CN105466951A - 一种自动光学检测装置及其检测方法 - Google Patents

一种自动光学检测装置及其检测方法 Download PDF

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CN105466951A CN201410464517.6A CN201410464517A CN105466951A CN 105466951 A CN105466951 A CN 105466951A CN 201410464517 A CN201410464517 A CN 201410464517A CN 105466951 A CN105466951 A CN 105466951A
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Abstract

本发明提供用于PCB板生产的一种自动光学检测装置及其检测方法。本发明通过图像采集,并确定每次放入的待检测的PCB板的范围(用PCB板图像上的边界上的点引出相互垂直的直线相交圈定一个矩形边框,其大小与PCB板对应),然后编辑该型号PCB板上需要检测的元件及其需要检测的项目内容及其合格阀值,将这些数值预设在设备中,如果该型号的PCB板的上述数值已经预设,则直接调用,然后在检测前对需要检测的内容进行学习和检测路径进行优化和确定,最后进行逐一检测比对,本发明的方案简单可靠,效率高。

Description

一种自动光学检测装置及其检测方法
技术领域
本发明属于自动质量检测领域,尤其涉及用于PCB板生产的一种自动光学检测装置及其检测方法。
背景技术
随着生产工艺的进步,PCB板或固件越来越复杂,传统的在线测试lCT与功能测试正变得费力和费时。使用针床测试很难适应密、细间距板的测试任务。对于高密度复杂的表面贴装PCB,人工目检既不可靠也不经济,而对微小的元件如0402、0201等,人工目检实际上已经失去了意义。因此需要一种AOI辅助测试方法及装置,以克服上述问题,作为对ICT和功能测试有利的补充,可以帮助制造商提高在线测试(ICT)或功能测试的通过率、降低目检和ICT的人工成本、避免ICT成为产能瓶颈、缩短新产品周期,提升产能以及通过统计过程控制改善成品率。
发明内容
本发明提供一种AOI辅助测试方法及装置,以克服上述问题,作为对ICT和功能测试有利的补充,可以帮助制造商提高在线测试(ICT)或功能测试的通过率、降低目检和ICT的人工成本、避免ICT成为产能瓶颈、缩短新产品周期,提升产能以及通过统计过程控制改善成品率。
为解决上述问题,本发明提供一种自动光学检测方法,包括以下步骤:
第一步:拍摄PCB板的整个图片,并通过确定PCB板边界上对角的两点坐标或每条边界上的一点坐标来标定PCB板的范围和/或其坐标系,根据选取的点的坐标,创建一个缩略图;
第二步,校正点设定的步骤,设定PCB板的校正点,用来校正每一次放板的位置可能会出现的偏差,具体步骤为:在PCB板上找到标准的MARK点,设定其位置;
每三步:预设对应PCB板上要检测的元件,设定其位置,为后面的检测做准备;所述第二步包括以下步骤:
a、增加元件检测框,框住要检测的部分;
b、元件编辑,编辑该检测框中的元件要检测的详细项目;
c、注册元件,确认当前元件已经编辑完成;
第四步,所述第二步和第三步之间还进行CAD导入步骤,导入PCB板元件数据,自动找元件定位及确认;本步骤包括以下步骤:
a、在CAD导入界面中,预先设置各需要检测的元件及要检测项目的参数,或调用以前已经预设好的数据;
b、导入预设好的数据;
所述CAD导入步骤,首先准备要编辑的PCB板的X轴坐标、Y轴坐标、角度、各元件位置、各元件类型这五个数据,导入这些数据,并根据这些数据来自动定位PCB板上的元件;
第五步,在第二步和第三步之间,还进行优化路径步骤,根据整个PCB板上的需要检测的元件的坐标制定逐一检测的元件顺序,即确定检测路径;
第六步:模式学习,设定PCB板上元件的参数,
a、调试程序,标定需要检测的元件的焊点、特殊标记、元件本休、引脚、短路、字符中的一个或数个需要检测的参数;
b、学习程序,学习及记忆该PCB板的各项参数;
第七步:测试,测试PCB板是否出现缺陷;
a、逐一对需要进行测试的点进行扫描并标定其参数;
b、将该参数与预设的参数进行比对,如果一致或在误差范围内则标记为OK,如果超出误差范围,则标记为NG。
进一步的,预先设定的参数包括各元件焊点面积参数范围、特殊标记的坐标范围、元件本体的坐标范围、引脚位置及面积参数范围、引脚短路预警参数、字符位置坐标范围中的一项或数项的二值化参数;然后根据以下规则进行OK或NG判定:
焊点检测:通过计算其焊点位置的蓝色面积及设定的二值化参数,软件会自动给出一个相应该的值,如果这个值在设定范围内,其判定为OK,如不在其范围为NG;
特殊标记:通过计算其特殊标记位置的红色面积及设定的二值化参数,软件会自动给出一个相应该的值,如果这个值在设定范围内,其判定为OK,如不在其范围为NG;
元件本体:通过计算其检测图片与标准图片的差值,软件会自动给出一个相应该的值,如果这个值在设定范围内,其判定为OK,如不在其范围为NG;
引脚检测:通过计算其引脚检测位置的蓝色面积及设定的二值化参数,软件会自动给出一个相应该的值,如果这个值在设定范围内,其判定为OK,如不在其范围为NG;
短路检测:通过计算其引脚检测位置的绿色面积及设定的二值化参数,软件会自动给出一个相应该的值,如果这个值在设定范围内,其判定为OK,如不在其范围为NG;
字符检测:能过计算其字符检测位置,软件自动识别字符,与设定的字符是否一样,如一样为OK,不一样为NG。
进一步的,在所述第三步中,好的元件学习及调整参数,错误的元件直接跳过不学习。
本发明还提供一种自动光学检测装置,其特征在于,包括以下部件:
图像采集模块,用于拍摄PCB板的整个图片;
图像处理模块,接收所述图像采集装置传送过来的图像,并通过选取PCB板边界上对角的两点或每条边界上的任一点,由这些点画出4条相互垂直的直线,这四条直线相交圈定的区域即所拍摄的PCB板的范围,和/或确定该范围内的坐标系;
参数预设模块,预设对应PCB板上要检测的元件,设定其位置,为后面的检测做准备;数据预设模块,用于预设对应PCB板上要检测的元件,设定其位置及检测的属性,为后面的检测做准备;执行以下步骤:
a、增加元件检测框,框住要检测的部分;
b、元件编辑,编辑该检测框中的元件要检测的详细项目;
c、注册元件,确认当前元件已经编辑完成;
学习模块,模式学习,设定PCB板上元件的参数,包括以下部件:调试模块,标定需要检测的元件的焊点、特殊标记、元件本休、引脚、短路、字符中的一个或数个需要检测的参数;学习模块,学习及记忆该PCB板的各项参数;
测试模块,测试PCB板是否出现缺陷;根据学习模块中的预设的数据,逐一对需要进行测试的点进行扫描并标定其参数;将该参数与预设的参数进行比对,如果一致或在误差范围内则标记为OK,如果超出误差范围,则标记为NG。
进一步的,在所述图像处理模块中还设有缩略图创建模块,根据所选取的点的坐标,创建一个缩略图;
在图形采集模块和图像处理模块之间,还设有校正模块,根据预先设定PCB板的校正点,用来校正每一次放板的位置可能会出现的偏差。
进一步的,还设有CAD导入模块,用于将所述数据预设模块中输入的参数导入测试模块,或将预存在数据存储器中的对应的PCB板及其元件参数提出出来,供测试模块读取使用;所述CAD导入模块,调用准备要编辑的PCB板的X轴坐标、Y轴坐标、角度、各元件位置、各元件类型这五个数据,导入这些数据,并根据这些数据来自动定位PCB板上的元件;具体执行以下步骤:
a、在CAD导入界面中,预先设置各需要检测的元件及要检测项目的参数,或调用以前已经预设好的数据;
b、导入预设好的数据,开始导入时CAD导入模块会自动跳到当前要编辑的元件位置,如当前类型已经编辑过的,则自动调用其参数,如当前元件类型没有编辑过,则请求编辑当前类型的每一个元件,当第一个元件编辑完成后,软件会自动确认其同类型的元件。
进一步的,所述自动光学检测装置还设有优化路径模块,根据整个PCB板上的需要检测的元件的坐标制定逐一检测的元件顺序,即确定检测顺序,该检测顺序供测试模块调用,并按照该顺序逐一检测;在所述学习模块中还设有自动筛选模块,全部测试为ok的元件则学习及调整参数,有NG的元件直接跳过不学习。
进一步的,所述预设模块预先设定的参数包括各元件焊点面积参数范围、特殊标记的坐标范围、元件本体的坐标范围、引脚位置及面积参数范围、引脚短路预警参数、字符位置坐标范围中的一项或数项的二值化参数;所述测试模块根据以下规则进行OK或NG判定:
焊点检测:通过计算其焊点位置的蓝色面积及设定的二值化参数,软件会自动给出一个相应该的值,如果这个值在设定范围内,其判定为OK,如不在其范围为NG;
特殊标记:通过计算其特殊标记位置的红色面积及设定的二值化参数,软件会自动给出一个相应该的值,如果这个值在设定范围内,其判定为OK,如不在其范围为NG;
元件本体:通过计算其检测图片与标准图片的差值,软件会自动给出一个相应该的值,如果这个值在设定范围内,其判定为OK,如不在其范围为NG;
引脚检测:通过计算其引脚检测位置的蓝色面积及设定的二值化参数,软件会自动给出一个相应该的值,如果这个值在设定范围内,其判定为OK,如不在其范围为NG;
短路检测:通过计算其引脚检测位置的绿色面积及设定的二值化参数,软件会自动给出一个相应该的值,如果这个值在设定范围内,其判定为OK,如不在其范围为NG;
字符检测:能过计算其字符检测位置,软件自动识别字符,与设定的字符是否一样,如一样为OK,不一样为NG。
进一步的,所述自动光学检测装置还设有自动纠偏装置,所述自动纠偏装置包括:
XYZ三维伺服装置,用于将位置出现偏差的产品移动到正确的位置;
旋转校正装置,包括一个伺服电机和一个吸盘,安装于所述XYZ三维伺服装置上,并可跟随其做三维移动,用于将位置出现偏差的产品吸起,通过选择产品以调整其角度偏差;
所述自动纠偏装置与所述校正模块连接,校正模块最后验证产品位置是否吻合预设的位置。
进一步的,所述自动光学检测装置还设有自动纠偏装置,所述自动纠偏装置包括:
至少一对可伸缩的机械臂,所述机械臂水平放置并水平伸缩,所述机械臂的前端设置有一与水平面垂直的挡板,
设置于工作台对应两边的水平移动装置,所述机械臂分别安装于所述水平移动装置上,并可跟随其做水平来回移动。
进一步的,所述自动光学检测装置还设有自动纠偏装置,所述自动纠偏装置包括:
四个可伸缩的机械臂,分别设置于自动光学检测装置的工作台的四边的中间位置,所述机械臂水平放置并能水平伸缩,所述机械臂的前端设置有一U形机械手,U形机械手的两个端头均设置有一伸缩装置。
本发明通过图像采集,并确定每次放入的待检测的PCB板的范围(用PCB板图像上的边界上的点引出相互垂直的直线相交圈定一个矩形边框,其大小与PCB板对应),然后编辑该型号PCB板上需要检测的元件及其需要检测的项目内容及其合格阀值,将这些数值预设在设备中,如果该型号的PCB板的上述数值已经预设,则直接调用,然后在检测前对需要检测的内容进行学习和检测路径进行优化和确定,最后进行逐一检测比对,本发明的方案简单可靠,效率高。
其中,根据选取的点的坐标,创建一个缩略图。便于操作人员编辑及查看。
其中增加校正点设定的步骤,作用是校正元件的偏差;优点是PCB板有一定的误差或PCB板没有放好的情况下,软件可以自动校正。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。
在附图中:
图1到图3所示为本发明一种自动光学检测方法不同实施例的示意图。
图4所示为本发明一种自动光学检测装置一种实施例的示意图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明提供的一种自动光学检测方法,其中一些实施例方式如图1所示,包括以下步骤:
第一步:拍摄PCB板的整个图片,并通过确定PCB板边界上对角的两点坐标或每条边界上的一点坐标来标定PCB板的范围和/或其坐标系;从两个对角点的每个点引出相互垂直的两条直线,并且这四条直线相交后围成一个矩形,这个矩形则和PCB板的大小形状一致,同理,在PCB板的四条边界上任取一点,则这四个点引出四条直线并围成一个矩形,这个矩形则和PCB板的大小形状一致,因此用这个方法可以快捷的确定PCB板的大小和范围,同时,根据需要,可以定义PCB板上各点的坐标,从而建立该PCB板的坐标体系,以便确定各元件及各需要检测部位的具体位置。
每二步:预设对应PCB板上要检测的元件,设定其位置,为后面的检测做准备。
第三步:模式学习,设定PCB板上元件的参数,
a、调试程序,标定需要检测的元件的焊点、特殊标记、元件本休、引脚、短路、字符中的一个或数个需要检测的参数;
b、学习程序,学习及记忆该PCB板的各项参数;这里的学习是明确正常范围时各参数的值的范围及图像的位置、面积、颜色等参数范围,以便在正式检测作业时有判断的依据。
第四步:测试,测试PCB板是否出现缺陷;
a、逐一对需要进行测试的点进行扫描并标定其参数;通过光学图像采集装置逐一对需要测试的点和元件进行图像采集,并根据统一的计算方式进行数据转换。
b、将该参数与预设的参数进行比对,如果一致或在误差范围内则标记为OK,如果超出误差范围,则标记为NG。
本发明通过图像采集,并确定每次放入的待检测的PCB板的范围(用PCB板图像上的边界上的点引出相互垂直的直线相交圈定一个矩形边框,其大小与PCB板对应),然后编辑该型号PCB板上需要检测的元件及其需要检测的项目内容及其合格阀值,将这些数值预设在设备中,如果该型号的PCB板的上述数值已经预设,则直接调用,然后在检测前对需要检测的内容进行学习和检测路径进行优化和确定,最后进行逐一检测比对,本发明的方案简单可靠,效率高。
在实际应用中,为了更直观快捷的操作和查找,在第一步中,根据选取的点的坐标,创建一个缩略图。便于操作人员编辑及查看。
因为流水线上每一块PCB板移动到(或人工放置到)工作台上时,可能会出现位置偏移,为了解决这一问题,如图2所示,在第一步和第二步之间,增加校正点设定的步骤,设定PCB板的校正点,用来校正每一次放板的位置可能会出现的偏差,具体步骤为:
在PCB板上找到标准的MARK点,设定其位置。MARK点可设定两个,两个点的相对位置为左上及右下;两点可以定义一个平面的相对坐标;作用是校正元件的偏差;优点是PCB板有一定的误差或PCB板没有放好的情况下,软件可以自动校正。在实际应用中,也可以选择三点、四点或更多点进行校正,不过会使效率有所降低。
在另外一些实施方式中,如图3所示,上述预设步骤包括以下步骤:
a、增加元件检测框,框住要检测的部分;
b、元件编辑,编辑该检测框中的元件要检测的详细项目;
c、注册元件,确认当前元件已经编辑完成。
明确需要检测的元件及部位,从而避开不需要检测的部位,也避免因不需要检测的部位引起的误报,如克服了PCB连板生产时产生的误报废报警。
同时预设步骤后增设CAD导入步骤,导入PCB板元件数据,自动找元件定位及确认;本步骤包括以下步骤:
a、在CAD导入界面中,预先设置各需要检测的元件及要检测项目的参数,或调用以前已经预设好的数据;
b、导入预设好的数据,开始导入时软件会自动跳到当前要编辑的元件位置,如当前类型已经编辑过的,软件会自动调用其参数,如当前元件类型没有编辑过,则请求编辑该元件的参数,来做当前类型的每一个元件的参数标本,当第一个元件编辑完成后,软件会自动确认其同类型的元件。使得已经预设过的PCB板参数不必再重复编辑输入。
在实际应用中,为了使所述CAD导入步骤更加有效率,首先准备要编辑的PCB板的X轴坐标、Y轴坐标、角度、各元件位置、各元件类型这五个数据,导入这些数据,并根据这些数据来自动定位PCB板上的元件,即在创建各元件的身份数据(坐标及类型等数据)。
在另外一些实施方式中,为了提高工作效率,在CAD导入步骤之后还进行优化路径步骤,根据整个PCB板上的需要检测的元件的坐标制定逐一检测的元件顺序,即确定检测路径。该路径可以是最节约时间的路径,也可以是根据需要的其它路径,该优化的路径还可以存储起来,当以后检测同样的PCB板及项目时可以直接调用,节约工作时间,提高工作效率。
在上述实施例中,在实际应用中,预先设定的参数包括各元件焊点面积参数范围、特殊标记的坐标范围、元件本体的坐标范围、引脚位置及面积参数范围、引脚短路预警参数、字符位置坐标范围中的一项或数项的二值化参数;然后根据以下规则进行OK或NG判定:
焊点检测:通过计算其焊点位置的蓝色面积及设定的二值化参数,软件会自动给出一个相应该的值,如果这个值在设定范围内,其判定为OK,如不在其范围为NG;
特殊标记:通过计算其特殊标记位置的红色面积及设定的二值化参数,软件会自动给出一个相应该的值,如果这个值在设定范围内,其判定为OK,如不在其范围为NG;
元件本体:通过计算其检测图片与标准图片的差值,软件会自动给出一个相应该的值,如果这个值在设定范围内,其判定为OK,如不在其范围为NG;
引脚检测:通过计算其引脚检测位置的蓝色面积及设定的二值化参数,软件会自动给出一个相应该的值,如果这个值在设定范围内,其判定为OK,如不在其范围为NG;
短路检测:通过计算其引脚检测位置的绿色面积及设定的二值化参数,软件会自动给出一个相应该的值,如果这个值在设定范围内,其判定为OK,如不在其范围为NG;
字符检测:能过计算其字符检测位置,软件自动识别字符,与设定的字符是否一样,如一样为OK,不一样为NG。
在实际应用中,在所述学习步骤中,好的元件学习及调整参数,错误的元件直接跳过不学习。这样,同样的PCB板新增的检测元件的参数纳入记忆中供以后调用,提供更多的参考样本,而不能作为标准的坏的元件或点的数据,则不学习和记忆。达到数据库的智能建设。
本发明还提供一种自动光学检测装置,与上述方法相对应,包括以下部件:
图像采集模块,用于拍摄PCB板的整个图片;现有的光学图像采集系统(包括可见光系统和红外系统等)都可以进行匹配应用。
图像处理模块,接收所述图像采集装置传送过来的图像,并通过选取PCB板边界上对角的两点或每条边界上的任一点,由这些点画出4条相互垂直的直线,这四条直线相交圈定的区域即所拍摄的PCB板的范围,和/或确定该范围内的坐标系;在实际应用中,为了便于查找和操作,在图像处理模块中还设有缩略图创建模块,根据所选取的点的坐标,创建一个缩略图。
参数预设模块,预设对应PCB板上要检测的元件,设定其位置,为后面的检测做准备;
学习模块,模式学习,设定PCB板上元件的参数,包括以下部件:调试模块,标定需要检测的元件的焊点、特殊标记、元件本休、引脚、短路、字符中的一个或数个需要检测的参数;学习模块,学习及记忆该PCB板的各项参数;
测试模块,测试PCB板是否出现缺陷;根据学习模块中的预设的数据,逐一对需要进行测试的点进行扫描并标定其参数;将该参数与预设的参数进行比对,如果一致或在误差范围内则标记为OK,如果超出误差范围,则标记为NG。
因为流水线上每一块PCB板移动到(或人工放置到)工作台上时,可能会出现位置偏移,为了解决这一问题,在图形采集模块和图像处理模块之间,还设有校正模块,根据预先设定PCB板的校正点,用来校正每一次放板的位置可能会出现的偏差。
在实际应用中,数据预设模块用于预设对应PCB板上要检测的元件,设定其位置及检测的属性,为后面的检测做准备;通常根据需要执行以下步骤:
a、增加元件检测框,框住要检测的部分;
b、元件编辑,编辑该检测框中的元件要检测的详细项目;
c、注册元件,确认当前元件已经编辑完成。
上述预设模块可以将各参数预设到设备中,为了方便调用,还设有CAD导入模块,用于将所述数据预设模块中输入的参数导入测试模块,或将预存在数据存储器中的对应的PCB板及其元件参数提出出来,供测试模块读取使用;具体执行以下步骤:
a、在CAD导入界面中,预先设置各需要检测的元件及要检测项目的参数,或调用以前已经预设好的数据;
b、导入预设好的数据,开始导入时CAD导入模块会自动跳到当前要编辑的元件位置,如当前类型已经编辑过的,则自动调用其参数,如当前元件类型没有编辑过,则请求编辑当前类型的每一个元件,当第一个元件编辑完成后,软件会自动确认其同类型的元件。
当需要测试的元器件及各点都已经确定后,为了提高工作效率或者满足其他要求如各机构之间的协调作业,需要对检测的路径(路线)进行预先的设定和优化,因此设有优化路径模块,根据整个PCB板上的需要检测的元件的坐标制定逐一检测的元件顺序,即确定检测顺序,该检测顺序供测试模块调用,并按照该顺序逐一检测。
在实际检测工作中,检测到的数据在预设合格数据的范围内的为合格(OK),这些数据可以作为样本,包括其对应的图像及其二值化参数,都可以作为新的合格样板保存起来,为设备提供更多的样板,以提高工作的准确性和效率,减少误判,因此,在学习模块中还设有自动筛选模块,全部测试为ok的元件则学习及调整参数,有NG的元件直接跳过不学习。
在实际应用中,为了使所述CAD导入模块CAD导入步骤更加有效率,首先准备要编辑的PCB板的X轴坐标、Y轴坐标、角度、各元件位置、各元件类型这五个数据,导入这些数据,并根据这些数据来自动定位PCB板上的元件,即在创建各元件的身份数据(坐标及类型等数据)。
在上述实施例中,在实际应用中,所述预设模块预先设定的参数包括各元件焊点面积参数范围、特殊标记的坐标范围、元件本体的坐标范围、引脚位置及面积参数范围、引脚短路预警参数、字符位置坐标范围中的一项或数项的二值化参数;所述测试模块根据以下规则进行OK或NG判定:
焊点检测:通过计算其焊点位置的蓝色面积及设定的二值化参数,软件会自动给出一个相应该的值,如果这个值在设定范围内,其判定为OK,如不在其范围为NG;
特殊标记:通过计算其特殊标记位置的红色面积及设定的二值化参数,软件会自动给出一个相应该的值,如果这个值在设定范围内,其判定为OK,如不在其范围为NG;
元件本体:通过计算其检测图片与标准图片的差值,软件会自动给出一个相应该的值,如果这个值在设定范围内,其判定为OK,如不在其范围为NG;
引脚检测:通过计算其引脚检测位置的蓝色面积及设定的二值化参数,软件会自动给出一个相应该的值,如果这个值在设定范围内,其判定为OK,如不在其范围为NG;
短路检测:通过计算其引脚检测位置的绿色面积及设定的二值化参数,软件会自动给出一个相应该的值,如果这个值在设定范围内,其判定为OK,如不在其范围为NG;
字符检测:能过计算其字符检测位置,软件自动识别字符,与设定的字符是否一样,如一样为OK,不一样为NG。
如图4所示的自动光学检测装置的一个实施例的工作流程如下表所示:
在另外一些实施例中,对于解决每次PCB板(产品)位置出现偏移的问题,可以采用软件校正的方式,在某些场合为了降低软件校正算法的复杂性,可以设置机械的自动纠偏装置,所述自动纠偏装置包括:
XYZ三维伺服装置,用于将位置出现偏差的产品移动到正确的位置;
旋转校正装置,包括一个伺服电机和一个吸盘,安装于所述XYZ三维伺服装置上,并可跟随其做三维移动,用于将位置出现偏差的产品吸起,通过选择产品以调整其角度偏差;
所述自动纠偏装置与所述校正模块连接,校正模块最后验证产品位置是否吻合预设的位置。
其工作原理是,当图像采集装置拍摄的图片与校正模块设定的校正点进行比对,将XY坐标系的位置偏差及角度偏差进行计算,该位置偏差与角度偏差值发送给自动纠偏装置,旋转校正装置在XYZ三维伺服装置的带动下移动到产品上方,并下降,直到其吸盘将产品吸起上升,首先旋转校正装置根据角度偏差值旋转产品,将角度偏差值调整为零,例如两个校正点的连线与预设的校正点的连线平行一致,然后XYZ三维伺服装置根据XY坐标系的位置偏差值调整产品在XY平面的偏差值,直到与预设值完全吻合,例如将校正点的位置完全重合,然后将产品放下,自动纠偏装置移走,校正装置再进行最后的一次验证,完全吻合后即可开始检测等作业。
在另外一些实施例中,提供了另外一种自动纠偏装置,所述自动纠偏装置包括:
至少一对可伸缩的机械臂,所述机械臂水平放置并水平伸缩,所述机械臂的前端设置有一与水平面垂直的挡板,
设置于工作台对应两边的水平移动装置,所述机械臂分别安装于所述水平移动装置上,并可跟随其做水平来回移动。
其工作原理是,机械臂成对的相对设置,它们可以相向或相反水平伸缩,和同步沿工作台边沿水平移动,当校正模块发现产品位置发生偏移时,成对的机械臂移动到产品的对应的边沿的中点位置,然后同时向产品伸出,直到夹紧产品,在这个步骤中,因为挡板的存在,产品的角度偏移被校正,其边沿均被调整为与工作台的某边平行,此时只要调整XY坐标即可,如果X坐标由水平移动装置带动机械臂来完成,那么Y轴的坐标则通过其中一个机械臂继续伸出,另外一个机械臂回缩来完成。根据需要,增加机械臂的实施方式,原理和上述大致一致。
在另外一些实施例中,所述自动光学检测装置还设有自动纠偏装置,所述自动纠偏装置包括:
四个可伸缩的机械臂,分别设置于自动光学检测装置的工作台的四边的中间位置,所述机械臂水平放置并能水平伸缩,所述机械臂的前端设置有一U形机械手,U形机械手的两个端头均设置有一伸缩装置。
其工作原理是,在放入第一个待测产品的时候(或标准样板),启动四个可伸缩的机械臂,直到8各伸缩装置的前端接触到产品四个边沿,并固定住产品,此时校正装置记录下个可伸缩的机械臂的伸缩量和8各伸缩装置的伸缩量,这些参数确定了产品放置位置的包络线的XY坐标系中的参数,还有产品边线与X轴的角度参数,因此,当后续产品移载到工作台时,不论其位置是否发生偏移,各机械臂及伸缩装置都按照记录的伸缩量进行伸缩,就可以将产品调整到与最初的产品一致的位置上,非常方便快捷,其实四个机械臂加上4个安置于机械臂前边的挡板一样可以达到上述效果,不过使用U形机械手及两个伸缩装置可以精细的微调产品的角度,即通过8各伸缩装置不同的伸缩量就可以在一定范围内调整产品边线与X轴的夹角(角度)了。
由于上述装置文字描述已经足够清晰明了,因此没有再提供对应的图纸,本领域的技术人员,在本文的文字引领下,足以完成相应的设备制造。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动光学检测方法,其特征在于,包括以下步骤:
第一步:拍摄PCB板的整个图片,并通过确定PCB板边界上对角的两点坐标或每条边界上的一点坐标来标定PCB板的范围和/或其坐标系,根据选取的点的坐标,创建一个缩略图;
第二步,校正点设定的步骤,设定PCB板的校正点,用来校正每一次放板的位置可能会出现的偏差,具体步骤为:在PCB板上找到标准的MARK点,设定其位置;
每三步:预设对应PCB板上要检测的元件,设定其位置,为后面的检测做准备;所述第二步包括以下步骤:
a、增加元件检测框,框住要检测的部分;
b、元件编辑,编辑该检测框中的元件要检测的详细项目;
c、注册元件,确认当前元件已经编辑完成;
第四步,所述第二步和第三步之间还进行CAD导入步骤,导入PCB板元件数据,自动找元件定位及确认;本步骤包括以下步骤:
a、在CAD导入界面中,预先设置各需要检测的元件及要检测项目的参数,或调用以前已经预设好的数据;
b、导入预设好的数据;
所述CAD导入步骤,首先准备要编辑的PCB板的X轴坐标、Y轴坐标、角度、各元件位置、各元件类型这五个数据,导入这些数据,并根据这些数据来自动定位PCB板上的元件;
第五步,在第二步和第三步之间,还进行优化路径步骤,根据整个PCB板上的需要检测的元件的坐标制定逐一检测的元件顺序,即确定检测路径;
第六步:模式学习,设定PCB板上元件的参数,
a、调试程序,标定需要检测的元件的焊点、特殊标记、元件本休、引脚、短路、字符中的一个或数个需要检测的参数;
b、学习程序,学习及记忆该PCB板的各项参数;
第七步:测试,测试PCB板是否出现缺陷;
a、逐一对需要进行测试的点进行扫描并标定其参数;
b、将该参数与预设的参数进行比对,如果一致或在误差范围内则标记为OK,如果超出误差范围,则标记为NG。
2.根据权利要求1所述的自动光学检测方法,其特征在于,预先设定的参数包括各元件焊点面积参数范围、特殊标记的坐标范围、元件本体的坐标范围、引脚位置及面积参数范围、引脚短路预警参数、字符位置坐标范围中的一项或数项的二值化参数;然后根据以下规则进行OK或NG判定:
焊点检测:通过计算其焊点位置的蓝色面积及设定的二值化参数,软件会自动给出一个相应该的值,如果这个值在设定范围内,其判定为OK,如不在其范围为NG;
特殊标记:通过计算其特殊标记位置的红色面积及设定的二值化参数,软件会自动给出一个相应该的值,如果这个值在设定范围内,其判定为OK,如不在其范围为NG;
元件本体:通过计算其检测图片与标准图片的差值,软件会自动给出一个相应该的值,如果这个值在设定范围内,其判定为OK,如不在其范围为NG;
引脚检测:通过计算其引脚检测位置的蓝色面积及设定的二值化参数,软件会自动给出一个相应该的值,如果这个值在设定范围内,其判定为OK,如不在其范围为NG;
短路检测:通过计算其引脚检测位置的绿色面积及设定的二值化参数,软件会自动给出一个相应该的值,如果这个值在设定范围内,其判定为OK,如不在其范围为NG;
字符检测:能过计算其字符检测位置,软件自动识别字符,与设定的字符是否一样,如一样为OK,不一样为NG;
优选的,在所述学习步骤中,好的元件学习及调整参数,错误的元件直接跳过不学习。
3.一种自动光学检测装置,其特征在于,所述其特征在于,包括以下部件:
图像采集模块,用于拍摄PCB板的整个图片;
图像处理模块,接收所述图像采集装置传送过来的图像,并通过选取PCB板边界上对角的两点或每条边界上的任一点,由这些点画出4条相互垂直的直线,这四条直线相交圈定的区域即所拍摄的PCB板的范围,和/或确定该范围内的坐标系;
参数预设模块,预设对应PCB板上要检测的元件,设定其位置,为后面的检测做准备;数据预设模块,用于预设对应PCB板上要检测的元件,设定其位置及检测的属性,为后面的检测做准备;执行以下步骤:
a、增加元件检测框,框住要检测的部分;
b、元件编辑,编辑该检测框中的元件要检测的详细项目;
c、注册元件,确认当前元件已经编辑完成;
学习模块,模式学习,设定PCB板上元件的参数,包括以下部件:调试模块,标定需要检测的元件的焊点、特殊标记、元件本休、引脚、短路、字符中的一个或数个需要检测的参数;学习模块,学习及记忆该PCB板的各项参数;
测试模块,测试PCB板是否出现缺陷;根据学习模块中的预设的数据,逐一对需要进行测试的点进行扫描并标定其参数;将该参数与预设的参数进行比对,如果一致或在误差范围内则标记为OK,如果超出误差范围,则标记为NG。
4.根据权利要求3所述的自动光学检测装置,其特征在于,在所述图像处理模块中还设有缩略图创建模块,根据所选取的点的坐标,创建一个缩略图;
在图形采集模块和图像处理模块之间,还设有校正模块,根据预先设定PCB板的校正点,用来校正每一次放板的位置可能会出现的偏差。
5.根据权利要求3所述的自动光学检测装置,其特征在于,还设有CAD导入模块,用于将所述数据预设模块中输入的参数导入测试模块,或将预存在数据存储器中的对应的PCB板及其元件参数提出出来,供测试模块读取使用;所述CAD导入模块,调用准备要编辑的PCB板的X轴坐标、Y轴坐标、角度、各元件位置、各元件类型这五个数据,导入这些数据,并根据这些数据来自动定位PCB板上的元件;具体执行以下步骤:
a、在CAD导入界面中,预先设置各需要检测的元件及要检测项目的参数,或调用以前已经预设好的数据;
b、导入预设好的数据,开始导入时CAD导入模块会自动跳到当前要编辑的元件位置,如当前类型已经编辑过的,则自动调用其参数,如当前元件类型没有编辑过,则请求编辑当前类型的每一个元件,当第一个元件编辑完成后,软件会自动确认其同类型的元件。
6.根据权利要求3所述的自动光学检测装置,其特征在于,所述自动光学检测装置还设有优化路径模块,根据整个PCB板上的需要检测的元件的坐标制定逐一检测的元件顺序,即确定检测顺序,该检测顺序供测试模块调用,并按照该顺序逐一检测;在所述学习模块中还设有自动筛选模块,全部测试为ok的元件则学习及调整参数,有NG的元件直接跳过不学习。
7.根据权利要求3所述的自动光学检测装置,其特征在于,所述预设模块预先设定的参数包括各元件焊点面积参数范围、特殊标记的坐标范围、元件本体的坐标范围、引脚位置及面积参数范围、引脚短路预警参数、字符位置坐标范围中的一项或数项的二值化参数;所述测试模块根据以下规则进行OK或NG判定:
焊点检测:通过计算其焊点位置的蓝色面积及设定的二值化参数,软件会自动给出一个相应该的值,如果这个值在设定范围内,其判定为OK,如不在其范围为NG;
特殊标记:通过计算其特殊标记位置的红色面积及设定的二值化参数,软件会自动给出一个相应该的值,如果这个值在设定范围内,其判定为OK,如不在其范围为NG;
元件本体:通过计算其检测图片与标准图片的差值,软件会自动给出一个相应该的值,如果这个值在设定范围内,其判定为OK,如不在其范围为NG;
引脚检测:通过计算其引脚检测位置的蓝色面积及设定的二值化参数,软件会自动给出一个相应该的值,如果这个值在设定范围内,其判定为OK,如不在其范围为NG;
短路检测:通过计算其引脚检测位置的绿色面积及设定的二值化参数,软件会自动给出一个相应该的值,如果这个值在设定范围内,其判定为OK,如不在其范围为NG;
字符检测:能过计算其字符检测位置,软件自动识别字符,与设定的字符是否一样,如一样为OK,不一样为NG。
8.根据权利要求4所述的自动光学检测装置,其特征在于,所述自动光学检测装置还设有自动纠偏装置,所述自动纠偏装置包括:
XYZ三维伺服装置,用于将位置出现偏差的产品移动到正确的位置;
旋转校正装置,包括一个伺服电机和一个吸盘,安装于所述XYZ三维伺服装置上,并可跟随其做三维移动,用于将位置出现偏差的产品吸起,通过选择产品以调整其角度偏差;
所述自动纠偏装置与所述校正模块连接,校正模块最后验证产品位置是否吻合预设的位置。
9.根据权利要求4所述的自动光学检测装置,其特征在于,所述自动光学检测装置还设有自动纠偏装置,所述自动纠偏装置包括:
至少一对可伸缩的机械臂,所述机械臂水平放置并水平伸缩,所述机械臂的前端设置有一与水平面垂直的挡板,
设置于工作台对应两边的水平移动装置,所述机械臂分别安装于所述水平移动装置上,并可跟随其做水平来回移动。
10.根据权利要求4所述的自动光学检测装置,其特征在于,所述自动光学检测装置还设有自动纠偏装置,所述自动纠偏装置包括:
四个可伸缩的机械臂,分别设置于自动光学检测装置的工作台的四边的中间位置,所述机械臂水平放置并能水平伸缩,所述机械臂的前端设置有一U形机械手,U形机械手的两个端头均设置有一伸缩装置。
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