CN113438891A - 一种电路板自动化组装工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电路板自动化组装工艺，用于减少人力资源的浪费以及加快电路板组装效率以及正确率；本发明通过工业CCD相机获取所有元器件的原始图像并进行标签绑定；对待识别确认的元器件进行像素获取；当元器件的像素点占比与原始图像中的元器件的像素点占比一致或者在误差范围内时，标记为标签认定的元器件；通过将需要进行识别确认的电路板的外形参数发送至电路板识别单元，通过工业CCD相机获取待识别确认的电路板的图像进行坐标提取；当对比重合度达到标准重合范围时，表示电路板符合，完成电路板识别；识别后通过夹取单元、固定单元以及组装单元的配合完成所有的元器件组装到位并通过验证模块验证电路板自动化组装系统组装的正确性。

Description

一种电路板自动化组装工艺

技术领域

本发明属于自动装配领域，涉及图像识别技术，具体是一种电路板自动化组装工艺。

背景技术

配合部分机械化的流水线和辅助设备实现了局部自动化装配和全自动化装配，在自动化装配机上必须装备相应的带工具和夹具的夹持装置，以保证所组装的零件相互位置的必要精度，实现单元组装和钳工操作的可能性，如装上、取下、拧出一拧入、压紧一松开、压入、铆接、磨光及其他必要的动作。自动装配机因工件输送方式不同可分为回转型和直进型两类，根据工序繁简不同，又可分为单工位、多工位结构。

在现有的电路板的组装过程中，常常需要人力来进行各个电子元器件的安装以及确认，缺少一种自动识别、自动安装以及安装后自动确认的方式或者自动化生产线，导致大量的人力资源的浪费，且通过人工的方式效率低，不足以支撑或者跟得上需求，所以急需一种自动化的识别、组装以及验证工艺。

为此，提出一种电路板自动化组装工艺。

发明内容

本发明提供了一种电路板自动化组装工艺，为了减少人力资源的浪费以及加快电路板组装效率以及正确率。通过工业CCD相机获取所有元器件的原始图像，并通过人工输入的方式输入标签并与原始图像进行绑定；当进行图像识别时，通过同一台或者同型号的工业CCD相机获取待识别确认的元器件，并对待识别确认的元器件进行像素获取；当元器件的像素点占比与原始图像中的元器件的像素点占比一致或者在误差范围内时，则将待识别确认的元器件标记为标签认定的元器件，完成元器件识别；通过将需要进行识别确认的电路板的外形参数发送至电路板识别单元，电路板识别单元通过工业CCD相机获取待识别确认的电路板的图像，并将电路板的图像进行坐标提取，将电路板的图像具体成平面二维图形，将平面二维图形与电路板的外形参数进行对比；当对比重合度达到标准重合范围时，表示电路板符合，完成电路板识别；识别后通过夹取单元、固定单元以及组装单元的配合完成所有的元器件组装到位并通过验证模块验证电路板自动化组装系统组装的正确性。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种电路板自动化组装工艺通过电路板自动化组装系统实现，电路板自动化组装工艺包括四个过程：

过程一：元器件以及电路板的识别；

过程二：组装模块进行元器件夹取待组装以及进行电路板固定待组装；

过程二：电路板自动化组装；

过程四：自动化组装后合格验证。

进一步地，所述步骤一中包括元器件识别以及电路板识别。

进一步地，所述元器件的识别过程包括：

识别模块通过工业CCD相机获取所有元器件的原始图像，并通过人工输入的方式输入标签并与原始图像进行绑定；

当进行图像识别时，通过同一台或者同型号的工业CCD相机获取待识别确认的元器件，并对待识别确认的元器件进行像素获取；

当元器件的像素点占比与原始图像中的元器件的像素点占比一致或者在误差范围内时，则将待识别确认的元器件标记为标签认定的元器件，完成元器件识别，并输送至组装模块进行夹取待组装。

进一步地，所述电路板识别的过程包括：

将需要进行识别确认的电路板的外形参数发送至电路板识别单元，电路板识别单元通过工业CCD相机获取待识别确认的电路板的图像，并将电路板的图像进行坐标提取，将电路板的图像具体成平面二维图形，将平面二维图形与电路板的外形参数进行对比；

当对比重合度达到标准重合范围时，表示电路板符合，完成电路板识别，并将该电路板输送至组装模块进行固定待组装。

进一步地，所述组装模块包括夹取单元、固定单元以及组装单元；所述夹取单元用于对元器件进行夹取，所述夹取单元含有多个，且每一个夹取单元夹取一个元器件；

所述固定单元用于对电路板进行固定，所述固定单元与夹取单元进行配合；

所述组装单元用于对夹取单元夹取的元器件进行组装在固定单元固定的电路板上，且组装单元也包含多个，组装单元对应夹取单元设置。

进一步地，所述组装单元的工作过程包括以下步骤：

获取固定的电路板，并从电路板的一端获取各个组装孔位的位置以及获取各个组装孔位对应的元器件的种类；并发送至控制器；

控制器接收到组装孔位的位置以及对应的元器件的种类后，控制器控制组装单元将元器件组装至相应的孔位，并对所有的孔位从电路板的一端开始组装，直到所有的元器件组装到位。

进一步地，还包括焊接模块，所述焊接模块用于对组装完成的元器件进行引脚的焊接。

进一步地，还包括调整模块，所述调整模块辅助识别模块进行工作；

当识别模块识别出元器件的种类与电路板自动化组装系统中需求的种类不一致时，调整模块将此元器件进行剔除，

当电路板识别单元识别出的平面二维图形与电路板的外形参数进行对比，对比重合度低于标准重合范围时，调整模块将此电路板进行剔除。

进一步地，还包括验证模块，所述验证模块用于验证电路板自动化组装系统组装的正确性。

进一步地，标准重合范围以及像素点占比的误差范围均由控制器进行设置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.通过工业CCD相机获取所有元器件的原始图像，并通过人工输入的方式输入标签并与原始图像进行绑定；当进行图像识别时，通过同一台或者同型号的工业CCD相机获取待识别确认的元器件，并对待识别确认的元器件进行像素获取；当元器件的像素点占比与原始图像中的元器件的像素点占比一致或者在误差范围内时，则将待识别确认的元器件标记为标签认定的元器件，完成元器件识别；不采用人工的方式，且进行图像识别进行元器件的识别确认减少了人力的付出；

2.通过将需要进行识别确认的电路板的外形参数发送至电路板识别单元，电路板识别单元通过工业CCD相机获取待识别确认的电路板的图像，并将电路板的图像进行坐标提取，将电路板的图像具体成平面二维图形，将平面二维图形与电路板的外形参数进行对比；当对比重合度达到标准重合范围时，表示电路板符合，完成电路板识别；不采用人工的方式，且进行图像识别进行电路板的识别确认减少了人力的付出；

3．组装模块包括夹取单元、固定单元以及组装单元；所述夹取单元用于对元器件进行夹取，所述夹取单元含有多个，且每一个夹取单元夹取一个元器件，并根据电路板的需求，夹取单元放置于最优化位置，多个夹取单元不会出现夹取干涉现象；所述固定单元用于对电路板进行固定，且根据电路板的形状以及元器件的组装位置进行不同位置的夹取；所述固定单元与夹取单元进行配合；所述组装单元用于对夹取单元夹取的元器件进行组装在固定单元固定的电路板上，且组装单元也包含多个，组装单元对应夹取单元设置；各个夹取单元、固定单元以及组装单元之间的配合，避免组装时出现问题，大大的提升了工作效率。

4．还包括验证模块，所述验证模块用于验证电路板自动化组装系统组装的正确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。

图1为本发明一种电路板自动化组装工艺的流程图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种电路板自动化组装工艺基于电路板自动化组装系统来实现，所述电路板自动化组装系统包括识别模块、组装模块、控制器、焊接模块、验证模块、调整模块以及存储模块；

所述识别模块包括元器件识别单元以及电路板识别单元；所述元器件识别单元用于识别组装在电路板上的元器件，并将识别出的元器件按照组装顺序提前运输到组装模块上，所述元器件识别单元在识别元器件的时候采取的是图像识别以及标签识别的方式，所述标签识别方式进行识别的过程为：

首先电路板自动化组装系统将需要进行组装的元器件按照种类的不同分别放置在放置箱中，并在每种元器件的放置箱上贴上该元器件的标签，所以标签可以为条形码、二维码或者是能被元器件识别单元识别的其他形式，当电路板自动化组装系统在运行时，元器件识别单元识别出元器件的标签并确认元器件的种类；并将元器件的种类发送至电路板自动化组装系统进行确认，然后运输至组装模块；

所述组装模块接收到元器件后，通过图像识别技术进一步确认元器件的正确与否，并最终通过组装模块进行夹取待组装；

需要进行说明的是，组装模块通过图像识别获取元器件的图像，并与存储在存储模块中的元器件的图像进行对比，通过对比元器件的像素点占比确认元器件的正确与否。

具体的，所述识别模块通过工业CCD相机获取所有元器件的原始图像，并通过人工输入的方式输入标签并与原始图像进行绑定；

当进行图像识别时，通过同一台或者同型号的工业CCD相机进行获取待识别确认的元器件，并对待识别确认的元器件进行像素获取；

当元器件所占的像素点占比与原始图像的元器件的像素点占比一致或者在误差范围内时，则将待识别确认的元器件标记为标签认定的元器件，完成识别。

在进行图像识别之前，所有元器件的图像都存储在存储模块中，并且存储的元器件的图像与标签一一对应。

所述电路板识别单元用于识别需要组装的电路板，同样是采取图像识别的方式，识别的过程包括：

通过电路板自动化组装系统将需要进行识别确认的电路板的外形参数发送至电路板识别单元，电路板识别单元通过工业CCD相机获取待识别确认的电路板的图像，并将电路板的图像进行坐标提取，将电路板的图像具体成平面二维图形，将平面二维图形与电路板的外形参数进行对比，当对比重合度达到标准重合范围时，表示电路板符合，将该电路板运输至组装模块，并通过组装模块进行固定待组装；

所述组装模块包括夹取单元、固定单元以及组装单元；所述夹取单元用于对元器件进行夹取，所述夹取单元含有多个，且每一个夹取单元夹取一个元器件，并根据电路板的需求，夹取单元放置于最优化位置，多个夹取单元不会出现夹取干涉现象；

所述固定单元用于对电路板进行固定，且根据电路板的形状以及元器件的组装位置进行不同位置的夹取；所述固定单元与夹取单元进行配合；

所述组装单元用于对夹取单元夹取的元器件进行组装在固定单元固定的电路板上，且组装单元也包含多个，组装单元对应夹取单元设置；

需要进行说明的是，所述组装单元的工作过程包括以下步骤：

获取固定的电路板，并以此从电路板的一端获取各个组装孔位的位置，以及获取各个组装孔位对应的元器件的种类；并发送至控制器；

控制器接收到组装孔位的位置以及对应的元器件的种类后，控制器控制组装单元将元器件组装至相应的孔位，并对所有的孔位从电路板的一端开始组装，直到所有的元器件组装到位。

所述焊接模块用于对组装完成的元器件进行引脚的焊接，焊接模块逐一对所有的元器件的引脚进行焊接，至此，电路板自动化组装完成。

需要说明的是，该系统还包括调整模块，所述调整模块辅助识别模块进行工作；

当识别模块识别出元器件的种类与电路板自动化组装系统中需求的种类不一致时，调整模块将此元器件进行剔除，并通过识别模块识别出此元器件的种类，将此元器件输送至黄箱中；所述黄箱用于存放待检验零件，所述待检验零件包括调整模块输送的元器件或者组装板；

当电路板识别单元识别出的平面二维图形与电路板的外形参数进行对比，对比重合度低于标准重合范围时，调整模块将此电路板进行剔除，将此电路板输送至黄箱中；

需要说明的是，该系统还包括验证模块，所述验证模块用于验证电路板自动化组装系统组装的正确性；

验证的方式为将组装完成的电路板进行电路通电，验证各个电路的连通性，当电路不连通时，将此电路板标记为不良电路板，并输送至黄箱中。

其中，标准重合范围以及像素点占比的误差范围均由控制器进行设置。

本发明的工作原理：通过通过工业CCD相机获取所有元器件的原始图像，并通过人工输入的方式输入标签并与原始图像进行绑定；当进行图像识别时，通过同一台或者同型号的工业CCD相机获取待识别确认的元器件，并对待识别确认的元器件进行像素获取；当元器件的像素点占比与原始图像中的元器件的像素点占比一致或者在误差范围内时，则将待识别确认的元器件标记为标签认定的元器件，完成元器件识别；通过将需要进行识别确认的电路板的外形参数发送至电路板识别单元，电路板识别单元通过工业CCD相机获取待识别确认的电路板的图像，并将电路板的图像进行坐标提取，将电路板的图像具体成平面二维图形，将平面二维图形与电路板的外形参数进行对比；当对比重合度达到标准重合范围时，表示电路板符合，完成电路板识别；识别后通过夹取单元、固定单元以及组装单元的配合完成所有的元器件组装到位并通过验证模块验证电路板自动化组装系统组装的正确性。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的设备，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式；所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方法的目的。

另对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。

因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附关联图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电路板自动化组装工艺，其特征在于，电路板自动化组装工艺通过电路板自动化组装系统实现，电路板自动化组装工艺包括四个过程：

过程一：元器件以及电路板的识别；

过程二：组装模块进行元器件夹取待组装以及进行电路板固定待组装；

过程三：电路板自动化组装；

过程四：自动化组装后合格验证。

2.根据权利要求1所述的一种电路板自动化组装工艺，其特征在于，步骤一中包括元器件识别以及电路板识别。

3.根据权利要求2所述的一种电路板自动化组装工艺，其特征在于，所述元器件的识别过程包括：

识别模块通过工业CCD相机获取所有元器件的原始图像，并通过人工输入的方式输入标签并与原始图像进行绑定；

当进行图像识别时，通过同一台或者同型号的工业CCD相机获取待识别确认的元器件，并对待识别确认的元器件进行像素获取；

当元器件的像素点占比与原始图像中的元器件的像素点占比一致或者在误差范围内时，则将待识别确认的元器件标记为标签认定的元器件，完成元器件识别，并输送至组装模块进行夹取待组装。

4.根据权利要求2所述的一种电路板自动化组装工艺，其特征在于，所述电路板识别的过程包括：

将需要进行识别确认的电路板的外形参数发送至电路板识别单元，电路板识别单元通过工业CCD相机获取待识别确认的电路板的图像，并将电路板的图像进行坐标提取，将电路板的图像具体成平面二维图形，将平面二维图形与电路板的外形参数进行对比；

当对比重合度达到标准重合范围时，表示电路板符合，完成电路板识别，并将电路板输送至组装模块进行固定待组装。

5.根据权利要求3所述的一种电路板自动化组装工艺，其特征在于，所述组装模块包括夹取单元、固定单元以及组装单元；所述夹取单元用于对元器件进行夹取，所述夹取单元含有多个，且每一个夹取单元夹取一个元器件；

所述固定单元用于对电路板进行固定，所述固定单元与夹取单元进行配合；

所述组装单元用于对夹取单元夹取的元器件进行组装在固定单元固定的电路板上，且组装单元也包含多个，组装单元对应夹取单元设置。

6.根据权利要求5所述的一种电路板自动化组装工艺，其特征在于，所述组装单元的工作过程包括以下步骤：

获取固定的电路板，并从电路板的一端获取各个组装孔位的位置以及获取各个组装孔位对应的元器件的种类；并发送至控制器；

控制器接收到组装孔位的位置以及对应的元器件的种类后，控制器控制组装单元将元器件组装至相应的孔位，并对所有的孔位从电路板的一端开始组装，直到所有的元器件组装到位。

7.根据权利要求1所述的一种电路板自动化组装工艺，其特征在于，还包括焊接模块，所述焊接模块用于对组装完成的元器件进行引脚的焊接。

8.根据权利要求1所述的一种电路板自动化组装工艺，其特征在于，还包括调整模块，所述调整模块辅助识别模块进行工作；

当识别模块识别出元器件的种类与电路板自动化组装系统中需求的种类不一致时，调整模块将此元器件进行剔除，

当电路板识别单元识别出的平面二维图形与电路板的外形参数进行对比，对比重合度低于标准重合范围时，调整模块将此电路板进行剔除。

9.根据权利要求1所述的一种电路板自动化组装工艺，其特征在于，还包括验证模块，所述验证模块用于验证电路板自动化组装系统组装的正确性。

10.根据权利要求1所述的一种电路板自动化组装工艺，其特征在于，标准重合范围以及像素点占比的误差范围均由控制器进行设置。

Images