KR101890765B1 - Apparatus and Method for Diagnosing PCB using PIN Detection based on Vision System - Google Patents
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Abstract
본 발명은 내시경 카메라를 통하여 영상을 획득하여 PIN의 위치를 산출하여 탐침자를 PIN의 중심점으로 이동시켜 정밀도를 높인 비젼 시스템 기반의 PIN 검출을 이용하는 PCB 진단 장치 및 방법에 관한 것으로, 설정된 범위의 진단 영역으로 탐침자가 1차 이동하면 진단 영역을 촬영하는 내시경 카메라;내시경 카메라를 통하여 획득한 영상을 전송받아 탑재하고 있는 영상 처리 및 COG(Center Of Gravity) 알고리즘을 이용하여 탐침자 핀의 중심점 및 이동해야 할 IC 핀의 중심점을 계산하는 PCB 진단 제어부;등록된 진단 대상 PCB 정보를 기준으로 설정된 범위의 진단 영역으로 탐침자를 1차 이동시키고, PCB 진단 제어부에서 산출된 PIN 위치 정보를 기준으로 탐침자를 2차 이동시켜 PIN의 중심점에 탐침자를 정렬 및 접촉하여 PCB 열화 진단이 수행되도록 하는 3축 로봇 시스템;을 포함하는 것이다.The present invention relates to a PCB diagnostic apparatus and method using PIN detection based on a vision system in which an image is acquired through an endoscopic camera to calculate a position of a PIN and moving a probe to a center point of the PIN, The center point of the probe pin and the center of gravity of the probe pin must be moved by using the image processing and COG (Center Of Gravity) algorithm, which receives the image acquired through the endoscopic camera, The PCB diagnostic control unit calculates the center point of the IC pin, moves the probe first to the diagnostic area in the set range based on the registered diagnostic PCB information, and moves the probe to the second position based on the PIN position information calculated by the PCB diagnosis control unit In the 3-axis robot, the PCB deterioration diagnosis is performed by aligning and contacting the probe with the center point of the PIN. Intended to include; system.
Description
본 발명은 PCB 진단 장치에 관한 것으로, 구체적으로 내시경 카메라를 통하여 영상을 획득하여 PIN의 위치를 산출하여 탐침자를 PIN의 중심점으로 이동시켜 정밀도를 높인 비젼 시스템 기반의 PIN 검출을 이용하는 PCB 진단 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a PCB diagnostic apparatus, and more particularly, to a PCB diagnostic apparatus and method using PIN detection based on a vision system in which an image is acquired through an endoscopic camera to calculate a position of a PIN, moving a probe to a center point of the PIN, .
인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board;PCB)의 경우, 기판에 발생한 물리적 불량 체크는 최초 인쇄 회로 기판 납품 전에 회로 도면과 실제 기판의 회로도를 비교 체크하는 방식으로 이루어지는 것이 통상적이었다.In the case of a printed circuit board (PCB), a physical defect check on a substrate is usually performed in such a manner that a circuit diagram of a circuit board is compared with a circuit diagram of an actual substrate before a first printed circuit board is delivered.
그러나 이는 PCB 제작 업체들만 이러한 회로도를 구비하고 있어 납품 후에 산업에서 실제 인쇄 회로 기판이 적용되어 활용되고 있는 상황에서는 기판의 불량 유무를 체크하는 것이 사실상 작업자의 육안 또는 각 소자의 전기적 반응 체크 등의 방식으로, 작업자의 수작업에 의해 이루어지고 있다.However, since only the PCB manufacturers have such a circuit diagram, it is practically impossible to check the presence or absence of the substrate in a situation where an actual printed circuit board is used in the industry after the delivery, And is performed manually by an operator.
전기적 반응 체크에 이용되는 PCB 열화진단 장치(V-I 측정기)는 산업용 설비 또는 선박시스템에 적용되는 PCB 기판에 대한 열화 진단을 수행하는 장치로, PCB 기판에 부착되는 전자소자(IC 소자 및 수동 소자 등)들에 대한 이상 유/무를 식별하여 이상이 있는 소자의 수리가 가능하도록 지원하는 장치이다.PCB Deterioration Diagnostic Device (VI Detector) used for electrical reaction check is a device that performs deterioration diagnosis on PCB board applied to industrial facility or ship system. It is used for electronic devices (IC device, passive device, etc.) The device is a device that supports the repair of faulty devices by identifying faulty / non-faulty devices.
PCB 열화 진단 장치의 경우 수동검사 방식과 자동검사 방식이 사용되는데 수동검사 방식은 사람이 직접 탐침자(Probe)를 소자에 접촉하여 검사하는 방식이고, 자동검사방식은 3축 로봇시스템이 적용되어 소프트웨어에 설정된 위치로 자동으로 이동하며 검사하는 방식이다. In the case of the PCB deterioration diagnosis device, the manual inspection method and the automatic inspection method are used. The manual inspection method is a method in which a person directly contacts a probe to the device and the automatic inspection method is applied to the software Is automatically moved to the position set in the system.
이와 같은 종래 기술의 PCB 열화진단 장치에서 단순히 모터의 위치 제어를 통해 탐침자를 접촉할 경우에는 부품의 위치들이 납땜시 조금씩 차이가 발생 될 수 있기 때문에 정확한 위치의 탐침 접촉이 어렵다는 문제가 있다.In such a prior art PCB deterioration diagnosis apparatus, when a probe is brought into contact with a position of a motor by simply controlling the position of the motor, there is a problem that it is difficult to contact the probe at an accurate position because the positions of the components may slightly differ from each other during soldering.
또한, 종래 기술의 PCB 열화진단 장치에서 영상인식을 이용하는 경우에는 촬영된 PCB 영상신호에 대한 화상처리를 토대로 검사부품에 대해 추출한 검사정보(검사부품의 위치 및 각도, 크기, 모양 데이터)를 검사로봇의 제어기에 입력함으로써 검사위치로 자동 이동시키는 것이 있다.In the case where image recognition is used in the conventional PCB deterioration diagnosis apparatus, inspection information (position, angle, size, and shape data of the inspection component) extracted for the inspection component based on the image processing for the picked- So that the inspection position can be automatically moved to the inspection position.
그러나 이와 같이 종래 기술의 PCB 열화 진단 장치에서 영상인식을 위하여 사용되는 카메라는 해상도가 높은 고가의 카메라가 사용되고 있어 실제 PCB 열화진단을 위하여 산업현장에 적용하기는 쉽지 않다.However, since the cameras used for image recognition in the PCB deterioration diagnosis apparatus of the prior art use expensive high-priced cameras, it is not easy to apply them to an industrial field in order to diagnose actual PCB deterioration.
특히, PCB 사용 현장의 사용 환경 및 PCB 생산 단계에서의 허용 범위내에서의 차이 등에 의해 PIN의 중심점에 탐침자를 정확하게 정렬 및 접촉하여 PCB 열화 진단 수행하는 것이 어렵다.In particular, it is difficult to diagnose PCB degradation by accurately aligning and contacting the probe with the center point of the PIN due to the difference in the allowable range in the use environment of the PCB use site and the PCB production stage.
따라서, 종래 기술의 수동검사 방식과 자동검사 방식의 문제를 해결하고, PCB 진단을 위한 PIN 검출의 정밀도를 높일 수 있는 새로운 PIN 검출 및 PCB 진단 기술의 개발이 요구되고 있다.Accordingly, it is required to solve the problems of the conventional manual inspection method and automatic inspection method, and to develop a new PIN detection and PCB diagnostic technology that can improve the precision of PIN detection for PCB diagnosis.
본 발명은 이와 같은 종래 기술의 PCB 진단 장치의 문제를 해결하기 위한 것으로, 내시경 카메라를 통하여 영상을 획득하여 PIN의 위치를 산출하여 탐침자를 PIN의 중심점으로 이동시켜 정밀도를 높인 비젼 시스템 기반의 PIN 검출을 이용하는 PCB 진단 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve the problem of the conventional PCB diagnostic apparatus, the present invention obtains an image through an endoscope camera, calculates the position of the PIN, moves the probe to the center point of the PIN, The present invention is directed to a PCB diagnostic apparatus and method using the same.
본 발명은 등록된 진단 대상 PCB 정보를 기준으로 3축 로봇 시스템을 구동하여 설정된 범위의 진단 영역으로 탐침자를 1차 이동하고, 내시경 카메라를 통하여 영상을 획득하여 PIN의 위치를 산출하여 2차적으로 정확한 PIN의 위치를 찾아 접촉하는 비젼 시스템 기반의 PIN 검출을 이용하는 PCB 진단 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention drives a three-axis robot system on the basis of registered registered diagnostic PCB information, moves a probe to a diagnosis area in a predetermined range first, acquires an image through an endoscope camera, calculates a position of a PIN, It is an object of the present invention to provide a PCB diagnostic apparatus and method using PIN detection based on a vision system to detect and contact the position of a PIN.
본 발명은 내시경 카메라를 통하여 획득된 영상으로부터 산출된 PIN 위치 정보를 기준으로 3축 로봇 시스템을 구동하여 탐침자를 2차 이동하여 PIN의 중심점에 탐침자를 정확하게 정렬 및 접촉하여 PCB 열화 진단 수행하는 비젼 시스템 기반의 PIN 검출을 이용하는 PCB 진단 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention relates to a vision system in which a three-axis robot system is driven on the basis of PIN position information obtained from an image obtained through an endoscope camera to move a probe secondarily to accurately align and contact a probe at a central point of the PIN, The present invention is directed to a PCB diagnostic apparatus and method using PIN detection based on PIN.
본 발명은 내시경 카메라를 통하여 획득된 영상 처리 및 COG(Center Of Gravity) 알고리즘을 이용하여 탐침자 핀의 중심점 및 이동해야 할 IC 핀의 중심점을 계산하여 이동 및 접촉을 하여 정밀도를 높인 비젼 시스템 기반의 PIN 검출을 이용하는 PCB 진단 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is based on a vision system based on a central point of a probe pin and a center point of an IC pin to be moved using an image processing and a COG (center of gravity) algorithm obtained through an endoscope camera, It is an object of the present invention to provide a PCB diagnostic apparatus and method using PIN detection.
본 발명은 종래 기술에서의 해상도가 높은 고가의 카메라가 사용되는 PCB 열화 진단 장치가 갖는 진단 성능을 저가의 내시경 카메라를 통하여 획득된 영상을 이용하여 구현할 수 있도록 한 비젼 시스템 기반의 PIN 검출을 이용하는 PCB 진단 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention relates to a PCB deterioration diagnostic apparatus using a high-resolution camera having a high resolution in the prior art, and a diagnostic system using PIN detection based on a vision system based on vision obtained by using an image obtained through an inexpensive endoscope camera. And an object of the present invention is to provide a diagnostic apparatus and method.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 비젼 시스템 기반의 PIN 검출을 이용하는 PCB 진단 장치는 설정된 범위의 진단 영역으로 탐침자가 1차 이동하면 진단 영역을 촬영하는 내시경 카메라;내시경 카메라를 통하여 획득한 영상을 전송받아 탑재하고 있는 영상 처리 및 COG(Center Of Gravity) 알고리즘을 이용하여 탐침자 핀의 중심점 및 이동해야 할 IC 핀의 중심점을 계산하는 PCB 진단 제어부;등록된 진단 대상 PCB 정보를 기준으로 설정된 범위의 진단 영역으로 탐침자를 1차 이동시키고, PCB 진단 제어부에서 산출된 PIN 위치 정보를 기준으로 탐침자를 2차 이동시켜 PIN의 중심점에 탐침자를 정렬 및 접촉하여 PCB 열화 진단이 수행되도록 하는 3축 로봇 시스템;을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a PCB diagnostic apparatus using PIN detection based on a vision system, the apparatus comprising: an endoscopic camera for photographing a diagnostic region when the probe is first moved to a diagnostic region within a set range; A PCB diagnostic controller for calculating a center point of a probe pin and a center point of an IC pin to be moved by using an image processing and a center of gravity (COG) algorithm that is mounted on the PCB, And a three-axis robot system in which the probe is moved to the center of the PIN by moving the probe based on the PIN position information calculated by the PCB diagnosis controller and aligning and contacting the probe at the center of the PIN to perform the PCB deterioration diagnosis ; And
여기서, PCB 진단 제어부에서 산출된 위치정보를 이용하여 3축 로봇의 제어드라이브에 위치정보를 전송하기 위한 통신 컨버터와, 3축 로봇 시스템을 구동하기 위한 모터 드라이브 보드를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.The communication controller further includes a communication converter for transmitting position information to the control drive of the three-axis robot using the position information calculated by the PCB diagnosis controller, and a motor drive board for driving the three-axis robot system.
그리고 탐침자의 지그에는 진단 대상 PCB의 IC 핀에 접촉되는 탐침자 핀이 구성되고 PCB 진단 제어부에서 탐침자 핀의 중심점 및 이동해야 할 IC 핀의 중심점 계산이 이루어지면, IC 핀의 중심점을 기준으로 탐침자 핀의 중심점을 IC 핀의 중심점과 정렬되도록 하고, z축 이동을 하여 IC 핀의 중심점과 탐침자 핀의 중심점을 접촉하여 진단이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 한다.When the center of the probe pin and the center point of the IC pin to be moved are calculated in the PCB diagnosis controller, the probe pin is connected to the IC pin of the diagnosis target PCB in the jig of the probe. The center point of the IC pin is aligned with the center point of the IC pin, and the center point of the IC pin is brought into contact with the center point of the probe pin by performing the z axis movement.
그리고 PCB 진단 제어부는 획득된 영상 처리를 통한 위치정보 산출을 위하여, 내시경 카메라로 촬영된 영상을 받으면 템플릿 보유 여부를 판단하고, 템플릿 지정 과정 및 템플릿 매칭, 데이터 이진화 과정을 수행하고 라벨링을 통해 중심점을 추출하고 위치계산을 하는 것을 특징으로 한다.In order to calculate the position information through the acquired image processing, the PCB diagnosis control unit judges whether or not the template has the template when it receives the image taken by the endoscope camera, performs the template designation process, template matching and data binarization process and labels the center point Extracting and calculating the position.
다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 비젼 시스템 기반의 PIN 검출을 이용하는 PCB 진단 방법은 등록된 진단 대상 PCB 정보를 기준으로 3축 로봇 시스템을 구동하여 설정된 범위의 진단 영역으로 탐침자를 1차 이동시키는 단계;1차 이동이 완료되면 내시경 카메라로 영상 촬영하여 PCB 진단 제어부로 전송하는 단계;PCB 진단 제어부에 탑재된 영상 처리 및 COG(Center Of Gravity) 프로그램을 실행하여 PIN 위치 산출을 하는 단계;산출된 PIN 위치 정보를 기준으로 3축 로봇 시스템을 구동하여 탐침자를 2차 이동시키고, PIN의 중심점에 탐침자 핀의 중심점을 정렬 및 접촉하여 PCB 열화 진단을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a PCB diagnostic method using PIN detection based on a vision system in accordance with the present invention. The PCB diagnostic method includes a first step of moving a probe to a diagnosis area within a predetermined range by driving a three- A step of imaging the endoscopic camera and transferring the image to a PCB diagnosis control unit, executing a video processing and a center of gravity (COG) program mounted on the PCB diagnosis control unit to calculate a PIN position, Driving the three-axis robot system based on the PIN position information to move the probe secondarily and aligning and contacting the center point of the probe pin with the central point of the PIN to perform the PCB deterioration diagnosis.
여기서, PIN 위치 산출을 하는 단계는, PCB 진단 제어부에서 영상 처리 및 COG(Center Of Gravity) 알고리즘을 이용하여 탐침자 핀의 중심점 및 이동해야 할 IC 핀의 중심점을 계산하는 과정과, 탐침자 핀의 중심점 및 이동해야 할 IC 핀의 중심점 계산이 이루어지면 IC 핀의 중심점을 기준으로 탐침자 핀의 중심점을 IC 핀의 중심점과 정렬되도록 하기 위한 픽셀 계산을 하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the step of calculating the position of the PIN includes the steps of calculating the center point of the probe pin and the center point of the IC pin to be moved by using the image processing and the center of gravity (COG) algorithm in the PCB diagnostic controller, And calculating a center point of the IC pin and a center point of the IC pin to be shifted, when the center point of the IC pin is calculated based on the center point of the IC pin.
그리고 PCB 진단 제어부에 탑재된 영상 처리 및 COG(Center Of Gravity) 프로그램을 실행하여 PIN 위치 산출을 하는 단계에서 PIN 위치 산출을 위하여, 내시경 카메라로 영상 촬영하여 PCB 진단 제어부로 전송하면, PCB 진단 제어부에서 템플릿 보유 여부를 판단하는 단계와,템플릿을 보유하지 않은 경우에는 템플릿을 지정하고 저장하는 단계와,보유한 템플릿 또는 지정된 템플릿 매칭을 수행하는 단계와,데이터 이진화 과정을 수행하고 사각형 검출을 수행하는 단계와,라벨링을 통해 중심점을 추출하고 위치계산을 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the step of calculating the PIN position by executing the image processing and the COG (Center Of Gravity) program mounted on the PCB diagnosis control unit, the image is photographed by the endoscope camera and transmitted to the PCB diagnosis control unit for calculating the PIN position. Determining whether the template is retained, designating and storing the template if the template is not retained, performing the template or the specified template matching, performing the data binarization and performing the rectangle detection, , And extracting the center point through labeling and performing position calculation.
이와 같은 본 발명에 따른 비젼 시스템 기반의 PIN 검출을 이용하는 PCB 진단 장치 및 방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.The PCB diagnostic apparatus and method using PIN detection based on the vision system based on the present invention have the following effects.
첫째, 내시경 카메라를 통하여 영상을 획득하여 PIN의 위치를 산출하여 탐침자를 PIN의 중심점으로 이동시켜 정밀도를 높인 PCB 진단을 가능하도록 한다.First, by acquiring an image through an endoscope camera, the position of the PIN is calculated, and the probe is moved to the center point of the PIN to enable the PCB diagnosis with higher precision.
둘째, 카메라에 지그의 PIN이 촬영되면 설계상으로 탐침자의 위치를 확인할 수 있으며, 이를 통해 탐침점을 정확히 IC의 중심으로 이동시킬 수 있다.Second, when the jig's PIN is photographed in the camera, the position of the probe can be confirmed by design, and the probe point can be accurately moved to the center of the IC.
셋째, 등록된 진단 대상 PCB 정보를 기준으로 3축 로봇 시스템을 구동하여 설정된 범위의 진단 영역으로 탐침자를 1차 이동하고, 내시경 카메라를 통하여 영상을 획득하여 PIN의 위치를 산출하여 2차적으로 정확한 PIN의 위치를 찾아 접촉하여 효율적인 PCB 진단이 가능하다.Third, the three-axis robot system is driven on the basis of the registered diagnostic PCB information, the probe is firstly moved to the diagnostic region of the set range, the image is acquired through the endoscope camera to calculate the position of the PIN, So that efficient PCB diagnosis is possible.
넷째, 내시경 카메라를 통하여 획득된 영상 처리 및 COG(Center Of Gravity) 알고리즘을 이용하여 탐침자 핀의 중심점 및 이동해야 할 IC 핀의 중심점을 계산하여 이동 및 접촉을 하여 정밀도를 높인 PCB 진단을 가능하게 한다.Fourth, by calculating the center point of the probe pin and the center point of the IC pin to be moved using the image processing and COG (Center Of Gravity) algorithm obtained through the endoscopic camera, do.
다섯째, 카메라를 이용한 PCB 진단으로 실제 사람이 작업하지 않는 상황에서 작업이 정확하게 진행되었는지 여부를 카메라 캡쳐 영상을 통하여 확인하는 것이 가능하다.Fifth, it is possible to confirm whether or not the work has been correctly performed through the camera capture image in the situation where the actual person does not work by the PCB diagnosis using the camera.
여섯째, 해상도가 높은 고가의 카메라가 사용되는 PCB 열화 진단 장치가 갖는 진단 성능을 저가의 내시경 카메라를 통하여 획득된 영상을 이용하여 구현할 수 있도록 하여 산업 현장에서의 적용 가능성을 높일 수 있다.Sixth, the diagnostic performance of the PCB degradation diagnostic apparatus using expensive high-resolution camera can be realized by using the image obtained through the low-cost endoscopic camera, and the application possibility in the industrial field can be enhanced.
도 1은 본 발명에 따른 비젼 시스템 기반의 PIN 검출을 이용하는 PCB 진단 장치의 구성도
도 2는 본 발명에 따른 비젼 시스템 기반의 PIN 검출을 이용하는 PCB 진단 방법을 나타낸 플로우 차트
도 3은 본 발명에 따른 PIN 위치 산출을 위한 플로우 차트
도 4는 본 발명에 따른 비젼 시스템 기반의 PIN 검출을 이용하는 PCB 진단 방법을 나타낸 구성도1 is a block diagram of a PCB diagnostic apparatus using PIN detection based on a vision system according to the present invention
2 is a flowchart illustrating a PCB diagnostic method using PIN detection based on a vision system according to the present invention.
3 is a flowchart for calculating the PIN position according to the present invention;
4 is a block diagram illustrating a PCB diagnostic method using PIN detection based on a vision system according to the present invention
이하, 본 발명에 따른 비젼 시스템 기반의 PIN 검출을 이용하는 PCB 진단 장치 및 방법의 바람직한 실시 예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of a PCB diagnostic apparatus and method using PIN detection based on a vision system according to the present invention will be described in detail.
본 발명에 따른 비젼 시스템 기반의 PIN 검출을 이용하는 PCB 진단 장치 및 방법의 특징 및 이점들은 이하에서의 각 실시 예에 대한 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.The features and advantages of the PCB diagnostic apparatus and method using PIN detection based on the vision system according to the present invention will be apparent from the following detailed description of each embodiment.
도 1은 본 발명에 따른 비젼 시스템 기반의 PIN 검출을 이용하는 PCB 진단 장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a PCB diagnostic apparatus using PIN detection based on a vision system according to the present invention.
본 발명은 등록된 진단 대상 PCB 정보를 기준으로 3축 로봇 시스템을 구동하여 설정된 범위의 진단 영역으로 탐침자를 1차 이동하고, 내시경 카메라를 통하여 영상을 획득하여 PIN의 위치를 산출하여 2차적으로 정확한 PIN의 위치를 찾아 접촉하는 비젼 시스템 기반의 PIN 검출을 이용하는 PCB 진단에 관한 것입니다.The present invention drives a three-axis robot system on the basis of registered registered diagnostic PCB information, moves a probe to a diagnosis area in a predetermined range first, acquires an image through an endoscope camera, calculates a position of a PIN, It is about PCB diagnosis using PIN detection based on vision system to locate and contact PIN.
이를 위한 본 발명에 따른 본 발명에 따른 비젼 시스템 기반의 PIN 검출을 이용하는 PCB 진단 장치 및 방법은 내시경 카메라를 통하여 획득된 영상 처리 및 COG(Center Of Gravity) 알고리즘을 이용하여 탐침자 핀의 중심점 및 이동해야 할 IC 핀의 중심점을 계산하여 이동 및 접촉을 하는 구성을 포함한다.The PCB diagnostic apparatus and method using the PIN detection based on the vision system according to the present invention can detect the center point and the movement of the probe pin using image processing and COG (Center Of Gravity) algorithm obtained through an endoscopic camera. And calculating the center point of the IC pin to be moved and making contact.
특히, 해상도가 높은 고가의 카메라가 사용되는 PCB 열화 진단 장치가 갖는 진단 성능을 저가의 내시경 카메라를 통하여 획득된 영상을 이용하여 구현할 수 있도록 한 것이다.In particular, the diagnostic performance of a PCB degradation diagnostic apparatus using a high-resolution camera having a high resolution can be implemented using an image obtained through a low-cost endoscopic camera.
본 발명은 저가형/저해상도의 내시경 카메라를 이용하여 위치를 검출하기 위해 최대한 IC에 접근하여 촬영한 후 알고리즘을 적용한다.In order to detect a position using an endoscopic camera of low-cost / low-resolution, the present invention applies an algorithm after capturing as close as possible to an IC.
해당위치에 1차적으로 접근하기 위해 사용자가 대략적인 위치를 전용 소프트웨어에 등록하여 작업을 진행하게 된다. In order to primarily access the location, the user registers the approximate location in dedicated software and proceeds with the work.
본 발명은 탐침자(Probe)의 탐침점이 정확히 PIN의 중심점을 찾아가기 위해 탐침자의 지그에 PIN을 설치하여 카메라에 지그의 PIN이 촬영되면 설계상으로 탐침자의 위치를 확인할 수 있으며, 이를 통해 탐침점이 정확히 IC의 중심적으로 이동시킬 수 있도록 한다.In the present invention, when the pin of the jig is photographed by installing the PIN on the jig of the probe so that the probe point of the probe can accurately locate the center point of the PIN, the position of the probe can be identified by design, So that it can be accurately moved to the center of the IC.
본 발명에 따른 비젼 시스템 기반의 PIN 검출을 이용하는 PCB 진단 장치는 도 1에서와 같이, 설정된 범위의 진단 영역으로 탐침자가 1차 이동하면 진단 영역을 촬영하는 내시경 카메라(11)와, 내시경 카메라(11)를 통하여 획득한 영상을 전송받아 탑재하고 있는 영상 처리 및 COG(Center Of Gravity) 알고리즘을 이용하여 탐침자 핀의 중심점 및 이동해야 할 IC 핀의 중심점을 계산하는 PCB 진단 제어부(PC)(12)와, PCB 진단 제어부(PC)(12)에서 산출된 위치정보를 이용하여 3축 로봇의 제어드라이브에 위치정보를 전송하기 위한 통신 컨버터(13)와, 3축 로봇 시스템을 구동하기 위한 모터 드라이브 보드(14)와, 등록된 진단 대상 PCB 정보를 기준으로 설정된 범위의 진단 영역으로 탐침자를 1차 이동시키고, PCB 진단 제어부(PC)(12)에서 산출된 PIN 위치 정보를 기준으로 탐침자를 2차 이동시켜 PIN의 중심점에 탐침자를 정렬 및 접촉하여 PCB 열화 진단이 수행되도록 하는 3축 로봇 시스템(15)을 포함한다.As shown in FIG. 1, the PCB diagnostic apparatus using the vision system based on the vision system according to the present invention includes an
여기서, 탐침자의 지그에는 진단 대상 PCB의 IC 핀에 접촉되는 탐침자 핀이 구성되고, PCB 진단 제어부(PC)(12)에서 탐침자 핀의 중심점 및 이동해야 할 IC 핀의 중심점 계산이 이루어지면 IC 핀의 중심점을 기준으로 탐침자 핀의 중심점을 IC 핀의 중심점과 정렬되도록 하고, z축 이동을 하여 IC 핀의 중심점과 탐침자 핀의 중심점을 접촉하여 진단이 이루어지도록 한다.When the center point of the probe pin and the center point of the IC pin to be moved are calculated in the PCB diagnostic controller (PC) 12, the IC pin of the IC to be diagnosed is formed in the jig of the probe, The center point of the probe pin is aligned with the center point of the IC pin with respect to the center point of the pin and the z axis is moved so that the center point of the IC pin is contacted with the center point of the probe pin.
그리고 내시경 카메라(11)는 탐침자의 이동과 연계되어 이동되도록 구성될 수 있고, 탐침자가 이동되는 전방을 촬영할 수 있도록 탐침자의 후단에 구성될 수도 있다. The
물론, IC 핀의 중심점 및 탐침자 핀의 중심점 산출을 위한 영상 촬영이 가능한 위치에 독립적으로 설치될 수도 있고, 설치 위치는 제한되지 않는다.Of course, the IC pin may be independently installed at a position where image pickup for calculating the center point of the IC pin and the center point of the probe pin is possible, and the mounting position is not limited.
그리고 PCB 진단 제어부(PC)(12)는 획득된 영상 처리를 통한 위치정보 산출을 위하여, 내시경 카메라로 영상을 촬영하여 PCB 진단 제어부(PC)(12)로 전송하면, PCB 진단 제어부(PC)(12)에서 템플릿 보유 여부를 판단하고 템플릿 지정 과정 및 템플릿 매칭, 데이터 이진화 과정을 수행하고 라벨링을 통해 중심점을 추출하고 위치계산을 하는 제어를 수행한다.In order to calculate the positional information through the obtained image processing, the PCB diagnosis control unit (PC) 12 photographs the image with the endoscopic camera and transmits the image to the PCB diagnosis control unit (PC) 12 performs the template designation process, the template matching process, and the data binarization process, and performs control to extract the center point through labeling and calculate the position.
도 2는 본 발명에 따른 비젼 시스템 기반의 PIN 검출을 이용하는 PCB 진단 방법을 나타낸 플로우 차트이고, 도 3은 본 발명에 따른 PIN 위치 산출을 위한 플로우 차트이다.FIG. 2 is a flowchart illustrating a PCB diagnostic method using PIN detection based on a vision system according to the present invention, and FIG. 3 is a flowchart for calculating a PIN position according to the present invention.
그리고 도 4는 본 발명에 따른 비젼 시스템 기반의 PIN 검출을 이용하는 PCB 진단 방법을 나타낸 구성도이다.4 is a block diagram illustrating a PCB diagnostic method using PIN detection based on a vision system according to the present invention.
본 발명에 따른 비젼 시스템 기반의 PIN 검출을 이용하는 PCB 진단 방법은 도 2 내지 도 4에서와 같이, 등록된 진단 대상 PCB 정보를 기준으로 3축 로봇 시스템을 구동하여 설정된 범위의 진단 영역으로 탐침자를 1차 이동시킨다.(S201)As shown in FIGS. 2 to 4, the PCB diagnostic method using the vision system based on the vision system according to the present invention drives the three-axis robot system on the basis of the registered diagnostic object PCB information, (S201)
이어, 진단 영역으로 1차 이동이 완료되면 내시경 카메라로 영상 촬영하여 PCB 진단 제어부(PC)(12)로 전송한다.(S202)Then, when the first movement to the diagnosis area is completed, the endoscopic camera captures an image and transmits the image to the PCB diagnosis controller (PC) 12. (S202)
그리고 PCB 진단 제어부(PC)(12)에 탑재된 영상 처리 및 COG(Center Of Gravity) 프로그램을 실행하여 PIN 위치 산출을 한다.(S203)Then, the PIN position calculation is performed by executing the image processing and the COG (Center Of Gravity) program mounted on the PCB diagnostic control unit (PC) 12 (S203)
이 과정은 PCB 진단 제어부(PC)(12)에서 내시경 카메라(11)를 통하여 획득한 영상을 전송받아 탑재하고 있는 영상 처리 및 COG(Center Of Gravity) 알고리즘을 이용하여 탐침자 핀의 중심점 및 이동해야 할 IC 핀의 중심점을 계산하는 과정과, PCB 진단 제어부(PC)(12)에서 탐침자 핀의 중심점 및 이동해야 할 IC 핀의 중심점 계산이 이루어지면 IC 핀의 중심점을 기준으로 탐침자 핀의 중심점을 IC 핀의 중심점과 정렬되도록 하기 위한 픽셀 계산을 하는 과정을 포함한다.In this process, the central point of the probe pin and the center point of the probe pin must be moved by using the image processing and the COG (Center of Gravity) algorithm which receives the image acquired through the
이어, 산출된 PIN 위치 정보를 기준으로 3축 로봇 시스템을 구동하여 탐침자를 2차 이동시키고(S204), PIN의 중심점에 탐침자 핀의 중심점을 정렬 및 접촉하여 PCB 열화 진단을 수행한다(S205)Next, the three-axis robot system is driven based on the calculated PIN position information to move the probe secondarily (S204), and the PCB deterioration diagnosis is performed by aligning and contacting the center point of the probe pin with the central point of the PIN (S205)
이와 같은 본 발명에 따른 본 발명에 따른 비젼 시스템 기반의 PIN 검출을 이용하는 PCB 진단 방법에서 PIN 위치 산출 과정은 다음과 같다.The PIN position calculation process in the PCB diagnosis method using PIN detection based on the vision system based on the present invention according to the present invention is as follows.
도 3에서와 같이, 내시경 카메라로 영상 촬영하여 PCB 진단 제어부(PC)(12)로 전송하면, PCB 진단 제어부(PC)(12)에서 템플릿 보유 여부를 판단하고(S301), 템플릿을 보유하지 않은 경우에는 템플릿을 지정하고 저장한다.(S302)As shown in FIG. 3, when the endoscope camera captures an image and transmits the image to the PCB diagnosis control unit (PC) 12, the PCB diagnosis control unit (PC) 12 determines whether the template is stored (S301) A template is specified and stored (S302)
그리고 보유한 템플릿 또는 지정된 템플릿 매칭을 수행한다.(S303)Then, the stored template or the specified template matching is performed (S303)
이어, 데이터 이진화 과정을 수행하고 사각형 검출을 수행한다.(S304)Next, the data binarization process is performed and the quadrangle detection is performed (S304)
그리고 라벨링을 통해 중심점을 추출하고 위치계산을 한다.(S305)Then, the center point is extracted and the position is calculated through labeling (S305)
이상에서 설명한 본 발명에 따른 비젼 시스템 기반의 PIN 검출을 이용하는 PCB 진단 장치 및 방법은 등록된 진단 대상 PCB 정보를 기준으로 3축 로봇 시스템을 구동하여 설정된 범위의 진단 영역으로 탐침자를 1차 이동하고, 내시경 카메라를 통하여 영상을 획득하여 PIN의 위치를 산출하여 2차적으로 정확한 PIN의 위치를 찾아 접촉하여 진단 데이터를 취득하는 것이다.The PCB diagnostic apparatus and method using PIN detection based on the vision system based on the present invention described above drives the three-axis robot system based on the registered PCB information of the diagnosed subject, first moves the probe to the diagnostic region of the set range, Acquires the image through the endoscope camera, calculates the position of the PIN, and secondarily finds the position of the correct PIN to contact the terminal to acquire the diagnostic data.
이와 같은 본 발명은 저가형/저해상도의 내시경 카메라를 이용하여 위치를 검출하기 위해 최대한 IC에 접근하여 촬영한 후 알고리즘을 적용하여, 해상도가 높은 고가의 카메라가 사용되는 PCB 열화 진단 장치가 갖는 진단 성능을 저가의 내시경 카메라를 통하여 획득된 영상을 이용하여 구현할 수 있도록 한 것이다.In order to detect a position using a low-cost / low-resolution endoscopic camera, the present invention is applied to an IC as much as possible, and then the algorithm is applied to the diagnosis of the PCB degradation diagnostic apparatus using a high- And can be implemented using an image acquired through a low-cost endoscopic camera.
이상에서의 설명에서와 같이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명이 구현되어 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, it will be understood that the present invention is implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention.
그러므로 명시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구 범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.It is therefore to be understood that the specified embodiments are to be considered in an illustrative rather than a restrictive sense and that the scope of the invention is indicated by the appended claims rather than by the foregoing description and that all such differences falling within the scope of equivalents thereof are intended to be embraced therein It should be interpreted.
11. 내시경 카메라 12. PCB 진단 제어부
13. 통신 컨버터 14. 모터드라이브
15. 3축 로봇 시스템11.
13.
15. 3-Axis Robot System
Claims (7)
내시경 카메라를 통하여 획득한 영상을 전송받아 탑재하고 있는 영상 처리 및 COG(Center Of Gravity) 알고리즘을 이용하여 탐침자 핀의 중심점 및 이동해야 할 IC 핀의 중심점을 계산하는 과정과, 탐침자 핀의 중심점 및 이동해야 할 IC 핀의 중심점 계산이 이루어지면 IC 핀의 중심점을 기준으로 탐침자 핀의 중심점을 IC 핀의 중심점과 정렬되도록 하기 위한 픽셀 계산을 하는 과정을 수행하는 PCB 진단 제어부;
등록된 진단 대상 PCB 정보를 기준으로 설정된 범위의 진단 영역으로 탐침자를 1차 이동시키고, 탐침자의 1차 이동이 이루어진 후에 내시경 카메라에서 진단 영역의 촬영이 이루어지고 PCB 진단 제어부에서 PIN 위치 정보 산출이 이루어지면 PCB 진단 제어부에서 산출된 PIN 위치 정보를 기준으로 탐침자를 2차 이동시켜 PIN의 중심점에 탐침자를 정렬 및 접촉하여 PCB 열화 진단이 수행되도록 하는 3축 로봇 시스템;을 포함하고,
상기 PCB 진단 제어부는 획득된 영상 처리를 통한 위치정보 산출을 위하여, 템플릿 보유 여부를 판단하여 템플릿을 보유하지 않은 경우에는 템플릿을 지정하여 저장하고, 보유한 템플릿 또는 지정된 템플릿 매칭을 수행하고, 데이터 이진화 과정을 수행하고 사각형 검출을 수행하고, 라벨링을 통해 중심점을 추출하여 위치계산을 하는 것을 특징으로 하는 비젼 시스템 기반의 PIN 검출을 이용하는 PCB 진단 장치.Axis robot system based on the registered diagnostic PCB information, and the probe is moved to the diagnosis area of the set range by the first-order An endoscopic camera that photographs a diagnostic area when moved;
Calculating a center point of a probe pin and a center point of an IC pin to be moved by using an image processing and a center of gravity (COG) algorithm, which are received and loaded through an endoscopic camera; And a pixel diagnostic controller for performing a pixel calculation to align the center point of the probe pin with the center point of the IC pin based on the center point of the IC pin when the center point calculation of the IC pin to be moved is performed,
The probe is first moved to the diagnostic region of the set range based on the registered diagnostic PCB information, and after the first movement of the probe, the diagnostic area is photographed in the endoscope camera, and the PCB diagnosis control unit calculates the PIN position information And a three-axis robot system that moves the probe secondarily based on the PIN position information calculated by the ground PCB diagnostic control unit and aligns and contacts the probe at the center point of the PIN to perform the PCB deterioration diagnosis,
The PCB diagnosis control unit determines whether the template is retained in order to calculate the position information through the obtained image processing. If the template is not retained, the PCB diagnosis control unit designates and stores the template, performs the stored template or designated template matching, And performs the position calculation by extracting the center point through labeling. The PCB diagnostic apparatus using the PIN detection based on the vision system.
3축 로봇 시스템을 구동하기 위한 모터 드라이브 보드를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 비젼 시스템 기반의 PIN 검출을 이용하는 PCB 진단 장치.2. The three-axis robot according to claim 1, further comprising: a communication converter for transmitting position information to the control drive of the three-axis robot using the position information calculated by the PCB diagnostic controller;
Further comprising a motor drive board for driving the three-axis robot system.
IC 핀의 중심점을 기준으로 탐침자 핀의 중심점을 IC 핀의 중심점과 정렬되도록 하고, z축 이동을 하여 IC 핀의 중심점과 탐침자 핀의 중심점을 접촉하여 진단이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 비젼 시스템 기반의 PIN 검출을 이용하는 PCB 진단 장치.2. The method of claim 1, wherein a probe pin contacting the IC pin of the PCB to be diagnosed is formed in the jig of the probe, and when the center point of the probe pin and the center point of the IC pin to be moved are calculated in the PCB diagnostic control unit,
The center point of the IC pin is aligned with the center point of the IC pin with respect to the center point of the IC pin and the z axis is moved to bring the center point of the IC pin into contact with the center point of the probe pin, PCB diagnostic system using system based PIN detection.
1차 이동이 완료되면 IC 핀의 중심점 및 탐침자 핀의 중심점 산출을 위한 영상 촬영이 가능한 위치에 독립적으로 설치되는 내시경 카메라로 영상 촬영하여 PCB 진단 제어부로 전송하는 단계;
PCB 진단 제어부에서 내시경 카메라를 통하여 획득한 영상을 전송받아 탑재된 영상 처리 및 COG(Center Of Gravity) 프로그램을 실행하여 탐침자 핀의 중심점 및 이동해야 할 IC 핀의 중심점을 계산하는 과정과, 탐침자 핀의 중심점 및 이동해야 할 IC 핀의 중심점 계산이 이루어지면 IC 핀의 중심점을 기준으로 탐침자 핀의 중심점을 IC 핀의 중심점과 정렬되도록 하기 위한 픽셀 계산을 하는 과정을 수행하여 PIN 위치 산출을 하는 단계;
산출된 PIN 위치 정보를 기준으로 3축 로봇 시스템을 구동하여 탐침자를 2차 이동시키고, PIN의 중심점에 탐침자 핀의 중심점을 정렬 및 접촉하여 PCB 열화 진단을 수행하는 단계;를 포함하고,
PCB 진단 제어부에 탑재된 영상 처리 및 COG(Center Of Gravity) 프로그램을 실행하여 PIN 위치 산출을 하는 단계에서 PIN 위치 산출을 위하여, 내시경 카메라로 영상 촬영하여 PCB 진단 제어부로 전송하면, PCB 진단 제어부에서 템플릿 보유 여부를 판단하는 단계와,템플릿을 보유하지 않은 경우에는 템플릿을 지정하여 저장하는 단계와,보유한 템플릿 또는 지정된 템플릿 매칭을 수행하는 단계와,데이터 이진화 과정을 수행하고 사각형 검출을 수행하는 단계와,라벨링을 통해 중심점을 추출하고 위치계산을 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비젼 시스템 기반의 PIN 검출을 이용하는 PCB 진단 방법.Driving the three-axis robot system on the basis of the registered PCB information to be diagnosed, and moving the probe to the diagnostic region of the set range first;
Capturing an image of the center point of the IC pin and an endoscope camera independently provided at a position where imaging is possible for calculating the center point of the probe pin when the primary movement is completed, and transmitting the image to the PCB diagnostic controller;
Calculating a center point of a probe pin and a center point of an IC pin to be moved by executing a mounted image processing and a COG (Center Of Gravity) program by receiving an image acquired from the PCB diagnostic control unit through an endoscope camera; When the center point of the pin and the center point of the IC pin to be moved are calculated, a pixel calculation is performed to align the center point of the probe pin with the center point of the IC pin based on the center point of the IC pin, step;
Driving the three-axis robot system based on the calculated PIN position information to move the probe secondarily and aligning and contacting the center point of the probe pin with the central point of the PIN to perform the PCB deterioration diagnosis,
In the step of calculating the PIN position by executing the image processing and the COG (Center Of Gravity) program mounted on the PCB diagnosis control unit, the image is photographed by the endoscope camera for calculating the PIN position, and transmitted to the PCB diagnosis control unit. Determining whether the template is stored in the template storing step; designating and storing a template when the template is not stored; performing a template or a specified template matching; performing a data binarizing process and performing a rectangular detection; Extracting a center point through labeling, and performing position calculation.
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