基于视觉检测法的电路板缺陷检测设备

1.一种基于视觉检测法的电路板缺陷检测设备，其特征在于：所述电路板缺陷检测设备包括上料模块、检测功能模块、出料模块和用以控制电路板定位机构动作并进行缺陷检测和出料控制的控制模块，所述上料模块与送料传送带的入口连接，所述送料传送带的出口与所述检测功能模块连接，所述送料传送带的出口处安装电路板定位机构，所述检测功能模块与出料模块相衔接，其中，
所述检测功能模块包括检测功能模块底座、安装有CCD摄像机的摄像机架、电磁铁挡板和用以输送待检测电路板的检测传送带，所述检测传送带安装在所述检测功能模块底座上，所述摄像机机架位于所述检测传送带上方，在所述检测传送带的出口处安装所述电磁铁挡板；
所述上料模块包括上料模块底座、同步带上料机构和上料框，所述上料框和同步带上料机构安装在所述上料模块底座，所述同步带上料机构包括同步轮、纵向支撑杆、一对双面同步带、两对锥齿轮传动机构和两只驱动步进电机，所述纵向支撑杆的上下安装同步轮，所述同步带套装在所述同步轮上，所述驱动步进电机通过所述锥齿轮传动机构与所述双面同步带传动连接；
所述上料模块包括夹持间距调整机构，所述夹持间距调整机构包括支撑底座、可调间距载物台、滑轮、间距调整驱动电机和螺柱，所述支撑底座安装于所述上料模块底座之上，所述可调间距载物台通过滑轮安装在所述支撑底座上，所述可调间距载物台的底部与所述螺柱配合形成螺旋副，所述间距调整驱动电机安装在所述上料模块底座的一侧，所述间距调整驱动电机的驱动轴与所述螺柱固定连接，所述可调间距载物台与纵向支撑杆固定连接，与所述纵向支撑杆连接的锥齿轮传动机构可滑动地套装在驱动步进电机的主轴上。
2.如权利要求1所述的基于视觉检测法的电路板缺陷检测设备，其特征在于：所述检测功能模块还包括间距调整机构、一根固定挡板和一根可调挡板，一根固定挡板和一根可调挡板分别位于所述检测传送带的两侧，所述间距调整机构由一只交流电机和螺柱组成，所述间距调整机构安装于所述检测功能模块底座侧边，所述交流电机的输出轴与所述螺柱固定连接，所述螺柱与所述检测功能模块底座形成螺旋副，所述螺柱末端与所述可调挡板固定连接。
3.如权利要求2所述的基于视觉检测法的电路板缺陷检测设备，其特征在于：所述检测功能模块还包括用于辅助所述CCD摄像机拍摄的辅助光源，所述辅助光源安装于所述摄像机架四周。
4.如权利要求1~3之一所述的基于视觉检测法的电路板缺陷检测设备，其特征在于：
所述出料模块包括分选模块底座、出料传送带、位置传感器，传送带推杆、出料挡板和反向同步带上料机构，所述反向同步带上料机构包括同步轮、纵向支撑杆、一对双面同步带、两对锥齿轮传动机构和两只驱动步进电机，所述纵向支撑杆的上下安装同步轮，所述同步带套装在所述同步轮上，所述驱动步进电机通过所述锥齿轮传动机构与所述双面同步带传动连接；所述位置传感器安装于反向同步带上料机构前端，所述传送带推杆安装于所述分选模块底座上，所述传送带推杆位于所述出料传送带的侧边，所述一对双面同步带之间安装回收传送带，所述回收传送带的入口与所述传送带推杆的推出工位相接，所述回收传送带的出口安装出料挡板。
5.如权利要求1~3之一所述的基于视觉检测法的电路板缺陷检测设备，其特征在于：
所述电路板定位机构包括定位装置底座、定位挡板和定位推杆，所述电路板定位机构安装于送料传送带末端，所述定位推杆与驱动气缸联动，所述定位挡板侧面安装有用于判断待检测电路板是否已与定位挡板紧靠的位置传感器。
6.如权利要求1所述的基于视觉检测法的电路板缺陷检测设备，其特征在于：所述上料框包括上料框外壳和上料框推杆，所述上料框外壳内侧两边安装有等间距的上料框料架，所述上料框推杆安装在上料框外壳内，所述待检测电路板分别放于所述上料框料架上。

基于视觉检测法的电路板缺陷检测设备\n技术领域\n[0001] 本发明涉及电路板检测装置，尤其是一种电路板缺陷检测设备。\n背景技术\n[0002] 电路板故障的检测过去主要依靠的人工检测法，其存在着容易漏检、检测速度慢、检测时间长等缺陷，不能满足生产的需要。\n发明内容\n[0003] 为了克服已有电路板检测方法的准确性较低、速度慢、工作效率较低的不足，本发明提供一种提高准确性、检测速度快、工作效率高的基于视觉检测法的电路板缺陷检测设备。\n[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：\n[0005] 一种基于视觉检测法的电路板缺陷检测设备，所述电路板缺陷检测设备包括上料模块、检测功能模块、出料模块和用以控制电路板定位机构动作并进行缺陷检测和出料控制的控制模块，所述上料模块与送料传送带的入口连接，所述送料传送带的出口与所述检测功能模块连接，所述送料传送带的出口处安装电路板定位机构，所述检测功能模块与出料模块相衔接，其中，\n[0006] 所述检测功能模块包括检测功能模块底座、安装有CCD摄像机的摄像机架、电磁铁挡板和用以输送待检测电路板的检测传送带，所述检测传送带安装在所述检测功能模块底座上，所述摄像机机架位于所述检测传送带上方，在所述检测传送带的出口处安装所述电磁铁挡板。\n[0007] 进一步，所述检测功能模块还包括间距调整机构、一根固定挡板和一根可调挡板，一根固定挡板和一根可调挡板分别位于所述检测传送带的两侧，所述间距调整机构由一只交流电机和螺柱组成，所述间距调整机构安装于所述检测功能模块底座侧边，所述交流电机的输出轴与所述螺柱固定连接，所述螺柱与所述检测功能模块底座形成螺旋副，所述螺柱末端与所述可调挡板固定连接。\n[0008] 更进一步，所述检测功能模块还包括用于辅助所述CCD摄像机拍摄的辅助光源，所述辅助光源安装于所述摄像机架四周。\n[0009] 再进一步，所述上料模块包括上料模块底座、同步带上料机构和上料框，所述上料框和同步带上料机构安装在所述上料模块底座，所述同步带上料机构包括同步轮、纵向支撑杆、一对双面同步带、两对锥齿轮传动机构和两只驱动步进电机，所述纵向支撑杆的上下安装同步轮，所述同步带套装在所述同步轮上，所述驱动步进电机通过所述锥齿轮传动机构与所述双面同步带传动连接。\n[0010] 所述上料模块包括夹持间距调整机构，所述夹持间距调整机构包括支撑底座、可调间距载物台、滑轮、间距调整驱动电机和螺柱，所述支撑底座安装于所述上料模块底座之上，所述可调间距载物台通过滑轮安装在所述支撑底座上，所述可调间距载物台的底部与所述螺柱配合形成螺旋副，所述间距调整驱动电机安装在所述上料模块底座的一侧，所述间距调整驱动电机的驱动轴与所述螺柱固定连接，所述可调间距载物台与纵向支撑杆固定连接，与所述纵向支撑杆连接的锥齿轮传动机构可滑动地套装在驱动步进电机的主轴上。\n[0011] 所述出料模块包括分选模块底座、出料传送带、位置传感器、传送带推杆、出料挡板和反向同步带上料机构，所述反向同步带上料机构包括同步轮、纵向支撑杆、一对双面同步带、两对锥齿轮传动机构和两只驱动步进电机，所述纵向支撑杆的上下安装同步轮，所述同步带套装在所述同步轮上，所述驱动步进电机通过所述锥齿轮传动机构与所述双面同步带传动连接；所述位置传感器安装于反向同步带上料机构前端，所述传送带推杆安装于所述分选模块底座上，所述传送带推杆位于所述出料传送带的侧边，所述一对双面同步带之间安装回收传送带，所述回收传送带的入口与所述传送带推杆的推出工位相接，所述回收传送带的出口安装出料挡板。\n[0012] 所述电路板定位装置包括定位装置底座、定位挡板和定位推杆，所述电路板定位装置安装于送料传送带末端，所述定位推杆与驱动气缸联动，所述定位挡板侧面安装有用于判断待检测电路板是否已与定位挡板紧靠的位置传感器。\n[0013] 所述上料框包括上料框外壳和上料框推杆，所述上料框外壳内侧两边安装有等间距的上料框料架，所述上料框推杆安装在上料框外壳内，所述待检测电路板分别放于所述上料框料架上。\n[0014] 本发明的技术构思为：基于视觉检测技术实现电路板缺陷检测。机器视觉检测通过CCD照相的方式获得器件和PCB的图像，然后经过计算机的处理和分析比较来判断缺陷和故障。\n[0015] 所述的同步带上料机构与所述电路板定位机构配合将待检测电路板匀速、准确地运送至检测功能模块中的指定位置进行检测，所述控制模块根据检测结果通过出料模块分别对已检测电路板进行分类处理：合格品直接传送至生产流水线下一工位，不合格品和无法判断合格与否的电路板分别通过一条回收通道回收。\n[0016] 其优点是检测速度快，编程时间较短，可以放到生产线的不同位置，便于及时发现缺陷和故障，使生产、检测合二为一；并可缩短发现缺陷和故障时间，由于该技术可放置在回流炉前进行检测，可及时发现由各种原因引起的PCB缺陷，此时纠正缺陷的成本远远低于在最终测试和检查之后进行的成本，通常达到十几倍。\n[0017] 本发明的有益效果主要表现在：采用视觉检测技术进行电路板缺陷检测，克服了人工检测法存在的容易漏检、检测速度慢、检测时间长等缺陷，实现了电路板的自动缺陷检测，提高了生产效率。同时，上料装置可调、检测功能装置可调，使得该套设备在生产中适应能力大大提高。运用的模块化设计理念，通过功能分类将系统分成多个模块，方便了设备制造、组装、搭配、调整。\n附图说明\n[0018] 图1为电路板缺陷检测系统整体装配效果图。\n[0019] 图2为上料框满载PCB状态效果图。\n[0020] 图3为上料模块装配效果图。\n[0021] 图4为定位装置工作过程效果图。\n[0022] 图5为检测功能模块效果图。\n[0023] 图6为CCD摄像机排布位置及拍摄范围图。\n[0024] 图7为出料模块效果图。\n具体实施方式\n[0025] 下面结合附图对本发明作进一步描述。\n[0026] 参照图1～图7，一种电路板缺陷检测设备，包括上料模块1、检测功能模块2、出料模块3以及控制模块4，所述上料模块与传送带5相衔接，送料传送带5通过电路板定位机构7与检测功能模块2相衔接，所述检测功能模块通过出料传送带6与出料模块3相衔接，所述控制模块控制所有所述模块的工作。\n[0027] 参照图2，所述上料框11满载时由上料框外壳8、上料框推杆9、待检测电路板10组成，所述上料框外壳内侧两边安装有相对应等间距的料架，所述上料框推杆是一工型杆件，所述待检测电路板分别放于所述上料框料架上。\n[0028] 参照图3，所述上料模块由上料框11、同步带上料机构12、上料模块底座17组成。\n[0029] 所述上料框11和同步带上料机构12安装在所述上料模块底座17上，所述同步带上料机构包括同步轮、纵向支撑杆、一对双面同步带、两对锥齿轮传动机构13和两只驱动步进电机，所述纵向支撑杆的上下安装同步轮，所述同步带套装在所述同步轮上，所述驱动步进电机通过所述锥齿轮传动机构13与所述双面同步带传动连接。\n[0030] 所述夹持间距调整机构包括支撑底座、可调间距载物台14、滑轮、间距调整驱动电机15和螺柱，所述支撑底座安装于所述上料模块底座之上，所述可调间距载物台通过滑轮安装在所述支撑底座上，所述可调间距载物台的底部与所述螺柱配合形成螺旋副，所述间距调整驱动电机安装在所述上料模块底座的一侧，所述间距调整驱动电机的驱动轴与所述螺柱固定连接，所述可调间距载物台与纵向支撑杆固定连接，与所述纵向支撑杆连接的锥齿轮传动机构13可滑动地套装在驱动步进电机的主轴上。\n[0031] 所述同步带上料机构中的同步带采用双面同步带，且相邻凸条间距与所述上料框\n11中相邻料架的间距相等。所述传动机构由两只步进电机、一根传动轴、两组相同型号锥齿轮组成，实现所述同步带上料机构中的一对同步带等速运转。所述可调间距载物台通过滑轮与所述上料模块底座接触，并与所述调间距螺柱配合形成螺旋副。所述驱动电机固定于所述上料模块底座一侧，驱动轴与调间距螺柱通过平键固定，所述可调间距载物台15与纵向支撑杆固定连接，与所述纵向支撑杆连接的锥齿轮传动机构可滑动地套装在驱动步进电机的主轴上。\n[0032] 参照图4，所述定位装置7由定位装置底座18、定位挡板19、推杆20组成，所述定位装置安装于传送带5末端，并与检测功能模块2相衔接。所述推杆20为T型推杆，由气缸驱动。所述定位挡板侧面安装有位置传感器，用于判断待检测电路板是否已与定位挡板紧靠。\n[0033] 参照图5、6，所述检测功能模块2由装有CCD摄像机的拍摄架21、固定挡板22、检测传送带23、电磁铁挡板24、螺柱25、驱动电机26、可调挡板27、检测功能模块底座28组成。所述CCD摄像机拍摄架内两根用于安装CCD摄像机的拍摄架间距一定，以每只相机最大有效拍摄范围为210mm×300mm、所检测电路板板外围尺寸范围为240×330mm-500×600mm为例，所述拍摄加上安装有5只CCD摄像机，所述5只摄像机具体安装位置及拍摄范围如图\n6所示，图中A～E点分别表示CCD摄像机安装位置，各剖面线区域分别为对应CCD摄像机有效拍摄区域。所述固定挡板22安装于所述检测功能模块底座上，用于对待检测电路板一侧限位。所述传送带23安装于所述检测功能模块底座上，用于为待检测电路板提供前进动力。所述电磁铁挡板24安装于检测功能模块底座前方，用于对待检测电路板前方进行限位或放行。所述螺柱25和检测功能模块底座形成螺旋副，所述螺柱与所述驱动电机26通过平键连接，所述螺柱末端通过铆钉与所述可调挡板27连接，所述螺柱25、驱动电机26、可调挡板27共同完成待检测电路板另一侧限位。\n[0034] 参照图7，所述出料模块3由传送带6、位置传感器、推杆30、挡板31、出料回收框拉杆32、出料回收框33、反向同步带上料机构34、传送带35、导向挡板36、出料电路板反向收集装置底座37、出料模块底座38、控制模块4组成。所述传送带6安装于所述出料底座上，一端与检测功能模块相连，另一端与电路板生产流水线下一工位相连。所述位置传感器安装于反向同步带上料机构34前端，为推杆30工作起到定位作用。所述推杆30由气缸控制，安装于出料模块底座上。所述挡板31、反向同步带上料机构34、传送带35、导向挡板36安装于所述出料电路板反向收集装置底座37上，工作原理和同步带上料机构类似。所述出料回收框拉杆32安装于出料回收框33上端。\n[0035] 本实施例的工作过程为：所述的待检测电路板首先由满载的所述上料框推至所述同步带上料机构，再由所述同步带上料机构以步进方式运送至所述主传送带，在所述主传送带末端安装的所述定位装置将所述待检测电路板传送至所述视觉检测装置指定位置，然后由所述视觉检测装置对所述电路板进行检测，最后所述的出料模块根据检测结果对所述电路板进行分类处理，若所述电路板检测合格，则由所述次级传送带顺利运送至下一个工位；若所述电路板检测不合格，则当该电路板到达指定位置时所述位置传感器将信号传递至所述控制模块，并使得2号气缸接受指令，将所述电路板推入不合格电路板处理通道，并最终通过所述出料电路板反向收集装置收集至所述不合格电路板处理仓；若无法识别，则当该电路板到达指定位置时所述位置传感器将信号传递至所述控制模块，并使得3号气缸接受指令，将所述电路板推入无法识别电路板处理通道，并最终所述出料电路板反向收集装置收集至无法识别处理仓。一定时间间隔后，相关工作人员将对两个处理仓分类处理：所述不合格电路板处理仓通过叉车直接运送至维修区域进行维修，然后重新返回待检测点重新检测；所述无法识别电路板处理仓通过叉车运送至人工检测区域，所收集由相关检测人员通过人工检测方式进行仔细检测，若无缺陷则直接运送至下一个工位，若存在缺陷则运送至维修区域进行相应修理，然后重新返回待检测点重新检测。