CN111855681B - 一种在线不停板aoi检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及AOI检测术领域，尤其是一种在线不停板AOI检测方法，用于流水线轨道，流水线轨道的上方配置有运动轴，运动轴的轴线和流水线轨道的运行方向之间的夹角为θ，运动轴上安装有可沿其轴线方向往复运行的相机，本发明的在线不停板AOI检测方法利用流水线轨道的运行和运动轴的移动，对被测物进行纵向和横向拍照，将整个被测物拍全，同时兼顾高分辨率和大范围的检测，大大降低了AOI的成本，同时由于无需停板，检测速度也得到大幅度的提高。

Description

一种在线不停板AOI检测方法
技术领域
本发明涉及AOI检测技术领域，尤其是一种在线不停板AOI检测方法。
背景技术
AOI是新兴起的一种新型测试技术，但发展迅速，很多厂家都推出了AOI测试设备，当自动检测时，机器通过摄像头自动扫描PCB板，采集图像，经过图像处理，测试的图像参数或特征与数据库中的合格的图像参数或特征进行比较，检查出PCB板上的缺陷，并通过显示器把缺陷显示出来，供维修人员参考维修。
运用高速高精度视觉处理技术自动检测PCB板上各种不同贴装错误及焊接缺陷，PCB板的范围可从细间距高密度板到低密度大尺寸板，并可提供在线检测方案，以提高生产效率，及焊接质量。通过使用AOI作为减少缺陷的工具，在装配工艺过程的早期查找和消除错误，以实现良好的过程控制，早期发现缺陷将避免将坏板送到随后的装配阶段；
为了兼顾高分辨率，现有的AOI检测所用的相机其拍照区域无法全部覆盖被测物，因此，现有技术中普遍的做法为在被测物随流水线轨道移动至相机处时，需将流水线上被测物停止运动，待相机在被测物上方或下方多次移动拍摄完成所有图片后，流水线上被测物方可继续运动，导致检测速度较慢，效率低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中AOI检测时需要流水线停止运行，方可将被测物拍全，导致检测速度慢、效率低的问题，现提供一种在线不停板AOI检测方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种在线不停板AOI检测方法，用于流水线轨道，流水线轨道的上方配置有运动轴，运动轴的轴线和流水线轨道的运行方向之间的夹角为θ，运动轴上安装有可沿其轴线方向往复运行的相机，包括以下步骤：
S1、根据流水线轨道的运行方向将相机停留在初始位置，其中，相机的初始位置为被测物随流水线轨道前进时能够率先拍摄到被测物的位置；
S2、运行流水线轨道，检测是否有被测物进入位于初始位置处的相机的拍照区域；
S3、待初始位置的相机检测到被测物到达其拍照区域的指定位置时，相机对拍照区域进行拍照，拍照区域的宽为W，高为H，接着相机沿运动轴每移动距离L后拍照一次，使相机的拍照区域沿被测物的纵向依次分布，直至完成被测物纵向上的拍摄，记为一列纵向拍照区域组，纵向拍照区域组中的每个拍照区域均拍照得到一张所需的目标图像；在完成一列纵向拍照区域组的拍照后，相机复位至初始位置，而后沿运动轴继续每移动距离L后拍照一次，进行下一列纵向拍照区域组的拍照，直至拍照所得的目标图像能够拼成一个完整的被测物图像；
S4、对每个拍照区域的目标图像进行实时检测，或等待所有拍照区域拍照完成后，将所有目标图像拼成完整的被测物图像再进行检测。
进一步地，步骤S2中，根据位于初始位置的相机所拍摄的图像进行检测其拍照区域内是否有被测物；
如果其拍照区域内没有被测物，则根据流水线轨道的运行速度V计算被测物移动一段固定距离L1所需的时间T1，每隔时间T1后进行拍摄检测，直至检测到被检测物；
如果其拍照区域内检测到被测物，则计算所拍摄图像中位于流水线轨道运行方向上的被测物图像前端边缘离初始位置处相机拍照区域的指定位置的距离S，根据流水线轨道的运行速度V计算被测物移动一段固定距离S所需的时间T2，等待时间T2后，被测物到达初始位置处相机拍照区域的指定位置，随后对拍照区域进行拍照得到目标图像；或者，如果其拍照区域内检测到被测物，此时被测物的位置为其到达初始位置处相机拍照区域的指定位置，并直接将相机所拍摄的图像作为目标图像。
进一步地，步骤S2中，利用物料传感器器检测是否有被测物进入位于初始位置处的相机的拍照区域，并用于确定被测物是否到达初始位置处相机拍照区域的指定位置。
为了便于图像匹配合成，进一步地，步骤S3中，每列纵向拍照区域组中相邻两个拍照区域所拍摄的目标图像有部分重叠，重叠部分高H1，横向上相邻两个拍照区域所拍摄的目标图像也有部分重叠，重叠部分宽W1，相机3移动距离L＝(H-H1)/sin(θ)，相邻两列拍照区域横向移动距离为S＝(W-W1)。
进一步地，在拍摄目标图像的过程中实时匹配相邻两张目标图像的位置偏差信息，实时显示合成图像。
进一步地，识别被测物上的标识，获取被测物的编号信息，将被测物的检测结果中附加被测物的编号。
进一步地，流水线轨道的运行速度V根据包含安装在流水线轨道上的编码器计算得到；或通过相机连续两次拍照计算被测物移动距离，除以拍照时间间隔得到流水线速度。
进一步地，运动轴的轴线和流水线轨道的运行方向之间的夹角θ为45°-89°。
本发明的有益效果是：本发明的在线不停板AOI检测方法利用流水线轨道的运行和运动轴的移动，对被测物进行纵向和横向拍照，将整个被测物拍全，同时兼顾高分辨率和大范围的检测，大大降低了AOI的成本，同时由于无需停板，检测速度也得到大幅度的提高。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明运动轴安装在流水线轨道上的示意图；
图2是本发明中流水线轨道从左向右运行时相机的拍照区域沿被测物的纵向依次分布的示意图；
图3是是本发明中流水线轨道从左向右运行时相机的拍照区域相对被测物的位置和顺序示意图；
图4是本发明中流水线轨道从右向左运行时相机的拍照区域沿被测物的纵向依次分布的示意图；
图5是是本发明中流水线轨道从右向左运行时相机的拍照区域相对被测物的位置和顺序示意图。
图中：1、运动轴，2、被测物，3、相机，4、拍照区域。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成，方向和参照(例如，上、下、左、右、等等)仅用于帮助对附图中的特征的描述。因此，并非在限制性意义上采用以下具体实施方式，并且仅仅由所附权利要求及其等同形式来限定所请求保护的主题的范围。
实施例1
如图1所示，一种在线不停板AOI检测方法，用于流水线轨道，流水线轨道的上方配置有运动轴1，运动轴1的轴线和流水线轨道的运行方向之间的夹角为θ，运动轴1上安装有可沿其轴线方向往复运行的相机3，包括以下步骤：
S1、根据流水线轨道的运行方向将相机3停留在初始位置，其中，相机3的初始位置为被测物2随流水线轨道前进时能够率先拍摄到被测物2的位置；
S2、运行流水线轨道，检测是否有被测物2进入位于初始位置处的相机3的拍照区域4；
S3、待初始位置的相机3检测到被测物2到达其拍照区域4的指定位置时，相机3对拍照区域4进行拍照，拍照区域4的宽为W，高为H，接着相机3沿运动轴1每移动距离L后拍照一次，使相机3的拍照区域4沿被测物2的纵向依次分布，直至完成被测物2纵向上的拍摄，记为一列纵向拍照区域组，纵向拍照区域组中的每个拍照区域4均拍照得到一张所需的目标图像；在完成一列纵向拍照区域组的拍照后，相机3复位至初始位置，而后沿运动轴1继续每移动距离L后拍照一次，进行下一列纵向拍照区域组的拍照，直至拍照所得的目标图像能够拼成一个完整的被测物2图像；
S4、对每个拍照区域4的目标图像进行实时检测，或等待所有拍照区域4拍照完成后，将所有目标图像拼成完整的被测物2图像再进检测。
其中，检测是否有被测物2进入位于初始位置处的相机3的拍照区域4可采用以下方案：
其一为：步骤S2中，根据位于初始位置的相机3所拍摄的图像进行检测其拍照区域4内是否有被测物2；
如果其拍照区域4内没有被测物2，则根据流水线轨道的运行速度V计算被测物2移动一段固定距离L1所需的时间T1，L1≤W/3，每隔时间T1后进行拍摄检测，直至检测到被检测物；
如果其拍照区域4内检测到被测物2，则计算所拍摄图像中位于流水线轨道运行方向上的被测物图像前端边缘离初始位置处相机3拍照区域4的指定位置的距离S，根据流水线轨道的运行速度V计算被测物2移动一段固定距离S所需的时间T2，等待时间T2后，被测物2到达初始位置处相机3拍照区域4的指定位置，随后对拍照区域4进行拍照得到目标图像；或者，如果其拍照区域4内检测到被测物2，此时被测物2的位置为其到达初始位置处相机3的拍照区域4的指定位置，并直接将相机3所拍摄的图像作为目标图像。
其二为：步骤S2中，利用物料传感器器检测是否有被测物2进入位于初始位置处的相机3的拍照区域4，并用于确定被测物2是否到达初始位置处相机3拍照区域4的指定位置。
步骤S3中，每列纵向拍照区域组中相邻两个拍照区域4所拍摄的目标图像有部分重叠，重叠部分高H1，横向上相邻两个拍照区域4所拍摄的目标图像也有部分重叠，重叠部分宽W1，相机3移动距离L＝(H-H1)/sin sin(θ)，相邻两列拍照区域4横向移动距离为S＝(W-W1)。
在拍摄目标图像的过程中实时匹配相邻两张目标图像的位置偏差信息，实时显示合成图像。
识别被测物2上的标识，获取被测物2的编号信息，将被测物2的检测结果中附加被测物2的编号。
流水线轨道的运行速度V根据包含安装在流水线轨道上的编码器计算得到；或通过相机3连续两次拍照计算被测物2移动距离，除以拍照时间间隔得到流水线速度。
运动轴1的轴线和流水线轨道的运行方向之间的夹角θ为45°-89°。
本实施例中的横向指的是与流水线轨道运行的方向，纵向和横向相互垂直；
如图2所示，当流水线轨道从左向右运行时，相机3的初始位置在运动轴1的左下方，相机3沿运动轴1向上每移动距离L后拍照一次，借助于流水线轨道的运行，便可使每列纵向拍照区域组中的拍照区域4沿被测物2的纵向依次分布，实现在相机3移动到下一个拍照位置时，流水线轨道上的被测物2也刚好移动至其待拍照的位置和相机3的拍摄区域对齐；由于运动轴1为倾斜设置，因此，在完成一列纵向拍照区域组的拍照，相机3复位至初始位置时，随着流水线轨道的运行，相机3的拍照区域4也随之相对被测物2产生横向位移，实现进行新的一列纵向拍照区域组的拍照，相机3相对被测物2的拍照位置和顺序如图3所示，图中，P1表示：第一次相机3相对被测物2的拍照位置，P2表示：第二次相机3相对被测物2的拍照位置，P3表示：第三次相机3相对被测物2的拍照位置，以此类推；
如图4所示，当流水线轨道从右向左运行时，相机3的初始位置在运动轴1的右上方，相机3沿运动轴1向下每移动距离L后拍照一次，借助于流水线轨道的运行，便可使每列纵向拍照区域组中的拍照区域4沿被测物2的纵向依次分布，实现在相机3移动到下一个拍照位置时，流水线轨道上的被测物2也刚好移动至其待拍照的位置和相机3的拍摄区域对齐；由于运动轴1为倾斜设置，因此，在完成一列纵向拍照区域组的拍照，相机3复位至初始位置时，随着流水线轨道的运行，相机3的拍照区域4也随之相对被测物2产生横向位移，实现进行新的一列纵向拍照区域组的拍照，相机3相对被测物2的拍照位置和顺序如图5所示；图中，P1表示：第一次相机3相对被测物2的拍照位置，P2表示：第二次相机3相对被测物2的拍照位置，P3表示：第一次相机3相对被测物2的拍照位置，以此类推。
本实施例中运动轴1可采用直线往复运动机构进行驱动。
上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种在线不停板AOI检测方法，用于流水线轨道，流水线轨道的上方配置有运动轴，运动轴的轴线和流水线轨道的运行方向之间的夹角为θ，运动轴上安装有可沿其轴线方向往复运行的相机，其特征在于：包括以下步骤：
S1、根据流水线轨道的运行方向将相机停留在初始位置，其中，相机的初始位置为被测物随流水线轨道前进时能够率先拍摄到被测物的位置；
S2、运行流水线，检测是否有被测物进入位于初始位置处的相机的拍照区域；如果其拍照区域内没有被测物，则根据流水线轨道的运行速度V计算被测物移动一段固定距离L1所需的时间T1，每隔时间T1后进行拍摄检测，直至检测到被检测物；
如果其拍照区域内检测到被测物，此时被测物的位置未到达初始位置处相机拍照区域的指定位置，则计算所拍摄图像中位于流水线轨道运行方向上的被测物图像前端边缘离初始位置处相机拍照区域的指定位置的距离S，根据流水线轨道的运行速度V计算被测物移动一段固定距离S所需的时间T2，等待时间T2后，被测物到达初始位置处相机拍照区域的指定位置，随后对拍照区域进行拍照得到目标图像；或者，如果其拍照区域内检测到被测物，此时被测物的位置为其到达初始位置处相机拍照区域的指定位置，并直接将相机所拍摄的图像作为目标图像；
S3、待初始位置的相机检测到被测物到达其拍照区域的指定位置时，相机对拍照区域进行拍照，拍照区域的宽为W，高为H，接着相机沿运动轴每移动距离L后拍照一次，使相机的拍照区域沿被测物的纵向依次分布，直至完成被测物纵向上的拍摄，记为一列纵向拍照区域组，纵向拍照区域组中的每个拍照区域均拍照得到一张所需的目标图像；在完成一列纵向拍照区域组的拍照后，相机复位至初始位置，而后沿运动轴继续每移动距离L后拍照一次，进行下一列纵向拍照区域组的拍照，直至拍照所得的目标图像能够拼成一个完整的被测物图像；
S4、对每个拍照区域的目标图像进行实时检测，或等待所有拍照区域拍照完成后，将所有目标图像拼成完整的被测物图像再进行检测。
2.根据权利要求1所述的在线不停板AOI检测方法其特征在于：步骤S2中，根据位于初始位置的相机所拍摄的图像进行检测其拍照区域内是否有被测物。
3.根据权利要求1所述的在线不停板AOI检测方法其特征在于：步骤S2中，利用物料传感器检测是否有被测物进入位于初始位置处的相机的拍照区域，并用于确定被测物是否到达初始位置处相机拍照区域的指定位置。
4.根据权利要求1所述的在线不停板AOI检测方法其特征在于：步骤S3中，每列纵向拍照区域组中相邻两个拍照区域所拍摄的目标图像有部分重叠，重叠部分高H1，横向上相邻两个拍照区域所拍摄的目标图像也有部分重叠，重叠部分宽W1，相机移动距离L＝(H-H1)/sin(θ)，相邻两列拍照区域横向移动距离为S＝(W-W1)。
5.根据权利要求1所述的在线不停板AOI检测方法其特征在于：在拍摄目标图像的过程中实时匹配相邻两张目标图像的位置偏差信息，实时显示合成图像。
6.根据权利要求1所述的在线不停板AOI检测方法其特征在于：识别被测物上的标识，获取被测物的编号信息，将被测物的检测结果中附加被测物的编号。
7.根据权利要求1所述的在线不停板AOI检测方法其特征在于：流水线轨道的运行速度V根据包含安装在流水线轨道上的编码器计算得到；或通过相机连续两次拍照计算被测物移动距离，除以拍照时间间隔得到流水线速度。
8.根据权利要求1所述的在线不停板AOI检测方法其特征在于：运动轴的轴线和流水线轨道的运行方向之间的夹角θ为45°-89°。
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