CN114459350B - 一种pcb板智能检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种PCB板智能检测系统，属于PCB板孔位检测技术领域，包括储存模块和服务器；所述服务器通信连接有孔位检测模块，所述孔位检测模块对加工后的PCB板孔位进行检测，建立感光检测模型，通过感光检测模型获取PCB检测影像，获取调整平行检测图像，识别调整平行检测图像中的平行校核框和平行条投影轮廓图像，在调整平行检测图像中建立坐标系，根据各个平行校核框和平行条投影轮廓图像确定投影线性偏差比例，绘制投影线性偏差比例图；获取PCB检测影像，将投影线性偏差比例图和PCB检测影像进行整合，识别PCB板投影坐标，确定对应的投影线性偏差比例，根据获得的投影线性偏差比例对PCB检测影像进行修正。

Description

一种PCB板智能检测系统

技术领域

本发明属于PCB板孔位检测技术领域，具体是一种PCB板智能检测系统。

背景技术

PCB中文名称为印制电路板，又称印刷线路板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气相互连接的载体，由于它是采用电子印刷术制作的，故被称为“印刷”电路板，PCB板由于作用以及安装位置的不同，PCB板上有不同位置的孔，在生产过程中需要一种设备或者系统对孔位进行检测；现如今市面上的PCB板孔位检测系统的自动化程度低，需要大量人工参与检测，费时费力，大大降低了工作效率，并且在检测的过程中，定位装夹较为复杂，需要专门的定位夹具进行夹持固定，降低了设备的实用性；因此本申请提出了一种PCB板智能检测系统，用于解决上述问题。

发明内容

为了解决上述方案存在的问题，本发明提供了一种PCB板智能检测系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种PCB板智能检测系统，包括储存模块和服务器；所述储存模块与服务器通信连接；服务器还通信连接有孔位检测模块，所述孔位检测模块对加工后的PCB板孔位进行检测，具体方法包括：

建立感光检测模型，通过感光检测模型获取PCB检测影像，获取调整平行检测图像，识别调整平行检测图像中的平行校核框和平行条投影轮廓图像，在调整平行检测图像中建立坐标系，根据各个平行校核框和平行条投影轮廓图像确定投影线性偏差比例，绘制投影线性偏差比例图；获取PCB检测影像，将投影线性偏差比例图和PCB检测影像进行整合，识别PCB板投影坐标，确定对应的投影线性偏差比例，根据获得的投影线性偏差比例对PCB检测影像进行修正；

识别PCB检测影像中的PCB板轮廓，标记为检测轮廓；获取PCB板设计图，将PCB板设计图转化为标准投影图，根据标准投影图制作标准孔位校核图，通过标准孔位校核图中的定位位置与检测轮廓进行位置匹配，位置匹配成功后，通过标准孔位校核图对检测轮廓中的对应位置的孔位进行校核，获得校核结果，校核结果包括校核合格和校核不合格。

进一步地，当校核结果为校核不合格时，获取对应的不合格孔位位置，根据不合格孔位位置设置不同的PCB板回收区，并为每个PCB板回收区设置对应的孔位标签，将获取的不合格孔位位置与PCB板回收区的孔位标签进行匹配，将PCB板发送到对应匹配成功的PCB板回收区内。

进一步地，建立感光检测模型的方法包括：

在PCB生产线上设置密闭装置，在密闭装置内设置检测台，所述检测台顶面为平行光源，所述密闭装置内设有成像板，所述成像板位于平行光源的正上方，设置采集单元，通过采集单元采集成像板上PCB板的检测影像，并将采集的PCB检测影像进行输出，将密闭装置、检测台、成像板和采集单元整合为感光检测模型。

进一步地，所述密闭装置内设有调平单元，通过调平单元调整平行光源与成像板之间的平行关系。

进一步地，调平单元的工作方法包括：

在平行光源上设置若干个平行条，根据平行光源与成像板之间的平行度要求，在成像板上对应设置平行校核框，获取平行条在成像板上的投影图像，识别投影图像中平行校核框的位置以及平行条的投影轮廓，将当前的平行条投影图像标记为平行检测图像，建立调平模型，将平行检测图像输入到调平模型中，获得调平步骤，根据调平步骤进行平行光源与成像板之间的调整。

进一步地，建立调平模型的方法为：

获取大量的平行检测图像，记录对应的平行检测图像调平后的调平步骤，在平行检测图像中标记坐标系，识别平行检测图像中平行校核框和平行条投影轮廓图像的坐标，分别标记为校核框坐标和平行条投影坐标，进行校核框坐标和平行条投影坐标的区域化，获得校核框区域和平行条投影区域，将校核框区域、平行条投影区域和对应的调平步骤整合为调平数据，将所有的调平数据整合为调平集，对调平集进行扩充，将扩充后的调平集标记为标准调平匹配数据，根据标准调平匹配数据建立匹配模型，将匹配模型标记为调平模型。

进一步地，在平行光源上设置若干个平行条为利用蚁群算法进行设置。

进一步地，根据标准投影图制作标准孔位校核图的方法包括：

获取历史检测轮廓，将获取的历史检测轮廓进行比较，识别历史检测轮廓中的定点位置，识别标准投影图中的孔位信息，根据识别的孔位信息将定点位置标记在标准投影图中，将当前的标准投影图标记为标准孔位校核图。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

通过建立感光检测模型，实现对PCB板数据的自动化采集，仅需要将PCB板移动到感光检测模型内，即可采集到后续需要的检测数据，并根据后续的检测结果将感光检测模型内的PCB板移动到对应的位置，解决当前PCB板在进行孔位检测过程中需要使用专门的定位夹具进行夹持固定的不实用性，实现自动化采集和检测，大大降低人工的参与，还可以通过增加感光检测模型的数量来进一步的提高检测效率；通过对PCB检测影像进行修正，进一步的提高数据分析的准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明原理框图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种PCB板智能检测系统，包括孔位检测模块、储存模块和服务器；所述孔位检测模块和储存模块均与服务器通信连接；

所述储存模块用于储存PCB板智能检测系统产生的数据信息；

所述孔位检测模块对加工后的PCB板孔位进行检测，具体方法包括：

建立感光检测模型，通过感光检测模型获取PCB检测影像，识别PCB检测影像中的PCB板轮廓，标记为检测轮廓；

获取PCB板设计图，将PCB板设计图转化为标准投影图，根据标准投影图制作标准孔位校核图，通过标准孔位校核图中的定位位置与检测轮廓进行位置匹配，位置匹配成功后，通过标准孔位校核图对检测轮廓中的对应位置的孔位进行校核，获得校核结果，校核结果包括校核合格和校核不合格。

当校核结果为校核不合格时，获取对应的不合格孔位位置，根据不合格孔位位置设置不同的PCB板回收区，并为每个PCB板回收区设置对应的孔位标签，将获取的不合格孔位位置与PCB板回收区的孔位标签进行匹配，将PCB板发送到对应匹配成功的PCB板回收区内。

根据不合格孔位位置设置不同的PCB板回收区的方法为：根据PCB板不同的孔位加工问题进行分类设置，主要考虑孔位加工错误的PCB板还能否进行再次利用，例如少加工孔位的PCB板通过补充打孔后即可再次使用，孔位尺寸小的PCB板在重新打孔后也可以再次使用。

将PCB板设计图转化为标准投影图即为根据投影原理将PCB板设计图转化为投影图；具体的转化过程为本领域常识，因此不进行详细叙述。

在一个实施例中，为了进一步地提高PCB检测影像的精度，对获取的PCB检测影像进行修正，具体方法包括：

获取调整平行检测图像，调整平行检测图像即为根据平行检测图像调平后，再次采集的满足平行要求的图像；识别调整平行检测图像中的平行校核框和平行条投影轮廓图像，在调整平行检测图像中建立坐标系，根据各个平行校核框和平行条投影轮廓图像确定投影线性偏差比例，因为虽然平行度满足检测要求，但是这并不是意味着达到了理论平行，在实际操作中会有一定的细微偏差，而平行偏差是属于线性关系的，因此通过若干个平行校核框和平行条投影轮廓图像即可确定调整平行检测图像中的投影线性偏差比例；绘制投影线性偏差比例图；获取PCB检测影像，将投影线性偏差比例图和PCB检测影像进行整合，识别PCB板投影坐标，确定对应的投影线性偏差比例，根据获得的投影线性偏差比例对PCB检测影像进行修正。

建立感光检测模型的方法包括：

在PCB生产线上设置密闭装置，在密闭装置内设置检测台，检测台是设置在密闭装置下端的，所述检测台顶面为平行光源，用于从下向上发射平行光，所述密闭装置内设有成像板，所述成像板位于平行光源的正上方，设置采集单元，通过采集单元采集成像板上PCB板的检测影像，并将采集的PCB检测影像进行输出，将密闭装置、检测台、成像板和采集单元整合为感光检测模型。

密闭装置即为设置在PCB生产线上用于形成一个密闭的无外界光或少量外界光的环境，可以直接使用现有的结构进行组装；

检测台为现有的可以实现上述功能的检测装置；

成像板可以使用现有装置，用于当平行光源发射平行光时，将检测台上的PCB板影像投射到成像板上。

所述密闭装置内设有调平单元，调平单元用于调整平行光源与成像板之间的平行关系，通过调平单元调整平行光源与成像板之间的平行关系。

调平单元的工作方法包括：

在平行光源上设置若干个平行条，平行条是片状的，可以是矩形、圆形、三角形等形状，根据平行光源与成像板之间的平行度要求，在成像板上对应设置平行校核框，获取平行条在成像板上的投影图像，识别投影图像中平行校核框的位置以及平行条的投影轮廓，将当前的平行条投影图像标记为平行检测图像，建立调平模型，将平行检测图像输入到调平模型中，获得调平步骤，根据调平步骤进行平行光源与成像板之间的调整。

在平行光源上设置若干个平行条是利用蚁群算法进行设置的，避免设置的平行条影响PCB板的投影；在平行光源上确定需要设置平行条的位置；通过合适距离的平行条可以快速的确定平行光源与成像板是否满足检测的平行度要求；示例性的，其中一个平行条检测是满足平行要求的，当平行光源与成像板之间是满足检测的平行度要求时，其他的平行条检测也会满足平行要求，当平行光源与成像板之间不满足检测的平行度要求时，其他的平行条检测结果中将会有不满足平行度要求的结果出现。

建立调平模型的方法为：

获取大量的平行检测图像，记录对应的平行检测图像调平后的调平步骤，在平行检测图像中标记坐标系，识别平行检测图像中平行校核框和平行条投影轮廓图像的坐标，分别标记为校核框坐标和平行条投影坐标，进行校核框坐标和平行条投影坐标的区域化，获得校核框区域和平行条投影区域，将校核框区域、平行条投影区域和对应的调平步骤整合为调平数据，将所有的调平数据整合为调平集，对调平集进行扩充，将扩充后的调平集标记为标准调平匹配数据，根据标准调平匹配数据建立匹配模型，将匹配模型标记为调平模型。

进行校核框坐标和平行条投影坐标的区域化的方法即为根据对应的边界坐标获得对应的区域坐标集，相当于对应的区域坐标集即为校核框区域和平行条投影区域。

对调平集进行扩充的方法为：

通过基于现有的调平数据建立对应的神经网络模型，再通过神经网络模型对现有的调平集进行扩充。

根据标准调平匹配数据建立匹配模型即为以标准调平匹配数据作为数据库，当输入进来校核框区域和平行条投影区域时，匹配到对应的调平步骤，具体如何根据标准调平匹配数据建立匹配模型为本领域技术人员常识，因此不进行详细叙述。

根据标准投影图制作标准孔位校核图的方法包括：

获取大量的历史检测轮廓，将获取的历史检测轮廓进行比较，识别历史检测轮廓中的定点位置，定点位置指的就是正常检测的历史检测轮廓中不会改变位置的点；识别标准投影图中的孔位信息，孔位信息包括位置、尺寸等信息，根据识别的孔位信息将定点位置标记在标准投影图中，将当前的标准投影图标记为标准孔位校核图。

根据识别的孔位信息将定点位置标记在标准投影图中的方法为：

将位于孔位内的定位位置进行剔除，再从剩余的定位位置中选择若干个定位位置标记在标准投影图中；

通过设置定位位置，用于快速的将检测轮廓和标准孔位校核图进行位置校准，便于后续分析检测轮廓中的孔位是否加工正确。

本发明的工作原理：孔位检测模块对加工后的PCB板孔位进行检测，建立感光检测模型，通过感光检测模型获取PCB检测影像，获取调整平行检测图像，识别调整平行检测图像中的平行校核框和平行条投影轮廓图像，在调整平行检测图像中建立坐标系，根据各个平行校核框和平行条投影轮廓图像确定投影线性偏差比例，绘制投影线性偏差比例图；获取PCB检测影像，将投影线性偏差比例图和PCB检测影像进行整合，识别PCB板投影坐标，确定对应的投影线性偏差比例，根据获得的投影线性偏差比例对PCB检测影像进行修正；识别PCB检测影像中的PCB板轮廓，标记为检测轮廓；获取PCB板设计图，将PCB板设计图转化为标准投影图，根据标准投影图制作标准孔位校核图，通过标准孔位校核图中的定位位置与检测轮廓进行位置匹配，位置匹配成功后，通过标准孔位校核图对检测轮廓中的对应位置的孔位进行校核，获得校核结果，校核结果包括校核合格和校核不合格；当校核结果为校核不合格时，获取对应的不合格孔位位置，根据不合格孔位位置设置不同的PCB板回收区，并为每个PCB板回收区设置对应的孔位标签，将获取的不合格孔位位置与PCB板回收区的孔位标签进行匹配，将PCB板发送到对应匹配成功的PCB板回收区内。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (3)

1.一种PCB板智能检测系统，包括储存模块和服务器；所述储存模块与服务器通信连接；其特征在于，服务器还通信连接有孔位检测模块，所述孔位检测模块对加工后的PCB板孔位进行检测，具体方法包括：

建立感光检测模型，通过感光检测模型获取PCB检测影像，获取调整平行检测图像，识别调整平行检测图像中的平行校核框和平行条投影轮廓图像，在调整平行检测图像中建立坐标系，根据各个平行校核框和平行条投影轮廓图像确定投影线性偏差比例，绘制投影线性偏差比例图；获取PCB检测影像，将投影线性偏差比例图和PCB检测影像进行整合，识别PCB板投影坐标，确定对应的投影线性偏差比例，根据获得的投影线性偏差比例对PCB检测影像进行修正；

识别PCB检测影像中的PCB板轮廓，标记为检测轮廓；获取PCB板设计图，将PCB板设计图转化为标准投影图，根据标准投影图制作标准孔位校核图，通过标准孔位校核图中的定位位置与检测轮廓进行位置匹配，位置匹配成功后，通过标准孔位校核图对检测轮廓中的对应位置的孔位进行校核，获得校核结果，校核结果包括校核合格和校核不合格；

当校核结果为校核不合格时，获取对应的不合格孔位位置，根据不合格孔位位置设置不同的PCB板回收区，并为每个PCB板回收区设置对应的孔位标签，将获取的不合格孔位位置与PCB板回收区的孔位标签进行匹配，将PCB板发送到对应匹配成功的PCB板回收区内；

建立感光检测模型的方法包括：

在PCB生产线上设置密闭装置，在密闭装置内设置检测台，所述检测台顶面为平行光源，所述密闭装置内设有成像板，所述成像板位于平行光源的正上方，设置采集单元，通过采集单元采集成像板上PCB板的检测影像，并将采集的PCB检测影像进行输出，将密闭装置、检测台、成像板和采集单元整合为感光检测模型；

所述密闭装置内设有调平单元，通过调平单元调整平行光源与成像板之间的平行关系；

调平单元的工作方法包括：

在平行光源上设置若干个平行条，根据平行光源与成像板之间的平行度要求，在成像板上对应设置平行校核框，获取平行条在成像板上的投影图像，识别投影图像中平行校核框的位置以及平行条的投影轮廓，将当前的平行条投影图像标记为平行检测图像，建立调平模型，将平行检测图像输入到调平模型中，获得调平步骤，根据调平步骤进行平行光源与成像板之间的调整；

建立调平模型的方法为：

获取平行检测图像，记录对应的平行检测图像调平后的调平步骤，在平行检测图像中标记坐标系，识别平行检测图像中平行校核框和平行条投影轮廓图像的坐标，分别标记为校核框坐标和平行条投影坐标，进行校核框坐标和平行条投影坐标的区域化，获得校核框区域和平行条投影区域，将校核框区域、平行条投影区域和对应的调平步骤整合为调平数据，将所有的调平数据整合为调平集，对调平集进行扩充，将扩充后的调平集标记为标准调平匹配数据，根据标准调平匹配数据建立匹配模型，将匹配模型标记为调平模型。

2.根据权利要求1所述的一种PCB板智能检测系统，其特征在于，在平行光源上设置若干个平行条为利用蚁群算法进行设置。

3.根据权利要求1所述的一种PCB板智能检测系统，其特征在于，根据标准投影图制作标准孔位校核图的方法包括：

获取历史检测轮廓，将获取的历史检测轮廓进行比较，识别历史检测轮廓中的定点位置，识别标准投影图中的孔位信息，根据识别的孔位信息将定点位置标记在标准投影图中，将当前的标准投影图标记为标准孔位校核图。

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