CN107843601A - 一种基于图像处理的pcb板定位识别系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于图像处理的PCB板定位识别系统及方法，该系统包括：视觉传感器、光电传感器及控制模块；所述视觉传感器用于拍摄带有PCB板的图片；所述光电传感器用于感应PCB板，并向控制模块发送触发信号；所述控制模块用于接收光电传感器发送的触发信号，控制视觉传感器拍摄图片，根据图片中PCB板的位置识别点数量判断所述PCB板是否合格，并将判断结果发送至服务器。与现有技术相比，本发明实施例降低了系统成本；适用于多种类型PCB识别与定位；提高了生产效率。

Description

一种基于图像处理的PCB板定位识别系统及方法

技术领域

本发明涉及PCB检测技术领域，尤其涉及一种基于图像处理的PCB板定位识别系统及方法。

背景技术

随着电子信息行业的飞速发展，PCB在各个领域都有着广泛的应用，同时PCB板的好坏关系到每一件产品的是否合格。各行各业对PCB的质量提出了更严格的要求，为了生产出合格的电气产品，在产品制作前，必须对PCB进行严格的检测。目前PCB制作厂商为了提高生产效率，一块大板子制作多块相同小板子，但是制作过程中有时会有个别小板子生产不合格，为了节约成本，需要识别出不合格的小板子(每块小板子有固定数量的mark点，出厂时不合格的板子mark点数量要比正常板子mark数量少一个)，上报系统不对小板子进行焊接零件。

以下为现有技术中对PCB检测的相关专利：

公开号为CN103308524A的专利文献公开了一种“PCB自动光学检测系统”，该系统包括光学照明系统、精密运动平台控制系统、图像采集系统、控制系统、图像处理系统五部分构成，所述图像采集系统连接控制系统，控制系统连接图像处理系统，所述的精密运动平台控制系统包括二维工作台和运动控制器，所述的图像采集系统包括CCD摄像机和视频采集卡，所述的图像处理系统通过计算机完成对PCB板缺陷的检测以及图像显示功能。然而，该系统都需要利用一套机械结构辅助定位，这样不仅增加了成本，同时由于PCB流经此处时，都需要停下来让相机进行拍照，降低了生产线的效率，最后由于机械结构的问题，整套系统的适用性较低，只能针对特定的PCB版型。

公开号为CN106622990A的专利文献公开了一种“零件定位识别处理系统”，该系统包括：图像采集模块，用于控制两台相机采集mark点区域图片，一台相机加一个环形光源采集零件图片；PCB板定位模块，用于识别图片中mark点确定PCB板位置；坐标定位模块，通过提取到图片中的mark点位置确定PCB板的位置，从而给出机械手臂的移动距离；机械手臂抓取模块，用于机械手抓取零件以及将零件插入到相应的端口；零件识别模块，用于将对应采集到的零件图片进行识别，判断是否为合格品，是否可以进入流水线作业。该系统同样需要一套机械定位结构，针对不同大小的PCB，需要设计不同的定位机构；此外，由于引入了机械结构，增加了成本。

发明内容

针对上述现有技术的现状，本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于图像处理的PCB板定位识别系统及方法，该系统成本低且效率高。

第一方面，本发明实施例提出一种基于图像处理的PCB板定位识别系统，该系统包括：视觉传感器、光电传感器及控制模块；

所述视觉传感器用于拍摄带有PCB板的图片；

所述光电传感器用于感应PCB板，并向控制模块发送触发信号；

所述控制模块用于接收光电传感器发送的触发信号，控制视觉传感器拍摄图片，根据图片中PCB板的位置识别点数量判断所述PCB板是否合格，并将判断结果发送至服务器。

进一步地，所述控制模块包括：上位机及下位机；

所述下位机用于接收光电传感器发送的触发信号并转发至上位机；

所述上位机用于接收下位机转发的触发信号，控制视觉传感器拍摄图片，根据图片中PCB板的位置识别点数量判断所述PCB板是否合格，并将判断结果发送至服务器。

进一步地，还包括：光源；

所述光源用于补光。

进一步地，拍摄照片之前，对所述视觉传感器进行位置标定；

所述视觉传感器还用于：拍摄带有PCB板的图片后，获取PCB板中用于定位的位置识别点的位置信息。

进一步地，上位机判断所述PCB板是否合格具体为：

根据用于定位的位置识别点的位置信息，对PCB板进行定位；

将PCB板分为多个子板；

判断单个子板上的位置识别点的数量是否达到预设数量，若达到，则判断该子板合格；若未达到，则判断该子板不合格，并将不合格的子板信息发送至服务器。

第二方面，本发明实施例提出一种基于图像处理的PCB板定位识别方法，该方法包括步骤：

S1.当光电传感器感应到PCB板后，视觉传感器拍摄带有PCB板的图片；

S2.控制模块根据图片中PCB板的位置识别点数量判断所述PCB板是否合格，并将判断结果发送至服务器。

进一步地，步骤S1之前还包括：

对所述视觉传感器进行位置标定。

进一步地，步骤S1具体为：

S11.当光电传感器感应到PCB板后，向控制模块发送触发信号；

S12.控制模块接收光电传感器发送的触发信号，控制视觉传感器拍摄带有PCB板的图片。

进一步地，步骤S12之后，还包括：

S13.视觉传感器获取PCB板中用于定位的位置识别点的位置信息。

进一步地，步骤S2中，控制模块判断所述PCB板是否合格具体为：

S21.根据用于定位的位置识别点的位置信息，对PCB板进行定位；

S22.将PCB板分为多个子板；

S23.判断单个子板上的位置识别点的数量是否达到预设数量，若达到，则判断该子板合格；若未达到，则判断该子板不合格，并将不合格的子板信息发送至服务器。

本发明实施例提出一种基于图像处理的PCB板定位识别系统，与现有技术相比，优点在于：

1.脱离机械结构，只利用图像处理的方案对PCB进行与定位，降低了系统成本；

2.适用于多种类型PCB识别与定位；

3.利用mark点数量判断PCB是否合格时，PCB在生产线上不需要停止，提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明实施例一中一种基于图像处理的PCB板定位识别系统结构图；

图2为本发明实施例一中一种基于图像处理的PCB板定位识别系统实例图；

图3为本发明实施例二中一种基于图像处理的PCB板定位识别方法流程图；

图4为本发明实施例二中一种基于图像处理的PCB板定位识别实例图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本发明实施例公开了一种基于图像处理的PCB板定位识别系统及方法，利用图像处理的方法使产线上的PCB在无机械定位的前提下实现定位与识别。识别出不合格的PCB板子(不合格的PCB板子不需要焊接零件)，将信息传输给服务器系统，记录PCB板子的不合格信息等，整体系统实现了高速、精确的定位与识别，具有很好的实时性和准确性，为工厂建立数据化管理提供基础。

以下为本发明具体实施例。

实施例一

图1为本实施例中一种基于图像处理的PCB板定位识别系统结构图，如图1所示，本实施例中一种基于图像处理的PCB板定位识别系统包括：视觉传感器10、光电传感器20及控制模块30；

所述视觉传感器10用于拍摄带有PCB板的图片；

本实施例中，视觉传感器10直接固定在生产线上，用于拍摄图片。

所述光电传感器20用于感应PCB板，并向控制模块30发送触发信号；

本实施例中，光电传感器20固定于生产线下方，当PCB经过光电传感器20位置时，触发光电传感器20，光电传感器20发送触发信号发给控制模块30，以控制视觉传感器10拍照。

所述控制模块30用于接收光电传感器20发送的触发信号，控制视觉传感器10拍摄图片，根据图片中PCB板的位置识别点数量判断所述PCB板是否合格，并将判断结果发送至服务器。

本实施例中，所述控制模块30包括：上位机31及下位机32；

所述下位机32用于接收光电传感器20发送的触发信号并转发至上位机31；

所述上位机31用于接收下位机32转发的触发信号，控制视觉传感器10拍摄图片，根据图片中PCB板的位置识别点数量判断所述PCB板是否合格，并将判断结果发送至服务器。

本实施例中，在拍摄照片之前，对所述视觉传感器10进行位置标定；通过对视觉传感器进行二维标定，将视觉传感器的坐标转换成真实世界的坐标系。

所述视觉传感器10还用于：拍摄带有PCB板的图片后，获取PCB板中用于定位的位置识别点的位置信息。

PCB板会存在两个用于定位作用的mark点(位置识别点)，利用遍历的方式找到定位mark点，从而定位整个图像。

PCB板的位置识别点，即PCB板MARK点，也叫基准点，为表面贴装工艺中的所有步骤提供共同的可测量点，保证了SMT设备能精确的定位PCB板元件，因此，MARK点对SMT生产至关重要。一个完整的MARK点包括：(也叫标记点或特征点)和空旷区。Mark点的优选形状为直径为1mm(±0.2mm)的实心圆，材料为裸铜(可以由清澈的防氧化涂层保护)、镀锡或镀镍，需注意平整度，边缘光滑、齐整，颜色与周围的背景色有明显区别。为了保证印刷设备和贴片设备的识别效果，MARK点空旷区应无其它走线、丝印、焊盘或Wait-Cut等。

本实施例中，一种基于图像处理的PCB板定位识别系统还包括：光源40；所述光源40用于补光。

光源40安装在视觉传感器10周围，起到补光的效果。

由于PCB板有大有小，在拍摄较小的PCB板时，需要更高的拍摄精度，因此用光源补光，这样得到的图片精度更高，同时也能使得PCB板MARK点识别更加明显。

本实施例中，上位机31判断所述PCB板是否合格具体为：

根据用于定位的位置识别点的位置信息，对PCB板进行定位；

将PCB板分为多个子板；

判断单个子板上的位置识别点的数量是否达到预设数量，若达到，则判断该子板合格；若未达到，则判断该子板不合格，并将不合格的子板信息发送至服务器。

图2为本实施例中一种基于图像处理的PCB板定位识别系统实例图，如图2所示，视觉传感器10设置于支架上，使得视觉传感器10位于生产线上方；

光源40设置于视觉传感器10周围，用于补光；

光电传感器20设置于生产线的上，用于感应PCB板；

如图所示，当光电传感器20感应到图中所示PCB板后，向控制模块30的下位机32发送触发信号；

下位机32接收光电传感器20发送的触发信号并转发至上位机31；

上位机31接收下位机32转发的触发信号，控制视觉传感器10拍摄带有PCB板的图片；

图片拍摄完毕后，视觉传感器10获取PCB板中用于定位的位置识别点的位置信息；

上位机31根据用于定位的位置识别点的位置信息，可以确定整块PCB板的中心以及方向，并可以利用图像处理对整块PCB板分割成四块小的PCB子板；

PCB板分割完毕后，对单个的PCB子板进行Mark点的统计，通过判断PCB子板上Mark点的数量是否为预设数量，判断该PCB子板是否合格。

若单个子板上的位置识别点的数量达到预设数量，则判断该子板合格，可以进入流水线作业；

若单个子板上的位置识别点的数量未达到预设数量，则判断该子板不合格，将不合格的子板信息发送至服务器，如制作过程信息，制作材料信息等，以方便对不合格产品的原因进行分析处理。

本发明实施例提出一种基于图像处理的PCB板定位识别系统，与现有技术相比，优点在于：

1.脱离机械结构，只利用图像处理的方案对PCB进行与定位，降低了系统成本；

2.适用于多种类型PCB识别与定位；

3.利用mark点数量判断PCB是否合格时，PCB在生产线上不需要停止，提高了生产效率。

实施例二

图3为本实施例中一种基于图像处理的PCB板定位识别方法流程图，如图3所示，本实施例中一种基于图像处理的PCB板定位识别方法包括步骤：

S1.当光电传感器20感应到PCB板后，视觉传感器10拍摄带有PCB板的图片；

S2.控制模块30根据图片中PCB板的位置识别点数量判断所述PCB板是否合格，并将判断结果发送至服务器。

本实施例中，步骤S1之前还包括：

对所述视觉传感器10进行位置标定。

步骤S1具体为：

S11.当光电传感器20感应到PCB板后，向控制模块30发送触发信号；

S12.控制模块30接收光电传感器20发送的触发信号，控制视觉传感器10拍摄带有PCB板的图片。

步骤S12之后，还包括：

S13.视觉传感器10获取PCB板中用于定位的位置识别点的位置信息。

步骤S2中，控制模块30判断所述PCB板是否合格具体为：

S21.根据用于定位的位置识别点的位置信息，对PCB板进行定位；

S22.将PCB板分为多个子板；

S23.判断单个子板上的位置识别点的数量是否达到预设数量，若达到，则判断该子板合格；若未达到，则判断该子板不合格，并将不合格的子板信息发送至服务器。

本步骤中，若单个子板上的位置识别点的数量达到预设数量，则判断该子板合格；

若单个子板上的位置识别点的数量未达到预设数量，则判断该子板不合格；并将不合格的子板信息发送至服务器。

图4为本实施例中一种基于图像处理的PCB板定位识别实例图，如图4所示，图中PCB板是一块四连板，包含四块单片的PCB，每块PCB包含三个mark点(图中圆形黑点)。

当光电传感器20感应到图中所示PCB板后，向控制模块30的下位机32发送触发信号；

下位机32接收光电传感器20发送的触发信号并转发至上位机31；

上位机31接收下位机32转发的触发信号，控制视觉传感器10拍摄带有PCB板的图片；

图片拍摄完毕后，视觉传感器10获取PCB板中用于定位的位置识别点的位置信息，即图中点A、点B；

上位机31根据用于定位的位置识别点的位置信息，可以确定整块PCB板的中心以及方向，并可以利用图像处理对整块PCB板分割成四块小的PCB子板；

PCB板分割完毕后，对单个的PCB子板进行Mark点的统计，通过判断PCB子板上Mark点的数量是否为预设数量，判断该PCB子板是否合格。

若单个子板上的位置识别点的数量达到预设数量，则判断该子板合格，可以进入流水线作业；

若单个子板上的位置识别点的数量未达到预设数量，则判断该子板不合格，将不合格的子板信息发送至服务器，如制作过程信息，制作材料信息等，以方便对不合格产品的原因进行分析处理。

本发明实施例提出一种基于图像处理的PCB板定位识别方法，与现有技术相比，优点在于：

1.脱离机械结构，只利用图像处理的方案对PCB进行与定位，降低了系统成本；

2.适用于多种类型PCB识别与定位；

3.利用mark点数量判断PCB是否合格时，PCB在生产线上不需要停止，提高了生产效率。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种基于图像处理的PCB板定位识别系统，其特征在于，包括：视觉传感器、光电传感器及控制模块；

所述视觉传感器用于拍摄带有PCB板的图片；

所述光电传感器用于感应PCB板，并向控制模块发送触发信号；

所述控制模块用于接收光电传感器发送的触发信号，控制视觉传感器拍摄图片，根据图片中PCB板的位置识别点数量判断所述PCB板是否合格，并将判断结果发送至服务器。

2.如权利要求1所述的一种基于图像处理的PCB板定位识别系统，其特征在于，所述控制模块包括：上位机及下位机；

所述下位机用于接收光电传感器发送的触发信号并转发至上位机；

所述上位机用于接收下位机转发的触发信号，控制视觉传感器拍摄图片，根据图片中PCB板的位置识别点数量判断所述PCB板是否合格，并将判断结果发送至服务器。

3.如权利要求1所述的一种基于图像处理的PCB板定位识别系统，其特征在于，还包括：光源；

所述光源用于补光。

4.如权利要求1所述的一种基于图像处理的PCB板定位识别系统，其特征在于，拍摄照片之前，对所述视觉传感器进行位置标定；

所述视觉传感器还用于：拍摄带有PCB板的图片后，获取PCB板中用于定位的位置识别点的位置信息。

5.如权利要求2或4所述的一种基于图像处理的PCB板定位识别系统，其特征在于，上位机判断所述PCB板是否合格具体为：

根据用于定位的位置识别点的位置信息，对PCB板进行定位；

将PCB板分为多个子板；

判断单个子板上的位置识别点的数量是否达到预设数量，若达到，则判断该子板合格；若未达到，则判断该子板不合格，并将不合格的子板信息发送至服务器。

6.一种基于图像处理的PCB板定位识别方法，其特征在于，包括步骤：

S1.当光电传感器感应到PCB板后，视觉传感器拍摄带有PCB板的图片；

S2.控制模块根据图片中PCB板的位置识别点数量判断所述PCB板是否合格，并将判断结果发送至服务器。

7.如权利要求6所述的一种基于图像处理的PCB板定位识别方法，其特征在于，步骤S1之前还包括：

对所述视觉传感器进行位置标定。

8.如权利要求6所述的一种基于图像处理的PCB板定位识别方法，其特征在于，步骤S1具体为：

S11.当光电传感器感应到PCB板后，向控制模块发送触发信号；

S12.控制模块接收光电传感器发送的触发信号，控制视觉传感器拍摄带有PCB板的图片。

9.如权利要求8所述的一种基于图像处理的PCB板定位识别方法，其特征在于，步骤S12之后，还包括：

S13.视觉传感器获取PCB板中用于定位的位置识别点的位置信息。

10.如权利要求6所述的一种基于图像处理的PCB板定位识别方法，其特征在于，步骤S2中，控制模块判断所述PCB板是否合格具体为：

S21.根据用于定位的位置识别点的位置信息，对PCB板进行定位；

S22.将PCB板分为多个子板；

S23.判断单个子板上的位置识别点的数量是否达到预设数量，若达到，则判断该子板合格；若未达到，则判断该子板不合格，并将不合格的子板信息发送至服务器。