基于机器视觉的PCB缺陷检测装置

基于机器视觉的pcb缺陷检测装置
技术领域
1.本实用新型涉及pcb视觉检测技术领域，具体为基于机器视觉的pcb缺陷检测装置。


背景技术：

2.机器视觉检测技术是采用机器视觉代替人眼、人脑来进行检测、测量、分析、判断和决策，是人类模仿自身视觉感知能力实现自动化检测的重要手段。与人类的视觉信息类似，机器视觉技术可以提供制造环境中70%以上的信息，信息形式最为直观。相比于以往的传统检测技术，机器视觉检测技术主要有以下优点：（1）高度智能化并拥有人不可比拟的稳定性；（2）可通过视觉模拟人类视觉感知能力获取外界丰富信息，并且成像手段丰富；（3）具有极高的检测准确率及速率；（4）具有较强的实时性，可以满足批量产品的实时检测需求。
3.因此，机器视觉检测技术己经在各类工业检测得到广泛应用，机器视觉检测技术的应用使得制造业的自动化程度得到极大改善，随着机器视觉检测技术的发展和成熟，未来它将在制造业中得到更加广泛的应用。
4.随着电子行业芯片的集成度增强，贴装密度高，电路引线细，对印刷机的印刷精度提出新的挑战，使得对目前pcb板的结构和加工提出新的要求。pcb缺陷检测是pcb加工或装配过程中必经的检测流程。早期缺陷检测工序主要是靠人工目检来完成，但是由于操作员视觉终究存在一些局限性，很容易发生漏检和误检，检测效率不高。随着pcb 生产制造技术的不断发展，大型化，高密度化以及高精度化成为pcb 的发展趋势，针对此类pcb的缺陷，人工目检更加困难的，甚至是无法实现。为了能够满足高技术要求的检测要求，及时发现pcb在焊接过程中存在的缺陷，采用机器视觉技术实现pcb缺陷的检测已经成为当前pcb缺陷检测的主体发展方向，其中大多数是通过比较被检测图形与标准图像来实现识别pcb缺陷；但机器视觉技术应用到pcb板缺陷检测上还存在一些需要克服的困难，其一、pcb板的尺寸较多，应用场景的不同，其尺寸的差异较大，目前应用在pcb板缺陷检测的机器视觉技术的图像采集灵活性较差，不能针对pcb板的尺寸合理调节图像采集区域，导致图像采集区域不能全覆盖pcb板，从而影响检测效果或检测效率；其二、由于pcb板的尺寸较多，导致现有的传送机构无法满足不同尺寸pcb板的传送，导致pcb板的检测上料过程仍通过人工完成，人工通过对比机器视觉的采集图像多次对比调整pcb板的位置，使机器视觉的图像采集区域全覆盖pcb板进行检测，其上料过程慢，效率低，进而影响检测效率。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供基于机器视觉的pcb缺陷检测装置，可根据待检测pcb板的尺寸调节视觉检测机构的图像采集区域，使视觉检测机构全覆盖pcb板进行视觉检测，提高了检测效率和检测效果。
6.本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：基于机器视觉的pcb缺陷检测装置，包括检测机架和设置在检测机架上的机器视觉组件，所述机器视觉组件的下方设置
有pcb输送机构，所述pcb输送机构包括两组滑动设置的皮带传送机构，两组所述皮带传送机构的移动方向相反，两组所述皮带传送机构之间形成pcb输送通道，所述机器视觉组件包括视觉检测机构，所述视觉检测机构位于两组所述皮带传送机构之间的中部，所述视觉检测机构可沿着所述检测机架的高度方向移动，所述视觉检测机构包括若干工业相机，若干所述工业相机呈矩形阵列布置。
7.可选的，所述检测机架包括立柱和横梁，所述横梁滑动设置在所述立柱上，所述视觉检测机构设置在所述横梁的底部。
8.可选的，所述立柱沿自身高度方向开设有第一滑槽，所述第一滑槽内转动设置有丝杆，所述横梁的一端滑动设置在所述第一滑槽内并与所述丝杆螺纹连接，所述立柱的顶部设置有第一电机，所述第一电机的输出轴与所述丝杆的一端传动连接。
9.可选的，其中相邻两个所述工业相机之间设置有测距传感器，所述测距传感器嵌入设置在所述横梁上。
10.可选的，所述皮带传送机构包括安装板、主动轴和从动轴，所述主动轴和从动轴均转动设置在所述安装板上，所述主动轴上固定套设有主动辊，所述从动轴上固定套设有从动辊，所述主动辊通过环形皮带与所述从动辊传动连接。
11.可选的，所述pcb输送机构还包括底座，所述底座上开设有第二滑槽，所述安装板的底部固定有滑块，所述滑块滑动适配在所述第二滑槽内。
12.可选的，所述第二滑槽内设置有双向螺纹丝杆，所述双向螺纹丝杆与所述底座转动连接，所述双向螺纹丝杆上设置有两组螺纹旋向相反的螺纹段，两组所述皮带传送机构的滑块分别与两组螺纹段螺纹连接，所述双向螺纹丝杆的一端传送连接第二电机的输出轴。
13.可选的，所述底座上开设有两组限位滑槽，两组限位滑槽对称设置在所述第二滑槽的两侧，所述安装板的底部固定有与所述限位滑槽适配的限位滑块。
14.可选的，所述限位滑块的底部转动设置有滚珠，所述滚珠与限位滑槽的底部接触。
15.可选的，所述安装板上设置有第三电机，所述第三电机的输出轴上固定有间歇齿轮，所述主动轴上设置有齿轮，所述齿轮与所述间歇齿轮啮合。
16.本实用新型的有益效果是：
17.1、pcb板宽度方向的两端分别置于两组皮带传送机构上，使pcb板的长度方向平行于pcb输送机构的输送方向，若干呈矩形阵列布置的工业相机具有较大的图像采集区域，其图像采集区域随高度的变化而变化，通过调整工业相机的高度调节其图像采集区域的范围，使pcb板的宽度落在图像采集区域内，从而配合pcb输送机构的移动，使pcb板的其他区域依次移动至图像采集区域内进行缺陷检测，从而实现适应pcb板的尺寸大小进行全覆盖检测，提高了检测效率和检测效果。
18.2、两组皮带传送机构相反移动以调节两组皮带传送机构之间的间距，从而满足对不同尺寸的pcb板进行输送，同时两组皮带传送机构同速反向移动，从而使视觉检测机构始终位于两组皮带传送机构之间的中部，从而只需上下调节视觉检测机构的高度既能满足pcb板的全覆盖，从而提高了pcb板自动上料的精度，同时提高了pcb板检测上料的效率。
附图说明
19.图1为本实用新型基于机器视觉的pcb缺陷检测装置的立体图；
20.图2为本实用新型基于机器视觉的pcb缺陷检测装置的左视图；
21.图3为本实用新型基于机器视觉的pcb缺陷检测装置的正视图；
22.图4为本实用新型基于机器视觉的pcb缺陷检测装置的俯视图；
23.图5为本实用新型基于机器视觉的pcb缺陷检测装置中皮带传送机构的结构示意图；
24.图中，1-检测机架，2-pcb输送机构，3-皮带传送机构，4-pcb输送通道，5-视觉检测机构，6-工业相机，7-立柱，8-横梁，9-第一滑槽，10-丝杆，11-第一电机，12-测距传感器，13-安装板，14-主动轴，15-从动轴，16-主动辊，17-从动辊，18-环形皮带，19-底座，20-第二滑槽，21-滑块，22-双向螺纹丝杆，23-第二电机，24-限位滑槽，25-限位滑块，26-滚珠，27-第三电机，28-间歇齿轮，29-齿轮。
具体实施方式
25.下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。
26.如图1至图5所示，基于机器视觉的pcb缺陷检测装置，包括检测机架1和设置在检测机架1上的机器视觉组件，机器视觉组件的下方设置有pcb输送机构2，pcb输送机构2包括两组滑动设置的皮带传送机构3，两组皮带传送机构3平行设置，且两组皮带传送机构3的移动方向相反，两组皮带传送机构3之间形成pcb输送通道4，机器视觉组件包括视觉检测机构5，视觉检测机构5位于两组皮带传送机构3之间的中部，视觉检测机构5可沿着检测机架1的高度方向移动，视觉检测机构包括若干工业相机6，若干工业相机6呈矩形阵列布置；检测过程为：将pcb板宽度方向的两端分别置于两组皮带传送机构3上，使pcb板的长度方向平行于pcb输送机构2的输送方向，若干呈矩形阵列布置的工业相机6具有较大的图像采集区域，其图像采集区域随高度的变化而变化，通过调整工业相机6的高度调节其图像采集区域的范围，使pcb板的宽度落在图像采集区域内，从而配合pcb输送机构2的移动，使pcb板的其他区域依次移动至图像采集区域内进行缺陷检测，从而实现适应pcb板的尺寸大小进行全覆盖检测，提高了检测效率和检测效果，同时适用于大批量pcb板的检测，当对同一尺寸型号的pcb板进行检测时，只需初次调试检测时调整好视觉检测机构5的高度即可，后续保持视觉检测机构5的高度不变即可持续对同一尺寸型号的pcb板进行缺陷检测，当更换其他尺寸型号的pcb板时，再对视觉检测机构的高度进行调整，然后保持调节后的高度持续对其他同一尺寸的pcb板进行检测，提高了批量生产的检测效率。两组皮带传送机构3相反移动以调节两组皮带传送机构3之间的间距，从而满足对不同尺寸的pcb板进行输送，同时两组皮带传送机构3同速反向移动，从而使视觉检测机构5始终位于两组皮带传送机构3之间的中部，从而只需上下调节视觉检测机构5的高度既能满足pcb板的全覆盖，从而提高了pcb板自动上料的精度，同时提高了pcb板检测上料的效率。
27.可选的，如图1和图5所示，皮带传送机构3包括安装板13、主动轴14和从动轴15，主动轴14和从动轴15均转动设置在安装板13上，主动轴14上固定套设有主动辊16，从动轴15上固定套设有从动辊17，主动辊16通过环形皮带18与从动辊17传动连接。安装板13上设置
有第三电机27，第三电机27的输出轴上固定有间歇齿轮28，主动轴14上设置有齿轮29，齿轮29与间歇齿轮28啮合；第三电机27通过间歇齿轮28与齿轮29的啮合带动主动轴14转动，主动轴14带动其上的主动辊16转动，主动辊16通过环形皮带18带动从动辊17转动，从而实现环形皮带18的循环运动，pcb板宽度的两端分别置于两组皮带传送机构3的环形皮带18上，由于间歇齿轮28包括有齿区和无齿区，当有间歇齿轮28齿区与齿轮29啮合时，皮带传送机构3运行带动pcb板向前传送，当间歇齿轮28有齿区与齿轮29分离时，皮带传送机构3停止运行使pcb板静止，此时工业相机6运行进行pcb板的图像采集，静止下的pcb板可使采集的图像更加清晰，提高缺陷检测效果，当间歇齿轮28的有齿区再次与齿轮29啮合后，皮带传送机构3继续带动pcb板向前传送，每次pcb板移动的距离小于或等于视觉检测机构的图像采集区域的长度方向的宽度；具体实施时，环形皮带18的中部设置有限位条，限位条的首尾沿着环形皮带18的传送方向延伸连接成环形，调节两组皮带传送机构3时，使两组皮带传送机构3上的限位条之间的间距大致等于pcb板的宽度即可，从而通过限位条实现pcb板的定位传送，具体为，在pcb输送机构2的两端安排工作人员，pcb输送机构2输入端的工作人员将pcb板直接放置在两个限位条之间即可，pcb板输送机构2输出端的工作人员将检测完毕的pcb取下。
28.可选的，如图1和图2所示，检测机架1包括立柱7和横梁8，立柱7竖直设置，横梁8滑动设置在立柱7上，视觉检测机构5设置在横梁8的底部，立柱7沿自身高度方向开设有第一滑槽9，第一滑槽9内转动设置有丝杆10，横梁8的一端滑动设置在第一滑槽9内并与丝杆10螺纹连接，立柱7的顶部设置有第一电机11，第一电机11的输出轴与丝杆10的一端传动连接；第一电机11带动丝杆10转动，横梁8与第一滑槽9的滑动适配限制了横梁的旋转自由度，使横梁8沿着丝杆10的轴向方向移动，即立柱7的高度方向移动以调节视觉检测机构5与pcb板之间的间距。
29.可选的，如图1和图2所示，其中相邻两个工业相机6之间设置有测距传感器12，测距传感器12嵌入设置在横梁8上，通过测距传感器12测量视觉检测机构5与带检测pcb板之间的间隔，将测量的结果储存，从而在检测pcb板时直接输入pcb板的信号则对应显示出视觉检测机构5与带检测pcb板之间的检测高度，驱动第一电机11工作调节视觉检测机构5至相对应的高度位置，从而避免了每次更换型号时都要进行调整视觉检测机构5的情况，提高了调整视觉检测机构5的效率。
30.可选的，如图1和图4所示，pcb输送机构2还包括底座19，底座19上开设有第二滑槽20，安装板13的底部固定有滑块21，滑块21滑动适配在第二滑槽20内，第二滑槽20内设置有双向螺纹丝杆22，双向螺纹丝杆22与底座19转动连接，双向螺纹丝杆22上设置有两组螺纹旋向相反的螺纹段，两组皮带传送机构3的滑块21分别与两组螺纹段螺纹连接，双向螺纹丝杆22的一端传送连接第二电机23的输出轴；第二电机23带动双向螺纹丝杆22转动，通过滑块21与第二滑槽20的滑动适配限制安装板13的旋转自由度，使安装板13沿着双向螺纹丝杆22的轴向移动，其中皮带传送机构3的移动方向垂直于pcb板的传送速度，由于两组皮带传送机构3的滑块21分别与两组螺纹段螺纹连接，从而使两组皮带传送机构3同速相反运动，保证视觉检测机构5始终位于两组皮带传送机构3之间的中部。
31.可选的，如图4所示，底座19上开设有两组限位滑槽24，两组限位滑槽24对称设置在第二滑槽20的两侧，安装板13的底部固定有与限位滑槽24适配的限位滑块25，通过限位
滑块25与限位滑槽25的适配使安装板13的移动更加稳定，限位滑块25的底部转动设置有滚珠26，滚珠26与限位滑槽24的底部接触，同时滑块21的底部悬空在第二滑槽20内，从而通过滚珠26与底座19的滚动接触实现安装板13的移动，减小安装板13与底座19之间的摩擦力，进而减小了安装板13与底座19的磨损。
32.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。