CN105512428A - 一种自动光学检测设备的检测模板生成方法及装置 - Google Patents

一种自动光学检测设备的检测模板生成方法及装置 Download PDF

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Abstract

一种自动光学检测设备的检测模板生成方法及装置，所述方法包括如下步骤：获取Gerber文件；解析所述Gerber文件中所有的基本图形定义指令和组合图形定义指令所定义的图形，利用所述Gerber文件中的绘图指令绘制所述基本图形定义指令和组合图形定义指令所定义的图形形成检测目标分布图，将各个图形的中心位置作为检测位置；对所述检测目标分布图中的图形赋予预设颜色，所述预设颜色为实体电路板中的检测目标的颜色；将所述检测目标分布图中的图形关联预设阈值，所述阈值至少包括尺寸误差阈值和颜色误差阈值。

Description

一种自动光学检测设备的检测模板生成方法及装置
技术领域
本发明涉及电路板检测领域，具体涉及一种自动光学检测设备的检测模板生成方法及装置。
背景技术
AOI(AutomaticOpticInspection)的全称是自动光学检测，是基于光学原理来对电路板焊接生产中遇到的常见缺陷进行检测的设备。AOI是新兴起的一种新型测试技术，但发展迅速，很多厂家都推出了AOI测试设备。当自动检测时，机器通过摄像头自动扫描PCB，采集图像，测试的焊点与数据库中的合格的参数进行比较，经过图像处理，检查出PCB上缺陷，并通过显示器或自动标志把缺陷显示/标示出来，供维修人员修整。
Gerber文件是线路板行业软件描述线路板(线路层、阻焊层、字符层等)图像及钻、铣数据的文档格式集合，它是线路板行业图像转换的标准格式，其中包含了线路板各层图像的完整描述，具有线路板图形成像需要的所有元素，并且Gerber文件中还包括很多对电路板的制作工作的指示内容，例如加工参数等，在印刷电路板制造生产工艺中，经常生成和解读Gerber文件，用于电路板加工制作。
AOI设备需要根据检测模板对被测电路板进行检测，检测模板包括检测目标分布图、检测目标的颜色和误差阈值等属性。现有的AOI的检测模板生成方式是手动配置,具体是由设计人员利用专用的模板制作软件,根据要检测的目标选用合适的工具,放置各个图形(检测目标)绘制检测目标分布图，然后再配置各种属性。创建好的检测模板可以被修改,在需要生成一个新的检测模板时,可以修改之前创建过的检测模板,复制模板中的目标、同料号展开、分板展开等,即对保存的模板进行修改和替换形成新的检测模板。
现有的检测模板生成方式需要由设计人员件手工创建检测目标，并调整检测目标的属性，由于电路板上的检测目标可多达几千个，由此使检测模板的生成工作的工作量非常巨大，生成效率较低，进而影响电路板检测工作的效率。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的AOI的检测模板生成操作效率低的缺陷。
有鉴于此，本发明提供一种自动光学检测设备的检测模板生成方法，包括如下步骤：获取Gerber文件；解析所述Gerber文件中所有的基本图形定义指令和组合图形定义指令所定义的图形，利用所述Gerber文件中的绘图指令绘制所述基本图形定义指令和组合图形定义指令所定义的图形形成检测目标分布图，将各个图形的中心位置作为检测位置；对所述检测目标分布图中的图形赋予预设颜色，所述预设颜色为实体电路板中的检测目标的颜色；将所述检测目标分布图中的图形关联预设阈值，所述阈值至少包括尺寸误差阈值和颜色误差阈值；将所述检测目标分布图及其属性组成检测模板，所述属性包括所述检测位置、预设颜色和预设阈值。
优选地，在所述解析所述Gerber文件中所有的基本图形定义指令和组合图形定义指令所定义的图形，利用所述Gerber文件中的绘图指令绘制所述基本图形定义指令和组合图形定义指令所定义的图形形成检测目标分布图，将各个图形的中心位置作为检测位置，还包括：
将所述检测目标分布图向预设位置进行位移，其中所述预设位置是根据实体电路板的原点位置确定的。
优选地，所述解析所述Gerber文件中所有的基本图形定义指令和组合图形定义指令所定义的图形，利用所述Gerber文件中的绘图指令绘制所述基本图形定义指令和组合图形定义指令所定义的图形形成检测目标分布图，将各个图形的中心位置作为检测位置，包括：利用正则表达式解释器从所述Gerber文件中提取基本图形定义指令、组合图形定义指令、绘图指令；解析所述基本图形定义指令和组合图形定义指令中的块信息；将解析出的块信息保存到模板库中；在所述模板库中搜索与所述绘图指令形相对应的块信息；根据搜索到的块信息绘制图形，将图形的中心点位置作为检测位置。
优选地，所述对所述图像中的各个图形赋予预设颜色，包括：识别所述检测目标分布图中的图形所表示的检测目标；根据识别出的检测目标与预设颜色的关联关系，对所述图形赋予预设颜色。
相应地，本发明还提供一种自动光学检测设备的检测模板生成装置，包括：获取单元，用于获取Gerber文件；绘图单元，用于解析所述Gerber文件中所有的基本图形定义指令和组合图形定义指令所定义的图形，利用所述Gerber文件中的绘图指令绘制所述基本图形定义指令和组合图形定义指令所定义的图形形成检测目标分布图，将各个图形的中心位置作为检测位置；颜色设置单元，用于对所述检测目标分布图中的图形赋予预设颜色，所述预设颜色为实体电路板中的检测目标的颜色；阈值设置单元，用于将所述检测目标分布图中的图形关联预设阈值，所述阈值至少包括尺寸误差阈值和颜色误差阈值；模板组成单元，用于将所述检测目标分布图及其属性组成检测模板，所述属性包括所述检测位置、预设颜色和预设阈值。
优选地，还包括：位移单元，用于将所述检测目标分布图向预设位置进行位移，其中所述预设位置是根据实体电路板的原点位置确定的。
优选地，所述绘图单元包括：指令解析单元，用于利用正则表达式解释器从所述Gerber文件中提取基本图形定义指令、组合图形定义指令、绘图指令；块信息解析单元，用于解析所述基本图形定义指令和组合图形定义指令中的块信息；保存单元，用于将解析出的块信息保存到模板库中；搜索单元，用于在所述模板库中搜索与所述绘图指令形相对应的块信息；图形绘制单元，用于根据搜索到的块信息绘制图形，将图形的中心点位置作为检测位置。
优选地，所述颜色设置单元包括：器件识别单元，用于识别所述检测目标分布图中的图形所表示的检测目标；图形颜色赋予单元，用于根据识别出的检测目标与预设颜色的关联关系，对所述图形赋予预设颜色。
本发明利用Gerber文件中的与绘图动作相关的指令绘制检测目标分布图，忽略掉Gerber文件中诸如显示、选择、缩放等不必要的内容，并对检测目标分布图中的图形赋予预设颜色和预设阈值，最终将目标分布图及其属性作为检测模板，提高了检测模板的制作效率，自动光学检测设备可以将该检测模板作为检测标准对电路板进行检测，将被测电路板上的检测目标与上述检测目标分布图中的各个图形进行对比，并对误差进行判断，从而确定被测电路板是否符合要求，由此可提高电路板检测工作的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的自动光学检测设备的检测模板生成方法的流程图；
图2为利用本发明实施例提供的自动光学检测设备的检测模板生成方法生成的电路板图像；
图3为本发明实施例提供的自动光学检测设备的检测模板生成装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种自动光学检测设备的检测模板生成方法，如图1所示该方法包括如下步骤：
S1，获取Gerber文件，Gerber文件是线路板行业用来描述线路板(线路层、阻焊层、字符层等)图像及钻、铣数据的文档格式集合，该文件通常是由线路板设计人员使用专业的电子设计自动化(EDA)或者CAD软件制作的，其中包含多种图形描述指令。Gerber描述的图形是由块状区域组成的，每块区域从起始位置开始，沿着区域的轮廓绘制直线和弧线，结束于终止位置，起始位置和终止位置为同一个点。
S2，解析Gerber文件中的指令，并根据指令绘制检测目标分布图。具体地，解析Gerber文件中的基本图形定义指令和组合图形定义指令所定义的图形，直至所有的基本图形定义指令和组合图形定义指令解析完毕，利用所述Gerber文件中的绘图指令绘制图形形成检测目标分布图，将各个图形的中心点位置作为检测位置。Gerber中使用的指令的结构具有固定的规律，即指令头尾有固定命令，中间为参数部分，且中间的内容会有动态调整。因此，将固定命令作为关键词在文件中进行搜索，即可找到目标指令，实际应用时可以预先设计专用的正则表达式解析工具，利用该工具即可解析出各种目标指令。
其中，基本图形定义指令所定义的是单个图形，例如按照图形的属性去定义圆、有向线段、多边形、正多边形、同心圆、圆环等图形，其中包括如中心位置、尺寸大小等参数；
组合图形定义指令所定义的是多个单个图形的组合，这些单个图形之间有交叉和重叠，互不连通的部分成为新的区域；
绘图指令即绘制文件中定义的单个图形和多个图像的指令。
经过提取、分析并执行上述三种指令，即可绘制出一个包含多个图形的检测目标分布图，其中的图形即为检测目标，检测目标可以是元器件、锡膏、铜箔等Gerber档中能解析出的任何对象。其中的检测位置是提供给自动光学检测设备的信息，该设备根据检测位置比对被测电路板中的元件与上述图像中的图形。
S3，对检测目标分布图中的图形赋予预设颜色，所述预设颜色为实体电路板中的检测目标的颜色。经过步骤S2绘制出的图像中的各个图形的位置和形状已经确定，但图形没有颜色，虽然Gerber文件中包含图形颜色设置信息，但其颜色经常与实际生产出的良品电路板实物不相符。因此，此步骤根据良品电路板实物的颜色对绘制的图形上色，使上色后的图像与实体电路板保持一致，赋予颜色后的检测目标分布图如图2所示，其中每个图形都具有与良品实物相同的颜色。预设颜色可以以模板的形式预先定义好，在生成图像后自动从模板中添加。
S4，将检测目标分布图中的图形关联预设阈值，其中的预设阈值至少包括尺寸误差阈值和颜色误差阈值。自动光学检测设备利用上述图像检测电路板时，可能检测到电路板与检测目标分布图之间的差异，即各个元件颜色差异、尺寸差异等，并判断这些差异是否在可接受的范围内，因此需要与预设阈值进行比较。此步骤将误差阈值与各个图形进行关联，作为自动光学检测设备的判断依据，预设阈值可以以模板的形式预先定义好，在生成图像后自动从模板中添加。
S5，将检测目标分布图及其属性组成检测模板，所述属性包括所述检测位置、预设颜色和预设阈值。
本发明利用Gerber文件中的与绘图动作相关的指令绘制检测目标分布图，忽略掉Gerber文件中诸如显示、选择、缩放等不必要的内容，并对检测目标分布图中的图形赋予预设颜色和预设阈值，提高了检测模板的制作效率，自动光学检测设备可以将该检测模板作为检测标准对电路板进行检测，将被测电路板上的检测目标与上述检测目标分布图中的各个图形进行对比，并对误差进行判断，从而确定被测电路板是否符合要求，由此可提高电路板检测工作的效率。
上述检测目标分布图中各个图形的位置是根据Gerber文件中的原点确定的，这与被测电路板的原点可能不是同一个点，所以上述检测目标分布图和被测电路板可能会在不同的象限内，但各个图形的相对位置是一致的。因此，在上述步骤S2之后，还可以包括如下步骤：
将检测目标分布图向预设位置进行位移，即通过平移的方式将图像整体移动到预设的位置，其中的预设位置是根据实体电路板的原点位置确定的。上述优选方案可使生成的检测目标分布图中的各个检测目标的位置与良品电路板保持一致。
作为一个优选的实施方式，上述步骤S2具体可以包括如下步骤：
S21，利用正则表达式解释器从所述Gerber文件中提取基本图形定义指令、组合图形定义指令、绘图指令。具体可根据Gerber文件中的命令语法设计解析器，其头尾为固定命令码，中间为参数部分，由此可完整解释单个指令和关联指令。
S22，解析所述基本图形定义指令和组合图形定义指令中的块信息，即优先解析图形定义指令，其中的块信息包括轮廓、尺寸等信息，由此即可确定各个指令所定义的图形；
S23，将解析出的块信息保存到模板库中，单个图形和组合图形的块信息被解析出来后，保存到模板库中。
S24，在所述模板库中搜索与所述绘图指令形相对应的块信息，即根据绘图命令中的图形定义，去模板库中搜寻对应的块信息。
S25，根据搜索到的块信息绘制图形，将图形的中心点位置作为检测位置，其中每一个图形都是一个检测目标，最后将所有块按相对位置和相对大小绘制在全景图上。
上述优选方案利用正则表达式解析器从Gerber文件中识别指令内容，按照Gerber文件中的指令的顺序逐一解析命令，先将图形定义指令中的块信息保存在模板库中，再根据绘图命令在模板库中搜索对应的块信息绘制图形，该方案解析效率较高且解析过程简洁。
作为一个优选的实施方式，上述步骤S3可以包括：
S31，识别所述检测目标分布图中的图形所表示的检测目标，具体可以根据Gerber文件中的内容进行识别；
S32，根据识别出的检测目标与预设颜色的关联关系，对所述图形赋予预设颜色。在此之前可以预先编辑一个颜色模板，模板中包括各种检测目标以及相应的颜色信息，然后在执行本方法识别出图形所表示的检测目标后，即可自动根据颜色模板中保存的内容对图形设置颜色。
上述优选方案根据检测目标的类型与预设颜色的对应关系自动为图形设置颜色，由此可以进一步提高对象生成效率，并使生成的图像的颜色更准确。
与前一实施例相应地，本发明的另一个实施例还提供一种自动光学检测设备的检测模板生成装置，包括：
获取单元31，用于获取Gerber文件；
绘图单元32，用于解析所述Gerber文件中所有的基本图形定义指令和组合图形定义指令所定义的图形，利用所述Gerber文件中的绘图指令绘制所述基本图形定义指令和组合图形定义指令所定义的图形形成检测目标分布图，将各个图形的中心位置作为检测位置；
颜色设置单元33，用于对所述检测目标分布图中的图形赋予预设颜色，所述预设颜色为实体电路板中的检测目标的颜色；
阈值设置单元34，用于将所述检测目标分布图中的图形关联预设阈值，所述阈值至少包括尺寸误差阈值和颜色误差阈值。
模板组成单元35，用于将所述检测目标分布图及其属性组成检测模板，所述属性包括所述检测位置、预设颜色和预设阈值。
该装置利用Gerber文件中的与绘图动作相关的指令绘制检测目标分布图，忽略掉Gerber文件中诸如显示、选择、缩放等不必要的内容，并对检测目标分布图中的图形赋予预设颜色和预设阈值，提高了检测模板的制作效率，自动光学检测设备可以将该检测模板作为检测标准对电路板进行检测，将被测电路板上的检测目标与上述检测目标分布图中的各个图形进行对比，并对误差进行判断，从而确定被测电路板是否符合要求，由此可提高电路板检测工作的效率。
优选地，还包括：位移单元，用于将所述检测目标分布图向预设位置进行位移，其中所述预设位置是根据实体电路板的原点位置确定的。
上述优选方案可使生成的电路板图像的位置与实体电路板保持一致。
优选地，所述绘图单元32包括：指令解析单元，用于利用正则表达式解释器从所述Gerber文件中提取基本图形定义指令、组合图形定义指令、绘图指令；块信息解析单元，用于解析所述基本图形定义指令和组合图形定义指令中的块信息；保存单元，用于将解析出的块信息保存到模板库中；搜索单元，用于在所述模板库中搜索与所述绘图指令形相对应的块信息；图形绘制单元，用于根据搜索到的块信息绘制图形，将图形的中心点位置作为检测位置。
上述优选方案利用正则表达式解析器从Gerber文件中识别指令内容，按照Gerber文件中的指令的顺序逐一解析命令，先将图形定义指令中的块信息保存在模板库中，再根据绘图命令在模板库中搜索对应的块信息绘制图形，该方案解析效率较高且解析过程简洁。
优选地，所述颜色设置单元33包括：器件识别单元，用于识别所述检测目标分布图中的图形所表示的检测目标；图形颜色赋予单元，用于根据识别出的检测目标与预设颜色的关联关系，对所述图形赋予预设颜色。
上述优选方案根据元器件的类型与预设颜色的对应关系自动为图形设置颜色，由此可以进一步提高对象生成效率，并使生成的图像的颜色更准确。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种自动光学检测设备的检测模板生成方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取Gerber文件；
解析所述Gerber文件中所有的基本图形定义指令和组合图形定义指令所定义的图形，利用所述Gerber文件中的绘图指令绘制所述基本图形定义指令和组合图形定义指令所定义的图形形成检测目标分布图，将各个图形的中心位置作为检测位置；
对所述检测目标分布图中的图形赋予预设颜色，所述预设颜色为实体电路板中的检测目标的颜色；
将所述检测目标分布图中的图形关联预设阈值，所述阈值至少包括尺寸误差阈值和颜色误差阈值；
将所述检测目标分布图及其属性组成检测模板，所述属性包括所述检测位置、预设颜色和预设阈值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述解析所述Gerber文件中所有的基本图形定义指令和组合图形定义指令所定义的图形，利用所述Gerber文件中的绘图指令绘制所述基本图形定义指令和组合图形定义指令所定义的图形形成检测目标分布图，将各个图形的中心位置作为检测位置之后，还包括：
将所述检测目标分布图向预设位置进行位移，其中所述预设位置是根据实体电路板的原点位置确定的。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述解析所述Gerber文件中所有的基本图形定义指令和组合图形定义指令所定义的图形，利用所述Gerber文件中的绘图指令绘制所述基本图形定义指令和组合图形定义指令所定义的图形形成检测目标分布图，将各个图形的中心位置作为检测位置，包括：
利用正则表达式解释器从所述Gerber文件中提取基本图形定义指令、组合图形定义指令、绘图指令；
解析所述基本图形定义指令和组合图形定义指令中的块信息；
将解析出的块信息保存到模板库中；
在所述模板库中搜索与所述绘图指令形相对应的块信息；
根据搜索到的块信息绘制图形，将图形的中心点位置作为检测位置。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述对所述检测目标分布图中的图形赋予预设颜色，所述预设颜色为实体电路板中的检测目标的颜色，包括：
识别所述检测目标分布图中的图形所表示的检测目标；
根据识别出的检测目标与预设颜色的关联关系，对所述图形赋予预设颜色。
5.一种自动光学检测设备的检测模板生成装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取Gerber文件；
绘图单元，用于解析所述Gerber文件中所有的基本图形定义指令和组合图形定义指令所定义的图形，利用所述Gerber文件中的绘图指令绘制所述基本图形定义指令和组合图形定义指令所定义的图形形成检测目标分布图，将各个图形的中心位置作为检测位置；
颜色设置单元，用于对所述检测目标分布图中的图形赋予预设颜色，所述预设颜色为实体电路板中的检测目标的颜色；
阈值设置单元，用于将所述检测目标分布图中的图形关联预设阈值，所述阈值至少包括尺寸误差阈值和颜色误差阈值；
模板组成单元，用于将所述检测目标分布图及其属性组成检测模板，所述属性包括所述检测位置、预设颜色和预设阈值。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括：
位移单元，用于将所述检测目标分布图向预设位置进行位移，其中所述预设位置是根据实体电路板的原点位置确定的。
7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述绘图单元包括：
指令解析单元，用于利用正则表达式解释器从所述Gerber文件中提取基本图形定义指令、组合图形定义指令、绘图指令；
块信息解析单元，用于解析所述基本图形定义指令和组合图形定义指令中的块信息；
保存单元，用于将解析出的块信息保存到模板库中；
搜索单元，用于在所述模板库中搜索与所述绘图指令形相对应的块信息；
图形绘制单元，用于根据搜索到的块信息绘制图形，将图形的中心点位置作为检测位置。
8.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述颜色设置单元包括：
器件识别单元，用于识别所述检测目标分布图中的图形所表示的检测目标；
图形颜色赋予单元，用于根据识别出的检测目标与预设颜色的关联关系，对所述图形赋予预设颜色。
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