專利名稱：一種用于檢測(cè)smt焊接質(zhì)量的照明光源及檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光源照明領(lǐng)域，尤其涉及一種用于檢測(cè)SMT焊接質(zhì)量的照明光源及檢 測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
表面組裝技術(shù)，也叫表面貼裝技術(shù)(Surface Mounted Technology，SMT)是電子 組裝行業(yè)里的一種工藝，其工藝構(gòu)成要素包括印刷(或點(diǎn)膠)、貼裝、固化、回流焊接、清 洗、檢測(cè)、返修；其中，檢測(cè)的作用是對(duì)組裝好的印刷電路板(Printed Circuit Board,PCB) 進(jìn)行焊接質(zhì)量和裝配質(zhì)量的檢測(cè)；檢測(cè)過程中使用的設(shè)備有放大鏡、顯微鏡、在線測(cè)試儀 (In Circuit Tester，ICT)、飛針測(cè)試儀、自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)(Automated Optical Inspection, A0I) .X-RAY檢測(cè)系統(tǒng)、功能測(cè)試儀等；在檢測(cè)的過程中需要照明光源對(duì)PCB板進(jìn)行照射，并 根據(jù)PCB板反射后對(duì)被測(cè)物進(jìn)行取樣分析，從而了解SMT焊接表面元件的焊錫質(zhì)量狀況；再 通過返修對(duì)檢測(cè)出現(xiàn)故障的PCB板進(jìn)行返工。現(xiàn)有的照明光源是采用普通的焊錫單色燈光對(duì)于不同平面上的物體進(jìn)行照射時(shí) 只有亮度區(qū)別；對(duì)于不同傾斜角度的物體反光的亮度區(qū)別不大；這樣當(dāng)通過軟件圖像取樣 分析時(shí)，難度大、分析不準(zhǔn)確；同時(shí)，即使是從多個(gè)角度不同顏色照射到PCB板上的焊錫，因 為照明光源只對(duì)某些角度的物體反射有效，且固定顏色的光源對(duì)不同顏色的被測(cè)物體不能 兼顧；經(jīng)常無法區(qū)分背景顏色與被測(cè)物體的特征，造成判定困難；因此在圖像識(shí)別應(yīng)用時(shí)， 對(duì)于不同平面或斜面采用傳統(tǒng)的多個(gè)固定顏色的燈也是無法有效識(shí)別的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種用于檢測(cè)SMT焊接質(zhì)量的照明光源，旨在解決 現(xiàn)有的照明光源采用固定顏色的光源照明，不能區(qū)分背景顏色與被測(cè)物體的特征導(dǎo)致檢測(cè) 識(shí)別困難的問題。本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種用于檢測(cè)SMT焊接質(zhì)量的照明光源，所述照明 光源包括三組燈，沿著燈架的底端向頂端分段設(shè)置；第一段設(shè)置第一組燈，第二段設(shè)置第二 組燈，第三段設(shè)置第三組燈；所述第一組燈、第二組燈以及第三組燈均包括多只LED燈，每 只LED燈分別包括紅色LED、綠色LED以及藍(lán)色LED ；根據(jù)被測(cè)物的角度以及傾斜度由計(jì)算 機(jī)控制所述每只LED燈的發(fā)光顏色；并根據(jù)所述被測(cè)物反射后被圖像獲取模塊取樣分析的 結(jié)果檢測(cè)SMT焊接質(zhì)量的狀況。本發(fā)明實(shí)施例的另一目的在于提供一種用于檢測(cè)SMT焊接質(zhì)量的檢測(cè)系統(tǒng)，所述 檢測(cè)系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)，通過計(jì)算機(jī)輸出10控制接口與所述計(jì)算機(jī)連接的用于給被測(cè)物照 明的照明光源以及用于獲取被測(cè)物反射后的圖像并對(duì)其進(jìn)行分析處理的圖像獲取模塊；所 述照明光源為上述照明光源。本發(fā)明實(shí)施例提供的照明光源在沿著燈架的底端向頂端分段設(shè)置三組燈，每組燈 均包括多只LED燈，每只LED燈分別包括紅色LED、綠色LED以及藍(lán)色LED ；由計(jì)算機(jī)控制每只LED燈的發(fā)光顏色并根據(jù)被測(cè)物反射后被圖像獲取模塊取樣分析的結(jié)果檢測(cè)SMT焊接質(zhì) 量的狀況；這樣通過不同的發(fā)光組可以很容易的區(qū)分背景顏色與被測(cè)物體的圖像特征，從 而使得不同角度或者不同傾斜度的被測(cè)物體的特征容易被識(shí)別。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于檢測(cè)SMT焊接質(zhì)量的檢測(cè)系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu) 圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于檢測(cè)SMT焊接質(zhì)量的照明光源中每只LED燈 的電路圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于檢測(cè)SMT焊接質(zhì)量的照明光源的裝配圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明實(shí)施例提供的照明光源在沿著燈架的底端向頂端分段設(shè)置三組燈，每組燈 均包括多只LED燈，每只LED燈分別包括紅色LED、綠色LED以及藍(lán)色LED ；由計(jì)算機(jī)控制每 只LED燈的發(fā)光顏色并根據(jù)被測(cè)物反射后被圖像獲取模塊取樣分析的結(jié)果檢測(cè)SMT焊接質(zhì) 量的狀況；這樣通過不同的發(fā)光組可以很容易的區(qū)分背景顏色與被測(cè)物體的圖像特征，從 而使得不同角度或者不同傾斜度的被測(cè)物體的特征容易被識(shí)別。本發(fā)明實(shí)施例提供的照明光源主要是用于給檢測(cè)SMT焊接質(zhì)量進(jìn)行照明；一種用 于檢測(cè)SMT焊接質(zhì)量的檢測(cè)系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)如圖1所示，為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明 實(shí)施例相關(guān)的部分，詳述如下。檢測(cè)系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)1、照明光源2以及圖像獲取模塊3 ；其中，照明光源2通過計(jì) 算機(jī)輸出10控制接口與計(jì)算機(jī)1連接，用于給被測(cè)物3照明；圖像獲取模塊3用于獲取被 測(cè)物3反射后的圖像并對(duì)其進(jìn)行分析處理。在本發(fā)明實(shí)施例中，照明光源2包括三組燈，沿著燈架的底端向頂端分段設(shè)置；第 一段設(shè)置第一組燈，第二段設(shè)置第二組燈，第三段設(shè)置第三組燈；其中，第一組燈、第二組燈 以及第三組燈均包括多只LED燈，每只LED燈均包括紅色LED、綠色LED以及藍(lán)色LED ；根據(jù) 被測(cè)物的角度以及傾斜度由計(jì)算機(jī)控制每只LED燈的發(fā)光顏色；并根據(jù)被測(cè)物3反射后被 圖像獲取模塊4取樣分析的結(jié)果檢測(cè)SMT焊接質(zhì)量的狀況。作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，通過計(jì)算機(jī)可以控制每只LED燈中的紅色LED、綠色 LED以及藍(lán)色LED全部點(diǎn)亮，也可以控制每只LED燈中的紅色LED、綠色LED以及藍(lán)色LED部 分點(diǎn)亮，還可以使之按照某一設(shè)定的頻率閃爍點(diǎn)亮。其中，紅色LED、綠色LED以及藍(lán)色LED 可以成一字型排列，也可以分別放置于正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)處，然后封裝成一只LED燈。在本發(fā)明實(shí)施例中，第一組燈為低角度燈，低角度燈與水平面的夾角大于60°且 小于90° ；第二組燈為中間燈，中間燈與水平面的夾角大于25°且小于60° ；第三組燈為 頂燈，頂燈與水平面的夾角小于25°。作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，圖2示出了每只LED燈的電路圖；為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分，詳述如下。每只低角度燈251包括紅色LEDR1，綠色LEDG1，藍(lán)色LEDB1 ；其中，紅色LEDR1的 陰極接地，紅色LEDR1的陽(yáng)極連接至第一晶體管Q11的發(fā)射極，第一晶體管Q11的集電極連 接電源VCC1，第一晶體管Q11的控制端連接至計(jì)算機(jī)輸出10控制接口 100 ；綠色LEDG1的 陰極接地，綠色LEDG1的陽(yáng)極連接至第二晶體管Q12的發(fā)射極，第二晶體管Q12的集電極連 接電源VCC1，第二晶體管Q12的控制端連接至計(jì)算機(jī)輸出10控制接口 100 ；藍(lán)色LEDB1的 陰極接地，藍(lán)色LEDB1的陽(yáng)極連接至第三晶體管Q13的發(fā)射極，第三晶體管Q13的集電極 連接電源VCC1，第三晶體管Q13的控制端連接至計(jì)算機(jī)輸出10控制接口 100。其中，電源 VCC1為24v恒流源；該恒流源采用多芯線，該多芯線分別與紅色LEDR1、綠色LEDG1以及藍(lán) 色LEDB1連接，分別控制紅色LEDR1、綠色LEDG1以及藍(lán)色LEDB1發(fā)光。每只中間燈221包括紅色LEDR2，綠色LEDG2，藍(lán)色LEDB2 ；其中，紅色LEDR2的陰 極接地，紅色LEDR2的陽(yáng)極連接至第一晶體管Q21的發(fā)射極，第一晶體管Q21的集電極連接 電源VCC2，第一晶體管Q21的控制端連接至計(jì)算機(jī)輸出10控制接口 100 ；綠色LEDG2的陰 極接地，綠色LEDG2的陽(yáng)極連接至第二晶體管Q22的發(fā)射極，第二晶體管Q22的集電極連接 電源VCC2，第二晶體管Q22的控制端連接至計(jì)算機(jī)輸出10控制接口 100 ；藍(lán)色LEDB2的陰 極接地，藍(lán)色LEDB2的陽(yáng)極連接至第三晶體管Q23的發(fā)射極，第三晶體管Q23的集電極連接 電源VCC2，第三晶體管Q23的控制端連接至計(jì)算機(jī)輸出10控制接口 100。其中，電源VCC2 也為24v恒流源；該恒流源采用多芯線，該多芯線分別與紅色LEDR2、綠色LEDG2以及藍(lán)色 LEDB2連接，分別控制紅色LEDR2、綠色LEDG2以及藍(lán)色LEDB2發(fā)光。每只頂燈211包括紅色LEDR3，綠色LEDG3，藍(lán)色LEDB3 ；其中，紅色LEDR3的陰極 接地，紅色LEDR3的陽(yáng)極連接至第一晶體管Q31的發(fā)射極，第一晶體管Q31的集電極連接電 源VCC3，第一晶體管Q31的控制端連接至計(jì)算機(jī)輸出10控制接口 100 ；綠色LEDG3的陰極 接地，綠色LEDG3的陽(yáng)極連接至第二晶體管Q32的發(fā)射極，第二晶體管Q32的集電極連接電 源VCC3，第二晶體管Q32的控制端連接至計(jì)算機(jī)輸出10控制接口 100 ；藍(lán)色LEDB3的陰極 接地，藍(lán)色LEDB3的陽(yáng)極連接至第三晶體管Q33的發(fā)射極，第三晶體管Q33的集電極連接電 源VCC3，第三晶體管Q33的控制端連接至計(jì)算機(jī)輸出10控制接口 100。其中，電源VCC3也 為24v恒流源；同時(shí)，該恒流源采用多芯線，該多芯線分別與紅色LEDR3、綠色LEDG3以及藍(lán) 色LEDB3連接，分別控制紅色LEDR3、綠色LEDG3以及藍(lán)色LEDB3發(fā)光。圖3示出了該照明光源的裝配圖；其中，21為頂燈燈架、22為中間燈燈架、23為照 明光源的整體外殼、24為燈架保持環(huán)、25為低角度燈燈架、26為燈架托環(huán)、27為燈光焦平 面、28所代表的區(qū)域?yàn)閳D像獲取有效視野范圍；第一組燈安裝于低角度燈燈架25上，第二 組燈安裝于中間燈燈架22上，第三組燈安裝于頂燈燈架21上；被測(cè)物3放置于燈光焦平面 27上，每組燈均包括多只LED燈，每只LED燈均包括紅色LED、綠色LED以及藍(lán)色LED ；根據(jù) 被測(cè)物3的角度以及傾斜度由計(jì)算機(jī)1控制每只LED燈的發(fā)光顏色；再根據(jù)被測(cè)物3垂直 反射后通過圖像獲取有效視野范圍28被圖像獲取模塊4取樣分析的結(jié)果檢測(cè)SMT焊接質(zhì) 量的狀況。在本發(fā)明實(shí)施例中，第一組燈(低角度燈)包括800多只LED燈，均勻分布于低角 度燈燈架25上；第二組燈(中間燈)包括600多只LED燈，均勻分布于中間燈燈架22上； 第三組燈(頂燈)包括400多只LED燈，均勻分布于頂燈燈架21上；為了使發(fā)光均勻，每只LED燈的位置分布孔需要先在數(shù)控分度盤上精密確定好位置后，再把每個(gè)參數(shù)相同的LED 燈焊接到固定支架上，然后總體裝配。作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，每只LED燈均為平頭LED 燈，每個(gè)平頭LED燈的100mm照射角度大于10°且小于25°。作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，照明光源的整體外殼23采用厚度大于1.5mm的鋁合 金。為了均勻控制每只LED燈的位置，鋁合金外殼也需要在數(shù)控分度盤上預(yù)先設(shè)定加工后 再裝配。在本發(fā)明實(shí)施例中，該照明光源可以是圓錐型，也可以是四楞錐型。每只LED燈都 可以單獨(dú)發(fā)射紅、綠、藍(lán)三種基色或者由三種基色組合成其他不同的顏色，從穹頂位置、從 不同的角度照射被測(cè)物3。例如當(dāng)頂燈發(fā)射紅光而被測(cè)物3的背景也是紅色時(shí)，要區(qū)分一 個(gè)紅色背景下的一個(gè)棕色的物體很困難，這時(shí)如果將頂燈發(fā)射的紅光變成綠光，那么紅色 背景不反光或反光比較弱、亮度很暗；而棕色物體對(duì)綠光的反射就被凸顯出來，變得容易測(cè) 試。由于實(shí)際應(yīng)用中生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)被測(cè)物3的顏色是不固定的，可以通過計(jì)算機(jī)1控制每只LED 燈的發(fā)光顏色，通過采用不同顏色的燈光進(jìn)行照射來有效識(shí)別被測(cè)物3的特征。作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，計(jì)算機(jī)1可以控制頂燈發(fā)射紅光、中間燈發(fā)射綠光、低 角度燈發(fā)射藍(lán)光；還可以控制頂燈發(fā)射綠光、中間燈發(fā)射紅光、低角度燈發(fā)射藍(lán)光；也可以 控制所有燈都同時(shí)變亮產(chǎn)生白光；這就需要根據(jù)被測(cè)物3的角度和傾斜度不同以及背景光 不同視情況而定；當(dāng)被測(cè)物3在不同背景顏色時(shí)，設(shè)置頂燈發(fā)射的光的顏色與被測(cè)物3反 色，系統(tǒng)就自動(dòng)保存相對(duì)應(yīng)的設(shè)定，有效避免了采用固定單色光把有用信息被淹沒在背景 中的困擾。本發(fā)明實(shí)施例提供的照明光源在沿著燈架的底端向頂端分段設(shè)置三組燈，每組燈 均包括多只LED燈，每只LED燈分別包括紅色LED、綠色LED以及藍(lán)色LED ；由計(jì)算機(jī)控制每 只LED燈的發(fā)光顏色并根據(jù)被測(cè)物反射后被圖像獲取模塊取樣分析的結(jié)果檢測(cè)SMT焊接質(zhì) 量的狀況；這樣通過不同的發(fā)光組可以很容易的區(qū)分背景顏色與被測(cè)物體的圖像特征，從 而使得不同角度或者不同傾斜度的被測(cè)物體的特征容易被識(shí)別。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種用于檢測(cè)SMT焊接質(zhì)量的照明光源，其特征在于，所述照明光源包括三組燈，沿著燈架的底端向頂端分段設(shè)置；第一段設(shè)置第一組燈，第二段設(shè)置第二組燈，第三段設(shè)置第三組燈；所述第一組燈、第二組燈以及第三組燈均包括多只LED燈，每只LED燈分別包括紅色LED、綠色LED以及藍(lán)色LED；根據(jù)被測(cè)物的角度以及傾斜度由計(jì)算機(jī)控制所述每只LED燈的發(fā)光顏色；并根據(jù)所述被測(cè)物反射后被圖像獲取模塊取樣分析的結(jié)果檢測(cè)SMT焊接質(zhì)量的狀況。
2.如權(quán)利要求1所述的照明光源，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)控制所述每只LED燈中的紅 色LED、綠色LED以及藍(lán)色LED全部點(diǎn)亮或部分點(diǎn)亮或按照某一頻率閃爍點(diǎn)亮。
3.如權(quán)利要求1所述的照明光源，其特征在于，所述紅色LED的陰極接地，所述紅色 LED的陽(yáng)極連接至第一晶體管的發(fā)射極，第一晶體管的集電極連接電源，第一晶體管的控 制端連接至計(jì)算機(jī)輸出IO控制接口 ；所述綠色LED的陰極接地，所述綠色LED的陽(yáng)極連接 至第二晶體管的發(fā)射極，第二晶體管的集電極連接電源，第二晶體管的控制端連接至計(jì)算 機(jī)輸出IO控制接口 ；所述藍(lán)色LED的陰極接地，所述藍(lán)色LED的陽(yáng)極連接至第三晶體管的發(fā)射極，第三晶體管的集電極連接電源，第三晶體管的控制端連接至計(jì)算機(jī)輸出IO控制接□。
4.如權(quán)利要求3所述的照明光源，其特征在于，所述電源為24v恒流源。
5.如權(quán)利要求4所述的照明光源，其特征在于，所述恒流源采用多芯線，所述多芯線分 別與所述紅色LED、綠色LED以及藍(lán)色LED連接，分別控制所述紅色LED、綠色LED以及藍(lán)色 LED發(fā)光。
6.如權(quán)利要求1所述的照明光源，其特征在于，所述第一組燈與水平面的夾角大于 60°且小于90° ；所述第二組燈與水平面的夾角大于25°且小于60° ；所述第三組燈與水 平面的夾角小于25°。
7.如權(quán)利要求1所述的照明光源，其特征在于，所述每只LED燈中的所述紅色LED、綠 色LED以及藍(lán)色LED成一字型排列或分別放置于正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)處。
8.如權(quán)利要求1所述的照明光源，其特征在于，所述每只LED燈均為平頭LED燈，每個(gè) 平頭LED燈的IOOmm照射角度大于10°且小于25°。
9.如權(quán)利要求1所述的照明光源，其特征在于，所述照明光源進(jìn)一步包括固定于所述 燈架上的外殼，所述燈架為圓錐型或四楞錐型。
10.一種用于檢測(cè)SMT焊接質(zhì)量的檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測(cè)系統(tǒng)包括 計(jì)算機(jī)；通過計(jì)算機(jī)輸出IO控制接口與所述計(jì)算機(jī)連接的用于給被測(cè)物照明的照明光源；所 述照明光源為權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的照明光源；以及用于獲取被測(cè)物反射后的圖像并對(duì)其進(jìn)行分析處理的圖像獲取模塊。
全文摘要
本發(fā)明適用于光源照明領(lǐng)域，提供了一種用于檢測(cè)SMT焊接質(zhì)量的照明光源及檢測(cè)系統(tǒng)；照明光源包括三組燈，沿著燈架的底端向頂端分段設(shè)置；第一段設(shè)置第一組燈，第二段設(shè)置第二組燈，第三段設(shè)置第三組燈；所述第一組燈、第二組燈以及第三組燈均包括多只LED燈，每只LED燈分別包括紅色LED、綠色LED以及藍(lán)色LED；根據(jù)被測(cè)物的角度以及傾斜度由計(jì)算機(jī)控制每只LED燈的發(fā)光顏色；并根據(jù)被測(cè)物反射后被圖像獲取模塊取樣分析的結(jié)果檢測(cè)SMT焊接質(zhì)量的狀況。本發(fā)明提供的照明光源通過不同的發(fā)光組可以很容易的區(qū)分背景顏色與被測(cè)物的圖像特征，從而使得不同角度或者不同傾斜度的被測(cè)物體的特征容易被識(shí)別。
文檔編號(hào)G01N21/95GK101839868SQ20091010595
公開日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2009年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月10日
發(fā)明者張衛(wèi)華, 鄒英 申請(qǐng)人:深圳市運(yùn)英軟件開發(fā)有限公司