连接器Pin针检测系统及其检测方法与流程

本发明涉及电子电路领域，特别是涉及一种连接器pin针检测系统。发明还涉及一种连接器pin针检测方法。

背景技术：

be产品(车身电子模块)的pin针检测是非常重要的工序，pin针是否合格将会直接影响到后续产品的装配。pin针通常由pin针体和pin针头部组成，比较常见的pin针体是圆柱体，pin针头部为近似锥台形状，当然根据工艺不同也存在各种其他几何形状的pin针体和pin针头部。pin针检测错误会导致后续产品故障率提高，影响后续产品的稳定性。

现有的产品检测是人工采用检验工具(gauge)来检测pin针。检验工具是根据每个连接器的框口形状、pin针形状及pin针分布来仿形设计制作的一种检测工具。通常一个产品上设有不同类型连接器，由于不同类型的连接器具有不同框口形状、pin针形状及pin针分布，因此需要设计制作多个不同的检验工具。也就是说，现有技术每检测一种类型的连接器就需要针对设计一种检验工具，对一个产品进行pin针检测需要多种检验工具组合使用。使用检验工具进行pin针检测时，将检验工具插入到连接器框口中，pin针与检验工具上的针口相配合，人工来判断pin针的好坏情况。图1所示是根据某一种产品设计制作的检验工具，图2所示，为检验工具插入到连接器框口中对pin针进行检测的使用过程，具体检测工艺流程如下：

1)人工将产品放到专用夹具上；

2)利用定制的检验工具检测其中一种连接器中的pin针；

3)更换另一个检验工具检测另外一种连接器内的pin针；

现有检测工艺具有以下的缺点：

1、人工检测精度低，只是能判断pin针的位置度，无法检测pin针高度方向上的缺损。

2、遇到连接器内pin针有缩针或者针缺失情况，此种方式不能检测到，造成了检测的遗漏。

3、检测时检验工具与产品连接器pin针产生接触，这种接触式的检测方式易造成对产品连接器内pin针的二次伤害，甚至导致产品报废。

4、针对不同类型连接器，需要制作多个检验工具，检测劳动强度大。并且，针对be产品中连接器框口数量多、分布复杂等特点，使用检验工具检测将耗费大量时间，检测效率低。

5、检测连接器pin精度较低，但对检验工具的设计制作精度要求却很高。检验工具要求较高的设计制造精度却不能换来对产品检测精度，得不偿失，造成检测成本上升。

针对检验工具检测方法的不足，出现了采用视觉传感器检测pin针的技术方案。如图4所示，由于pin针在连接器内深度较深(深度h)，以及pin针边缘部分离框口太近(距离s)，造成视觉传感器(通常为相机)无法实施检测，因此需要制作一种专门引出pin针的辅助装置。该引出pin针的辅助装置即设计制作与pin针一一对应的探针结构。该探针结构在与pin针接触后，引出针位置突出，将pin针引出，这样用利用测量引出针的方式来间接检测pin针。此种方式对辅助装置的设计及加工制作要求较高，使用过程中会出现以下的问题：

1)引出针需要接触pin针，长时间反复使用引出针易损坏，继续使用会对pin针造成损坏。

2)使用过程中会出现引出针与辅助装置之间的卡滞现象，稳定性不好。

3)针对不同的产品需要制作不同的辅助工装来测试，换型不便。

4)连接引出针需要非常细致的操作，若未完全对准就施力连接容易损坏pin针。

5)每次连接引出针需要操作工时，pin针检测效率低。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种能适用于不同类型连接器的pin针检测系统。本发明还提供了一种连接器pin针检测方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的连接器pin针检测系统，包括：拍摄模块、光源模块和主机；

拍摄模块，设于在被检测连接器pin针上方，与被检测连接器pin针呈第一预设角度，根据主机的控制指令对被检测连接器pin针进行拍摄，将拍摄图片发送至主机；

光源模块，设于在被检测连接器pin针上方，光源模块与被检测连接器pin针呈第二预设角度，光源模块所照射连接器最边缘pin针的光能被反射到拍摄模块；

主机，控制拍摄模块移动并拍摄图像，控制光源模块与拍摄模块同步移动，接收拍摄模块发送的图片,其能根据拍摄模块所拍摄被检测连接器pin针的图片检测pin针是否合格。

进一步改进所述连接器pin针检测系统，其中第一预设角度为s是最边缘pin针与连接器侧框之间距离，h是pin针头部与连接器侧框顶部之间的高度差，第二预设角度β为180度，即光源模块设置为与被检测连接器pin针平行。

其中，拍摄模块是面阵相机，光源模块是一字激光器，主机是计算机。

进一步改进所述连接器pin针检测系统，检测pin针采用以下步骤:

1)形成被检测连接器pin针的全局立体视图；

2)以被检测连接器pin针底座顶面建立第一基准面，提取第一基准面的水平视图命名为第一基准视图；

3)在第一基准视图中标记各pin针体截面的几何中心，将该pin针体的几何中心命名为第一基准几何中心；

4)在pin针体顶面的高度建立第二基准面，提取第二基准面的水平视图命名为第二基准视图；

5)在第二基准视图中标记各pin针体截面顶面的几何中心，将该pin针体顶面的几何中心命名为第二基准几何中心；

6)比较各pin针第一基准几何中心和第二基准几何中心的位置，若位置重合则该pin针检测结果为合格，若位置非重合则该pin针检测结构为不合格。

进一步改进所述连接器pin针检测系统，实施步骤6)时，若该pin针第一基准几何中心和第二基准几何中心的位置非重合则判断该pin针为弯曲，若该pin针不存在第二基准几何中心则判断该pin针缺失或缩针。

本发明提供一种连接器pin针检测方法，包括以下步骤：

1)形成被检测连接器pin针的全局立体视图；

2)以被检测连接器pin针底座顶面建立第一基准面，提取第一基准面的水平视图命名为第一基准视图；

3)在第一基准视图中标记各pin针体截面的几何中心，将该pin针体的几何中心命名为第一基准几何中心；

4)在pin针体顶面的高度建立第二基准面，提取第二基准面的水平视图命名为第二基准视图；

5)在第二基准视图中标记各pin针体截面顶面的几何中心，将该pin针体顶面的几何中心命名为第二基准几何中心；

6)比较各pin针第一基准几何中心和第二基准几何中心的位置，若位置重合则该pin针检测结果为合格，若位置非重合则该pin针检测结构为不合格。

进一步改进所述连接器pin针检测方法，实施步骤1)时，拍摄模块与被检测连接

器pin针角度为s是最边缘pin针与连接器侧框之间距离，h是pin针头部与连接器侧框顶部之间的高度差，第二预设角度β为180度，即光源模块设置为与被检测连接器pin针平行。

进一步改进所述连接器pin针检测方法，实施步骤6)时，若该pin针第一基准几何中心和第二基准几何中心的位置非重合则判断该pin针为弯曲，若该pin针不存在第二基准几何中心则判断该pin针缺失或缩针。

本发明具有以下技术效果：

1、完全无接触式检测pin针；

本发明完全摒弃了采用检验工具检测pin针和引出针检测pin针的方式，完全无接触检测pin针，彻底消除了检测工艺可能对产品产生的破坏。

2、结构简单，操作性强；

本发明结构简单，拍摄模块的角度和光源的高度都可简单调节，利用计算机将面阵相机拍摄的图片拟合成pin针全局立体图片，通过像素值表达高度(同一3d图像中像素值大表示被拍摄物该位置的高度相对高，像素值小表示被拍摄物该位置高度相对低)，完成对pin针水平位置和竖直高度的检测。

3、检测精度高，重复精度好

拍摄模块取代人工检测，在平面分辨率和3d轮廓分辨率上具有很高的精度，能够完成对多个产品的测量，重复精度高，避免认为错误。

4、检测节拍快，检测效率高；

可将需要检测连接器的位置进行标定后输入计算机，利用计算机控制拍摄模块移动并在预定位置进行拍摄拍摄，光源与拍摄模块同步移动，快速完成对各连接器pin针图片的收集。计算机再根据预设方法进行检测，整个检测过程可通过计算机控制自动化完成，速度节拍快，可以达到节拍10s以内，检测效率高。

5、能根据产品结构特点，配合检测产品；

针对产品上不同的连接器分布，可在通过在平面上x、y轴向设置伺服电机，预设拍摄坐标参数控制拍摄模块快速移动，使拍摄模块在短时间内覆盖产品的需要检测范围。而更换被检测产品时，仅需更新拍摄模块移动拍摄坐标参数即可实现对不同产品的检测，无需对系统硬件做出调整。

6、节省人力成本，减少劳动强度；

整个检测过程由设备自动完成，本发明可以大大节省人力成本，减少人工劳动强度，提高检测效率。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是一种检验工具的结构示意图。

图2是采用图1检验工具进行pin针检测的示意图。

图3是pin针检测结果所对应pin针形态的示意图。

图4是一种采用视觉传感器检测pin针系统的结构示意图。

图5是本发明pin针检测系统的结构示意图。

具体实施方式

如图5所示，本发明提供的连接器pin针检测系统一实施例，包括：作为拍摄模块的面阵相机、作为光源模块的一字激光器和计算机；

面阵相机设于在被检测连接器pin针上方，与被检测连接器pin针角度为s是最边缘pin针与连接器侧框之间距离，h是pin针头部与连接器侧框顶部之间的高度差，l1是面阵相机光线路径，l2是一字激光器光线路径。该角度时是保证一字激光器所照射连接器最边缘pin针的光能被反射到面阵相机所能允许的最大角度。通常被检测连接器pin针全局立体视图需要由面阵相机多次拍摄形成的多张局部视图合成被检测连接器pin针全局立体视图。

一字激光器设于在被检测连接器pin针上方并且与pin针在竖直方向平行设置。

主机，控制拍摄模块移动并拍摄图像，控制光源模块与拍摄模块同步移动，接收拍摄模块发送的图片,其能根据拍摄模块所拍摄被检测连接器pin针的图片检测pin针是否合格。

所述连接器pin针检测系统，检测pin针采用以下步骤:

1)采用面阵相机拍摄检测连接器pin针的多张局部视图，通过计算机合成被检测连接器pin针的全局立体视图；

2)以被检测连接器pin针底座顶面建立第一基准面，提取第一基准面的水平视图命名为第一基准视图；

3)在第一基准视图中标记各pin针体截面的几何中心，将该pin针体的几何中心命名为第一基准几何中心；

4)在pin针体顶面的高度建立第二基准面，提取第二基准面的水平视图命名为第二基准视图；

5)在第二基准视图中标记各pin针体截面顶面的几何中心，将该pin针体顶面的几何中心命名为第二基准几何中心；

6)比较各pin针第一基准几何中心和第二基准几何中心的位置，若位置重合则该pin针检测结果为合格，若位置非重合则该pin针检测结构为不合格。例如，第一基视图和第二基准视图中pin针体是圆形，则几何中心为圆心。则比较该pin针在第一基准视图中圆心位置和该pin针在第二基准视图中圆心位置。

进一步改进所述连接器pin针检测系统，实施步骤6)时，若该pin针第一基准几何中心和第二基准几何中心的位置非重合则判断该pin针为弯曲，若该pin针不存在第二基准几何中心则判断该pin针缺失或缩针。

第一几何中心是表示的是pin针在被检测连接器pin针底座顶面的位置，该处位置是基准位置不会受到弯曲、缺阵或缩针的影响。第二几何中心表示pin针体顶面的位置，若某pin针第一基准几何中心和第二基准几何中心的位置非重合，首先至少能说明该pin针不合格，判断为pin针弯曲。若该pin针不存在第二基准几何中心则判断该pin针在缺失或缩针，即pin针体顶面没有达到其应有的高度。

实际使用时，将面阵相机和一字激光器建立在角度和行程可同时调节的装置上。这样通过角度和行程可调装置，不仅可以调节相机和被检测物体之间的角度α，而且可以调节光源与被扫描物体之间的行程，通过这样的调节以达到检测效果的最优化要求。比如，利用伺服电机建立可x、y轴向受计算机控制的移动系统。通过调整面阵相机和一字激光器的角度，在同一次扫描内可以完成多重扫描，即可以捕获被测物体的几种数据信息。对于不同连接器的分布，既可以检测pin针的位置度又可以检测出高度。

具体操作过程如下：

调整一字激光器的位置至被检测连接器pin针最清晰；

调整面阵相机的角度位置，判断读取的效果，使两者位置相对固定；

根据不同类型连接器框口形状、pin针形状及pin针分布,设置面阵相机的拍照位置(坐标)，将该拍照位置(坐标)输入计算机，由计算机控制面阵相机移动到拍照位置(坐标)拍摄被检测连接器pin针，或者通过移动产品来检测被检测连接器pin针；

合成被检测连接器pin针的全局立体视图后通过预设的连接器pin针检测方法判断各pin针是否合格。

本发明提供一种连接器pin针检测方法一实施例，包括以下步骤：

1)采用面阵相机拍摄检测连接器pin针的多张局部视图，合成被检测连接器pin针的全局立体视图；

2)以被检测连接器pin针底座顶面建立第一基准面，提取第一基准面的水平视图命名为第一基准视图；

3)在第一基准视图中标记各pin针体截面的几何中心，将该pin针体的几何中心命名为第一基准几何中心；

4)在pin针体顶面的高度建立第二基准面，提取第二基准面的水平视图命名为第二基准视图；

5)在第二基准视图中标记各pin针体截面顶面的几何中心，将该pin针体顶面的几何中心命名为第二基准几何中心；

6)比较各pin针第一基准几何中心和第二基准几何中心的位置，若位置重合则该pin针检测结果为合格，若位置非重合则该pin针检测结构为不合格。

进一步改进所述连接器pin针检测方法，实施步骤1)时，拍摄模块与被检测连接器pin针角度为s是最边缘pin针与连接器侧框之间距离，h是pin针头部与连接器侧框顶部之间的高度差，第二预设角度β为180度，即光源模块设置为与被检测连接器pin针平行(竖直方向)。

进一步改进所述连接器pin针检测方法，实施步骤6)时，若该pin针第一基准几何中心和第二基准几何中心的位置非重合则判断该pin针为弯曲，若该pin针不存在第二基准几何中心则判断该pin针缺失或缩针。

以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。