍摄。

成品线路板要检测识别的缺陷具体包括：元器件错件、元器件漏件或多件、元器件反向、元器件破损、浮高或歪斜、焊点不良等缺陷，主要包括：元器件错件即为安装了错误元器件、元器件漏件或多件即为PCBA上应该有元器件的位置没有安装元器件或者不应该安装的地方安装了元器件、元器件反向即为元器件安装方向错误、元器件破损即为元器件表面或侧面有裂痕或者破损、元器件污损即为表面有脏污遮盖字符或空白区域、元器件浮高或歪斜即为元器件底部未紧贴PCBA表面或元器件底部平面与PCBA平面明显不平行。焊点不良包括：焊点连锡即为两个或多个独立的焊脚之间连在一起、空焊即为焊点看似焊接了实际焊锡与器件插脚未紧密连接、多锡即为焊锡量过多，出现焊点顶部大或者包焊的现象、少锡即为焊点出现孔洞、焊点凹陷或焊锡与焊盘平齐没有明显的爬锡现象、锡珠锡渣即为PCB空白区域出现锡渣或者锡珠、拉尖即为插件脚顶部或侧面出现拉丝现象、字符或图形错误即为元器件正面或者侧面字符或图形与标准不符等可能存在的缺陷。

更为具体的，不同的缺陷需要从不同角度来获取成品线路板的图像，具体包括：1从顶部正面拍摄成品线路板，用于采集获取成品线路板的内容包括：元器件错件、元器件漏件或多件、元器件反向、元器件污损、焊点连锡、空焊、多锡、少锡、锡珠锡渣、拉尖、字符或图形错误等；2从正前后左右拍摄成品线路板，用于采集获取成品线路板的内容包括：元器件破损、元器件浮高或歪斜、字符或图形错误等；3从斜上方拍摄成品线路板，用于采集获取成品线路板的内容包括：元器件错件、元器件浮高或歪斜、字符或图形错误等。为此，需要设置不同的拍摄装置来获取成品线路板的上下、左右、前后全方位图像，进而可以更加全面准确的对成品线路板进行检测识别分类。

本实用新型桌面式视觉检测设备实施例，既可用于最终成品线路板的检测，也可用于生产过程中的质量监控；即可用于单面成品线路板，也可用于双面成品线路板，还可用于其他待检测物的检测识别。

如图7-8所示，桌面式视觉检测设备，包括壳体100，设置在壳体100上的拍摄装置300和光源装置200；具体的，所述壳体100架设在现有检测流水线500，进而可以不改变现有的检测流水线500，直接架设在台面，固定方式灵活，操作方便；所述光源装置200用于对拍摄装置300进行补光照明，以便拍摄装置300能拍摄清晰的成品线路板的图像。

在本实施例中，所述壳体100包括可调升降支架110、拍摄支架120、Y 轴运动机构130和Z轴运动机构140；具体的，所述拍摄支架120固定设置在可调升降支架110，所述Y轴运动机构130设置在可调升降支架110顶部前端，所述Z轴运动机构140设置在Y轴运动机构130上，所述拍摄装置300 设置在Z轴运动机构140。通过Y轴运动机构130的运动，拍摄装置300可以沿Y轴方向移动，进而可以拍摄不同宽度的成品线路板的图像；通过Z轴运动机构140的运动，拍摄装置300可以沿Z轴方向移动，进而可以调整拍摄装置300的高度，拍摄成品线路板的清晰图像。

本实用新型桌面式视觉检测设备可以直接架设固定在现有的检测流水线上，无需对现有的检测流水线进行大改造，节约成本及时间，同时，通过对拍摄装置以及光源装置的可以移动设置，进而适应不同大小的产品线路板，可以拍摄更为清晰的成品线路板的图像，自动跟随检测流水线调整移动，减少人工参与，提升效率，保证一致性。

如图1-6所示，本实用新型提供一种视觉检测的光源装置实施例，应用于视觉检测设备，所述视觉检测设备包括壳体以及设置在壳体上的拍摄装置，所述光源装置200包括光源固定结构210、设置在光源固定结构210上的光源模组220；所述光源固定结构210设置在壳体100(即支架110)上；具体的，所述光源模组220环形设置在拍摄装置300周围，用于对拍摄装置300 进行补光照明。

在本实施例中，所述光源固定结构210包括凹型固定件211、2个第二直线导轨212和1个滑动件213；所述凹型固定件211两侧各设有1个L型固定片215，所述凹型固定件211通过2个L型固定片215设置在壳体100上；滑动件213通过与2个第二直线导轨212配合可滑动设置在凹型固定件211上。

在本实施例中，所述光源模组220包括第一条形光源221和第二条形光源222，所述第一条形光源221和第二条形光源222的数量均为4个；优选的，所述第一条形光源221为长条形的LED光源；所述第二条形光源222为短条形的LED光源。具体的，1个第一条形光源221和2个第二条形光源222 固定设置在滑动件213上，3个第一条形光源221和2个第二条形光源222依次交错固定设置在凹型固定件211。进而，1个第一条形光源221和2个第二条形光源222这3个可随滑动件213的移动而调整整个照明范围，可单独自动随着检测流水线的单边宽度调整时自动跟着移动，确保光源与被测物保持相对稳定距离，有利于光源照射效果稳定，从而有效保障识别效果。

具体的，4个第一条形光源221设置在四条边上，4个第二条形光源222 间隔设置在4个第一条形光源221的四个顶角处。在4个顶角处设置第二条形光源222，可以有效照射不同形状的成品线路板的不同角落，有利于均匀照射，减少暗区，改善角落光线偏暗的问题，能有效提升成像画质。

如图6所示，所述光源固定结构210还包括光源固定框214和2个第一直线导轨216；所述光源固定框214固定设置在壳体100上；具体的，所述凹型固定件211通过2个L型固定片215和2个第一直线导轨216配合可滑动设置在光源固定框214(当然，也可以直接设置在壳体100的支架，可以无需增加光源固定框214)上。具体的，所述凹型固定件211通过第一直线导轨 216的运动，进而可以带动光源模组220跟随拍摄装置300一起沿Y轴方向移动，让视觉检测设备可以适应不同的流水线结构，便于安装和调试，适应性更强。

优选的，所述光源装置200还包括光源升降结构230；所述光源固定结构210通过所述光源升降结构230可升降设置在壳体100上，进而可以根据成品线路板和拍摄装置300的间距来调整光源装置200，以便提供更好的补光照明，使得拍摄更为清晰的成品线路板的图像。

如图1-3所示，所述光源固定结构210还包括同步连接件217；具体的，所述同步连接件217包括连接件2173、第一同步件2171和/或第二同步件 2172；所述连接件2173一端与第一同步件2171和/或第二同步件2172一端固定连接；所述第一同步件2171和/或第二同步件2172另一端与滑动件213端部固定连接；所述连接件2173另一端与检测流水线的宽度调整机构固定连接，进而光源固定结构210可与检测流水线的宽度同步调整。更为具体的，设置的第一同步件2171和/或第二同步件2172可以同时存在，也可以单一存在，进而可以适配不同的结构要求。

如图3所示，连接件2173包括凹型件，用于卡接在检测流水线的宽度调整机构的凹槽内，同时，通过螺钉加以固定。凹型件顶部有一通孔，通过该通孔及螺钉固定在第一同步件2171或第二同步件2172下端，当然，也可以采用其他结构形式来实现。

如图5所示，所述滑动件213还设有一个用于推拉的推拉件2131，可以通过推拉件2131来手动调节3个条形光。

需要说明的是，本实用新型实施例中的各个拍摄装置、支架、直线导轨等为基本相同的结构，只是根据功能不同有稍微的差异，设定为第一、第二等编号，只是为了便于表述而从名称上加以区分，具体结构基本相同。上述拍摄装置可以是工业摄像头、智能摄像头、摄像机、高清高速摄像头、自带光源的高清高速摄像头或者高清高速摄像机等，如不带光源，则需在每个拍摄装置附近配置光源。光源可以为LED光源，光源还可以为同轴光、环形光以及背光源；也可以为三色光源，可包含电荷耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)、互补式金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)，光电传感器、或接触式影像光电传感器(Contact Image Sensor，CIS)等。

在本实用新型各实施例中，支架可以是框架或者其它类似的结构，箱体和支架的材质并不限定，可以为木质也可以是金属材质，如铝合金、铁等。如果支架选择的是箱体类物体，可将箱体设计成由可拆卸连接的两部分组成，这样就方便内部安装的摄像装置的维修和更换。本实用新型实施例的桌面式视觉检测设备除了可以用于成品线路板的检测，还可以用于检测手机等电子类产品的外观等等，在此不做进一步限制。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，本领域技术人员知悉，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等同替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种桌面式视觉检测设备，其特征在于，包括壳体(100)，设置在所述壳体(100)上的拍摄装置(300)和光源装置(200)；所述壳体(100)架设在现有的检测流水线(500)；所述光源装置(200)用于对所述拍摄装置(300)进行补光照明；

所述壳体(100)包括可调升降支架(110)、拍摄支架(120)、Y轴运动机构(130)和Z轴运动机构(140)；

所述拍摄支架(120)固定设置在所述可调升降支架(110)，所述Y轴运动机构(130)设置在所述可调升降支架(110)顶部前端，所述Z轴运动机构(140)设置在所述Y轴运动机构(130)上，所述拍摄装置(300)固定设置在所述Z轴运动机构(140)上。

2.根据权利要求1所述的桌面式视觉检测设备，其特征在于，所述光源装置(200)包括光源固定结构(210)、设置在所述光源固定结构(210)上的光源模组(220)；所述光源固定结构(210)设置在所述壳体(100)上；

所述光源模组(220)环形设置在所述拍摄装置(300)周围，用于对所述拍摄装置(300)进行补光照明。

3.根据权利要求2所述的桌面式视觉检测设备，其特征在于，所述光源固定结构(210)包括凹型固定件(211)、2个第二直线导轨(212)和1个滑动件(213)；所述凹型固定件(211)两侧各设有1个L型固定片(215)，所述凹型固定件(211)通过2个所述L型固定片(215)设置在所述壳体(100)上；

所述滑动件(213)通过与2个所述第二直线导轨(212)配合可滑动设置在所述凹型固定件(211)上。

4.根据权利要求3所述的桌面式视觉检测设备，其特征在于，所述光源模组(220)包括第一条形光源(221)和第二条形光源(222)，所述第一条形光源(221)和第二条形光源(222)的数量均为4个；

1个所述第一条形光源(221)和2个所述第二条形光源(222)固定设置在所述滑动件(213)上，3个所述第一条形光源(221)和2个所述第二条形光源(222)依次交错固定设置在所述凹型固定件(211)。

5.根据权利要求4所述的桌面式视觉检测设备，其特征在于，4个所述第一条形光源(221)设置在四条边上，4个所述第二条形光源(222)间隔设置在4个所述第一条形光源(221)的四个顶角处。

6.根据权利要求5所述的桌面式视觉检测设备，其特征在于，所述第一条形光源(221)为长条形的LED光源；所述第二条形光源(222)为短条形的LED光源。

7.根据权利要求3所述的桌面式视觉检测设备，其特征在于，所述光源固定结构(210)还包括光源固定框(214)和2个第一直线导轨(216)；所述光源固定框(214)固定设置在所述壳体(100)上；

所述凹型固定件(211)通过2个所述L型固定片(215)和2个所述第一直线导轨(216)配合可滑动设置在所述光源固定框(214)上。

8.根据权利要求3所述的桌面式视觉检测设备，其特征在于，所述光源装置(200)还包括光源升降结构(230)；

所述光源固定结构(210)通过所述光源升降结构(230)可升降设置在所述壳体(100)上。

9.根据权利要求3所述的桌面式视觉检测设备，其特征在于，所述光源固定结构(210)还包括同步连接件(217)；

所述同步连接件(217)包括连接件(2173)、第一同步件(2171)和/或第二同步件(2172)；所述连接件(2173)一端与所述第一同步件(2171)和/或第二同步件(2172)一端固定连接；

所述第一同步件(2171)和/或第二同步件(2172)另一端与所述滑动件(213)端部固定连接；

所述连接件(2173)另一端与检测流水线的宽度调整机构固定连接，进而所述光源固定结构(210)可与所述检测流水线的宽度同步调整。

10.根据权利要求3所述的桌面式视觉检测设备，其特征在于，所述滑动件(213)还设有一个用于推拉的推拉件(2131)。

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