专利名称：一种电路板离线检测系统和方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种电路板的离线检测系统和方法。
背景技术：
随着通信技术的不断发展和生产工艺的提高，表面组装技术(SMT)中使用的印制电路板线路图形精细化、SMD元件微型化及SMT组件高密度组装，为保证产品的质量，自动光学检测(Automatic Optic Inspection,简称AOI)设备已经被普遍应用。AOI设备运用高速高精度视觉处理技术自动检测PCB板上各种不同帖装错误及焊接缺陷，PCB板的范围可从细间距密度板到低密度大尺寸板。使用AOI设备进行缺陷检测首先需要工程师制作缺陷检测程式，该程式主要记录需要检测的PCB上各元器件的物理位置和需要检测的内容。现有的离线AOI的检测基本原理如图I所示。首先将需要检测的电路板置于AOI 的工作平台上，从计算机系统中调出需要检测产品的检测程序，X-Y运动定位机构根据设定程序的命令将电路板送到摄像系统的镜头下面，在光源的协助下，镜头会捕捉到AOI系统所需要的图像，然后再传送给图像捕捉采集系统，由图像捕捉采集系统完成图像采集，计算机系统对采集的图像进行分析处理，并将处理结果传给显示输出系统，通过显示输出系统就可以对图像进行实时观测并完成其他相应的控制过程。当检测完当前的电路板后，将该电路板从工作平台上取下，再将下一个需要进行检测的电路板放在工作平台上，然后经过定位、摄像、图像采集、分析、显示等步骤，如此循环完成电路的检测。在对此方法的研究和实践过程中，本发明的发明人发现，对电路板的检测需要依次进行，必须等待上一块电路板检测完成并退出工作平台后才能重新放置下一块电路板，然后再进行第二块电路板的检测，这种离线AOI方式消耗的时间比较长，十分不经济。
发明内容
本发明实施例提供一种电路板离线检测系统和方法，以期加快对电路板的检测速
度，提高效率。本发明实施例提供一种电路板离线检测系统，包括拍照装置，用于获取电路板的图像；第一加载板和第二加载板，用于装载电路板；水平电机，用于驱动所述拍照装置在水平导轨上的运动；第一垂直电机，用于驱动所述第一加载板在第一垂直导轨上的运动；第二垂直电机，用于驱动所述第二加载板在第二垂直导轨上的运动；控制器，用于控制所述水平电机、第一垂直电机和第二垂直电机的启动和转动方式。其中，控制器可以控制第一垂直电机驱动装载有电路板的第一加载板从预设的第一上下板区域运动到预设的第一工作区域，控制所述水平电机驱动所述拍照装置运动到所述第一加载板的上方，并控制所述拍照装置对所述第一加载板中的电路板进行拍照；在所述拍照装置对所述第一加载板中的电路板进行拍照的同时，控制所述第二垂直电机驱动所述第二加载板在预设的第二上下板区域进行电路板的加载，并且控制所述第ニ垂直电机驱动所述第二加载板运动到预设的第二工作区域；所述拍照装置对所述第一加载板中的电路板进行拍照后，控制所述水平电机驱动所述拍照装置运动到所述第二加载板的上方，并且控制所述拍照装置对所述第二加载板中的电路板进行拍照；在所述拍照装置对所述第二加载板中的电路板进行拍照的同时，控制所述第一垂直电机驱动所述第一加载板从所述第一工作区域运动到所述第一上下板区域进行电路板的更换。本发明实施例还提供ー种电路板离线检测方法，该方法用于上述的电路板离线检 测系统中，包括以下步骤所述第一垂直电机控制装有电路板的第一加载板从预设的第一上下板区域运动到第一工作区域；所述水平电机控制所述拍照装置运动到所述第一加载板的上方，并且所述拍照装置对所述第一加载板中的电路板进行拍照；在所述拍照装置对所述第一加载板中的电路板进行拍照的同时，所述第二垂直电机控制所述第二加载板在预设的第二上下板区域进行电路板的加载，并且控制所述第二加载板运动到预设的第二工作区域；在所述拍照装置完成对所述第一加载板中的电路板的拍照后，所述水平电机控制所述拍照装置运动到所述第二加载板的上方，并且所述拍照装置对所述第二加载板中的电路板进行拍照；在所述拍照装置对所述第二加载板中的电路板进行拍照的同时，所述第一垂直电机控制所述第一加载板从所述第一工作区域运动到所述第一上下板区域进行电路板的更换，然后返回执行由所述第一垂直电机控制装有电路板的第一加载板从预设的第一上下板区域运动到第一工作区域。本发明实施例提供的电路板离线检测系统设置了两个加载板、两个工作区域、三条导轨、三个电机和控制器，控制器可以控制三个电机的启动时间和转动方式，例如可以控制第一加载板中的电路板在第一工作区域进行拍照的同时，第二加载板进行电路板的加载并运动到第二工作区域，拍照装置对第一加载板中的电路板拍照完成后即运动到第一加载板的上方，对第二加载板中电路板进行拍照，于此同时，第一加载板运动的第一上下板区域进行电路板的更换，如此循环反复进行电路板的加载拍照检测，与现有技术相比，本发明实施例提供的检测系统无需等ー块电路板拍照测试完成，就可以加载第二块电路板，当第一块电路板测试完成就可以立马开始第二块电路板的测试，有效节省了中间等待的时间。
图I是现有技术中离线AOI检测的基本原理示意图；图2是本发明实施例提供的一种电路板离线检测系统结构示意图；图3是本发明实施例提供的另ー种电路板离线检测系统结构示意图。
具体实施例方式本发明实施例提供一种电路板离线检测系统，以期加快对电路板的检测速度，提
高效率。为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。本发明实施例提供一种电路板离线检测系统，包括拍照装置，用于获取电路板的图像；
第一加载板和第二加载板，用于装载电路板；水平电机，用于驱动所述拍照装置在水平导轨上的运动；第一垂直电机，用于驱动所述第一加载板在第一垂直导轨上的运动；第二垂直电机，用于驱动所述第二加载板在第二垂直导轨上的运动；控制器，用于控制所述水平电机、第一垂直电机和第二垂直电机的启动和转动方式。需要说明的是，水平导轨和第一垂直导轨构成第一加载板的工作坐标系Tl，水平导轨和第二垂直导轨构成第二加载板的工作坐标系T2. Tl和T2共用水平导轨，构成各自独立的工作坐标系。检测系统上电后，拍照装置、第一加载板和第二加载板分别回到预设的第一原点、第二原点和第三原点，回原点完成后坐标系Tl、T2即建立完成，即可进行自动光学检测(Automatic Optic Inspection,简称 AOI)的相关工作。在进行电路板检测时，控制器首先控制第一加载板在第一上下板区域装载需要检测的电路板，并且控制第一加载板运动到第一工作区域，水平电机和第一垂直电机共同对第一加载板中的电路板进行精准定位，将拍照装置送到第一加载板中的电路板需要检测部位的上方，调出需要检测产品的检测程序，在特殊光源的协助下，镜头会捕捉到需要的图像并进行分析处理；在拍照装置对第一加载板中的电路板进行拍照的同时，控制器控制第二加载板在第二上下板区域进行电路板的加载，并控制第二加载板运动到第二工作区域等待测试，在拍照装置完成对第一加载板中的电路板的拍照后，水平电机和第二垂直电机共同对第二加载板中的电路板进行精准定位，将拍照装置送到第二加载板中的电路板需要检测部位的上方，并调出检测程序，在特殊光源的协助下，镜头会捕捉到需要的图像并进行分析处理；在拍照装置对第二加载中的电路板进行拍照的同时，第一加载板运动到第一上下板区域进行电路板的更换，返回执行从第一上下板区域运动到第一工作区域进行拍照检测，依次循环反复。由上可知，本发明实施例提供的电路板离线检测系统设置了两个加载板、两个工作区域、三套导轨、三个电机和控制器，控制器用于控制三个电机的启动和转动方式，可以根据检测需要控制三个电机的启动和转动方式，因此控制器可以控制第一加载板中的电路板在第一工作区域进行拍照的同时，控制第二加载板进行电路板的加载并运动到第二工作区域，拍照装置对第一加载板中的电路板拍照完成后即运动到第二加载板的上方，对第二加载板中电路板进行拍照，于此同时，第一加载板运动的第一上下板区域进行电路板的更换，如此循环反复进行电路板的加载拍照检测，与现有技术相比，本发明实施例提供的检测系统无须等ー块电路板拍照测试完成，就可以加载第二块电路板，当第一块电路板测试完成就可以立马开始第二块电路板的测试，有效节省了中间等待的时间。本发明实施例提供另ー种电路板离线检测系统，參见图2所示，包括拍照装置(图2中未示出)，用于获取电路板的图像；第一加载板TableA和第二加载板Table B,用于放置电路板；水平电机Ml，用于驱动拍照装置在水平导轨LI上的运动；第一垂直电机M2,用于驱动第一加载板Table A在第一垂直导轨L2上的运动；
第二垂直电机M3，用于驱动第二加载板Table B在第二垂直导轨L3上的运动；控制器(图2中未示出)，与拍照装置、水平电机Ml、第一垂直电机M2和第二垂直电机M3连接,用于控制第一垂直电机M2驱动装载有电路板的第一加载板TableA从预设的第一上下板区域运动到预设的第一工作区域；控制水平电机Ml驱动拍照装置运动到第一加载板Table A的上方,并控制拍照装置对第一加载板Table A中的电路板进行拍照；在拍照装置对第一加载板Table A中的电路板进行拍照的同时，控制器控制第二垂直电机M3驱动第二加载板Table B在预设的第二上下班区域进行电路板的加载，并且控制第二垂直电机M3驱动第二加载板Table B运动到预设的第二工作区域；在拍照装置完成对第一加载板Table A中的电路板的拍照后，控制器控制水平电机Ml驱动拍照装置运动到第二加载板Table B的上方，并且控制拍照装置对第二加载板Table B中的电路板进行拍照；在拍照装置对第二加载板Table B中的电路板进行拍照的同时，控制器控制第一垂直电机M2驱动第一加载板Table A从第一工作区域运动到第一上下板区域进行电路板的更换；第一原点传感器XI、第二原点传感器X2和第三原点传感器X3，在电路板离线检测系统开始工作之前，第一原点传感器Xl用于使拍照装置位于预设的第一原点，第二原点传感器X2用于使第一加载板Table A位于预设的第二原点，第三原点传感器X3用于使第二加载板Table B位于预设的第三原点。其中，上述第一原点位于水平导轨上，第二原点位于第一垂直导轨上，第三原点位于第二垂直导轨上；一般根据测板范围要求来设置第一原点、第二原点和第三原点，同时第一原点、第二原点和第三原点位置可做短距离调整；需要说明的是，本发明中的第一加载板Table A在第一上下板区域装载电路板后，第一垂直电机M2带动第一加载板Table A进入第一工作区域，然后水平电机Ml和第一垂直电机M2结合开始对第一加载板Table A中的电路板进行AOI检测。与此同时，第二加载板Table B在第二上下板区域装载第二块电路板，装载完成后，第二垂直电机M3带动第二加载板Table B进入第二工作区域等待检测，第一加载板Table A中的电路板检测完成后，水平电机Ml和第二垂直电机M3结合开始对第二加载板Table B中的电路板进行AOI检测。与此同时，第一垂直电机M2带动第一加载板Table A退回到第一上下板区域进行第三块电路板的加载。如此循环反复进行电路板的AOI检测。
由上可见，由于本发明实施例提供的电路板离线检测系统包含两个加载板、两个工作区域、三套导轨、三个电动机和控制器，在一块电路板进行拍照检测的同时进行另一块电路板的装载等准备工作，减少了中间等待的时间，实现电路板交替连续检测，提高了工作效率。进一步的，本发明实施例提供的电路板离线检测系统还包括水平限位传感器和垂直限位传感器；水平限位传感器用于限定拍照装置在水平方向的运动范围；垂直限位传感器用于限定第一加载板Table A和第二加载板Table B分别在第一垂直导轨L2和第二垂直导轨L3上的运动范围。具体的，参见图3所示，电路板离线检测系统还包括第一水平限位传感器X4、第二 水平限位传感器X5、第一垂直限位传感器X6、第二垂直限位传感器X7、第三垂直限位传感器X8和第四垂直限位传感器X9 ；第一水平限位传感器X4用于限定拍照装置在水平导轨LI上相对于预设的第一原点向左运动的范围，第二水平限位传感器X5用于限定拍照装置在水平导轨LI上相对于预设的第一原点向右运动的范围，第一垂直限位传感器X6用于限定第一加载板Table A在第一垂直导轨L2上相对于预设的第二原点向上运动的范围，第二垂直限位传感器X7用于限定第一加载板Table A在第一垂直导轨L2上相对于预设的第二原点向下运动的范围，第三垂直限位传感器X8用于限定第二加载板Table B在第二垂直导轨L3上相对于预设的第三原点向上运动的范围，第四垂直限位传感器X9用于限定第二加载板Table B在第二垂直导轨L3上相对于预设的第三原点向下运动的范围。由此可见，第一水平限位传感器X4、第二水平限位传感器X5、第一垂直限位传感器X6、第二垂直限位传感器X7、第三垂直限位传感器X8和第四垂直限位传感器X9可以保证第一加载板和第二加载板在一定范围内运动。一般情况下，拍照装置会以第一原点为参照在设定的距离内工作，第一加载板会以第二原点为参照在设定的距离内工作，第二加载板会以第三原点为参照在设定的距离内运动，如果工作过程中出现异常情况，拍照装置超出了限定的距离范围，碰撞到了第一水平限位传感器X4或第二水平限位传感器X5;或者第一加载板超出了限定的距离范围，碰撞到了第一垂直限位传感器X6或第二垂直限位传感器X7 ;或者第二加载板超出了限定的距离范围，碰撞到了第三垂直限位传感器X8或第四垂直限位传感器X9，则电路板检测系统会立马停止工作，同时通过软件操作界面提示加载板碰到限位传感器。本发明实施例还提供一种电路板离线检测的方法，应用于上述任意一种实施例所提供的电路板离线检测系统中，该方法包括以下步骤所述第一垂直电机控制装有电路板的第一加载板从预设的第一上下板区域运动到第一工作区域；所述水平电机控制所述拍照装置运动到所述第一加载板的上方，并且所述拍照装置对所述第一加载板中的电路板进行拍照；在所述拍照装置对所述第一加载板中的电路板进行拍照的同时，所述第二垂直电机控制所述第二加载板在预设的第二上下板区域进行电路板的加载，并且控制所述第二加载板运动到预设的第二工作区域；
在所述拍照装置完成对所述第一加载板中的电路板的拍照后，所述水平电机控制所述拍照装置运动到所述第二加载板的上方，并且所述拍照装置对所述第二加载板中的电路板进行拍照；在所述拍照装置对所述第二加载板中的电路板进行拍照的同时，所述第一垂直电机控制所述第一加载板从所述第一工作区域运动到所述第一上下板区域进行电路板的更换，然后返回执行由所述第一垂直电机控制装有电路板的第一加载板从预设的第一上下板区域运动到第一工作区域。 由上可见，本发明实施例提供的电路板离线检测方法在对第一加载板中的电路板进行检测的同吋，对第二加载板进行电路板的加载等准备工作，并等待检测，当完成第一加载板中的电路板的检测后，即开始对第ニ载板中的电路板进行检测，与此同时，控制第一加载板返回进行电路板的加载等准备工作，如此循环反复进行电路板的加载拍照检测，減少了中间等待的时间，实现电路板交替连续检测，提高了工作效率。以上对本发明实施例所提供的电路板离线检测系统和方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
权利要求
1.一种电路板离线检测系统，其特征在于，包括 拍照装置，用于获取电路板的图像； 第一加载板和第二加载板，用于装载电路板； 水平电机，用于驱动所述拍照装置在水平导轨上的运动； 第一垂直电机，用于驱动所述第一加载板在第一垂直导轨上的运动； 第二垂直电机，用于驱动所述第二加载板在第二垂直导轨上的运动； 控制器，用于控制所述水平电机、第一垂直电机和第二垂直电机的启动和转动方式。
2.根据权利要求I所述的电路板离线检测系统，其特征在于，所述控制器用于控制所述水平电机、第一垂直电机和第二垂直电机的启动时间和转动方式具体包括 所述控制器控制第一垂直电机驱动装载有电路板的第一加载板从预设的第一上下板区域运动到预设的第一工作区域，控制所述水平电机驱动所述拍照装置运动到所述第一加载板的上方，并控制所述拍照装置对所述第一加载板中的电路板进行拍照； 在所述拍照装置对所述第一加载板中的电路板进行拍照的同时，控制所述第二垂直电机驱动所述第二加载板在预设的第二上下板区域进行电路板的加载，并且控制所述第二垂直电机驱动所述第二加载板运动到预设的第二工作区域； 所述拍照装置对所述第一加载板中的电路板进行拍照后，控制所述水平电机驱动所述拍照装置运动到所述第二加载板的上方，并且控制所述拍照装置对所述第二加载板中的电路板进行拍照； 在所述拍照装置对所述第二加载板中的电路板进行拍照的同时，控制所述第一垂直电机驱动所述第一加载板从所述第一工作区域运动到所述第一上下板区域进行电路板的更换。
3.根据权利要求I所述的电路板离线检测系统，其特征在于，还包括第一原点传感器、第二原点传感器和第三原点传感器； 所述电路板离线检测系统开始工作之前，所述第一原点传感器、第二原点传感器和第三原点传感器分别用于使所述拍照装置位于预设的第一原点、所述第一加载板位于预设的第二原点和所述第二加载板位于预设的第三原点。
4.根据权利要求I所述的电路板离线检测系统，其特征在于，还包括水平限位传感器和垂直限位传感器； 所述水平限位传感器用于限定所述拍照装置在水平方向的运动范围； 所述垂直限位传感器用于限定所述第一加载板和所述第二加载板分别在所述第一垂直导轨和第二垂直导轨上的运动范围。
5.根据权利要求3所述的电路板离线检测系统，其特征在于，所述电路板离线检测系统还包括第一水平限位传感器和第二水平限位传感器； 所述第一水平限位传感器用于限定所述拍照装置在所述水平导轨上相对于预设的第一原点向左运动的范围，所述第二水平限位传感器用于限定所述拍照装置在所述水平导轨上相对于预设的第一原点向右运动的范围。
6.根据权利要求3所述的电路板离线检测系统，其特征在于，所述电路板离线检测系统还包括第一垂直限位传感器、第二垂直限位传感器、第三垂直限位传感器和第四垂直限位传感器；所述第一垂直限位传感器和第二垂直限位传感器分别用于限定所述第一加载板在所述第一垂直导轨上相对于预设的第二原点向上和向下运动的范围； 所述第三垂直限位传感器和第四垂直限位传感器分别用于限定所述第二加载板在所述第二垂直导轨上相对于预设的第三原点向上和向下运动的范围。
7.ー种电路板离线检测方法，用于权利要求I至6任一项所述的电路板离线检测系统中，其特征在于，该方法包括以下步骤 所述第一垂直电机控制装有电路板的第一加载板从预设的第一上下板区域运动到第一工作区域； 所述水平电机控制所述拍照装置运动到所述第一加载板的上方，并且所述拍照装置对所述第一加载板中的电路板进行拍照； 在所述拍照装置对所述第一加载板中的电路板进行拍照的同时，所述第二垂直电机控制所述第二加载板在预设的第二上下板区域进行电路板的加载，并且控制所述第二加载板运动到预设的第二工作区域； 在所述拍照装置完成对所述第一加载板中的电路板的拍照后，所述水平电机控制所述拍照装置运动到所述第二加载板的上方，并且所述拍照装置对所述第二加载板中的电路板进行拍照； 在所述拍照装置对所述第二加载板中的电路板进行拍照的同时，所述第一垂直电机控制所述第一加载板从所述第一工作区域运动到所述第一上下板区域进行电路板的更换，然后返回执行由所述第一垂直电机控制装有电路板的第一加载板从预设的第一上下板区域运动到第一工作区域。
8.根据权利要求7所述的电路板离线检测方法，其特征在于，所述方法还包括 在所述电路板离线检测系统开始工作之前，使所述水平电机位于预设的第一原点、所述第一垂直电机位于预设的第二原点和所述第二垂直电机位于预设的第三原点。
9.根据权利要求7所述的电路板离线检测方法，其特征在干， 当所述拍照装置或者第一加载板或者第二加载板运动到预设的限位点时停止运动。
全文摘要
本发明公开了一种电路板离线检测系统和方法，本发明实施例提供的电路板离线检测系统包括两个加载板、两个工作区域、三条导轨、三个电机和控制器，控制器可以控制三个电机的启动和转动方式，可以在控制一个加载板中的电路板在进行拍照检测的同时控制另一个加载板进行的电路板的加载等准备工作，减少了中间等待的时间，实现电路板交替连续检测，提高了工作效率。
文档编号G01N21/88GK102866167SQ20121040079
公开日2013年1月9日 申请日期2012年10月19日 优先权日2012年10月19日
发明者陈洁欣, 谢元斌, 陈文永, 许为龙 申请人:深圳市劲拓自动化设备股份有限公司
专业数控铣床产品供应商
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