基于機器視覺的針腳傾斜缺陷檢測裝置的制造方法
【專利摘要】一種基于機器視覺的針腳傾斜缺陷檢測裝置，包括載物平臺、XYZ線性模組、工業(yè)相機、光源系統(tǒng)和針腳傾斜缺陷檢測器，待檢測電路板放置在載物平臺上，工業(yè)相機安裝在XYZ線性模組的Z軸直線滑臺上，XYZ線性模組安裝在載物平臺的上方，光源系統(tǒng)與工業(yè)相機配合完成對待檢測元器件的圖像采集工作；工業(yè)相機通過數(shù)據(jù)線傳輸給針腳傾斜缺陷檢測器，針腳傾斜缺陷檢測器包括用于采集待檢測電路板圖像的圖像采集模塊，以及用于檢測針腳目標區(qū)域的單個針腳與相鄰針腳的間距，如果間距與正常針腳間距的差值大于預設閾值則判斷該元器件存在傾斜的針腳圖像處理模塊，圖像采集模塊與的針腳圖像處理模塊連接。本實用新型有效適用于多排針器件檢測。
【專利說明】
基于機器視覺的針腳傾斜缺陷檢測裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及電路板針腳傾斜缺陷檢測領域，更具體的說，涉及一種基于機器視覺的電路板針腳傾斜缺陷檢測裝置。
【背景技術】
[0002]隨著當今社會的發(fā)展趨勢，對電子設備的需求不斷的增加，由此而衍生出對快速、高效的生產(chǎn)集成電路的要求。在快速生產(chǎn)集成電路的過程中非常容易因為某些外在的因素而導致元器件的針腳傾斜，若集成電路板上的針腳存在這種缺陷，將會導致產(chǎn)品不能使用或者影響使用壽命，因此，在集成電路的生產(chǎn)過程中，對針腳的傾斜缺陷檢測顯得尤為必要。
[0003]目前企業(yè)在進行電路板元器件的針腳傾斜缺陷檢測主要采用人工目測方式，該方式不僅存在勞動強度大、效率低的問題，而且工作人員在長時間高強度的工作中極容易出現(xiàn)疏漏，從而影響針腳傾斜缺陷檢測的最終結(jié)果。目前也有少許采用數(shù)字圖像處理的方式來取代人工方式進行針腳檢測的方法，但主要還是針對單排或雙排針腳的元器件，從針腳側(cè)面采集圖像，通過圖像處理技術測量針腳的腳間間距、缺腳和歪腳等現(xiàn)象，但這種方式完全無法用于具有多排針腳的電子元器件的針腳檢測。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]為了克服已有電路板元器件的針腳傾斜缺陷檢測方式的無法適用于多排針器件檢測的不足，本實用新型提供一種有效適用于多排針器件檢測的基于機器視覺的針腳傾斜缺陷檢測裝置。
[0005]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0006]—種基于機器視覺的針腳傾斜缺陷檢測裝置，包括載物平臺、XYZ線性模組、工業(yè)相機、光源系統(tǒng)和針腳傾斜缺陷檢測器，待檢測電路板放置在所述載物平臺上，所述工業(yè)相機安裝在所述XYZ線性模組的Z軸直線滑臺上，所述XYZ線性模組安裝在所述載物平臺的上方，所述光源系統(tǒng)與工業(yè)相機配合完成對待檢測元器件的圖像采集工作;所述工業(yè)相機通過數(shù)據(jù)線傳輸給針腳傾斜缺陷檢測器，所述針腳傾斜缺陷檢測器包括用于采集待檢測電路板圖像的圖像采集模塊，以及用于檢測針腳目標區(qū)域的單個針腳與相鄰針腳的間距，如果間距與正常針腳間距的差值大于預設閾值則判斷該元器件存在傾斜的針腳圖像處理模塊，所述圖像采集模塊與所述的針腳圖像處理模塊連接。
[0007]進一步，所述工業(yè)相機與所述光源系統(tǒng)固定在一起，所述光源系統(tǒng)包括分別位于所述工業(yè)相機前后左右四個方向上的四個條形光源。
[0008]再進一步，所述裝置還包括用于快速夾緊待檢測電路板的快速夾具，所述快速夾具安裝在所述載物平臺上。
[0009]更進一步，所述載物平臺有兩個供待檢測電路板放置的槽位。
[0010]所述XYZ線性模組包括X軸直線滑臺、Y軸直線滑臺和Z軸直線滑臺，所述Z軸直線滑臺安裝在X軸直線滑臺上，所述X軸直線滑臺安裝在Y軸直線滑臺上，所述Y軸直線滑臺安裝在所述載物平臺上。
[0011 ]本實用新型的有益效果主要表現(xiàn)在:結(jié)構簡單緊湊，生產(chǎn)成本低，靈活性強，能夠適應多排針腳的元器件針腳傾斜缺陷檢測;本實用新型的工業(yè)相機和光源系統(tǒng)可以在XYZ軸三個方向上靈活移動，實現(xiàn)不同高度位置時待檢測元器件的圖像采集，實現(xiàn)對同一電路板上多個待檢測元器件的單獨檢測。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型所述裝置的結(jié)構示意圖。
[0013]圖2是本實用新型所述裝置的快速夾具結(jié)構示意圖。
[0014]圖3是本實用新型所述裝置的工業(yè)相機和光源系統(tǒng)連接結(jié)構示意圖。
[0015]圖4是本實用新型的處理流程示意圖。
[0016]圖5是針腳傾斜缺陷檢測方法的流程圖。
[0017]圖6是待檢測元器件的目標區(qū)域二值化圖像的示意圖。
[0018]圖7是二值化圖像進行去噪處理的示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步描述。
[0020]參照圖1?圖7，一種基于機器視覺的針腳傾斜缺陷檢測裝置，包括載物平臺1、快速夾具2、XYZ線性模組3、工業(yè)相機4、光源系統(tǒng)和計算機，待檢測元器件放置在所述載物平臺I上，通過所述快速夾具2可以實現(xiàn)待檢測元器件的快速裝夾，所述XYZ線性模組3固定在載物平臺I的上方，所述工業(yè)相機4安裝在所述XYZ線性模組3的Z軸的直線滑臺上，所述光源系統(tǒng)包括分別位于圖3所示所述工業(yè)相機4的1、2、3、4四個位置上的四個條形光源5，所述光源系統(tǒng)與工業(yè)相機4配合完成對待檢測元器件的圖像檢測工作;所述光源系統(tǒng)的四個條形光源5同一時刻僅開啟一個，通過依次打開四個條形光源5并利用工業(yè)相機4進行四次拍攝，并將數(shù)字圖像數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)線傳輸給計算機，最終由計算機采用針腳傾斜檢測程序?qū)?shù)字圖像數(shù)據(jù)進行處理;若四次拍攝中任意一次檢測到存在傾斜針腳則判定待檢測元器件存在缺陷;若四次拍攝中均未檢測到存在傾斜針腳則判定待檢測元器件不存在缺陷。
[0021]所述載物平臺I有兩個槽位，一次工作可以同時裝夾兩塊電路板，將兩塊電路板放置在槽位上，通過所述快速夾具2推動夾緊推板將電路板夾緊固定。
[0022]所述XYZ線性模組3固定在載物平臺I的上方，所述工業(yè)相機4與所述光源系統(tǒng)固定在一起，安裝在所述XYZ線性模組3的Z軸的直線滑臺上，Z軸直線滑臺上電機轉(zhuǎn)動，可以實現(xiàn)工業(yè)相機的上下移動，以采集處于不同高度的待檢測元器件清晰的原始數(shù)據(jù)圖像。所述XYZ線性模組3的X軸直線滑臺上電機轉(zhuǎn)動，可以實現(xiàn)工業(yè)相機的左右移動，Y軸直線滑臺上電機轉(zhuǎn)動，可以實現(xiàn)工業(yè)相機的前后移動，X軸和Y軸電機的聯(lián)動可以實現(xiàn)工業(yè)相機在水平面方向的任意移動，使得所述工業(yè)相機4和光源系統(tǒng)位于待檢測元器件中心的正上方，從而實現(xiàn)電路板上多個待檢測元器件的依次單獨檢測。
[0023]所述光源系統(tǒng)的四個條形光源5以圖3所示1、2、3、4的順序依次打開，配合所述工業(yè)相機4完成待檢測元器件四次圖像的采集。
[0024]所述針腳傾斜檢測器啟動之前，電路板上待檢測元器件的位置、尺寸以及正常針腳間距要輸入程序。電路板上待檢測元器件的位置信息根據(jù)電路板的設計圖可以獲取，尺寸和正常針腳間距通過初始的標定過程獲取。最終可以記錄下待檢測電路板的元器件位置，以及相關位置的元器件尺寸、正常針腳間距信息。
[0025]所述針腳傾斜檢測器的檢測過程包括以下步驟:
[0026]步驟SlOO:接收待檢測元器件的圖像；
[0027]步驟SlOl:根據(jù)已知的待檢測元器件尺寸，獲取電路板上待檢測元器件的目標區(qū)域以及正常針腳間距，預設間距閾值;采用一維最大熵法獲取待檢測元器件的目標區(qū)域二值化圖像，如圖6;
[0028]步驟S102:對步驟SlOl得到的二值化圖像進行去噪處理，將圖像中白色連通區(qū)域面積小于閾值的區(qū)域像素值設置為O，如圖7;
[0029]步驟S103:從左上角的針腳開始，獲取該針腳與右邊相鄰針腳的水平間距，與下邊相鄰針腳的垂直間距。
[0030]步驟S104:判斷步驟103測得的水平間距和垂直間距與正常間距的差值是否均小于預設間距閾值(取正常間距的10%);
[0031]步驟S105:若步驟S104的判斷結(jié)果為否(即判定水平與垂直間距不正常)，判定該元器件存在傾斜針腳;否則執(zhí)行步驟S106;
[0032]步驟S106:判斷是否存在下一針腳，如否則結(jié)束，否則檢測下一針腳，執(zhí)行步驟S103o
[0033]結(jié)合附圖4對本實用新型的處理流程做進一步的詳述:
[0034]1.標定過程獲取電路板上待檢測元器件的位置、尺寸以及正常針腳間距，并將這些信息輸入到所述計算機控制程序。
[0035]2.將待檢測電路板放置在所述載物平臺的固定位置上，使用快速夾具快速夾緊待檢測電路板，啟動程序。
[0036]3.根據(jù)已知的待檢測元器件位置，控制所述工業(yè)相機和光源系統(tǒng)水平移動至第一個待檢測元器件的坐標位置。
[0037]4.如圖3位置I處的條形光源首先打開，配合所述工業(yè)相機采集待檢測元器件的第一張圖像。
[0038]5.計算機程序計數(shù)清零。
[0039]6.所述計算機獲取采集到的圖像。
[0040]7.所述計算機對數(shù)字圖像數(shù)據(jù)進行檢測并輸出相應的檢測結(jié)果，針腳傾斜檢測程序流程參照圖5，計數(shù)加I，輸出檢測結(jié)果。
[0041 ] 8.判斷檢測結(jié)果，檢測結(jié)果為不合格元器件則判定元器件不合格，執(zhí)行第11步，否則執(zhí)行第9步。
[0042]9.判斷計數(shù)是否等于4，判斷結(jié)果為是，則判定元器件合格，執(zhí)行第11步，否則執(zhí)行第10步。
[0043]10.按如圖3順序打開下一個條形光源，采集第一個待檢測元器件的下一張圖像，執(zhí)行第7步。
[0044]11.將所述工業(yè)相機和所述光源系統(tǒng)水平移動至下一個待檢測元器件的坐標位置。返回第4步，直到完成對電路板上所有的待檢測元器件的檢測。
[0045]上述實施例只是本實用新型的較佳實施例，并不是對本實用新型技術方案的限制，只要是不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動即可在上述實施例的基礎上實現(xiàn)的技術方案，均應視為落入本實用新型專利的權利保護范圍內(nèi)。
【主權項】
1.一種基于機器視覺的針腳傾斜缺陷檢測裝置，其特征在于:所述檢測裝置包括載物平臺、XYZ線性模組、工業(yè)相機、光源系統(tǒng)和針腳傾斜缺陷檢測器，待檢測電路板放置在所述載物平臺上，所述工業(yè)相機安裝在所述XYZ線性模組的Z軸直線滑臺上，所述XYZ線性模組安裝在所述載物平臺的上方，所述光源系統(tǒng)與工業(yè)相機配合完成對待檢測元器件的圖像采集工作;所述工業(yè)相機通過數(shù)據(jù)線傳輸給針腳傾斜缺陷檢測器，所述針腳傾斜缺陷檢測器包括用于采集待檢測電路板圖像的圖像采集模塊，以及用于檢測針腳目標區(qū)域的單個針腳與相鄰針腳的間距，如果間距與正常針腳間距的差值大于預設閾值則判斷該元器件存在傾斜的針腳圖像處理模塊，所述圖像采集模塊與所述的針腳圖像處理模塊連接。2.如權利要求1所述的基于機器視覺的針腳傾斜缺陷檢測裝置，其特征在于:所述工業(yè)相機與所述光源系統(tǒng)固定在一起，所述光源系統(tǒng)包括分別位于所述工業(yè)相機前后左右四個方向上的四個條形光源。3.如權利要求1或2所述的基于機器視覺的針腳傾斜缺陷檢測裝置，其特征在于:所述裝置還包括用于快速夾緊待檢測電路板的快速夾具，所述快速夾具安裝在所述載物平臺上。4.如權利要求1或2所述的基于機器視覺的針腳傾斜缺陷檢測裝置，其特征在于:所述載物平臺有兩個供待檢測電路板放置的槽位。5.如權利要求1或2所述的基于機器視覺的針腳傾斜缺陷檢測裝置，其特征在于:所述XYZ線性模組包括X軸直線滑臺、Y軸直線滑臺和Z軸直線滑臺，所述Z軸直線滑臺安裝在X軸直線滑臺上，所述X軸直線滑臺安裝在Y軸直線滑臺上，所述Y軸直線滑臺安裝在所述載物平臺上。
【文檔編號】G01N21/88GK205484096SQ201620087650
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年1月28日
【發(fā)明人】楊慶華, 賈咪咪, 韓洪志, 荀, 荀一, 鮑官軍
【申請人】浙江工業(yè)大學