顶针布置设备、方法及装置与流程

本申请涉及贴片机技术领域，特别是涉及一种顶针布置设备、方法及装置。

背景技术：

在日常使用贴片机贴装元件时，pcb(printedcircuitboard，印刷电路板)传送装置将pcb板传送到预定位置，夹取元器件装置按指令将相应的电子元件安装到pcb板上指定的位置。在夹取元器件装置向pcb板安装过程中，为防止pcb板变形，通常会在pcb板底部安放顶针，顶针的放置位置必须避开pcb板上有线路及电子元件的位置。目前，多数pcb加工制造厂或设备制造厂的支撑顶针都是单个顶针，生产时由操作设备的作业人员依据pcb的元件布局情况手工摆放顶针。

在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：更换不同型号的pcb板，都需要重新调整顶针的位置，效率低、精确度差。

技术实现要素：

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种高精度、高效率的顶针布置设备、方法及装置。

为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种顶针布置设备，包括图像采集器、处理器、控制器、植针装置和顶出装置；图像采集器连接处理器；控制器分别连接处理器、植针装置和顶出装置；

图像采集器对传输带停板位置上的pcb板进行图像采集，并将采集得到的图像信息发送给处理器；

处理器对图像信息进行解析，得到目标位置，并将目标位置传输给控制器；

控制器根据目标位置，指示植针装置将顶针放置于顶出装置上的相应位置；

控制器在检测到植针装置完成顶针的放置时，指示顶出装置动作直至顶针接触pcb板。

在其中一个实施例中，顶出装置包括电磁阀、气缸和支撑板；电磁阀分别连接气缸和控制器，支撑板设于气缸上；

控制器在检测到植针装置完成顶针的放置时，指示电磁阀驱动气缸，以使支撑板动作直至顶针接触pcb板。

在其中一个实施例中，还包括传感器；传感器连接控制器，传感器用于检测顶针与pcb板是否接触；

传感器在顶针与pcb板接触时，向控制器发出反馈信号；控制器根据反馈信号，向顶出装置发出控制信号，顶出装置根据控制信号停止动作。

在其中一个实施例中，传感器为压力传感器。

在其中一个实施例中，还包括触屏设备；触屏设备分别连接处理器和控制器；

触屏设备根据接收到的处理器传输的目标位置、进行信息显示，并在接收到目标位置确认指令时、向控制器发出确认信号；

控制器在接收到确认信号时，基于目标位置向植针装置传输控制指令；植针装置根据控制指令，将顶针放置于顶出装置的对应坐标上。

在其中一个实施例中，图像采集器为ccd相机，控制器为plc。

本发明实施例还提供了一种从处理器角度实施的顶针布置方法，包括以下步骤：

接收图像采集器传输的pcb板的图像信息；图像信息由图像采集器对传输带停板位置上的pcb板进行图像采集得到；

对图像信息进行解析，得到目标位置，并将目标位置传输给控制器；目标位置指示控制器控制植针装置将顶针放置于顶出装置的相应位置，并在检测到植针装置完成放置时，控制顶出装置动作直至顶针接触pcb板。

本发明实施例还提供了一种从控制器角度实施的顶针布置方法，包括以下步骤：

接收处理器传输的目标位置；目标位置由处理器对图像信息进行解析得到；图像信息由图像采集器对传输带停板位置上的pcb板进行图像采集得到；

根据目标位置，指示植针装置将顶针放置于顶出装置上的相应位置；

在检测到植针装置完成顶针的放置时，指示顶出装置动作直至顶针接触pcb板。

本发明实施例还提供了一种顶针布置装置，该装置应用于处理器，包括：

图像获取模块，用于接收图像采集器传输的pcb板的图像信息；图像信息由图像采集器对传输带停板位置上的pcb板进行图像采集得到；

图像解析模块，用于对图像信息进行解析，得到目标位置，并将目标位置传输给控制器；目标位置指示控制器控制植针装置将顶针放置于顶出装置的相应位置，并在检测到植针装置完成放置时，控制顶出装置动作直至顶针接触pcb板。

本发明实施例还提供了一种顶针布置装置，该装置应用于控制器，包括：

目标位置获取模块，用于接收处理器传输的目标位置；目标位置由处理器对图像信息进行解析得到；图像信息由图像采集器对传输带停板位置上的pcb板进行图像采集得到；

顶出控制模块，用于根据目标位置，指示植针装置将顶针放置于顶出装置上的相应位置；在检测到植针装置完成顶针的放置时，指示顶出装置动作直至顶针接触pcb板。上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：

本申请提供了一种顶针布置设备，通过处理器获取传输带停板位置上的pcb板图像信息，并对图像信息进行解析，得到目标位置。控制器根据得到的目标位置，控制植针装置将顶针放置在顶出装置上的相应位置。本申请中，采用图像采集设备对传输带停板位置的pcb板进行拍摄，并通过处理器对图像信息进行解析得到目标位置，消除了人工作业的质量风险，降低了产品残次率，从而降低了成本。控制器通过对植针装置进行控制，以达到布置顶针的目的，从而降低了人工布置顶针的时间，避免了因顶针布置不到位等人为因素带来的产品质量问题。本申请能够准确定位顶针的布置位置，替代人工摆放顶针的动作，提高了整体工作效率。

附图说明

通过附图中所示的本申请的优选实施例的更具体说明，本申请的上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本申请的主旨。

图1为一个实施例中顶针布置设备的第一示意性结构框图；

图2为一个实施例中顶针布置设备的第二示意性结构框图；

图3为一个实施例中顶针布置设备的第三示意性结构框图；

图4为一个实施例中顶针布置设备的第四示意性结构框图；

图5为一个实施例中顶针布置方法的第一示意性流程图；

图6为一个实施例中顶针布置方法的第二示意性流程图；

图7为一个实施例中顶针布置装置的第一示意性结构框图；

图8为一个实施例中顶针布置装置的第二示意性结构框图；

图9为一个实施例中顶针布置方法的第三示意性流程图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的首选实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“采集”、“解析”、“指示”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种顶针布置设备，包括图像采集器10、处理器20、控制器30、植针装置40和顶出装置50；图像采集器10连接处理器20；控制器30分别连接处理器20、植针装置40和顶出装置50；

图像采集器10对传输带停板位置上的pcb板进行图像采集，并将采集得到的图像信息发送给处理器20；处理器20对图像信息进行解析，得到目标位置，并将目标位置传输给控制器30；控制器30根据目标位置，指示植针装置40将顶针放置于顶出装置40上的相应位置；控制器30在检测到植针装置40完成顶针的放置时，指示顶出装置50动作直至顶针接触pcb板。

其中，图像采集器可以为任意对图像进行采集的装置，在此不做具体限定。植针装置为对顶针进行抓取并布置到目标位置的装置。顶出装置为将顶针顶起的装置。

具体而言，停板位置为pcb板在传输带上停放的位置，图像采集器对传输带停板位置上的pcb板进行图像采集，并将采集到的图像信息发送给处理器。在一个具体示例中，图像采集器为ccd相机，相机探测pcb板上元件的光密度分布，这些光密度以数字形式再经过照相机上光敏元件组成的ccd光耦阵列，输出0～255级的灰度值，最后得到图像信息。灰度值与光密度成正比，灰度值越大，则数字化图像越清晰。

处理器对接收的图像信息进行解析，得到目标位置。其中，目标位置为pcb板上不含元器件以及通孔的位置。在一个具体示例中，图像信息经存储、编码、放大、整理和分析，得到目标位置。处理器将得到的目标位置传输给控制器。

控制器接收到目标位置时，根据目标位置确定顶出装置上的相应位置，并控制植针装置将顶针放置在顶出装置上的相应位置。在一个具体示例中，植针装置包括移动轴结构和抓取装置，移动轴结构与抓取装置机械连接，移动轴结构使得抓取装置可以在x、y、z轴移动。进一步的，实际运行过程为：多个顶针放置在顶针放置槽中，植针装置执行控制器发出的指令，抓取装置从顶针放置槽中抓取一顶针，并将顶针放置在顶出装置的相应位置。在一个具体示例中，控制器为plc(programmablelogiccontroller)控制器。

控制器在检测到植针装置完成顶针的放置时，指示顶出装置开始动作，使得顶针可以向pcb板靠近，当顶针与pcb板接触时，顶出装置停止动作。

上述顶针布置设备，包括图像采集器、处理器、控制器、植针装置和顶出装置；图像采集器连接处理器；控制器分别连接处理器、植针装置和顶出装置；图像采集器对传输带停板位置上的pcb板进行图像采集，并将采集得到的图像信息发送给处理器；处理器对图像信息进行解析，得到目标位置，并将目标位置传输给控制器；控制器根据目标位置，指示植针装置将顶针放置于顶出装置上的相应位置；控制器在检测到植针装置完成顶针的放置时，指示顶出装置动作直至顶针接触pcb板。通过本申请提供的顶针布置设备，能够准确定位顶针的布置位置，替代人工摆放顶针的动作，提高了整体工作效率。本申请采用图像采集设备对传输带停板位置的pcb板进行拍摄并通过处理器对图像信息进行解析得到目标位置，消除了人工作业的质量风险，降低了产品残次率，降低了成本。

在一个实施例中，提供了一种顶针布置设备，如图2所示，包括图像采集器10、处理器20、控制器30、植针装置40和顶出装置50；图像采集器10连接处理器20；控制器30分别连接处理器20、植针装置40和顶出装置50；

图像采集器10对传输带停板位置上的pcb板进行图像采集，并将采集得到的图像信息发送给处理器20；处理器20对图像信息进行解析，得到目标位置，并将目标位置传输给控制器30；控制器30根据目标位置，指示植针装置40将顶针放置于顶出装置40上的相应位置；控制器30在检测到植针装置40完成顶针的放置时，指示顶出装置50动作直至顶针接触pcb板。

其中，顶出装置50包括电磁阀501、气缸503和支撑板505，电磁阀501分别连接气缸503和控制器30，支撑板505设于气缸503上；

控制器30在检测到植针装置40完成顶针的放置时，指示电磁阀501驱动气缸503，以使支撑板505动作直至顶针接触pcb板。

具体而言，控制器与电磁阀的连接可以通过线缆进行连接，也可以通过无线通讯进行连接，在此不做任何限定。支撑板设于气缸上，以使得气缸的活塞动作时，可以推动支撑板产生位移。

在控制器检测到植针装置完成顶针的放置时，指示电磁阀驱动气缸。在本申请中，控制器可以通过本领域任意技术方法去检测植针装置是否完成顶针的放置，在此不做具体限定。在一个具体示例中，控制器在检测到植针装置完成顶针的放置时，对电磁阀的线圈进行通电，电磁阀的线圈产生的电磁力使得气缸的气门发生变化，即原进气方向变为出气方向，原出气方向变为进气方向。在高压气体的推动下，气缸活塞相对于缸体本身，向外运动。支撑板在活塞向外运动的情况下，也一同向活塞运动方向进行移动，从而推动布置在支撑板上的顶针靠近pcb板。

上述顶针布置设备，通过对电磁阀的控制，使得气缸的活塞向外运动，从而支撑板推动顶针接触pcb板。顶针布置在顶出装置的位置为根据上述目标位置得到，故而在支撑板推动顶针接触到pcb板的接触点为pcb板的目标位置，完成顶针的精确摆放。

在一个实施例中，提供了一种顶针布置设备，如图3所示，包括图像采集器10、处理器20、控制器30、植针装置40和顶出装置50；图像采集器10连接处理器20；控制器30分别连接处理器20、植针装置40和顶出装置50；

图像采集器10对传输带停板位置上的pcb板进行图像采集，并将采集得到的图像信息发送给处理器20；处理器20对图像信息进行解析，得到目标位置，并将目标位置传输给控制器30；控制器30根据目标位置，指示植针装置40将顶针放置于顶出装置50上的相应位置；控制器30在检测到植针装置40完成顶针的放置时，指示顶出装置50动作直至顶针接触pcb板。

还包括传感器60，传感器60连接控制器30，传感器60用于检测顶针与pcb板是否接触；

传感器60在顶针与pcb板接触时，向控制器30发出反馈信号；控制器30根据反馈信号，向顶出装置50发出控制信号，顶出装置50根据控制信号停止动作。

其中，传感器连接控制器的方式可以通过线缆进行连接，也可以通过无线通信进行连接，在此不做具体限定。

具体而言，可以通过本领域任意一种传感器监测顶针与pcb板是否接触。在一个具体示例中，可以通过压力传感器或是距离传感器进行检测；通过将压力传感器设于支撑板上，当顶针接触到pcb板时，顶针会对支撑板上的压力传感器压力，压力传感器基于顶针施加的压力，对控制器传输电信号。传感器在检测到顶针和pcb板接触时，向控制器发出反馈信号；控制器在接收到该反馈信号时，即表示顶针已经布置成功，指示顶出装置停止动作。

上述顶针布置设备，通过传感器对顶针是否布置到pcb板的目标位置进行确定，当已经确认顶针布置到位时，控制器指示支撑板停止，有效避免了本申请提供的顶针布置设备损坏pcb板。

在一个实施例中，提供了一种顶针布置设备，如图4所示，包括图像采集器10、处理器20、控制器30、植针装置40和顶出装置50；图像采集器10连接处理器20；控制器30分别连接处理器20、植针装置40和顶出装置50；

图像采集器10对传输带停板位置上的pcb板进行图像采集，并将采集得到的图像信息发送给处理器20；处理器20对图像信息进行解析，得到目标位置，并将目标位置传输给控制器30；控制器30根据目标位置，指示植针装置40将顶针放置于顶出装置40上的相应位置；控制器30在检测到植针装置40完成顶针的放置时，指示顶出装置50动作直至顶针接触pcb板。

还包括触屏设备70；触屏设备70分别连接处理器20和控制器30；

触屏设备70根据接收到的处理器20传输的目标位置、进行信息显示，并在接收到目标位置确认指令时、向控制器30发出确认信号；

控制器30在接收到确认信号时，基于目标位置向植针装置40传输控制指令；植针装置40根据控制指令，将顶针放置于顶出装置50的对应坐标上。

具体而言，触屏设备可以将目标位置呈现以供操作人员进行确认，对目标进行二次确认。在一个具体示例中，信息确认装置将目标位置显示，操作人员按照触屏设备显示的目标位置进行核对，核对无误时，向控制器发出确认信号。控制器接收到的确认信号和目标位置时，指示植针装置将顶针放置于顶出装置上的相应位置。当操作人员认为目标位置有误时，可以对控制器发出取消信号，控制器接收到取消信号时，停止操作。

上述顶针布置设备，通过触屏设备对目标位置进行二次确认，提高了顶针布置位置的准确性，避免了布置不到位、布置错误等问题，从而降低了出厂的pcb板的不合格率。

在一个实施例中，如图5所示，提供了一种从处理器角度实施的的顶针布置方法，包括以下步骤：

步骤s510，接收图像采集器传输的pcb板的图像信息；图像信息由图像采集器对传输带停板位置上的pcb板进行图像采集得到；

其中，图像采集器可以为任意对图像进行采集的装置，在此不做具体限定。

具体而言，接收图像采集器传输的pcb板的图像信息，停板位置为pcb板在传输带上停放的位置，图像采集器对传输带停板位置上的pcb板进行图像采集得到图像信息。在一个具体示例中，通过影像探测pcb板上元件的光密度分布，这些光密度以数字形式再经过照相机上光敏元件组成的ccd光耦阵列，输出0～255级的灰度值，最后得到图像信息。

步骤s520，对图像信息进行解析，得到目标位置，并将目标位置传输给控制器；目标位置指示控制器控制植针装置将顶针放置于顶出装置的相应位置，并在检测到植针装置完成放置时，控制顶出装置动作直至顶针接触pcb板。

具体而言，对接收的图像信息进行解析，得到目标位置，目标位置为pcb板上不含元器件以及通孔的位置。将得到的目标位置传输给控制器。在一个具体示例中，图像信息经存储、编码、放大、整理和分析，得到目标位置。

上述顶针布置方法，采用图像采集设备对传输带停板位置的pcb板进行拍摄并通过处理器对图像信息进行解析得到目标位置，消除了人工作业的质量风险，降低了产品残次率，降低了成本。

在一个实施例中，如图6所示，还提供了一种从控制器角度实施的的顶针布置方法，包括以下步骤：

步骤s610，接收处理器传输的目标位置；目标位置由处理器对图像信息进行解析得到；图像信息由图像采集器对传输带停板位置上的pcb板进行图像采集得到；

步骤s620，根据目标位置，指示植针装置将顶针放置于顶出装置上的相应位置；在检测到植针装置完成顶针的放置时，指示顶出装置动作直至顶针接触pcb板。

其中，植针装置为对顶针进行抓取并布置到目标位置的装置。顶出装置为将顶针顶起的装置。

具体而言，控制器接收到目标位置时，根据目标位置确定顶出装置上的相应位置，并控制植针装置将顶针放置在顶出装置上的相应位置。在一个具体示例中，植针装置包括移动轴结构和抓取装置，移动轴结构与抓取装置机械连接，移动轴结构使得抓取装置可以在x、y、z轴移动。需要说明的是，当顶针接触pcb板时，会接收到传感器发出的反馈信号。当接收到反馈信号时，指示顶出装置停止动作。

上述顶针布置方法，能够准确定位顶针的布置位置，替代人工摆放顶针的动作，提高了整体工作效率。

应该理解的是，虽然图5、图6的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图5和图6中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，如图7所示，提供了一种应用于处理器的顶针布置装置，装置包括：

图像获取模块710，用于接收图像采集器传输的pcb板的图像信息；图像信息由图像采集器对传输带停板位置上的pcb板进行图像采集得到；

图像解析模块720，用于对图像信息进行解析，得到目标位置，并将目标位置传输给控制器；目标位置指示控制器控制植针装置将顶针放置于顶出装置的相应位置，并在检测到植针装置完成放置时，控制顶出装置动作直至顶针接触pcb板。

在一个实施例中，如图8所示，提供了一种应用于控制器的顶针布置装置，装置包括：

目标位置获取模块810，用于接收处理器传输的目标位置；目标位置由处理器对图像信息进行解析得到；图像信息由图像采集器对传输带停板位置上的pcb板进行图像采集得到；

顶出控制模块820，用于根据目标位置，指示植针装置将顶针放置于顶出装置上的相应位置；在检测到植针装置完成顶针的放置时，指示顶出装置动作直至顶针接触pcb板。

关于顶针布置装置的具体限定可以参见上文中对于顶针布置方法的限定，在此不再赘述。上述顶针布置装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

为了进一步阐述本申请的技术方案，特以本申请的顶针布置设备的其中一个工作流程(参阅图9)为例，说明本申请的具体实现过程：

步骤s910，pcb板经传送带搬运至停板位置，ccd相机对pcb板进行识别获取图像信息，具体为识别pcb板上元件和通孔，并将识别到的图像信息发送到处理器；

步骤s920，处理器根据ccd相机发送的图像信息，得到目标位置，也即可用作支撑的位置。

步骤s930，工作人员按照信息确认装置获取到的目标位置，对目标位置进行核对，核对无误后向plc控制传输确认信号。

步骤s940，plc控制器收到确认信号后，控制植针装置将顶针放置到支撑板；同时plc控制器指示电磁阀通电，以使气缸动作，从而支撑板向上移动。

步骤s950，支撑板向上移动至顶针接触pcb板，触发压力传感器，并向plc控制器传输反馈信号，plc控制器收到反馈信号后停止向上移动动作。

步骤s960，pcb板加工完成后，发送完成信号至plc控制器；plc收到完成信号后，支撑板向下移动，回到初始位置，等待下一片板的作业。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

接收图像采集器传输的pcb板的图像信息；图像信息由图像采集器对传输带停板位置上的pcb板进行图像采集得到；

对图像信息进行解析，得到目标位置，并将目标位置传输给控制器；目标位置指示控制器控制植针装置将顶针放置于顶出装置的相应位置，并在检测到植针装置完成放置时，控制顶出装置动作直至顶针接触pcb板。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

接收处理器传输的目标位置；目标位置由处理器对图像信息进行解析得到；图像信息由图像采集器对传输带停板位置上的pcb板进行图像采集得到；

根据目标位置，指示植针装置将顶针放置于顶出装置上的相应位置；

在检测到植针装置完成顶针的放置时，指示顶出装置动作直至顶针接触pcb板。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。