具有目标位置偏移调整功能的电路板热压装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种具有目标位置偏移调整功能的电路板热压装置及其方法，该装置包括计算机和与计算机相连接的工序转换模块、视觉模块、热压模块和位置微调模块，工序转换模块包含取放料工位、视觉检测工位和热压工位，视觉检测模块由摄像机、光源和光学暗室所组成，且摄像机的镜头与被测标的物相互平行，与光源的入射方向垂直，且摄像头的镜头与被测标的物的中心被同一垂线穿过。视觉检测模块对置于该工序转换模块中的被测标的物进行位置偏移检测，得出计算结果并通过位置调整模块对被测标的物位置进行微调，微调完成后发送完成信号，工序转换模块将被测标的物移至热压工位，而后对被测标的物实现热压，最后由工序转换模块将其移动至取放料工位。

Circuit board hot pressing device with target position deviation adjustment function and method thereof

The invention relates to a circuit board hot pressing device and method with target position offset adjustment function, the device comprises a computer and connected with the computer vision module, process module, hot pressing module and position tuning module, procedure conversion module contains fetching discharging position, visual inspection stations and hot pressing station, visual detection module composed of camera, light source and optical darkroom, and the camera lens and is part of the complex vertical and parallel to each other, the incident direction of the light source, and the camera lens and subject-matter is the same vertical line through the center. In the process of visual detection module conversion module is part of the object position deviation detection, and the results are obtained through adjustment of the position module to be fine-tuning part of the position, fine after the completion of sending the complete signal conversion process, the module will be part of the material moved to hot pressing station, and then to be part of the physical realization hot pressing, and finally by the process of moving it to the conversion module feeding station.

【技术实现步骤摘要】
具有目标位置偏移调整功能的电路板热压装置及其方法
本专利技术涉及电路板热压
，尤其涉及基于边缘检测的电路板热压目标位置偏移检测领域，具体是指一种具有目标位置偏移调整功能的电路板热压装置及其方法。
技术介绍
过去几十年中，中国作为“世界工厂”，凭借着人口红利，较低的人力成本，打造出了“中国制造”的品牌，但是随着人力成本的上升、经济转型升级，以往粗放型生产模式已经不能适应现代化工厂生产线的需求。随着德国在2013年发布的《高科技战略2020》中工业4.0概念的提出，如何从“中国制造”向“中国智造”转变成为了当务之急。产品在其生产制造过程中有着大量的检测、验证工序，利用机器视觉所具有的非接触、速度快、精度高以及高性价比等特点代替以往的以人工为主的生产检测方式，可以大大减少在检测和验证工序的人力成本、时间成本，提高生产效率、质量以及生产的自动化程度；随着科技的发展，机器视觉检测技术在智能生产的过程中必将发挥其至关重要的作用。对于电路板热压焊接工序，目前国内生产线上对电路板热压焊接工序主要依靠人工通过专门的热压焊接机进行对齐和焊接，整个工序分成多个步骤，首先放置液晶屏与斑马纸并通过专门的显示设备人工将其对齐并热压然后再放置电路板将电路板与斑马纸另一端对齐并热压焊接；生产企业主要采用人工检验并调整的方式，存在诸如耗时长、人工成本高等问题。
技术实现思路
为了克服以上所述的现有技术中的问题，下面提出一种利用机器视觉进行目标位置偏移检测、减少人工操作的具有目标位置偏移调整功能的电路板热压装置及其方法。该具有目标位置偏移调整功能的电路板热压装置及其方法具体如下：该具有目标位置偏移调整功能的电路板热压装置，包括计算机，其主要特点是，所述的装置包括均与所述的计算机相连接的视觉检测模块、位置调整模块、工序转换模块和热压模块，所述的位置调整模块置于所述的工序调整模块上，其中，所述的视觉检测模块包括摄像机、光源和所述的计算机中的图像处理软件，所述的摄像机的镜头和光源入射方向相互垂直，用于检测和分析被测标的物的相较于原始图像的位置偏移量和调整该位置偏移所需的位置偏移校正值，所述的原始图像为被测标的物无位置偏移的图像，且所述的原始图像安装于所述的图像处理软件中；所述的位置调整模块包括微调电机、微调平台和专用治具，所述的微调电机置于所述的微调平台一端，所述的专用治具与所述的微调平台相连接，且有一部分专用治具安装在所述的微调平台上方，所述的位置调整模块用于放置被测标的物，并调整被测标的物的相对位置；所述的工序转换模块用于运送所述的位置调整模块在所述的视觉检测模块的工作区域、热压模块的工作区域以及一取放料区域进行位置转换，所述的取放料区域用于放置完成目标位置调整的被测标的物或待进行目标位置调整的被测标的物；所述的热压模块包括热压头和气缸，且所述的热压头安装在所述的气缸的活塞杆顶部。较佳地，所述的视觉检测模块还包括一光学暗室，所述的摄像机、光源以及被测标的物均置于该光学暗室中；所述的摄像头垂直于所述的工序转换模块所在的平面；所述的图像处理软件包括二值化图像处理模块、降噪图像模块和边缘检测图像处理模块，分别用于二值化图像处理、图像降噪和图像边缘检测；所述的光源为一LED同轴光源；所述的原始图形可通过所述的计算机进行更换。较佳地，被测标的物包括斑马纸、电路板和ITO导电玻璃，其中所述的电路板置于所述的微调平台上方的安装的专用治具部分。更佳地，所述的位置调整模块还包括一负压吸附装置，该负压吸附装置置于所述的专用治具底部，用以吸附斑马纸。基于上述的装置实现目标位置偏移调整和热压功能的方法，其主要特点是，所述的控制方法包括以下步骤：(1)所述的待热压部件放置于所述的位置调整模块，操作员给所述的计算机一工作开始指令，所述的计算机控制所述的工序转换模块将所述的位置调整模块运送到所述的视觉检测模块的工作区域；(2)所述的视觉检测模块对被测标的物进行目标位置偏移检测以获取被测标的物的位置偏移校正值，并将该位置偏移校正值发送给所述的位置调整模块；(3)所述的位置调整模块接收到所述的位置偏移校正值，并根据所述的位置偏移校正值调整被测标的物的相对位置，并发送一位置偏移校正完成信号给所述的计算机；(4)所述的计算机控制所述的工序转换模块将所述的位置调整模块运送到所述的热压模块的工作区域，所述的热压模块对被测标的物进行热压操作，并发送一热压完成信号给所述的计算机。较佳地，所述的步骤(2)的具体步骤为：(2.1)所述的摄像机摄制被测标的物的图像，以获取被测标的物当前相对位置状态，并将所得被测标的物图像保存至计算机中；(2.2)所述的计算机通过图像处理软件对所述的被测标的物图像进行处理，所述的处理包括二值化处理、降噪处理和边缘检测处理，用以识别图像中的关键信息；(2.3)所述的计算机将经过处理的所述的被测标的物图像与所述的原始图像相比较，获取被测标的物的所有管脚导线的边缘相对于所述的原始图像的位置，并获取被测标的物的所有管脚导线的中线相对于所述的原始图像中所有管脚导线中线的位置偏移量；(2.4)所述的计算机将取被测标的物的所有管脚导线相对于所述的原始图像中所有管脚导线中线的位置偏移量取中值以获取位置偏移校正值；(2.5)所述的计算机将所述的位置偏移校正值发送给所述的位置调整模块。较佳地，所述的步骤(3)具体为：所述的位置调整模块获取所述的位置偏移校正值，并根据该位置偏移校正值对被测标的物进行位置偏移校正，并发送所述的位置偏移校正完成信号给所述的计算机。较佳地，所述的步骤(3)之前还有一步骤：(3.0)所述的计算机将所述的位置偏移校正值转换成所述的微调电机的转数。较佳地，所述的步骤(4)具体为：所述的计算机根据所述的位置校正完成信号控制所述的工序转换模块将所述的位置调整模块运送至所述的热压模块的工作区域，并发送一运送完成信号至所述的计算机，所述的计算机控制所述的气缸驱动该气缸的活塞杆，所述的热压头跟随活塞杆下压，并对被测标的物进行热压，热压完成后所述的热压模块给所述的计算机发送所述的热压完成信号，所述的计算机控制所述的气缸上拉所述的活塞杆使所述的热压头撤离被测标的物。较佳地，所述的步骤(4)中的计算机控制所述的热压模块对被测标的物进行两次热压操作。更佳地，所述的步骤(4)后还有一步骤：(5)所述的计算机以接收到所述的热压完成信号两次为周期，控制所述的工序转换模块将所述的位置调整模块运送到取放料区域。采用了该种具有目标位置偏移调整功能的电路板热压装置及其方法，由于其采用机器视觉技术，配合光学设备以及自制小型光学暗室，获得满足系统需求的对比度的图像，再通过图像处理软件对目标图像进行处理并计算各部分位置偏移的数值，最后通过对偏移的修正达到对齐的效果，通过引入机器视觉技术对ITO导电玻璃、斑马纸及电路板金手指的位置偏移检测实现自动化，相较于传统的依靠人工肉眼判断位置偏移然后进行热压焊接能够有效提高生产效率，减少人力成本并保证产品质量，以期能够满足批量生产的要求。本专利技术具有如下优点：1.效率提升：经过统计，目前依靠人工的生产方式，一个熟练工人完成单个产品的电路板热压焊接时间为17-20秒；而通过机器视觉的方法，算上设备运作以及人工摆放时间，完成单个产品的电路板热压焊接时间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有目标位置偏移调整功能的电路板热压装置，包括计算机，其特征在于，所述的装置包括均与所述的计算机相连接的视觉检测模块、位置调整模块、工序转换模块和热压模块，所述的位置调整模块置于所述的工序调整模块上，其中，所述的视觉检测模块包括摄像机、光源和所述的计算机中的图像处理软件，所述的摄像机的镜头和光源入射方向相互垂直，用于检测和分析被测标的物的相较于原始图像的位置偏移量和调整该位置偏移所需的位置偏移校正值，所述的原始图像为被测标的物无位置偏移的图像，且所述的原始图像安装于所述的图像处理软件中；所述的位置调整模块包括微调电机、微调平台和专用治具，所述的微调电机置于所述的微调平台一端，所述的专用治具与所述的微调平台相连接，且有一部分专用治具安装在所述的微调平台上方，所述的位置调整模块用于放置被测标的物，并调整被测标的物的相对位置；所述的工序转换模块用于运送所述的位置调整模块在所述的视觉检测模块的工作区域、热压模块的工作区域以及一取放料区域进行位置转换，所述的取放料区域用于放置完成目标位置调整的被测标的物或待进行目标位置调整的被测标的物；所述的热压模块包括热压头和气缸，且所述的热压头安装在所述的气缸的活塞杆顶部。...

【技术特征摘要】
1.一种具有目标位置偏移调整功能的电路板热压装置，包括计算机，其特征在于，所述的装置包括均与所述的计算机相连接的视觉检测模块、位置调整模块、工序转换模块和热压模块，所述的位置调整模块置于所述的工序调整模块上，其中，所述的视觉检测模块包括摄像机、光源和所述的计算机中的图像处理软件，所述的摄像机的镜头和光源入射方向相互垂直，用于检测和分析被测标的物的相较于原始图像的位置偏移量和调整该位置偏移所需的位置偏移校正值，所述的原始图像为被测标的物无位置偏移的图像，且所述的原始图像安装于所述的图像处理软件中；所述的位置调整模块包括微调电机、微调平台和专用治具，所述的微调电机置于所述的微调平台一端，所述的专用治具与所述的微调平台相连接，且有一部分专用治具安装在所述的微调平台上方，所述的位置调整模块用于放置被测标的物，并调整被测标的物的相对位置；所述的工序转换模块用于运送所述的位置调整模块在所述的视觉检测模块的工作区域、热压模块的工作区域以及一取放料区域进行位置转换，所述的取放料区域用于放置完成目标位置调整的被测标的物或待进行目标位置调整的被测标的物；所述的热压模块包括热压头和气缸，且所述的热压头安装在所述的气缸的活塞杆顶部。2.根据权利要求1所述的具有目标位置偏移调整功能的电路板热压装置，其特征在于，所述的视觉检测模块还包括一光学暗室，所述的摄像机、光源以及被测标的物均置于该光学暗室中；所述的摄像头垂直于所述的工序转换模块所在的平面；所述的图像处理软件包括二值化图像处理模块、降噪图像模块和边缘检测图像处理模块，分别用于二值化图像处理、图像降噪和图像边缘检测；所述的光源为一LED同轴光源；所述的原始图形可通过所述的计算机进行更换。3.根据权利要求1所述的具有目标位置偏移调整功能的电路板热压装置，其特征在于，被测标的物包括斑马纸、电路板和ITO导电玻璃，其中所述的电路板置于所述的微调平台上方的安装的专用治具部分。4.根据权利要求3所述的具有目标位置偏移调整功能的电路板热压装置，其特征在于，所述的位置调整模块还包括一负压吸附装置，该负压吸附装置置于所述的专用治具底部，用以吸附斑马纸。5.一种基于权利要求1至4中任一项所述的装置实现目标位置偏移调整和热压功能的方法，其特征在于，所述的控制方法包括以下步骤：(1)所述的待热压部件放置于所述的位置调整模块，操作员给所述的计算机一工作开始指令，所述的计算机控制所述的工序转换模块将所述的位置调整模块运送到所述的视觉检测模块的工作区域；(2)所述的视觉检测模块对被测标的物进行目标位置偏移检测以获取被测标的物的位置偏移校正值，并将该位置偏移校正值发送给所述的位置调整模块；(3)所述的位置调整模块接收到所述的位置偏移校正值，并根据所述的位置偏移校正值调整被测标的物的相对位置，并发送一位置偏移校正完成信号给所述的计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾振华，周冬儿，宋建华，邵轲，
申请(专利权)人：公安部第三研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31