CN109726777A - 基于互联网的pcb外观检测系统及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于互联网的PCB外观检测系统及检测方法，包括：电机和传输带；电机驱动传送带运动；PCB板设置在传送带上；传输带横向外侧设置有红外传感器；传输带上方设置有摄像机；传输带的末端与下料装置相连接；包括如下控制过程：红外传感器检测到PCB板后，红外传感器将检测信号传送到中央处理器；摄像机根据中央处理指令采集图像；中央处理器对图像进行图像预处理、特征提取、图像识别；中央处理器向分拣装置发出指令；分拣装置将不合格产品剔除；以WEB方式发布数据，通过浏览器、手机终端设备接收数据。本发明基于互联网的PCB外观检测系统，提高了产品质量，提高了检测效率，降低了检测成本，降低了工人的劳动强度，提高了生产效率。

Description

基于互联网的PCB外观检测系统及检测方法

技术领域

本发明涉及一种PCB外观检测系统，具体的说，是涉及一种基于互联 网的PCB外观检测系统。

背景技术

传统制造业纷纷在“互联网+”制造的模式下，建设智能化新型工业 模式。加快“互联网+”与制造业的深度融合，进一步提高工业自动化与 信息化水平，促进企业智能转型升级，提高企业竞争力，真正实现产业的 大规模智能制造。

传统工业自动化程度低，人工检效率低，成本高，信息化程度只停留 在单一的个体存储，信息利用率低，无法及时反馈生产情况。采用机器视 觉技术，代替人的眼睛辨识，使人类能够摆脱枯燥、重复的劳动，达到显 著提高生产效率，节省人力成本、降低能耗的目的，采用互联网信息化技 术，实现设备自动化管理与维护，生产数据的管理与分析。

因此，从国家政策和社会发展趋势可知，“互联网+智能制造”是制造 业未来主流的制造模式，针对PCB制造业，提出一种基于互联网+的基于互 联网的PCB外观检测系统。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种精确获取PCB检测数 据、生产效率、设备状态等数据的基于互联网的PCB外观检测系统。

本发明所采取的技术方案是：

一种基于互联网的PCB外观检测系统，

包括：电机和传输带；电机驱动传送带运动；PCB板设置在传送带 上；传输带横向外侧设置有红外传感器；传输带上方设置有摄像机；传输 带的末端与下料装置相连接；

包括如下控制过程：

红外传感器检测到PCB板后，红外传感器将检测信号传送到中央处理 器；

中央处理器根据传输带的速度和PCB板长度确定摄像机采集图像的时 间点；

摄像机根据中央处理指令采集图像；

摄像机将采集图像传送到中央处理器；

中央处理器包括：图像识别系统、数据处理系统；

图像识别系统包括：条码标识单元、外观部件检测单元；

数据处理系统包括：分布式实时数据处理单元、WEB数据发布单元；

中央处理器对图像进行图像预处理、特征提取、图像识别；

中央处理器向分拣装置发出指令；

分拣装置将不合格产品剔除；

以WEB方式发布数据，通过浏览器、手机终端设备接收数据。

所述图像预处理包括：灰度变换、模板操作和卷积运算、中值滤波 法、拉普拉斯运算、二值法。

所述特征提取包括：PCB的金手指区域信息提取，PCB的固态极性电容 区域信息提取和PCB条码标签区域信息提取。

PCB的金手指区域信息提取是根据检测产品的样品进行人工设置并进 行区域初始化为RIO区域。通过人工把每个金手指都进行区域设置，并 不是自动识别区域。对于铜片上的多件与少件、少铜主要通过计算每个区 域中铜的面积。

PCB的固态极性电容区域信息提取是根据检测产品的样品进行人工设 置并进行区域初始化为RIO区域。

所述图像识别采用Canny算子、Smoothing滤波处理、卷积及拉普拉 斯变换、质点分离的演算方法。

识别后的图像与数据库中数据比对，通过比对PCB板是否合格。

金手指的污渍通过检测区域的颗粒大小进行判别。

固态电容极性检测主要步骤如下：

a、对固态电容区域通过HSL图像中抽取亮度平面，将彩色图像转换 成灰度图像；

b、对灰度图像进行中值滤波；

c、通过查找表转换lookup table,将包含重要信息的区域细节突出，通 过Exponential指数减少黑暗区域的亮度和对比度，增加明亮区域的对比 度；

d、通过边缘检测获取正负极两种颜色中的分界位置(边缘线)，从边 缘线存于区域中的下部位置可以负极在下，正极在上。

固态电容有正负极之分，不能接反，故有此检测，其中电容身上，有 半边颜色涂料的是负极。因此，可通过摄像机进行固态电容外观检测识别 正负极。在图像处理中，通过已设置的区域位置进行颜色识别，获取负极 位置，再与初始化时所设置的正确位置进行对比，得出检测结果是否正 确。

一种基于互联网的PCB外观检测方法，包括如下步骤：

a、PCB板正面上贴有条码标签；

b、计算机控制生产线控制子系统，进行系统初始化，调节传输速度；

c、PCB放于传输带上，通过红外传感器触发摄像机对PCB板进行拍 照；

d、图像数据输入计算机进行图像预处理、特征提取、图像识别；

e、从图像获取条码ID以及PCB的检测数据；

f、从计算机获取设备工作状态数据；

g、以条码ID为识别码进行检测数据与设备状态数据录入分布式实时 数据库；

h、进行数据分析、统计，绘制报表，提供生产数据，如生产效率、生 产数量、合格率生产数据以及设备维护时间、能耗生产线设备状态数据；

i、以WEB方式发布数据，通过浏览器、手机终端设备接收数据。

本发明相对现有技术的有益效果：

本发明基于互联网的PCB外观检测系统，提高了产品质量，提高了检测 效率，降低了检测成本，降低了工人的劳动强度，提高了生产效率。

附图说明

图1是本发明基于互联网的PCB外观检测系统的检测结构示意图；

图2是本发明基于互联网的PCB外观检测系统的检测流程示意图；

图3是本发明基于互联网的PCB外观检测方法的检测流程示意图。

具体实施方式

以下参照附图及实施例对本发明进行详细的说明：

附图1-2可知，一种基于互联网的PCB外观检测系统，

包括：电机和传输带；电机驱动传送带运动；PCB板设置在传送带 上；传输带横向外侧设置有红外传感器；传输带上方设置有摄像机；传输 带的末端与下料装置相连接；

包括如下控制过程：

红外传感器检测到PCB板后，红外传感器将检测信号传送到中央处理 器；

中央处理器根据传输带的速度和PCB板长度确定摄像机采集图像的时 间点；

摄像机根据中央处理指令采集图像；

摄像机将采集图像传送到中央处理器；

中央处理器包括：图像识别系统、数据处理系统；

图像识别系统包括：条码标识单元、外观部件检测单元；

数据处理系统包括：分布式实时数据处理单元、WEB数据发布单元；

中央处理器对图像进行图像预处理、特征提取、图像识别；

中央处理器向分拣装置发出指令；

分拣装置将不合格产品剔除；

以WEB方式发布数据，通过浏览器、手机终端设备接收数据。

所述图像预处理包括：灰度变换、模板操作和卷积运算、中值滤波 法、拉普拉斯运算、二值法。

所述特征提取包括：PCB的金手指区域信息提取，PCB的固态极性电容 区域信息提取和PCB条码标签区域信息提取。

PCB的金手指区域信息提取是根据检测产品的样品进行人工设置并进 行区域初始化为RIO区域。通过人工把每个金手指都进行区域设置，并 不是自动识别区域。对于铜片上的多件与少件、少铜主要通过计算每个区 域中铜的面积。

PCB的固态极性电容区域信息提取是根据检测产品的样品进行人工设 置并进行区域初始化为RIO区域。

所述图像识别采用Canny算子、Smoothing滤波处理、卷积及拉普拉 斯变换、质点分离的演算方法。

识别后的图像与数据库中数据比对，通过比对PCB板是否合格。

金手指的污渍通过检测区域的颗粒大小进行判别。

固态电容极性检测主要步骤如下：

a、对固态电容区域通过HSL图像中抽取亮度平面，将彩色图像转换 成灰度图像；

b、对灰度图像进行中值滤波；

c、通过查找表转换lookup table,将包含重要信息的区域细节突出，通 过Exponential指数减少黑暗区域的亮度和对比度，增加明亮区域的对比 度；

d、通过边缘检测获取正负极两种颜色中的分界位置(边缘线)，从边 缘线存于区域中的下部位置可以负极在下，正极在上。

固态电容有正负极之分，不能接反，故有此检测，其中电容身上，有 半边颜色涂料的是负极。因此，可通过摄像机进行固态电容外观检测识别 正负极。在图像处理中，通过已设置的区域位置进行颜色识别，获取负极 位置，再与初始化时所设置的正确位置进行对比，得出检测结果是否正 确。

附图3可知，一种基于互联网的PCB外观检测方法，包括如下步骤：

a、PCB板正面上贴有条码标签；

b、计算机控制生产线控制子系统，进行系统初始化，调节传输速度；

c、PCB放于传输带上，通过红外传感器触发摄像机对PCB板进行拍 照；

d、图像数据输入计算机进行图像预处理、特征提取、图像识别；

e、从图像获取条码ID以及PCB的检测数据；

f、从计算机获取设备工作状态数据；

g、以条码ID为识别码进行检测数据与设备状态数据录入分布式实时 数据库；

h、进行数据分析、统计，绘制报表，提供生产数据，如生产效率、生 产数量、合格率生产数据以及设备维护时间、能耗生产线设备状态数据；

i、以WEB方式发布数据，通过浏览器、手机终端设备接收数据。

本发明相对现有技术的有益效果：

本发明基于互联网的PCB外观检测系统，提高了产品质量，提高了检测 效率，降低了检测成本，降低了工人的劳动强度，提供了生产效率。

本发明基于互联网的PCB外观检测系统，传输带的速度是可调的，对 于不同的检测产品PCB板，如PCB板检测的器件较多，每个PCB检测完 毕的时间过长，则传输带采用停顿方式，当PCB板检测的时间较短时(小 于300毫秒时)，则传输带采用连续传送方式，只须调整传输速度即可， 该部分可通过系统的参数设置部分完成相关设置。PCB可以进行180度旋转，通过对PCB进行模板匹配，进行坐标自动转换，对产品图像识别无影 响。

合格标准是符合不同产品品质要求，条码标识为PCB板的机身号标 识，当无法识别时，以不合格产品处理；传输带左边接上料装置，右边接 下料装置，下料装置分两路，一路是合格产品、一路是不合格产品。

检测数据由图像处理对金手指区域与固态极性电容区域获取，生产效 率由生产时间、生产数量计算获取，设备状态由计算机通过记录开机时 间、关机时间、机器是否工作状态、保护时间等数据进行分析获取，所有 数据均录入数据库不同的表里。

本发明基于互联网的PCB外观检测系统，PCB板通过上料装置放置在 传输带上。

本发明基于互联网的PCB外观检测系统，传输带的末端与下料装置相 连接，PCB检测合格的产品进行下一阶段检测。

本发明基于互联网的PCB外观检测系统工作过程如下：

拍照，生成图像输入到计算机图像处理模块进行图像识别，获取条码 信息、金手指检测数据、电容极性检测数据，以及时间、日期、所属工位 等相关信息进入数据库，完成数据采集，数据库数据更新。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任 何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简 单修改、等同变化与修饰，均属于本发明的技术方案范围内。

Claims (10)

1.一种基于互联网的PCB外观检测系统，

包括：电机和传输带；电机驱动传送带运动；PCB板设置在传送带上；传输带横向外侧设置有红外传感器；传输带上方设置有摄像机；传输带的末端与下料装置相连接；

其特征在于，包括如下控制过程：

红外传感器检测到PCB板后，红外传感器将检测信号传送到中央处理器；

中央处理器根据传输带的速度和PCB板长度确定摄像机采集图像的时间点；

摄像机根据中央处理指令采集图像；

摄像机将采集图像传送到中央处理器；

中央处理器包括：图像识别系统、数据处理系统；

图像识别系统包括：条码标识单元、外观部件检测单元；

数据处理系统包括：分布式实时数据处理单元、WEB数据发布单元；

中央处理器对图像进行图像预处理、特征提取、图像识别；

中央处理器向分拣装置发出指令；

分拣装置将不合格产品剔除；

以WEB方式发布数据，通过浏览器、手机终端设备接收数据。

2.根据权利要求1所述基于互联网的PCB外观检测系统，其特征在于：

所述图像预处理包括：灰度变换、模板操作和卷积运算、中值滤波法、拉普拉斯运算、二值法。

3.根据权利要求1所述基于互联网的PCB外观检测系统，其特征在于：

所述特征提取包括：PCB的金手指区域信息提取，PCB的固态极性电容区域信息提取和PCB条码标签区域信息提取。

4.根据权利要求3所述基于互联网的PCB外观检测系统，其特征在于：

PCB的金手指区域信息提取是根据检测产品的样品进行人工设置并进行区域初始化为RIO区域。

5.根据权利要求3所述基于互联网的PCB外观检测系统，其特征在于：

PCB的固态极性电容区域信息提取是根据检测产品的样品进行人工设置并进行区域初始化为RIO区域。

6.根据权利要求1所述基于互联网的PCB外观检测系统，其特征在于：

所述图像识别采用Canny算子、Smoothing滤波处理、卷积及拉普拉斯变换、质点分离的演算方法。

7.根据权利要求7所述基于互联网的PCB外观检测系统，其特征在于：

识别后的图像与数据库中数据比对，通过比对PCB板是否合格。

8.根据权利要求7所述基于互联网的PCB外观检测系统，其特征在于：

金手指的污渍通过检测区域的颗粒大小进行判别。

9.根据权利要求7所述基于互联网的PCB外观检测系统，其特征在于：

固态电容极性检测主要步骤如下：

a、对固态电容区域通过HSL图像中抽取亮度平面，将彩色图像转换成灰度图像；

b、对灰度图像进行中值滤波；

c、通过查找表转换lookup table,将包含重要信息的区域细节突出，通过Exponential指数减少黑暗区域的亮度和对比度，增加明亮区域的对比度；

d、通过边缘检测获取正负极两种颜色中的分界位置(边缘线)，从边缘线存于区域中的下部位置可以负极在下，正极在上。

10.一种基于互联网的PCB外观检测方法，其特征在于：包括如下步骤：

a、PCB板正面上贴有条码标签；

b、计算机控制生产线控制子系统，进行系统初始化，调节传输速度；

c、PCB放于传输带上，通过红外传感器触发摄像机对PCB板进行拍照；

d、图像数据输入计算机进行图像预处理、特征提取、图像识别；

e、从图像获取条码ID以及PCB的检测数据；

f、从计算机获取设备工作状态数据；

g、以条码ID为识别码进行检测数据与设备状态数据录入分布式实时数据库；

h、进行数据分析、统计，绘制报表，提供生产数据，如生产效率、生产数量、合格率生产数据以及设备维护时间、能耗生产线设备状态数据；

i、以WEB方式发布数据，通过浏览器、手机终端设备接收数据。