[實用新型]既能實現(xiàn)物體二維測量又能實現(xiàn)三維測量的裝置

有效

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• 申請日: 2013-09-18
• 公開（公告）號: CN203443556U
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 廖懷寶
• 申請（專利權(quán)）人: 廖懷寶
• 主分類號: G01B11/25
• 分類號: G01B11/25
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技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及SMT(表面貼裝技術(shù))行業(yè)自動檢測技術(shù)，具體涉及了該領(lǐng)域中關(guān)于錫膏、焊盤、絲印、紅膠等的二維或三維的測量裝置。

背景技術(shù)

在SMT(表面貼裝技術(shù))行業(yè)，錫膏、焊盤、絲印、紅膠等的質(zhì)量直接決定著PCB板的好壞，錫膏、焊盤、絲印、紅膠等的有關(guān)參數(shù)是衡量板子可靠性的一個重要指標。

目前常見的關(guān)于此類物體的檢測有三維測量方法和二維測量方法。三維測量方法主要分為接觸式和非接觸式兩大類。

對于接觸式測量來說，采用類似三坐標測量機這樣的設(shè)備，使用探針接觸測量物體表面來進行物體形狀測量，該方法的缺點顯而易見，速度慢，且對類似錫膏這樣的柔性物體無效。而對于非接觸式測量，由于測量速度快，并且不接觸測量對象，所以具有明顯優(yōu)勢，目前主要基于三大類技術(shù)：雙目視覺、激光掃描和基于正弦條紋投影的N步相移法。其中，雙目視覺設(shè)備成本較高，且整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和標定都極為復雜，所以在工業(yè)檢測領(lǐng)域很少采用；激光掃描法，采用的測量原理跟正弦條紋投影是一樣的，不同之處在于，前者采用單條激光進行測量，每次只能測量一條光線上的物點，總體速度要慢于正弦條紋投影。所以，目前業(yè)界普遍采用的還是基于正弦條紋的N步相移法進行三維物體測量。但是在這種方法中使用的實現(xiàn)裝置，容易出現(xiàn)條紋堆積以及反光、陰影等光學問題，給測量帶來負面影響，致使測量結(jié)果不準確。

物體的二維測量，是指通過二維圖像處理技術(shù)，獲得物體的二維輪廓。二維測量方法目前常見的是AOI自動檢測法，它往往都采用彩色相機來還原檢測PCB板各個部分的真實色彩，并通過不同的色彩來區(qū)分不同的檢測目標。這種方法主要有兩個弊端：1、由于技術(shù)自身限制，同等像素的彩色相機，在最終成像時，所能夠攜帶的信息量只有黑白相機成像的1／3；2、由于需要進行濾波、插值等復雜計算，彩色相機的成像速度通常要明顯慢于黑白相機。

發(fā)明內(nèi)容

因此，針對SMT領(lǐng)域中存在的物體檢測精度和速度的問題，本實用新型提供一種用于實現(xiàn)N步相移法的三維測量裝置和用于實現(xiàn)黑白相機圖像合成技術(shù)的二維測量裝置，以獲得物體的面積、中心、高度、形狀、體積等參數(shù)，從而確定印刷板是否合格。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下技術(shù)方案：一種既能實現(xiàn)物體二維測量又能實現(xiàn)三維測量的裝置，其特征在于：包括一工作臺，在工作臺底座中心設(shè)置一載物臺，同時在載物臺上方安裝一三原色光源，三原色光源對載物臺上的物體進行全方位照射；在工作臺上有四根立柱，左右兩側(cè)的立柱上分別安裝一縱梁，兩縱梁上滑設(shè)一橫梁，橫梁上滑設(shè)一相機固定板，相機支架和光柵架可變換位置地固定在相機固定板上，相機支架上固定有相機，光柵架上固定有光柵組件，所述光柵組件對所述物體表面進行全方位掃描，所述相機為黑白相機，對所述物體進行拍照；所述相機、三色光源和光柵組件均與計算機相連。

所述三原色光源為一環(huán)形裝置，光源為紅、綠、藍三種單色光源的組合，這三種單色光源按紅、綠、藍、紅、綠、藍…在環(huán)形支架上循環(huán)交替式分布。

所述相機有一臺；所述光柵組件設(shè)置有多組，且是圍繞所述物體周圍均布。

所述相機固定板上縱向設(shè)置有兩排螺栓孔，兩排螺栓孔通過螺栓固定所述相機支架和光柵架，通過改變螺栓孔的固定位置，調(diào)整相機支架和光柵架的高度。或者，所述相機固定板上縱向設(shè)置有滑軌，所述相機支架和光柵架，滑設(shè)于所述滑軌上，并且通過馬達驅(qū)動連接。

所述光柵組件，包括了一滑動設(shè)置在光柵架上的光柵安裝板，光柵安裝板上固定有光柵片，所述光柵片覆蓋于鏡頭孔之上，在所述鏡頭孔以下部分安裝一光柵投影鏡頭；所述光柵組件還包括了光柵保護罩，罩設(shè)在所述光柵片上，在所述光柵保護罩的中心有一個光源孔，在光源孔的頂部設(shè)置有平行光源。

所述光柵安裝板滑動設(shè)置在光柵架上的方式是：在光柵架上設(shè)置兩條滑軌，光柵安裝板安裝在滑軌上，由電機驅(qū)動。

本實用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點：1、采用黑白相機，提供更快的拍照速度，從而提高整個檢測的速度；并且通過三幅黑白圖像合成出真實的彩色圖像，從而獲得更多的數(shù)據(jù)量，提高檢測的精度。2、利用光柵組件，采用N步相移法測量三維數(shù)據(jù)，結(jié)構(gòu)簡單易操作，多個光柵安裝在一個相機周圍，可以同時拍攝，利于N步測量法的實現(xiàn)。3、橫梁，縱梁結(jié)構(gòu)可能任意定位拍攝物體位置。載物臺上可放置不同大小的PCB物體。

附圖說明

圖1是測量裝置立體圖。

圖2是包括相機、光柵、光源三部分的示意圖。

圖3是光柵組件的局部拆解圖。