CN109406519A - 一种电感元件引脚异型不规则焊点的检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明的电感元件引脚异型不规则焊点的检测装置，支撑平台上设置有传送机构和支撑柱，支撑柱上连接有工业相机，工业相机正对传送机构，支撑柱上还连接有结构光光源，结构光光源与工业相机之间还设置有同轴光光源。本发明还公开利用该检测装置对电感元件引脚异型不规则焊点进行检测的方法。本发明的检测装置，具有轻便易携、体积小、操作简单等优点，利用姿态调整机构，可实现相机的多个角度的调节。本发明的检测方法，采用白色同轴光凸显小弧度曲面变化或没有弧度曲面焊点区域，构成了R、G、B、W四种颜色的编码，根据区域分布对焊点进行编码，实现三维复杂立体信息在二维平面上的表征，降低信息提取的复杂度，最终实现对焊点质量的评价。

Description

一种电感元件引脚异型不规则焊点的检测装置及方法

技术领域

本发明属于光学检测技术领域，具体涉及一种电感元件引脚异型不规则焊点的检测装置，还涉及利用该检测装置对电感元件引脚异型不规则焊点进行检测的方法。

背景技术

电感元件的引脚焊点直接影响电路板与电感元件是否有可靠的接触、良好的导通性能，因此在焊接完成后需要对其焊点进行检测，从而判断焊点是否合格。现有的检测装置大多存在体积大、结构复杂、检测速度慢的缺点，难以满足电感元件自动化光学检测的要求。目前对贴片元件的焊点检测，普遍采用RGB的颜色编码的检测方法。虽然该方法可有效检测贴片元件的常规焊点，但是对于不规则焊点无法实现焊点图像区域的完整编码，焊点的顶部或局部凹陷区域的信息会丢失，造成目标信息提取失败。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电感元件引脚异型不规则焊点的检测装置与方法，解决了现有的检测装置存在的体积大、结构复杂、图像信息编码不完整的问题。利用R、G、B、W四种颜色对焊点多种信息编码，实现了三维复杂立体信息在二维平面的表征，降低了信息提取的复杂度。

本发明所采用的一种技术方案是：一种电感元件引脚异型不规则焊点的检测装置，包括支撑平台，所述支撑平台上设置有传送机构，所述支撑平台连接有支撑柱，所述支撑柱上连接有工业相机，所述工业相机正对所述传送机构，所述支撑柱上还连接有结构光光源，所述结构光光源位于工业相机下方，结构光光源与工业相机之间还设置有同轴光光源。

进一步的，所述支撑柱上活动连接有光源夹具及姿态调整机构，所述光源夹具及姿态调整机构夹持所述结构光光源并调整其姿态，所述同轴光光源放置于所述结构光光源上。

进一步的，所述支撑柱上还连接有相机夹具及姿态调整机构，所述相机夹具及姿态调整机构夹持所述工业相机并调整其姿态。

进一步的，所述支撑柱上滑动连接有活动导杆，所述相机夹具及姿态调整机构连接于所述活动导杆上。

进一步的，所述传送机构包括通过电机驱动的主动轮、从动轮以及套设于主动轮、从动轮之间的传送带。

进一步的，所述支撑柱通过夹具夹设于所述支撑平台上。

本发明所采用的另一种技术方案是：一种电感元件引脚异型不规则焊点的检测方法，包括以下步骤：

步骤1、获取电感元件焊点的原始图像，并分解为R，G，B，W四个单通道图像，然后将所述四个单通道图像分别进行水平投影后所获得的R，G，B，W四条投影曲线；

以及将所述原始图像进行HSV变换后，根据预设的色调H，饱和度S，和亮度V的阀值，提取视觉上的显著目标；

步骤2、针对提取的所述显著目标，通过计算H、S、V分量的每个区域的对比度，每个区域选择对比度最大的图像作为焊点目标图像；

步骤3、根据所述R，G，B，W四条投影曲线的边界，把步骤2得到的所述焊点目标图像的焊点区域界定为白色区域、红色区域、绿色区域、以及蓝色区域四个不规则的环形区域，同时将预设的标准模板图像的焊点合格区域也界定为白色区域、红色区域、绿色区域、以及蓝色区域四个区域，

所述焊点目标图像的焊点区域用R表示，所述焊点区域的白色区域、红色区域、绿色区域、以及蓝色区域的第i个像素的亮度值分别用表征，所述标准模板图像的焊点合格区域用Rs表示，所述焊点合格区域的白色区域、红色区域、绿色区域、以及蓝色区域的第i个像素的亮度值分别用表征，N、M、P、Q分别表示白色区域、红色区域、绿色区域、以及蓝色区域的像素个数，利用公式(1)得到四种不同区域的方差值得统计求和n，

如果n小于设定的经验阈值Val，则产品合格，反之不合格。

本发明的有益效果是：本发明的电感元件引脚异型不规则焊点的检测装置，解决了现有的检测装置存在的体积大、结构复杂的问题，其具有轻便易携、体积小、操作简单等优点，该装置拆卸简单、工作效率高；而且具有多个可以活动的姿态调整机构，可实现相机的多个角度的调节，可实现微细型电感元件的多个方位检测。本发明的电感元件引脚异型不规则焊点的检测方法，采用白色同轴光凸显小弧度曲面变化或没有弧度曲面焊点区域，并同时采用RGB结构的成像结构，从而构成了R、G、B、W四种颜色的编码。该方法克服了常规RGB编码方式成像信息不足的缺点，根据R、G、B、W四种颜色的的区域分布，对焊点的高度信息、形状信息、几何轮廓信息进行编码，实现三维复杂立体信息在二维平面上的表征，降低信息提取的复杂度。

附图说明

图1是本发明一种电感元件引脚异型不规则焊点的检测装置的结构示意图；

图2是电感元件的结构示意图；

图3是电感元件异形不规则焊点的俯视图；

图4是电感元件常规焊点的俯视图；

图5是电感元件异形不规则焊点的侧视图；

图6是电感元件常规焊点的侧视图；

图7是本发明一种电感元件引脚异型不规则焊点的检测方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明提供的一种电感元件引脚异型不规则焊点的检测装置结构如图1所示，包括支撑平台1，支撑平台1上设置有传送机构，支撑平台1连接有支撑柱6，支撑柱6上连接有工业相机8，工业相机8正对传送机构，支撑柱6上还连接有结构光光源3，结构光光源3位于工业相机8下方。结构光光源3与工业相机8之间还设置有同轴光光源4。同轴光光源4可以包括与支撑平台1平行的45°分光镜以及沿平行于支撑平台1的方向照射向45°分光镜的白光光源。结构光光源3可以为视觉系统提供很好的成像环境，实现RGB编码，而同轴光光源4作为辅助结构光源来达到更好的成像环境，实现W编码。

支撑柱6上活动连接有光源夹具及姿态调整机构9，光源夹具及姿态调整机构9夹持结构光光源3并调整其姿态，同轴光光源4放置于结构光光源3上。光源夹具及姿态调整机构9实现了对结构光光源3的夹持，并调整结构光光源3的位置和角度，其根据需要可以为三轴式移动机构(X轴、Y轴、Z轴)，而且在竖直的Z轴上设置竖向旋转结构，还可以进一步设置沿X轴或Y轴旋转的横向旋转机构，横向旋转机构的旋转中心连接工业相机8的铰链处；优选的，其还可以由具有一定形变强度的材料制成，使得光源环境实现更好的调节作用。由于这种位置调整结构为本领域的公知常识，本发明在此不做赘述，其结构的自由度很高，可以根据实际需要进行部件及功能的增删。

支撑柱6上还连接有相机夹具及姿态调整机构5，相机夹具及姿态调整机构5夹持所述工业相机8并调整其姿态。进一步的，支撑柱6上滑动连接有活动导杆7，相机夹具及姿态调整机构5连接于所述活动导杆7上。活动导杆7可以在支撑柱6上实现水平单一方向的移动和转动，从而更好得调整工业相机8的位置，方便采集图像。

而传送机构包括通过电机2驱动的主动轮、从动轮以及套设于主动轮、从动轮之间的传送带11，电感元件10则放置于传送带11上进行传送移动，达到在运动中平稳成像的目的。

支撑柱6通过夹具夹设于所述支撑平台1上，方便更换支撑柱6的位置。

本发明针对的一种电感元件10具体结构如图2所示，由底板101、主体部分102以及异形不规则的焊点103组成。

本发明的电感元件引脚异型不规则焊点的检测装置将结构光光源和同轴光光源进行一体化设计，从而大大缩小了其空间体积。

异形不规则焊点的结构俯视图和侧视图如图3和图5所示，其中，A区域为剖切连接区域；B区域为电感元件引脚区域；C区域为异形不规则焊点的第三个投影区域，为绿色；D区域为异形不规则焊点的第二个投影区域，为绿色；E区域为不规则焊点的第一个投影区域，为红色；F区域为异形不规则焊点的第四个投影区域，为白色。相对应的，常规焊点的结构俯视图和侧视图如图4和图6所示，其中，A区域为剖切连接区域；B区域为电感元件引脚区域；C区域为异形不规则焊点的第三个投影区域，为黑色；D区域为异形不规则焊点的第二个投影区域，为绿色；E区域为不规则焊点的第一个投影区域，为红色。

如图7所示，本发明还公开一种电感元件引脚异型不规则焊点的检测方法，包括以下步骤：

步骤1、获取电感元件焊点的原始图像，并分解为R，G，B，W四个单通道图像，然后将四个单通道图像分别进行水平投影后所获得的R，G，B，W四条投影曲线；

以及将原始图像进行HSV变换后，根据预设的色调H，饱和度S，和亮度V的阀值，提取视觉上的显著目标；

原始图像中R，G，B在没有缺陷的理想情况是环状结构。但是在存在缺陷的情况下可能为互相交叉耦合的畸变的环状结构，或者是环状断裂的结构，或者无规律的块状、或者是离散型的圆型装结构等，从而形成显著目标。

步骤2、针对提取的所述显著目标，通过计算H、S、V分量的每个区域的对比度，每个区域选择对比度最大的图像作为焊点目标图像；

步骤3，根据R，G，B，W四条投影曲线的边界，把步骤2得到的焊点目标图像的焊点区域界定为白色区域、红色区域、绿色区域、以及蓝色区域四个不规则的环形区域，同时将预设的标准模板图像的焊点合格区域也界定为白色区域、红色区域、绿色区域、以及蓝色区域四个区域，

焊点目标图像的焊点区域用R表示，焊点区域的白色区域、红色区域、绿色区域、以及蓝色区域的第i个像素的亮度值分别用表征，标准模板图像的焊点合格区域用Rs表示，焊点合格区域的白色区域、红色区域、绿色区域、以及蓝色区域的第i个像素的亮度值分别用表征，N、M、P、Q分别表示白色区域、红色区域、绿色区域、以及蓝色区域的像素个数，采用方差统计的方法，利用公式(1)得到四种不同区域的方差值得统计求和n，

如果n小于设定的经验阈值Val，则产品合格，反之不合格。

上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电感元件引脚异型不规则焊点的检测装置，其特征在于，包括支撑平台，所述支撑平台上设置有传送机构，所述支撑平台连接有支撑柱，所述支撑柱上连接有工业相机，所述工业相机正对所述传送机构，所述支撑柱上还连接有结构光光源，所述结构光光源位于工业相机下方，结构光光源与工业相机之间还设置有同轴光光源。

2.如权利要求1所述的电感元件引脚异型不规则焊点的检测装置，其特征在于，所述支撑柱上活动连接有光源夹具及姿态调整机构，所述光源夹具及姿态调整机构夹持所述结构光光源并调整其姿态，所述同轴光光源放置于所述结构光光源上。

3.如权利要求1所述的电感元件引脚异型不规则焊点的检测装置，其特征在于，所述支撑柱上还连接有相机夹具及姿态调整机构，所述相机夹具及姿态调整机构夹持所述工业相机并调整其姿态。

4.如权利要求3所述的电感元件引脚异型不规则焊点的检测装置，其特征在于，所述支撑柱上滑动连接有活动导杆，所述相机夹具及姿态调整机构连接于所述活动导杆上。

5.如权利要求1所述的电感元件引脚异型不规则焊点的检测装置，其特征在于，所述传送机构包括通过电机驱动的主动轮、从动轮以及套设于主动轮、从动轮之间的传送带。

6.如权利要求1所述的电感元件引脚异型不规则焊点的检测装置，其特征在于，所述支撑柱通过夹具夹设于所述支撑平台上。

7.一种电感元件引脚异型不规则焊点的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、获取电感元件焊点的原始图像，并分解为R，G，B，W四个单通道图像，然后将所述四个单通道图像分别进行水平投影后所获得的R，G，B，W四条投影曲线；

以及将所述原始图像进行HSV变换后，根据预设的色调H，饱和度S，和亮度V的阀值，提取视觉上的显著目标；

步骤2、针对提取的所述显著目标，通过计算H、S、V分量的每个区域的对比度，每个区域选择对比度最大的图像作为焊点目标图像；

步骤3、根据所述R，G，B，W四条投影曲线的边界，把步骤2得到的所述焊点目标图像的焊点区域界定为白色区域、红色区域、绿色区域、以及蓝色区域四个不规则的环形区域，同时将预设的标准模板图像的焊点合格区域也界定为白色区域、红色区域、绿色区域、以及蓝色区域四个区域，

所述焊点目标图像的焊点区域用R表示，所述焊点区域的白色区域、红色区域、绿色区域、以及蓝色区域的第i个像素的亮度值分别用表征，所述标准模板图像的焊点合格区域用Rs表示，所述焊点合格区域的白色区域、红色区域、绿色区域、以及蓝色区域的第i个像素的亮度值分别用表征，N、M、P、Q分别表示白色区域、红色区域、绿色区域、以及蓝色区域的像素个数，利用公式(1)得到四种不同区域的方差值得统计求和n，

如果n小于设定的经验阈值Val，则产品合格，反之不合格。