一种SMT钢板自动检测设备及其检测方法与流程

本发明属于smt领域，具体涉及一种smt钢板自动检测设备及其检测方法。

背景技术：

表面贴装技术(surfacemountingtechnology，简称smt)诞生于上世纪60年代，其在整个电子业的发展中具有相当重要的地位，作为smt技术的核心技术之一，smt模板的制作工艺也一直在不断的完善，然而业内所关注的smt模板制作工艺往往是smt模板(即图1中所示的具有开口图形的smt模板)的前期片材制作工艺，相应的其后期质量检测方法一直没有得到有效的进展。

随着电子产品的精细化，贴装零件越来越小，对smt工艺的挑战也越来越严峻。整个工序中的工艺不良70％是在印刷过程中发生的，而钢网不良引起的缺陷占到35％左右。那么要想提高印刷品质则对钢网质量的检测把关不容轻视。传统的检测方法主要由人主导完成，即通过放大器件对钢板开口区域进行可视化放大，由人眼观察放大后的开口效果，确认是否存在位置偏移、毛刺、异物、堵孔、少孔、多孔问题，然后手动记录下问题缺陷，从而进行返修或重做，此过程在精度方面无法提供可量化的检验数据，检查效率低下，无法满足企业高效率的需求。

技术实现要素：

有鉴于以上，本发明提供一种smt钢板自动检测设备及其检测方法，克服了传统检测的弊端，在减少人工成本，缩短生产周期的同时，能高效率、高准确率的找出问题并做出判断与标记，输出数据报表，做到检测问题可追溯。其具体技术方案如下：

一种smt钢板自动检测设备及其检测方法，包括视觉检测模块、基台模块，所述基台模块用于承载所述视觉检测模块和所述smt钢板，其中所述视觉检测模块视觉检测模块包括x轴模组、z轴模组，所述基台模块包括y轴模组、网框载台、底座，所述x轴模组活动的设置在所述y轴模组上，所述z轴模组活动的设置在所述x轴模组上，其特征在于，所述z轴模组包括线阵相机，所述线阵相机用来扫描、监测smt钢板上的开口质量，所述y轴模组包括线扫光源，且所述线扫光源始终位于所述线阵相机的正下方。

进一步，所述y轴模组通过安装在所述底座两侧的y轴垫块固定在所述底座上，所述网框载台通过安装在所述y轴垫块邻侧的两个载台垫块固定在所述底座上，形成所述网框载台位于所述y轴模组中间的位置关系。

进一步，所述y轴模组包括y轴导轨、y轴电机和y轴动板，所述y轴导轨和所述y轴电机固定的安装在所述y轴垫块上，所述y轴动板滑动的设置在所述y轴导轨上，y轴动板能在y轴方向上移动或可移动至确定的位置后固定，所述y轴电机为所述y轴动板的运动提供动力；所述y轴动板上还固定的安装有随动光源安装板，所述随动光源安装板从所述y轴动板向所述底座方向延伸，且延伸至所述网框载台下方，所述线扫光源固定在所述随动光源安装板上，形成所述线扫光源位于所述网框载台下方的位置关系；所述线扫光源为条状光源。

进一步，所述x轴模组包括x轴动板、x轴转接板、x轴电机和x轴传动机构，所述z轴模组固定的设置在所述x轴动板上，且z轴模组能随x轴动板在x轴方向上移动或可移动至确定的位置后固定；所述x轴传动机构用于实现x轴动板在x轴方向上的移动，所述x轴电机为所述x轴动板的移动提供动力；所述x轴模组通过x轴转接板固定在所述y轴动板上；

所述z轴模组还包括面阵相机、z轴电机和z轴传动机构，所述线阵相机和所述面阵相机共同设置在所述z轴模组的z轴动板上，所述z轴动板能在竖直方向上移动或可移动至确定的位置后固定；所述z轴传动机构用于实现z轴动板在竖直方向上的移动，所述z轴电机为所述z轴动板的移动提供动力。

进一步，所述线阵相机下方固定有聚焦环，所述聚焦环下方安装有与线阵相机相适配的线扫镜头；所述面阵相机下方安装有与其相适配的面扫镜头。

进一步，所述网框载台包括网框夹持固定框、网框滑轨，所述网框滑轨固定的安装在两个所述载台垫块上，所述网框夹持固定框通过滑块活动的跨设在两个所述网框滑轨上，所述滑块与所述网框滑轨的连接端安装有松紧旋钮，通过调节所述松紧旋钮可以使所述滑块在所述网框滑轨上移动或移动至确定的位置后固定；所述载台垫块的侧面还设置有标尺，便于观察、记录所述滑块在网框滑轨上的具体移动位置。

进一步，所述网框载台还包括气缸，所述气缸安装在所述网框夹持固定框下方，所述网框夹持固定框内部设置有顶块，所述顶块与所述气缸通过贯穿所述网框夹持固定框相连，所述顶块能在所述气缸的作用下在所述网框夹持固定框内部进行升降运动。

进一步，所述smt钢板自动检测设备还包括系统控制模块，所述系统控制模块用于控制所述smt钢板自动检测设备的运行过程，处理视觉检测模块采集到的数据。

进一步，所述y轴模组还包括光栅尺，用来反馈y轴动板在y轴导轨上移动的位置；所述线扫光源下方设置有散热风扇。

进一步，一种如上述所述的smt钢板自动检测方法，其通过smt钢板自动检测设备对切割好的smt钢板进行检测，步骤包括：

s1、钢板对位：将smt钢板放置在网框载台上，通过面阵相机识别smt钢板上的对位点，确认线阵相机进行扫描的初步位置；

s2、扫描检测：线阵相机在x轴模组的带动下对smt钢板进行逐行的扫描采集数据，同时y轴模组上安装的线扫光源随线阵相机移动而为线阵相机提供直接光源，采集后的数据由计算机进行处理分析，直接反映出smt钢板上是否存在问题。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1所示为本发明smt钢板自动检测设备的立体示意图；

图2所示为本发明smt钢板自动检测设备中基台模块的部分结构立体示意图；

图3所示为smt钢板自动检测设备中视觉检测模块的立体示意图；

图4所示为smt钢板自动检测设备中网框载台的立体示意图；

其中，

1为基台模块，2为视觉检测模块，3为底座，11为y轴垫块，12为y轴导轨，13为y轴电机，14为y轴动板，15为随动光源安装板，16为线扫光源，17为风扇，18为y轴拖链固定板，19为y轴拖链，20为x轴拖链固定板，21为x轴传动机构，211为x轴电机，22为x轴转接板，23为x轴动板，24为z轴传动机构，241为z轴电机，25为z轴动板，26为线阵相机，27为面阵相机，28为线扫镜头，29为面扫相机，30为聚焦环，31为载台垫块，32为网框滑轨，33为滑块，34为网框夹持固定板，35为松紧旋钮，36为气缸，37为顶块，38为标尺。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

参考图1所示，本发明smt钢板自动检测设备包括视觉检测模块2、基台模块1，基台模块1整体用于承载视觉检测模块2和smt钢板。视觉检测模块2用来扫描检测smt钢板的开口质量，本发明更为具体的方案以下作具体展开：

视觉检测模块2包括x轴模组、z轴模组，基台模块1包括y轴模组、网框载台、底座3，x轴模组活动的设置在y轴模组上，z轴模组活动的设置在x轴模组上，即x轴模组可在y轴模组上进行运动，z轴模组则是在x轴模组上进行运动。参考图2所示，y轴模组通过安装在底座3两侧的y轴垫块11固定在底座3上，网框载台通过安装在y轴垫块11邻侧的两个载台垫块31固定在底座上，形成网框载台位于y轴模组中间的位置关系。

y轴模组包括y轴导轨12、y轴电机13和y轴动板14，y轴导轨12和y轴电机13固定的安装在y轴垫块11上，y轴动板14滑动的设置在y轴导轨12上，y轴动板14能在y轴方向上移动或可移动至确定的位置后固定，y轴电机13为y轴动板14的运动提供动力，在本实施例中优选直线电机作为y轴电机13；y轴动板14上还固定的安装有随动光源安装板15，随动光源安装板15从y轴动板14向底座3方向延伸，且延伸至网框载台下方，线扫光源16固定在随动光源安装板15上，形成线扫光源16位于网框载台下方的位置关系；线扫光源16为条状光源，线扫光源16下方设置有散热风扇17，为防止线扫光源16本身由于长时间工作而发热，进而导致smt钢板受热产生形变。另外y轴模组还包括光栅尺，光栅尺固定在y轴垫块11的内侧，用来反馈y轴动板14在y轴导轨12上移动的位置。

如图3所示，x轴模组包括x轴动板23、x轴转接板22、x轴电机211和x轴传动机构21，z轴模组固定的设置在x轴动板上23，且z轴模组能随x轴动板23在x轴方向上移动或可移动至确定的位置后固定；x轴传动机构21用于实现x轴动板23在x轴方向上的移动，x轴电机211为x轴动23板的移动提供动力；x轴模组通过x轴转接板22固定在y轴动板14上，x轴转接板22安装在x轴传动机构21上，以此当y轴动板14运动时整个x轴模组将随其运动。在本实施例中的x轴传动机构21中的传动方式可以是导轨传动或者丝杠传动，本发明不做具体指定，能实现传动功能的结构即可，另外需要明确的是x轴传动机构21中还具有一个固定横梁，作为整合x轴模组各部分结构，并将x轴模组与y轴模组连接起来的固定桥梁，此处所述的“整合”是指x轴模组中各部分结构至少是直接或间接的固定在固定横梁上的。

z轴模组包括线阵相，26、面阵相机27、z轴电机241和z轴传动机构24，线阵相机26和面阵相机27共同设置在z轴模组的z轴动板25上，并且能随z轴动板25在竖直方向上移动或可移动至确定的位置后固定；线阵相机26下方固定有聚焦环30，聚焦环30下方安装有与线阵相机相26适配的线扫镜头28；面阵相机27下方安装有与其相适配的面扫镜头29。线阵相机26用于逐行精确的扫描smt钢板上开口位置的情况，面阵相机27用于smt钢板的初步定位和二次检测，即定位smt钢板上的对位点，明确线阵相机26扫描开始位置，并在线阵相机26扫描结束后，利用面阵相机27进行二次检测，确认smt钢板上是否具有其它开口图案部分线阵相机26没扫描。

z轴传动机构24用于实现z轴动板25在竖直方向上的移动，z轴电机241为z轴动板25的移动提供动力。在本实施例中的z轴传动机构24中的传动方式可以是导轨滑块传动或其它能实现传动功能的结构即可，z轴模组整体通过z轴传动机构24固定在x轴动板23上。

此处需要明确的是y轴模组中的线扫光源16始终位于线阵相机26或线扫镜头28对应的正下方，具体为本发明通过将线扫光源16直接与y轴动板14固定，并且在竖直方向将线扫光源16与线阵相机26设置成位于同一直线上，进而当线阵相机26在y轴方向进行逐行扫描时，线扫光源16也随之移动，线扫光源16实时为线阵相机26的扫描提供光亮的视野，保证线阵相机26检测精度不受外界光照因素的影响。同时线扫光源16呈条状且随动的设计，相比于传统的在smt钢板下方整面铺设光源的方式，极大的节省成本和资源，而且能消除传统光源照射过程中对smt钢板造成受热变形的影响。

进一步如图4所示，网框载台包括网框夹持固定框34、网框滑轨32，网框滑轨32固定的安装在两个载台垫块31上，网框夹持固定框34通过滑块33活动的跨设在两个网框滑轨32上，滑块33与网框滑轨32的连接端安装有松紧旋钮35，通过调节松紧旋钮35可以使滑块33在网框滑轨32上移动或移动至确定的位置后固定，此设计为满足不同尺寸大小的smt钢板的需求；载台垫块31的侧面还设置有标尺，便于观察、记录所述滑块33在网框滑轨32上的具体移动位置。网框载台还包括气缸36，气缸36安装在网框夹持固定框34下方，所述网框夹持固定框34内部设置有顶块37，所述顶块37与所述气缸36通过贯穿所述网框夹持固定框34相连，所述顶块37能在所述气缸36的作用下在所述网框夹持固定框34内部进行升降运动。将smt钢板放入网框夹持固定框34后，气缸36通气将顶块37顶起从而将smt钢板顶紧在网框夹持固定框34，防止smt钢板在检测的过程中产生移动。

在本实施例中本发明y轴动板14和y轴垫块11上还分别安装有x轴拖链固定板20和y轴拖链固定板18，二者分别用来承载x轴拖链和y轴拖链19，且拖来用于设备的走线，避免设备排线暴露在外影响操作。

另外需要说明的是，所述smt钢板自动检测设备还包括系统控制模块，所述系统控制模块用于控制smt钢板自动检测设备的运行过程。该系统控制模块包括接收处理线阵相机26和面阵相机27扫描到的数据的计算机，本发明通过面阵相机27初步定位，线阵相机26精确扫描，并将采集到的smt钢板表面数据同步传输到计算机，再由计算机直接对smt钢板表面数据与原始制作文件进行对比，高效的得出钢网开孔面积、位置、偏移、尺寸大小的数据以及是否毛刺、异物、堵孔、少孔、多孔等问题的结果，并对问题进行标记，输出成数据报表，做到检测问题可追溯。此方法相较于传统人工检测效率至少高出10倍。当然系统控制模块还包括控制电路及其它传感器件，鉴于该部分无需在图示中展示也可以理解，故附图中未对系统控制模块做具体展示。

本发明实施例二是一种通过smt钢板自动检测设备对切割好的smt钢板进行检测的自动检测方法，步骤包括：

s1、钢板对位：将smt钢板放置在网框载台上，通过面阵相机27识别smt钢板上的对位点，确认线阵相机26进行扫描的初步位置；

s2、扫描检测：线阵相机26在x轴模组的带动下对smt钢板进行逐行的扫描采集数据，同时y轴模组上安装的线扫光源16随线阵相机26移动而为线阵相机26提供直接光源，采集后的数据由计算机进行处理分析，直接反映出smt钢板上是否存在问题。

需要说明的是，本发明所涉及的smt钢板自动检测设备还可以包括一些防护罩，防护罩可以将本发明所涉及的设备上需要保护的机构进行局部保护，亦可将整体形成保护，防止灰尘渗入，影响设备的使用效果。

尽管参照本发明的多个示意性实施例对本发明的具体实施方式进行了详细的描述，但是必须理解，本领域技术人员可以设计出多种其他的改进和实施例，这些改进和实施例将落在本发明原理的精神和范围之内。具体而言，在前述公开、附图以及权利要求的范围之内，可以在零部件和/或者从属组合布局的布置方面作出合理的变型和改进，而不会脱离本发明的精神。除了零部件和/或布局方面的变型和改进，其范围由所附权利要求及其等同物限定。