CN116858092A - 检测视觉***偏差的方法及电路板加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种检测视觉***偏差的方法，包括：获取定位孔的第一参数，基于第一参数获取电路板涨缩后的第二参数；基于第一参数，控制主轴加工电路板上的定位孔，控制视觉***获取定位孔的第三参数；基于第二参数和第三参数获得定位孔的第一偏差，第一偏差包括视觉***相对于主轴的偏差。本发明还提供了一种电路板加工设备。这种检测方法提高了检测的准确性，提高了电路板加工设备的加工精度和加工效率。

Description

检测视觉***偏差的方法及电路板加工设备

技术领域

本发明涉及电路板加工设备技术领域，更准确地说，本发明涉及一种检测视觉***偏差的方法及电路板加工设备。

背景技术

随着5G网络万物互联的兴起，电子产品趋向于小型化、轻量化，PCB的线路布局也越来越趋向于精密化，使得对PCB线路精度把控更加严格，导致对于PCB生产过程中产生的偏差管控更加严格，因此对于钻孔精度以及背钻精度提出了更加严格的标准。

在电路板行业，部分电路板具有高密度、高精度、小型化、薄型化等特点，对钻孔精度提出了更高的要求，钻孔精度变差导致电路板报废，导致加工成本增加。如何提高精度、减小偏差，是急需要解决的一个技术问题。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供了一种检测视觉***偏差的方法以及一种电路板加工设备。

本发明的第一方面提供了一种检测视觉***偏差的方法：获取定位孔的第一参数，基于所述第一参数获取电路板涨缩后的第二参数；基于所述第一参数，控制主轴加工所述电路板上的所述定位孔，控制视觉***获取所述定位孔的第三参数；基于所述第二参数和所述第三参数获得所述定位孔的第一偏差，所述第一偏差包括所述视觉***相对于所述主轴的偏差。

在本发明的一个实施例中，通过比较第二参数和第三参数的差值，获得所述第一偏差。

在本发明的一个实施例中，第一参数与第二参数之间为信息转换关系，所述信息转换关系为线性关系或比例关系。

在本发明的一个实施例中，若所述第一偏差小于第一阈值，控制所述主轴加工所述电路板；若所述第一偏差大于或等于第一阈值，调节所述视觉***的位置。

在本发明的一个实施例中，在调节所述视觉***的位置后，重复执行所述的检测视觉***偏差的方法；所述调节所述视觉***的位置包括自动补偿。

在本发明的一个实施例中，在获取定位孔的第一参数之前，还包括如下的至少一种步骤：校正所述视觉***相对于所述主轴的的位置；调节视觉***的焦距，以使焦平面与所述电路板上表面重合；校正所述主轴的位置，以使所述主轴的位置偏差在预设范围内。

在本发明的一个实施例中，所述第一偏差包括：第一方向和第二方向上视觉***相对于所述主轴的偏差、第三方向上视觉***相对于所述主轴的偏差；所述第一方向、第二方向、第三方向彼此垂直。

在本发明的一个实施例中，所述定位孔的第一参数、第二参数和第三参数包括如下的至少一种：位置坐标，孔深，孔径。

在本发明的一个实施例中，每两次检测视觉***偏差间隔预定的周期，所述周期包括时间、孔数、批次。

本发明的第二方面提供了一种电路板加工设备，包括：至少一个主轴组件，所述主轴组件包括主轴和视觉***；控制***，所述控制***控制所述主轴加工涨缩电路板上的定位孔，以获得所述主轴和所述视觉***的第一偏差，当所述第一偏差小于预设第一阈值时，控制所述主轴加工所述电路板；当所述第一偏差大于或等于第一阈值时，调节所述视觉***的位置。

在本发明的一个实施例中，所述电路板加工设备包括多个主轴组件，至少两个主轴组件同时执行检测视觉***偏差的方法。

本发明的一种检测视觉***偏差的方法。的有益效果在于：(1)可以自动对视觉***周期性检测，确保视觉***与主轴的相对位置准确；从而提高加工精度；(2)可以多轴同时检测校准；(3)检验相机抓光学定位孔准确性以及视觉***计算涨缩的功能；(4)不停机检验，不需要人工操作，及时发现异常，提高设备稳定性，节约时间，提高电路板加工设备的稼动率，提高车间的生产效率。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明一实施例提供的电路板加工设备部分结构示意图；

图2是本发明一实施例提供的电路板加工设备的工作台承载的电路板的部分结构示意图；

图3是本发明一实施例提供的检测视觉***偏差的方法的流程图；

图1至图2中各组件名称和附图标记之间的一一对应关系如下：

10、主轴组件；20、工作台；30、电路板；11、主轴；12、视觉***；13、底板；110、刀具；31、定位孔；32、子电路板；33、涨缩后的电路板；34、涨缩后的定位孔。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述。

在本文中，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等仅用于表示相关部分之间的相对位置关系，而非限定这些相关部分的绝对位置。

在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示重要程度及顺序、以及互为存在的前提等。

在本文中，“相等”、“相同”等并非严格的数学和/或几何学意义上的限制，还包含本领域技术人员可以理解的且制造或使用等允许的误差。

电路板加工设备，包括底座、横梁、主轴组件、工作台等，工作台设置于底座上且沿第二方向运动，横梁架设于工作台上方，至少一个主轴组件滑接于横梁上沿第一方向运动；每个主轴组件底端夹持一个刀具，刀具沿第三方向运动，以加工工作台上承载的电路板；第一方向、第二方向、第三方向相互垂直。在本发明的上下文实施例中，电路板加工设备可以实现为钻孔设备、成型设备、锣机设备、钻锣一体设备等，在此不做限制。

在电路板加工设备中，工作台是承载电路板的，电路板有多种规格，例如：面积不同、厚度不同、软硬不同、加工参数不同等等，这些电路板都是被固定在工作台上，工作台上固定这些不同规格的电路板有不同的形式，例如，使用电木板、气夹组件或者真空吸附固定电路板于工作台上。在电路板加工设备中，工作台上至少有一个加工区域，每个加工区域放置一个电路板，每个主轴组件对应于一个加工区域的一个电路板，以加工该电路板。

如图1所示，每个电路板30包含多个子电路板，在整个电路板30上，多个子电路板是复制排版的。主轴组件10包括主轴11，主轴11夹持刀具110与工作台20上承载的电路板30是相对运动的，主轴组件10沿与横梁平行的第一方向运动，工作台20承载电路板30位于主轴10下方，沿垂直于第一方向的第二方向运动，以保证刀具110和电路板30在一个平面内的XY方向相对运动，达到加工多个子电路板目的。

如图1所示，工作台20承载电路板30，电路板30是通过电木板、气夹组件、真空吸附等方式固定在工作台20上的。不论哪种固定方式，电路板30都会存在细微的平移或旋转，这种电路板30在工作台20上的位置差异就是电路板30的实际位置与理论位置之间的偏差。这种偏差会影响主轴组件10的钻孔精度。

另外，电路板30是一种层叠的复合板，也就是电路板包括基材层和板材层，基材层为一体化形成的全平面无孔结构，板材层为需要钻孔、成型的加工层。在加工过程中，基材层临近工作台20，板材层临近刀具110。在电路板加工设备所处的生产车间，受温度、湿度、环境等多种因素变化的影响，电路板或多或少的存在热胀冷缩，这种涨缩引起了电路板上各加工点位的位置差异，这种位置差异就是加工点位的实际位置与理论位置之间的偏差。这种偏差也会影响主轴组件10的加工精度。

为了减小电路板30的偏差对加工精度的影响，电路板加工设备的主轴组件10包括视觉***12，视觉***12包括相机、镜头和光源，镜头和光源安装于相机上。如图1所示，视觉***12与主轴11固定安装于底板13上，底板13滑接于横梁上，带动视觉***12与主轴11沿第二方向运动。

主轴11在光学标准板上加工一定数量的阵列定位孔31，视觉***12通过相机获取定位孔31坐标，该定位孔31坐标为实际坐标，再将定位孔31的实际坐标与理论坐标对比，获得定位孔31的偏差，将该偏差反向补偿到定位孔31的理论坐标中，多次验证和补偿，可以有效减小定位孔31实际坐标与理论坐标的差异，以至于两者无限接近，直至满足误差范围的要求。可以有效提高主轴组件10的加工精度。

在上述定位孔的校正和补偿过程中，主轴11加工坐标与相机获取的定位孔31坐标不是同一个坐标。然而，视觉***12和主轴11在第一方向和第二方向上具有固定间距，通过该固定间距可以将相机获取的定位孔31实际坐标换算成主轴11的刀具110的实际坐标。但是主轴组件10是高速运动的，视觉***12和主轴11之间的固定间距会产生变化，这种变化受装配、调试、维修、老化、振动等多种因素的影响。固定间距的变化会导致实际间距与理论间距之间的偏差，这种偏差对视觉***12检测定位孔31坐标是非常不利，引起视觉***12检测定位孔31坐标不准确，进入影响这个主轴组件10的加工精度。

为解决视觉***12与主轴11之间的固定间距偏差，可采用光学标准板测量并校准偏差。具体过程如下：控制主轴11加工一个光学基准孔，再控制视觉***12移动到光学基准孔的位置，测量并记录改移动距离，该移动距离即为视觉***12与主轴11之间的实际间距，将实际间距与理论间距相比较，得到视觉***12与主轴11之间的偏差，将该偏差反向补偿到视觉***12的理论坐标中，多次验证和补偿，可有效减小视觉***12的误差，直至满足误差范围的要求。

上述校准定位孔和基准孔的方法都需要光学标准板，并且是单独的程序来控制这一校准过程，不仅低效耗时、人为操作误差大、且不利于出厂调试和售后维护。同时，上述校准方法会受到一些外界因素会的影响：定位孔、基准孔的的平滑度，镜头的成像，光源的色差，相机的景深误差都会对视觉***定位补偿精度产生一定的影响，对后续加工的涨缩的电路板会产生一定的偏移，易报废板材。这种校正方法缺少对准确性的验证。

本发明提供一种电路板加工设备，包括：至少一个主轴组件，所述主轴组件包括主轴和视觉***；控制***，所述控制***控制所述主轴加工涨缩电路板上的定位孔，以获得所述主轴和所述视觉***的第一偏差，当所述第一偏差小于预设第一阈值时，控制所述主轴加工所述电路板；当所述第一偏差大于或等于第一阈值时，调节所述视觉***的位置。

应用于电路板加工设备的一种检测视觉***偏差的方法，包括：

获取定位孔的第一参数，基于所述第一参数获取电路板涨缩后的第二参数；基于所述第一参数，控制主轴加工所述电路板上的所述定位孔，控制视觉***获取所述定位孔的第三参数；基于所述第二参数和所述第三参数获得所述定位孔的第一偏差，所述第一偏差包括所述视觉***相对于所述主轴的偏差。

这种检测视觉***偏差的方法及电路板加工设备，有如下技术效果：(1)可以自动对视觉***周期性检测，确保视觉***与主轴的相对位置准确；从而提高加工精度；(2)可以多轴同时检测校准；(3)检验相机抓光学定位孔准确性以及视觉***计算涨缩的功能；(4)不停机检验，不需要人工操作，及时发现异常，提高设备稳定性，节约时间，提高电路板加工设备的稼动率，提高车间的生产效率。

如图1所示，电路板加工设备包括：主轴组件10和工作台20；工作台20上承载电路板30；主轴组件10包括共底板13的主轴11和视觉***12；主轴11夹持刀具110以加工工作台20上的电路板30；电路板30包含多个复制排版的子电路板32。在多个子电路板32区域的***区域至少一个定位孔31，定位孔31位于多个子电路板32的***，定位孔31位于电路板30的四周边区域，其它一些实施例中，定位孔31位于子电路板32的四周边区域。

定位孔31有预定的理论第一参数，这个理论第一参数是可编辑的，技术人员在控制***的应用程序中编辑该第一参数，用于确定定位孔31的位置、孔深、孔径等物理参数信息。

同时，电路板受环境等多种因素的影响存在涨缩，这种涨缩是实时变动的，通过涨缩测定方法获得。如图2所示，电路板30涨缩后形成电路板33，电路板上的定位孔31的参数也跟随涨缩而变化，图2示意了坐标位置的变化，定位孔31在电路板涨缩后形成的涨缩后定位孔34。在电路板30上，定位孔31的实际参数和理论参数存在差异，实际参数可通过主轴组件10上的视觉***12获取，理论参数是通过应用程序中预先设定的。测定电路板30四角的多个定位孔31的实际参数与理论参数之间的差异，通过平均法获取实际参数和理论参数之间的信息转换关系，这种信息转换关系是比例关系或者线性关系；从而获得整个电路板30的涨缩参数，这种涨缩参数是根据车间环境测定某一个电路板而得出的。因此这种涨缩参数是理论参数，电路板上每一个定位孔和待加工孔都适用这个涨缩参数，同时是电路板30的理论第二参数。对于定位孔31，通过获取电路板30的涨缩参数，也就是理论第二参数，即可获得定位孔31的理论第二涨缩参数。定位孔31的这种第二参数是基于第一参数获得的，在第一参数的基础上，扩大或缩小一定的涨缩比例，即可获得第二参数。具体的，若第一参数为A，涨缩比例为m，则第二参数即为m与A的乘积。

控制***获取定位孔31的理论第一参数，基于理论第一参数，获取电路板涨缩后的第二参数，所述第二参数为第一参数扩大或缩小一定的涨缩比例后得到的第二参数，仍然是定位孔31的理论参数，且这种理论参数是定位孔31的位置、孔深、孔径等物理参数信息。

为获取定位孔31的实际参数，基于所述第一参数，控制主轴加工所述电路板上的定位孔31，控制视觉***获取所述定位孔的第三参数。任何理论参数都会存在偏差，为获取定位孔31的实际参数，需要实际加工一个定位孔31，并测量该定位孔的实际参数，以期望获得该定位孔31的实际参数。因此，控制***调取应用程序中的定位孔31的理论第一参数，基于该理论参数，控制主轴11在电路板30上加工一个定位孔31，该电路板30同样是涨缩电路板，加工完成后，继续控制主轴11沿第一方向移动，直到视觉***12与定位孔31对齐，通过视觉***12测量得出定位孔31的实际参数，该参数即为定位孔31的实际第三参数，且是基于第一参数、通过主轴11加工涨缩电路板、视觉***12的测量获得，也是定位孔31的实际位置、孔深、孔径等物理参数信息。

控制***在获取定位孔31的理论第二参数和实际第三参数后，通过第二参数和第三参数获得第一偏差，所述第一偏差包含视觉***12相对于主轴11的偏差。视觉***12与主轴11之间有固定间距，这个固定间距的实际参数与理论参数的差异即为视觉***12相对于主轴11的偏差。

在控制***在获取定位孔31的理论第二参数过程中，首先是定位孔31相对于主轴11的理论参数，再通过主轴11与视觉***12的理论固定间距的偏差，获得定位孔31相对于视觉***12的理论第二参数，这样就基于第一参数获得了第二参数，且第二参数是通过在涨缩电路上经过理论涨缩处理，以及通过主轴11和视觉***12之间固定间距的转换而获得的第二理论参数。

在控制***在获取定位孔31的实际第三参数过程中，首先是实际加工电路板涨缩后的定位孔31，获得定位孔31的实际参数；其次是通过视觉***12识别定位孔31，最后是测量主轴组件10沿第一方向移动的间距，且这个间距是主轴11和视觉***12的实际间距。在此过程中，为获得定位31的实际参数，且视觉***12是带相机的，所以视觉***通过反馈和校准***在获得定位孔31的实际参数后，控制***控制主轴组件10的光栅尺测量主轴组件10在第一方向移动的实际间距，该实际间距即为主轴11和视觉***12的实际间距。因此，第三实际参数是通过实际加工定位孔31、实际涨缩电路板的涨缩处理、以及通过主轴11和视觉***12之间实际间距的转换而获得的第三实际参数。

控制***包括比较单元，比较单元比较第二参数和第三参数的差值，获得第一偏差，第一偏差包括：(1)主轴11和视觉***12之间的理论固定间距与实际固定间距之间的差异，即为视觉***12相对于主轴11的偏差；(2)定位孔31实际参数与理论参数之间的差异；(3)实际涨缩参数与理论涨缩参数之间的差异。相对于主轴11和视觉***12之间的物理结构上的偏差，定位孔31、涨缩参数的实际参数和理论参数之间的差异非常微小，可以忽略不计。具体地，当第一偏差为1.0051mm时，只有0.0051是定位孔31、涨缩参数的实际参数和理论参数之间的差异引起的，而1mm是主轴11和视觉***12之间的物理结构上的偏差引起的。因此，对于这种千分之几的差异可以忽略不计，主要校准和补偿主轴11和视觉***12之间的物理结构上的偏差。综上，习惯性地，将第二理论参数和第三实际参数获得的第一偏差，统称为视觉***12相对于主轴11的偏差。

获得第一偏差后，控制***比较第一偏差与第一阈值；若第一偏差小于第一阈值，控制主轴11加工所述电路板30；若第一偏差大于或等于第一阈值，调节所述视觉***的位置。第一偏差主要是因主轴11和视觉***12之间实际的固定间距与理论固定间距引起的，这个偏差对电路板加工设备的主轴加工精度非常不利，影响该主轴组件的加工精度，单主轴加工精度异常，从而导致电路板报废。因此，需要设置第一偏差的阈值，这个第一阈值是根据车间的环境条件、电路板规定的加工参数、以及电路板加工设备的加工精度范围等参数综合考量评估的。第一阈值是技术人员通过电路板加工设备的应用程序写入的，可实时编辑。当技术人员设定第一阈值后，控制***通过获取的第一偏差与第一阈值比较，若第一偏差小于第一阈值，说明第一偏差在可控或者可接受的范围内，不影响加工工艺的精度，控制主轴11继续加工电路板30；当第一偏差大于或等于第一阈值，说明第一偏差已经超过了预期范围，影响整机加工工艺参数和精度，需要调节视觉***12的位置。调节视觉***与主轴的相对于位置，包括如下方法：一是调节视觉***与主轴的物理结构，包括拆卸重装、维修、更换备件等；二是自动补偿视觉***与主轴之间的相对位置，这种自动补偿是通过技术人员在电路板加工设备的应用程序中输入相应的参数，来减小第一偏差，以满足加工条件。

基于调节视觉***12的位置后，重复执行检测视觉***偏差的方法。调节视觉***12与主轴11的相对位置后，为检验这种调节方法是否满足第一阈值的要求，需要重新检测视觉***的偏差，直到第一偏差满足第一阈值的加工范围要求。具体方法如下：获取定位孔的第一参数，基于所述第一参数获取电路板涨缩后的第二参数；基于所述第一参数，控制主轴加工所述电路板上的所述定位孔，控制视觉***获取所述定位孔的第三参数；基于所述第二参数和所述第三参数获得所述定位孔的第一偏差，所述第一偏差包括所述视觉***相对于所述主轴的偏差。

在本发明的上下实施例中，在获取定位孔31的第一参数之前，还包括如下的至少一种步骤：(1)校正所述视觉***相对于所述主轴的的位置；(2)调节视觉***的焦距，以使焦平面与所述电路板上表面重合；(3)校正所述主轴的位置，以使所述主轴的位置偏差在预设范围内。

在检测视觉***偏差的方法中，为实现精确的检测，而不受其它干扰因素的影响，在获取定位31的第一参数之前，需要校正视觉***12相对于所述主轴11的位置，使用光学标准板校正，具体方法如下：主轴11在光学标准板上加工一定数量的阵列定位孔31，视觉***12通过相机获取定位孔31坐标，该定位孔31坐标为实际坐标，再将定位孔31的实际坐标与理论坐标对比，获得定位孔31的偏差，将该偏差反向补偿到定位孔31的理论坐标中，多次验证和补偿，可以有效减小定位孔31实际坐标与理论坐标的差异，以至于两者无限接近，直至满足误差范围的要求。可以有效提高主轴组件10的加工精度。

在检测视觉***偏差的方法中，为实现精确的检测，而不受其它干扰因素的影响，在获取定位孔31的第一参数之前，需要调节视觉***的焦距。视觉***12包括相机，相机有焦距，当焦平面与物平面重合时，才能达到最理想的聚焦检测效果。因此，为提高视觉***12检测定位孔12的准确性，在检测视觉***偏差之前，需要调节视觉***的焦平面。具体方法如下：根据工作台上电路板的厚度以及整体的高度，调节相机焦距，以使相机焦平面与电路板上表面重合。这样焦平面和物平面重合，保证相机获取准确的物像，更加精确地检测定位孔31的第三实际参数。

在检测视觉***偏差的方法中，为实现精确的检测，而不受其它干扰因素的影响，在获取定位31的第一参数之前，校正所述主轴的位置，以使所述主轴的位置偏差在预设范围内。主轴11包括夹持的刀具110，刀具110实际加工的位置与理论加工的位置存在差异，这种差异需要校正和补偿。具体方法如下：控制主轴11在光学标准板上加工多个定位孔，多个定位孔的实际位置与理论位置之间的差异呈现正态分布，取其标准值，补偿到主轴11的理论位置中去，多次校正和补偿，直到主轴的位置满足预置的阈值范围。在获取定位31的第一参数之前校正主轴11的位置，可以更加精确地检测定位孔31的第三实际参数。

在本发明的上下实施例中，所述定位孔的第一参数、第二参数和第三参数包括如下的至少一种：位置坐标，孔深，孔径。当第一参数、第二参数和第三参数都为位置坐标时，控制***获取、比较、检测的是电路板上的定位孔31的孔中心坐标。当第一参数、第二参数和第三参数都为孔深时，控制***获取、比较、检测的是电路板上的定位孔31的深度。当第一参数、第二参数和第三参数都为孔径时，控制***获取、比较、检测的是电路板上的定位孔31的孔直径。第一参数、第二参数和第三参数不限于为位置坐标，还可以是孔深、孔径等其它物理参数信息。

本发明的上下实施中，检测视觉***偏差的方法应用于电路板加工设备，这种设备包括：至少一个主轴组件，所述主轴组件包括主轴和视觉***；控制***，所述控制***控制所述主轴加工涨缩电路板上的定位孔，以获得所述主轴和所述视觉***的第一偏差，当所述第一偏差小于预设第一阈值时，控制所述主轴加工所述电路板；当所述第一偏差大于或等于第一阈值时，调节所述视觉***的位置。

在这种电路板加工设备中，每个主轴组件都需要执行上述检测视觉***偏差的方法，且每个主轴组件的每两次检测视觉***偏差间隔预定的周期，所述周期包括时间、孔数、批次。为保证电路板加工设备的加工精度，提高设备的稳定性，及时发现和反馈异常，间隔预定的周期后，需要重复执行检测视觉***偏差的方法。这种间隔周期可以是时间参数，例如间隔4小时、8小时、12小时或者24小时等时间参数；当主轴组件间隔预定的时间后，自动执行检测视觉***偏差的方法。也是可以间隔预定的孔数，例如间隔30万孔、40万孔、50万孔、60万孔等钻孔数量；当主轴加工完预定数量的孔数量后，自动执行检测视觉***偏差的方法。也可以是间隔预定的电路板批次，例如1批次10个电路板、20个电路板、30个电路板，或者每两个批次的电路板之间执行执行检测视觉***偏差的方法，即使每个批次只有1个电路板；当主轴加工完预定批次或数量的电路板后，自动执行检测视觉***偏差的方法。

在本发明的电路板加工设备中，通常包括多个主轴组件，至少两个主轴组件同时执行检测视觉***偏差的方法。电路板加工设备可以设置2个、3个、6个、10个、12个主轴组件，每个主轴组件都有独立的视觉***和主轴，为检测主轴和视觉***的偏差，每个主轴都独立执行检测视觉***偏差的方法。然后，执行该方法需要时间，例如30秒、45秒、1分钟、2分钟等，这个时间内该主轴组件不能进行加工生产。当多个主轴各自独立执行检测视觉***偏差的方法时，若存在时间的差异，则影响上下料时间，且对加工生产的时间造成浪费。作为优选的实施例，对于6轴来说，电路板加工设备的6个主轴组件同时执行检测视觉***偏差的方法；对于2个并列的3轴来说，3个主轴组件同时执行检测视觉***偏差的方法；对于2轴或3轴来说，至少2个主轴组件或至少3个主轴组件同时执行检测视觉***偏差的方法。上述至少两个主轴组件同时执行检测视觉***偏差的方法，主要是基于上下料时间的一致性来考量，需要结合整个电路板加工设备的稼动率来计算，从而提高加工效率。

实施例一

本实施例以6轴钻孔设备为例，详细说明检测视觉***偏差的方法的应用情况。在本实施例中，第一参数、第二参数、第三参数等参数为位置坐标。

在本实施例中，如图1所示，钻孔设备包括：主轴组件10和工作台20；每个主轴组件10对应于一个独立的工作台20,工作台20上承载电路板30；主轴组件10包括共底板13的主轴11和视觉***12；主轴11夹持刀具110以加工工作台20上的电路板30；电路板30包含多个复制排版的子电路板32。在多个子电路板32区域的***区域至少一个定位孔31，定位孔31位于多个子电路板32的***，定位孔31位于电路板30的四周边区域。定位孔的坐标即为电路板上的定位孔的位置坐标，在钻孔设备上，每个定位孔都需要在应用程序中设定固定的理论坐标，这个坐标是控制***基于底座建立的坐标系后，然后再通过钻孔设备的主轴组件在第一方向上的移动，以及工作台在第二方向上移动，以改变位置坐标。位置坐标包含定位孔31在第一方向上的位置坐标X和第二方向上的位置坐标Y，通常记作M(X,Y)。

钻孔设备在加工完第一批次10个电路板后，在第二批次的第1个电路板上料后准备钻孔前，在该第1个电路板上开始准备执行检测视觉***偏差的方法，6个主轴组件是依次上料的，每一个主轴组件通过AGV上料后，启动执行检测视觉***偏差的方法。由于上料时间较短，一般只有30秒——50秒之间，而检测视觉***偏差的时间大于或等于1分钟，因此至少两个主轴组件同时在执行检测视觉***偏差的方法，这样可以节约时间，减小待机时间，提高单机加工效率。

执行检测视觉***偏差的方法，具体是调取应用程序中的检测程序，该检测程序包括检测视觉***偏差的方法，详细方法如下：

S1:控制***获取定位孔31的理论第一坐标，基于理论第一坐标，获取电路板涨缩后的第二坐标。

所述第二坐标为第一坐标扩大或缩小一定的涨缩比例后得到的第二坐标，仍然是定位孔31的理论坐标。第一坐标通过涨缩处理后得到理论第二坐标，获取第二坐标的过程是应用程序抓取第一坐标后，与涨缩参数拟合而获得的。在本实施例中，涨缩参数为1.0013，第二坐标通过第一坐标和涨缩参数而获得。当第一坐标为M1(X,Y)时，第二坐标为M2(1.0013X,1.0013Y)。

S2：基于所述第一坐标，控制主轴加工所述电路板上的所述定位孔，控制视觉***获取所述定位孔的第三坐标。

为获取定位孔31的实际坐标，基于所述第一坐标，控制主轴11加工所述电路板上的定位孔31，控制视觉***12获取所述定位孔31的第三坐标。任何理论坐标都会存在偏差，为获取定位孔31的实际坐标，需要实际加工一个定位孔31，并测量该定位孔的实际坐标，以期望获得该定位孔31的实际坐标。因此，控制***调取应用程序中的定位孔31的理论第一坐标，基于该理论坐标，控制主轴11在电路板30上加工一个定位孔31，该电路板30同样是涨缩电路板，定位孔31会因电路板31的涨缩而改变实际坐标位置。加工完成后，继续控制主轴11沿第一方向移动，直到视觉***12与定位孔31对齐，通过视觉***12测量得出定位孔31的实际坐标，该坐标即为定位孔31的实际第三坐标，且是基于第一坐标、通过主轴11加工涨缩电路板、视觉***12的测量获得，也是定位孔31的实际第二坐标。

S3:基于所述第二坐标和所述第三坐标获得所述定位孔的第一偏差，所述第一偏差包括所述视觉***相对于所述主轴的偏差。

控制***包括比较单元，比较单元比较第二坐标和第三坐标的差值，获得第一偏差，第一偏差包括：(1)在第一方向上和第二方向上，主轴11和视觉***12之间的理论固定间距与实际固定间距之间的差异，即为视觉***12相对于主轴11的偏差；(2)定位孔31实际坐标与理论坐标之间的差异；(3)实际涨缩参数与理论涨缩参数之间的差异。相对于主轴11和视觉***12之间的物理结构上的偏差，定位孔31、涨缩参数的实际参数和理论参数之间的差异非常微小，可以忽略不计。主要校准和补偿主轴11和视觉***12之间的物理结构上的偏差。综上，习惯性地，将第二理论坐标和第三实际坐标获得的第一偏差，统称为视觉***12相对于主轴11的偏差。

S4：判断第一偏差，若所述第一偏差小于第一阈值，控制所述主轴加工所述电路板；若所述第一偏差大于或等于第一阈值，调节所述视觉***的位置。

控制***包括判断单元，获得第一偏差后，控制***的判断单元比较第一偏差与第一阈值；若第一偏差小于第一阈值，控制主轴11加工所述电路板30；若第一偏差大于或等于第一阈值，调节所述视觉***的位置。第一偏差主要是因主轴11和视觉***12之间实际的固定间距与理论固定间距引起的，这个偏差对电路板加工设备的主轴加工精度非常不利，影响该主轴组件的加工精度，单主轴加工精度异常，从而导致电路板报废。因此，需要设置第一偏差的阈值，这个第一阈值是根据车间的环境条件、电路板规定的加工参数、以及电路板加工设备的加工精度范围等参数综合考量评估的。第一阈值是技术人员通过电路板加工设备的应用程序写入的，可实时编辑。当技术人员设定第一阈值后，控制***通过获取的第一偏差与第一阈值比较，若第一偏差小于第一阈值，说明第一偏差在可控或者可接受的范围内，不影响加工工艺的精度，控制主轴11继续加工电路板30；当第一偏差大于或等于第一阈值，说明第一偏差已经超过了预期范围，影响整机加工工艺参数和精度，需要调节视觉***12的位置。调节视觉***与主轴的相对于位置，包括自动补偿视觉***与主轴之间的相对位置，这种自动补偿是通过将第一偏差反向补偿到视觉***与主轴的位置差异中，来减小第一偏差，以满足加工条件。

实施例2

本实施例以6轴钻孔设备为例，详细说明检测视觉***偏差的方法的应用情况。在本实施例中，第一参数、第二参数、第三参数等参数为位置坐标。

本实施例中，其它于实施例1相同，其区别在于，定位孔31为四个，获取四个定位孔31的第一偏差，取其平均值后再去和第一阈值做比较判断。具体地，在S3中，基于所述第二坐标和所述第三坐标获得所述第一定位孔的第一偏差，所述第一偏差包括所述视觉***相对于所述主轴的偏差。继续执行检测视觉***偏差的方法，依次获取第二定位孔、第三定位孔、第四定位孔的第一偏差。通过四个定位孔的第一偏差的平均值，作为标准第一偏差。在S4中，判断标准第一偏差，若所述标准第一偏差小于第一阈值，控制所述主轴加工所述电路板；若所述标准第一偏差大于或等于第一阈值，调节所述视觉***的位置。

在本实施例中，通过四个定位孔获取的第一偏差，可以减小测量和其它因素的干扰，获取的第一偏差更加准确，避免引起误判，从而更加准确地反馈视觉***的偏差，提高检测的准确性和稳定性。

实施例3

本实施例以6轴钻孔设备为例，详细说明检测视觉***偏差的方法的应用情况。在本实施例中，第一参数、第二参数、第三参数等参数为位置坐标。

本实施例中，其它于实施例1相同，其区别在于，钻孔设备的6个主轴组件共用一个工作台。在本实施例中，6个主轴组件具有相同的Y轴，此时控制6个主轴同时加工各自的定位孔31，以期获得定位孔的实际坐标。这种钻孔设备在加工完成6个电路板后，6个主轴组件依次上料，在进行下一次钻孔加工前，6个主轴组件同时执行检测视觉***偏差的方法。相对于实施例一，本实施例存在等待时间，必须要等到6个主轴组件都准备好才能执行上述方法，但是应用执行检测视觉***的方法后，可以提高设备的稳定性，及时发现异常，提高加工精度。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (11)

1.一种检测视觉***偏差的方法，应用于电路板加工设备，其特征在于，包括：

获取定位孔的第一参数，基于所述第一参数获取电路板涨缩后的第二参数；

基于所述第一参数，控制主轴加工所述电路板上的所述定位孔，控制视觉***获取所述定位孔的第三参数；

基于所述第二参数和所述第三参数获得所述定位孔的第一偏差，所述第一偏差包括所述视觉***相对于所述主轴的偏差。

2.根据权利要求1所述的检测视觉***偏差的方法，其特征在于，通过比较所述第二参数和所述第三参数的差值，获得所述第一偏差。

3.根据权利要求1所述的检测视觉***偏差的方法，其特征在于，所述第一参数与所述第二参数之间为信息转换关系，所述信息转换关系为线性关系或比例关系。

4.根据权利要求1所述的检测视觉***偏差的方法，其特征在于，若所述第一偏差小于第一阈值，控制所述主轴加工所述电路板；若所述第一偏差大于或等于第一阈值，调节所述视觉***的位置。

5.根据权利要求4所述的检测视觉***偏差的方法，其特征在于，在调节所述视觉***的位置后，重复执行所述检测视觉***偏差的方法；所述调节所述视觉***的位置包括自动补偿。

6.根据权利要求1所述的检测视觉***偏差的方法，其特征在于，在获取定位孔的第一参数之前，还包括如下的至少一种步骤：

(1)校正所述视觉***相对于所述主轴的的位置；

(2)调节视觉***的焦距，以使焦平面与所述电路板上表面重合；

(3)校正所述主轴的位置，以使所述主轴的位置偏差在预设范围内。

7.根据权利要求1-6任一项所述的检测视觉***偏差的方法，其特征在于，所述第一偏差包括：第一方向和第二方向上视觉***相对于所述主轴的偏差、第三方向上视觉***相对于所述主轴的偏差；所述第一方向、第二方向、第三方向彼此垂直。

8.根据权利要求1-6任一项所述的检测视觉***偏差的方法，其特征在于，所述定位孔的第一参数、第二参数和第三参数包括如下的至少一种：位置坐标，孔深，孔径。

9.根据权利要求1-6任一项所述的检测视觉***偏差的方法，其特征在于，每两次检测视觉***偏差间隔预定的周期，所述周期包括时间、孔数、批次。

10.一种电路板加工设备，其特征在于，包括：

至少一个主轴组件，所述主轴组件包括主轴和视觉***；

控制***，所述控制***控制所述主轴加工涨缩电路板上的定位孔，以获得所述主轴和所述视觉***的第一偏差，当所述第一偏差小于预设第一阈值时，控制所述主轴加工所述电路板；当所述第一偏差大于或等于第一阈值时，调节所述视觉***的位置。

11.根据权利要求10所述的电路板加工设备，其特征在于，所述电路板加工设备包括多个主轴组件，至少两个主轴组件同时执行检测视觉***偏差的方法。