一种印制电路板元器件的定位系统的制作方法

本发明涉及印制电路板组装的技术领域，具体涉及一种印制电路板元器件的定位系统。

背景技术：

目前，表面组装技术(surfacemounttechnology，即smt)是电子组装行业里最流行的一种工艺技术。生产厂商采购各类表面组装技术(surfacemounttechnology，即smt)生产设备组成生产线，操作人员仅需要对设备进行编程和简单看护即可完成电路板的焊接。表面组装技术(surfacemounttechnology，即smt)生产线的设备通常包括刮膏机、贴片机、回流炉、aoi光学自动检测系统。与传统手工焊接相比，表面组装技术(surfacemounttechnology，即smt)生产线的设备具有效率高、产品一致性好、可焊接bga等隐藏焊点器件的优点。因此，表面组装技术(surfacemounttechnology，即smt)生产线的设备可对单品种且多量的电路板进行批量焊接，进而大幅地提高生产效率。

然而，针对“多品种且小批量”的印制电路板生产模式，表面组装技术(surfacemounttechnology，即smt)生产线的设备存在如下缺点：首先，表面组装技术(surfacemounttechnology，即smt)生产线的设备对电路板的可制造性设计要求较为严格，如果电路板的设计不规范，会造成贴装或检验困难。主要表现如下：(1)如果电路板上没有mark点，则元器件不能准确定位，进而不能进行贴装作业和aoi检验；(2)如果电路板的外形尺寸小且没有进行拼板设计，则该电路板很难进行贴装；(3)如果电路板形状不规则且没有夹持边，则该电路板不能进行机器刮膏、元件贴装和设备检验。其次，表面组装技术(surfacemounttechnology，即smt)生产线的设备在生成“多品种且小批量”的印制电路板时，效率偏低，大部分时间都浪费在贴片机编程和盘带料的安装上。当元器件为散料时，必须得手工摆件而无法进行机贴。在手工摆件过程中，由于电路板密度大且器件数量多的特点，摆件的效率很低，需要多人参与摆件，且经常会出现摆件过程中锡膏里的助焊剂已经挥发，从而粘附力下降，进而影响焊接质量；而且，手工摆件完全需要人眼查找元器件，不能快速且准确地定位，长时间容易出现视觉疲劳，导致漏贴状况。再者，在对不同批次电路板进行“对比检验”和“辅助手工焊接”时，表面组装技术(surfacemounttechnology，即smt)生产线的设备不能同时判断物料的位置和物料的形貌，工作人员的检验负担较重，且手工焊接物料查找强度过大。最后，表面组装技术(surfacemounttechnology，即smt)生产线的设备在生成“多品种且小批量”的印制电路板时，由于电路板数量较少，而aoi检测系统的编程繁琐且耗时，为了提高效率，通常采用人工检查方式。在人工检查过程中，人眼很难快速地查找和定位至需要检查的元器件，检测工作的效率较低。

因此，针对现有表面组装技术(surfacemounttechnology，即smt)生产线的设备在生成“多品种且小批量”的印制电路板所存在的问题，急需一种简便易用的印制电路板元器件的定位系统，有助于提高生成效率、降低人力成本和提升所生产产品的质量。

技术实现要素：

针对现有表面组装技术(surfacemounttechnology，即smt)生产线的设备在生成“多品种且小批量”的印制电路板所存在的问题，本发明实施例提出一种简便易用的印制电路板元器件的定位系统。本发明实施例所提供的印制电路板元器件的定位系统通过获取印制电路板的图片，并采用三点坐标校正实现印制电路板图片和坐标文件中元件位置的一一对应，从而只需输入坐标文件中任意元件的位号即可获得图片中相应元器件的位置。

该印制电路板元器件的定位系统的具体方案如下：一种印制电路板元器件的定位系统，包括软件平台，用于搭载实现印制电路板元器件的定位方法的软件；图片获取装置，与所述软件平台连接，用于获取印制电路板的图片；人机交互装置，与所述软件平台连接，用于进行查询和定位操作。

优选地，所述软件平台还包括数据接口，所述数据接口用于接收印制电路板的坐标文件和物料清单表。

优选地，所述软件平台搭载三点坐标校正方法，使得所述获取印制电路板的图片中的元器件位置与所述印制电路板的坐标文件中的元器件位置一一对应。

优选地，所述图片获取装置包括线阵ccd扫描装置。

优选地，所述图片获取装置包括设置在智能终端的摄像头。

优选地，所述人机交互装置包括触摸屏，所述触摸屏用于显示人机交互界面和校正坐标。

优选地，所述人机交互装置包括键盘输入设备，用于输入元器件的位号信息。

优选地，所述人机交互装置包括语音输入设备，用于输入元器件的位号信息。

优选地，所述软件平台包括工业控制计算机。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明实施例中所提供的印制电路板元器件的定位系统通过拍摄印制电路板的图片再结合三点坐标校正法，使得印制电路板的图片中的元器件位置和印制电路板的坐标文件中的元器件位置一一对应，实现只需输入坐标文件中任意元件的位号即可获得图片中相应元器件的位置，避免了现有表面组装技术(surfacemounttechnology，即smt)生产线的设备在生成“多品种且小批量”的印制电路板时人工查找和定位元器件以及在对比检验和手工焊接过程中的效率低、易出错等缺点。

附图说明

图1为本发明实施例中提供的一种印制电路板元器件的定位系统的示意图；图2为本发明实施例中提供的一种印制电路板元器件的定位系统的流程示意图；

图3为图2所示实施例中的三点坐标校正的流程步骤的示意图。

附图标记说明：

100、定位系统10、图片获取装置20、软件平台

22、数据接口30、人机交互装置31、触摸屏

33、键盘输入装置35、语音输入装置

具体实施方式

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。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

如图1所示，本发明实施例中提供的一种印制电路板元器件的定位系统的示意图。印制电路板元器件的定位系统100包括用于搭载实现印制电路板元器件的定位方法的软件平台20，用于获取印制电路板图片的图片获取装置10，用于进行查询和定位操作的人机交互装置30。

图片获取装置10与软件平台20连接，图片获取装置10将所获取的印制电路板的图片传输给软件平台20，以供软件平台20中的定位方法进行调用。图片获取装置10包括常用的光学相机、cmos图像传感器、线阵ccd扫描装置、面阵ccd扫描装置等装置或搭载在智能终端的摄像头。智能终端包括手机、平板电脑等电子设备。优选地，智能终端还具有图形校正功能的应用程序，具体如officelens或扫描全能王等应用程序，从而可对摄像头所拍摄的图像进行畸变校正后再使用，进一步提高定位的精准度。图片获取装置10采用智能终端自带的摄像头，不需要对拍照装置进行提前准备，随时可获取图片，图片获取方便，不过，智能终端自带的摄像头由于分辨率有限，对于大面积的电路板，会出现分辨率不够的问题。在该实施例中，线阵ccd扫描装置具有分辨力高、不需要依托第三方软件、且可满足大多数测量视场的要求的优点，图片获取装置10采用线阵ccd扫描装置。

软件平台20主要用于提供软件运行平台，在具体实施例中，软件平台20采用工业控制计算机。软件平台20搭载集成三点坐标校正算法的印制电路板元器件的定位方法相应的软件。软件平台20还包括数据接口22，数据接口22用于接收印制电路板的坐标文件和物料清单表(bom)。优选地，数据接口22不仅可以用来导入印制电路板的物料清单表(bom)和坐标文件，也可以输出检验报告。软件平台20的主要功能包括获取印制电路板扫描的图片,导入元器件的物料清单表(bom)信息和坐标文件，采用三点校正坐标算法进行三点坐标校正操作，元件位号输入和位置查询以及同种类型元器件位置查询等功能。

人机交互装置30主要用于方便用户的查询和定位印制电路中的元器件的位置。在该实施例中，人机交互装置30提供多种查询方式以方便用户进行查询。人机交互装置30包括人机交互装置包括用于显示人机交互界面和校正坐标的触摸屏31。人机交互装置30还包括用于输入元器件的位号信息的键盘输入设备33。键盘输入设备33具体可为智能键盘，智能键盘用来快速输入元器件的位号。智能键盘包括触摸屏和机械按键，触摸屏用来显示字母虚拟按键，机械按键包含0-9共10个数字按键以及确定键。智能键盘与工业控制计算机的接口具体为usb接口，软件平台20中所搭载的定位方法可根据物料清单表中位号的拼写情况将字母信息注入到智能键盘中，并在触摸屏上将字母按键显示出来。人机交互装置30还包括用于输入元器件的位号信息的语音输入设备35。语音输入设备35是另一种元器件的位号输入手段，用户可通过语音输入元件位号从而无需手动操作。

本发明实施例中的印制电路板元器件的定位系统通过图片获取装置获取印制电路板的图片，再通过软件平台搭载定位方法使得图片中的元器件位置与坐标文件中的元器件位置一一对应，用户通过人机交互界面输入所需查询和定位的元器件，定位系统通过指示方式指示出图片与所述位号对应的元器件的中心位置，从而实现只需输入坐标文件中任意元件的位号即可获得图片中相应元器件的位置，避免了现有表面组装技术(surfacemounttechnology，即smt)生产线的设备在生成“多品种且小批量”的印制电路板时人工查找和定位元器件的效率低、易出错等缺点。

本发明实施例还提供一种印制电路板元器件的定位方法。如图2所示，本发明实施例中提供的一种印制电路板元器件的定位系统的流程示意图。定位方法总共包括四个步骤，具体如下：

步骤s1：获取印制电路板的图片。印制电路板的图片的获取手段可采用光学相机、cmos图像传感器、线阵ccd扫描装置或面阵ccd扫描装置等装置获取。在该具体实施例中，印制电路板的图片的获取手段采用线阵ccd扫描方式获取。

步骤s2：导入所述印制电路板的坐标文件和物料清单表(bom)。如上所述，在该实施例中，印制电路板的坐标文件和物料清单表(bom)可通过数据接口22导入软件平台20内。

步骤s3：进行所述坐标文件和物料清单表的文件匹配性审查与融合，使得所述印制电路板上的元器件位号、规格信息和坐标参数形成对应关系。

步骤s4：在所述图片中选择三个元器件，进行三点坐标校正，使得所述图片中的元器件位置与坐标文件中的元器件位置一一对应。

为保证校正整体准确度，所选择的三个元器件之间的连线所包含区域面积要尽量大，具体如：三个元器件之间的连线所包含的区域面积大于等于所述图片面积的三分之一。在该实施例中，采用三点校正算法进行校正元器件的位置。如图3所示，三点坐标校正的步骤流程具体包括：

s41：确定三个元器件，依次在触摸屏上点击所述三个元器件的中心点。

s42：输入所述三个元器件的位号，印制电路板元器件的定位系统自动从所述坐标文件中提取所述三个元器件的坐标。

s43：运行坐标校正算法，使得坐标文件中的坐标与所述图片中的中心点一一对应。

假设印制电路板的图片中元器件的位置坐标为(xd，yd)，坐标文件中的相应的元器件坐标为(x，y)，则二者之间的关系建立方程如下所示：

xd＝ax+by+c

yd＝dx+ey+f。

在该实施例中，采用三点坐标校正，因此，坐标校正算法的具体包括求解如下方程组：

xd0＝ax0+by0+c

xd1＝ax1+by1+c

xd2＝ax2+by2+c

yd0＝dx0+ey0+f

yd1＝dx1+ey1+f

yd2＝dx2+ey2+f

其中，(xd0，yd0)、(xd1，yd1)、(xd2，yd2)分别为所述三个元器件在所述图片中的元器件位置坐标，(x0，y0)、(x1，y1)、(x2，y2)分别为所述三个元器件在所述坐标文件中的元器件位置坐标，a、b、c、d、e、f为待求取的值。求出a、b、c、d、e、f的值，便可通过坐标文件中的原始数据计算出它在印制电路板的图片上的对应点位置。

在该实施例中，在定位方法步骤s4完成后，用户输入所述物料清单表(bom)中元器件的位号，所述图片与所述位号对应的元器件的中心位置处出现指示标记。具体地，元器件的位号输入方式包括键盘输入方式、语音输入方式或触摸屏写入方式。进一步地，所述指示标记包括光标指示、颜色指示、放大指示或凸显指示。

本发明实施例中所提供的印制电路板元器件的定位方法通过拍摄印制电路板的图片再结合三点坐标校正法，使得印制电路板的图片中的元器件位置和印制电路板的坐标文件中的元器件位置一一对应，实现只需输入坐标文件中任意元件的位号即可获得图片中相应元器件的位置，避免了现有表面组装技术(surfacemounttechnology，即smt)生产线的设备在生成“多品种且小批量”的印制电路板时人工查找和定位元器件、以及对比检验和手工焊接过程中的效率低、易出错等缺点。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。