[實用新型]一種CCD激光測厚裝置

有效

• 申請號: 201320403985.3
• 申請日: 2013-07-02
• 公開（公告）號: CN203337104U
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 謝胤
• 申請（專利權）人: 深圳市領略數控設備有限公司
• 主分類號: G01B11/06
• 分類號: G01B11/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種激光測厚裝置，尤其是涉及一種CCD激光測厚裝置。

背景技術

針對目前電子元器件厚度小、需要多點測量的特點，目前電子元器件厚度測量普遍采用的工具為千分尺、塞規等，以人工方式測量。這種方式雖然操作起來簡單，但對于大規模量產，卻有著如下問題：

1、接觸式測量，容易擦傷零件表面。很多電子元器件屬于外觀件，而接觸式測量易導致零件表面污染、擦傷等不良。

2、效率低。電子元器件的測量點一般不止一處，用千分尺、塞規等工具往往需要逐個測量，效率低，測量周期長。

3、測量結果不可靠。由于采用人工測量，測量結果嚴重依賴操作員的操作技巧和熟練程度，并且數據的讀取摻雜了太多的主觀因素，不利于檢測標準的統一。

實用新型內容

本實用新型的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：

一種CCD激光測厚裝置，其特征在于，包括支架、設置在支架上的CCD圖像采集裝置和至少一組激光發生器、以及位于激光發生器下方的夾具座；所述激光發生器設置在CCD圖像采集裝置1和夾具座之間。

在上述的一種CCD激光測厚裝置，所述的CCD圖像采集裝置包括數字攝像機、與數字攝像機連接包含有圖像采集卡的計算機。

在上述的一種CCD激光測厚裝置，所述激光發生器為若干組，設置在激光發生器安裝支架上，所述激光發生器安裝支架為圓環形，若干組激光發生器設置在圓環上，上述CCD圖像采集裝置能夠通過圓環中的開孔采集夾具座附近的圖像。

本實用新型的推算過程如下：

1、設CCD視野中，點A表示激光發生器的光斑在所述待測電子元件待測點處的光斑中心位置，點B表示激光發生器的光斑在所述夾具座上的光斑中心位置，如圖1所示，設圖1中線段AB的長為d，單位為像素。

2、連接點A、點B，并沿直線AB的方向豎直向下切割，得到圖2所示的剖面圖。設定圖2中的虛線部分表示待測電子元器件，底邊的實線表示夾具座表面，則對應的點A和點B的位置如圖2。沿圖2中A點作夾具座表面的垂線，與夾具座相交于O點。

3、結合1、2，可得，線段OB的長也為d。

4、考慮到激光發生器的角度、位置固定，所以圖2所示的點劃線表示的激光射線的位置和角度也不變：即角θ大小不變。

5、綜合3、4可得待測厚度(單位：像素)

h＝d*tan(θ)????(1)

6、假定像素變量Piex與實際長度變量L(單位：毫米)的變換關系為

L＝k₀*Piex+b₀????(2)

7、聯合(1)式、(2)式，可得待測厚度(單位：毫米)

H＝k*d+b????(3)

其中，

k＝k₀*tan(θ)????(4)

b＝b₀*tan(θ)????(5)

8、考慮到θ不方便測量，式(3)中的k和b可以采用插值的方法得到。

其思想為：

取N個不同厚度的待測樣品元器件放于夾具座上，分別測出第i個樣品元器件經圖像處理模塊計算得到的光斑距離d(i)，對應于第i個樣品元器件相應待測點的實際厚度H(i)，以樣品元器件相應待測點的實際厚度為Y軸，樣品元器件經圖像處理模塊計算得到的光斑距離為X軸，可得到點P_i(d(i)，H(i))的分布圖。將P_i(d(i)，H(i))個點用線段連接，得到的曲線如圖3所示，即為以像素為單位的d與以毫米為單位的H的對應關系。于是，式3中的k則表示圖3中相應直線段的斜率，b則表示相應直線段的截距。圖像處理模塊每得到一個像素值d，就用圖3所示的曲線按照3式近似得到相應的H，即為所得厚度。

因此，本實用新型具有如下優點：1.采用非接觸式測量，最大限度避免了因測量而引起的不必要不良的出現，優于采用千分尺、塞規等傳統的接觸式測量方法；2.CCD圖像采集模塊采用優化的算法，根據個像素點的灰度值分配權重，計算光斑的中心，計算結果安全可靠，精度可達到亞像素以下級別，測量精度高；3.可根據待測點的多少增加激光發生器的數目，并一次性測量所有待測點，檢測效率高，速度快；4.與手工方式相比，成本低，自動化程度高，方便引入自動流水線式檢測。

附圖說明

圖1是移除待測元器件前后激光發生器在CCD視野中留下的光斑中心A、B的位置。

圖2是沿O-O切割后得到的所述電子元器件待測點處的剖面示意圖。