印刷基板支撑智能定位装置及定位方法与流程

本发明涉及印刷电路板制造领域，尤其涉及一种印刷基板支撑智能定位装置及定位方法。

背景技术：

随着各种电子设备的广泛普及，电子制造专用设备印刷机和贴片机内印刷基板在印刷或贴装时经常会用到支撑柱来保持工作时印刷基板平整不变形。目前在选择定位点的方式比较落后，一般印刷机厂标配的磁性顶针，需要人工放置，质量隐患大，还有采用定位治具按印刷基板外形标记可支撑部位或制作专用支撑块，价格高昂，不通用，换机种时费时费力；另外还有采用软pin支撑，这种支撑方式支撑力不稳定，容易变形，无法提供足够的支撑力来保持印刷基板的平整，存在顶坏元器件的风险。

技术实现要素：

本发明克服了现有技术的不足，提供一种印刷基板支撑智能定位装置及定位方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种印刷基板支撑智能定位装置，包括至少一个承载板，所述承载板的上表面设置有多个定位孔，每个所述定位孔均对应设置有一指示灯，所述指示灯可根据接收到的坐标位置指示信号改变其指示状态，在改变指示状态的指示灯所对应的所述定位孔中设置用于支撑印刷基板的支撑柱。

进一步的，本发明一个较佳实施例中，支撑柱端部旋接有延长套管，所述延长套管上设置有与所述支撑柱端部旋接的螺纹。通过在支撑柱上旋接的延长套管，通过调节延长套管与所述支撑柱端部的旋接深度，从而调节支撑柱的长度，进而调节支撑柱支撑印刷基板的支撑高度。

本发明一个较佳实施例中，多个所述指示灯与一控制电路相连接，所述控制电路根据坐标位置设置信号控制所述指示灯改变其指示状态。

本发明一个较佳实施例中，还包括rfid标签和rfid读写器，所述rfid标签用于记载印刷基板的支撑点位置信息，所述rfid读写器用于读取所述rfid标签记载的信息，并传送至所述控制电路；或/和包括二维码标签和二维码读写器，所述二维码标签用于记载印刷基板的支撑点位置信息，所述二维码读写器用于读取所述二维码标签记载的信息，并传送至所述控制电路。

本发明一个较佳实施例中，控制电路还包括用于扫描所述指示灯状态的点阵转化软件；点阵转化软件用于接收控制电路采集的状态信号的，点阵转化软件检测所述指示灯的坐标位置以及指示状态，将坐标位置和指示状态转化成反应指示灯状态的电子点阵图，电子点阵图输入rfid标签或/和二维码标签。

本发明一个较佳实施例中，还包括获取所述承载板的上表面图层和印刷基板的底面图层，将承载板的上表面图层和印刷基板的底面图层叠加，在承载板的上表面图层上选取空闲定位孔，确定空闲定位孔的坐标位置，将该坐标位置写入所述rfid标签，生成所述印刷基板的支撑点位置信息。

本发明一个较佳实施例中，还包括多个与所述指示灯或/和所述定位孔对应的定位孔按键，多个所述按键均与所述控制电路相连接。

本发明一个较佳实施例中，一种印刷基板支撑智能定位方法，使用如权利要求1-6中任一项所述装置，包括以下步骤：

（1）指示灯接收坐标位置指示信号；

（2）指示灯的指示状态改变；

（3）在改变指示状态的指示灯所对应的定位孔中设置用于支撑印刷基板的支撑柱。

本发明一个较佳实施例中，印刷基板支撑智能定位方法，所述步骤（2）中，通过控制电路控制指示灯的指示状态改变。

本发明一个较佳实施例中，印刷基板支撑智能定位方法，rfid读写器读取rfid标签记载的印刷基板的支撑点位置信息，生成坐标位置设置信号传送至控制电路，控制电路根据坐标位置设置信号输出坐标位置指示信号给指示灯；

或/和二维码读写器读取二维码标签记载的印刷基板的支撑点位置信息，生成坐标位置设置信号传送至控制电路，控制电路根据坐标位置设置信号输出坐标位置指示信号给指示灯。

本发明一个较佳实施例中，印刷基板支撑智能定位方法，印刷基板的支撑点位置信息采用以下步骤获得：

（1.1）获取承载板的上表面图层和印刷基板的底面图层；

（1.2）将承载板的上表面图层和印刷基板的底面图层叠加；

（1.3）在承载板的上表面图层上选取空闲定位孔，确定空闲定位孔的坐标位置，将该坐标位置写入rfid标签；

或；

（1.1）预设打样，根据印刷基板的支撑点位置将支撑柱插入对应的对承载板的定位孔内，触发定位孔内的按键或/和指示灯，实现支撑柱的预设打样；

（1.2）控制电路获取承载板的定位孔中预设打样的指示灯或/和定位孔按键状态信号；

（1.3）将控制电路获取的坐标位置和指示状态的信号传送给点阵信号采集软件；

（1.4）点阵信号采集软件将获取的坐标位置和指示状态转化成点阵状态图，点阵状态图的状态信号写入rfid标签或/和二维码标签。

本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具有以下有益效果：

（1）用于支撑印刷基板的支撑位置和钢网通过rfid关联，无需人工确认位置。

（2）防呆操作，支撑位置错插、多插、少插报警直到正确，同时通过液晶屏显示，双重提醒。

（3）可根据不同尺寸的印刷基板进行承载板的拼接，兼容各种印刷机。

（4）减少换机种时间，提高工作效率，降低生产成本。

（5）对印刷基板支撑均匀且平稳，避免印刷基板的变形，提高对印刷基板的印刷质量。

（6）多个按键和多个指示灯均是独立设置，便于后续的更换或维修。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的优选实施例的分解结构示意图；

图2是本发明的优选实施例的结构示意图；

图3是本发明的优选实施例的原理框图；

图4是本发明的优选实施例的主控芯片的电路图一（a-a为拼图分割线）；

图5是本发明的优选实施例的主控芯片的电路图二（a-a为拼图分割线）；

图6是本发明的优选实施例的第一电源电路的电路图；

图7是本发明的优选实施例的rfid通信接口或二维码通信接口的电路图；

图8是本发明的优选实施例的第一485总线电路的电路图；

图9是本发明的优选实施例的第一miniusb接口电路的电路图；

图10是本发明的优选实施例的显示电路的电路图；

图11是本发明的优选实施例的报警电路的电路图；

图12是本发明的优选实施例的第一jtag下载端口模块的电路图；

图13是本发明的优选实施例的第一在线调试模块的电路图；

图14是本发明的优选实施例的第一时钟电路的电路图；

图15是本发明的优选实施例的第一复位电路的电路图；

图16是本发明的优选实施例的子控芯片的电路图一（b-b为拼图分割线）；

图17是本发明的优选实施例的子控芯片的电路图二（b-b为拼图分割线）；

图18是本发明的优选实施例的第二电源电路的电路图；

图19是本发明的优选实施例的第二485总线电路的电路图；

图20是本发明的优选实施例的第二miniusb接口的电路图；

图21是本发明的优选实施例的地址编码拨位开关的电路图；

图22是本发明的优选实施例的第二jtag下载端口模块的电路图；

图23是本发明的优选实施例的第二在线调试模块的电路图；

图24是本发明的优选实施的第二时钟电路的电路图；

图25是本发明的优选实施例的第二复位电路的电路图；

图26是本发明的优选实施例的指示灯和按键的电路图一；

图27是本发明的优选实施例的指示灯和按键的电路图二；

图28是本发明的优选实施例的指示灯和按键的电路图三；

图29是本发明的优选实施例的获取印刷基板的支撑点位置的步骤图。

具体实施方式

现在结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

实施例一：

如图1、图2所示，一种印刷基板支撑智能定位装置，包括至少一个承载板10，承载板10的上表面设置有多个定位孔12，每个定位孔12均对应设置有一指示灯13，指示灯13可根据接收到的坐标位置指示信号改变其指示状态，在改变指示状态的指示灯13所对应的定位孔12中设置用于支撑印刷基板的支撑柱14。

本发明优选多个指示灯13与一控制电路15相连接，控制电路根据坐标位置设置信号控制对应的指示灯13改变其指示状态。指示灯13改变指示状态可以是指示灯13原来是亮着的，改变指示状态后指示灯13熄灭，或者指示灯13原来是熄灭的，改变指示状态后指示灯13点亮。

本发明还包括rfid标签16和rfid读写器17，rfid标签16用于记载印刷基板的支撑点位置信息，rfid读写器17用于读取rfid标签16记载的信息，并传送至控制电路15。

还包括获取承载板10的上表面图层和印刷基板的底面图层，将承载板10的上表面图层和印刷基板的底面图层叠加，在承载板10的上表面图层上选取空闲定位孔，确定空闲定位孔的坐标位置，将该坐标位置写入rfid标签16，生成印刷基板的支撑点位置信息。如图3所示，rfid读写器17读取rfid标签16记载的印刷基板的支撑点位置信息，生成坐标位置设置信号传送至控制电路15，控制电路15根据坐标位置设置信号输出坐标位置指示信号给指示灯13。

控制电路15可以采用一个独立的主控芯片，主控芯片的型号可以采用stm32f103ve，也可以采用主控芯片与子控芯片结合的方式，主控芯片和子控芯片的型号可以采用stm32f103zet6。

本实施例中只以主控芯片与子控芯片结合的方式为例进行说明。如图4~图7所示，主控芯片18连接有第一电源电路20、rfid通信接口22和第一通信电路，如图15~图17所示，子控芯片26连接有第二电源电路28、第二通信电路，rfid通信接口22与rfid读写器通信连接，第一通信电路与第二通信电路相连接，多个指示灯13与子控芯片26相连接。

优选第一电源电路20通过电源接口jp2外接电源，通过二极管l1得到+5v直流电源，经过稳压器ams1117输出+3.3v直流电源，为主控芯片18和各电路供电。

如图8、图9所示，优选第一通信电路包括相连接的第一485总线电路32和第一miniusb接口电路34，第一485总线电路32与主控芯片18的pa1管脚相连接。

如图10所示，还包括显示电路36，显示电路36与主控芯片18相连接。优选显示电路36采用液晶屏jp1。如图11所示，还包括报警电路38，报警电路38与主控芯片18相连接。优选报警电路38采用蜂鸣器u3，发出声音报警。

如图12、图13所示，还包括第一jtag下载端口模块40和第一在线调试模块42，便于在线写程序和进行调试。如图14~图17所示，还包括第一时钟电路44和第一复位电路46。第一时钟电路44包括c3、c4和晶振y1，第一时钟电路44与主控芯片26的socin管脚、socout管脚相连接。第一复位电路46包括r209、key1和c6，第一复位电路46与主控芯片26的reset管脚相连接，上电自动复位。

如图18所示，优选第二电源电路28由第一电源电路20提供+5v直流电源，经过稳压器ams1117输出+3.3v直流电源，为子控芯片26和各电路供电。

如图19、图20所示，本发明优选第二通信电路包括相连接的第二485总线电路48和第二miniusb接口50，第二485总线电路48与子控芯片26的pa1管脚相连接，第二miniusb接口50与第一miniusb接口电路34中的其中一个miniusb接口相连接。

本发明优选指示灯13为led。进一步优选指示灯13的数量为120个，分别为d1、d2、d3、…、d120，当然并不局限于120个，可以更多或者更少，根据承载板10上的定位孔22的数量和排布位置来确定指示灯13的数量和排布位置。

如图21所示，还包括地址编码拨位开关52，地址编码拨位开关52与子控芯片26相连接，通过地址编码拨位开关52用于对应不同位置的承载板10。可以设置多个承载板10，承载板10沿横向和/或纵向拼接，可以八块承载板10拼接，不同位置比如是横向拼接的第二个承载板10，或者纵向拼接的第三个承载板10。

如图22、图23所示，还包括第二jtag下载端口模块54和第二在线调试模块56，便于在线写程序和进行调试。如图24、图25所示，还包括第二时钟电路58和第二复位电路60，第二时钟电路58和第二复位电路60均与子控芯片26相连接。

还包括多个按键62，多个按键62均与子控芯片26相连接，如图26~图29所示，多个按键62包括k1、k2、k3、…、k120，按键62位于定位孔12的下方，通过按键62的设置，用于判断支撑柱14是否插入正确，进行防呆。当支撑柱14插入正确时，之前亮的指示灯13熄灭；当支撑柱14多插或少插时，通过多插处的按键有信号传入子控芯片26，或者之前亮的指示灯13存在没有熄灭的状况，判断支撑柱14错插了。

为了便于提高支撑柱14插入定位孔12的准确性，本发明优选定位孔12与指示灯13上下对应设置，这样就能很明显的看到哪些定位孔12处是亮着的。

本发明优选承载板10包括承载座、设置在承载座上的上面板70，多个定位孔12设置在上面板70上。进一步优选承载座包括底板72、设置在底板72上的围板，围板包括相对设置的两个第一侧板74和相对设置的两个第二侧板76。底板72也可以与围板一体成型连接，两个第一侧板74与两个第二侧板76也可以一体成型连接。

为了便于相邻承载板10之间的稳定拼接，承载座或上面板70内设置有磁铁。本实施例中通过在承载座内设置有磁铁，具体的，是在第一侧板74内设置有第一磁铁78，第二侧板76内设置有第二磁铁80。但并不局限于磁铁，也可以设置卡槽和卡块进行卡接。

本发明优选单个承载板10的尺寸为320mm×45mm，通过两个承载板10纵向拼接成320mm×90mm，通过三个承载板10纵向拼接成320mm×135mm，也可以通过两个承载板10横向拼接成640mm×45mm，根据印刷基板的尺寸自由拼接承载板10，非常方便快捷。承载板10的尺寸并不局限于320mm×45mm，可以更大或者更小。

本发明优选支撑柱14上设置有环体82，通过环体82抵在上面板70上。支撑柱14的外径与定位孔12的孔径相配合，便于支撑柱14的稳定，提供平稳支撑。支撑柱14的高度根据印刷机磁性顶针原装高度来调整确定。

在本实施例中，rfid读写器17读取rfid标签16记载的印刷基板的支撑点位置信息，生成坐标位置设置信号传送至主控芯片18，主控芯片18接收坐标位置设置信号并解析成坐标位置设置信号，该坐标位置设置信号依次通过第一485总线电路、第一miniusb接口电路34，依次传送至第二miniusb接口50、第二485总线电路48，第二485总线电路48将信号传递给子控芯片26，子控芯片26输出坐标位置指示信号给指示灯13，控制指示灯13亮，在亮了的指示灯13对应的定位孔12处插入支撑柱14。

当然，rfid读写器17读取rfid标签16记载的印刷基板的支撑点位置信息，还可以传送至plc控制器、数字信号处理器等智能设备来控制指示灯13改变指示状态。

另外，也可以将印刷机的升降平台的形状设置成与承载板10相同的形状，升降平台的尺寸根据印刷基板的尺寸进行调整设置。

但不仅限于此，在其他实施例中，能将rfid标签16替换成二维码标签，rfid读写器17能替换成二维码读写器，将rfid通信接口22替换成二维码通信接口，在此rfid通信接口22和二维码通信接口均能采用图6中的通信接口电路。二维码读写器通过二维码通信接口与二维码读写器通信连接。二维码标签用于记载印刷基板的支撑点位置信息，二维码读写器用于读取二维码标签记载的信息，并传送至所述控制电路15。

一种印刷基板支撑智能定位方法，使用上述定位装置，包括以下步骤：

（1）指示灯13接收坐标位置指示信号。

印刷基板的支撑点位置信息采用以下步骤获得：

（1.1）获取承载板10的上表面图层90和印刷基板的底面图层92。具体的，在cam软件中，设置上面板70的上表面图层90，该图层90中含有多个定位孔12，对印刷基板的gerber文件进行解析，得到印刷基板的底面图层92。

（1.2）将承载板10的上表面图层90和印刷基板的底面图层92叠加。具体的，将上面板70的上表面图层90与印刷基板的底面图层92的右下角重合。但并不局限于重合，也可以有偏差，也并不局限与右下角重合，也可以是中点重合或者左下角重合。

（1.3）在承载板10的上表面图层90上选取空闲定位孔，确定坐标位置。如图29所示，通过上面板70的多个定位孔12对应在印刷基板的底面图层上的具体位置，将对印刷基板的底面图层92上的元器件、导线和孔等形成干涉的干涉定位孔去除掉，从剩余的定位孔12中选取出避开印刷基板的底面图层92上的元器件、导线和孔的空闲定位孔，将空闲定位孔的坐标位置输出，将该坐标位置写入rfid标签。rfid标签可以贴在钢网或其它印刷设备上。优选空闲定位孔的坐标位置是该空闲定位孔的中心点，但并不局限于中心点，也可以是空闲定位孔内的其它点。空闲定位孔的数量可以从对印刷基板支撑的均匀性方面考虑选择。不同尺寸的印刷基板的底面图层存在不相同时，所选取的空闲定位孔的坐标位置也是不相同的，通过将该坐标位置写入新的rfid标签，便于对应不同的印刷基板。

（2）指示灯13的指示状态改变。本实施例中是设置指示灯13初始是熄灭状态，当接收坐标位置指示信号后，所对应的指示灯13亮。当然也可以设置成指示灯13初始是点亮状态，当接收坐标位置指示信号后，所对应的指示灯13熄灭。

（3）在改变指示状态的指示灯13所对应的定位孔12中设置用于支撑印刷基板的支撑柱14。本实施例中是在亮着的指示灯13所对应的定位孔12中插入支撑柱14。

（4）当支撑柱14插入位置正确时，在显示电路36上显示正确信息提示；当支撑柱14错插、多插或少插时，显示电路36上显示错误信息提示，同时报警电路38会发出声音进行报警，直到支撑柱14全部插入正确时，在显示电路36上显示正确信息提示。

实施例二：

在实施例一的印刷基板支撑智能定位装置的结构以及功能的基础上，控制电路还包括用于扫描所述指示灯状态的点阵转化软件；点阵转化软件用于接收控制电路采集的状态信号的，点阵转化软件检测所述指示灯的坐标位置以及指示状态，将坐标位置和指示状态转化成反应指示灯状态的电子点阵图，电子点阵图中包含的指示灯的坐标位置和指示状态输入rfid标签或/和二维码标签。

一种印刷基板支撑智能定位方法，使用上述定位装置，包括以下步骤：

（1）指示灯13接收坐标位置指示信号。

印刷基板的支撑点位置信息采用以下步骤获得：

（1.1）预设打样，根据印刷基板的支撑点位置将支撑柱插入对应的对承载板的定位孔内，触发定位孔内的按键或/和指示灯，实现支撑柱的预设打样；

（1.2）控制电路获取承载板的定位孔中预设打样的指示灯或/和定位孔按键状态信号；

（1.3）将控制电路获取的坐标位置和指示状态的信号传送给点阵信号采集软件；

（1.4）点阵信号采集软件将获取的坐标位置和指示状态转化成点阵状态图，点阵状态图的状态信号写入rfid标签或/和二维码标签。rfid标签或/和二维码标签可以贴在钢网或其它印刷设备上。

（2）指示灯13的指示状态改变。本实施例中是设置指示灯13初始是熄灭状态，当接收坐标位置指示信号后，所对应的指示灯13亮。当然也可以设置成指示灯13初始是点亮状态，当接收坐标位置指示信号后，所对应的指示灯13熄灭。

（3）在改变指示状态的指示灯13所对应的定位孔12中设置用于支撑印刷基板的支撑柱14。本实施例中是在亮着的指示灯13所对应的定位孔12中插入支撑柱14。

（4）当支撑柱14插入位置正确时，在显示电路36上显示正确信息提示；当支撑柱14错插、多插或少插时，显示电路36上显示错误信息提示，同时报警电路38会发出声音进行报警，直到支撑柱14全部插入正确时，在显示电路36上显示正确信息提示。

以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。