CN102809370A - 一种自动光学检测系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自动光学检测系统和方法，特别适用于需要多次局部图像采集组合分析检测的情况，自动光学检测系统包括图像采集装置、软件检测平台和机械运动装置，图像采集装置设置有面阵分布的复数个CCD镜头；当机械运动装置的夹板固定好PCB基板进入待测状态后，软件检测平台进行全板扫描和程式制作；然后，图像采集装置和PCB基板，在软件检测平台的控制和机械运动装置的驱动下以最优路线运动，在运动中完成图像采集和基板检测功能。本发明中，面阵CCD的使用，大大降低了图像处理的复杂度，有利于检测准确率的提高；动态采图和即时检测的同步实现，大大提高了检测速度，同时，又避免了图像采集过程中机械振动的影响，增强了系统的稳健性。

Description

一种自动光学检测系统和方法

技术领域

本发明涉及自动光学检测技术领域，尤其涉及一种自动光学检测系统和方法。

背景技术

自动光学检测AOI(Auto-Optical-Inspection)系统，是通过光学手段获取物体的影像数据(一般转化为数字化的图像数据)，然后，与特定的模板以预定的方法进行比较和分析，对影像数据进行检验和判断。

在具体实现时，现有的自动光学检测系统普遍使用两种方法：

第一种摄像装置是采用线性CCD镜头，首先，对PCB基板进行全板扫描，然后，对扫描的图像进行数据处理并检测。在像元数据获取的过程中，电机推动单排CCD不断地进行水平扫描运动，从而获取物体的影像。这样的检测系统和方法会带来几个问题：①线性CCD的图像采集时间较长；②由于线性CCD获取的是一维数据，为了能得到二维数据，需要配以光栅等器件来记录线性CCD扫描每一行所对应的坐标，这样由于扫描运动及相应反馈位置的存在，不仅增加了系统的复杂性和成本，同时图像精度可能受扫描运动精度的影响而降低，最终影响到检测精度；③线性CCD的使用也势必会增加图像处理的复杂度。

另一种摄像装置是采用面阵CCD镜头，采用【移动-停顿-采图】模式，PCB基板固定不动，摄像装置在PCB基板上方运动扫描，每当运动到预定视场位置时，摄像设备停顿下来，进行图像采集和目标检测。这种【移动-停顿-采图】的检测模式不但会影响到系统的检测速度，而且运动带来的振动也会影响系统的稳定性。

随着电子产品行业的高速发展，自动光学检测的地位也越来越不可替代。同时，对系统的稳定性、误检率、漏检率及检测速度也提出了越来越高的要求。

发明内容

针对上述提出的相关技术问题，本发明提供了一种自动光学检测系统和方法，采用面阵CCD摄像装置，PCB基板和摄像装置以最优的路线运动，以最少数目的视场采集图像，且在连续运动中完成图像采集和基板检测功能，大大提高了系统的检测速度和稳定性，同时还降低了系统的误检率。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种自动光学检测系统，包括：

图像采集装置，设置有面阵分布的复数个CCD镜头，负责待检测物体的图像采集工作；

软件检测平台，安装在检测设备的PC中，负责整个系统的机械运动控制和产品的检验检测功能；

机械运动装置，作为整个检测设备的驱动装置，在所述的软件检测平台的控制下，驱动所述的图像采集装置和PCB基板的运动。

一种自动光学检测方法：当机械运动装置的夹板固定好PCB基板进入待测状态以后，软件检测平台首先对PCB基板进行全板扫描，并进行图像拼接，获得一幅完整的PCB基板图像；然后，进行程式制作，根据PCB基板上各目标的分布情况，进行最优的视场分割，从而制定出上述的图像采集装置和PCB基板运动的最优路线；再在图像采集装置和PCB基板在最优路线的运动过程中，进行视场图像动态采集和即时检测；检测完毕后，即输出结果。

整个检测过程，图像采集装置和PCB基板都处于连续运动当中。图像采集装置和PCB基板运动的最优路线，在整个检测中，在确保最优分割所得的所有视场可以涵盖PCB基板上所有的待检测目标的同时，也确保运动过程中采集图像的视场数目为最少。

本发明的技术效果是：本发明提供的系统和方法，通过采用设置有面阵CCD图像采集装置，避免了线性CCD摄像装置在扫描运动中驱动装置带来的影响，同时，降低了图像处理算法的复杂度，有利于降低系统的误检率；本发明中提供的检测方法，采用最优的视场分割和最优运动路线，控制PCB基板和图像采集装置运动，节省了不必要的图像采集和检测时间，提高了系统的检测速度；本系统中提供的检测方法，在PCB基板和所述图像采集装置的运动过程中，完成图像的动态采集和即时检测功能，既减少了传统的【移动-停顿-采图】模式中存在的由于设备启\停带来的机器振动的影响，也有利于提高系统的检测速度和稳定性。综上所述，本发明提供的系统和方法的使用，可以大大提高PCB基板检验环节的工作效率和检测的准确度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的自动光学检测系统的主视图；

图2为本发明实施例提供的自动光学检测方法的流程图。

图中标号说明：11.图像采集装置，12.电脑，13.机械运动装置，14.PCB基板。

具体实施方式

为了更好的说明本发明的技术方案，下面结合附图，详细介绍本发明提供的实施例。

本发明实施例提供一种自动光学检测系统。如图1所示，所述系统包括：图像采集装置11、软件检测平台和机械运动装置14。

所述图像采集装置11负责PCB基板13的图像采集工作，设置有面阵分布的复数个CCD镜头，每当PCB基板13运动到预定视场的位置时，所述软件检测平台控制图像采集装置11完成图像采集工作。面阵CCD的使用，不仅减少了图像采集的次数，节省了检测时间；而且也避免了在线性CCD图像采集过程由于电机驱动时位置反馈误差带来的影响；同时，面阵CCD的图像处理相对于线性CCD来说比较简单，有利于提高目标检测的准确度。

所述软件检测平台安装在检测设备的电脑12中，负责整个系统的机械运动控制和产品的检验检测功能。

所述机械运动装置14，是整个检测设备的驱动装置，在所述软件检测平台的控制下，驱动所述图像采集装置11和PCB基板14的不断运动完成动态图像采集和即时检测功能。

本发明实施例提供一种自动光学检测方法，特别适用于需要多次局部图像采集组合分析检测的情况。在PCB基板14和图像采集装置11的不断运动过程中，完成图像采集和即时检测功能。所述系统检测方法步骤如图2所示，检测步骤如下：

步骤S21：机械运动装置13夹板将PCB基板14固定好，PCB基板14进入待检测状态。

步骤S22：夹板固定好PCB基板14进入待检测状态后，在所述软件检测平台的控制，机械运动装置13驱动图像采集装置11和PCB基板14不断运动，进行全板扫描，获取运动过程中每个视场的图像。

步骤S23：所述软件检测平台对获取的所有视场的图像进行拼接，获得一幅完整的PCB基板14的图像；同时，对PCB基板14的完整图像进行程式制作，由软件检测平台根据该PCB基板14上待检测目标的分布情况，进行最优的视场分割，并制定出PCB基板14和图像采集装置11最优的运动路线。

所述最优视场分割，保证所有采集图像的视场不仅能够涵盖所有待检测器件，而且减少了不必要的局部图像的采集，有利于节省图像采集和目标检测过程中所占用的时间。

步骤S24：在所述软件检测平台的控制下，机械运动装置13驱动图像采集装置11和PCB基板14按步骤S23中所述的最优的运动路线不断运动，当每次运动到上述最优分割所得的视场位置时，立即进行图像采集和基板检测功能。

在图像采集装置11和PCB基板14按步骤S23中所述的最优运动路线不断运动过程中，当每次运动到预定视场位置时，就进行图像采集和基板检测功能，整个过程是在图像采集装置11和PCB基板14的不断运动过程中完成的，此功能的实现不仅大量节约了检测时间，而且也避免了【移动-停顿-采图】模式中机器启\停振动带来的影响，提高了系统的稳健性。

步骤S25：对整个PCB基板14的检测结果进行数据统计和入库，并在电脑12的显示屏中进行显示输出。

以上为对本发明实施例所作的详细介绍和说明，仅为本发明的优选实施例而已，不用于限制本发明。对于本领域的技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体的实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种自动光学检测系统，其特征在于，包括

PCB基板(14)，

用于负责PCB基板(14)的图像采集工作的图像采集装置(11)，图像采集装置(11)中设置有面阵分布的复数个CCD镜头，

用于驱动图像采集装置(11)和PCB基板(14)运动的机械运动装置(13)，机械运动装置(13)与PCB基板(14)连接，

图像采集装置(11)和机械运动装置(13)分别与电脑(12)连接。

2.根据权利要求1所述的自动光学检测系统，其特征在于，所述电脑(12)中安装有负责整个系统的机械运动控制及产品的检验检测功能的软件检测平台。

3.根据权利要求1或2所述的自动光学检测系统，其特征在于，所述机械运动装置(13)通过软件检测平台驱动图像采集装置(11)和PCB基板(14)的运动。

4.一种自动光学检测方法，其特征在于，

当机械运动装置(13)的夹板固定好PCB基板(14)进入待测状态以后，

软件检测平台首先对PCB基板(14)进行全板扫描，并进行图像拼接，获得一幅完整的PCB基板图像；

然后根据PCB基板(14)上各待检测目标的分布情况，进行最优的视场分割，从而制定出图像采集装置和PCB基板运动的最优路线；

再在图像采集装置(11)和PCB基板(14)在最优路线的运动过程中，进行视场图像动态采集和即时检测。

5.根据权利要求4所述的自动光学检测方法，其特征在于，所述图像采集装置和PCB基板运动的最优路线，在整个检测中，在确保最优分割所得的所有视场可以涵盖PCB基板(14)上所有的待检测目标的同时，也确保运动过程中采集图像的视场数目为最少。

6.根据权利要求4所述的自动光学检测方法，其特征在于，整个检测过程中，图像采集装置(11)和PCB基板(14)都处于连续运动当中。

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