CN114850060A - 一种pcb板孔位检测处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种PCB板孔位检测处理方法，包括如下步骤(1)放料，(2)扫描，(3)分析，(4)判断，(5)分板；其中，所述步骤(1)之前需要将基准板标准图像存储在系统中；所述步骤(2)中提取的图像需要做灰度处理；所述步骤(3)中分析包括对PCB板上孔的位置和形状分析。通过对孔的位置及形状的检测后进行分板的方法；使得自动化程度高，检测效果好，能有效剔除不合格品，方便收纳整理。

Description

一种PCB板孔位检测处理方法
技术领域
本发明涉及PCB检测方法领域，尤其是一种PCB板孔位检测处理方法。
背景技术
PCB(printed circuit board)即印制线路板，简称印制板，是电子工业的重要部件之一。几乎每种电子设备，小到电子手表、计算器，大到计算机、通信电子设备、军用武器系统，只要有集成电路等电子元件，为了使各个元件之间的电气互连，都要使用印制板。印制线路板由绝缘底板、连接导线和装配焊接电子元件的焊盘组成，具有导电线路和绝缘底板的双重作用。它可以代替复杂的布线，实现电路中各元件之间的电气连接，不仅简化了电子产品的装配、焊接工作，减少传统方式下的接线工作量，大大减轻工人的劳动强度；而且缩小了整机体积，降低产品成本，提高电子设备的质量和可靠性。
但是在PCB板生产过程中，会出现缺孔、多孔、孔小、孔大等缺陷，会影响后续的生产使用，影响质量和可靠性，因此需要对其进行检测。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种通过对孔的位置及形状的检测后进行分板的方法；使得自动化程度高，检测效果好，能有效剔除不合格品，方便收纳整理。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种PCB板孔位检测处理方法，包括如下步骤
(1)放料，将待测PCB板放置在上料传送带上；上料传送带的速度为4m/min或8m/min或12m/min或16m/min；
(2)扫描，根据待测PCB板的厚度调整相机高度进行扫描拍摄；待测PCB板的厚度为0.2mm-4mm；
(3)分析，将步骤(2)中提取的图像进行系统分析；
(4)判断，判断经步骤(3)分析后的PCB板是否合格；
(5)分板，根据步骤(4)中判断的结果进行分类收集；
其中，所述步骤(1)之前需要将基准板标准图像存储在系统中；所述步骤(2)中提取的图像需要做灰度处理；所述步骤(3)中分析包括对PCB板上孔的位置和形状分析。
通过对PCB板上孔的位置和形状的分析确定产品是否合格，通过步骤(5)将合格与不合格产品进行分类归整，自自动化程度高，检测效率高，检测质量显著；当上料传送带的速度为4m/min时，孔径0.1-0.15mm，孔径0.15-0.3mm，孔径0.3-0.5mm，0.5mm以上精度都为±15μm；当上料传送带的速度为8m/min时，孔径0.1-0.15mm无效，孔径0.15-0.3mm精度为±20μm，孔径0.3-0.5mm精度为±15μm，0.5mm以上精度都为±15μm；当上料传送带的速度为12m/min时，孔径0.1-0.15mm无效，孔径0.15-0.3mm精度为±25μm，孔径0.3-0.5mm精度为±20μm，0.5mm以上精度都为±20μm；当上料传送带的速度为16m/min时，孔径0.1-0.15mm无效，孔径0.15-0.3mm无效，孔径0.3-0.5mm精度为±30μm，0.5mm以上精度都为±30μm；能够进行缺孔、多孔、孔小、孔大的检测，能够根据不同的需求进行选择；PCB板经过相机时无需停顿，连续通过，提高了检测效率。
进一步的，所述步骤(1)中PCB板的宽度为0-80mm时，所述上料传送带设有六个；PCB板的宽度为80-200mm时，所述上料传送带设有三个；PCB板的宽度为200-300mm时，所述上料传送带设有两个。能够根据不同尺寸的PCB板自由选择，能够多线进行检测，保证了检测效率。
进一步的，对PCB板上孔的位置分析步骤为先将基准板上设定四个定位孔，图像左下角的X/Y设置为0/0,然后根据象限规则，在这标准点左边X1视为负值，右边的X2视为正值，标准点上方的Y1视为正值，标准点下方的Y2视为负值，从而获取所有的参考点位置；根据基准板孔位坐标值与测出的实际坐标值做差推算是否正常。能够精准确定各个孔的位置，检测效果显著；位置分析的算法如下：对于现有图像test.bmp
Figure BDA0003617689050000031
Figure BDA0003617689050000041
进一步的，对PCB板上孔的形状分析步骤包括通过二值化将灰度图像转化成二值图像。能够方便快速的得出孔的直径和面积参数，保证了检测质量和效率；在进行圆孔形状的分析时，先进行真圆度的判断，真圆度算法，
Figure BDA0003617689050000042
其中，F是区域的面积，max是从中心到所有轮廓像素的最大距离，C为形状因子，圆的形状因子C是1，如果区域很长或有洞，C小于1或大于1，在实际使用时，可以给0.2的误差，0.8<C<1.2之间都视为圆孔，C<0.8或C>1.2视为非圆孔；因为一个区域的像素面积只能是一个实圆面积的近似值，小区域的近似误差大于大区域的近似误差。当判断为圆孔时，πR2＝na2，其中，n表示圆孔大小由n个像素组成，a为单个像素大小，得到数据后根据标准的R值进行判断；当判断为槽孔时，槽孔的面积S＝两个半圆+一个矩形＝S圆+S矩形，再通过矩形的长边和短边进行长短槽孔的区分；在进行形状的分析后，进行孔数量的判断，在进行分板操作。灰度处理算法如下：获取图像test.jpg
Mat img＝imread(“test.jpg”)；
Mat result_img＝imread(“test.jpg”)；
cvtColor(img,img,CV_BGR2GRAY)；
imshow(“src”,img)；
//二值化
Mat img_threshold；
Threshold(img,img_threshold,100.0,222.0,THRESH_BINARY)；//第三参数为阈值第四为白色-255黑-0
Imshow(“threshold”,img_threshold)；
threshold函数：
double threshold(InputArray src,OutputArray dst,double thresh,doublemaxval,int type)；
参数说明
第一个参数：InputArray类型的src，输入图像，即源图像，填Mat类的对象即可。图像通道的数量是任意的，但图像深度为CV_8U，CV_16U，CV_16S，CV_32F或CV_64F之一。
第二个参数：OutputArray类型的dst，即目标图像，需要和源图有一样的类型和尺寸。
第三个参数：double类型的thresh，代表阈值
第四个参数：double类型的maxval，即dst图像中最大值
第五个参数：int类型的wype，代表阈值类型，可以具体类型如下：
编号阈值类型枚举：
1THRESH_BINARY 2THRESH_BINARY_INV 3THRESH_TRUNC
4THRESH_TOZERO 5THRESH_TOZERO_INV 6THRESH_MASK
7THRESH_OTSU不支持32位8THRESH_TRIANGLE不支持32位；
判断圆孔、槽孔和孔的数量：
//判断孔类型，1是圆孔，2是短槽孔，3是长槽孔，4是异形孔
public int[]Kind_hole；
MyData_out.Kind_hole＝new int[MyData_out.Hole_ALL_Num]；
HOperatorSet.AreaCenter(ho_SortedRegions1A,out MyData_out.hv_Area1A,out MyData_out.hv_Row1B,out MyData_out.hv_Column1B)；//记录每个孔的面积和坐标值
hv_Circularity1.Dispose()；
HOperatorSet.Circularity(ho_SortedRegions1A,out hv_Circularity1)；
hv_Greater.Dispose()；
HOperatorSet.TupleGreaterElem(hv_Circularity1,0.8,out hv_Greater)；//挑出圆度大于0.8
hv_Less1.Dispose()；
HOperatorSet.TupleLessElem(hv_Circularity1,1.2,out hv_Less1)；//挑出圆度小于1.2
hv_And1.Dispose()；
HOperatorSet.TupleAnd(hv_Greater,hv_Less1,out hv_And1)；//进行合并
HOperatorSet.CountObj(ho_SortedRegions1A,out hv_Number1)；//检查一共有多少个孔
进一步的，放料时的PCB板可以呈正负30°摆放。能够通过设置在相机两端的导向压轮进行角度的修整，保证取像质量；放料随意，不需要刻意保证角度，提高了检测效率。
进一步的，所述步骤(2)中相机为线扫描相机，获取的单像素大小为0.021mm。分辨率和扫描精度高，保证检测效果。
进一步的，所述步骤(5)中通过可以调节角度的分板传送带进行分类，将合格的传送至出料出料传送带上经缓冲装置到达合格品出料台，不合格的传送至设备内部不合格品出料台上。自动化程度高，能够将合格与不合格的产品分类堆叠，方便收集，效率高，且保证了合格产品的安全性。
进一步的，所述步骤(4)中对PCB板的判断还包括对孔缺陷的判断。能够有效的进行分类，对孔缺陷的判断包括孔大、孔小、缺孔和多孔：
Figure BDA0003617689050000081
Figure BDA0003617689050000091
Figure BDA0003617689050000101
Figure BDA0003617689050000111
进一步的，所述分板传送带与系统之间连接。根据系统分析的结果控制分板传送带的方向，将分析后的PCB板分类归类，自动化程度高，检测效率高。
与现有技术相比，本发明的优点是：自动化程度高，检测效果好，能有效剔除不合格品，方便收纳整理。
附图说明
图1为本发明孔位检测装置的三维示意图。
图2为本发明的流程图示意图。
图中：
1、上料传送带；2、相机；3、分板传送带；4、出料传送带；5、缓冲装置；6、合格品出料台；7、不合格品出料台。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在下列实施例中，具体检测流程如下：将待测PCB板放置在上料传动带上，当PCB板经过相机后进行图像的采集，对采集的图像首先进行位置的分析，如果正确进行下一步，不正确根据提示的放板方向重新进行图像的采集，对位正确后将图像进行二值化特征转化，对转化后的图像进行真圆度的分析，判断空的形状，在进行孔数量和尺寸的分析，对分析后的PCB板进行分类，在下列实施例中，在下列实施例中，涉及到的相机为线扫描相机，获取的单像素大小为0.021mm，分板传送带与系统之间连接。出料传送带与上料传送带呈高低错位布置，通过两者之间设置的可转动的分板传送带进行分板，在下列实施例中，设置在上述出料传送带端部的为合格品出料台，位于设备内部的为不合格品出料台，根据系统的判断，上述分板传送带进行角度的转动，将PCB板传送至不同的出料台上。
本发明一种PCB板孔位检测处理方法的实施例一，包括如下步骤：
(1)放料，将待测PCB板放置在上料传送带上；PCB板的宽度为60mm，上述上料传送带设有六个；上料传送带的速度为4m/min；
(2)扫描，根据待测PCB板的厚度调整相机高度进行扫描拍摄；待测PCB板的厚度为0.2mm；
(3)分析，将步骤(2)中提取的图像进行系统分析；先将基准板上设定四个定位孔，图像左下角的X/Y设置为0/0,然后根据象限规则，在这标准点左边X1视为负值，右边的X2视为正值，标准点上方的Y1视为正值，标准点下方的Y2视为负值，从而获取所有的参考点位置；根据基准板孔位坐标值与测出的实际坐标值做差；提取的图像需要做灰度处理，通过二值化将灰度图像转化成二值图像，根据真圆度对孔的形状进行分类判断；
(4)判断，判断经步骤(3)分析后的PCB板是否合格；
(5)分板，根据步骤(4)中判断的结果进行分类收集；通过可以调节角度的分板传送带进行分类，将合格的传送至出料传送带上经缓冲装置到达合格品出料台，不合格的传送至设备内部不合格品出料台上；
其中，所述步骤(1)之前需要将基准板标准图像存储在系统中。
本发明一种PCB板孔位检测处理方法的实施例二，包括如下步骤：
(1)放料，将待测PCB板放置在上料传送带上；PCB板的宽度为100mm，上述上料传送带设有三个；上料传送带的速度为8m/min；
(2)扫描，根据待测PCB板的厚度调整相机高度进行扫描拍摄；待测PCB板的厚度为0.2mm；
(3)分析，将步骤(2)中提取的图像进行系统分析；先将基准板上设定四个定位孔，图像左下角的X/Y设置为0/0,然后根据象限规则，在这标准点左边X1视为负值，右边的X2视为正值，标准点上方的Y1视为正值，标准点下方的Y2视为负值，从而获取所有的参考点位置；根据基准板孔位坐标值与测出的实际坐标值做差；提取的图像需要做灰度处理，通过二值化将灰度图像转化成二值图像，根据真圆度对孔的形状进行分类判断；
(4)判断，判断经步骤(3)分析后的PCB板是否合格；
(5)分板，根据步骤(4)中判断的结果进行分类收集；通过可以调节角度的分板传送带进行分类，将合格的传送至出料传送带上经缓冲装置到达合格品出料台，不合格的传送至设备内部不合格品出料台上；
其中，所述步骤(1)之前需要将基准板标准图像存储在系统中。
本发明一种PCB板孔位检测处理方法的实施例三，包括如下步骤：
(1)放料，将待测PCB板放置在上料传送带上；PCB板的宽度为250mm，上述上料传送带设有两个；上料传送带的速度为12m/min；
(2)扫描，根据待测PCB板的厚度调整相机高度进行扫描拍摄；待测PCB板的厚度为3mm；
(3)分析，将步骤(2)中提取的图像进行系统分析；先将基准板上设定四个定位孔，图像左下角的X/Y设置为0/0,然后根据象限规则，在这标准点左边X1视为负值，右边的X2视为正值，标准点上方的Y1视为正值，标准点下方的Y2视为负值，从而获取所有的参考点位置；根据基准板孔位坐标值与测出的实际坐标值做差；提取的图像需要做灰度处理，通过二值化将灰度图像转化成二值图像，根据真圆度对孔的形状进行分类判断；
(4)判断，判断经步骤(3)分析后的PCB板是否合格；
(5)分板，根据步骤(4)中判断的结果进行分类收集；通过可以调节角度的分板传送带进行分类，将合格的传送至出料传送带上经缓冲装置到达合格品出料台，不合格的传送至设备内部不合格品出料台上；
其中，所述步骤(1)之前需要将基准板标准图像存储在系统中。
本发明一种PCB板孔位检测处理方法的实施例四，包括如下步骤：
(1)放料，将待测PCB板放置在上料传送带上；PCB板的宽度为80mm，上述上料传送带设有六个；上料传送带的速度为16m/min；
(2)扫描，根据待测PCB板的厚度调整相机高度进行扫描拍摄；待测PCB板的厚度为1mm；
(3)分析，将步骤(2)中提取的图像进行系统分析；先将基准板上设定四个定位孔，图像左下角的X/Y设置为0/0,然后根据象限规则，在这标准点左边X1视为负值，右边的X2视为正值，标准点上方的Y1视为正值，标准点下方的Y2视为负值，从而获取所有的参考点位置；根据基准板孔位坐标值与测出的实际坐标值做差；提取的图像需要做灰度处理，通过二值化将灰度图像转化成二值图像，根据真圆度对孔的形状进行分类判断；
(4)判断，判断经步骤(3)分析后的PCB板是否合格；
(5)分板，根据步骤(4)中判断的结果进行分类收集；通过可以调节角度的分板传送带进行分类，将合格的传送至出料传送带上经缓冲装置到达合格品出料台，不合格的传送至设备内部不合格品出料台上；
其中，所述步骤(1)之前需要将基准板标准图像存储在系统中。
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (10)

1.一种PCB板孔位检测处理方法，其特征在于：包括如下步骤
(1)放料，将待测PCB板放置在上料传送带上；上料传送带的速度为4m/min或8m/min或12m/min或16m/min；
(2)扫描，根据待测PCB板的厚度调整相机高度进行扫描拍摄；待测PCB板的厚度为0.2mm-4mm；
(3)分析，将步骤(2)中提取的图像进行系统分析；
(4)判断，判断经步骤(3)分析后的PCB板是否合格；
(5)分板，根据步骤(4)中判断的结果进行分类收集；
其中，所述步骤(1)之前需要将基准板标准图像存储在系统中；所述步骤(2)中提取的图像需要做灰度处理；所述步骤(3)中分析包括对PCB板上孔的位置和形状分析。
2.根据权利要求1所述的PCB板孔位检测处理方法，其特征在于：所述步骤(1)中PCB板的宽度为0-80mm时，所述上料传送带设有六个；PCB板的宽度为80-200mm时，所述上料传送带设有三个；PCB板的宽度为200-300mm时，所述上料传送带设有两个。
3.根据权利要求1或2所述的PCB板孔位检测处理方法，其特征在于：对PCB板上孔的位置分析步骤为先将基准板上设定四个定位孔，图像左下角的X/Y设置为0/0,然后根据象限规则，在这标准点左边X1视为负值，右边的X2视为正值，标准点上方的Y1视为正值，标准点下方的Y2视为负值，从而获取所有的参考点位置；根据基准板孔位坐标值与测出的实际坐标值做差推算是否正常。
4.根据权利要求1或2所述的PCB板孔位检测处理方法，其特征在于：对PCB板上孔的形状分析步骤包括通过二值化将灰度图像转化成二值图像。
5.根据权利要求1或2所述的PCB板孔位检测处理方法，其特征在于：放料时的PCB板可以呈正负30°摆放。
6.根据权利要求1或2所述的PCB板孔位检测处理方法，其特征在于：所述步骤(2)中相机为线扫描相机，获取的单像素大小为0.021mm。
7.根据权利要求3所述的PCB板孔位检测处理方法，其特征在于：所述步骤(2)中相机为线扫描相机，获取的单像素大小为0.021mm。
8.根据权利要求1或2所述的PCB板孔位检测处理方法，其特征在于：所述步骤(5)中通过可以调节角度的分板传送带进行分类，将合格的传送至出料传送带上经缓冲装置到达合格品出料台，不合格的传送至设备内部不合格品出料台上。
9.根据权利要求1或2所述的PCB板孔位检测处理方法，其特征在于：所述步骤(4)中对PCB板的判断还包括对孔缺陷的判断。
10.根据权利要求8所述的PCB板孔位检测处理方法，其特征在于：所述分板传送带与系统之间连接。
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