PCB元器件在線3D尺寸測量裝置及方法制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及3D尺寸檢測領域，特別是一種能夠在線檢測且檢測精度高的PCB元器件在線3D尺寸測量裝置及方法。在方形的殼體的內部的后面上設置有安裝板，在所述的安裝板上設置有機器視覺檢測機構；在所述的殼體內部的左側面上安裝有點激光距離測量裝置，該點激光距離測量裝置與機器視覺檢測機構的檢測端的位置適配。本發明專利技術的PCB元器件在線3D尺寸測量裝置及方法，通過方形的殼體、安裝板、機器視覺檢測機構以及點激光距離測量裝置的配合，創造性地將機器視覺檢測技術、點激光距離測量、絕對距離測量轉換相對高度方向的特別處理方法三者巧妙結合，針對PCB生產線的實際工藝特點，完成了對PCB板上選定的電子元器件三維尺寸數據的在線測量，且保證了檢測精度。

【技術實現步驟摘要】
PCB元器件在線3D尺寸測量裝置及方法
本專利技術涉及一種檢測設備，特別是一種結構簡單、使用方便的PCB元器件在線3D尺寸測量裝置及方法。
技術介紹
目前，實現PCB元器件3D尺寸檢測可以采用三坐標儀，雖然精度高，但對運行環境要求苛刻，且速度慢，無法在線使用。只能用于對生產的部分PCB板進行臨時抽檢。另外的方案是使用線激光掃描3D成像儀，它可以用于在線測量。雖然有些標稱精度等級達到10-6米，但受干擾噪點影響大，測量值錯誤率高，且對測量范圍內的高度差有限制，只能在較小的高度差范圍內實現測量。另外，該方法只能實現對產品z軸及y軸方向(垂直運動方向)二維進行測量，x軸這一維的尺寸只能通過其他方式修補(通常是靠伺服電機等機械形式保證)。現有三坐標儀對產品的三維數據測量是精度最高的設備，但檢測速度慢，工作環境要求嚴格，通常配置在振動很小的空調房，只能離線使用，不能在生產線上使用。對產品也無法實現全檢。現有線性激光掃描3D成像系統可以用于在線檢測，但掃描精度不高，干擾項大，且對檢測元件高度差有限制，對于產品外形缺陷，判斷失誤率高。機器視覺檢測技術在目前的PCB測量上已得到了廣泛應用，在使用遠心鏡頭及合適的相機配置情況下，測量的x、y二維平面位置度精度可達10-6米級別，同時機器視覺技術可以在算法合理情況下實現對工件外形及表面缺陷的自動檢查。點激光測距傳感器目前在測量距離上，在30mm測量范圍內，精度可達2微米甚至更高。但需要解決兩個問題：一是點激光測量高度是否太過離散，數據量不足而無實際價值，二是點激光測距得到的數據不是直接的元件高度值，要確定轉換方法，并保證精度。前者，經實際調研，發現，絕大多數PCB板上元器件高度方向上的測量只是針對少量元件，有現實的應用前景。后者，本專利技術在檢測方法上確定了對多平面(基準面、元件上表面等)離散點距離測量后，準確向元器件高度值的合理轉換的方法。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術的一個目的在于克服現有技術的不足，提供一種PCB元器件在線3D尺寸測量裝置，不僅能夠在線檢測，占用空間小，而且具有失誤率低、檢測精度高的優點。本專利技術解決其技術問題所采用技術方案是：PCB元器件在線3D尺寸測量裝置，包括方形的殼體，在該殼體的內部的后面上設置有安裝板，在所述的安裝板上設置有機器視覺檢測機構；在所述的殼體內部的左側面上安裝有點激光距離測量裝置，該點激光距離測量裝置與機器視覺檢測機構的檢測端的位置適配。進一步的，所述的機器視覺檢測機構包括相機和遠心鏡頭，所述的相機安裝在安裝板上，該相機下端的進光位置與遠心鏡頭配合。進一步的，所述的遠心鏡頭的下端配合有補光源。進一步的，所述的補光源為LED燈。進一步的，所述的補光源為圓環形。進一步的，所述的點激光距離測量裝置通過固定板安裝在左側面上，該固定板與所述的安裝板固定連接。進一步的，所述的殼體上噴涂有防靜電漆。本專利技術的另一個目的在于克服現有技術的不足，提供一種PCB元器件在線3D尺寸測量方法，采用上述的PCB元器件在線3D尺寸測量裝置，不僅能夠在線檢測，提高檢測精度，而且具有方法簡單實用的特點。本專利技術解決其技術問題所采用技術方案是：一種PCB元器件在線3D尺寸測量方法，采用上述的PCB元器件在線3D尺寸測量裝置，包括以下步驟：a、將PCB元器件在線3D尺寸測量裝置嵌入PCB生產線，通過自動輸送機將PCB板送入待撿位置并停止固定；b、根據事先確定的PCB產品參數，將PCB元器件在線3D尺寸測量裝置移至PCB上選定數個位置進行拍照，對整個PCB板x、y二維位置進行確定；c、在確定PCB二維位置基礎上，將PCB元器件在線3D尺寸測量裝置精確移動到PCB上選定的若干基準點位置，進行基準點距離測量；d、運動機構將PCB元器件在線3D尺寸測量裝置移動到PCB板各個待撿元器件位置上方，由相機在各個位置點拍照后，得到待撿各元器件的x、y二維數據，同時對元器件外部輪廓及表面進行缺陷檢測；e、如果有待撿元器件外部輪廓及表面缺陷檢測結果是元器件不合格，則不再進行高度方向測量，PCB板的檢測工作結束；如果所有待撿元器件外部輪廓及表面缺陷檢測結果是合格的，則通過運動機構調節節PCB元器件在線3D尺寸測量裝置的高度，對各個元器件上表面進行距離測量，得到元器件z方向的數據。進一步的，步驟e中，待撿元器件外部輪廓及表面缺陷檢測結果是合格的，機器視覺檢測機構的機器視覺算法給出各個待撿元器件上表面的各個待測點坐標數據并發送給運動機構，運動機構調節PCB元器件在線3D尺寸測量裝置高度后，按所得到的坐標數據在x軸和y軸方向，依次對各個元器件上表面進行距離測量，與步驟c獲得的基準點距離值組合在一起，結合運動機構調節整的高度，算出元器件高度，由此得到元器件z方向的數據。進一步的，所述的元器件z軸方向的數據，滿足z＝m+h-n，其中，m為在該元器件周邊選取幾個基準點測量后，取的平均值，即PCB元器件在線3D尺寸測量裝置至PCB板的距離值；h為運動機構向上移動，使得PCB元器件在線3D尺寸測量裝置向上移動的距離；此時測得元器件的頂部距離值為n后，元器件高度則為z＝m+h-n。本專利技術的有益效果是：本專利技術的PCB元器件在線3D尺寸測量裝置及方法，通過方形的殼體、安裝板、機器視覺檢測機構以及點激光距離測量裝置的配合，創造性地將機器視覺檢測技術、點激光距離測量、絕對距離測量轉換相對高度方向的特別處理方法三者巧妙結合，針對PCB生產線的實際工藝特點，完成了對PCB板上選定的電子元器件三維尺寸數據的在線測量，且保證了檢測精度。PCB板的現代化生產線速度快，其上貼片或直插的元器件尺寸多樣，從質量管控方面，需要對部分元器件的指定尺寸進行測量以實現質量控制，這些尺寸既有x、y兩維數據，即測量元件長寬數據，也有高度數據，即z軸數據，這些數據的測量通常要求精度非常高，而整個測量如果能在生產線的生產周期內完成，那么即可實現對這些要求的尺寸測量內容的產品實現高精度全檢。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本專利技術的PCB元器件在線3D尺寸測量裝置的整體結構示意圖；圖2是本專利技術的PCB元器件在線3D尺寸測量裝置的內部結構示意圖；圖中，1—殼體；2—螺紋連接口；3—后面；4—安裝板；5—相機；6—遠心鏡頭；7—補光源；8—點激光距離測量裝置。具體實施方式為使本專利技術的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將對本專利技術的技術方案進行詳細的描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一面分實施例，而不是全面的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所得到的所有其它實施方式，都屬于本專利技術所保護的范圍。如圖1、圖2所示，本專利技術的PCB元器件在線3D尺寸測量裝置，包括方形的殼體1，在該殼體1的內部的后面3上設置有安裝板4，在所述的安裝板4上設置有機器視覺檢測機構；在所述的殼體1內部的左側面上安裝有點激光距離測量裝置8，該點激光距離測量裝置8與機器視覺檢測機構的檢測端的位置適配。本專利技術的PC本文檔來自技高網...

【技術保護點】
PCB元器件在線3D尺寸測量裝置，其特征在于：包括方形的殼體(1)，在該殼體(1)的內部的后面(3)上設置有安裝板(4)，在所述的安裝板(4)上設置有機器視覺檢測機構；在所述的殼體(1)內部的左側面上安裝有點激光距離測量裝置(8)，該點激光距離測量裝置(8)與機器視覺檢測機構的檢測端的位置適配。

【技術特征摘要】
1.PCB元器件在線3D尺寸測量裝置，其特征在于：包括方形的殼體(1)，在該殼體(1)的內部的后面(3)上設置有安裝板(4)，在所述的安裝板(4)上設置有機器視覺檢測機構；在所述的殼體(1)內部的左側面上安裝有點激光距離測量裝置(8)，該點激光距離測量裝置(8)與機器視覺檢測機構的檢測端的位置適配。2.根據權利要求1所述的PCB元器件在線3D尺寸測量裝置，其特征在于：所述的機器視覺檢測機構包括相機(5)和遠心鏡頭(6)，所述的相機(5)安裝在安裝板(4)上，該相機(5)下端的進光位置與遠心鏡頭(6)配合。3.根據權利要求2所述的PCB元器件在線3D尺寸測量裝置，其特征在于：所述的遠心鏡頭(6)的下端配合有補光源(7)。4.根據權利要求3所述的PCB元器件在線3D尺寸測量裝置，其特征在于：所述的補光源(7)為LED燈。5.根據權利要求4所述的PCB元器件在線3D尺寸測量裝置，其特征在于：所述的補光源(7)為圓環形。6.根據權利要求1所述的PCB元器件在線3D尺寸測量裝置，其特征在于：所述的點激光距離測量裝置(8)通過固定板安裝在左側面上，該固定板與所述的安裝板(4)固定連接。7.根據權利要求1所述的PCB元器件在線3D尺寸測量裝置，其特征在于：所述的殼體(1)上噴涂有防靜電漆。8.一種PCB元器件在線3D尺寸測量方法，其特征在于，采用上述的PCB元器件在線3D尺寸測量裝置，包括以下步驟：a、將PCB元器件在線3D尺寸測量裝置嵌入PCB生產線，通過自動輸送機將PCB板送入待撿位置并停止固定；b、根據事先確定的PCB產品參數，將PCB元器件在線3D尺寸測量裝置移至PCB上選定數個位置進行拍照，對整個PCB板x、y二...

【專利技術屬性】
技術研發人員：彭明，
申請(專利權)人：上海權納智能科技有限公司，
類型：發明
國別省市：上海,31