CN111343798A - 基于机器视觉识别的手工贴片机辅助系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于机器视觉识别的手工贴片机辅助系统及方法，包括：控制系统、用于对裸印制板进行拍照及导入印制板的版图文件的装入件位号识别单元、用于导入装入件的明细表以及在显示屏上的裸板图片或印制板设计图纸上显示对应的位号的装入件确认单元、用于在装入完成并生成确认单后完成装入件正确性的自检核对的自检核对单元以及用于显示裸印制板的照片、印制板的设计源文件图片、装入进度以及自检进度的显示单元，装入件位号识别单元、装入件确认单元、自检核对单元以及显示单元分别接入控制系统。本发明具有准确定位、检查过程效率高、误差很小以及产品质量好的优点。

Description

基于机器视觉识别的手工贴片机辅助系统及方法

技术领域

本发明属于电子制造技术领域，涉及一种手工贴片机辅助系统，尤其涉及一种基于机器视觉识别的手工贴片机辅助系统及方法。

背景技术

表面组装技术是(Surface Mount Technology，SMT)是现代电子产品的核心组件—PCB(印制电路板)组装制造的主要技术，已成为现代电子产品制造技术中的关键技术。SMT组装水平影响甚至决定了电子产品的制造水平和能力。贴片工序是表面贴装技术(SMT)的重要工序之一，主要完成将元件准确无误地贴于印刷有焊膏的焊盘上的工作。

对于工业批量化生产模式，通常采用全自动贴片机完成贴装工作，这种模式通常适用于批量化生产，单日产量通常在几千只甚至更多。对于军工类产品，其多品种、小批量的投产特点，若采用全自动贴装机进行生产则出现如编程周期过长、换线过于频繁等问题。此外，某些高等级的军工产品，由于元器件质保成本高，贴装的元器件均为1:1配套，全自动贴片机高的抛料率难以接受。因此，在军工类产品SMT领域，目前仍不可避免需要采用手工贴装方式进行作业。随着印制板组装件件组装密度越来越高，有些印制板上的组装元件数量将近上千只，手工贴装效率低下。进一步分析，是由于元件数量过多，人工查找元件位置较为费时。对于集成度较高的印制板，贴装完成印制板的单面通常需要花费5-6小时，甚至更多的时间，是印制板组装过程中占时比例最大的工序。因此，手工贴装工序的效率直接影响了产品组装的效率。若能大大提高手工贴装的生产效率，将极大提升多品种、小批量类电子产品的组装生产效率。

发明内容

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种手工贴装辅助系统，系统能辅助工人快速查找、识别元件位号，快速检查装入进度、装入件正确性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于机器视觉识别的手工贴片机辅助系统，其特征在于：所述基于机器视觉识别的手工贴片机辅助系统包括：

控制系统；

装入件位号识别单元，用于对裸印制板进行拍照及导入、导入印制板的版图文件、显示印制板正反面全貌清晰照片或设计版图文件图片、识别裸印制板的照片或设计源文件图片上的元器件位号标识以及将识别出的位号标识单独或批量显示在显示屏上；

装入件确认单元，用于导入装入件的明细表、显示装入进度、在显示屏上的裸板图片或印制板设计图纸上显示对应的位号、生成装入件安装确认单并输出；

自检核对单元，用于在装入完成并生成确认单后完成装入件正确性的自检核对，显示对应的元件位号、显示自检进度以及完成全部自检后生成自检确认单并输出；

显示单元，用于显示裸印制板的照片、印制板的设计源文件图片、装入进度以及自检进度；

所述装入件位号识别单元、装入件确认单元、自检核对单元以及显示单元分别接入控制系统。

上述装入件位号识别单元是基于机器视觉识别技术来实现的。

一种基于如前所述的基于机器视觉识别的手工贴片机辅助系统的手工贴片方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

1)导入印制板实物图片或版图文件；

2)导入装入件明细表；

3)根据步骤1)中导入的装入件信息，输入要贴装的装入件位号或规格型号；

4)根据步骤2)选中的装入件位号，系统在步骤1)中显示的印制板实物图片或版图文件上识别该装入件位号，并在原图片上将装入件位号高亮显示。

5)根据显示内容，人工将装入件贴装在印制板相应位置上。

上述步骤1)的具体实现方式是：

1.1)由装入件位号识别单元获取裸印制板实物图片；

1.2)将步骤1.1)所获取的裸印制板实物图片，或印制板版图文件导入控制系统中，并在显示屏上显示印制板实物图片，或版图文件；；

1.3)控制系统对裸印制板图片或版图文件进行图像分析，识别出图片上的装入件位号信息；

1.4)根据步骤1.3)识别出的装入件位号信息，系统重新生成印制板图片，该图片可以在显示屏上高亮显示一个或多个元件位号。

上述步骤2)的具体实现方式是：

2.1)导入表格化的装入件信息，装入件信息至少包括装入件位号、装入件规格型号等；

2.2)将导入的装入件信息转化为可识别、可表格化分类的文件格式；

上述步骤2)的具体实现方式是：所述方法在步骤5)之后，还包括：

6)由装入件确认单元判断装入过程是否完成，若是，则进行步骤7)自检；若否，重复步骤3-5)直至装入完成。

上述步骤7)的具体实现方式是：

7.1)按照装入件的规格型号对装入件进行分类、归类，将相同规格型号的装入件归为一类，并表格化显示；

7.2)根据选中的装入件规格型号，在显示屏上高亮显示对应的元件位号；

7.3)根据显示屏上的提示，人工核对装入件的规格型号与印制板的设计源文件照片中元器件的规格和型号是否匹配，若是，完成该装入件的自检；若否，人工修复。

上述步骤7)之后还包括：

8)生成自检确认单并打印。

本发明的优点是：

本发明提供了一种基于机器视觉识别的手工贴片机辅助系统及方法，用于电子产品表面贴装技术的回流焊接前的手工贴片工序，该辅助系统包括三个分系统：装入件位号识别系统、装入件确认单元以及自检核对单元。本发明针对现有PCB人工贴片效率低下的问题，本发明对贴片位置、装入件和检查进行实时监控和自动控制，检查过程效率高，误差很小，贴装成的PCB质量好。

附图说明

图1是本发明提供的手工贴片机辅助系统操作流程示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种基于机器视觉识别的手工贴片机辅助系统，包括：

控制系统；

装入件位号识别单元，用于对裸印制板进行拍照及导入、导入印制板的版图文件、针对裸板照片或印制板的版图文件，能在显示屏上显示印制板正反面全貌清晰照片或设计源文件图片、识别裸印制板的照片或设计源文件图片上的元器件位号标识以及将识别出的位号标识单独或批量显示在显示屏上，能局部放大、或缩小显示屏上的全板照片或图片；

装入件确认单元，用于导入装入件的明细表、显示装入进度(正在装入件的进度条，能显示剩余装入件的个数，能确认装入完成)、基于导入的装入件明细表，可以依次选中要装入的元件(包括规格型号，位号)，同时在显示屏上的裸板图片或印制板设计图纸上，高亮显示对应的位号，该操作可以单个元件操作，也可相同规格型号的元件批量操作；能在工人手工贴片完成后，系统中能确认装入件已装入，当装入件全部安装完成后，系统能自动生成装入件安装确认单，并能输出成可打印的文件格式。

自检核对单元，是指在装入完成并生成确认单后，能完成装入件正确性的自检核对功能，用于在装入完成并生成确认单后完成装入件正确性的自检核对，显示对应的元件位号、显示自检进度以及完成全部自检后生成自检确认单并输出；按照装入件的规格型号对装入件进行分类、归类，能将相同规格型号的装入件归为一类，并表格化显示；根据选中的装入件规格型号，在显示屏上高亮显示对应的元件位号；按照同一规格型号的元器件确认自检完成，并能显示自检进度条，以及剩余自检元器件数量；在全部元器件自检确认完成后，生成自检确认单，并能输出成可打印的文件格式。

显示单元，用于显示裸印制板的照片、印制板的设计源文件图片、装入进度以及自检进度；

装入件位号识别单元、装入件确认单元、自检核对单元以及显示单元分别接入控制系统。

装入件位号识别单元是基于机器视觉识别技术来实现的，机器视觉识别技术是指用计算机来模拟人的视觉功能，从客观的图像中提取信息，加以处理，最终用于检测、测量和控制。本发明涉及的机器视觉识别技术主要应用于装入件位号识别单元中，用于识别印制板上的元件位号，并可进行高亮显示。

本发明在提供如上所记载的基于机器视觉识别的手工贴片机辅助系统的同时，还提供了一种基于该基于机器视觉识别的手工贴片机辅助系统的手工贴片方法，参见图1，该方法包括以下步骤：

1)导入印制板实物图片或版图文件，具体是：

1.1)由装入件位号识别单元获取裸印制板实物图片；

1.2)将步骤1.1)所获取的裸印制板实物图片，或印制板版图文件导入控制系统中，并在显示屏上显示印制板实物图片，或版图文件；；

1.3)控制系统对裸印制板图片或版图文件进行图像分析，识别出图片上的装入件位号信息

1.4)根据步骤1.3)识别出的装入件位号信息，系统重新生成印制板图片，该图片可以在显示屏上高亮显示一个或多个元件位号。

2)导入装入件明细表，具体是：

2.1)导入表格化的装入件信息，装入件信息至少包括装入件位号、装入件规格型号等；

2.2)将导入的装入件信息转化为可识别、可表格化分类的文件格式；

3)根据步骤1)中导入的装入件信息，输入要贴装的装入件位号或规格型号；

4)根据步骤2)选中的装入件位号，系统在步骤1)中显示的印制板实物图片或版图文件上识别该装入件位号，并在原图片上将装入件位号高亮显示

5)根据显示内容，人工将装入件贴装在印制板相应位置上。

6)由装入件确认单元判断装入过程是否完成，若是，则进行步骤6)自检；若否，重复步骤4)直至装入完成。

7)自检，具体是：

7.1)按照装入件的规格型号对装入件进行分类、归类，将相同规格型号的装入件归为一类，并表格化显示；

7.2)根据选中的装入件规格型号，在显示屏上高亮显示对应的元件位号；

7.3)根据显示屏上的提示，人工核对装入件的规格型号与印制板的设计源文件照片中元器件的规格和型号是否匹配，若是，完成该装入件的自检；若否，人工修复。

8)生成自检确认单并打印。

Claims (8)

1.一种基于机器视觉识别的手工贴片机辅助系统，其特征在于：所述基于机器视觉识别的手工贴片机辅助系统包括：

控制系统；

装入件位号识别单元，用于对裸印制板进行拍照及导入、导入印制板的版图文件、显示印制板正反面全貌清晰照片或设计版图文件图片、识别裸印制板的照片或设计源文件图片上的元器件位号标识以及将识别出的位号标识单独或批量显示在显示屏上；

装入件确认单元，用于导入装入件的明细表、显示装入进度、在显示屏上的裸板图片或印制板设计图纸上显示对应的位号、生成装入件安装确认单并输出；

自检核对单元，用于在装入完成并生成确认单后完成装入件正确性的自检核对，显示对应的元件位号、显示自检进度以及完成全部自检后生成自检确认单并输出；

显示单元，用于显示裸印制板的照片、印制板的设计源文件图片、装入进度以及自检进度；

所述装入件位号识别单元、装入件确认单元、自检核对单元以及显示单元分别接入控制系统。

2.根据权利要求1所述的基于机器视觉识别的手工贴片机辅助系统，其特征在于：所述装入件位号识别单元是基于机器视觉识别技术来实现的。

3.一种基于如权利要求1或2所述的基于机器视觉识别的手工贴片机辅助系统的手工贴片方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

1)导入印制板实物图片或版图文件；

2)导入装入件明细表；

3)根据步骤1)中导入的装入件信息，输入要贴装的装入件位号或规格型号；

4)根据步骤2)选中的装入件位号，系统在步骤1)中显示的印制板实物图片或版图文件上识别该装入件位号，并在原图片上将装入件位号高亮显示；

5)根据显示内容，人工将装入件贴装在印制板相应位置上。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述步骤1)的具体实现方式是：

1.1)由装入件位号识别单元获取裸印制板实物图片；

1.2)将步骤1.1)所获取的裸印制板实物图片，或印制板版图文件导入控制系统中，并在显示屏上显示印制板实物图片，或版图文件；

1.3)控制系统对裸印制板图片或版图文件进行图像分析，识别出图片上的装入件位号信息；

1.4)根据步骤1.3)识别出的装入件位号信息，系统重新生成印制板图片，该图片可以在显示屏上高亮显示一个或多个元件位号。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述步骤2)的具体实现方式是：

2.1)导入表格化的装入件信息，装入件信息至少包括装入件位号以及装入件规格型号；

2.2)将导入的装入件信息转化为可识别、可表格化分类的文件格式。

6.根据权利要求3或4或5所述的方法，其特征在于：所述方法在步骤5)之后，还包括：

6)由装入件确认单元判断装入过程是否完成，若是，则进行步骤7)自检；若否，重复步骤3-5)直至装入完成。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述步骤7)的具体实现方式是：

7.1)按照装入件的规格型号对装入件进行分类、归类，将相同规格型号的装入件归为一类，并表格化显示；

7.2)根据选中的装入件规格型号，在显示屏上高亮显示对应的元件位号；

7.3)根据显示屏上的提示，人工核对装入件的规格型号与印制板的设计源文件照片中元器件的规格和型号是否匹配，若是，完成该装入件的自检；若否，人工修复。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述步骤7之后还包括：

8)生成自检确认单并打印。

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