CN105928946A - 检测设备的补偿方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种检测设备的补偿方法，包括以下步骤：在检测设备的工作台上固定一光学标定板，该光学标定板具有XY方向十字交叉的标定标识中心；将工作台的运动方向和光学系统的运动方向在XY方向进行重合比对；将光学系统移动至光学标定板的一个标定标识中心位置点，将光学中心对准标定标识中心，设定该标定标定标识中心位置点为原点；识别标定标识中心到所述光学中心的偏差；针对所述偏差进行评估，补偿和点位较准。本发明通过校准和补偿算法来减少或消除直线运动带来的检测误差，提高了检测精度，解决了现有做法未能将平台以及光学系统的运动姿态误差考虑在标定内的问题。

Description

检测设备的补偿方法

技术领域

本发明涉及检测方法技术领域，尤其涉及一种检测设备的补偿方法。

背景技术

目前，便携式电子产品已经越来越普遍地应用在人们的日常生活中，为了满足人们对电子产品方便携带的要求，需要制作体积小、重量轻的先进电子产品，为此需要缩小电子产品的结构尺寸，使其结构紧凑。而硬性或柔性电路板作为电子产品当中必不可少的部分，其尺寸也越来越小，电路越来越复杂，精准度也越来越高。用于其检测的检测设备，检测精度和速度的相应提升对行业生产也起到重要作用。

现有的硬性或柔性电路板检测设备，被检测对象被放置在工作台上面，由工作台做直线运动，或者由光学系统做直线运动对被检测对象进行扫描，检查缺陷。但是由于直线运动存在X、Y、Z三个方向，而且3个轴转向方面也会出现运动偏差，尤其是整套系统对直线传动部分的误差放大，会导致线扫描出来的图像合成之后带有误差。

目前的做法都是在相机上做一个随动标定块，然后由相机走不同位置来标定整个范围的误差。但是，这种做法未能将平台以及光学系统的运动姿态误差考虑在标定内。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种检测设备的补偿方法，旨在解决现有做法未能将平台以及光学系统的运动姿态误差考虑在标定内的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种检测设备的补偿方法，包括以下步骤：

在检测设备的工作台上固定一光学标定板，该光学标定板具有XY方向十字交叉的标定标识中心；

将所述工作台的运动方向和光学系统的运动方向在XY方向进行重合比对；

将所述光学系统移动至所述光学标定板的一个标定标识中心位置点，将光学中心对准标定标识中心，设定该标定标定标识中心位置点为原点；

识别标定标识中心到所述光学中心的偏差；

针对所述偏差进行评估，补偿和点位较准。

进一步地，所述将所述工作台的运动方向和光学系统的运动方向在XY方向进行重合比对的步骤，包括以下子步骤：

将线扫描相机和光学标定板对位；

在所述工作台上安装一个角度调整机构，并用所述角度调整机构调整所述光学标定板的角度；

将线扫描相机更换为面阵相机；

将所述工作台和所述光学系统在XY方向进行平移，匹配对应的X轴、Y轴。

进一步地，所述识别标定标识中心到所述光学中心的偏差的步骤，包括以下子步骤：

在光学标定板上标定一个以标定标识的间距的整数倍为标定距离的区域；

带动面阵相机移动到固定距离的各个位置点；

通过所述面阵相机拍照，识别标定标识中心到光学中心的偏差。

进一步地，所述识别标定标识中心到所述光学中心的偏差的步骤之后，还包括以下步骤：

建立基于XY平面坐标和各自轴偏差的三维地形分布图；

利用附近检测点的偏差，计算任一中间点的偏差。

进一步地，所述检测设备包括：控制驱动系统，连接控制驱动系统的XY平台，及反馈位置信号给控制驱动系统的机械位置反馈编码器。

进一步地，所述检测设备还包括：安装于所述XY平台的光学系统，及对所述光学系统进行图像识别和位置定位的图像处理系统。

进一步地，所述光学系统为线性扫描相机光学系统或面阵相机光学系统。

进一步地，所述光学标定板设有X方向和Y方向的标定刻度。

本发明的检测设备的补偿方法，通过在检测设备的工作台上固定一光学标定板，然后将工作台的运动方向和光学系统的运动方向在XY方向进行重合比对，将光学系统移动至光学标定板的一个标定标识中心位置点，将光学中心对准标定标识中心，设定该标定标定标识中心位置点为原点；，再识别标定标识中心到光学中心的偏差，最后针对所述偏差进行评估，补偿和点位较准，来减少或消除直线运动带来的检测误差，提高了检测精度，解决了现有做法未能将平台以及光学系统的运动姿态误差考虑在标定内的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明检测设备的补偿方法一实施例的流程图；

图2为图1中步骤S2的流程图；

图3为图1中步骤S3的流程图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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付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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

参照图1，图1为本发明检测设备的补偿方法一实施例的流程图，在该实施例中，该检测设备的补偿方法，包括以下步骤：

S1：在检测设备的工作台上固定一光学标定板，该光学标定板具有XY方向十字交叉的标定标识中心；

S2：将所述工作台的运动方向和光学系统的运动方向在XY方向进行重合比对；

S3：将所述光学系统移动至所述光学标定板的一个标定标识中心位置点，将光学中心对准标定标识中心，设定该标定标定标识中心位置点为原点；

S4：识别标定标识中心到所述光学中心的偏差；

S7：针对所述偏差进行评估，补偿和点位较准。

当检测设备的工作平台和光学系统组装完毕后，其相应的光机误差已经确定，因此需要提供一种补偿方法来减少或消除已经确定的光机误差。

本实施例的检测设备的补偿方法，首先采用一块精确光学标定板，用真空吸附加机械定位的方式固定在工作台上，该光学标定板的刻度采用蚀刻方式加工出来，形成多个分布均匀的标定标识中心，标定标识之间的间距为u；在该光学标定板固定之后，需要找到检测设备的机器中心和光学系统的光学中心，将所述工作台的运动方向和光学系统的运动方向在XY方向进行重合比对，以之前找到的检测设备的机器中心为基准，将光学系统的光学中心对到机器中心上，以确定光学中心的反射面与光学标定板所在的平面重合；在光学中心的反射面与光学标定板所在平面的重合度调试完成之后，将所述光学系统移动至所述光学标定板的一个标定标识中心位置点，将光学中心对准标定标识中心，设定该标定标定标识中心位置点为原点,光学系统会带动光学中心在光学标定板的标定标识中心上移动，对相应的位置点进行检测，通过将检测到的位置距离与光学标定板上相应位置点的标定标识中心的实际位置距离进行比较，得到标定标识中心到所述光学中心的偏差；最后，针对所述偏差进行评估，将获得的偏差在光学标定板的运动轨迹上进行相应的补偿，并针对检测设备的机械和光学的运动偏差进行点位较准。

本发明的检测设备的补偿方法，通过在检测设备的工作台上固定一光学标定板，然后将工作台的运动方向和光学系统的运动方向在XY方向进行重合比对，将光学系统移动至光学标定板的一个标定标识中心位置点，将光学中心对准标定标识中心，设定该标定标定标识中心位置点为原点；，再识别标定标识中心到光学中心的偏差，最后针对所述偏差进行评估，补偿和点位较准，来减少或消除直线运动带来的检测误差，提高了检测精度，解决了现有做法未能将平台以及光学系统的运动姿态误差考虑在标定内的问题。

进一步地，参照图1，步骤S2，包括以下子步骤：

S21：将线扫描相机和光学标定板对位；

S22：在所述工作台上安装一个角度调整机构，并用所述角度调整机构调整所述光学标定板的角度；

S23：将线扫描相机更换为面阵相机；

S24：将所述工作台和所述光学系统在XY方向进行平移，匹配对应的X轴、Y轴。

本实施例的检测设备的补偿方法，步骤S2包括：在光学系统的镜头不改变的情况下，先将线扫描相机和光学标定板对位；然后在检测设备的工作平台上附加安装一个角度调整机构，通过该角度调整机构调整光学标定板的角度，进而调整刻度线的角度，该检测设备可以附加多个角度调整机构，同时调整光学系统和光学标定板的角度；在找到检测设备的机器中心和光学系统的光学中心之后，需要将光学系统的线扫描相机更换为面阵相机，然后在线扫描相机对准的X轴的基础上，重新对准面阵相机的X方向和Y方向的基准点，以便后续操作过程中使用面阵相机对检测点进行检测；最后将所述工作台和所述光学系统在XY方向进行平移，匹配对应的X轴、Y轴。

本实施例的检测设备的补偿方法，通过线扫描相机和面阵相机的替换和光学系统的光学中心与检测设备的重合比对，规避了现有检测方法中单纯使用线扫描相机进行图像合成造成误差的问题，而且将平台的误差以及光学系统运动姿态的误差考虑在内，能够使检测到的误差更全面，使得后续的偏差补偿更精确。

进一步地，参照图1，步骤S4，包括以下子步骤：

S41：在光学标定板上标定一个以标定标识的间距的整数倍为标定距离的区域；

S42：带动面阵相机从原点移动到固定距离的各个位置点；

S43：通过所述面阵相机拍照，识别标定标识中心到光学中心的偏差。

本实施例的检测设备的补偿方法，步骤S3包括：将整个运动机台当做一个以XY轴为基础建立的平面，光学标定板为该平面内以(X0，Y0)为范围的一块区域，然后在光学标定板上标定一个以标定标识的间距u的整数倍为标定距离的一块平面地图；通过位置反馈编码器，用恒定或非恒定的速度做曲线移动，使XY轴带着相机移动到固定距离的各个相应位置点；然后通过面阵相机进行拍照，通过处理照片将检测到的位置距离与光学标定板上相应位置点的标定标识中心的实际位置距离进行比较，得到标定标识中心到所述光学中心的偏差。

本实施例的检测设备的补偿方法，通过XY轴带动面阵相机移动到各个相应的位置点进行检测，将平台的误差以及光学系统运动姿态的误差考虑在内，提高后续补偿的精准度。

进一步地，参照图1，步骤S4之后，还包括以下步骤：

S5：建立基于XY平面坐标和各自轴偏差的三维地形分布图；

S6：利用附近检测点的偏差，计算任一中间点的偏差。

本实施例的检测设备的补偿方法，在识别标定标识中心到光学中心的偏差之后，需要通过检测到的位置点的偏差进行全部检测点的推算。首先，对于检测到的位置点，在X轴正向的偏差取正，负向的偏差取负，形成一个由坐标X、坐标Y、X方向偏差组成的三维坐标点，将所有的点在三维图上面表示出来，建立出一个基于XY平面坐标的，含有X轴偏差信息的地形分布图；同理，在Y轴正向偏差取正，负向的偏差取负，形成一个由坐标Y、坐标X、Y方向偏差组成的三维坐标点，进而建立出一个基于XY平面坐标的，含有Y轴偏差信息的地形分布图。X轴偏差信息地形分布图和Y轴偏差信息地形分布图建立之后，通过平面插值的方式，在地形分布四点间取偏差值，然后运用双线性插值或其他计算方法计算出任一中间点的偏差。

本实施例的检测设备的补偿方法，通过建立基于XY平面坐标和各自周偏差的三维地形分布图，获取地形分布四点间的偏差值，然后计算任一中间点的偏差，可以直观地获得地形分布点的偏差值，减少了检测设备进行光学检测的工作量，提高了检测效率。

进一步地，所述检测设备包括：控制驱动系统，连接控制驱动系统的XY平台，及反馈位置信号给控制驱动系统的机械位置反馈编码器。

本实施例的检测设备的补偿方法，检测设备设计成包括一个带有XY平面移动功能的XY平台，一个连接XY平台并控制其移动的控制驱动系统，XY平台的X轴和Y轴设有相应的机械位置反馈编码器，反馈位置信号给控制驱动系统，其使用的范围为X0和Y0。该检测设备通过控制驱动系统控制XY平台在XY平面进行移动，相应地，现在X轴和Y轴设置的机械位置反馈编码器会记录XY平台移动的坐标，并将该坐标信息反馈给控制驱动系统，实现自动化检测。

进一步地，所述检测设备还包括：安装于所述XY平台的光学系统，及对所述光学系统进行图像识别和位置定位的图像处理系统。

本实施例的检测设备的补偿方法，在控制驱动系统控制XY平台在XY平面上移动时，XY平台会同时带动安装于自身的光学系统，该光学系统主要通过拍照的形式获取检测设备上的被检测单元的检测图像，然后交于与其连接的图像处理系统，图像处理系统对光学检测系统进行图像识别和位置定位，能够得到被检测单元的位置信息，进而推断出运动偏差以及检测设备本身存在的机械偏差，通过后续补偿和校准，提高检测设备的精准度。

进一步地，所述光学系统为线性扫描相机光学系统或面阵相机光学系统。

本实施例的检测设备的补偿方法，光学系统可以为线性扫描相机光学系统，也可以是面阵相机光学系统；线性扫描相机光学系统主要在移动中对单方向检测单元进行拍照，然后进行图像合成；面阵相机光学系统可以对被检测单元进行区域拍照，同时考虑X方向和Y方向；使用线性扫描相机光学系统和面阵相机光学系统进行随时切换，既有利于寻找位置点，而且能够消除运动点位带来的图像合成误差。

进一步地，所述光学标定板设有X方向和Y方向的标定刻度。

本实施例的检测方法，采用真空吸附加机械定位的方式，固定在检测设备工作台上的光学标定板上的精确刻度为平面定位型，即，该光学标定板在X方向和Y方向都设有标定刻度，标定标识之间的间距设定为u，并且通过蚀刻的方式进行加工，不易磨损；设定固定间距u便于测量相应位置点之间的实际距离。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种检测设备的补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：

在检测设备的工作台上固定一光学标定板，该光学标定板具有XY方向十字交叉的标定标识中心；

将所述工作台的运动方向和光学系统的运动方向在XY方向进行重合比对；

将所述光学系统移动至所述光学标定板的一个标定标识中心位置点，将光学中心对准标定标识中心，设定该标定标定标识中心位置点为原点；

识别标定标识中心到所述光学中心的偏差；

针对所述偏差进行评估，补偿和点位较准。

2.根据权利要求1所述的检测设备的补偿方法，其特征在于，所述将所述工作台的运动方向和光学系统的运动方向在XY方向进行重合比对的步骤，包括以下子步骤：

将线扫描相机和光学标定板对位；

在所述工作台上安装一个角度调整机构，并用所述角度调整机构调整所述光学标定板的角度；

将线扫描相机更换为面阵相机；

将所述工作台和所述光学系统在XY方向进行平移，匹配对应的X轴、Y轴。

3.根据权利要求2所述的检测设备的补偿方法，其特征在于，所述识别标定标识中心到所述光学中心的偏差的步骤，包括以下子步骤：

在光学标定板上标定一个以标定标识的间距的整数倍为标定距离的区域；

带动面阵相机从所述原点移动到固定距离的各个位置点；

通过所述面阵相机拍照，识别标定标识中心到光学中心的偏差。

4.根据权利要求1或3所述的检测设备的补偿方法，其特征在于，所述识别标定标识中心到所述光学中心的偏差的步骤之后，还包括以下步骤：

建立基于XY平面坐标和各自轴偏差的三维地形分布图；

利用附近检测点的偏差，计算任一中间点的偏差。

5.根据权利要求1所述的检测设备的补偿方法，其特征在于，所述检测设备包括：控制驱动系统，连接控制驱动系统的XY平台，及反馈位置信号给控制驱动系统的机械位置反馈编码器。

6.根据权利要求5所述的检测设备的补偿方法，其特征在于，所述检测设备还包括：安装于所述XY平台的光学系统，及对所述光学系统进行图像识别和位置定位的图像处理系统。

7.根据权利要求6所述的检测设备的补偿方法，其特征在于，所述光学系统为线性扫描相机光学系统或面阵相机光学系统。

8.根据权利要求1所述的检测设备的补偿方法，其特征在于，所述光学标定板设有X方向和Y方向的标定刻度。