CN218546555U - 一种用于pcb表面元器件识别的自动视觉检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于PCB表面元器件识别的自动视觉检测装置，其包括检测框架、智能机械手、分类盘和控制电路，所述检测框架的中间设有检测腔体，所述检测腔体的内部的顶部安装有视觉检测的CCD相机和光源，所述检测腔体的侧面设为开口，所述开口的两侧分别设有相互配合的感应光栅，所述开口装有自动关门结构，所述检测腔体的内部的底面设有待测PCB板的搭载平台，所述检测腔体内设有感应PCB板的物体传感器；所述检测腔体和所述分类盘分别设置在所述智能机械手的操作范围内。本实用新型解决了传统PCB检测依赖人工视觉，导致工作效率低下、检测效果不佳等问题。

Description

一种用于PCB表面元器件识别的自动视觉检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于PCB表面元器件识别的自动视觉检测装置。

背景技术

在现代电子产品相关领域，印刷电路板(PCB板)已成为各类电子元器件的集成载体，它具有可高密度化、高可靠性、价格低廉、运用灵活、体积小等优点，在电子设计领域有着广泛应用，其质量将直接影响到电子产品的性能以及使用寿命。而随着电子科学技术和电子制造业的不断发展，电子产品趋于更轻、更小、更薄化，故PCB设计普遍采用体积小的插件元器件或者表面贴片安装技术，这也为PCB元器件检测加大了检测难度。

面对国内制造业劳动力相对不足、人工成本持续高涨、高级技工严重缺乏等诸多问题的呈现，越来越多的电子制造企业开始注重高效率、快节奏的生产方式；另一方面，随着PCB元器件检测难度的大大提升，人工视觉速度慢、效率低、漏检率高，难以满足其高效率、快节奏的生产检测需求。如公开号为CN215599039U的一种电路板加工缺陷视觉检测系统，使用工业相机对电路板进行缺陷检测，但是该系统使用电动推杆将置物装置推入相机的下面进行视觉检测，尚需人工进行放置电路板和分类，也未补充光源，对环境光或工业相机要求高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术之不足，提供一种用于PCB表面元器件识别的自动视觉检测装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于PCB表面元器件识别的自动视觉检测装置，其包括检测框架、智能机械手、分类盘和控制电路，所述检测框架的中间设有检测腔体，所述检测腔体的内部的顶部安装有视觉检测的CCD相机和光源，所述检测腔体的侧面设为开口，所述开口的两侧分别设有相互配合的感应光栅，所述开口装有自动关门结构，所述检测腔体的内部的底面设有待测PCB板的搭载平台，所述检测腔体内设有感应PCB板的物体传感器；所述控制电路包括控制芯片、复位键和指示灯，所述CCD相机信号连接所述控制芯片，所述复位键连接所述控制芯片，所述感应光栅信号连接所述控制芯片，所述物体传感器连接所述控制芯片，所述控制芯片分别控制连接所述CCD相机、光源、自动关门结构、指示灯和智能机械手，所述检测腔体和所述分类盘分别设置在所述智能机械手的操作范围内。

在另一较佳实施例中，所述光源为LED面光源，所述LED面光源设置在CCD相机的周边。

在另一较佳实施例中，所述光源为彩色LED。

在另一较佳实施例中，还包括显示屏，所述控制芯片连接所述显示屏，所述显示屏安装在所述检测框架上。

在另一较佳实施例中，所述待测PCB板上设有SN码。

在另一较佳实施例中，所述智能机械手具有六个旋转轴和抓取吸盘。

在另一较佳实施例中，所述搭载平台的中间镂空，所述物体传感器为红外反射传感器，所述红外反射传感器设置在所述搭载平台正下方。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的装置主要用于对PCB表面元器件进行识别检测，通过智能机械手自动上下料，并对不同测试结果的PCB进行分区放置；设有自动关门结构在机器手上料完毕之后自动关闭，减少了强光对生产人员眼部的伤害以及周遭环境对视觉检测的影响，通过感应光栅触发实现产线自动化检测，解决了传统PCB检测依赖人工视觉，导致工作效率低下、检测效果不佳等问题。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明；但本实用新型的一种用于PCB表面元器件识别的自动视觉检测装置不局限于实施例。

附图说明

图1是本实用新型一较佳实施例的结构示意图。

图2是本实用新型一较佳实施例的检测框架的立体结构示意图。

图3是图2的检测框架的侧面示意图。

图4是图2的检测框架的正面示意图一，其中自动关门结构开门。

图5是图4的检测框架的正面示意图二，其中自动关门结构关门。

具体实施方式

实施例，参见图1至图5所示，一种用于PCB表面元器件识别的自动视觉检测装置包括检测框架100、智能机械手200、分类盘300和控制电路。

本实施例的检测框架100分别为顶层AOI上位机放置区101、以及下层下位机放置区103。所述检测框架的中间(中层PCB视觉检测区102)设有检测腔体110，所述检测腔体110的内部的顶部安装有视觉检测的CCD相机120和光源130，所述检测腔体110的侧面设为开口，所述开口的两侧分别设有相互配合的红外感应光栅140，所述开口装有自动关门结构150，所述检测腔体110的内部的底面设有待测PCB板500的搭载平台160，所述搭载平台160的中间镂空，正下方设有红外反射传感器170(物体传感器)。

具体的，所述光源130为彩色LED面光源，所述LED面光源设置在CCD相机的周边。在视觉检测之前，可根据实际拍摄情况在上位机软件对视觉光源的RGB阈值进行修改，调节出不同颜色、不同亮度的色光以适配不同颜色的PCB以及元器件，突出PCB检测特征，提高判断准确率。

进一步的，所述控制电路包括控制芯片、复位键410和指示灯，指示灯包括OK绿色指示灯420与NG红色指示灯430，所述CCD相机120信号连接所述控制芯片，所述复位键410连接所述控制芯片，所述感应光栅140信号连接所述控制芯片，所述红外反射传感器170连接所述控制芯片，所述控制芯片分别控制连接所述自动关门结构150、所述CCD相机120、光源130、指示灯和智能机械手200，本实施例的控制芯片选用赛元SC92F84A1。所述检测腔体110和所述分类盘300分别设置在所述智能机械手200的操作范围内。

所述自动关门结构150包括卷门帘和电机，所述电机控制所述卷门帘卷起和放下，所述控制芯片控制连接所述电机。如图4为自动关门结构的卷帘门卷起的状态，如图5为卷帘门放下的状态。

本实施例的智能机械手200具有六个旋转轴，工作半径1.2米，通过两组抓取吸盘对待测PCB500进行抓取测试。

顶层AOI上位机放置区101设有一个视觉检测显示屏180，通过本装置可检出PCB元器件漏贴、电容极性错误等问题并在显示屏上进行标记提醒，无需按键启动，快速进行自动化视觉检测，同时该装置可收集生产测试过程中各工序的工作质量以及出现缺陷的类型，便于后期进行数据分析和管理，实现PCB自动化与智能化生产。

所述待测PCB板500上设有SN码。

本装置设有智能六轴机械手对待测PCB板500进行抓取并放置于搭载平台150，利用恰当的视觉光源130以及自动关门结构营造良好的封闭拍摄环境，配合CCD工业相机对PCB图像进行快速处理并得出所需的各种目标图像特征值，最后将检测结果图像显示在显示屏上并通知下位机进行对应处理动作，由此实现PCB元器件识别以及缺陷检测等多种功能。

本实施例的主要工作原理如下：本装置利用红外感应光栅140进行动作触发，智能机械手200抓取待测PCB板500放置于搭载平台150上，当放置完毕智能机械手200越出红外感应光栅140感应范围时，单片机(控制芯片)会根据通讯协议触发上位机进行视觉处理；通过控制自动关门结构150自动关门以及恰当的视觉光源打光营造良好封闭的拍摄环境，进而CCD工业相机120快速摄取待测PCB板500图像并转化为数字信号，再通过AOI视觉处理上位机的软、硬件技术对图像数字信号进行处理，从而得到所需要的各种目标图像特征值；然后上位机会将检测结果图像显示在顶部显示屏180上并通知下位机亮起对应结果的状态指示灯，最后自动关门结构150，智能机械手200进去抓取PCB放置于分类盘300的对应区域，由此实现PCB元器件识别或缺陷检测等多种功能。

本装置可实现大幅面的PCB表面元器件检测自动识别并标记其表面缺陷，大大提高电路板的检测效率，并且具有结构简单、成本低、集成度高的优点，结构一体化且体积较小，便于根据实际生产需求，放置于产线上。

上述实施例仅用来进一步说明本实用新型的一种用于PCB表面元器件识别的自动视觉检测装置，但本实用新型并不局限于实施例，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于PCB表面元器件识别的自动视觉检测装置，其特征在于：其包括检测框架、智能机械手、分类盘和控制电路，所述检测框架的中间设有检测腔体，所述检测腔体的内部的顶部安装有视觉检测的CCD相机和光源，所述检测腔体的侧面设为开口，所述开口的两侧分别设有相互配合的感应光栅，所述开口装有自动关门结构，所述检测腔体的内部的底面设有待测PCB板的搭载平台，所述检测腔体内设有感应PCB板的物体传感器；所述控制电路包括控制芯片、复位键和指示灯，所述CCD相机信号连接所述控制芯片，所述复位键连接所述控制芯片，所述感应光栅信号连接所述控制芯片，所述物体传感器连接所述控制芯片，所述控制芯片分别控制连接所述CCD相机、光源、自动关门结构、指示灯和智能机械手，所述检测腔体和所述分类盘分别设置在所述智能机械手的操作范围内。

2.根据权利要求1所述的一种用于PCB表面元器件识别的自动视觉检测装置，其特征在于：所述光源为LED面光源，所述LED面光源设置在CCD相机的周边。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于PCB表面元器件识别的自动视觉检测装置，其特征在于：所述光源为彩色LED。

4.根据权利要求1所述的一种用于PCB表面元器件识别的自动视觉检测装置，其特征在于：还包括显示屏，所述控制芯片连接所述显示屏，所述显示屏安装在所述检测框架上。

5.根据权利要求1所述的一种用于PCB表面元器件识别的自动视觉检测装置，其特征在于：所述待测PCB板上设有SN码。

6.根据权利要求1所述的一种用于PCB表面元器件识别的自动视觉检测装置，其特征在于：所述智能机械手具有六个旋转轴和抓取吸盘。

7.根据权利要求1所述的一种用于PCB表面元器件识别的自动视觉检测装置，其特征在于：所述自动关门结构包括卷门帘和电机，所述电机控制所述卷门帘卷起和放下，所述控制芯片控制连接所述电机。

8.根据权利要求1所述的一种用于PCB表面元器件识别的自动视觉检测装置，其特征在于：所述搭载平台的中间镂空，所述物体传感器为红外反射传感器，所述红外反射传感器设置在所述搭载平台正下方。

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