CN102928441B - 一种扫描式自动光学检测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种扫描式在线自动光学检测系统，包括：运动控制系统，控制PCB板自动上料并定位至扫描区域；图像采集系统，获取PCB板的编程图像；检测标准定义系统，将PCB板信息自动导入至编程图像，并对检测点进行位置定义和参数设置；调试系统，选择同一型号的PCB板的不同样品板对编程图像进行调试；在线检测系统，对在线待检测PCB板进行实时检测，并将检测结果于上位机中显示并以文件和/或数据库形式保存至存储装置；SPC系统，用以对检测结果进行实时统计及展现。本发明可使自动光学检测系统对PCB板进行检测时显著地缩短编程周期，并降低漏检率及误报率，同时也可根据PCB板的不同规格灵活地选择检测算法，提高了自动光学检测系统对不同PCB板的适应性。

Description

一种扫描式自动光学检测系统
技术领域
本发明涉及自动化测控技术领域，尤其涉及一种扫描式自动光学检测系统。
背景技术
自动光学检测（AutomaticOpticInspection，AOI）系统是利用光学和数字成像技术，采用计算机软件技术对图像进行分析处理来完成自动检测的一种技术。其主要应用于PCB板贴装检测、文字印刷检测、金属表面检测、零件几何形状检测等技术领域。
随着技术的发展，PCB板上的电子元件尺寸越来越小，靠传统的人工目视检测已不能满足批量生产的要求。因此自动光学检测系统在SMT行业起着越来越大的作用。其可对SMT生产过程中锡膏印刷、贴片机贴片、回流焊接、波峰焊接等相关工艺进行品质监控与检测。
然而，现有技术中的自动光学系统普遍存在着编程周期长、检测方法单一、漏检率高、误报率高等不足。因此，急需提供一种新的自动光学检测系统，以克服上述技术缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种扫描式在线自动光学检测系统，用以缩短编程周期、降低漏检率及误报率，以提高对高密度PCB板检测的适应性。
为实现上述目的，本发明提供了一种扫描式在线自动光学检测系统，包括：
运动控制系统，控制PCB板自动上料并定位至扫描区域；
图像采集系统，获取PCB板的编程图像；
检测标准定义系统，将PCB板信息自动导入至编程图像，并对检测点进行位置定义和参数设置；
调试系统，选择同一型号的PCB板的不同样品板对编程图像进行调试；
在线检测系统，对在线待检测PCB板进行实时检测，并将检测结果于上位机中显示并以文件和/或数据库形式保存至存储装置；
SPC系统，用以对检测结果进行实时统计及展现。
作为本发明的进一步改进，所述运动控制系统包括：机械运动控制模块、图像扫描控制模块及信号逻辑控制模块。
作为本发明的进一步改进，所述检测标准定义系统包括：数据导入模块、模件定义模块及检测算法模块。
作为本发明的进一步改进，所述数据导入模块对PCB板的BOM数据进行格式解析及数据校正后发送至模件定义模块，所述模件定义模块将PCB板上电子元件对应的位置坐标数据并根据待检测PCB板所属的PCB板信息及检测要求，从检测算法模块中选择一种检测算法，用以转换为检测点的检测参数。
作为本发明的进一步改进，图像检索算法、统计学习算法、灰度比例算法、颜色距离算法、图像相似度算法、IC桥接算法、字符识别算法、灰度平圾值算法、Max_Min算法、RGB三色比算法、图像匹配算法。
作为本发明的进一步改进，所述存储装置包括服务器、移动存储装置。
作为本发明的进一步改进，所述PCB板信息包括PCB板上的电子元件的位置信息、角度信息、尺寸信息、颜色信息、型号种类信息。
作为本发明的进一步改进，所述图像采集系统包括双排双向扫描式CCD成像系统。
作为本发明的进一步改进，所述调试系统还包括对编程图像进行自动和/或手动调试。
作为本发明的进一步改进，所述文件包括Excel、XML、CSV；所述数据库包括SQL、MySQL、Access、FoxPro。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过本发明可使自动光学检测系统对PCB板进行检测时显著地缩短编程周期，并降低漏检率及误报率，同时也可根据PCB板的不同规格灵活地选择检测算法，提高了自动光学检测系统对不同PCB板的适应性。
附图说明
图1为本发明一种扫描式自动光学检测系统一具体实施方式中的系统结构图；
图2为图1中SPC系统的工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
请参图1所示，图1为本发明一种扫描式自动光学检测系统一具体实施方式中的系统结构图。在本实施方式中，一种扫描式在线自动光学检测系统，包括：
运动控制系统1，控制PCB板自动上料并定位至扫描区域；
图像采集系统2，获取PCB板的编程图像；
检测标准定义系统3，将PCB板信息自动导入至编程图像，并对检测点进行位置定义和参数设置；
调试系统4，选择同一型号的PCB板的不同样品板对编程图像进行调试；
在线检测系统5，对在线待检测PCB板进行实时检测，并将检测结果于上位机中显示并以文件和/或数据库形式保存至存储装置；
SPC系统6，用以对检测结果进行实时统计及展现。
在本实施方式中，该运动控制系统1包括：机械运动控制模块11、图像扫描控制模块12及信号逻辑控制模块13。其中，机械运动控制模块11用以将PCB板实现自动上料，并传送至扫描区域；该图像扫描控制模块12用以控制图像采集系统2采集PCB图像；该信号逻辑控制模块13用以协调整个扫描式在线自动光学检测系统中信号的接收与发送。
具体的，该检测标准定义系统3包括：数据导入模块31、模件定义模块32及检测算法模块33。
其中，数据导入模块31对PCB板的BOM数据进行格式解析及数据校正后发送至模件定义模块32，所述模件定义模块32将PCB板上电子元件对应的位置坐标数据并根据待检测PCB板所属的PCB板信息及检测要求，从检测算法模块33中选择一种检测算法，用以转换为检测点的检测参数。
优选的，检测算法包括：图像检索算法、统计学习算法、灰度比例算法、颜色距离算法、图像相似度算法、IC桥接算法、字符识别算法、灰度平圾值算法、Max_Min算法、RGB三色比算法、图像匹配算法。
在本实施方式中，该存储装置为服务器，当然也可为移动存储装置。
所述PCB板信息包括PCB板上的电子元件的位置信息、角度信息、尺寸信息、颜色信息、型号种类信息。
优选的，该图像采集系统2为双排双向扫描式CCD成像系统，当然也可为照相机或者其他具有图像获取功能的装置。
在本实施方式中，该调试系统4还包括对编程图像进行自动和/或手动调试，以将编程图像中的因图像采集系统2所采集的PCB板的编程图像中的各种缺陷，例如PCB板上电子元件位置偏移、色差、电子元件安装错误等各种缺陷。
具体的，所述文件包括Excel、XML、CSV；所述数据库包括SQL、MySQL、Access、FoxPro。
参图2所示，其中图2为图1中SPC系统的工作流程图。所谓SPC系统是指统计过程控制系统（StatisticalProcessControlSystem）。它是一种借助数理统计方法的过程控制工具。它对生产过程进行分析评价，根据反馈信息及时发现系统性因素出现的征兆，并采取措施消除其影响，使过程维持在仅受随机性因素影响的受控状态，以达到控制质量的目的的一种系统。
在本实施方式中，可通过SPC系统对在线检测系统5所获取的检测结果进行实时的统计与展现，以便于作业人员及时发现待检测PCB板中有缺陷的PCB板。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
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囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种扫描式在线自动光学检测系统，其特征在于，包括：
运动控制系统（1），控制PCB板自动上料并定位至扫描区域；
图像采集系统（2），获取PCB板的编程图像；
检测标准定义系统（3），将PCB板信息自动导入至编程图像，并对检测点进行位置定义和参数设置；
调试系统（4），选择同一型号的PCB板的不同样品板对编程图像进行调试；
在线检测系统（5），对在线待检测PCB板进行实时检测，并将检测结果于上位机中显示并以文件和/或数据库形式保存至存储装置；
SPC系统（6），用以对检测结果进行实时统计及展现；
所述运动控制系统（1）包括：机械运动控制模块（11）、图像扫描控制模块（12）及信号逻辑控制模块（13）；
所述检测标准定义系统（3）包括：数据导入模块（31）、模件定义模块（32）及检测算法模块（33）；
所述数据导入模块（31）对PCB板的BOM数据进行格式解析及数据校正后发送至模件定义模块（32），所述模件定义模块（32）根据待检测PCB板所属的PCB板信息及检测要求，从检测算法模块（33）中选择一种检测算法，将PCB板上电子元件对应的位置坐标数据转换为检点的检测参数。
2.根据权利要求1所述的扫描式在线自动光学检测系统，其特征在于，所述检测算法包括：图像检索算法、统计学习算法、灰度比例算法、颜色距离算法、图像相似度算法、IC桥接算法、字符识别算法、灰度平均值算法、Max_Min算法、RGB三色比算法、图像匹配算法。
3.根据权利要求1所述的扫描式在线自动光学检测系统，其特征在于，所述存储装置包括服务器、移动存储装置。
4.根据权利要求1或2所述的扫描式在线自动光学检测系统，其特征在于，所述PCB板信息包括PCB板上的电子元件的位置信息、角度信息、尺寸信息、颜色信息、型号种类信息。
5.根据权利要求1所述的扫描式在线自动光学检测系统，其特征在于，所述图像采集系统（2）包括双排双向扫描式CCD成像系统。
6.根据权利要求1所述的扫描式在线自动光学检测系统，其特征在于，所述调试系统（4）还包括对编程图像进行自动和/或手动调试。
7.根据权利要求1所述的扫描式在线自动光学检测系统，其特征在于，所述文件包括Excel、XML、CSV；所述数据库包括SQL、MySQL、Access、FoxPro。
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