本实用新型涉及自动光学检测识别技术领域，具体涉及一种全自动光学检测识别设备。
背景技术：
印刷电路板（Printed circuit board，PCB），又称印制电路板，印刷线路板，是重要的电子部件，是电子元件的支撑体，是电子元器件线路连接的提供者。由于它是采用电子印刷技术制作的，故被称为“印刷”电路板。在PCB出现之前，电子元件之间的互连都是依靠电线直接连接而组成完整的线路。现在，PCB只是作为有效的实验工具而存在，而PCB在电子工业中已经成了占据了绝对统治的地位。
成品线路板（Printed Circuit Board + Assembly，PCBA），PCBA是电子设备的关键部件之一，PCBA具体是指PCB空板经过SMT上件，再经过DIP插件得到的电路板。也就是将各种电子器件通过表面封装工艺组装在PCB上。PCBA上元器件的位置正反和焊点的短路以及排针的数量情况直接影响电路板的性能和成品率。所以，成品线路板在交付使用前检测产品是否合格成为一个必不可少且很重要的一个环节。现有的PCBA检测主要两种途径：一种是全过程依靠技术人员的人工检测来完成；另外一种是半自动检测和半人工检测。半自动检测是通过一种自动光学检测设备来完成。
自动光学检测设备（Automatic Optic Inspection，AOI）是一种基于光学原理对PCBA焊接工艺中常遇到的缺陷进行检测的设备，AOI通常放置在生产线末段或中后段。目前，结构上只采用一个摄像头进行拍摄，即只能从俯视角度来检测贴片工序中元器件的贴装缺陷，而无法对插件类型器件进行检测，插件类型器件的缺陷检测仍需要技术人员的人工检测。为此，有必要研制出能取代人工检测全面检测贴装工艺、插件工艺中出现的缺陷的智能检测设备。
技术实现要素：
本实用新型要解决的技术问题在于只能检测PCBA的贴装缺陷，针对现有技术的上述缺陷，提供一种全自动光学检测识别设备。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种全自动光学检测识别设备，包括承载机构、安装固定在承载机构的不同位置用于从不同角度拍摄待检测识别的成品线路板的多个线路板图像的拍摄装置、与拍摄装置相连用于控制的控制装置、以及与控制装置相连的光电传感器；其中，光电传感器，用于当检测到成品线路板处于预设位置时发送光电信号至控制装置。其中，控制装置，用于当接收到光电信号后控制多个拍摄装置对成品线路板分别进行拍摄，并根据对成品线路板的多个线路板图像分别进行图像识别提取多个图像特征进行综合判断进而对成品线路板进行分类以获得分类结果，其中，分类结果为合格成品线路板或不合格成品线路板。
优选地，所述拍摄装置包括1个安装位于成品线路板的正上方的承载机构顶部且其镜头正对准成品线路板的第一拍摄装置、2个分别安装位于成品线路板的左方和右方的承载机构左侧位置和右侧位置且其镜头正对准成品线路板侧边的第二拍摄装置、以及2个分别安装位于成品线路板的前方和后方的承载机构前侧位置和后侧位置且安装高度稍高于成品线路板的整体高度且其镜头对准成品线路板侧边的第三拍摄装置。
优选地，所述拍摄装置还包括4个分别安装位于成品线路板的斜上方的承载机构顶角且其镜头对准成品线路板的第四拍摄装置。
优选地，所述拍摄装置还包括4个分别安装位于成品线路板的斜上方的承载机构固定边中间且其镜头对准成品线路板的第五拍摄装置。
优选地，所述拍摄装置还包括1个安装位于成品线路板的正下方的承载机构底部且其镜头正对准成品线路板的第六拍摄装置、2个分别安装位于成品线路板的前方和后方的承载机构前侧位置和后侧位置且安装高度稍高于成品线路板的整体高度且其镜头对准成品线路板侧边的第九拍摄装置、以及4个分别安装位于成品线路板的斜下方的承载机构顶角且其镜头对准成品线路板的第七拍摄装置。
优选地，所述拍摄装置还包括4个分别安装位于成品线路板的斜下方的承载机构固定边中间且其镜头对准成品线路板的第八拍摄装置。
优选地，全自动光学检测识别设备还包括与控制装置相连用于传送成品线路板的第一传送机构；该第一传送机构包括第一传送支架、两排并列设置在第一传送支架上的多个带有凹形槽的滚轴、以及与控制装置相连用于驱动多个滚轴的第一伺服电机；多个滚轴的凹形槽用于架设固定并传送成品线路板，位于中间位置的两个滚轴之间设置有供第二拍摄装置）设置的空位空间。
优选地，全自动光学检测识别设备还包括与控制装置相连用于传送成品线路板的第二传送机构；该第二传送机构包括第二传送支架、两根并列设置在第二传送支架上用于传送成品线路板的传送带、以及与控制装置相连用于驱动传送带的第二伺服电机；第二传送支架的两侧中间位置设置有供拍摄装置设置的凹槽。
优选地，所述承载机构包括与控制装置相连用于调节多个拍摄装置的位置及角度的XYZ运动装置。
优选地，全自动光学检测识别设备还包括多个与控制装置相连用于给每个拍摄装置提供光亮的光源、与控制装置相连用于报警的报警装置、与控制装置相连用于显示的显示装置。
实施本实用新型全自动光学检测识别设备的技术方案，具有以下优点或有益效果：本实用新型当光电传感器检测到待检测识别的成品线路板处于预设位置时，通过设置在不同位置的拍摄装置从不同角度对成品线路板分别进行拍摄，并根据对成品线路板的多个线路板图像分别进行图像识别提取多个图像特征进行综合判断进而对成品线路板进行分类以获得分类结果，其中，分类结果为合格成品线路板或不合格成品线路板，进而对待检测识别的成品线路板进行全方位的检测识别并进行综合判断分类，全自动操作，准确高效。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，附图中：
图1是本实用新型全自动光学检测识别设备实施例的立体示意图；
图2是本实用新型全自动光学检测识别设备实施例的拍摄装置示意图；
图3是本实用新型全自动光学检测识别设备实施例的下层的拍摄装置示意图；
图4是本实用新型全自动光学检测识别设备实施例的第二传送机构示意图；
图5是本实用新型全自动光学检测识别设备实施例的含第一传送机构的模块示意图；
图6是本实用新型全自动光学检测识别设备实施例的含第二传送机构的模块示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下文将要描述的各种实施例将要参考相应的附图，这些附图构成了实施例的一部分，其中描述了实现本实用新型可能采用的各种实施例。应明白，还可使用其他的实施例，或者对本文列举的实施例进行结构和功能上的修改，而不会脱离本实用新型的范围和实质。
如图1-6所示，本实用新型提供一种全自动光学检测识别设备实施例，包括承载机构10、安装固定在承载机构10的不同位置用于从不同角度拍摄待检测识别的成品线路板的多个线路板图像的拍摄装置20、与拍摄装置20相连用于控制的控制装置30、以及与控制装置30相连的光电传感器40。其中，光电传感器40，用于当检测到成品线路板处于预设位置时发送光电信号至控制装置30。
在本实施例中，控制装置30，用于当接收到光电信号后控制多个拍摄装置20对成品线路板分别进行拍摄，并根据对成品线路板的多个线路板图像分别进行图像识别提取多个图像特征进行综合判断进而对成品线路板进行分类以获得分类结果，其中，分类结果为合格成品线路板或不合格成品线路板。更为具体的，不合格成品线路板可以进一步细分，明确标记不合格原因的，进行更细的分类等等。需要说明的是，控制装置30的功能不局限于用于当接收到光电信号后控制拍摄装置进行拍摄，并对多个线路板图像分别进行图像识别分类等；还可以用于对拍摄装置的角度调整、控制报警装置进行报警、传送机构的停止和运动等等。同时，控制装置30的结构形式不做具体限制，可以是独立计算机，也可以是大型服务器，还可以是云服务器等等。
本实用新型全自动光学检测识别设备通过拍摄装置20从上下左右前后多角度对待检测识别的成品线路板进行全方位拍摄，控制装置30根成品线路板的多个线路板图像分别进行图像识别提取多个图像特征进行综合判断进而对成品线路板进行分类以获得分类结果，其中，该分类结果为合格成品线路板或不合格成品线路板。成品线路板具体要识别的问题包括成品线路板的元器件错误、元器件反向、元器件遗漏、元器件缺损、元器件少件、焊接连锡、空焊、包焊、锡珠、丝印、破损、板面清洁、幅高、歪斜、侧面破损等等一切可能存在的问题。具体的，控制装置30对每个待检测识别的成品线路板的所有的线路板图像进行图像识别提取该成品线路板的多个图像特征，并进行综合判断进而对成品线路板进行分类以获得分类结果，更为具体的，控制装置30的综合判断采用的是神经网络算法进行全面检测识别分析及分类的。
如图1-3所示，全自动光学检测识别设备的拍摄装置20还包括1个安装在成品线路板的正上方的承载机构10顶部且其镜头正对准成品线路板的第一拍摄装置21、2个分别安装在承载机构10左侧位置和右侧位置且其镜头对准成品线路板侧边的第二拍摄装置22、以及2个分别安装在承载机构10前侧位置和后侧位置且安装高度正好高于成品线路板的整体高度且其镜头对准成品线路板侧边的第三拍摄装置23。
具体的，第一拍摄装置21位于成品线路板的正上方，安装在承载机构10的顶部，且其镜头正对准成品线路板正面，从而对成品线路板正面进行准确的拍摄获取成品线路板正面图像；当成品线路板面积较大时，可以通过XYZ运动装置调节其具体位置，以便可以拍摄成品线路板正面完整图像。2个第二拍摄装置22分别位于所述成品线路板的左方和右方，分别安装在承载机构10左侧位置和右侧位置，且其镜头对准成品线路板的左侧和右侧，从而对成品线路板侧面进行准确的拍摄获取成品线路板左侧图像和右侧图像。2个第三拍摄装置23分别位于成品线路板的前方和后方，分别安装在承载机构10前侧位置和后侧位置且安装高度稍高于成品线路板的整体高度，且其镜头对准成品线路板前侧和后侧，从而对成品线路板侧面进行准确的拍摄获取成品线路板前侧图像和后侧图像。由于成品线路板是通过传送机构从前进入设备，从后从设备中出去，因此，前后的第三拍摄装置23的高度必须高于成品线路板本身的整体高度，以便成品线路板可以顺利通过，第三拍摄装置23的镜头对准成品线路板尽可能拍摄成品线路板侧边，尽可能拍摄成品线路板的前侧图像和后侧图像。
如图1-3所示，全自动光学检测识别设备的拍摄装置20还包括4个分别安装在成品线路板的斜上方的承载机构10顶角且其镜头对准成品线路板的第四拍摄装置24。同时，全自动光学检测识别设备的拍摄装置20还包括4个分别安装在成品线路板的斜上方的承载机构10的4条固定边中间且其镜头对准成品线路板的第五拍摄装置25。具体的，4个第四拍摄装置24位于成品线路板的斜上方，安装在承载机构10顶角，且其镜头对准成品线路板，以便拍摄成品线路板的斜视图像，第四拍摄装置24与成品线路板的角度可以是30-60度，优选可以为45度。4个第五拍摄装置25分别位于在成品线路板的斜上方，分别安装在承载机构10的4条固定边中间，且其镜头对准成品线路板，以便拍摄成品线路板的斜视图像，第五拍摄装置25与成品线路板的角度可以是30-60度，优选可以为45度。
更为具体的，1个第一拍摄装置21从顶部正面拍摄成品线路板，用于采集获取成品线路板的内容包括：丝印、元器件方向（文字、图形等）、连锡（短路）、元器件少件、破损、锡珠（离散的）、包焊、板面清洁等；2个第二拍摄装置22、2个第三拍摄装置23从前后左右拍摄成品线路板，用于采集获取成品线路板的内容包括：幅高（元器件与PCB板的间距）、元器件歪斜（阴影）等；4个第四拍摄装置24和4个第五拍摄装置25从斜上方拍摄成品线路板，用于采集获取成品线路板的内容包括：空焊（阴影）、歪斜、侧面破损、焊点包焊等。
目前，电子设备的成品线路板具体是指PCB空板经过SMT上件，再经过DIP插件得到的线路板，也就是将各种元器件通过表面封装工艺组装在PCB上。成品线路板上元器件的位置正反和焊点的短路以及排针的数量等等情况直接影响电路板的性能和成品率。因此，成品线路板在交付使用前检测产品是否合格成为一个必不可少且很重要的一个环节。
成品线路板分为单面板和双面板，单面板是指在PCB空板的单面经过SMT上件，再经过DIP插件形成的单面PCBA，而双面板是指在PCB空板的双面经过SMT上件，再经过DIP插件形成的双面PCBA。针对单面板的成品线路板的检测识别，只需正上方、前后左右、斜上方进行拍摄获取线路板图像即可，因此，只需1个第一拍摄装置21、2个第二拍摄装置22、2个第三拍摄装置23、4个第四拍摄装置24、4个第五拍摄装置25即可。而对于双面板则还需要从正下方、斜下方进行拍摄获取线路板图像，具体拍摄装置20如下文所述。
如图3所示，全自动光学检测识别设备的拍摄装置20还包括1个安装在成品线路板的正下方的承载机构10底部且其镜头对准成品线路板的第六拍摄装置26、2个分别安装位于成品线路板的前方和后方的承载机构10前侧位置和后侧位置且安装高度稍高于成品线路板的整体高度且其镜头对准成品线路板侧边的第九拍摄装置29、以及4个分别安装在成品线路板的斜下方的承载机构10顶角且其镜头对准成品线路板的第七拍摄装置27。同时，全自动光学检测识别设备的拍摄装置20还包括4个分别安装在成品线路板的斜下方的承载机构10固定边中间且其镜头对准成品线路板的第八拍摄装置28。具体的，第六拍摄装置26、第七拍摄装置27、第八拍摄装置28的安装位置及角度与第一拍摄装置21、第四拍摄装置24和第五拍摄装置25相对应，在此不做赘述。2个第九拍摄装置29分别位于成品线路板的前方和后方，安装在承载机构10低于成品线路板下方的前侧位置和后侧位置，且安装高度稍高于成品线路板的整体高度且其镜头对准成品线路板侧边的第九拍摄装置29，即第九拍摄装置29低于成品线路板，不会阻挡成品线路板的进出。
这里需要说明的是，第一拍摄装置21、第二拍摄装置22、第三拍摄装置23、第四拍摄装置24、第五拍摄装置25、第六拍摄装置26、第七拍摄装置27、第八拍摄装置28和第九拍摄装置29均完全一样，只是为了方便行文表述而仅从名称上加以区分。更为具体的，拍摄装置20可以是高清高速摄像头、自带光源的高清高速摄像头或者高清高速摄像机等，如不带光源，则需在每个拍摄装置20附近安装光源70，光源70可以为三色光源。可包含电荷耦合元件（Charge Coupled Device，CCD）、互补式金属氧化物半导体（Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS）光电传感器、或接触式影像光电传感器（Contact Image Sensor，CIS）等。
在本实施例中，本全自动光学检测识别设备一般架设在生产检测流水线上，而成品线路板一般通过传送机构来传输。为此，全自动光学检测识别设备还包括与控制装置30相连用于传送待检测的成品线路板的传送机构。由于需要对成品线路板的左侧位置和右侧位置进行拍摄，因此，传送机构不是常见的辊筒类或者传送带类。而传送机构可以采用不同的形式和结构，但不同于普通的传送机构，本专利的传送机构有两种结构形式。
如图1-3所示，第一种结构形式的传送机构：第一传送机构50包括第一传送支架51、两排并列设置在第一传送支架51上的多个带有凹形槽521的滚轴52、以及与控制装置30相连用于驱动滚轴52的第一伺服电机53；多个滚轴52的凹形槽521用于架设固定并传送待检测识别的成品线路板。待检测识别的成品线路板通过左右并排设置的滚轴52的凹形槽521来固定并传输，第一伺服电机53驱动多个滚轴52，进而可以传输待检测识别的成品线路板。位于中间位置的两个滚轴52之间设置有供第二拍摄装置22设置的空位空间，该空位空间用于放置设置在左右的第二拍摄装置22，该空位空间大小可以为成品线路板长度的三分之一，也可以为成品线路板长度的二分之一，该空位空间设置直接影响承载机构10的第二拍摄装置22的拍摄次数，该空位空间的数量和位置可以根据第二拍摄装置22的具体要求来设定。
如图4所示，第二种结构形式的传送机构：第二传送机构55包括第二传送支架56、两根并列设置在第二传送支架56上用于传送待检测识别的成品线路板的传送带57、以及与控制装置30相连用于驱动传送带57的第二伺服电机58，具体的，第二传送支架56的两侧中间位置设有供拍摄装置20拍摄成品线路板侧面的凹槽59。该凹槽用于供第二拍摄装置22的镜头穿过，凹槽的大小及位置可根据具体情况来设定。具体的，传送带57为设置在第二传送支架56两侧的两条传送带，而该传送带57在凹槽59的位置处被下压，以便第二拍摄装置22放置拍摄成品线路板。
本实用新型全自动光学检测识别设备具体检测识别步骤如下：传送机构将成品线路板输送至预设位置时，当光电传感器探测到成品线路板处于拍摄装置的拍摄范围内后即预设位置，预设位置是指处于拍摄装置的镜头均对焦在一处的位置，所有拍摄装置均能捕获各自所需要的图像信息。光电传感器就会给控制装置发送成品线路板到达预设位置启动拍摄装置的光电信号，控制装置接收光电信号后，就同时控制位于成品线路板上方和下方的拍摄装置对成品线路板进行拍摄，能同时拍摄的拍摄装置同时拍摄，不能同时拍摄的可以根据需要拍摄多次，这样可以大大减少拍摄的时间便于后期的识别效率。上述拍摄装置完成拍摄后立即将所获取的图像发送给控制装置，控制装置用于当接收到光电信号后控制多个拍摄装置20对成品线路板分别进行拍摄，并根据对成品线路板的多个线路板图像分别进行图像识别提取多个图像特征进行综合判断进而对成品线路板进行分类以获得分类结果，其中，分类结果为合格成品线路板或不合格成品线路板。
成品线路板有一半是处于轴承的凹槽下，另外一半暴露在相邻轴承形成的缺口中，即成品线路板只有一半暴露在左侧和右侧的拍摄镜头下，控制装置控制传送机构停止运行，且控制位于承载机构上方、下方、前侧、后侧、左侧、右侧的拍摄装置进行拍摄，因为成品线路板的左侧和右侧还有一半没有处于承载机构左侧和右侧拍摄装置的镜头下，控制装置再控制传送机构运行，当后一半位于左侧和右侧拍摄装置的镜头下时再停止运行，让左侧和右侧的拍摄装置进行拍摄。这样就完成了整个拍摄过程。需要注意的是，关于成品线路板的左侧和右侧的拍摄，也可以根据需要控制左侧和右侧的拍摄装置分三次进行拍摄。
如图5-6所示，本实用新型全自动光学检测识别设备，还包括多个与控制装置30相连用于给每个拍摄装置20提供光亮的光源70、与控制装置30相连用于报警的报警装置80、与控制装置30相连用于显示的显示装置90。
具体的，报警装置80与控制装置之间可以通过无线连接也可以通过有线连接，报警装置可以为声音报警器（如蜂鸣器、音频播放装置等）或光报警器（指示灯等），报警装置的安装位置根据需求来安装。如果在控制装置的识别结果中，出现判定为不合格成品线路板的数量超过10个或预设数量，控制装置就控制报警装置进行报警，提醒工作人员。当然，这里设置的数量是可以根据客户的要求进行更改的，并不局限。
具体的，显示装置90与控制装置之间可以无线连接也可有线连接，显示装置与承载机构安装一起，也可以安装在操作人员所处的监控位置处。显示装置可以采用触摸屏，方便工作人员直接在显示屏上操作查阅具体的识别结果。操作人员还可以通过显示装置上的功能选项给控制装置发送相关指令，如开启、停止检测，这样就方便操作人员进行选择。
在本实施例中，承载机构10可以是箱体、也可以是框架或者其它类似的物体，箱体和框架的材质并不限定，可以为木质也可以是金属材质，如铝合金、铁。如果承载机构选择的是箱体类物体，会将箱体设计成有可拆卸连接的两部分组成，这样就方便内部安装的摄像装置的维修和更换。更为具体的，承载机构10包括与控制装置30相连用于调节拍摄装置20的位置及角度的XYZ运动装置，用于对拍摄装置20进行调节，以便适应不同大小的成品线路板。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，本领域技术人员知悉，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等同替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型的保护范围。