基于机器视觉的PCB板缺陷自动检测系统

摘要

本发明提供基于机器视觉的PCB板缺陷自动检测系统，涉及PCB板检测技术领域。该基于机器视觉的PCB板缺陷自动检测系统，包括摄像模块、上下料模块，补光模块和图像处理模块，所述步骤为：待检测的PCB板通过上下料模块进入检测区域，再通过检测区域的定位传感器进行定位，当定位传感器定位到待检测的PCB板达到对应位置时，补光模块开启，对PCB板进行补光，同时摄像模块对PCB板进行摄像处理，录入多幅PCB板的局部图像，摄像模块录入PCB板的图像时，同步将图像数据上传至图像处理模块。本发明通过对多个局部区域的图像进行独立检测，可直接确定不合格的区域位置，有利于进行数据统计确定是否为生产线的问题，便于生产线的维护，提高了本发明的实用性。

说明书

技术领域

本发明涉及PCB板检测技术领域，具体为基于机器视觉的PCB板缺陷自动检测系统。

背景技术

印制电路板{Pr i nted c i rcu i t boards}，又称印刷电路板，是电子元器件电气连接的提供者。印制电路板多用“PCB”来表示，而不能称其为“PCB板”。它的发展已有100多年的历史了；它的设计主要是版图设计；采用电路板的主要优点是大大减少布线和装配的差错，提高了自动化水平和生产劳动率。按照线路板层数可分为单面板、双面板、四层板、六层板以及其他多层线路板。由于印刷电路板并非一般终端产品，因此在名称的定义上略为混乱，例如：个人电脑用的母板，称为主板，而不能直接称为电路板，虽然主机板中有电路板的存在，但是并不相同，因此评估产业时两者有关却不能说相同。再譬如：因为有集成电路零件装载在电路板上，因而新闻媒体称他为I C板，但实质上他也不等同于印刷电路板。我们通常说的印刷电路板是指裸板-即没有上元器件的电路板。

随着电子行业芯片的集成度增强，贴装密度高，电路引线细，对印刷机的印刷精度提出新的挑战，使得对目前PCB板的结构和加工提出新的要求。PCB缺陷检测是PCB加工或装配过程中必经的检测流程。早期缺陷检测工序主要是靠人工目检来完成，但是由于操作员视觉终究存在一些局限性，很容易发生漏检和误检，检测效率不高。随着PCB生产制造技术的不断发展，大型化，高密度化以及高精度化成为PCB的发展趋势，针对此类PCB的缺陷，人工目检更加困难的，甚至是无法实现。为了能够满足高技术要求的检测要求，及时发现PCB在焊接过程中存在的缺陷，采用机器视觉技术实现PCB缺陷的检测已经成为当前PCB缺陷检测的主体发展方向，其中大多数是通过比较被检测图形与标准图像来实现识别PCB缺陷。但是，由于此种检测方法只能识别是否存在缺陷，而无法确定缺陷的类别和位置，且检测效率较低。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了基于机器视觉的PCB板缺陷自动检测系统，解决了现有的检测方法只能识别是否存在缺陷，而无法确定缺陷的类别和位置，且检测效率较低的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：基于机器视觉的PCB板缺陷自动检测系统，包括摄像模块、上下料模块，补光模块和图像处理模块，所述步骤为：

S1.待检测的PCB板通过上下料模块进入检测区域，再通过检测区域的定位传感器进行定位；

S2.当定位传感器定位到待检测的PCB板达到对应位置时，补光模块开启，对PCB板进行补光，同时摄像模块对PCB板进行摄像处理，录入多幅PCB板的局部图像；

S3.摄像模块录入PCB板的图像时，同步将图像数据上传至图像处理模块；

S4.通过图像处理模块将上传的多幅图像数进行数据处理，利用多线程处理模式分别将待检测的PCB板的多幅局部图像与完好的PCB板的局部图像同步进行对比，检测出该局部区域的质量是否合格；

S5.当检测出PCB板合格时，通过上下料模块将PCB板移出检测区域，同时将下一个PCB板送至检测区域进行下一次检测工作；

S6.当检测出PCB板不合格时，将通过上下料模块将PCB板移出流水线，并利用中控主机将不合格区域的图像进行保存，同时记录该区域的位置数据和时间数据；

S7.当在一个批次内检测出同一区域的错误次数达到规定阈值时，中控主机发出警告，提示质检员检查情况。

优选的，所述摄像模块为多个阵列排列的CCD摄像头。

优选的，所述补光模块为设置在多个CCD摄像头之间的多个LED灯组合形成的无影灯。

优选的，所述摄像模块的多个CCD摄像头的拍摄范围的边缘均相互重叠。

(三)有益效果

本发明提供了基于机器视觉的PCB板缺陷自动检测系统。具备以下有益效果：

1、本发明通过设置多摄像头的摄像模块将PCB板的整体图像分为多个局部区域的图像，图像处理模块通过多线程对多个局部区域的图像同步进行检测，可提高数据处理的速度，提高检测效率，加强了本发明的实用性。

2、本发明通过对多个局部区域的图像进行独立检测，可直接确定不合格的区域位置，有利于进行数据统计确定是否为生产线的问题，便于生产线的维护，提高了本发明的实用性。

3、本发明的补光模块通过多个LED灯形成的无影灯，避免阴影可能对检测造成的干扰，提高了检测精度，加强了本发明的实用性。

4、本发明可在一个批次内检测出多次重复性错误后，及时对质检员进行警告提示，可及时发现可能的生产线问题，便于生产线的及时矫正维护，提高了生产良品率，加强了本发明的实用性。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

本发明实施例提供基于机器视觉的PCB板缺陷自动检测系统，包括摄像模块、上下料模块，补光模块和图像处理模块，步骤为：

S1.待检测的PCB板通过上下料模块进入检测区域，再通过检测区域的定位传感器进行定位；

S2.当定位传感器定位到待检测的PCB板达到对应位置时，补光模块开启，对PCB板进行补光，同时摄像模块对PCB板进行摄像处理，录入多幅PCB板的局部图像；

S3.摄像模块录入PCB板的图像时，同步将图像数据上传至图像处理模块；

S4.通过图像处理模块将上传的多幅图像数进行数据处理，利用多线程处理模式分别将待检测的PCB板的多幅局部图像与完好的PCB板的局部图像同步进行对比，检测出该局部区域的质量是否合格，通过多线程对多个局部区域的图像同步进行的检测，可提高数据处理的速度，提高检测效率，加强了本发明的实用性；

S5.当检测出PCB板合格时，通过上下料模块将PCB板移出检测区域，同时将下一个PCB板送至检测区域进行下一次检测工作。

摄像模块为多个阵列排列的CCD摄像头，将PCB板的整体图像分为多个局部区域的图像，补光模块为设置在多个CCD摄像头之间的多个LED灯组合形成的无影灯，通过多个LED灯形成的无影灯，避免阴影可能对检测造成的干扰，提高了检测精度，加强了本发明的实用性，摄像模块的多个CCD摄像头的拍摄范围的边缘均相互重叠，防止拍摄区域产生间隙影响检测效果。

实施例二：

本实施例与实施例一的不同之处在于：基于机器视觉的PCB板缺陷自动检测系统，包括摄像模块、上下料模块，补光模块和图像处理模块，步骤为：

S1.待检测的PCB板通过上下料模块进入检测区域，再通过检测区域的定位传感器进行定位；

S2.当定位传感器定位到待检测的PCB板达到对应位置时，补光模块开启，对PCB板进行补光，同时摄像模块对PCB板进行摄像处理，录入多幅PCB板的局部图像；

S3.摄像模块录入PCB板的图像时，同步将图像数据上传至图像处理模块；

S4.通过图像处理模块将上传的多幅图像数进行数据处理，利用多线程处理模式分别将待检测的PCB板的多幅局部图像与完好的PCB板的局部图像同步进行对比，检测出该局部区域的质量是否合格，通过多线程对多个局部区域的图像同步进行的检测，可提高数据处理的速度，提高检测效率，加强了本发明的实用性；

S5.当检测出PCB板不合格时，将通过上下料模块将PCB板移出流水线，并利用中控主机将不合格区域的图像进行保存，同时记录该区域的位置数据和时间数据；

S6.当在一个批次内检测出同一区域的错误次数达到规定阈值时，中控主机发出警告，提示质检员检查情况，可及时发现可能的生产线问题，便于生产线的及时矫正维护，提高了生产良品率，加强了本发明的实用性。

摄像模块为多个阵列排列的CCD摄像头，将PCB板的整体图像分为多个局部区域的图像，补光模块为设置在多个CCD摄像头之间的多个LED灯组合形成的无影灯，通过多个LED灯形成的无影灯，避免阴影可能对检测造成的干扰，提高了检测精度，加强了本发明的实用性，摄像模块的多个CCD摄像头的拍摄范围的边缘均相互重叠，防止拍摄区域产生间隙影响检测效果。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。