阅读说明：本技术 一种pcba超声波清洗系统及其清洗方法 (PCBA ultrasonic cleaning system and cleaning method thereof ) 是由 杨毅 于 2019-11-08 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种PCBA超声波清洗系统,包括超声波引导清洗装置、智能设备和3D图像采集装置。超声波引导清洗装置和智能设备通过通信连接,3D图像采集装置和智能设备通过通信连接；智能设备内置有存储器和处理器,智能设备内的存储器上存有自动清洗程序,自动清洗程序通过智能设备内的处理器运行。本发明采用计算机视觉引导机械臂上面的超声波探头采用非接触式的方式来定点清洗PCBA上面的污点,不需要产品接触液体清洗剂,避免了二次污染的问题；本发明在清洗过程中不需要对整个产品进行清洗,只需要针对污染位置进行局部清洗,效率高。(The invention discloses a PCBA ultrasonic cleaning system, which comprises an ultrasonic guiding cleaning device, intelligent equipment and a 3D image acquisition device. The ultrasonic guiding and cleaning device is in communication connection with the intelligent equipment, and the 3D image acquisition device is in communication connection with the intelligent equipment; the intelligent device is internally provided with a memory and a processor, the memory in the intelligent device is provided with an automatic cleaning program, and the automatic cleaning program runs through the processor in the intelligent device. The invention adopts the computer vision to guide the ultrasonic probe on the mechanical arm to clean the stain on the PCBA at fixed points in a non-contact way, and the product does not need to contact the liquid cleaning agent, thereby avoiding the problem of secondary pollution; the invention does not need to clean the whole product in the cleaning process, only needs to locally clean the polluted position and has high efficiency.)

一种PCBA超声波清洗系统及其清洗方法

技术领域

本发明属于PCBA加工领域，涉及一种PCBA自动清洗系统，尤其涉及一种PCBA焊点的超声波清洗系统及其清洗方法。

背景技术

PCBA 是Printed Circuit Board +Assembly 的简称，是指PCB空板经过SMT上件,再经过DIP插件的整个制程，即将各种电子器件通过表面封装工艺组装在PCB 空板上。

在PCBA加工过程中，锡膏和助焊剂会产生残留物质，这些残留物在PCBA板上会存在安全隐患，容易引起短路故障，此外也不符合客户对产品清洁度的要求。所以，对PCBA板进行清洗是非常有必要的。

当前行业内普遍是采用超声波清洗清洁PCBA板，但此类方法主要有以下缺点：

A)需要PCBA接触水或者清洗液，存在对产品进行二次污染的可能。

B)清洗过程会针对整个产品，造成不必要的时间浪费。

C)需要人工参与其清洗过程，成本增加，效果控制难度高。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种PCBA的超声波清洗系统及其清洗方法，技术方案如下：

一种PCBA超声波清洗系统，包括超声波引导清洗装置、智能设备和3D图像采集装置。超声波引导清洗装置和智能设备通过通信连接，3D图像采集装置和智能设备通过通信连接。

智能设备内置有存储器和处理器，智能设备内的存储器上存有自动清洗程序，自动清洗程序通过智能设备内的处理器运行。

超声波引导清洗装置包括超声波引导装置和超声波清洗头，超声波清洗头安装于超声波引导装置上，超声波引导装置与智能设备通信连接。

超声波清洗头包括超声波发生器和波束成形头，超声波发生器安装在超声波引导装置上，超声波发生器和智能设备通信连接，波束成形头与超声波发生器电路连接。

超声波引导装置为六轴机械臂，六轴机械臂和智能设备通信连接；超声波发生器安装于六轴机械臂的手腕部。

3D图像采集装置为一个或多个3D摄像头；当3D图像采集装置为多个3D摄像头时，多个3D摄像头组成3D摄像头阵列。

智能设备内还设有学习模块，学习模块至少包括关于PCBA的特征信息识别单元、特征信息分类单元、清洗学习单元；特征信息识别单元识别PCBA的特征信息，特征信息分类单元对已识别的PCBA特征信息进行分类，清洗学习单元调用已分类的清洗特征信息进行学习和修正，优化后的清洗执行脚本代替原始的清洗执行脚本。

PCBA超声波清洗系统的清洗方法，包括如下步骤：

S1、在智能设备中预设PCBA图像参数；

S2、通过3D图像采集装置对待清洗的PCBA进行定位和识别，获取待清洗的PCBA的特征信息；

S3、智能设备将识别到的PCBA影像和预设的PCBA图像进行比较，找出需要清洗的污点，生成对应的控制指令包；

S4、根据控制指令包控制待清洗PCBA的清洗工作。

步骤S4中根据控制指令包控制待清洗PCBA的清洗工作，其包括有：

S4-1、在控制指令包的控制下，智能设备和3D图像采集装置合作引导六轴机械臂移动,确保六轴机械臂上的超声波清洗头靠近需要清洗的污点并保持有效距离；

S4-2、智能设备控制超声波发生器发射超声波，并利用波束成形头将能量集中以对PCBA进行清洗；

S4-3、智能设备根据识别到的PCBA上的污点类型和大小来控制超声波的功率和持续时间；

S4-4、通过3D图像采集装置实时捕捉PCBA的影像来判定是否清洗完成。

步骤S4中根据控制指令包控制待清洗PCBA的清洗工作之后，清洗方法还包括有：

S5、记录PCBA清洗工作的清洗特征信息，存储PCBA的清洗特征信息；

S6、调用PCBA的清洗特征信息进行清洗学习；

S7、根据清洗学习的结果优化清洗对应PCBA的控制指令包；

S8、将优化后的PCBA控制指令包替代对应PCBA初始的清洗控制指令包。

本发明的有益效果为：1) 本发明采用计算机视觉引导机械臂上面的超声波探头采用非接触式的方式来定点清洗PCBA上面的污点，不需要产品接触液体清洗剂，避免了二次污染的问题；

2) 本发明在清洗过程中不需要对整个产品进行清洗，只需要针对污染位置进行局部清洗，效率高；

3) 本发明在清洗过程中全自动化作业，无需人工干预，节省了清洗时间，降低了人力成本，保证了清洗效果。

附图说明

图1是本发明实施例2的结构示意简图；

附图标记：超声波引导清洗装置1，智能设备2，3D图像采集装置3；超声波引导装置11，超声波清洗头12；超声波发生器121，波束成形头122。

具体实施方式

实施例1

PCBA的超声波清洗系统，包括六轴机械臂、超声波清洗头12、智能设备2和3D摄像头；六轴机械臂、超声波清洗头12和3D摄像头分别与智能设备2通过通信连接。

超声波清洗头12包括超声波发生器121和波束成形头122，超声波发生器121安装于六轴机械臂的手腕部，超声波发生器121与智能设备2通信连接，波束成形头122与超声波发生器121电路连接。

智能设备2内置有存储器和处理器，智能设备2内的存储器上存有自动清洗程序，自动清洗程序通过智能设备2内的处理器运行。

处理器在执行自动清洗程序时，可实现PCBA的超声波清洗方法，具体包括如下步骤：

S1、在智能设备2中预设PCBA图像参数。

S2、通过3D图像采集装置3对待清洗的PCBA进行定位和识别，获取待清洗的PCBA的特征信息。

S3、智能设备2将识别到的PCBA影像和预设的PCBA图像进行比较；

如果识别到的PCBA特征信息与预设的PCBA特征信息匹配，则找出需要清洗的污点，生成对应的控制指令包；

如果识别到的PCBA特征信息与预设的PCBA特征信息不匹配，则不生成对应的控制指令包，并切换到下一预设的PCBA图像进行比较，直至切换到相匹配的预设的PCBA图像以比较，找出需要清洗的污点，生成对应的控制指令包。

S4、根据控制指令包控制待清洗PCBA的清洗工作；在控制指令包的控制下，智能设备2和3D摄像头合作引导六轴机械臂移动,确保六轴机械臂上的波束成形头122靠近需要清洗的污点并保持有效距离。

S5、智能设备2控制超声波发生器121发射超声波，并利用波束成形头122将能量集中以对PCBA进行清洗。

S6、智能设备2根据识别到的PCBA上的污点类型和大小来控制超声波的功率和持续时间。

S7、通过3D摄像头实时捕捉PCBA的影像来判定是否清洗完成。

控制指令包为清洗执行脚本，清洗执行脚本至少包括控制清洗动作的脚本和停止清洗动作的脚本等，清洗执行脚本控制相应的清洗动作和停止清洗动作的执行，以完成自动清洗工序。

实施例2

PCBA的超声波清洗系统，包括六轴机械臂、超声波清洗头12、智能设备2和3D摄像头阵列；六轴机械臂、超声波清洗头12和3D摄像头阵列分别与智能设备2通过通信连接。

超声波清洗头12包括超声波发生器121和波束成形头122，超声波发生器121安装于六轴机械臂的手腕部，超声波发生器121与智能设备2通信连接，波束成形头122与超声波发生器121电路连接。

智能设备2内置有存储器和处理器，智能设备2内的存储器上存有自动清洗程序，自动清洗程序通过智能设备2内的处理器运行。智能设备2内还设有学习模块，处理器能将拍摄到的待清洗PCBA的特征信息上传至学习模块。

学习模块至少包括关于PCBA的特征信息识别单元、特征信息分类单元、清洗学习单元。特征信息识别单元识别PCBA的特征信息，特征信息分类单元对已识别的PCBA特征信息进行分类，清洗学习单元调用已分类的清洗特征信息进行学习和修正，优化后的清洗执行脚本代替原始的清洗执行脚本，最终能输出优化后的控制指令包。原始的清洗执行脚本存入原始的数据库内，下次再启动本实施例时，能够根据匹配的待清洗PCBA的特征信息自动生成优化后的控制指令包来控制执行清洗工作。

处理器在执行自动清洗程序时，可实现PCBA的超声波清洗方法，具体包括如下步骤：

S1、在智能设备2中预设PCBA图像参数。

S2、通过3D图像采集装置3对待清洗的PCBA进行定位和识别，获取待清洗的PCBA的特征信息。

S3、智能设备2将识别到的PCBA影像和预设的PCBA图像进行比较；

如果识别到的PCBA特征信息与预设的PCBA特征信息匹配，则找出需要清洗的污点，生成对应的控制指令包；

如果识别到的PCBA特征信息与预设的PCBA特征信息不匹配，则不生成对应的控制指令包，并切换到下一预设的PCBA图像进行比较，直至切换到相匹配的预设的PCBA图像以比较，找出需要清洗的污点，生成对应的控制指令包。

S4、根据控制指令包控制待清洗PCBA的清洗工作；在控制指令包的控制下，智能设备2和3D摄像头阵列合作引导六轴机械臂移动,确保六轴机械臂上的波束成形头122靠近需要清洗的污点并保持有效距离。

S5、智能设备2控制超声波发生器121发射超声波，并利用波束成形头122将能量集中以对PCBA进行清洗。

S6、智能设备2根据识别到的PCBA上的污点类型和大小来控制超声波的功率和持续时间。

S7、通过3D摄像头阵列实时捕捉PCBA的影像来判定是否清洗完成。

S8、拍摄并记录PCBA清洗工作的清洗特征信息，存储PCBA的清洗特征信息。

S9、调用PCBA的清洗特征信息进行清洗学习。

S10、根据清洗学习的结果优化清洗对应PCBA的控制指令包。

S11、将优化后的PCBA控制指令包替代对应PCBA初始的清洗控制指令包。

通过本实施例的清洗方法，清洗PCBA的次数越多，控制指令包进一步优化，清洗执行脚本也相应优化了，清洗的效果越来越好，清洗得越干净彻底，清洗的效率越快；同时智能设备2也加强了学习，更加智能化。