CN113418935B - 一种电路板生产在线式自动光学检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电路板生产在线式自动光学检测方法，属于电路板检测技术领域；本发明方法采用光学图像检测及线激光扫描检测；方法包括如下步骤：构建设备、夹持检测、图像拼接图像组合、图像预处理分析、匹配分析。本发明的特点在于传统的图像检测基础上加入激光检测办法；相较于传统的图像检测，激光检测的优点是适应环境能力强而且检测精度更高。激光传感器检测一些细小的零部件，能实现无接触远距离测量，速度快，精度高，量程大，抗光、电干扰能力强等；利用光学成像设备与线激光检测结合，能够见完整的电路板图像，再与光学图像的配合更加完整的实现精准自动化检测。
Description
技术领域
本发明属于电路板检测技术领域，特别涉及一种电路板生产在线式自动光学检测方法。
背景技术
光学自动检测设备又叫AOI检测设备，现已成为电子制造业确保产品质量的重要检测工具和过程质量控制工具。AOI(自动光学检测)，在SMT制造工艺过程中，AOI设备运用高速高精度X-Y工作平台及矢量特征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，可检测的最小元件为0.1-0.05mm片式元件及脚间距为0.3mm的IC元件，AOI设备可以对应红胶制程，锡膏制程及插件段波峰焊后的焊接等品质的检测。但是传统的光学检测检查出来的缺陷，用肉眼也完全可以看到。则阈值设定问题则是需要认真考虑的指标，如果阈值太高，则容易误判。阈值太低，又容易导致漏检。光学检测对于较小的元器件的检查具有比较大的优势，取代肉眼检查是一个发展趋势。目前采取的人工检查，对于点数较多，或者批量较大的板，由于长时间检查，人眼会产生疲劳，从而造成漏检，所以亟待开发一种电路板生产在线式自动光学检测方法。
发明内容
(一)要解决的技术问题
1)电路板光学图像的对比检测；
2)提高电路板检测精度；
3)降低人员检测成本。
(二)技术方案
一种电路板生产在线式自动光学检测方法，所述光学检测方法采用光学图像检测及线激光扫描检测；所述方法包括如下步骤：
S1：在电路板流水线平台设置电路板光学检测平台；平台包括电路板夹持机构、光源；
S2：设立十枚光学成像设备及一组线激光设备；将十枚光学成像设备及一组线激光设备分为两组：图像检测组及线激光检测组；
S3：夹持机构抓取电路板，放入电路板光学检测平台，利用图像检测组及线激光检测组同时抓取电路板正反两面的图像检测图像及线激光检测图像；
S4：夹持机构抓取电路板旋转180°，利用图像检测组及线激光检测组同时抓取电路板正反两面的线激光检测图像及图像检测图像；
S5：将正反两面的图像检测图像进行拼接获得电路板完整图像；
S6：将正反两面的线激光检测图像逐帧拼接组合获取完整的电路板线扫描图像，而后将图像转化为灰度图像；
S7：对电路板完整图像进行预处理后分析；
S8：对电路板灰度图像进行预处理后分析；
S9：将电路板完整图像与电路板灰度图像进行匹配再次进行分析。
作为上述方案的进一步说明，所述图像检测组包括9枚光学成像设备及光源；线激光检测组包括一枚光学成像设备及一组线激光扫描设备。
作为上述方案的进一步说明，所述图像检测组安装于平台的丄侧；线激光检测组安装于平台下侧，两则检测组为相对两侧面。
作为上述方案的进一步说明，所述图像检测组中的9枚光学成像设备分别采集电路板九个区域图像；线激光检测组中的光学成像设备用于捕捉线激光扫描的区域。
作为上述方案的进一步说明，所述线激光扫描设备通过电动滑轨实现电路板的扫描，扫描设备与电路板夹角范围为60°-80°，扫描速度为4mm/s-10mm/s。
作为上述方案的进一步说明，所述光源采用与电路板尺寸相同的直下式LED面光源。
作为上述方案的进一步说明，所述光学成像设备采用230万像素CCD相机。
作为上述方案的进一步说明，所述线激光设备为650nm的一字线状的激光。
作为上述方案的进一步说明，所述电路板夹持机构采用六自由度机械臂实现抓取。
具体实施方式
一种电路板生产在线式自动光学检测方法，所述光学检测方法采用光学图像检测及线激光扫描检测；所述方法包括如下步骤：
S1：在电路板流水线平台设置电路板光学检测平台；平台包括电路板夹持机构、光源；
S2：设立十枚光学成像设备及一组线激光设备；将十枚光学成像设备及一组线激光设备分为两组：图像检测组及线激光检测组；
S3：夹持机构抓取电路板，放入电路板光学检测平台，利用图像检测组及线激光检测组同时抓取电路板正反两面的图像检测图像及线激光检测图像；
S4：夹持机构抓取电路板旋转180°，利用图像检测组及线激光检测组同时抓取电路板正反两面的线激光检测图像及图像检测图像；
S5：将正反两面的图像检测图像进行拼接获得电路板完整图像；
S6：将正反两面的线激光检测图像逐帧拼接组合获取完整的电路板线扫描图像，而后将图像转化为灰度图像；
S7：对电路板完整图像进行预处理后分析；
S8：对电路板灰度图像进行预处理后分析；
S9：将电路板完整图像与电路板灰度图像进行匹配再次进行分析。
其中，所述图像检测组包括9枚光学成像设备及光源；线激光检测组包括一枚光学成像设备及一组线激光扫描设备。
其中，所述图像检测组安装于平台的丄侧；线激光检测组安装于平台下侧，两则检测组为相对两侧面。
其中，所述图像检测组中的9枚光学成像设备分别采集电路板九个区域图像；线激光检测组中的光学成像设备用于捕捉线激光扫描的区域。
其中，所述线激光扫描设备通过电动滑轨实现电路板的扫描，扫描设备与电路板夹角范围为60°-80°，扫描速度为4mm/s-10mm/s。
其中，所述光源采用与电路板尺寸相同的直下式LED面光源。
其中，所述光学成像设备采用230万像素CCD相机。
其中，所述线激光设备为650nm的一字线状的激光。
其中，所述电路板夹持机构采用六自由度机械臂实现抓取。
工作原理：
实施例
电路板生产往往采取流水线式加工，本发明基于流水线平台的基础上加装光学检测系统，具体的在电路板流水线平台设置电路板光学检测平台；平台包括电路板夹持机构、光源；夹持机构采用六自由度机械臂实现抓取电路板，并在检测过程中实现翻转、移动的步骤，光源部分则采用与电路板尺寸相同的直下式LED面光源，用于为光学检测提供光源，提高检测精度；其中检测平台设立十枚光学成像设备及一组线激光设备，光学成像设备采用230万像素CCD相机，线激光设备为650nm的一字线状的激光；将十枚光学成像设备及一组线激光设备分为两组：图像检测组及线激光检测组；线激光检测组包括一枚光学成像设备及一组线激光扫描设备；图像检测组则由9枚光学成像设备组成；其中线激光检测用于构建线扫描图像。
当某块电路板检测时利用夹持机构抓取电路板，放入电路板光学检测平台，利用图像检测组及线激光检测组同时抓取电路板正反两面的图像检测图像及线激光检测图像；一面检测完毕后夹持机构抓取电路板旋转180°，利用图像检测组及线激光检测组同时抓取电路板正反两面的线激光检测图像及图像检测图像；将正反两面的图像检测图像进行拼接获得电路板完整图像；将正反两面的线激光检测图像逐帧拼接组合获取完整的电路板线扫描图像，而后将图像转化为灰度图像；至此步骤获取全部完整的线扫描图像及光学检测图像；其次对电路板完整图像、灰度图像进行预处理后分析；将电路板完整图像与电路板灰度图像进行匹配再次进行分析，此步骤目的在于进行二次匹配，将电路板瑕疵进行匹配，避免漏盘错判；图像检测组安装于平台的丄侧；线激光检测组安装于平台下侧，两则检测组为相对两侧面。图像检测组中的9枚光学成像设备分别采集电路板九个区域图像；线激光检测组中的光学成像设备用于捕捉线激光扫描的区域。线激光扫描设备通过电动滑轨实现电路板的扫描，扫描设备与电路板夹角范围为60°-80°，扫描速度为4mm/s-10mm/s。
本发明的特点在于：
本发明的特点在于在传统的图像检测基础上加入激光检测办法；相较于传统的图像检测，激光检测的优点是适应环境能力强而且检测精度更高。激光传感器检测一些细小的零部件，能实现无接触远距离测量，速度快，精度高，量程大，抗光、电干扰能力强等；利用光学成像设备与线激光检测结合，能够见完整的电路板图像，再与光学图像的配合更加完整的实现精准自动化检测。
本发明的控制方式是通过人工启动和关闭开关来控制，动力元件的接线图与电源的提供属于本领域的公知常识，并且本发明主要用来保护机械装置，所以本发明不再详细解释控制方式和接线布置。
本发明的控制方式是通过控制器来自动控制，控制器的控制电路通过本领域的技术人员简单编程即可实现，电源的提供也属于本领域的公知常识，并且本发明主要用来保护机械装置，所以本发明不再详细解释控制方式和电路连接。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (9)
1.一种电路板生产在线式自动光学检测方法，其特征在于，所述光学检测方法采用光学图像检测及线激光扫描检测；所述方法包括如下步骤：
S1：在电路板流水线平台设置电路板光学检测平台；平台包括电路板夹持机构、光源；
S2：设立十枚光学成像设备及一组线激光设备；将十枚光学成像设备及一组线激光设备分为两组：图像检测组及线激光检测组；
S3：夹持机构抓取电路板，放入电路板光学检测平台，利用图像检测组及线激光检测组同时抓取电路板正反两面的图像检测图像及线激光检测图像；
S4：夹持机构抓取电路板旋转180°，利用图像检测组及线激光检测组同时抓取电路板正反两面的线激光检测图像及图像检测图像；
S5：将正反两面的图像检测图像进行拼接获得电路板完整图像；
S6：将正反两面的线激光检测图像逐帧拼接组合获取完整的电路板线扫描图像，而后将图像转化为灰度图像；
S7：对电路板完整图像进行预处理后分析；
S8：对电路板灰度图像进行预处理后分析；
S9：将电路板完整图像与电路板灰度图像进行匹配再次进行分析。
2.根据权利要求1所述的一种电路板生产在线式自动光学检测方法，其特征在于：所述图像检测组包括9枚光学成像设备及光源；线激光检测组包括一枚光学成像设备及一组线激光扫描设备。
3.根据权利要求2所述的一种电路板生产在线式自动光学检测方法，其特征在于：所述图像检测组安装于平台的丄侧；线激光检测组安装于平台下侧，两则检测组为相对两侧面。
4.根据权利要求2所述的一种电路板生产在线式自动光学检测方法，其特征在于：所述图像检测组中的9枚光学成像设备分别采集电路板九个区域图像；线激光检测组中的光学成像设备用于捕捉线激光扫描的区域。
5.根据权利要求2所述的一种电路板生产在线式自动光学检测方法，其特征在于：所述线激光扫描设备通过电动滑轨实现电路板的扫描，扫描设备与电路板夹角范围为60°-80°，扫描速度为4mm/s-10mm/s。
6.根据权利要求1所述的一种电路板生产在线式自动光学检测方法，其特征在于：所述光源采用与电路板尺寸相同的直下式LED面光源。
7.根据权利要求1所述的一种电路板生产在线式自动光学检测方法，其特征在于：所述光学成像设备采用230万像素CCD相机。
8.根据权利要求1所述的一种电路板生产在线式自动光学检测方法，其特征在于：所述线激光设备为650nm的一字线状的激光。
9.根据权利要求1所述的一种电路板生产在线式自动光学检测方法，其特征在于：所述电路板夹持机构采用六自由度机械臂实现抓取。
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| CN110473165A (zh) * | 2019-07-02 | 2019-11-19 | 深圳市格灵人工智能与机器人研究院有限公司 | 一种电路板焊接质量检测方法及装置 |
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| 光学元件激光损伤在线检测装置;史亚莉;陶显;周信达;张家斌;丁磊;张正涛;;红外与激光工程;20180425(第04期);全文 * |
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