三维锡膏测厚仪关键算法研究#

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1、中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn三维锡膏测厚仪关键算法研究#师雪超1，孙振忠2**（1.华南理工大学机械与汽车工程学院，广州510641；51015202530352.东莞理工学院机械工程学院，广东东莞523808）摘要：针对SMT工艺中焊膏印刷缺陷率较高，开发了三维锡膏测厚仪。基于激光三角测量法，光学模组采集PCB板图像，进行灰度变换、图像滤波等预处理，然后通过自适应P参数法计算图像中激光中心线。采集相机视场(FieldofRegion,FOV)内非焊盘区域点来拟合平面，建立了动态视场

2、基准面。实验结果表明，使用文中提出的方法，三维锡膏测厚系统的测量能力强，测量精度较高。关键词：三维锡膏测厚仪；自适应P参数法；动态FOV基准面中图分类号：TP23Studyonkeyalgorithmof3dSolderPasteInspectorShiXuechao1,SunZhenzhong2(1.SchoolofMechanicalandAutomotiveEngineering,SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510641;2.InstituteofMechan

3、icalEngineering,DongguanUniversityofTechnology,Dongguan523808)Abstract:BecauseofhighdefectrateofstencilprintinginSurfaceMountingTechnology,thesolderpasteinspectorisresearched.Basedonlasertriangulationmethod,printedcircuitboardimageisacquiredbyopticalmoduleandcarr

4、iedoutgray-scaletransformationandimagepreprocessing.ThecoordinatesoflasercentrallinearecalculatedbyadaptivePparametersmethod.Thedynamicreferenceplanewhichsizewasfieldofviewwasestablishedbyfittingcoordinatesofnon-padregionalpoints.Experimentalresultsindicatethatth

5、eproposedalgorithmhasstrongermeasurementabilityandhighermeasurementprecision.Keywords:3dsolderpasteinspector；adaptivePparametersmethod；dynamicFOVreferenceplane0引言针对SMT印刷过程中PCB板锡膏的缺陷的自动光学测量设备——三维锡膏测厚仪(3DSolderPasteInspector，3D-SPI)，可测量锡膏厚度、锡膏面积、锡膏体积等，检测少锡、多锡、锡膏联桥、

6、锡膏拉尖等缺陷。目前，3D-SPI系统多采用激光三角测量[1]和莫尔条纹三角测量法[2,3]，由于焊膏和印刷电路板（PrintedCircuitBoard，PCB）面厚度不一致，投射在PCB电路板上的激光或摩尔条纹被调制，通过提取被调制的激光或条纹信息来映射焊膏厚度[4]。作为3D-SPI系统算法的核心，激光中心线坐标提取和基准面拟合算法对测量结果有较大影响。文献[5]提出了灰度重心法和灰度上下跳点法提取激光中心线。本文基于激光三角测量法，提出了自适应P参数法和动态视场(FieldofRegion,FOV)基准面。13D

7、-SPI算法原理3D-SPI系统是由光学模组采集PCB板图像，基于图像处理方法和三维轮廓测量原理计基金项目：东莞市科技计划（200910814034）；科技型中小企业技术创新基金项目（09C26214402123）作者简介：师雪超，男，华南理工大学硕士研究生。研究方向：图像处理，机器视觉通信联系人：孙振忠（1969-），男，教授，主要从事材料冲压成型，泡沫三明治板等方面的研究.E-mail:sunzhzh@tom.com-1-中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn404550算焊膏的三维信息，

8、通过线性运动模组的移动，光学模组可以采集到PCB电路板各点的影像，选取合适的基准面，计算待测锡膏的三维轮廓信息。通常在3D-SPI系统测量过程中，首先将PCB板放置于托板，托板一侧固定，一侧滑动，如图1所示。基准面是焊膏厚度的测量依据，通常采用PCB绿油面或铜箔面和手动画基准框等方法确定基准面，但固定基准面、基准框偏