焊接质量检测系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了一种焊接质量检测系统和方法。该焊接质量检测系统包括：工作台(110)；载物台(120)，用于在其上放置具有待检测的焊接接头(14)的样品(10)，该载物台被支撑在工作台上并能够相对于工作台移动；2D成像装置(130)，用于对放置在载物台上的样品的焊接接头进行成像以获得2D图像；3D成像装置(140)，用于对放置在载物台上的样品的焊接接头进行成像以获得3D图像；和处理装置，用于接收2D图像和3D图像并对它们进行处理以判定焊接接头的焊接质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的实施例一般地涉及产品检测领域，并且更具体地，涉及用于可靠地和准确地检测产品的焊接接头的质量的系统和方法。
技术介绍
焊接工艺是在制造诸如电路板之类的电子产品时常用的工艺，可以用于进行电路引线或引脚的焊接，其焊接质量直接关系到产品的质量。实际生产中会出现焊接不良问题，包括虚焊、假焊、空焊、焊接不牢等，可能导致电路不能正常工作，因此需要对焊接质量进行检测。由于焊料流动，焊接接头或焊垫可能具有不规则的形状，这对焊接质量的检测是一个挑战。现有焊接检测技术主要包括破坏性检测和非破坏性或无损检测。无损检测技术包括人工目视检测、超声波检测、自动光学检测等，可以进行外观检验，包括尺寸检验、几何形状检测、外表伤痕检测等。在自动光学检测技术中，通过对产品上的焊点或焊接接头进行成像，通过分析图像实现焊接质量的检测。目前，自动光学检测主要采用传统的二维(2D)相机对焊点或焊接接头进行成像，仅能够获得X-Y平面信息，对于不规则或空间轮廓复杂的焊点形状，从2D图像中不能准确地确定哪个因素是引起图像中的特征的主要因素。例如，2D成像检测技术不能确定2D图像中的黑斑是由焊接轮廓中的凸起还是凹陷引起的。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种焊接质量检测系统和方法，其能够相对可靠地和准确地检测产品的焊点或焊接接头的质量。本专利技术的一个方面提供了一种焊接质量检测系统，包括：工作台；载物台，用于在其上放置具有待检测的焊接接头的样品，该载物台被支撑在工作台上并能够相对于工作台移动；2D成像装置，用于对放置在载物台上的样品的焊接接头进行成像以获得2D图像；3D成像装置，用于对放置在载物台上的样品的焊接接头进行成像以获得3D图像；和处理装置，用于接收2D图像和3D图像并对它们进行处理以判定焊接接头的焊接质量。较佳地，处理装置可以被配置成分析3D图像以获得焊接接头的高度信息，并基于高度信息确定焊接接头中的凸起或凹陷。较佳地，处理装置可以被配置成分析2D图像和/或3D图像以获得焊接接头的宽度信息。较佳地，该焊接质量检测系统还可以包括显示装置，其用于显示2D图像和3D图像和/或用于显示指示焊接接头的焊接质量的判定结果。较佳地，该焊接质量检测系统还可以包括：固定在工作台上的滑轨；和支撑载物台的支架，该支架被构造成在控制装置的控制下由驱动装置驱动以沿着滑轨相对于工作台移动，以将载物台分别定位在适于由2D成像装置和3D成像装置对载物台上的样品的焊接接头进行成像的位置。在本专利技术的另一个方面中，提供了一种采用上述焊接质量检测系统检测焊接接头的方法，包括下述步骤：将具有待检测的焊接接头的样品放置在载物台上；移动载物台至第一检测位置，以由2D成像装置对放置在载物台上的样品的焊接接头进行成像以获得2D图像；移动载物台至第二检测位置，以由3D成像装置对放置在载物台上的样品的焊接接头进行成像以获得3D图像；以及接收2D图像和3D图像并对它们进行处理以判定焊接接头的焊接质量。较佳地，对所述图像进行处理以判定焊接接头的焊接质量的步骤可以包括分析3D图像以获得焊接接头的高度信息，并基于高度信息确定焊接接头中的凸起或凹陷。焊接接头可以是通过由焊料将导线焊接在样品的焊垫上而形成的，并且较佳地，分析3D图像以获得焊接接头的高度信息的步骤可以包括：在焊接接头的高度方向上将3D图像的平行于高度方向的垂直横截面划分成多个垂直子区域；确定焊料在每个垂直子区域内的部分的边缘的子高度；以及根据焊料在各个垂直子区域内的子高度获得焊料在该垂直横截面内的高度分布信息。较佳地，对所述图像进行处理以判定焊接接头的焊接质量的步骤可以包括分析2D图像和/或3D图像以获得焊接接头的宽度信息。较佳地，分析2D图像和/或3D图像以获得焊接接头的宽度信息的步骤可以包括：在焊接接头的长度方向上将3D图像的平行于所述长度方向的一水平横截面或将2D图像划分成多个水平子区域；确定焊料在每个水平子区域内的部分的子宽度；以及根据焊料在各个水平子区域内的子宽度获得焊料沿所述长度方向的宽度分布信息。较佳地，上述方法还可以包括在显示装置上显示焊接接头的2D图像和3D图像、宽度/高度分布信息、和/或指示焊接接头的焊接质量的判定结果。附图说明根据结合附图的以下详细描述，本专利技术的多个实施例的上述和其他方面、特征以及优点将更清楚，在附图中：图1是示出具有待检测的焊接区域的示例性产品的平面图；图2是示意性地示出根据本专利技术的一个示例性实施例的焊接质量检测系统的布置的透视图；图3是根据本专利技术的实施例的焊接质量检测系统获得的焊接区域的三维(3D)照片；图4是示意性地示出根据本专利技术的一个示例性实施例的焊接质量检测方法的流程图；图5是示出根据本专利技术的一个示例性实施例的水平分析图像的方法的示意图；图6是示出根据本专利技术的一个示例性实施例的垂直分析图像的方法的示意图；以及图7是示出根据图5和6中示出的方法获得的焊接接头的轮廓的示意图。具体实施方式下面将结合附图，对本专利技术的实施例进行详细的描述。在本说明书中，相同或相似的部件由相同或类似的附图标号指示。下述参照附图对本专利技术的各实施方式的说明旨在阐述本专利技术的总体构思，而不应当理解为对本专利技术的一种限制。此外，在下面的详细描述中，为便于说明，阐述了许多具体的细节以提供对本专利技术的实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其它情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。图1示出了具有待检测的焊接区域A的样品10的一个示例。样品10可以是具有焊接接头的各种电子产品，包括电路板、PCB板等，本文对此不做限定。如图所示，样品10包括基板11和形成在基板11上的导电迹线12，并且在焊接区域A内，可以采用合适的焊料通过多种焊接方式，包括激光焊接、烙铁钎焊、热熔焊接等，将导线或引脚13焊接在与迹线12连接的焊垫上。为了对焊接区域A进行检测，本专利技术的实施例提供了一种焊接质量检测系统100，如图1所示，其主要包括工作台110、载物台120、2D成像装置130、3D成像装置140和处理装置(未示出)。具有待检测的焊接接头的样品，如上所述的样品10，可以被放置在载物台120上，载物台120被支撑在工作台110上并能够相对于工作台120移动，从而在移动到合适的位置后，由2D成像装置130和3D成像装置140对载物台120上的样品的焊接接头进行成像。与仅采用2D成像装置的常规检测技术不同，根据本专利技术的实施例，在焊接质量检测系统100中同时结合了2D成像装置130和3D成像装置140二者，其中2D成像装置130用于对放置在载物台120的样品的焊接接头进行成像以获得2D图像，而3D成像装置140用于对放置在载物台120上的样品的焊接接头进行成像以获得3D图像。处理装置与2D成像装置130和3D成像装置140通信以从它们接收所获得的2D图像和3D图像，并进行图像处理和分析以判定焊接接头的焊接质量。在本专利技术中，对2D成像装置130和3D成像装置140的形式和布置不做限制，可以采用任何能够提供合适的2D图像和3D图像的相机或成像装置。在一个示例中，2D成像装置130和/或3D成像装置140可以相对于工作台110固定；可替本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种焊接质量检测系统(100)，包括：工作台(110)；载物台(120)，用于在其上放置具有待检测的焊接接头(14)的样品(10)，该载物台被支撑在工作台上并能够相对于工作台移动；2D成像装置(130)，用于对放置在载物台上的样品的焊接接头进行成像以获得2D图像；3D成像装置(140)，用于对放置在载物台上的样品的焊接接头进行成像以获得3D图像；和处理装置，用于接收2D图像和3D图像并对它们进行处理以判定焊接接头的焊接质量。

【技术特征摘要】
1.一种焊接质量检测系统(100)，包括：工作台(110)；载物台(120)，用于在其上放置具有待检测的焊接接头(14)的样品(10)，该载物台被支撑在工作台上并能够相对于工作台移动；2D成像装置(130)，用于对放置在载物台上的样品的焊接接头进行成像以获得2D图像；3D成像装置(140)，用于对放置在载物台上的样品的焊接接头进行成像以获得3D图像；和处理装置，用于接收2D图像和3D图像并对它们进行处理以判定焊接接头的焊接质量。2.根据权利要求1所述的焊接质量检测系统，其中处理装置被配置成分析3D图像以获得焊接接头的高度信息，并基于高度信息确定焊接接头中的凸起或凹陷。3.根据权利要求1或2所述的焊接质量检测系统，其中处理装置被配置成分析2D图像和/或3D图像以获得焊接接头的宽度信息。4.根据权利要求1所述的焊接质量检测系统，还包括显示装置(150)，其用于显示2D图像和3D图像和/或用于显示指示焊接接头的焊接质量的判定结果。5.根据权利要求1所述的焊接质量检测系统，还包括：固定在工作台上的滑轨(160)；和支撑载物台的支架(170)，该支架被构造成在控制装置的控制下由驱动装置驱动以沿着滑轨相对于工作台移动，以将载物台分别定位在适于由2D成像装置和3D成像装置对载物台上的样品的焊接接头进行成像的位置。6.一种采用权利要求1所述的焊接质量检测系统检测焊接接头的方法，包括下述步骤：将具有待检测的焊接接头的样品放置在载物台上；移动载物台至第一检测位置，以由2D成像装置对放置在载物台上的样品的焊接接头进行成像以获得2D图像；移动...

【专利技术属性】
技术研发人员：周磊，张丹丹，申宏洲，曾建，鲁异，
申请(专利权)人：泰科电子上海有限公司，泰科电子东莞有限公司，泰科电子公司，
类型：发明
国别省市：上海;31