一种适用于线路板背面的取像系统

技术领域

本发明涉及非标设备制造技术领域，尤其是一种适用于线路板背面的取像系统。

背景技术

线路板是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的提供者。随着电子工业的迅速发展，印刷线路板也朝着多层化、高密度方向快速发展。

线路板的表面质量对其应用性能有着至关重要的影响。在现有技术中，通常采用人力对线路板进行外观检测，以判定其尺寸以及形态是否符合要求，附带地观察其正面以及背面是否具有漏焊点、杂质以及污渍等。然而，检验的产品的标准有IPC国际通用标准和不同的客户要求，故为了保证流出产品的合格率，往往需要透过教育训练检验人员，使得其熟练掌握标准及检测方法，但是，即便是投入大量的培训，靠人工检验还是存在漏失率很高、效率低下等问题。为此，本公司开发了一款线路板视觉检测系统。

在对线路板进行正式检测前，需降低可靠地置放于检测台面上，且进行位置锁定。随后借由高速相机对其表面进行图像采集。在现有技术中，高速相机布置于检测台面的正上方，仅能对线路板的正面进行取像。而当执行背面取像操作时，由于受到装夹治具的遮挡导致不可实施直接取像，从而需要对线路板进行翻面，以使其背面与高速相机相对位。由上叙述可知，在执行检测进程中，需要对线路板进行翻面操作，不但大大地增加了操作人员的劳动强度，而且还极大降低了线路板的检测效率。因而，亟待技术人员解决上述问题。

发明内容

故，本发明设计人员鉴于上述现有的问题以及缺陷，乃搜集相关资料，经由多方的评估及考量，并经过从事于此行业的多年研发经验技术人员的不断实验以及修改，最终导致该适用于线路板背面的取像系统的出现。

为了解决上述技术问题，本发明涉及了一种适用于线路板背面的取像系统，其包括有机座、支撑架、线路板装载治具、直线运动元件、第一动力驱动部以及图像抓取模组。支撑架固定于机座的上平面上，且用来支撑线路板装载治具。直线运动元件亦由支撑架进行支撑，以驱动线路板装载治具沿着前后方向进行位移运动。正对于线路板的预置放区域，在线路板装载治具上开设有多个拍照透视孔。第一动力驱动部由机座进行支撑，以驱动图像抓取模组分别沿着前后方向、左右方向、上下方向进行位移运动，直至图像抓取模组停位于线路板装载治具的正下方。

作为本发明技术方案的进一步改进，图像抓取模组包括有安装基板、固定座、摄像组件、支架以及环形光源。固定座安装于安装基板上，且用来夹持摄像组件。支架固定于安装基板上，以用来支撑环形光源。环形光源布置于摄像组件的正上方。

作为本发明技术方案的更进一步改进，支架借由螺钉实现与安装基板的可拆卸固定，相对应地，在支架上开设有供螺钉穿设的、沿着上下方向进行延伸的长条腰形安装孔。

作为本发明技术方案的更进一步改进，图像抓取模组还包括有限位单元。限位单元包括有第一光电开关、第二光电开关、第三光电开关以及感应板。感应板可拆卸地固定于安装基板上。与感应开关相适配的第一光电开关、第二光电开关、第三光电开关可拆卸地固定于第一动力驱动部上，以分别用来限定摄像组件的上极限位置、初始位置、下极限位置。

作为本发明技术方案的更进一步改进，图像抓取模组还包括有安全感应单元。安全感应单元包括有过渡承力板以及激光位移传感器。过渡承力板可拆卸地固定于安装基板上。激光位移传感器可拆卸地固定于过渡承力板上，以实时地感应其和线路板装载治具之间的距离。

作为本发明技术方案的进一步改进，适用于线路板背面的取像系统还包括有背光单元。背光单元包括有滑移板、第二动力驱动部以及背光源。滑移板由支撑架进行支撑，且在第二动力驱动部的作用下沿着前后方向进行定向位移运动，直至停位于线路板装载治具的正上方。背光源安装于滑移板的底壁上。

作为本发明技术方案的进一步改进，背光单元还包括有滑轨滑块组件。滑轨滑块组件布置于支撑架和滑移板之间。

在本发明所公开的技术方案中，图像抓取模组可以直接透过拍照透视孔来实现对线路板背面图像的抓取，而无需手工或额外设置翻面机构以对其进行翻面处理，协同其他图像抓取模组以同时实现对线路板背面、正面图像的抓取，有效地缩短的总取像用时。如此一来，不但有效地降低了操作人员的劳动强度，简化了取像系统的整体结构，而且还极大提高了线路板的检测效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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是本发明中适用于线路板背面的取像系统的立体示意图。

图2是图1的左视图。

图3是本发明适用于线路板背面的取像系统中图像抓取模组的立体示意图。

图4是图3的左视图。

图5是图3的右视图。

图6是本发明适用于线路板背面的取像系统中线路板装载治具的立体示意图。

图7是本发明适用于线路板背面的取像系统中背光单元的立体示意图。

1-机座；2-支撑架；3-线路板装载治具；31-拍照透视孔；4-直线运动元件；5-第一动力驱动部；6-图像抓取模组；61-安装基板；62-固定座；63-摄像组件；64-支架；641-长条腰形安装孔；65-环形光源；66-限位单元；661-第一光电开关；662-第二光电开关；663-第三光电开关；664-感应板；67-安全感应单元；671-过渡承力板；672-激光位移传感器；7-背光单元；71-滑移板；72-第二动力驱动部；73-背光源；74-滑轨滑块组件。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

为了便于本领域技术人员充分理解本发明所公开的技术方案，下面结合具体实施例，对本发明的内容做进一步的详细说明，图1、图2分别示出了本发明中适用于线路板背面的取像系统的立体示意图及其左视图，可知，其主要由机座1、支撑架2、线路板装载治具3、直线运动元件4、第一动力驱动部5以及图像抓取模组6等几部分构成。其中，支撑架2借助于螺钉可拆卸地固定于机座1的上平面上，且用来支撑线路板装载治具3。直线运动元件4亦由支撑架2进行支撑，以驱动线路板装载治具3沿着前后方向进行位移运动。正对于线路板的预置放区域，在线路板装载治具3上开设有拍照透视孔31(如图6中所示)。已知，在执行对线路板的检测操作时，无需对其整个背面进行图像抓取，仅需选取几个关键区域(例如焊点密集区域以及线路弯折区域)，因此，拍照透视孔31的数量宜设置为多个，且与线路板预拍照区域正相对位。第一动力驱动部5由机座1进行支撑，以驱动图像抓取模组6分别沿着前后方向、左右方向、上下方向进行位移运动，直至图像抓取模组6停位于线路板装载治具3的正下方。如此一来，图像抓取模组6可以直接透过拍照透视孔31来实现对线路板背面图像的抓取，而无需手工或额外设置翻面机构以对其进行翻面处理，协同其他图像抓取模组以同时实现对线路板背面、正面图像的抓取，有效地缩短的总取像用时。

上述适用于线路板背面的取像系统的工作原理大致如下：当线路板在线路板装载治具3被装夹完毕后，直线运动元件4发生动作，以拖动线路板装载治具3连同线路板整体位移至检测区域。与此同时，第一动力驱动部5启动以驱动图像抓取模组6进行位移运动，直至与线路板上待检测区域相对位，以执行后续的图像摄取作业。

作为上述适用于线路板背面的取像系统结构的进一步优化，如图3中所示，图像抓取模组6主要由安装基板61、固定座62、摄像组件63、支架64以及环形光源65等几部分构成。其中，固定座63安装于安装基板61上，且用来夹持摄像组件63。支架64固定于安装基板61上，以用来支撑环形光源65。环形光源65布置于摄像组件63的正上方。环形光源65中包括有多个阵列成圆锥状的LED灯。各LED灯以斜角照射在被侧线路板表面上，通过漫反射方式照亮一小片区域，当工作距离控制在10-15mm时，可以突出显示被测线路板边缘和高度的变化，突出原本难以看清的部分，从而有效地确保了取像的清晰度，利于后续进行线路板表面缺陷的判定。

另外，由图3中还可以看出，支架64优选借由螺钉实现与安装基板61的可拆卸固定，相对应地，在支架64上开设有供螺钉穿设的、沿着上下方向进行延伸的长条腰形安装孔641。如此一来，便于对环形光源65的相对高度位置进行调整，进而以实现其与摄像组件63相对距离的调整，从而确保取像的清晰度。

如图3、4中所示，图像抓取模组6根据实际情况还增设有限位单元66。限位单元66包括有第一光电开关661、第二光电开关662、第三光电开关663以及感应板664。感应板664可拆卸地固定于安装基板61上。与感应开关664相适配的第一光电开关661、第二光电开关662、第三光电开关663可拆卸地固定于第一动力驱动部5上，以分别用来限定摄像组件63的上极限位置、初始位置、下极限位置。如此一来，便于根据线路板预取像区域的不同以实时地调整摄像组件63的相对高度位置，进而确保摄像组件具有合适的视野。

如图3、5中所示，图像抓取模组6根据实际情况增设有安全感应单元67。安全感应单元67包括有过渡承力板671以及激光位移传感器672。过渡承力板671可拆卸地固定于安装基板61上。激光位移传感器672可拆卸地固定于过渡承力板671上，以实时地感应其和线路板装载治具3之间的距离。如此一来，在对摄像组件63进行相对高度位置调整的进程中，激光位移传感器672的设置可以有效地杜绝图像抓取模组6相对于线路板装载治具3发生碰撞现象，进而以确保摄像组件63具有较高的应用安全性。

由于线路板的表面涂覆有绝缘漆层，在图像抓取模组6执行图像抓取的进程中极易因受到表面反光因素的作用而导致成像图像模糊，进而影响后续的外观判定。鉴于此，由图1中还可以看出，该适用于线路板背面的取像系统还包括有背光单元7。如图7中所示，背光单元7包括有滑移板71、第二动力驱动部72以及背光源73。滑移板71由支撑架2进行支撑，且在第二动力72驱动部的作用下沿着前后方向进行定向位移运动，直至停位于线路板装载治具3的正上方。背光源73安装于滑移板71的底壁上。如此一来，在图像抓取模组6执行图像抓取的进程中，一方面，背光单元消除了反光现象，从而防止了所采集图像中产生镜头的倒影；另一方面，线路板所呈现出明晰的图像，并被图像抓取模组6所捕获，为进一步图像处理、分析作良好的铺垫。

出于保证滑移板71在滑移的进程中具有良好的定向性，进而确保背光源73与待检测线路板检测的对位精准性方面考虑，作为上述适用于线路板背面的取像系统结构的进一步优化，如图7中所示，背光单元7还包括有滑轨滑块组件74。滑轨滑块组件74布置于支撑架2和滑移板71之间。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。