CN108665444B - 一种荧光pcb三防漆涂覆质量检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种荧光PCB三防漆涂覆质量检测系统及方法，该系统包括避光外壳、PCB位置检测模块、光源模块、图像采集模块、上位机和报警模块；光源模块用于产生特定波长的光源，照射放置在避光外壳底部的待检测PCB，使PCB上涂覆的三防漆显示出荧光效果；PCB位置检测模块用于检测PCB是否到达指定检测位置，并在到达指定检测位置时向上位机发送检测指令；图像采集模块用于采集待检测PCB显示出荧光效果的图像；上位机使用机器视觉算法定位荧光涂覆区域的位置，当存在漏涂或者多涂情况时，启动报警模块。本发明可以快速准确地检测出荧光PCB三防漆的涂覆区域，并且可以解决现有使用人工检测方式带来的误检、漏检和对身体健康有害等问题。

Description

一种荧光PCB三防漆涂覆质量检测系统及方法

技术领域

本发明涉及三防漆质量检测领域，尤其涉及一种荧光PCB三防漆涂覆质量检测系统及方法。

背景技术

三防漆是一种特殊配方的涂料，具有良好的耐高低温性能，其固化后成一层透明保护膜，具有优越的绝缘、防潮、防漏电、防震、防尘、防腐蚀、防老化、耐电晕等性能。三防漆涂覆于PCB的表面，可以形成一层三防(防湿热、防盐雾、防霉菌)的保护膜，可保护电路免受损害，从而提高线路板的可靠性。

三防漆具有良好的绝缘性能，如果涂覆位置不当可能截断电气通路。因此，在实际的工业生产过程中，为了确保三防漆涂覆在正确的位置，在涂覆工艺后需要进行涂覆区域质量检测。为了能清楚地观察到三防漆的效果，生产商会在部分三防漆中添加一些荧光指示剂，在正常的环境下不易观察，但是在特定的灯光下(如紫外光)会有荧光显示效果。

目前，三防漆的涂覆质量检测主要依靠人工在紫外灯光下观察的方式进行。但是由于人眼的观察精度有限，容易忽视小面积的涂覆错误，同时长期经受紫外线的照射会对人的皮肤健康产生严重的危害。机器视觉技术是一种综合性技术，包括图像处理、光源照明技术、光学成像技术、传感器技术等等，可以代替人眼来进行测量和判断。利用机器视觉技术代替工人来进行三防漆涂覆质量的检测是一种更加高效、准确和智能的方式。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种荧光PCB三防漆涂覆质量检测系统及方法。本发明利用机器视觉技术对在特定灯光下具有荧光显示的三防漆进行涂覆位置的检测，有效准确地定位出涂覆位置，并且利用数据库记录所有的检测数据及结果，以便进行生产追溯和统计分析。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种荧光PCB三防漆涂覆质量检测系统，其特征在于，该系统包括避光外壳，安装在避光外壳内部的PCB位置检测模块、光源模块、图像采集模块，与PCB位置检测模块、图像采集模块连接的上位机，以及与上位机连接的报警模块；

所述避光外壳用于构建一个封闭的灯光环境，屏蔽外界光噪声污染，提高采集图像质量；

所述光源模块用于产生特定波长的光源，照射放置在避光外壳底部的待检测PCB，使PCB上涂覆的三防漆显示出荧光效果；

所述PCB位置检测模块用于通过光电或距离传感器检测待检测PCB是否到达指定检测位置，并在到达指定检测位置时向上位机发送检测指令；

所述图像采集模块用于采集待检测PCB显示出荧光效果的图像；

所述上位机包含设置模块、检测模块以及结果预览模块；

所述设置模块负责模板图像的采集以及涂覆规则的设定；所述涂覆规则包括PCB边界的位置信息、必需涂覆区域的位置信息以及禁止涂覆区域的位置信息，若PCB上贴有二维码作为标识时，设定二维码位置信息；

所述检测模块接收PCB位置检测模块发送的检测指定后，启动图像采集模块采集PCB图像，提取出需要进行检测的完整PCB区域，滤除边缘多余的背景图像；采用颜色空间分割算法或者视觉显著性检测算法提取荧光区域，并进行二值化处理，得到二值化的荧光涂覆区域图像，用白色表示存在涂覆的区域，用黑色表示不存在涂覆的区域；根据设置模块中设定的必需涂覆区域与禁止涂覆区域，对比二值化的荧光涂覆区域图像中的对应区域，若在必需涂覆区域存在黑色部分，说明存在漏涂错误，启动报警模块；若在禁止涂覆区域存在白色部分，说明存在多涂错误，启动报警模块；

所述结果预览模块用于查看所有的历史检测信息；

所述报警模块用于在上位机检测到存在漏涂或者多涂错误时，产生声光报警提示信号。

进一步地，所述光源模块由若干LED组成，并被均匀地安装在避光外壳的内部，同时确保所有LED均具有相同的光强，以保证照射到PCB上时不会因为元器件的高低不平而产生阴影。

进一步地，所述图像采集模块由若干工业摄像机组成，摄像机的安装数量由PCB的大小以及所需的检测精度决定。

进一步地，所述上位机的结果预览模块用于查看所有的历史检测信息，包括每一次的检测信息和检测统计信息，具体为：每一块PCB的二维码、荧光涂覆区域图像、检测结果文字描述、检测日期、日/周/月检测PCB数、日/周/月检测PCB合格率。

进一步地，所述光源模块与上位机连接，通过上位机控制光源模块的开启与关闭。

一种荧光PCB三防漆涂覆质量检测系统方法，该方法包括以下步骤：

(1)通过上位机的设置模块获得模板图像，并在模板图像上设置检测边界、必需涂覆区域、禁止涂覆区域；若PCB上贴有二维码作为标识时，设置二维码区域；

(2)上位机的检测模块接收PCB位置检测模块发送的检测指定后，启动图像采集模块采集PCB图像，

(3)采用目标定位算法提取出PCB图像中需要进行检测的完整PCB区域，滤除边缘多余的背景图像；

(4)采用颜色空间分割算法或者视觉显著性检测算法提取出荧光区域，并进行二值化处理，得到二值化的荧光涂覆区域图像，用白色表示存在涂覆区域，用黑色表示不存在涂覆的区域；

(5)根据设置中的必需涂覆区域与禁止涂覆区域，对比二值化的荧光区域图像中的对应区域，若在必需涂覆区域存在黑色部分，说明存在漏涂，启动报警模块；若在禁止涂覆区域存在白色部分，说明存在多涂错误，启动报警模块；

(6)将检测结果图像、文字描述说明、PCB二维码、检测时间等检测信息保存在数据库中，供上位机的结果预览模块访问。

进一步地，在步骤(2)之前，还包括采用图像滤波算法对PCB图像进行预处理，滤除图像噪声的步骤。

本发明的有益效果是：本发明提供的方法可以快速准确地检测出荧光PCB三防漆的涂覆区域，并且与人工检测相比具有更高的检测精度，并且可以很好地解决了现有人工检测带来的误检、漏检和对身体健康有害等问题。

附图说明

图1是检测系统结构示意图；

图2是检测方法流程图；

图3是荧光涂覆区域检测算法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步详细描述。

如图1所示，本发明提供的一种荧光PCB三防漆涂覆质量检测系统，该系统包括避光外壳1，安装在避光外壳1内部的PCB位置检测模块5、光源模块2、图像采集模块3，与PCB位置检测模块5、图像采集模块3连接的上位机6，以及与上位机6连接的报警模块7；

所述避光外壳1用于构建一个封闭的灯光环境，屏蔽外界光噪声污染，提高采集图像质量；

所述光源模块2用于产生特定波长的光源，照射放置在避光外壳1底部的待检测PCB4，使PCB上涂覆的三防漆显示出荧光效果；所述光源模块2可以采用紫光灯；图1中的光源模块2由若干LED组成，并被均匀地安装在避光外壳1的内部(例如内壁或者顶部)，同时确保所有LED均具有相同的光强以保证照射到PCB上时不会因为元器件的高低不平而产生阴影；

所述PCB位置检测模块5用于通过光电或距离传感器检测待检测PCB4是否到达指定检测位置，并在到达指定检测位置时向上位机6发送检测指令；

所述图像采集模块3用于采集待检测PCB4显示出荧光效果的图像；所述图像采集模块3由若干工业摄像机组成，摄像机的安装数量由PCB的大小以及所需的检测精度决定；图像采集模块3完成采集后，通过USB或者局域网将图像发送至上位机进行涂覆区域的检测；

所述上位机6包含设置模块、检测模块以及结果预览模块；

所述设置模块负责模板图像的采集以及涂覆规则的设定；所述涂覆规则包括PCB边界的位置信息、必需涂覆区域的位置信息以及禁止涂覆区域的位置信息，若PCB上贴有二维码作为标识时，设定二维码位置信息；

所述检测模块接收PCB位置检测模块5发送的检测指定后，启动图像采集模块3采集PCB图像，提取出需要进行检测的完整PCB区域，滤除边缘多余的背景图像；采用颜色空间分割算法或者视觉显著性检测算法提取荧光区域，并进行二值化处理，得到二值化的荧光涂覆区域图像，用白色表示存在涂覆的区域，用黑色表示不存在涂覆的区域；根据设置模块中设定的必需涂覆区域与禁止涂覆区域，对比二值化的荧光涂覆区域图像中的对应区域，若在必需涂覆区域存在黑色部分，说明存在漏涂错误，启动报警模块7；若在禁止涂覆区域存在白色部分，说明存在多涂错误，启动报警模块7；

所述结果预览模块用于查看所有的历史检测信息，包括每一次的检测信息和检测统计信息，具体为：每一块PCB的二维码、荧光涂覆区域图像、检测结果文字描述、检测日期、日/周/月检测PCB数、日/周/月检测PCB合格率；

所述报警模块7用于在上位机6检测到存在漏涂或者多涂错误时，产生声光报警提示信号。

上位机接收到若干张待检测PCB图像后进行如下步骤的处理：

(1)采用高斯滤波等图像滤波算法对PCB图像进行预处理，滤除图像中的噪声；

(2)采用模板匹配算法提取出PCB图像中需要进行检测的完整PCB区域，滤除边缘多余的背景图像；

(3)采用颜色空间分割算法或者视觉显著性检测算法提取出荧光区域，并进行二值化处理，得到二值化的荧光涂覆区域图像，用白色表示存在涂覆区域，用黑色表示不存在涂覆的区域；

(4)根据设置中的必需涂覆区域与禁止涂覆区域，对比二值化的荧光区域图像中的对应区域，若在必需涂覆区域存在黑色部分，说明存在漏涂，启动报警模块；若在禁止涂覆区域存在白色部分，说明存在多涂错误，启动报警模块；

(5)将检测结果图像、文字描述说明、PCB二维码、检测时间等检测信息保存在数据库中，供上位机的结果预览模块访问。

以上详细描述了本发明的一个较佳实施例。对本领域的专业技术人员来说，可以依据本发明的描述无需创造性的劳动就可以做出其它各种修改及变化，所有这些变化皆应在由权利要求书所确定的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种荧光PCB三防漆涂覆质量检测系统，其特征在于，该系统包括避光外壳，安装在避光外壳内部的PCB位置检测模块、光源模块、图像采集模块，与PCB位置检测模块、图像采集模块连接的上位机，以及与上位机连接的报警模块；

所述避光外壳用于构建一个封闭的灯光环境，屏蔽外界光噪声污染，提高采集图像质量；

所述光源模块用于产生特定波长的光源，照射放置在避光外壳底部的待检测PCB，使PCB上涂覆的三防漆显示出荧光效果；光源模块由若干LED组成，并被均匀地安装在避光外壳的内部，同时确保所有LED均具有相同的光强，以保证照射到PCB上时不会因为元器件的高低不平而产生阴影；所述PCB位置检测模块用于通过光电或距离传感器检测待检测PCB是否到达指定检测位置，并在到达指定检测位置时向上位机发送检测指令；

所述图像采集模块用于采集待检测PCB显示出荧光效果的图像；图像采集模块由若干工业摄像机组成，摄像机的安装数量由PCB的大小以及所需的检测精度决定；所述上位机包含设置模块、检测模块以及结果预览模块；结果预览模块用于查看所有的历史检测信息，包括每一次的检测信息和检测统计信息，具体为：每一块PCB的二维码、荧光涂覆区域图像、检测结果文字描述、检测日期、日/周/月检测PCB数、日/周/月检测PCB合格率；光源模块与上位机连接，通过上位机控制光源模块的开启与关闭；

所述设置模块负责模板图像的采集以及涂覆规则的设定；所述涂覆规则包括PCB边界的位置信息、必需涂覆区域的位置信息以及禁止涂覆区域的位置信息，若PCB上贴有二维码作为标识时，设定二维码位置信息；

所述检测模块接收PCB位置检测模块发送的检测指定后，启动图像采集模块采集PCB图像，采用目标定位算法提取出需要进行检测的完整PCB区域，滤除边缘多余的背景图像；采用颜色空间分割算法或者视觉显著性检测算法提取荧光区域，并进行二值化处理，得到二值化的荧光涂覆区域图像，用白色表示存在涂覆的区域，用黑色表示不存在涂覆的区域；根据设置模块中设定的必需涂覆区域与禁止涂覆区域，对比二值化的荧光涂覆区域图像中的对应区域，若在必需涂覆区域存在黑色部分，说明存在漏涂错误，启动报警模块；若在禁止涂覆区域存在白色部分，说明存在多涂错误，启动报警模块；

所述结果预览模块用于查看所有的历史检测信息；

所述报警模块用于在上位机检测到存在漏涂或者多涂错误时，产生声光报警提示信号。

2.一种利用权利要求1所述系统进行荧光PCB三防漆涂覆质量检测的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)通过上位机的设置模块获得模板图像，并在模板图像上设置检测边界、必需涂覆区域、禁止涂覆区域；若PCB上贴有二维码作为标识时，设置二维码区域；

(2)上位机的检测模块接收PCB位置检测模块发送的检测指定后，启动图像采集模块采集PCB图像，采用图像滤波算法对PCB图像进行预处理，滤除图像噪声；

(3)采用目标定位算法提取出PCB图像中需要进行检测的完整PCB区域，滤除边缘多余的背景图像；

(4)采用颜色空间分割算法或者视觉显著性检测算法提取出荧光区域，并进行二值化处理，得到二值化的荧光涂覆区域图像，用白色表示存在涂覆区域，用黑色表示不存在涂覆的区域；

(5)根据设置中的必需涂覆区域与禁止涂覆区域，对比二值化的荧光区域图像中的对应区域，若在必需涂覆区域存在黑色部分，说明存在漏涂，启动报警模块；若在禁止涂覆区域存在白色部分，说明存在多涂错误，启动报警模块；

(6)将检测信息保存在数据库中，供上位机的结果预览模块访问。

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