焊接質(zhì)量檢測系統(tǒng)和方法技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種焊接質(zhì)量檢測系統(tǒng)和方法。該焊接質(zhì)量檢測系統(tǒng)包括：工作臺(110)；載物臺(120)，用于在其上放置具有待檢測的焊接接頭(14)的樣品(10)，該載物臺被支撐在工作臺上并能夠相對于工作臺移動；2D成像裝置(130)，用于對放置在載物臺上的樣品的焊接接頭進行成像以獲得2D圖像；3D成像裝置(140)，用于對放置在載物臺上的樣品的焊接接頭進行成像以獲得3D圖像；和處理裝置，用于接收2D圖像和3D圖像并對它們進行處理以判定焊接接頭的焊接質(zhì)量。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)的實施例一般地涉及產(chǎn)品檢測領(lǐng)域，并且更具體地，涉及用于可靠地和準確地檢測產(chǎn)品的焊接接頭的質(zhì)量的系統(tǒng)和方法。
技術(shù)介紹
焊接工藝是在制造諸如電路板之類的電子產(chǎn)品時常用的工藝，可以用于進行電路引線或引腳的焊接，其焊接質(zhì)量直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量。實際生產(chǎn)中會出現(xiàn)焊接不良問題，包括虛焊、假焊、空焊、焊接不牢等，可能導致電路不能正常工作，因此需要對焊接質(zhì)量進行檢測。由于焊料流動，焊接接頭或焊墊可能具有不規(guī)則的形狀，這對焊接質(zhì)量的檢測是一個挑戰(zhàn)?，F(xiàn)有焊接檢測技術(shù)主要包括破壞性檢測和非破壞性或無損檢測。無損檢測技術(shù)包括人工目視檢測、超聲波檢測、自動光學檢測等，可以進行外觀檢驗，包括尺寸檢驗、幾何形狀檢測、外表傷痕檢測等。在自動光學檢測技術(shù)中，通過對產(chǎn)品上的焊點或焊接接頭進行成像，通過分析圖像實現(xiàn)焊接質(zhì)量的檢測。目前，自動光學檢測主要采用傳統(tǒng)的二維(2D)相機對焊點或焊接接頭進行成像，僅能夠獲得X-Y平面信息，對于不規(guī)則或空間輪廓復雜的焊點形狀，從2D圖像中不能準確地確定哪個因素是引起圖像中的特征的主要因素。例如，2D成像檢測技術(shù)不能確定2D圖像中的黑斑是由焊接輪廓中的凸起還是凹陷引起的。
技術(shù)實現(xiàn)思路
有鑒于此，本專利技術(shù)提供了一種焊接質(zhì)量檢測系統(tǒng)和方法，其能夠相對可靠地和準確地檢測產(chǎn)品的焊點或焊接接頭的質(zhì)量。本專利技術(shù)的一個方面提供了一種焊接質(zhì)量檢測系統(tǒng)，包括：工作臺；載物臺，用于在其上放置具有待檢測的焊接接頭的樣品，該載物臺被支撐在工作臺上并能夠相對于工作臺移動；2D成像裝置，用于對放置在載物臺上的樣品的焊接接頭進行成像以獲得2D圖像；3D成像裝置，用于對放置在載物臺上的樣品的焊接接頭進行成像以獲得3D圖像；和處理裝置，用于接收2D圖像和3D圖像并對它們進行處理以判定焊接接頭的焊接質(zhì)量。較佳地，處理裝置可以被配置成分析3D圖像以獲得焊接接頭的高度信息，并基于高度信息確定焊接接頭中的凸起或凹陷。較佳地，處理裝置可以被配置成分析2D圖像和/或3D圖像以獲得焊接接頭的寬度信息。較佳地，該焊接質(zhì)量檢測系統(tǒng)還可以包括顯示裝置，其用于顯示2D圖像和3D圖像和/或用于顯示指示焊接接頭的焊接質(zhì)量的判定結(jié)果。較佳地，該焊接質(zhì)量檢測系統(tǒng)還可以包括：固定在工作臺上的滑軌；和支撐載物臺的支架，該支架被構(gòu)造成在控制裝置的控制下由驅(qū)動裝置驅(qū)動以沿著滑軌相對于工作臺移動，以將載物臺分別定位在適于由2D成像裝置和3D成像裝置對載物臺上的樣品的焊接接頭進行成像的位置。在本專利技術(shù)的另一個方面中，提供了一種采用上述焊接質(zhì)量檢測系統(tǒng)檢測焊接接頭的方法，包括下述步驟：將具有待檢測的焊接接頭的樣品放置在載物臺上；移動載物臺至第一檢測位置，以由2D成像裝置對放置在載物臺上的樣品的焊接接頭進行成像以獲得2D圖像；移動載物臺至第二檢測位置，以由3D成像裝置對放置在載物臺上的樣品的焊接接頭進行成像以獲得3D圖像；以及接收2D圖像和3D圖像并對它們進行處理以判定焊接接頭的焊接質(zhì)量。較佳地，對所述圖像進行處理以判定焊接接頭的焊接質(zhì)量的步驟可以包括分析3D圖像以獲得焊接接頭的高度信息，并基于高度信息確定焊接接頭中的凸起或凹陷。焊接接頭可以是通過由焊料將導線焊接在樣品的焊墊上而形成的，并且較佳地，分析3D圖像以獲得焊接接頭的高度信息的步驟可以包括：在焊接接頭的高度方向上將3D圖像的平行于高度方向的垂直橫截面劃分成多個垂直子區(qū)域；確定焊料在每個垂直子區(qū)域內(nèi)的部分的邊緣的子高度；以及根據(jù)焊料在各個垂直子區(qū)域內(nèi)的子高度獲得焊料在該垂直橫截面內(nèi)的高度分布信息。較佳地，對所述圖像進行處理以判定焊接接頭的焊接質(zhì)量的步驟可以包括分析2D圖像和/或3D圖像以獲得焊接接頭的寬度信息。較佳地，分析2D圖像和/或3D圖像以獲得焊接接頭的寬度信息的步驟可以包括：在焊接接頭的長度方向上將3D圖像的平行于所述長度方向的一水平橫截面或?qū)?D圖像劃分成多個水平子區(qū)域；確定焊料在每個水平子區(qū)域內(nèi)的部分的子寬度；以及根據(jù)焊料在各個水平子區(qū)域內(nèi)的子寬度獲得焊料沿所述長度方向的寬度分布信息。較佳地，上述方法還可以包括在顯示裝置上顯示焊接接頭的2D圖像和3D圖像、寬度/高度分布信息、和/或指示焊接接頭的焊接質(zhì)量的判定結(jié)果。附圖說明根據(jù)結(jié)合附圖的以下詳細描述，本專利技術(shù)的多個實施例的上述和其他方面、特征以及優(yōu)點將更清楚，在附圖中：圖1是示出具有待檢測的焊接區(qū)域的示例性產(chǎn)品的平面圖；圖2是示意性地示出根據(jù)本專利技術(shù)的一個示例性實施例的焊接質(zhì)量檢測系統(tǒng)的布置的透視圖；圖3是根據(jù)本專利技術(shù)的實施例的焊接質(zhì)量檢測系統(tǒng)獲得的焊接區(qū)域的三維(3D)照片；圖4是示意性地示出根據(jù)本專利技術(shù)的一個示例性實施例的焊接質(zhì)量檢測方法的流程圖；圖5是示出根據(jù)本專利技術(shù)的一個示例性實施例的水平分析圖像的方法的示意圖；圖6是示出根據(jù)本專利技術(shù)的一個示例性實施例的垂直分析圖像的方法的示意圖；以及圖7是示出根據(jù)圖5和6中示出的方法獲得的焊接接頭的輪廓的示意圖。具體實施方式下面將結(jié)合附圖，對本專利技術(shù)的實施例進行詳細的描述。在本說明書中，相同或相似的部件由相同或類似的附圖標號指示。下述參照附圖對本專利技術(shù)的各實施方式的說明旨在闡述本專利技術(shù)的總體構(gòu)思，而不應(yīng)當理解為對本專利技術(shù)的一種限制。此外，在下面的詳細描述中，為便于說明，闡述了許多具體的細節(jié)以提供對本專利技術(shù)的實施例的全面理解。然而明顯地，一個或多個實施例在沒有這些具體細節(jié)的情況下也可以被實施。在其它情況下，公知的結(jié)構(gòu)和裝置以圖示的方式體現(xiàn)以簡化附圖。圖1示出了具有待檢測的焊接區(qū)域A的樣品10的一個示例。樣品10可以是具有焊接接頭的各種電子產(chǎn)品，包括電路板、PCB板等，本文對此不做限定。如圖所示，樣品10包括基板11和形成在基板11上的導電跡線12，并且在焊接區(qū)域A內(nèi)，可以采用合適的焊料通過多種焊接方式，包括激光焊接、烙鐵釬焊、熱熔焊接等，將導線或引腳13焊接在與跡線12連接的焊墊上。為了對焊接區(qū)域A進行檢測，本專利技術(shù)的實施例提供了一種焊接質(zhì)量檢測系統(tǒng)100，如圖1所示，其主要包括工作臺110、載物臺120、2D成像裝置130、3D成像裝置140和處理裝置(未示出)。具有待檢測的焊接接頭的樣品，如上所述的樣品10，可以被放置在載物臺120上，載物臺120被支撐在工作臺110上并能夠相對于工作臺120移動，從而在移動到合適的位置后，由2D成像裝置130和3D成像裝置140對載物臺120上的樣品的焊接接頭進行成像。與僅采用2D成像裝置的常規(guī)檢測技術(shù)不同，根據(jù)本專利技術(shù)的實施例，在焊接質(zhì)量檢測系統(tǒng)100中同時結(jié)合了2D成像裝置130和3D成像裝置140二者，其中2D成像裝置130用于對放置在載物臺120的樣品的焊接接頭進行成像以獲得2D圖像，而3D成像裝置140用于對放置在載物臺120上的樣品的焊接接頭進行成像以獲得3D圖像。處理裝置與2D成像裝置130和3D成像裝置140通信以從它們接收所獲得的2D圖像和3D圖像，并進行圖像處理和分析以判定焊接接頭的焊接質(zhì)量。在本專利技術(shù)中，對2D成像裝置130和3D成像裝置140的形式和布置不做限制，可以采用任何能夠提供合適的2D圖像和3D圖像的相機或成像裝置。在一個示例中，2D成像裝置130和/或3D成像裝置140可以相對于工作臺110固定；可替本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種焊接質(zhì)量檢測系統(tǒng)(100)，包括：工作臺(110)；載物臺(120)，用于在其上放置具有待檢測的焊接接頭(14)的樣品(10)，該載物臺被支撐在工作臺上并能夠相對于工作臺移動；2D成像裝置(130)，用于對放置在載物臺上的樣品的焊接接頭進行成像以獲得2D圖像；3D成像裝置(140)，用于對放置在載物臺上的樣品的焊接接頭進行成像以獲得3D圖像；和處理裝置，用于接收2D圖像和3D圖像并對它們進行處理以判定焊接接頭的焊接質(zhì)量。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種焊接質(zhì)量檢測系統(tǒng)(100)，包括：工作臺(110)；載物臺(120)，用于在其上放置具有待檢測的焊接接頭(14)的樣品(10)，該載物臺被支撐在工作臺上并能夠相對于工作臺移動；2D成像裝置(130)，用于對放置在載物臺上的樣品的焊接接頭進行成像以獲得2D圖像；3D成像裝置(140)，用于對放置在載物臺上的樣品的焊接接頭進行成像以獲得3D圖像；和處理裝置，用于接收2D圖像和3D圖像并對它們進行處理以判定焊接接頭的焊接質(zhì)量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接質(zhì)量檢測系統(tǒng)，其中處理裝置被配置成分析3D圖像以獲得焊接接頭的高度信息，并基于高度信息確定焊接接頭中的凸起或凹陷。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的焊接質(zhì)量檢測系統(tǒng)，其中處理裝置被配置成分析2D圖像和/或3D圖像以獲得焊接接頭的寬度信息。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接質(zhì)量檢測系統(tǒng)，還包括顯示裝置(150)，其用于顯示2D圖像和3D圖像和/或用于顯示指示焊接接頭的焊接質(zhì)量的判定結(jié)果。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接質(zhì)量檢測系統(tǒng)，還包括：固定在工作臺上的滑軌(160)；和支撐載物臺的支架(170)，該支架被構(gòu)造成在控制裝置的控制下由驅(qū)動裝置驅(qū)動以沿著滑軌相對于工作臺移動，以將載物臺分別定位在適于由2D成像裝置和3D成像裝置對載物臺上的樣品的焊接接頭進行成像的位置。6.一種采用權(quán)利要求1所述的焊接質(zhì)量檢測系統(tǒng)檢測焊接接頭的方法，包括下述步驟：將具有待檢測的焊接接頭的樣品放置在載物臺上；移動載物臺至第一檢測位置，以由2D成像裝置對放置在載物臺上的樣品的焊接接頭進行成像以獲得2D圖像；移動...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周磊，張丹丹，申宏洲，曾建，魯異，
申請(專利權(quán))人：泰科電子上海有限公司，泰科電子東莞有限公司，泰科電子公司，
類型：發(fā)明
國別省市：上海;31