分析高速在线pcb焊接质量检测系统.pdf

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1、蕾tt1r第3期机械设计与制造设，计●●与量计、算、●。2010年3月MachineryDesign&Manufacture文章编号：1001—3997(2010)03—0001—02高速在线PCB焊接质量检测系统：}：章宇庆刘学平戎国林(清华大学深圳研究生院，深圳518055)Thedesignofhigh-speedPCBweIding—qualitydetectionsystemZHANGYu—qing，LIUXue-ping，RONGGuo-linf(GraduateSchoolatShenzhen，TsinghuaUnivers

2、ity，Shenzhen518055，China)◆00●00◆10●0c◆00◆c0●00●00◆0：◆00◆00◆00◆00◆00◆00●00●CC◆00◆07●00◆00◆00◆00◆00◆c◆O(J●：：◆00◆CO◆0◆00◆00●00◆00◆c0◆00◆c0◆0：◆00●：【摘要】研究了线路板检测系统的工作原理，并分别进行了硬件结构和软件系统设计。所设计的硬4?件系统主要由光学成像模块、图像采集模块、电机控制模块构成。在PCB板图像处理过程中，提出一种灰：度投影粗定位和Hough变换相结合的方法，实现PCB的快速定位。实验结果

3、表明，该系统可以在线快速：地检测PCB板的焊接质量。：：关键词：AOI；图像定位；Hough变换i【Abstract】BasedontheresearchonautomatedopticalinspectionsysteminPCBweldingqualityin一：ispection，￡designofhardwareandsoftwareweredeveloped．ThehardwareconsistsofImageacquisition；；subsystem、Opticalimagingsubsystem、electromotorc

4、ontrolsubsystem．CombineHoughtransformwitha：jgray-scaleprojectionmethod，achievethePCBholelocationdetection，whichhas0characteristicofhigh；0j；precisionandhighspeed．：；Keywords：AOI；Imageorientation；Houghtransform；●00●00◆00◆00◆00◆00●00●00◆00●CO●00◆00◆00◆00●00◆00◆0◆00●c0●：0●00●0

5、：◆00◆00◆00●00◆00◆00●00●：●00◆c0◆00●00◆0◆

6、10●00◆0●00◆中图分类号：TH12文献标识码：A自动化、智能化，并能实现高速化。1日IJ舌系统工作过程如下：伺服电机带动工作台运动，把PCB传输我国集成电路产量每年以42．38％的速度快速增长，PCB加到自动视觉检测工位，待检测PCB图像由工业相机获取后，通过工的市场规模相应迅速扩大。特别是近几年，PCB板加工产业加速向中国转移l】I。IEEE1394接口存储到工控机，系统对采集的图像进行预处理和拼接，应用灰度投影粗定位和Hough变换相结合的方法实现

7、PCB的检测最早采用人工目测方式，随着高密度电路布线和PCB定位点检测，调整PCB板的位置和角度，最后对采集到的高产量的要求，人工目测方式不能满足可靠性的要求，而AOI(自PCB图像和模板进行匹配，实现最终的缺陷检测目的。动光学检测)则可满足在生产线上对PCB全面检测的要求。AOI不仅能检查人工目测无法查出的缺陷，还可以检测在线测试中针3AOI系统硬件设计床无法接触到的元器件和焊接点，提高错误的检出率12～。AOI还视觉定位系统硬件主要包括光源、光学镜头、CCD相机、伺能对生产过程中各工序的工作质量以及出现缺陷的类型等情况服电机、工作台、

8、工业Pc等，相互之间协调工作构成一个整体，如图1所示进行收集、反馈，供工艺控制人员分析和管理，降低PCB废品率。在AOI的自动检测过程中，准确的定位是非常重要的，在实光源控制系统l‘÷,--,t运动控制卡际生产中，是通过对圆形定位孔的检测实现的。圆形定位孔的常0见检测方法包括：曲线拟合、模板匹配和Hough变换等。曲线拟工业相机l‘÷÷xY工作台伺服系统工控机合和模板匹配对摄取的图像质量要求较高，在待检测的圆出现断图像处理系统l‘÷÷输入(键盘，鼠标)弧、噪声等情况下，检测效果就难以保证。Hough变换精度高、抗噪能力强，能够满足要求，但

9、是存在计算量大、占用内存多等缺人机界面l陷，在速度上难以满足要求。图1AOI系统结构图为此，提出一种灰度投影粗定位和Hough变换相结合的方法，Fig．1AOIsystemstructure同