CN105717136A - 一种基于机器视觉的针脚倾斜缺陷检测方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于机器视觉的针脚倾斜缺陷检测方法,包括如下步骤:步骤S100:采集待检测元器件的图像;步骤S101:根据已知的待检测元器件尺寸,获取待检测元器件的目标区域二值化图像;步骤S102:对二值化图像进行去噪处理;步骤S103:从左上角的针脚开始,获取该针脚与右边相邻针脚的水平间距,与下边相邻针脚的垂直间距;步骤S104:判断水平间距和垂直间距与正常间距的差值是否均小于预设间距阈值;步骤S105:若步骤S104的判断结果为否,判定该元器件存在倾斜针脚;否则执行步骤S106;步骤S106:判断是否存在下一针脚,如否则结束,否则检测下一针脚,执行步骤S103。本发明有效适用于多排针器件检测。
Description
技术领域
本发明涉及电路板针脚倾斜缺陷检测领域,更具体的说,涉及一种基于机器视觉的电路板针脚倾斜缺陷检测方法。
背景技术
随着当今社会的发展趋势,对电子设备的需求不断的增加,由此而衍生出对快速、高效的生产集成电路的要求。在快速生产集成电路的过程中非常容易因为某些外在的因素而导致元器件的针脚倾斜,若集成电路板上的针脚存在这种缺陷,将会导致产品不能使用或者影响使用寿命,因此,在集成电路的生产过程中,对针脚的倾斜缺陷检测显得尤为必要。
目前企业在进行电路板元器件的针脚倾斜缺陷检测主要采用人工目测方式,该方式不仅存在劳动强度大、效率低的问题,而且工作人员在长时间高强度的工作中极容易出现疏漏,从而影响针脚倾斜缺陷检测的最终结果。目前也有少许采用数字图像处理的方式来取代人工方式进行针脚检测的方法,但主要还是针对单排或双排针脚的元器件,从针脚侧面采集图像,通过图像处理技术测量针脚的脚间间距、缺脚和歪脚等现象,但这种方式完全无法用于具有多排针脚的电子元器件的针脚检测。
发明内容
为了克服已有电路板元器件的针脚倾斜缺陷检测方式的无法适用于多排针器件检测的不足,本发明提供一种有效适用于多排针器件检测的基于机器视觉的针脚倾斜缺陷检测方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种基于机器视觉的针脚倾斜缺陷检测方法,所述检测方法包括如下步骤:
步骤S100:采集待检测元器件的图像;
步骤S101:根据已知的待检测元器件尺寸,获取电路板上待检测元器件的目标区域以及正常针脚间距,预设间距阈值;采用一维最大熵法获取待检测元器件的目标区域二值化图像;
步骤S102:对步骤S101得到的二值化图像进行去噪处理,将图像中白色连通区域面积小于预设区域阈值的区域像素值设置为0;
步骤S103:从左上角的针脚开始,获取该针脚与右边相邻针脚的水平间距,与下边相邻针脚的垂直间距;
步骤S104:判断步骤103测得的水平间距和垂直间距与正常间距的差值是否均小于预设间距阈值;
步骤S105:若步骤S104的判断结果为否,判定该元器件存在倾斜针脚;否则执行步骤S106;
步骤S106:判断是否存在下一针脚,如否则结束,否则检测下一针脚,执行步骤S103。
进一步,所述步骤101中,用于采集待检测元器件的图像的工业相机与光源系统固定在一起,所述光源系统包括分别位于所述工业相机前后左右四个方向上的四个条形光源;
所述光源系统的四个条形光源同一时刻仅开启一个,通过依次打开四个条形光源并利用工业相机进行四次拍摄;若四次拍摄中任意一次检测到存在倾斜针脚则判定待检测元器件存在缺陷;若四次拍摄中均未检测到存在倾斜针脚则判定待检测元器件不存在缺陷。
再进一步,所述步骤101中,所述工业相机和光源系统位于待检测元器件中心的正上方。
本发明的有益效果主要表现在:生产成本低,灵活性强,能够适应多排针脚的元器件针脚倾斜缺陷检测;本发明的工业相机和光源系统可以在XYZ轴三个方向上灵活移动,实现不同高度位置时待检测元器件的图像采集,实现对同一电路板上多个待检测元器件的单独检测。
附图说明
图1是本发明所述装置的结构示意图。
图2是本发明所述装置的快速夹具结构示意图。
图3是本发明所述装置的工业相机和光源系统连接结构示意图。
图4是本发明的检测处理流程示意图。
图5是针脚倾斜缺陷检测方法的流程图。
图6是待检测元器件的目标区域二值化图像的示意图。
图7是二值化图像进行去噪处理的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
参照图1~图7,一种基于机器视觉的针脚倾斜缺陷检测方法,所述检测方法包括如下步骤:
步骤S100:采集待检测元器件的图像;
步骤S101:根据已知的待检测元器件尺寸,获取电路板上待检测元器件的目标区域以及正常针脚间距,预设间距阈值;采用一维最大熵法获取待检测元器件的目标区域二值化图像,如图6所示;
步骤S102:对步骤S101得到的二值化图像进行去噪处理,将图像中白色连通区域面积小于预设区域阈值的区域像素值设置为0,如图7;
步骤S103:从左上角的针脚开始,获取该针脚与右边相邻针脚的水平间距,与下边相邻针脚的垂直间距;
步骤S104:判断步骤103测得的水平间距和垂直间距与正常间距的差值是否均小于预设间距阈值;
步骤S105:若步骤S104的判断结果为否(即判定水平与垂直间距不正常),判定该元器件存在倾斜针脚;否则执行步骤S106;
步骤S106:判断是否存在下一针脚,如否则结束,否则检测下一针脚,执行步骤S103。
进一步,所述步骤101中,用于采集待检测元器件的图像的工业相机与光源系统固定在一起,所述光源系统包括分别位于所述工业相机前后左右四个方向上的四个条形光源;
所述光源系统的四个条形光源同一时刻仅开启一个,通过依次打开四个条形光源并利用工业相机进行四次拍摄;若四次拍摄中任意一次检测到存在倾斜针脚则判定待检测元器件存在缺陷;若四次拍摄中均未检测到存在倾斜针脚则判定待检测元器件不存在缺陷。
再进一步,所述步骤101中,所述工业相机和光源系统位于待检测元器件中心的正上方。
实现该检测方法的装置,包括载物平台1、快速夹具2、XYZ线性模组3、工业相机4、光源系统和计算机,待检测元器件放置在所述载物平台1上,通过所述快速夹具2可以实现待检测元器件的快速装夹,所述XYZ线性模组3固定在载物平台1的上方,所述工业相机4安装在所述XYZ线性模组3的Z轴的直线滑台上,所述光源系统包括分别位于图3所示所述工业相机4的1、2、3、4四个位置上的四个条形光源5,所述光源系统与工业相机4配合完成对待检测元器件的图像检测工作;所述光源系统的四个条形光源5同一时刻仅开启一个,通过依次打开四个条形光源5并利用工业相机4进行四次拍摄,并将数字图像数据通过数据线传输给计算机,最终由计算机采用针脚倾斜检测程序对数字图像数据进行处理;若四次拍摄中任意一次检测到存在倾斜针脚则判定待检测元器件存在缺陷;若四次拍摄中均未检测到存在倾斜针脚则判定待检测元器件不存在缺陷。
所述载物平台1有两个槽位,一次工作可以同时装夹两块电路板,将两块电路板放置在槽位上,通过所述快速夹具2推动夹紧推板将电路板夹紧固定。
所述XYZ线性模组3固定在载物平台1的上方,所述工业相机4与所述光源系统固定在一起,安装在所述XYZ线性模组3的Z轴的直线滑台上,Z轴直线滑台上电机转动,可以实现工业相机的上下移动,以采集处于不同高度的待检测元器件清晰的原始数据图像。所述XYZ线性模组3的X轴直线滑台上电机转动,可以实现工业相机的左右移动,Y轴直线滑台上电机转动,可以实现工业相机的前后移动,X轴和Y轴电机的联动可以实现工业相机在水平面方向的任意移动,使得所述工业相机4和光源系统位于待检测元器件中心的正上方,从而实现电路板上多个待检测元器件的依次单独检测。
所述光源系统的四个条形光源5以图3所示1、2、3、4的顺序依次打开,配合所述工业相机4完成待检测元器件四次图像的采集。
所述针脚倾斜检测器启动之前,电路板上待检测元器件的位置、尺寸以及正常针脚间距要输入程序。电路板上待检测元器件的位置信息根据电路板的设计图可以获取,尺寸和正常针脚间距通过初始的标定过程获取。最终可以记录下待检测电路板的元器件位置,以及相关位置的元器件尺寸、正常针脚间距信息。
结合附图4对本发明的处理流程做进一步的详述:
1.标定过程获取电路板上待检测元器件的位置、尺寸以及正常针脚间距,并将这些信息输入到所述计算机控制程序。
2.将待检测电路板放置在所述载物平台的固定位置上,使用快速夹具快速夹紧待检测电路板,启动程序。
3.根据已知的待检测元器件位置,控制所述工业相机和光源系统水平移动至第一个待检测元器件的坐标位置。
4.如图3位置1处的条形光源首先打开,配合所述工业相机采集待检测元器件的第一张图像。
5.计算机程序计数清零。
6.所述计算机获取采集到的图像。
7.所述计算机对数字图像数据进行检测并输出相应的检测结果,针脚倾斜检测流程参照图5,计数加1,输出检测结果。
8.判断检测结果,检测结果为不合格元器件则判定元器件不合格,执行第11步,否则执行第9步。
9.判断计数是否等于4,判断结果为是,则判定元器件合格,执行第11步,否则执行第10步。
10.按如图3顺序打开下一个条形光源,采集第一个待检测元器件的下一张图像,执行第7步。
11.将所述工业相机和所述光源系统水平移动至下一个待检测元器件的坐标位置。返回第4步,直到完成对电路板上所有的待检测元器件的检测。
上述实施例只是本发明的较佳实施例,并不是对本发明技术方案的限制,只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案,均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。
Claims (3)
1.一种基于机器视觉的针脚倾斜缺陷检测方法,其特征在于:所述检测方法包括如下步骤:
步骤S100:采集待检测元器件的图像;
步骤S101:根据已知的待检测元器件尺寸,获取电路板上待检测元器件的目标区域以及正常针脚间距,预设间距阈值;采用一维最大熵法获取待检测元器件的目标区域二值化图像;
步骤S102:对步骤S101得到的二值化图像进行去噪处理,将图像中白色连通区域面积小于预设区域阈值的区域像素值设置为0;
步骤S103:从左上角的针脚开始,获取该针脚与右边相邻针脚的水平间距,与下边相邻针脚的垂直间距;
步骤S104:判断步骤103测得的水平间距和垂直间距与正常间距的差值是否均小于预设间距阈值;
步骤S105:若步骤S104的判断结果为否,判定该元器件存在倾斜针脚;否则执行步骤S106;
步骤S106:判断是否存在下一针脚,如否则结束,否则检测下一针脚,执行步骤S103。
2.如权利要求1所述的一种基于机器视觉的针脚倾斜缺陷检测方法,其特征在于:所述步骤101中,用于采集待检测元器件的图像的工业相机与光源系统固定在一起,所述光源系统包括分别位于所述工业相机前后左右四个方向上的四个条形光源;
所述光源系统的四个条形光源同一时刻仅开启一个,通过依次打开四个条形光源并利用工业相机进行四次拍摄;若四次拍摄中任意一次检测到存在倾斜针脚则判定待检测元器件存在缺陷;若四次拍摄中均未检测到存在倾斜针脚则判定待检测元器件不存在缺陷。
3.如权利要求2所述的一种基于机器视觉的针脚倾斜缺陷检测方法,其特征在于:所述步骤101中,所述工业相机和光源系统位于待检测元器件中心的正上方。
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
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