CN103862892B - 一种用于pcb字符喷墨打印机的自动对位方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于PCB字符喷墨打印机的自动对位方法和系统，包括数据信息获取模块、移动模块、图像采集模块、图像匹配模块、判断模块和数据信息发送模块，所述数据信息获取模块、移动模块、图像采集模块、图像匹配模块、判断模块和数据信息发送模块依次相耦合，所述图像匹配模块还与数据信息获取模块相耦合，所述判断模块还与移动模块相耦合。本发明提高了对位的精度和效率。

Description

一种用于PCB字符喷墨打印机的自动对位方法和系统

技术领域

本发明属于机电一体化控制技术，具体涉及一种用于PCB字符喷墨打印机的自动对位方法和系统。

背景技术

PCB（即印制电路板）字符喷墨打印机是计算机技术在PCB行业中的应用，既能方便快捷地生产PCB板，又有利于“降污减排”的环境保护，符合“绿色生产”的要求，同时能提升企业在PCB行业的竞争力，降低企业成本，提升企业利润，从而提升企业的核心竞争力。

对位是PCB字符喷墨打印机中不可缺少的重要环节，其目的是确保PCB字符喷墨打印机将由Gerber文件解析生成的图像准确喷印到PCB板上。现有对位方法主要采用手动对位，这种方法主要存在两方面的缺陷：一是操作人员在手动对位的过程中，由于人眼的误差造成对位的精度不高；二是对位的效率低。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于PCB字符喷墨打印机的自动对位方法和系统，以提高对位的精度和效率。

本发明所述用于PCB字符喷墨打印机的自动对位系统，Gerber文件中的第一对位孔的数量及排布方式与PCB板的第二对位孔的数量及排布方式相对应，且第一对位孔的数量为N个，N为正整数，且N≥2，包括：

数据信息获取模块，用于获取Gerber文件中N个第一对位孔的坐标及图片；

移动模块，用于根据所述数据信息获取模块获取的第i个第一对位孔的坐标，将图像采集模块移动到PCB板上的第i个第二对位孔处，i为正整数，且1 ≤ i ≤ N，该移动模块与数据信息获取模块相耦合；

图像采集模块，用于采集PCB板上的第i个第二对位孔的图片，该图像采集模块与移动模块相耦合；

图像匹配模块，用于提取所述数据信息获取模块获取的第i个第一对位孔图片和所述图像采集模块采集的第i个第二对位孔图片的特征，并计算出该第二对位孔在PCB板上的中心坐标值，该图像匹配模块分别与图像采集模块和数据信息获取模块相耦合；

判断模块，用于判断PCB板上的所有第二对位孔的中心坐标值是否记录完毕，若是，将记录的所有第二对位孔的中心坐标值通过数据信息发送模块发送给PCB字符喷墨打印机，若否，设置所述移动模块中的i=i+1,该判断模块分别与图像匹配模块和移动模块相耦合；

数据信息发送模块，用于将PCB板上的所有对位孔坐标值发送给PCB字符喷墨打印机，该数据信息发送模块与判断模块相耦合。

所述移动模块采用伺服电机，或步进电机。

所述图像采集模块采用CCD图像采集卡。

本发明所述的用于PCB字符喷墨打印机的自动对位方法， Gerber文件中的第一对位孔的数量及排布方式与PCB板的第二对位孔的数量及排布方式相对应，且第一对位孔的数量为N个，N为正整数，且N≥2，包括以下步骤：

步骤一、数据信息获取模块获取Gerber文件中的N个第一对位孔的坐标及图片；

步骤二、移动模块根据所述步骤一所得的第i个第一对位孔的坐标，将图像采集模块移动到PCB板上的第i个第二对位孔处，并通过图像采集模块采集PCB上的第i个第二对位孔的图片， i为正整数，且1 ≤ i ≤ N；

步骤三、图像匹配模块根据所述步骤一所得的第i个第一对位孔图片和所述步骤二所得的第i个第二对位孔图片，计算出第i个第二对位孔在PCB板上的中心坐标值，并记录该中心坐标值；

步骤四、判断模块判断PCB板上的所有第二对位孔的中心坐标值是否记录完毕，若是，进入步骤五，若否，返回步骤二，并设置i=i+1；

步骤五、将记录的所有第二对位孔的中心坐标值通过数据信息发送模块发送给PCB字符喷墨打印机。

所述步骤三包含以下步骤：

a、利用霍夫圆变换查找第一对位孔图片中的圆环区域，提取该圆环区域的灰度直方图或颜色直方图；

b、利用霍夫圆变换查找第二对位孔图片中的圆环区域，提取该圆环区域的灰度直方图或颜色直方图；

c、利用所述步骤a所得的圆环区域的灰度直方图或颜色直方图与所述步骤b所得的圆环区域的灰度直方图或颜色直方图进行匹配，找出第二对位孔图片中的圆环区域的中心位置；

d、计算第二对位孔图片中的圆环区域的中心与第一对位孔图片中圆环区域的中心之间的距离,并结合第一对位孔的坐标得出第二对位孔在PCB板上的中心坐标值 。

本发明具有的优点：能够自动识别PCB板上对位孔的坐标信息，精度可以达到1个像素以内，从而提高了对位的精度。整个对位过程由对位系统自动完成，不需要人工参与，从而减少了对位时间，提高了对位效率。

附图说明

图1是本发明的结构框图；

图2是本发明的流程图；

图3是本发明中第i个第二对位孔的图片。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

实施例一

Gerber文件中的第一对位孔的数量及排布方式与PCB板的第二对位孔的数量及排布方式相对应，且第一对位孔的数量为N个，N为正整数，且N≥2。

如图1所示，本发明所述的用于PCB字符喷墨打印机的自动对位系统，包括数据信息获取模块1、移动模块2、图像采集模块3、图像匹配模块4、判断模块5和数据信息发送模块6。其中，移动模块2采用伺服电机（比如：直线电机），图像采集模块3采用CCD图像采集卡。数据信息获取模块1用于获取Gerber文件中N个第一对位孔的坐标及图片；移动模块2用于根据所述数据信息获取模块1获取的第i个第一对位孔的坐标，将图像采集模块3移动到PCB板上的第i个第二对位孔处，i为正整数，且1 ≤ i ≤ N，该移动模块2与数据信息获取模块1相耦合；图像采集模块3用于采集PCB板上的第i个第二对位孔的图片，该图像采集模块3与移动模块2相耦合；图像匹配模块4用于提取所述数据信息获取模块1获取的第i个第一对位孔图片和所述图像采集模块3采集的第i个第二对位孔图片的特征，并计算出该第二对位孔在PCB板上的中心坐标值，该图像匹配模块4分别与图像采集模块3和数据信息获取模块1相耦合；判断模块5用于判断PCB板上的所有第二对位孔的中心坐标值是否记录完毕，若是，将记录的所有第二对位孔的中心坐标值通过数据信息发送模块6发送给PCB字符喷墨打印机，若否，设置所述移动模块2中的i=i+1,该判断模块5分别与图像匹配模块4和移动模块2相耦合；数据信息发送模块6用于将PCB板上的所有对位孔坐标值发送给PCB字符喷墨打印机，该数据信息发送模块6与判断模块5相耦合。

如图2所示，本发明所述的用于PCB字符喷墨打印机的自动对位方法， Gerber文件中的第一对位孔的数量及排布方式与PCB板的第二对位孔的数量及排布方式相对应，且第一对位孔的数量为N个，N为正整数，且N≥2，包括以下步骤：

步骤一、数据信息获取模块1获取Gerber文件中的N个第一对位孔的坐标及图片；

步骤二、移动模块2根据所述步骤一所得的第i（将i的初始值设置为1）个第一对位孔的坐标，将图像采集模块3移动到PCB板上的第i个第二对位孔处，并通过图像采集模块采集PCB上的第i个第二对位孔的图片， i为正整数，且1 ≤ i ≤ N；

步骤三、图像匹配模块4根据所述步骤一所得的第i个第一对位孔图片和所述步骤二所得的第i个第二对位孔图片，计算出第i个第二对位孔在PCB板上的中心坐标值，并记录该中心坐标值；

步骤四、判断模块5判断PCB板上的所有第二对位孔的中心坐标值是否记录完毕，若是，进入步骤五，若否，返回步骤二，并设置i=i+1；

步骤五、将记录的所有第二对位孔的中心坐标值通过数据信息发送模块6发送给PCB字符喷墨打印机。

所述步骤三包含以下步骤：

a、利用霍夫圆变换查找第一对位孔图片中的圆环区域，提取该圆环区域的灰度直方图；

b、利用霍夫圆变换查找第二对位孔图片中的圆环区域，提取该圆环区域的灰度直方图；

c、利用所述步骤a所得的圆环区域的灰度直方图与所述步骤b所得的圆环区域的灰度直方图进行匹配，找出第二对位孔图片中的圆环区域的中心位置；

d、计算第二对位孔图片中的圆环区域的中心与第一对位孔图片中圆环区域的中心之间的距离,并结合第一对位孔的坐标得出第二对位孔在PCB板上的中心坐标值 。

以下以采集模块拍摄的第i个第二对位孔的图片为例，对本发明进行具体的说明：

如图3所示， A点代表图片的中心，O点代表PCB板上第i个第二对位孔的中心，其中，A点的坐标是通过Gerber文件中第i个第一对位孔的坐标计算得出，O点是通过提取第i个第一对位孔图片和第i个第二对位孔图片的特征，利用图像匹配法找出的，待O点的具体位置找出后，即可计算出O点到A点的距离，然后再结合A点的坐标计算出O点的坐标（即：第i个第二对位孔的中心坐标值）。

实施例二

本发明所述用于PCB字符喷墨打印机的自动对位系统中，所述移动模块2采用步进电机，其余部分与实施例一相同。

本发明所述用于PCB字符喷墨打印机的自动对位方法中，所述步骤三包含以下步骤：

a、利用霍夫圆变换查找第一对位孔图片中的圆环区域，提取该圆环区域的颜色直方图；

b、利用霍夫圆变换查找第二对位孔图片中的圆环区域，提取该圆环区域的颜色直方图；

c、利用所述步骤a所得的圆环区域的颜色直方图与所述步骤b所得的圆环区域的颜色直方图进行匹配，找出第二对位孔图片中的圆环区域的中心位置；

d、计算第二对位孔图片中的圆环区域的中心与第一对位孔图片中圆环区域的中心之间的距离,并结合第一对位孔的坐标得出第二对位孔在PCB板上的中心坐标值 。

其余部分与实施例一相同。

Claims (5)

1.一种用于PCB字符喷墨打印机的自动对位系统，Gerber文件中的第一对位孔的数量及排布方式与PCB板的第二对位孔的数量及排布方式相对应，且第一对位孔的数量为N个，N为正整数，且N≥2，其特征在于，包括：

数据信息获取模块（1），用于获取Gerber文件中N个第一对位孔的坐标及图片；

移动模块（2），用于根据所述数据信息获取模块（1）获取的第i个第一对位孔的坐标，将图像采集模块（3）移动到PCB板上的第i个第二对位孔处，i为正整数，且1 ≤ i ≤ N，该移动模块（2）与数据信息获取模块（1）相耦合；

图像采集模块（3），用于采集PCB板上的第i个第二对位孔的图片，该图像采集模块（3）与移动模块（2）相耦合；

图像匹配模块（4），用于提取所述数据信息获取模块（1）获取的第i个第一对位孔图片和所述图像采集模块（3）采集的第i个第二对位孔图片的特征，并计算出该第二对位孔在PCB板上的中心坐标值，该图像匹配模块（4）分别与图像采集模块（3）和数据信息获取模块（1）相耦合；

判断模块（5），用于判断PCB板上的所有第二对位孔的中心坐标值是否记录完毕，若是，将记录的所有第二对位孔的中心坐标值通过数据信息发送模块（6）发送给PCB字符喷墨打印机，若否，设置所述移动模块（2）中的i=i+1,该判断模块（5）分别与图像匹配模块（4）和移动模块（2）相耦合；

数据信息发送模块（6），用于将PCB板上的所有对位孔坐标值发送给PCB字符喷墨打印机，该数据信息发送模块（6）与判断模块（5）相耦合。

2.根据权利要求1所述的用于PCB字符喷墨打印机的自动对位系统，其特征在于：所述移动模块（2）采用伺服电机，或步进电机。

3.根据权利要求1或2所述的用于PCB字符喷墨打印机的自动对位系统，其特征在于：所述图像采集模块（3）采用CCD图像采集卡。

4.用权利要求1至3任一所述的用于PCB字符喷墨打印机的自动对位系统进行对位的方法，Gerber文件中的第一对位孔的数量及排布方式与PCB板的第二对位孔的数量及排布方式相对应，且第一对位孔的数量为N个，N为正整数，且N≥2，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、数据信息获取模块（1）获取Gerber文件中的N个第一对位孔的坐标及图片；

步骤二、移动模块（2）根据所述步骤一所得的第i个第一对位孔的坐标，将图像采集模块（3）移动到PCB板上的第i个第二对位孔处，并通过图像采集模块采集PCB上的第i个第二对位孔的图片， i为正整数，且1 ≤ i ≤ N；

步骤三、图像匹配模块（4）根据所述步骤一所得的第i个第一对位孔图片和所述步骤二所得的第i个第二对位孔图片，计算出第i个第二对位孔在PCB板上的中心坐标值，并记录该中心坐标值；

步骤四、判断模块（5）判断PCB板上的所有第二对位孔的中心坐标值是否记录完毕，若是，进入步骤五，若否，返回步骤二，并设置i=i+1；

步骤五、将记录的所有第二对位孔的中心坐标值通过数据信息发送模块（6）发送给PCB字符喷墨打印机。

5.根据权利要求4所述的用于PCB字符喷墨打印机的自动对位方法，其特征在于：所述步骤三包含以下步骤：

a、利用霍夫圆变换查找第一对位孔图片中的圆环区域，提取该圆环区域的灰度直方图或颜色直方图；

b、利用霍夫圆变换查找第二对位孔图片中的圆环区域，提取该圆环区域的灰度直方图或颜色直方图；

c、利用所述步骤a所得的圆环区域的灰度直方图或颜色直方图与所述步骤b所得的圆环区域的灰度直方图或颜色直方图进行匹配，找出第二对位孔图片中的圆环区域的中心位置；

d、计算第二对位孔图片中的圆环区域的中心与第一对位孔图片中圆环区域的中心之间的距离,并结合第一对位孔的坐标得出第二对位孔在PCB板上的中心坐标值 。