TW202109353A

TW202109353A - 基於上下鉆孔電路板之孔位檢測方法及檢測設備

Info

Publication number: TW202109353A
Application number: TW109129512A
Authority: TW
Inventors: 胡冰峰; 張志軍; 陳朋飛; 郭勇祥; 楊紅軍
Original assignee: 大陸商蘇州康代智能科技股份有限公司
Priority date: 2019-08-30
Filing date: 2020-08-28
Publication date: 2021-03-01
Also published as: TWI747464B; CN110567369A; WO2021036056A1; CN110567369B

Abstract

基於上下鉆孔電路板之孔位檢測方法及檢測設備，從上下鉆孔之偏移度和孔深度判斷孔位是否合格，檢測設備為電路板成像提供上下光源補光環境，利用電路板之正面成像信息，判斷孔位是否貫穿、偏移度是否合格、孔位深度是否合格。本發明全面檢測電路板之孔位質量，利用本發明之檢測方法，即使在頂孔或底孔發生鉆孔傾斜或者頂孔與底孔之鉆孔深度不一致之情況，同樣能夠準確地測量電路板之孔位質量。

Description

基於上下鉆孔電路板之孔位檢測方法及檢測設備

本發明涉及電路板孔位檢測領域，尤其涉及一終基於上下鉆孔電路板之孔位檢測方法及檢測設備。

現如今在高度發展之電子工業時代，印刷電路板（Printed Circuit Board，簡稱PCB）已成為計算機、電子通信等產品上必不可缺之重要部件之一。PCB鉆孔是印刷電路板中比較靠前之一道工序，鉆孔之質量好壞直接影響到PCB板後續之幾十道工序，因此如何控制好鉆孔質量是現在PCB電子廠商重點關註點。

現有PCB鉆孔主要分為機械式鉆孔以及激光鉆孔，由於PCB電路板要求精度越來越高，且厚度越來越薄，現有高精度之PCB電路板主要使用激光鉆孔，其主要分為通孔、盲孔等，為了得到更好之孔徑要求，在加工通孔時需要從上下兩面分別使用激光鉆孔，由於無法確保上下鉆之孔完全正對，會出現上面孔與下面孔偏移之現象，當上下孔之間之偏移量超過可接受範圍時，該PCB電路板就需要檢修或者報廢處理。

公開號為CN106257232B，名稱為印刷電路板之孔位信息之檢測方法及檢測設備之專利文獻中提及了一種可以檢測上下孔位偏移量之方法，如圖7所示，但是該方法僅適用於上面孔完全垂直於PCB電路板且頂孔與底孔深度一致（各占電路板厚度之二分之一）之情況，一旦所述上面孔或者下面孔發生鉆孔傾斜（同一個錐形孔之上圓周和下圓周非同心設置）或者頂孔與底孔鉆孔深度不一致時（如圖4和圖5所示），計算結果會出現偏差，從而影響對頂部孔和底部孔之間真實偏移量之判斷。事實上，很難確保上下鉆孔深度完全一致，而這一定會影響以上這個現有技術中孔位信息檢測精度：以圖4和圖5中同軸孔為例，按照該現有技術中之檢測方法可以得到第一孔及所述第二孔之孔位偏移量d之孔位信息：d＝D1–(2*D13S)–D3，其結果是不為零（圖4中為大於0，圖5中為小於0），而實際上，圖4和圖5中頂孔和底孔之圓心是同軸，即偏移量實際為0，因此，現有技術中缺少一種精準檢測孔位合格與否之方法和設備。

為瞭解決現有技術之問題，本發明提供了一種基於上下鉆孔電路板之孔位檢測方法及檢測設備，無論頂部孔或者底部孔是否發生鉆孔傾斜，均可以確保頂部孔和底部孔之間偏移量之檢測精度，所述技術方案如下：

一方面，本發明提供了一種基於上下鉆孔電路板之孔位檢測方法，用於對完成上下鉆孔之目標電路板進行孔位偏移檢測，所述孔位檢測方法包括以下步驟：

步驟S11、在補光狀態下，獲取目標電路板之正面圖像；

步驟S12、對所述正面圖像進行分析，若所述正面圖像中包括兩個圓，則執行步驟S13；若所述正面圖像中包括一個完整圓及兩條相交圓弧，則執行步驟S14和步驟S15；若所述正面圖像不滿足上述條件，則判定所述目標電路板之孔位不合格；

步驟S13、計算所述正面圖像中兩個圓之圓心距離，若所述兩個圓之圓心距離小於或等於預設之第一距離閾值，則判定所述目標電路板之孔位對準度合格，否則判定所述目標電路板之孔位不合格；

步驟S14、確定第一圓弧所在圓之第一圓心及第二圓弧所在圓之第二圓心；

步驟S15、若第一圓心與所述完整圓之圓心之間距離及第二圓心與所述完整圓之圓心之間之距離中之較小距離小於或等於預設之第一距離閾值，且其之中之較大距離小於或等於預設之第二距離閾值，其中，所述第一距離閾值小於或等於第二距離閾值，則判定所述目標電路板之孔位對準度合格，否則判定所述目標電路板之孔位不合格。

進一步地，步驟S15中判定所述目標電路板之孔位對準度合格之後還包括：

計算所述第一圓弧所在圓之第一半徑及第二圓弧所在圓之第二半徑，若所述第一半徑與第二半徑中之較小半徑與所述完整圓之半徑之比值大於或等於預設之比例閾值，則所述目標電路板之孔位合格，否則所述目標電路板之孔位不合格。

進一步地，步驟S13中判定所述目標電路板之孔位對準度合格之後還包括：

計算所述兩個圓之半徑，若較小半徑與較大半徑之比值大於或等於預設之比例閾值，則所述目標電路板之孔位合格，否則所述目標電路板之孔位不合格。

進一步地，步驟S14中，在所述第一圓弧和第二圓弧上分別各取至少三個點，通過坐標法或者中垂線法確定第一圓弧所在圓之第一圓心及第二圓弧所在圓之第二圓心。

進一步地，步驟S11中之補光狀態包括：同時打開所述目標電路板上方之上光源及所述目標電路板下方之背光源。

進一步地，根據用於獲取目標電路板正面圖像之攝像參數，得到正面圖像與實際目標電路板之尺寸比例，並根據所述尺寸比例預設置所述第一距離閾值和第二距離閾值或者根據所述尺寸比例將圖像上測量之距離數據轉化為實際電路板上之距離數據。

另一方面，本發明提供了另一種基於上下鉆孔電路板之孔位檢測方法，用於對完成上下鉆孔之目標電路板進行孔位偏移檢測，所述孔位檢測方法包括以下步驟：

步驟S21、在補光狀態下，獲取目標電路板之正面圖像；

步驟S22、對所述正面圖像進行分析，若所述正面圖像中包括兩個圓，則執行步驟S23；若所述正面圖像中包括一個完整圓及兩條相交圓弧，則執行步驟S24和步驟S25；若所述正面圖像不滿足上述條件，則判定所述目標電路板之孔位不合格；

步驟S23、計算所述兩個圓之半徑，若較小半徑與較大半徑之比值大於或等於預設之比例閾值，則判定所述目標電路板之孔位深度合格，否則所述目標電路板之孔位深度不合格；

步驟S24、確定第一圓弧所在圓之第一半徑及第二圓弧所在圓之第二半徑；

步驟S25、若第一半徑與第二半徑中之較小半徑與所述完整圓之半徑之比值大於或等於預設之比例閾值，則判定所述目標電路板之孔位深度合格，否則所述目標電路板之孔位不合格。

進一步地，步驟S25中判定所述目標電路板之孔位深度合格之後還包括：

確定第一圓弧所在圓之第一圓心及第二圓弧所在圓之第二圓心；

若第一圓心與所述完整圓之圓心之間之距離及第二圓心與所述完整圓之圓心之間之距離中之較小距離小於或等於預設之第一距離閾值，且其之中之較大距離小於或等於預設之第二距離閾值，其中，所述第一距離閾值小於或等於第二距離閾值，則判定所述目標電路板之孔位合格，否則判定所述目標電路板之孔位不合格。

進一步地，步驟S23中判定所述目標電路板之孔位深度合格之後還包括：

計算所述正面圖像中兩個圓之圓心距離，若所述兩個圓之圓心距離小於或等於預設之第一距離閾值，則判定所述目標電路板之孔位合格，否則判定所述目標電路板之孔位不合格。

再一方面，本發明提供了一種基於上下鉆孔電路板之孔位檢測設備，包括背光裝置、設置在所述背光裝置上方之多個上光源和圖像採集裝置，所述多個上光源發射之光線在所述背光裝置上進行匯聚，所述圖像採集裝置設置在所述上光源之光線匯聚處之上方；所述背光裝置包括多個受獨立控制之背光板，每個背光板上之背光源能夠獨立打開或者關閉，多個所述背光板拼接設置而形成多種不同尺寸之矩形背光區，所述孔位檢測設備利用如上所述之孔位檢測方法對電路板進行孔位偏移檢測。

本發明具有如下有益效果：

僅需從待檢電路板的上方對其採集圖像，通過圖像算法即可得到上下鉆孔電路板的孔位質量的檢測結果；

既檢測頂孔與底孔之間之偏移度，又檢測孔深度，全面檢測孔位質量；

無論頂孔、底孔是否發生鉆孔傾斜，都能確保孔位質量檢測之準確性；

無論頂孔、底孔之鉆孔深度是否一致，都能確保孔位質量檢測之準確性；

能夠根據PCB板材之大小確定背光板所需打開區域，關閉不需要之背光區光源，節約能源且避免強光對人眼之傷害。

在以下詳細描述中，闡述了許多具體細節以便提供對本發明之透徹理解。然而，本領域技術人員將理解，可以在沒有這些具體細節之情況下實踐本發明。在其他情況下，沒有詳細描述衆所周知之方法，過程和組件，以免模糊本發明。

被視為本發明之主題在說明書之結論部分中被特別指出並清楚地主張權利。然而，當結合附圖一起參閱時，通過參考以下詳細描述可以最佳地理解本發明之組織、操作方法，以及主題、特徵和優點。

應當理解，為了說明之簡單和清楚，圖中所示之元件不一定按比例繪制。例如，為了清楚起見，一些元件之尺寸可能相對於其他元件被放大。

由於本發明之說明性實施例在很大程度上可使用本領域技術人員熟知之電子元件和電路來實施，如上文所述，在認為必要之範圍之外，不會對細節作更大之解釋，以便理解和體會本發明之基本概念，以免混淆或分散本發明之教導。

在電路板上進行鉆孔得到之錐形孔，即越往下鉆，孔下圓周越小。本發明提供之基於上下鉆孔電路板之孔位檢測方法既檢測上下孔之間之偏移度，又檢測上下孔之深度，即即使上下孔為同軸設置，若上孔鉆得很深，下孔鉆得很淺，這樣之孔位也是不合格之；反之，即使上下孔位之深度均為電路板厚度之一半，若兩孔圓心偏移過多，這樣之孔位即為不合格，這樣之電路板需要檢修。

在本發明之一個實施例中，提供了一種基於上下鉆孔電路板之孔位檢測方法，用於對完成上下鉆孔之目標電路板進行孔位偏移檢測，先檢測孔位偏移情況，後檢測孔位深度，參見圖1，所述孔位檢測方法包括以下步驟：

步驟S11、在補光狀態下，獲取目標電路板之正面圖像。

將目標電路板放置在如圖2和圖8所示之孔位檢測設備上，所述孔位檢測設備包括背光裝置1、設置在所述背光裝置1上方之多個上光源2和圖像採集裝置3，所述多個上光源2發射之光線在所述背光裝置1上進行匯聚，所述圖像採集裝置3設置在所述上光源2之光線匯聚處之上方，所述圖像採集裝置3優選為電荷耦合裝置（Charge-Coupled Device，CCD）相機。

如圖9和10所示，所述背光裝置1包括多個受獨立控制之背光板11，每個背光板11上之背光源能夠獨立打開或者關閉，多個所述背光板11拼接設置而形成多種不同尺寸之矩形背光區，使得用戶可以根據實際目標電路板之尺寸靈活選擇打開背光板11之數量，實現節能之目的。

在本發明之一個優選實施例中，所述背光裝置1還包括設置在所述背光板11上之散光層12，所述散光層12托載待檢測之電路板4，如圖8所示，所述散光層12優選為平面度要求達到0.05 mm之光學玻璃層。所述散光層12保證了背光板11出來之光照射在每個被測孔上面之一致性，不會出現黑點、亮點等情況，保證檢測之孔位信息之真實性。

如圖2或圖8所示，所述多個上光源2為線性光源，所述上光源2之個數為三個或者三個以上，所述多個上光源2在所述背光裝置1上之光線入射角度相同（優選地，每個上光源2能夠單獨調節光線之射出方向），所述多個上光源2之光源亮度可調，保證將孔位之信息正確之反饋到CCD相機中。

可選地，所述多個上光源2能夠同步平面移動，和/或所述背光裝置1能夠平面移動，總之，所述上光源2與背光裝置1之間能夠發生相對移動。比如：在檢測之前，將已經鉆好孔之PCB電路板4放置在背光板11（更優選地放置在散光層12）上面，根據PCB電路板4之大小，調節背光源相對應之區域尺寸，並利用壓緊裝置5將待檢測之PCB電路板4壓緊在背光裝置1上面，然後調節移動上光源2或者移動背光裝置1（背光裝置1帶著電路板4一起移動），有可能地還需要調節上光源2與背光裝置1之間之高度距離，直至上光源2發射之光線之匯聚處位於所述壓緊裝置5上對應於電路板4之孔位之區域（若沒有壓緊裝置5，則上光源2發射之光線直接匯聚於所述電路板4之孔位處）。所述壓緊裝置5優選為玻璃，從而不會影響圖像採集裝置3採集圖像。

CCD相機通過採集PCB板上面之孔位之信息後，檢測設備從而可以記錄孔位圖片，並標識出每個孔位之坐標信息，為後續之判定孔之質量做準備。

如上所述，所述多個所述背光板11拼接設置可以形成多種不同尺寸之矩形背光區，其實施方式包括但不限定於以下兩種：

第一種方式：所述背光板11包括一個矩形背光板及一個或多個不同尺寸之L形背光板，如圖9所示，所述矩形背光板與最小尺寸之L形背光板相鄰拼接，所述L形背光板按照尺寸大小相鄰拼接，較小L形背光板之外邊緣與較大L形背光板之內邊緣拼接。

第二種方式：所述背光板11包括一個矩形背光板及一個或多個不同尺寸之回字形背光板，如圖10所示，所述矩形背光板與最小尺寸之回字形背光板之內邊緣相鄰拼接，所述回字形背光板按照尺寸大小相鄰拼接，較小回字形背光板之外邊緣與較大回字形背光板之內邊緣拼接。

即本發明實施例根據待檢測之PCB板材大小，確定背光板所需區域，關閉不需要之背光區光源，結合上光源之照射，能夠確保將孔位信息正確地反饋到圖像採集裝置中，為後續之孔位檢測提供良好之光照環境，以提高孔位質量檢測之準確性。

步驟S12、對所述正面圖像進行分析，若所述正面圖像中包括兩個圓，則執行步驟S13；若所述正面圖像中包括一個完整圓及兩條相交圓弧，如圖6所示，則執行步驟S14和步驟S15；若所述正面圖像不滿足上述條件，則判定所述目標電路板之孔位不合格。

也就是說，目標電路板之孔位合格之必要不充分條件有兩種情況，一種是俯視電路板（即所述正面圖像）可以看到兩個圓，其中，大圓為頂孔之上圓周，小圓可能為頂孔之下圓周，也可能是底孔之上圓周；另一種情況是俯視電路板可以看到一個圓即在這個圓內之兩條弧線，其中，完整之圓為頂孔之上圓周，其中一條弧線為頂孔之下圓周之一部分，另一條弧線為底孔之上圓周之一部分。除此以外之情形，比如盲孔，其成像之正面圖像為一個圓，另一種正面圖像為一個完整圓及一條圓弧之孔都判定為孔位不合格。

步驟S13、計算所述正面圖像中兩個圓之圓心距離，若所述兩個圓之圓心距離小於或等於預設之第一距離閾值，則判定所述目標電路板之孔位對準度合格，否則判定所述目標電路板之孔位不合格。

所述第一距離閾值與下述步驟S15中之第一距離閾值相同，為用於判斷鉆孔是否傾斜即頂孔上邊緣和下邊緣之偏移量之允許範圍。

正如實施例一開始所說，除了判斷孔位對準度，還需要判斷鉆孔深度是否合格，只有孔位對準度與鉆孔深度均合格，才可以判斷電路板之孔位合格，因此，步驟S13中判定所述目標電路板之孔位對準度合格之後還包括：

計算所述兩個圓之半徑，若較小半徑與較大半徑之比值大於或等於預設之比例閾值，則所述目標電路板之孔位合格，否則所述目標電路板之孔位不合格。正如上述，電路板上之鉆孔為錐形孔，如圖4和圖5所示，孔之上下邊緣之圓周大小比例體現了鉆孔之深度，設定一個最低標準（比例閾值），若兩個圓之較小半徑與較大半徑之比值低於這個最低標準，則說明較小半徑過小，即鉆孔過深，孔位深度不合格，即孔位不合格。

步驟S14、在相交之每一條圓弧上分別取至少三個點，以確定第一圓弧所在圓之第一圓心及第二圓弧所在圓之第二圓心。

針對正面圖像中有一個完整圓和兩條弧線之情況，由於兩條弧線相交是頂孔之下圓與底孔之上圓相交之結果，因此，其肯定是貫穿孔，且根據（不在一直線之）三個點可以確定一個圓及其圓心系公知常識，比如，三個點中之點兩兩連成線段，三個線段之中垂線匯交點即為圓心，所述匯交點到三個點中任意一個點之距離即為半徑。或者建立坐標系，得到三個點之坐標，建立二元二次方程組，求取到這三個點之距離相等之坐標點即為圓心，所計算之相等之距離即為半徑。或者，還可以採用已知之最小二乘法（Sun of Least Suqares）或是霍夫變換（Hough Transform），計算出每個弧之所在圓之圓心。

步驟S15、若第一圓心與所述完整圓之圓心之間之距離及第二圓心與所述完整圓之圓心之間之距離中之較小距離小於或等於預設之第一距離閾值，且其之中之較大距離小於或等於預設之第二距離閾值，其中，所述第一距離閾值小於或等於第二距離閾值，則判定所述目標電路板之孔位對準度合格，否則判定所述目標電路板之孔位不合格。

假定完整圓之圓心為C1，所述第一圓弧所在圓之第一圓心為C2，所述第二圓弧所在圓之第二圓心為C3，判斷圓心之間之距離|C2-C1|與|C3-C1|之大小，假如|C2-C1|較小，則判定C2為頂孔之下圓周圓心，而C3為底孔之上圓周圓心。預先設有第一距離閾值和第二距離閾值，其中，所述第一距離閾值小於或等於第二距離閾值，所述第一距離閾值為用於判斷鉆孔是否傾斜即頂孔上邊緣和下邊緣之偏移量之允許範圍，若|C2-C1|=0，則說明鉆孔沒有傾斜，若|C2-C1|超出第一距離閾值，則判定電路板之孔位不合格；所述第二距離閾值為用於判斷頂部孔與底部孔錯位偏移量之允許範圍，若|C3-C1|=0，則說明兩孔沒有偏移，若|C3-C1|超出第二距離閾值，則判定電路板之孔位不合格；只有同時滿足|C2-C1|≤第一距離閾值，且|C3-C1|≤第二距離閾值，則判定電路板之孔位對準度合格。

正如實施例一開始所說，除了判斷孔位對準度，還需要判斷鉆孔深度是否合格，只有孔位對準度與鉆孔深度均合格，才可以判斷電路板之孔位合格，因此，步驟S15中判定所述目標電路板之孔位對準度合格之後還包括：

以上距離數值都需要進行轉化，具體地，根據用於獲取目標電路板正面圖像之攝像參數，得到正面圖像與實際目標電路板之尺寸比例，並根據所述尺寸比例預設置所述第一距離閾值和第二距離閾值或者根據所述尺寸比例將圖像上測量之距離數據轉化為實際電路板上之距離數據。即比如正面圖像與實際目標電路板之尺寸比例為N:1，一種轉化方式是將圖像上測量得到之距離數據（除以N）轉化為實際電路板上之距離數據，然後和實際標準閾值比較，另一種轉化方式就是將實際標準閾值（乘以N）轉化為與圖象上測量得到之距離數據作比較之閾值。

在本發明之另一個實施例中，本發明提供了另一種基於上下鉆孔電路板之孔位檢測方法，用於對完成上下鉆孔之目標電路板進行孔位偏移檢測，先檢測孔位偏移情況，後檢測孔位深度，參見圖3，所述孔位檢測方法包括以下步驟：

步驟S21、在補光狀態下，獲取目標電路板之正面圖像。

將目標電路板放置在如圖2所示之孔位檢測設備上，所述孔位檢測設備包括背光板1、設置在所述背光板1上方之上光源2和圖像採集裝置3，所述上光源2為對稱設置結構，所述圖像採集裝置3設置在背光板1上方且在所述上光源2之對稱軸線處，將所述目標電路板放置在背光板1上，同時打開上光源2和背光板1，優選地，在電路板與背光板之間還可以防止一層透明薄板（未圖示），以將背光板1發出之光打散，使得光均勻分佈，確保背光板1發出之光照射在被測孔之一致性，不會出現黑點、亮點情況，確保將孔位之信息準確地反饋到圖像採集裝置3（比如CCD相機）中。

步驟S22、對所述正面圖像進行分析，若所述正面圖像中包括兩個圓，則執行S23；若所述正面圖像中包括一個完整圓及兩條相交圓弧，如圖6所示，則執行S24和S25；若所述正面圖像不滿足上述條件，則判定所述目標電路板之孔位不合格。

也就是說，目標電路板之孔位合格之必要不充分條件有兩種情況，一種是俯視電路板（即所述正面圖像）可以看到兩個圓，其中，大圓為頂孔之上圓周，小圓可能為頂孔之下圓周，也可能是底孔之上圓周；另一種情況是俯視電路板可以看到一個圓即在這個圓內之兩條弧線，其中，完整之圓為頂孔之上圓周，其中一條弧線為頂孔之下圓周之一部分，另一條弧線為底孔之上圓周之一部分。除此以外之情形都判定為孔位不合格之情況，比如正面成像為一個圓之盲孔，以及正面成像為一個完整圓和一條圓弧之孔等等。

步驟S23、計算所述兩個圓之半徑，若較小半徑與較大半徑之比值大於或等於預設之比例閾值，則判定所述目標電路板之孔位深度合格，否則所述目標電路板之孔位不合格。

正如上述，電路板上之鉆孔為錐形孔，如圖4和圖5所示，孔之上下邊緣之圓周大小比例體現了鉆孔之深度，設定一個最低標準（比例閾值），若兩個圓之較小半徑與較大半徑之比值低於這個最低標準，則說明較小半徑過小，即鉆孔過深，孔位深度不合格，即孔位不合格。

正如實施例一開始所說，除了判斷鉆孔深度，還需要判斷孔位對準度是否合格，只有孔位對準度與鉆孔深度均合格，才可以判斷電路板之孔位合格，因此，步驟S23中判定所述目標電路板之孔位深度合格之後還包括：

計算所述正面圖像中兩個圓之圓心距離，若所述兩個圓之圓心距離小於或等於預設之第一距離閾值，則判定所述目標電路板之孔位合格，否則判定所述目標電路板之孔位不合格。此處之所述第一距離閾值與下述步驟S262中之第一距離閾值相同，為用於判斷鉆孔是否傾斜即頂孔上邊緣和下邊緣之偏移量之允許範圍。

步驟S24、在相交之每一條圓弧上分別取至少三個點，以確定第一圓弧所在圓之第一半徑及第二圓弧所在圓之第二半徑。

針對正面圖像中有一個完整圓和兩條弧線之情況，由於兩條弧線相交是頂孔之下圓與底孔之上圓相交之結果，因此，其肯定是貫穿孔，且根據（不在一直線之）三個點可以確定一個圓及其圓心系公知，比如，利用中垂法：三個點中之點兩兩連成線段，三個線段之中垂線匯交點即為圓心，所述匯交點到三個點中任意一個點之距離即為半徑。或者利用坐標法：建立坐標系，得到三個點之坐標，建立二元二次方程組，求取到這三個點之距離相等之坐標點即為圓心，所計算之相等之距離即為半徑。或者，還可以採用已知之最小二乘法（Sun of Least Suqares）或是霍夫變換（Hough Transform），計算出每個弧之所在圓之圓心，隨後計算出第一圓弧所在圓之第一半徑及第二圓弧所在圓之第二半徑。

正如實施例一開始所說，除了判斷鉆孔深度，還需要判斷孔位對準度是否合格，只有孔位對準度與鉆孔深度均合格，才可以判斷電路板之孔位合格，因此，判定所述目標電路板之孔位深度合格之後還包括：

步驟S261、確定第一圓弧所在圓之第一圓心及第二圓弧所在圓之第二圓心；

步驟S262、若第一圓心與所述完整圓之圓心之間之距離及第二圓心與所述完整圓之圓心之間之距離中之較小距離小於或等於預設之第一距離閾值，且其之中之較大距離小於或等於預設之第二距離閾值，其中，所述第一距離閾值小於或等於第二距離閾值，則判定所述目標電路板之孔位合格，否則判定所述目標電路板之孔位不合格。

假定完整圓之圓心為C1，所述第一圓弧所在圓之第一圓心為C2，所述第二圓弧所在圓之第二圓心為C3，判斷圓心之間之距離|C2-C1|與|C3-C1|之大小，其中，|C2-C1|為圓心C1與圓心C2之間之距離，|C3-C1|為圓心C3與圓心C1之間之距離，假如|C2-C1|較小，則判定C2為頂孔之下圓周圓心，而C3為底孔之上圓周圓心。預先設有第一距離閾值和第二距離閾值，其中，所述第一距離閾值小於或等於第二距離閾值，所述第一距離閾值為用於判斷鉆孔是否傾斜即頂孔上邊緣和下邊緣之偏移量之允許範圍，若|C2-C1|=0，則說明鉆孔沒有傾斜，若|C2-C1|超出第一距離閾值，則判定電路板之孔位不合格；所述第二距離閾值為用於判斷頂部孔與底部孔錯位偏移量之允許範圍，若|C3-C1|=0，則說明兩孔沒有偏移，若|C3-C1|超出第二距離閾值，則判定電路板之孔位不合格；只有同時滿足|C2-C1|≤第一距離閾值，且|C3-C1|≤第二距離閾值，則判定電路板之孔位對準度合格。

本發明公開了一種基於上下鉆孔電路板之孔位檢測方法及檢測設備，從上下鉆孔之偏移度和孔深度判斷孔位是否合格，檢測設備為電路板成像提供上下光源補光環境，利用電路板之正面成像信息，判斷孔位是否貫穿、偏移度是否合格、孔位深度是否合格。本發明全面檢測電路板之孔位質量，利用本發明之檢測方法，即使在頂孔或底孔發生鉆孔傾斜之情況下或者頂孔與底孔之鉆孔深度不一致之情況，同樣能夠準確地測量電路板之孔位質量。

此外，本領域技術人員將意識到，上述操作之間之界限僅為示例性。多個操作可以合並為單個操作，單個操作可以分佈於額外操作中，且可在至少部分重疊之時間下執行操作。此外，可選實施例可包括特定操作之多個舉例說明，並且操作順序可在各種其他實施例中變化。

然而，其他修改、變化及替代也是可能之。因此，應在示例性意義上而非限制性意義上看待說明書及附圖。

在權利要求聲明中，置於圓括號之間任何參考符號不應被視為限制請求項。詞語「包括」並不排除那些列在權利要求聲明中之其他元件或步驟之存在。此外，本文所使用之術語「一」或「一個」，被定義為一個或多於一個。除非另有說明，否則諸如「第一」和「第二」之類之術語用於任意區分這些術語所描述之元素。因此，這些術語不一定旨在表示這些元素之時間或其他優先級。在彼此不同之權利要求中敘述某些措施之僅有事實並不表示這些措施之組合不能加以利用。

雖然本文已經說明和描述了本發明之某些特徵，但是本領域普通技術人員現在將想到許多修改、替換、改變和等同物。因此，應該理解，所附權利要求旨在覆蓋落入本發明之真正精神內之所有這些修改和變化。

1:背光裝置 11:背光板 12:散光層 2:上光源 3:圖像採集裝置 4:電路板 5:壓緊裝置 6:菲林板 S11、S12、S13、S14、S15、S21、S22、S23、S24、S25、S261、S262:步驟

被視為本發明之主題在說明書之結論部分中被特別指出並清楚地主張權利。然而，當結合附圖一起參閱時，通過參考以下詳細描述可以最佳地理解本發明之組織、操作方法，以及主題、特徵和優點。圖1是本發明實施例提供之第一種基於上下鉆孔電路板之孔位檢測方法之流程圖；圖2是本發明實施例提供之用於檢測電路板上下鉆孔之孔位檢測設備之結構示意圖；圖3是本發明實施例提供之第二種基於上下鉆孔電路板之孔位檢測方法；圖4是本發明實施例提供之底孔深度大於頂孔深度情況下電路板之剖視圖；圖5是本發明實施例提供之頂孔深度大於底孔深度情況下電路板之剖視圖；圖6是本發明實施例提供之包括一個完整圓與兩條相交弧線之正面圖像示意圖；圖7是現有技術中孔位檢測方法之計算原理圖；圖8是本發明實施例提供之具有散光層之孔位檢測設備之結構示意圖；圖9是本發明實施例提供之具有L形背光板之背光板拼接示意圖；圖10是本發明實施例提供之具有回字形背光板之背光板拼接示意圖。

11:背光板

2:上光源

3:圖像採集裝置

4:電路板

Claims

一種基於上下鉆孔電路板之孔位檢測方法，用於對完成上下鉆孔之目標電路板進行孔位偏移檢測，所述孔位檢測方法包括以下步驟：步驟S11、在補光狀態下，獲取目標電路板之正面圖像；步驟S12、對所述正面圖像進行分析，若所述正面圖像中包括兩個圓，則執行步驟S13；若所述正面圖像中包括一個完整圓及兩條相交圓弧，則執行步驟S14和步驟S15；若所述正面圖像不滿足上述條件，則判定所述目標電路板之孔位不合格；步驟S13、計算所述正面圖像中兩個圓之圓心距離，若所述兩個圓之圓心距離小於或等於預設之第一距離閾值，則判定所述目標電路板之孔位對準度合格，否則判定所述目標電路板之孔位不合格；步驟S14、確定第一圓弧所在圓之第一圓心及第二圓弧所在圓之第二圓心；以及步驟S15、若第一圓心與所述完整圓之圓心之間之距離及第二圓心與所述完整圓之圓心之間之距離中之較小距離小於或等於預設之第一距離閾值，且其之中之較大距離小於或等於預設之第二距離閾值，其中，所述第一距離閾值小於或等於第二距離閾值，則判定所述目標電路板之孔位對準度合格，否則判定所述目標電路板之孔位不合格。
如請求項1之孔位檢測方法，步驟S15中判定所述目標電路板之孔位對準度合格之後還包括：計算所述第一圓弧所在圓之第一半徑及第二圓弧所在圓之第二半徑，若所述第一半徑與第二半徑中之較小半徑與所述完整圓之半徑之比值大於或等於預設之比例閾值，則所述目標電路板之孔位合格，否則所述目標電路板之孔位不合格。
如請求項1之孔位檢測方法，步驟S13中判定所述目標電路板之孔位對準度合格之後還包括：計算所述兩個圓之半徑，若較小半徑與較大半徑之比值大於或等於預設之比例閾值，則所述目標電路板之孔位合格，否則所述目標電路板之孔位不合格。
如請求項1之孔位檢測方法，步驟S14中，在所述第一圓弧和第二圓弧上分別各取至少三個點，通過坐標法或者中垂線法確定第一圓弧所在圓之第一圓心及第二圓弧所在圓之第二圓心。
如請求項1之孔位檢測方法，步驟S11中之所述補光狀態包括：同時打開所述目標電路板上方之上光源及所述目標電路板下方之背光源。
如請求項1之孔位檢測方法，根據用於獲取目標電路板正面圖像之攝像參數，得到正面圖像與實際目標電路板之尺寸比例，並根據所述尺寸比例預設置所述第一距離閾值和第二距離閾值或者根據所述尺寸比例將圖像上測量之距離數據轉化為實際電路板上之距離數據。
一種基於上下鉆孔電路板之孔位檢測方法，用於對完成上下鉆孔之目標電路板進行孔位偏移檢測，所述孔位檢測方法包括以下步驟： S21、在補光狀態下，獲取目標電路板之正面圖像； S22、對所述正面圖像進行分析，若所述正面圖像中包括兩個圓，則執行S23；若所述正面圖像中包括一個完整圓及兩條相交圓弧，則執行S24和S25；若所述正面圖像不滿足上述條件，則判定所述目標電路板之孔位不合格； S23、計算所述兩個圓之半徑，若較小半徑與較大半徑之比值大於或等於預設之比例閾值，則判定所述目標電路板之孔位深度合格，否則所述目標電路板之孔位不合格； S24、確定第一圓弧所在圓之第一半徑及第二圓弧所在圓之第二半徑；以及 S25、若第一半徑與第二半徑中之較小半徑與所述完整圓之半徑之比值大於或等於預設之比例閾值，則判定所述目標電路板之孔位深度合格，否則所述目標電路板之孔位不合格。
如請求項7之孔位檢測方法，步驟S25中判定所述目標電路板之孔位深度合格之後還包括：確定第一圓弧所在圓之第一圓心及第二圓弧所在圓之第二圓心；以及若第一圓心與所述完整圓之圓心之間之距離及第二圓心與所述完整圓之圓心之間之距離中之較小距離小於或等於預設之第一距離閾值，且其之中之較大距離小於或等於預設之第二距離閾值，其中，所述第一距離閾值小於或等於第二距離閾值，則判定所述目標電路板之孔位合格，否則判定所述目標電路板之孔位不合格。
如請求項7之孔位檢測方法，步驟S23中判定所述目標電路板之孔位深度合格之後還包括：計算所述正面圖像中兩個圓之圓心距離，若所述兩個圓之圓心距離小於或等於預設之第一距離閾值，則判定所述目標電路板之孔位合格，否則判定所述目標電路板之孔位不合格。
一種基於上下鉆孔電路板之孔位檢測設備，包括：背光裝置；多個上光源，設置在所述背光裝置（1）上方；以及圖像採集裝置；其中所述多個上光源發射之光線在所述背光裝置上進行匯聚，所述圖像採集裝置設置在所述上光源之光線匯聚處之上方；其中所述背光裝置包括多個受獨立控制之背光板，每個所述背光板上之背光源能夠獨立打開或者關閉，多個所述背光板拼接設置而形成多種不同尺寸之矩形背光區，所述孔位檢測設備利用如請求項1-9中任意一項所述之孔位檢測方法對電路板進行孔位偏移檢測。