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炉前检测设备及利用该设备检测IC类零件的方法

阅读:95发布:2020-05-12

专利汇可以提供炉前检测设备及利用该设备检测IC类零件的方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开一种炉前检测设备及利用该设备检测IC类零件的方法,设备包括有 机架 、PCB接驳台、活动架、取像装置、 光源 装置以及驱动装置;该PCB接驳台设置于机架上,PCB接驳台输出端与焊 锡 炉的输入端连接,PCB接驳台上设置有 输送机 构;该活动架设置于机架上并位于PCB接驳台的上方;该取像装置设置于活动架上并位于PCB接驳台的上方;该光源装置设置于活动架上并位于取像装置之下方的侧旁。通过采用本发明设备和方法对PCB上的IC类零件进行炉前检测,在IC类零件 焊接 固定在PCB之前,能及早发现IC类零件 位置 是否有放错或者放偏,以便及时快速返修,避免材料浪费,从而大大减少了不必要的生产成本。,下面是炉前检测设备及利用该设备检测IC类零件的方法专利的具体信息内容。

1.一种炉前检测设备,其特征在于:包括有机架、PCB接驳台、活动架、取像装置、光源装置以及驱动装置;该PCB接驳台设置于机架上,PCB接驳台输出端与焊炉的输入端连接,PCB接驳台上设置有输送机构;该活动架设置于机架上并位于PCB接驳台的上方,活动架可沿输送机构之输送方向来回活动地设置;该取像装置设置于活动架上并位于PCB接驳台的上方;该光源装置设置于活动架上并位于取像装置之下方的侧旁;该驱动装置设置于机架上并带动活动架来回活动。
2.一种炉前检测设备,其特征在于:包括有机架、活动座、PCB接驳台、取像装置、光源装置以及驱动装置;该活动座可横向活动地设置于机架上,该PCB接驳台设置于活动座上随活动座横向活动,PCB接驳台输出端与焊锡炉的输入端连接,PCB接驳台上设置有输送机构;该取像装置固定于机架上并位于PCB接驳台的上方;该光源装置固定于机架上并位于取像装置之下方的侧旁;该驱动装置设置于机架上并带动活动座横向来回活动。
3.根据权利要求1所述的炉前检测设备,其特征在于:所述PCB接驳台包括有两导轨,每一导轨的内侧均安装有一前述输送机构,该输送机构为皮带式输送机构。
4.根据权利要求3所述的炉前检测设备,其特征在于:所述机架上具有一工作台,该PCB接驳台位于工作台上,工作台上设置有横向延伸的导柱和调节螺杆,该两导轨均纵向延伸并横向间隔排布,每一导轨均沿导柱横向来回活动地设置,调节螺杆与两导轨螺合连接并带动两导轨彼此靠近或远离,调节螺杆的外端连接有手轮或自动驱动机构。
5.根据权利要求1所述的炉前检测设备,其特征在于:所述机架上具有一支撑板,该支撑板位于PCB接驳台的正上方,前述驱动装置设置于支撑板上。
6.根据权利要求5所述的炉前检测设备,其特征在于:所述活动架包括有U形架体和主架体,该U形架体与驱动装置安装连接,U形架体的两端穿过支撑板向下延伸,该主架体可上下调整位置地与U形架体的两端安装连接,主架体悬于支撑板的下方,前述取像装置和光源装置均设置于主架体上。
7.根据权利要求1所述的炉前检测设备,其特征在于:所述取像装置包括有多个相机,该多个相机横向间隔排布并可调整位置地安装在活动架上。
8.根据权利要求1所述的炉前检测设备,其特征在于:所述光源装置为多个,其分布在取像装置之下方的两侧,每一光源装置均可调整位置及度的安装在活动架上。
9.根据权利要求1所述的炉前检测设备,其特征在于:所述驱动装置包括有丝杠电机;该丝杠可转动地安装在机架上并纵向延伸,该机架上设置滑轨,该活动架滑动安装在滑轨上,活动架与丝杠螺合连接,该电机固定在机架上并通过皮带带动丝杠来回转动。
10.一种利用如权利要求1-9任一项所述的炉前检测设备检测IC类零件的方法,其特征在于:包括有以下步骤:
(1)使用取像装置拍摄待测物品,调整硬件参数后,获得清晰影像的FOV之下,用指针设备圈选待测IC类零件的ROI,设ROI图像为:A,图像A的大小为:X*Y,图像A中任意一点像素坐标为:K(i,j),其中i=1,2,…,X;j=1,2,…,Y;
(2)将图像A的像素坐标由K(0,0)开始,至K(X,Y)结束,取出每一个像素坐标内的像素值RGB(R:0-255;G:0-255;B:0-255),并统计每个RGB的值计算成为一个直方图H;
于直方图H中,使用累积分布函数CDF计算后,获得一个分布概率函数:Function(H),对图像A使用Function(H)做影像转换,获得一个新图像为:A’;
将图像A’使用二值化图像处理,针对设备摆放的工作环境、架设各式不同光源方式与待测物品的背景参数,调整出最适合的转换值T1,图像A’透过阀值T转换计算处理后得到新图像为:B;
其中:
(3)将图像B进行边缘运算处理,得到新图像为:B’;
其中:the Gaussian|filter(kernel of size=5),
B(x):the horizontal direction;B(y):the vertical 
direction θ is four possible angles
(0,45,90,135);
(4)将图像B’进行直线侦测运算处理,得到新图像为:C;
其中:for Hough Line Transforms,we express line equation in the Polar System as:
r=x(ccoθ)+y(sinθ);
(5)先设定一个用来填充背景的基础填充色彩RGB(R:0-255,G:0-255,B:0-255),于图像C的内缘区域,指定任意坐标K(I,j)设定为填充色彩起始坐标,并将起始坐标内的像素值进行填充色彩转换运算处理;
色彩转换完成,再依据起始坐标点的上、下、左、右四个方向进行填充色彩转换运算,得到一个使用基础填充色彩,填满背景色的新图像为:C’;
(6)将图像C’进行影像型态运算处理,得到新图像为:D;
其中:D(i,j)=min(i′,j′):element(i′,j′)is not equal 0C′(i+i′,j+j′);
(7)将图像D使用第二次二值化图像处理,调整最适合的转换阀值T2,获得新图像为:
D’;
其中:
(8)将图像D’使用第二次边缘运算处理,得到新图像为:E;
其中:
θ is four possible angles(0,45,90,135);
(9)计算图像E的内缘所有像素面积总和,即得到待测IC类零件的最佳中心坐标K’(ic,jc);
其中:零阶矩:m00=∑I∑JV(i,j);
一阶矩:m10=∑I∑Ji*V(i,j),m01=∑I∑Jj*V(i,j);
图像E重心坐标表示:K′(ic,jc),

说明书全文

炉前检测设备及利用该设备检测IC类零件的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及检测设备领域技术,尤其是指一种炉前检测设备及利用该设备检测IC类零件的方法。

背景技术

[0002] PCB在生产制作过程中,均需要在其焊接IC类零件,目前的做法是,先将IC类零件采用膏预先贴合在PCB上,然后,再将PCB送入焊锡炉中进行加热,从焊锡炉出来后,IC类零件便会焊接固定在PCB上。现有技术中,针对IC类零件的位置是否有放错或者放偏,均需要对PCB进行检测,目前的检测方法普遍在炉后(即可PCB从焊锡炉出来之后)进行拍照识别检测或者人工目视检测,由于PCB从焊锡炉出来之后,IC类零件早已焊接固定在PCB上,若此时的IC类零件被检测出位置有放错或者放偏,将难以甚至无法进行返修,从而导致材料浪费,增加了不必要的成本。因此,有必要研究一种方案以解决上述问题。

发明内容

[0003] 有鉴于此,本发明针对现有技术存在之缺失,其主要目的是提供一种炉前检测设备及利用该设备检测IC类零件的方法,其能及早发现IC类零件位置有放错或者放偏,避免材料浪费,降低成本。
[0004] 为实现上述目的,本发明采用如下之技术方案:
[0005] 一种炉前检测设备,包括有机架、PCB接驳台、活动架、取像装置、光源装置以及驱动装置;该PCB接驳台设置于机架上,PCB接驳台输出端与焊锡炉的输入端连接,PCB接驳台上设置有输送机构;该活动架设置于机架上并位于PCB接驳台的上方,活动架可沿输送机构之输送方向来回活动地设置;该取像装置设置于活动架上并位于PCB接驳台的上方;该光源装置设置于活动架上并位于取像装置之下方的侧旁;该驱动装置设置于机架上并带动活动架来回活动。
[0006] 一种炉前检测设备,包括有机架、活动座、PCB接驳台、取像装置、光源装置以及驱动装置;该活动座可横向活动地设置于机架上,该PCB接驳台设置于活动座上随活动座横向活动,PCB接驳台输出端与焊锡炉的输入端连接,PCB接驳台上设置有输送机构;该取像装置固定于机架上并位于PCB接驳台的上方;该光源装置固定于机架上并位于取像装置之下方的侧旁;该驱动装置设置于机架上并带动活动座横向来回活动。
[0007] 作为一种优选方案,所述PCB接驳台包括有两导轨,每一导轨的内侧均安装有一前述输送机构,该输送机构为皮带式输送机构。
[0008] 作为一种优选方案,所述机架上具有一工作台,该PCB接驳台位于工作台上,工作台上设置有横向延伸的导柱和调节螺杆,该两导轨均纵向延伸并横向间隔排布,每一导轨均沿导柱横向来回活动地设置,调节螺杆与两导轨螺合连接并带动两导轨彼此靠近或远离,调节螺杆的外端连接有手轮或自动驱动机构。
[0009] 作为一种优选方案,所述机架上具有一支撑板,该支撑板位于PCB接驳台的正上方,前述驱动装置设置于支撑板上。
[0010] 作为一种优选方案,所述活动架包括有U形架体和主架体,该U形架体与驱动装置安装连接,U形架体的两端穿过支撑板向下延伸,该主架体可上下调整位置地与U形架体的两端安装连接,主架体悬于支撑板的下方,前述取像装置和光源装置均设置于主架体上。
[0011] 作为一种优选方案,所述取像装置包括有多个相机,该多个相机横向间隔排布并可调整位置地安装在活动架上。
[0012] 作为一种优选方案,所述光源装置为多个,其分布在取像装置之下方的两侧,每一光源装置均可调整位置及度的安装在活动架上。
[0013] 作为一种优选方案,所述驱动装置包括有丝杠电机;该丝杠可转动地安装在机架上并纵向延伸,该机架上设置滑轨,该活动架滑动安装在滑轨上,活动架与丝杠螺合连接,该电机固定在机架上并通过皮带带动丝杠来回转动。
[0014] 一种利用炉前检测设备检测IC类零件的方法,包括有以下步骤:
[0015] (1)使用取像装置拍摄待测物品,调整硬件参数后,获得清晰影像的FOV之下,用指针设备圈选待测IC类零件的ROI,设ROI图像为:A,图像A的大小为:X*Y,图像A中任意一点像素坐标为:K(i,j),其中i=1,2,…,X;j=1,2,…,Y;
[0016] (2)将图像A的像素坐标由K(0,0)开始,至K(X,Y)结束,取出每一个像素坐标内的像素值RGB(R:0-255;G:0-255;B:0-255),并统计每个RGB的值计算成为一个直方图H;
[0017] 于直方图H中,使用累积分布函数CDF计算后,获得一个分布概率函数:Function(H),对图像A使用Function(H)做影像转换,获得一个新图像为:A’;
[0018] 将图像A’使用二值化图像处理,针对设备摆放的工作环境、架设各式不同光源方式与待测物品的背景参数,调整出最适合的转换值T1,图像A’透过阀值T转换计算处理后得到新图像为:B;
[0019]
[0020] 其中:
[0021]
[0022] (3)将图像B进行边缘运算处理,得到新图像为:B’;
[0023] 其中:the Gaussian|filter(kernel of size=5),B(x):the horizontal direction;B(y):the vertical 
direction θ is four possible angles
(0,45,90,135)
[0024] (4)将图像B’进行直线侦测运算处理,得到新图像为:C;
[0025] 其中:for Hough Line Transforms,we express line equation in the Polar System as:
[0026]
[0027] (5)先设定一个用来填充背景的基础填充色彩RGB(R:0-255,G:0-255,B:0-255),于图像C的内缘区域,指定任意坐标K(I,j)设定为填充色彩起始坐标,并将起始坐标内的像素值进行填充色彩转换运算处理;
[0028] 色彩转换完成,再依据起始坐标点的上、下、左、右四个方向进行填充色彩转换运算,得到一个使用基础填充色彩,填满背景色的新图像为:C’;
[0029] (6)将图像C’进行影像型态运算处理,得到新图像为:D;
[0030] 其中:D(i,j)=min(i’,j’):element(i’,j’)is not equaloC’(i+i’,j+j’);
[0031] (7)将图像D使用第二次二值化图像处理,调整最适合的转换阀值T2,获得新图像为:D’;
[0032] 其中:
[0033] (8)将图像D’使用第二次边缘运算处理,得到新图像为:E;
[0034] 其中:
[0035] θ is four possible angles(0,45,90,135);
[0036] (9)计算图像E的内缘所有像素面积总和,即得到待测IC类零件的最佳中心坐标K’(ic,jc);
[0037] 其中:零阶矩:m00=∑I∑JV(i,j);
[0038] 一阶矩:m10=∑I∑Ji*V(i,j)m01=∑I∑Jj*V(i,j);
[0039] 图像E重心坐标表示:
[0040] 本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果,具体而言,由上述技术方案可知:
[0041] 通过采用本发明设备和方法对PCB上的IC类零件进行炉前检测,在IC类零件焊接固定在PCB之前,能及早发现IC类零件位置是否有放错或者放偏,以便及时快速返修,避免材料浪费,从而大大减少了不必要的生产成本。
[0042] 为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效,下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。

附图说明

[0043] 图1是本发明之第一较佳实施例的组装立体示意图;
[0044] 图2是本发明之第一较佳实施例另一角度的组装立体示意图;
[0045] 图3是本发明之第一较佳实施例的截面图;
[0046] 图4是本发明之第二较佳实施例的组装立体示意图;
[0047] 图5是本发明之第二较佳实施例的截面图。
[0048] 附图标识说明:
[0049] 10、机架                          11、工作台
[0050] 12、导柱                          13、调节螺杆
[0051] 14、手轮                          15、滑轨
[0052] 16、支撑板                        20、PCB接驳台
[0053] 21、导轨                          30、活动架
[0054] 31、U形架体                       32、主架体
[0055] 40、取像装置                      41、相机
[0056] 50、光源装置                      60、驱动装置
[0057] 61、丝杠                          62、电机
[0058] 70、输送机构                      80、活动座。

具体实施方式

[0059] 请参照图1至图3所示,其显示出了本发明之第一较佳实施例一种炉前检测设备的具体结构,包括有机架10、PCB接驳台20、活动架30、取像装置40、光源装置50以及驱动装置60。
[0060] 该PCB接驳台20设置于机架10上,PCB接驳台20输出端与焊锡炉(图中未示)的输入端连接,PCB接驳台20上设置有输送机构70。在本实施例中,所述PCB接驳台20包括有两导轨21,每一导轨21的内侧均安装有一前述输送机构70,该输送机构70为皮带式输送机构。并且,所述机架10上具有一工作台11,该PCB接驳台20位于工作台11上,工作台11上设置有横向延伸的导柱12和调节螺杆13,该两导轨21均纵向延伸并横向间隔排布,每一导轨21均沿导柱12横向来回活动地设置,调节螺杆13与两导轨21螺合连接并带动两导轨21彼此靠近或远离,调节螺杆13的外端连接有手轮14或自动驱动机构,使用时,通过手动转动手轮14或者开启自动驱动机构(如电机等),使得调节螺杆13带动两导轨21彼此靠近或远离,以适配不同宽度的PCB,使得设备更加的通用化。
[0061] 该活动架30设置于机架10上并位于PCB接驳台20的上方,活动架30可沿输送机构70之输送方向来回活动地设置。
[0062] 该取像装置40设置于活动架30上并位于PCB接驳台20的上方;在本实施例中,所述取像装置40包括有多个相机41,该多个相机41横向间隔排布并可调整位置地安装在活动架30上,相机41为四个,不以为限。
[0063] 该光源装置50设置于活动架30上并位于取像装置40之下方的侧旁,在本实施例中,所述光源装置50为多个,其分布在取像装置40之下方的两侧,每一光源装置50均可调整位置及角度的安装在活动架30上,光源装置50为四个,取像装置40之下方的两侧均上下分布有两个光源装置50。
[0064] 该驱动装置60设置于机架10上并带动活动架30来回活动,取像装置40和光源装置50随活动架30来回活动。在本实施例中,所述驱动装置60包括有丝杠61和电机62;该丝杠61可转动地安装在机架10上并纵向延伸,该机架10上设置滑轨15,该活动架30滑动安装在滑轨15上,活动架30与丝杠61螺合连接,该电机62固定在机架10上并通过皮带(图中未示)带动丝杠61来回转动。
[0065] 以及,所述机架10上具有一支撑板16,该支撑板16位于PCB接驳台20的正上方,前述驱动装置60设置于支撑板16上。所述活动架30包括有U形架体31和主架体32,该U形架体31与驱动装置60安装连接,U形架体31的两端穿过支撑板16向下延伸,该主架体32可上下调整位置地与U形架体31的两端安装连接,主架体32悬于支撑板16的下方,前述取像装置40和光源装置50均设置于主架体32上。
[0066] 详述本实施例的工作原理如下:
[0067] 使用时,本设备之PCB接驳台20的输出端与焊锡炉的输入端连接,然后,采用锡膏,将IC类零件粘贴在PCB上,并将PCB放入PCB接驳台20上,在输送机构70的作用下,PCB被输送焊锡炉中,使得IC类零件焊接固定在PCB上,在进入焊锡炉之前,本设备对IC类零件的粘贴位置进行检测,其检测方法包括有以下步骤:
[0068] (1)使用取像装置40拍摄待测物品,调整硬件参数(如取像装置40和光源装置50的位置及角度等)后,获得清晰影像的FOV(Filed Of View)之下,用指针设备(如鼠标)圈选待测IC类零件的ROI(Region Of Interest),设ROI图像为:A,图像A的大小为:X*Y,图像A中任意一点像素坐标为:K(i,j),其中i=1,2,…,X;j=1,2,…,Y。
[0069] (2)将图像A的像素坐标由K(0,0)开始,至K(X,Y)结束,取出每一个像素坐标内的像素值RGB(R:0-255;G:0-255;B:0-255),并统计每个RGB的值计算成为一个直方图H。
[0070] 于直方图H中,使用累积分布函数CDF(Cumulative Distribution Function)计算后,获得一个分布概率函数:Function(H),对图像A使用Function(H)做影像转换,获得一个新图像为:A’。
[0071] 将图像A’使用二值化图像处理,针对设备摆放的工作环境、架设各式不同光源方式与待测物品的背景参数,调整出最适合的转换阀值T1(Threshold),图像A’透过阀值T转换计算处理后得到新图像为:B;
[0072]
[0073] 其中:
[0074]
[0075] (3)将图像B进行边缘运算(Canny)处理,得到新图像为:B’;
[0076] 其中:the Gaussian|filter(kernel of size=5),B(x):the horizontal direction;B(y):the vertical 
direction θ is four possible angles
(0,45,90,135)。
[0077] (4)将图像B’进行直线侦测运算(HoughLines)处理,得到新图像为:C;
[0078] 其中:for Hough Line Transforms,we express line equation in the Polar System as:
[0079]
[0080] (5)先设定一个用来填充背景的基础填充色彩RGB(R:0-255,G:0-255,B:0-255),于图像C的内缘区域,指定任意坐标K(I,j)设定为填充色彩起始坐标,并将起始坐标内的像素值进行填充色彩转换运算处理;
[0081] 色彩转换完成,再依据起始坐标点的上、下、左、右四个方向进行填充色彩转换运算,得到一个使用基础填充色彩,填满背景色的新图像为:C’。
[0082] (6)将图像C’进行影像型态运算(Morphology)处理,得到新图像为:D;
[0083] 其中:D(i,j)=min(i’,j’):element(i’,j’)is not equaloC’(i+i’,j+j’)。
[0084] (7)将图像D使用第二次二值化图像处理,调整最适合的转换阀值T2(Threshold),获得新图像为:D’;
[0085] 其中:
[0086] (8)将图像D’使用第二次边缘运算(Canny)处理,得到新图像为:E;
[0087] 其中:
[0088] θ is four possible angles(0,45,90,135)。
[0089] (9)计算图像E的内缘所有像素面积总和,即得到待测IC类零件的最佳中心坐标K’(ic,jc);
[0090] 其中:零阶矩:m00=∑I∑JV(i,j);
[0091] 一阶矩:m10=∑IΣJi*V(i,j),m01=∑I∑Jj*V(i,j);
[0092] 图像E重心坐标(图像中心矩)表示:
[0093] 请参照图4和图5所示,其显示出了本发明之第二较佳实施例一种炉前检测设备的具体结构,本实施例的具体结构与前述第一较佳实施例的具体结构基本相同,其所不同的是:
[0094] 在本实施例中,该炉前检测设备包括有机架10、活动座80、PCB接驳台20、取像装置40、光源装置50以及驱动装置60;该活动座80可横向活动地设置于机架10的工作台11上,该PCB接驳台20设置于活动座80上随活动座80横向活动,PCB接驳台20输出端与焊锡炉的输入端连接,PCB接驳台20上设置有输送机构70;该取像装置40固定于机架10上并位于PCB接驳台20的上方;该光源装置50固定于机架10上并位于取像装置40之下方的侧旁;该驱动装置
60设置于机架10上并带动活动座80横向来回活动。
[0095] 使用时,采用锡膏,将IC类零件粘贴在PCB上,并将PCB放入PCB接驳台20上,检测固定中,该取像装置40和光源装置50均固定不动,该PCB随PCB接驳台20横向活动,横向活动到位后在输送机构70的作用下,PCB被输送焊锡炉中,使得IC类零件焊接固定在PCB上,在进入焊锡炉之前,本设备对IC类零件的粘贴位置进行检测,其检测方法与前述第一实施例的检测方法相同,在此不做详细叙述。
[0096] 本发明的设计重点在于:通过采用本发明设备和方法对PCB上的IC类零件进行炉前检测,在IC类零件焊接固定在PCB之前,能及早发现IC类零件位置是否有放错或者放偏,以便及时快速返修,避免材料浪费,从而大大减少了不必要的生产成本。
[0097] 以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明的技术范围作任何限制,故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
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