CN108243602A - 一种屏蔽盖贴片机图像识别系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种屏蔽盖贴片机图像识别系统及方法，包括工业主板、数据库、以及通过通信通道与工业主板连接的Mark点相机、固定相机及外挂相机，所述Mark点相机设置于贴片头控制模块所控制的贴片头上，所述固定相机固定于屏蔽盖贴片机上靠近送料控制模块的机架上，所述外挂相机设置于屏蔽盖贴片机上料站的料架上。屏蔽盖贴片机图像识别系统通过设置位置布局合理的多个识别相机以及包括屏蔽盖及贴装元器件等信息的数据库，能够实现屏蔽盖贴片机高速且高精度地进行图像识别从而完成贴装工作；另外，本系统采用分段对角平移法等计算方法，进一步提高数据编辑及查找，提高识别精度及效率。

Description

一种屏蔽盖贴片机图像识别系统及方法

技术领域

本发明涉及贴片机视觉识别方法，尤其是一种屏蔽盖贴片机图像识别系统及方法，属于图像处理技术领域。

背景技术

贴片机通常是由XY精密定位平台以及具有贴装功能的贴片头组成。贴装过程中，取料、定位、贴装等步骤都涉及到位置及图像的识别技术。传统贴片机中，通常在贴装头上设置飞行相机，进行飞行识别元件和mark点相机捕捉mark点。目前最新的技术是将飞行相机集成到贴片头上，有采用固定在贴片头底部一侧并且和吸嘴数量匹配的元件识别相机，有采用相机固定在贴片头底部并且沿着吸嘴方向往复运动的元件识别相机技术。

屏蔽盖外形因尺寸变化而存在一定不规则性，采用传统外形方框查找方式等，易导致许多屏蔽盖识别误差大、精度低等问题。

因而，针对屏蔽盖专用贴片机设计出屏蔽盖贴片机视觉识别方法，对最大程度地释放屏蔽盖专用贴片机效能和精度很有意义。

发明内容

本发明目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提供一种精度高、稳定性强的屏蔽盖贴片机图像识别系统及识别方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种屏蔽盖贴片机图像识别系统，包括工业主板、数据库、以及通过通信通道与工业主板连接的识别相机，所述识别相机包括Mark点相机、固定相机及外挂相机，所述Mark点相机设置于贴片头控制模块所控制的贴片头上，所述固定相机固定于屏蔽盖贴片机上靠近送料控制模块的机架上，所述外挂相机设置于屏蔽盖贴片机上料站的料架上，

所述Mark点相机识别待贴装板卡上的目标点，通过Mark点相机实现对贴装坐标点的修正，所述固定相机及外挂相机识别贴装元器件的元件角度与中心位置，

所述识别相机将识别的信息传输至工业主板，所述工业主板结合数据库进行数据计算分析。

作为优选，所述数据库的信息包括屏蔽盖的外形尺寸、识别类型、识别光源方式、运动方式，所述识别类型用于匹配工业主板后续的算法，所述外形尺寸用于指定相关识别对象大小与识别范围，所述识别光源方式为记录针对不同反光度情况下拍照的光源数值，提高识别精准度，所述运动方式是根据贴装元器件尺寸调整匹配运动速度，实现效率与精度最佳平衡。

作为优选，所述识别相机中的Mark点相机、固定相机及外挂相机均采用CCD相机，所述Mark点相机采用低像素相机，所述固定相机及外挂相机均采用高像素相机。

作为优选，所述工业主板上还设置与其连接的报警检测模块，当工业主板测算出所识别外形尺寸超过识别相机指定识别范围会报警提示。

本发明还提供一种屏蔽盖贴片机图像识别系统的识别方法，方法步骤如下：

a.在数据库中导入屏蔽盖的外形尺寸、识别类型、识别光源方式、运动方式等信息；

b.将贴片头移动至屏蔽盖贴片机的料站上吸取贴装元器件，采用不同识别相机对贴装元器件的角度信息及中心位置进行识别：

当贴装元器件的尺寸小于35*35mm，采用外挂相机进行元件拍照识别；

当贴装元器件的尺寸大于35*35mm，采用固定相机位置进行元件拍照识别；

c.通过分段对角平移法识别贴装元器件的角度信息及中心位置：

首先，将吸取贴装元器件后的吸头，平移到相对识别相机中心XY方向位置增加元件长宽的一半的坐标，进行第一步拍照；

然后，将吸取贴装元器件后的吸头，平移到相对识别相机中心XY方向位置减少元件长宽的一半的坐标，进行第二步拍照；

依次，根据第一步拍照及第二步拍照的图像数据进行预处理，通过数据直方图计算图像二值化阀值，滤除识别区域内干扰点，在此基础上进一步通过平滑处理剔除信号噪声，然后通过膨胀与腐蚀过程修复图像，让图像更加饱满线条清晰，其中预处理的区域大小很大程度影响处理效率，所以指定区域范围能合理的提高处理速度，一般区域指定长宽，中心为识别相机中心保持不变，长宽均为物体长宽的一倍；

最后，进一步对处理的图像进行特征提取，通过最小二乘法对图像分割得到不同区域的图像轮廓信息，然后对每一部分轮廓信息进行捕获得到相关最小外接矩形数据，绘制出目标图像基本外形，得到目标图像的大小尺寸、中心坐标及角度数据；

d.反馈外形数据与数据库中的数据通过比较算法，判断图形是否正确或接近目标，如果有偏差，计算机将根据中心坐标及角度数据进行相关数据的补偿修正；

e.结合Mark点相机控制吸附贴装元器件的贴片头运动至待贴PCB板的指定位置，完成一次贴装。

本发明采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

屏蔽盖贴片机图像识别系统通过设置位置布局合理的多个识别相机以及包括屏蔽盖及贴装元器件等信息的数据库，能够实现屏蔽盖贴片机高速且高精度地进行图像识别从而完成贴装工作；另外，本系统采用分段对角平移法等计算方法，进一步提高数据编辑及查找，提高识别精度及效率。

附图说明

图1为本发明屏蔽盖贴片机图像识别系统结构示意图；

图2为本发明分段对角平移法识别步骤示意图；

图3为本发明屏蔽盖贴片机图像识别系统识别示意图。

图中：A-第一步拍照，B-第二步拍照，101-贴装元器件，102-识别相机。

具体实施方式

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获得其它的附图。

如图1所示，一种屏蔽盖贴片机图像识别系统，包括工业主板、数据库、以及通过通信通道与工业主板连接的识别相机，所述识别相机包括Mark点相机、固定相机及外挂相机，所述Mark点相机设置于贴片头控制模块所控制的贴片头上，所述固定相机固定于屏蔽盖贴片机上靠近送料控制模块的机架上，所述外挂相机设置于屏蔽盖贴片机上料站的料架上，所述外挂相机的位置可以根据需求调整，

所述Mark点相机识别待贴装板卡上的目标点，通过Mark点相机实现对贴装坐标点的修正，所述固定相机及外挂相机识别贴装元器件的元件角度与中心位置，

所述识别相机将识别的信息传输至工业主板，所述工业主板结合数据库进行数据计算分析。

本较佳实施例中，所述数据库的信息包括屏蔽盖的外形尺寸、识别类型、识别光源方式、运动方式，所述识别类型用于匹配工业主板后续的算法，所述外形尺寸用于指定相关识别对象大小与识别范围，所述识别光源方式为记录针对不同反光度情况下拍照的光源数值，提高识别精准度，所述运动方式是根据贴装元器件尺寸调整匹配运动速度，实现效率与精度最佳平衡。

本较佳实施例中，所述识别相机中的Mark点相机、固定相机及外挂相机均采用CCD相机，所述Mark点相机采用低像素相机，所述固定相机及外挂相机均采用高像素相机。

本较佳实施例中，所述工业主板上还设置与其连接的报警检测模块，当工业主板测算出所识别外形尺寸超过识别相机指定识别范围会报警提示。

如图2及图3所示，本屏蔽盖贴片机图像识别系统的识别方法，方法步骤如下：

a.在数据库中导入屏蔽盖的外形尺寸、识别类型、识别光源方式、运动方式等信息；

b.将贴片头移动至屏蔽盖贴片机的料站上吸取贴装元器件，采用不同识别相机对贴装元器件的角度信息及中心位置进行识别：

当贴装元器件的尺寸小于35*35mm，采用外挂相机进行元件拍照识别；

当贴装元器件的尺寸大于35*35mm，采用固定相机位置进行元件拍照识别；

c.通过分段对角平移法识别贴装元器件102的角度信息及中心位置：

首先，将吸取贴装元器件102后的吸头，平移到相对识别相机101中心XY方向位置增加元件长宽的一半的坐标，进行第一步拍照A；

然后，将吸取贴装元器件102后的吸头，平移到相对识别相机101中心XY方向位置减少元件长宽的一半的坐标，进行第二步拍照B；

依次，根据第一步拍照A及第二步拍照B的图像数据进行预处理，通过数据直方图计算图像二值化阀值，滤除识别区域内干扰点，在此基础上进一步通过平滑处理剔除信号噪声，然后通过膨胀与腐蚀过程修复图像，让图像更加饱满线条清晰，其中预处理的区域大小很大程度影响处理效率，所以指定区域范围能合理的提高处理速度，一般区域指定长宽，中心为相机中心保持不变，长宽均为物体长宽的一倍；

最后，进一步对处理的图像进行特征提取，通过最小二乘法对图像分割得到不同区域的图像轮廓信息，然后对每一部分轮廓信息进行捕获得到相关最小外接矩形数据，绘制出目标图像基本外形，得到目标图像的大小尺寸、中心坐标及角度数据；

d.反馈外形数据与数据库中的数据通过比较算法，判断图形是否正确或接近目标，如果有偏差，计算机将根据中心坐标及角度数据进行相关数据的补偿修正，直到图形与目标相同或接近目标；

e.结合Mark点相机控制吸附贴装元器件的贴片头运动至待贴PCB板的指定位置，完成一次贴装。

屏蔽盖贴片机图像识别系统通过设置位置布局合理的多个识别相机以及包括屏蔽盖及贴装元器件等信息的数据库，能够实现屏蔽盖贴片机高速且高精度地进行图像识别从而完成贴装工作；另外，本系统采用分段对角平移法等计算方法，进一步提高数据编辑及查找，提高识别精度及效率。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种屏蔽盖贴片机图像识别系统，包括工业主板、数据库、以及通过通信通道与工业主板连接的识别相机，其特征在于：

所述识别相机包括Mark点相机、固定相机及外挂相机，所述Mark点相机设置于贴片头控制模块所控制的贴片头上，所述固定相机固定于屏蔽盖贴片机上靠近送料控制模块的机架上，所述外挂相机设置于屏蔽盖贴片机上料站的料架上，

所述Mark点相机识别待贴装板卡上的目标点，通过Mark点相机实现对贴装坐标点的修正，所述固定相机及外挂相机识别贴装元器件的元件角度与中心位置，

所述识别相机将识别的信息传输至工业主板，所述工业主板结合数据库进行数据计算分析。

2.根据权利要求1所述的屏蔽盖贴片机图像识别系统，其特征在于：所述数据库的信息包括屏蔽盖的外形尺寸、识别类型、识别光源方式、运动方式，所述识别类型用于匹配工业主板后续的算法，所述外形尺寸用于指定相关识别对象大小与识别范围，所述识别光源方式为记录针对不同反光度情况下拍照的光源数值，所述运动方式是根据贴装元器件尺寸调整匹配运动速度。

3.根据权利要求1所述的屏蔽盖贴片机图像识别系统，其特征在于：所述识别相机中的Mark点相机、固定相机及外挂相机均采用CCD相机，所述Mark点相机采用低像素相机，所述固定相机及外挂相机均采用高像素相机。

4.根据权利要求1所述的屏蔽盖贴片机图像识别系统，其特征在于：所述工业主板上还设置与其连接的报警检测模块，当工业主板测算出所识别外形尺寸超过识别相机指定识别范围会报警提示。

5.一种屏蔽盖贴片机图像识别系统的识别方法，其特征在于：

方法步骤如下：

a.在数据库中导入屏蔽盖的外形尺寸、识别类型、识别光源方式、运动方式等信息；

b.将贴片头移动至屏蔽盖贴片机的料站上吸取贴装元器件，采用不同识别相机对贴装元器件的角度信息及中心位置进行识别：

当贴装元器件的尺寸小于35*35mm，采用外挂相机进行元件拍照识别；

当贴装元器件的尺寸大于35*35mm，采用固定相机位置进行元件拍照识别；

c.通过分段对角平移法识别贴装元器件的角度信息及中心位置：

首先，将吸取贴装元器件后的吸头，平移到相对相机中心XY方向位置增加元件长宽的一半的坐标，进行第一步拍照；

然后，将吸取贴装元器件后的吸头，平移到相对相机中心XY方向位置减少元件长宽的一半的坐标，进行第二步拍照；

依次，根据第一步拍照及第二步拍照的图像数据进行预处理，通过数据直方图计算图像二值化阀值，滤除识别区域内干扰点，在此基础上进一步通过平滑处理剔除信号噪声，然后通过膨胀与腐蚀过程修复图像，让图像更加饱满线条清晰，其中预处理的区域大小很大程度影响处理效率，所以指定区域范围能合理的提高处理速度，一般区域指定长宽，中心为相机中心保持不变，长宽均为物体长宽的一倍；

最后，进一步对处理的图像进行特征提取，通过最小二乘法对图像分割得到不同区域的图像轮廓信息，然后对每一部分轮廓信息进行捕获得到相关最小外接矩形数据，绘制出目标图像基本外形，得到目标图像的大小尺寸、中心坐标及角度数据；

d.反馈外形数据与数据库中的数据通过比较算法，判断图形是否正确或接近目标，如果有偏差，计算机将根据中心坐标及角度数据进行相关数据的补偿修正；

e.结合Mark点相机控制吸附贴装元器件的贴片头运动至待贴PCB板的指定位置，完成一次贴装。