PCB缺陷智能检测系统的研究.doc

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1、PCB缺陷智能检测系统的研究当今世界正在向信息化时代迈进，信息已经成为社会经济发展的"血液"和"润滑剂"；现代信息技术产业的不断渗透，改变着人们的日常生活和工作，使信息产业正逐步成为全球最大的产业之一。而PCB板作为信息化技术的载体，正发挥着越来越重要的作用。因此，如何获取高质量的PCB板已成为电子制造行业非常重视的核心问题。随着机器视觉、数字图像处理、模式识别和智能机器人等技术的快速发展，人们对产品的性能和质量有着更高的要求。由于人眼检测远远不能够满足工业生产的需求，因此利用机器视觉代替人眼来进行全自动的产品质量检测和工艺验证

2、已变成工业发展的趋势。经济的快速发展促使人工成本的不断增长，为谋求利益最大化，越来越多的厂商广泛应用视觉检测装置。因为与人工检测相比，视觉检测的优势是显而易见的。它不仅可以降低成本，保证产品的质量，而且还能提高生成效率。因此，在现代自动化生产过程中，人们将机器视觉系统广泛地用于工业领域，为产品的质量控制和系统的可靠稳定运行提供重要技术保障。本文研究的PCB智能视觉检测系统就是机器视觉在工业检测中的一个典型应用。1.智能检测技术概述检测技术及检测系统经历了由机械仪表到光学仪表、电动量仪、自动化检测系统及智能仪器的发展历程，如图1所

3、示。随着人工智能原理及技术的发展，人工神经网络技术、专家系统、模式识别技术等在检测中的应用，更进一步促进了检测智能化的进程，成为21世纪检测技术的发展方向。图1.检测技术的发展历程一般来说，“智能”是指一种能随外界条件的变化，确定正确行动的能力。也就是说智能是随外界条件的变化正确地进行分析判断和决策的能力。智能检测包括两方面的含义：一方面，在传统检测控制的基础上，引入人工智能的方法，实现智能检测控制，提高传统检测控制系统的性能；另一方面，利用人工智能的思想构成新型的检测控制系统。智能检测系统是以微型计算机、微处理器为核心的数据采

4、集系统与传感器相结合，以检测和智能化处理为目的的系统。不同的检测应用对智能化水平的要求不相同，片面追求高智能化通常会增加不必要的系统开发成本与维护费用。检测智能化的方法大致可以分为两类：一类是传感信号处理方法；另一类是以知识为基础的决策处理方法。典型的智能检测系统经常是两种方法或子系统的混合。智能检测系统的典型框图如图2所示。由图可知，所谓智能检测，应当包含测量，检验，故障诊断，信息处理和决策输出等多种内容，具有比传统的“测量”远远丰富的范畴，是检测设备模仿人类专家信息综合处理能力的结晶。系统中，敏感元件主要是传感器，它在智能检

5、测系统中的作用是将各种非电量信号转换成电信号，实现系统对测量对象的识别。因此，传感器是智能检测系统的主要信息来源，其性能决定了智能检测系统的检测性能。传感信号处理系统以传感信号调理为主，主要通过硬件和少量软件实现。知识处理系统主要利用显式及隐式存储知识及数据，通过各种人工智能的方法实现环境识别处理和信息融合。图2智能检测系统典型框图在检测技术领域，智能化检测一般可以分为三个层次，即初级智能化、中级智能化以及高级智能化。（1）初级智能化初级智能化只是把微处理器或微型计算机与传统的检测方法结合起来。它的主要特征是：实现数据的自动采集

6、、存储与记录；利用计算机的数据处理功能进行简单的测量数据的处理，例如，被测量的单位换算和传感器的非线性补偿；利用多次测量和平均化处理消除随机杆扰，提高测量精度；采用按键式面板通过按键输入各种常数及控制信息。（2）中级智能化中级智能化是检测系统或仪器具有部分自治功能。它除了具有初级智能化的功能外，还具有自校正、自补偿、自动量程切换、自诊断、自学习功能；具有自动进行指标判断、逻辑操作、极限控制及程序控制的功能。目前大部分智能仪器或智能检测系统属于这一类。（3）高级智能化高级智能化是检测技术与人工智能原理相结合，利用人工智能的原理和方

7、法改善传统的检测方法。其主要特征为具有知识处理功能。利用领域知识和经验知识通过人工神经网络技术和专家系统解决检测中的问题，具有特征提取、自动识别、冲突消解和决策的能力；有多维检测和数据融合功能，可实现检测系统的高精度集成并通过环境因素补偿提高检测精度；具有“变尺度窗口”；通过动态过程参数预测，可自动实时调整增益与偏置量，实现自适应检测；具有网络通信和远程控制功能，可实现分布式测量与控制；具有视觉、听觉等高级检测功能。2.智能检测控制技术应用智能检测控制技术是为了适应自动控制的发展，将人工智能理论与技术运用到自动控制中而发展起来的

8、一门新兴技术，其应用领域非常广泛，下面列举它在某些领域的工程应用情况。(1)在工业生产领域的应用①.生产运行数据采集和控制生产运行数据采集和控制的主要任务是对生产设备运行情况进行监视和数据采集。系统与运行数据采集终端相接，一方面承担数据的直接采集和控制任务，另一