專利名稱：一種自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)AOI (Auto-Optical-Inspection)系統(tǒng),是通過(guò)光學(xué)手段獲取物體的影像數(shù)據(jù)(一般轉(zhuǎn)化為數(shù)字化的圖像數(shù)據(jù))，然后，與特定的模板以預(yù)定的方法進(jìn)行比較和分析，對(duì)影像數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)和判斷。在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，現(xiàn)有的自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)普遍使用兩種方法第一種攝像裝置是采用線性CXD鏡頭，首先，對(duì)PCB基板進(jìn)行全板掃描，然后，對(duì)掃描的圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并檢測(cè)。在像元數(shù)據(jù)獲取的過(guò)程中，電機(jī)推動(dòng)單排CCD不斷地進(jìn)行 水平掃描運(yùn)動(dòng)，從而獲取物體的影像。這樣的檢測(cè)系統(tǒng)和方法會(huì)帶來(lái)幾個(gè)問(wèn)題①線性CCD的圖像采集時(shí)間較長(zhǎng)；②由于線性CCD獲取的是一維數(shù)據(jù)，為了能得到二維數(shù)據(jù)，需要配以光柵等器件來(lái)記錄線性CCD掃描每一行所對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)，這樣由于掃描運(yùn)動(dòng)及相應(yīng)反饋位置的存在，不僅增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本，同時(shí)圖像精度可能受掃描運(yùn)動(dòng)精度的影響而降低，最終影響到檢測(cè)精度；③線性CCD的使用也勢(shì)必會(huì)增加圖像處理的復(fù)雜度。另一種攝像裝置是采用面陣CXD鏡頭，采用移動(dòng)-停頓-采圖模式，PCB基板固定不動(dòng)，攝像裝置在PCB基板上方運(yùn)動(dòng)掃描，每當(dāng)運(yùn)動(dòng)到預(yù)定視場(chǎng)位置時(shí)，攝像設(shè)備停頓下來(lái)，進(jìn)行圖像采集和目標(biāo)檢測(cè)。這種移動(dòng)-停頓-采圖的檢測(cè)模式不但會(huì)影響到系統(tǒng)的檢測(cè)速度，而且運(yùn)動(dòng)帶來(lái)的振動(dòng)也會(huì)影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。隨著電子產(chǎn)品行業(yè)的高速發(fā)展，自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)的地位也越來(lái)越不可替代。同時(shí)，對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、誤檢率、漏檢率及檢測(cè)速度也提出了越來(lái)越高的要求。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述提出的相關(guān)技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)和方法，采用面陣CXD攝像裝置，PCB基板和攝像裝置以最優(yōu)的路線運(yùn)動(dòng)，以最少數(shù)目的視場(chǎng)采集圖像，且在連續(xù)運(yùn)動(dòng)中完成圖像采集和基板檢測(cè)功能，大大提高了系統(tǒng)的檢測(cè)速度和穩(wěn)定性，同時(shí)還降低了系統(tǒng)的誤檢率。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案一種自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng),包括圖像采集裝置，設(shè)置有面陣分布的復(fù)數(shù)個(gè)CCD鏡頭，負(fù)責(zé)待檢測(cè)物體的圖像采集工作；軟件檢測(cè)平臺(tái)，安裝在檢測(cè)設(shè)備的PC中，負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制和產(chǎn)品的檢驗(yàn)檢測(cè)功能；機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置，作為整個(gè)檢測(cè)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)裝置，在所述的軟件檢測(cè)平臺(tái)的控制下，驅(qū)動(dòng)所述的圖像采集裝置和PCB基板的運(yùn)動(dòng)。一種自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)方法當(dāng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置的夾板固定好PCB基板進(jìn)入待測(cè)狀態(tài)以后，軟件檢測(cè)平臺(tái)首先對(duì)PCB基板進(jìn)行全板掃描，并進(jìn)行圖像拼接，獲得一幅完整的PCB基板圖像；然后，進(jìn)行程式制作，根據(jù)PCB基板上各目標(biāo)的分布情況，進(jìn)行最優(yōu)的視場(chǎng)分割，從而制定出上述的圖像采集裝置和PCB基板運(yùn)動(dòng)的最優(yōu)路線；再在圖像采集裝置和PCB基板在最優(yōu)路線的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，進(jìn)行視場(chǎng)圖像動(dòng)態(tài)采集和即時(shí)檢測(cè)；檢測(cè)完畢后，即輸出結(jié)果。整個(gè)檢測(cè)過(guò)程，圖像采集裝置和PCB基板都處于連續(xù)運(yùn)動(dòng)當(dāng)中。圖像采集裝置和PCB基板運(yùn)動(dòng)的最優(yōu)路線，在整個(gè)檢測(cè)中，在確保最優(yōu)分割所得的所有視場(chǎng)可以涵蓋PCB基板上所有的待檢測(cè)目標(biāo)的同時(shí)，也確保運(yùn)動(dòng)過(guò)程中采集圖像的視場(chǎng)數(shù)目為最少。本發(fā)明的技術(shù)效果是本發(fā)明提供的系統(tǒng)和方法，通過(guò)采用設(shè)置有面陣CXD圖像采集裝置，避免了線性CCD攝像裝置在掃描運(yùn)動(dòng)中驅(qū)動(dòng)裝置帶來(lái)的影響，同時(shí)，降低了圖像處理算法的復(fù)雜度，有利于降低系統(tǒng)的誤檢率；本發(fā)明中提供的檢測(cè)方法，采用最優(yōu)的視場(chǎng)分割和最優(yōu)運(yùn)動(dòng)路線，控制PCB基板和圖像采集裝置運(yùn)動(dòng)，節(jié)省了不必要的圖像采集和檢測(cè)時(shí)間，提高了系統(tǒng)的檢測(cè)速度；本系統(tǒng)中提供的檢測(cè)方法，在PCB基板和所述圖像采集裝置的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，完成圖像的動(dòng)態(tài)采集和即時(shí)檢測(cè)功能，既減少了傳統(tǒng)的移動(dòng)-停頓-采 圖模式中存在的由于設(shè)備啟\停帶來(lái)的機(jī)器振動(dòng)的影響，也有利于提高系統(tǒng)的檢測(cè)速度和穩(wěn)定性。綜上所述，本發(fā)明提供的系統(tǒng)和方法的使用，可以大大提高PCB基板檢驗(yàn)環(huán)節(jié)的工作效率和檢測(cè)的準(zhǔn)確度。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例提供的自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)的主視圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)方法的流程圖。圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明11.圖像采集裝置，12.電腦，13.機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置，14. PCB基板。
具體實(shí)施例方式為了更好的說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖，詳細(xì)介紹本發(fā)明提供的實(shí)施例。本發(fā)明實(shí)施例提供一種自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)。如圖I所示，所述系統(tǒng)包括圖像采集裝置11、軟件檢測(cè)平臺(tái)和機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置14。所述圖像采集裝置11負(fù)責(zé)PCB基板13的圖像采集工作，設(shè)置有面陣分布的復(fù)數(shù)個(gè)CCD鏡頭，每當(dāng)PCB基板13運(yùn)動(dòng)到預(yù)定視場(chǎng)的位置時(shí)，所述軟件檢測(cè)平臺(tái)控制圖像采集裝置11完成圖像采集工作。面陣CCD的使用，不僅減少了圖像采集的次數(shù)，節(jié)省了檢測(cè)時(shí)間；而且也避免了在線性CCD圖像采集過(guò)程由于電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)位置反饋誤差帶來(lái)的影響；同時(shí)，面陣CCD的圖像處理相對(duì)于線性CCD來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單，有利于提高目標(biāo)檢測(cè)的準(zhǔn)確度。所述軟件檢測(cè)平臺(tái)安裝在檢測(cè)設(shè)備的電腦12中，負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制和產(chǎn)品的檢驗(yàn)檢測(cè)功能。所述機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置14，是整個(gè)檢測(cè)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)裝置，在所述軟件檢測(cè)平臺(tái)的控制下，驅(qū)動(dòng)所述圖像采集裝置11和PCB基板14的不斷運(yùn)動(dòng)完成動(dòng)態(tài)圖像采集和即時(shí)檢測(cè)功倉(cāng)泛。本發(fā)明實(shí)施例提供一種自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)方法，特別適用于需要多次局部圖像采集組合分析檢測(cè)的情況。在PCB基板14和圖像采集裝置11的不斷運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，完成圖像采集和即時(shí)檢測(cè)功能。所述系統(tǒng)檢測(cè)方法步驟如圖2所示，檢測(cè)步驟如下步驟S21 :機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置13夾板將PCB基板14固定好，PCB基板14進(jìn)入待檢測(cè)狀態(tài)。步驟S22 :夾板固定好PCB基板14進(jìn)入待檢測(cè)狀態(tài)后，在所述軟件檢測(cè)平臺(tái)的控制，機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置13驅(qū)動(dòng)圖像采集裝置11和PCB基板14不斷運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行全板掃描，獲取運(yùn)動(dòng)過(guò)程中每個(gè)視場(chǎng)的圖像。步驟S23 :所述軟件檢測(cè)平臺(tái)對(duì)獲取的所有視場(chǎng)的圖像進(jìn)行拼接，獲得一幅完整的PCB基板14的圖像；同時(shí)，對(duì)PCB基板14的完整圖像進(jìn)行程式制作，由軟件檢測(cè)平臺(tái)根據(jù)該P(yáng)CB基板14上待檢測(cè)目標(biāo)的分布情況，進(jìn)行最優(yōu)的視場(chǎng)分割，并制定出PCB基板14和圖像采集裝置11最優(yōu)的運(yùn)動(dòng)路線。所述最優(yōu)視場(chǎng)分割，保證所有采集圖像的視場(chǎng)不僅能夠涵蓋所有待檢測(cè)器件，而且減少了不必要的局部圖像的采集，有利于節(jié)省圖像采集和目標(biāo)檢測(cè)過(guò)程中所占用的時(shí) 間。步驟S24 :在所述軟件檢測(cè)平臺(tái)的控制下，機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置13驅(qū)動(dòng)圖像采集裝置11和PCB基板14按步驟S23中所述的最優(yōu)的運(yùn)動(dòng)路線不斷運(yùn)動(dòng)，當(dāng)每次運(yùn)動(dòng)到上述最優(yōu)分割所得的視場(chǎng)位置時(shí)，立即進(jìn)行圖像采集和基板檢測(cè)功能。在圖像采集裝置11和PCB基板14按步驟S23中所述的最優(yōu)運(yùn)動(dòng)路線不斷運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)每次運(yùn)動(dòng)到預(yù)定視場(chǎng)位置時(shí)，就進(jìn)行圖像采集和基板檢測(cè)功能，整個(gè)過(guò)程是在圖像采集裝置11和PCB基板14的不斷運(yùn)動(dòng)過(guò)程中完成的，此功能的實(shí)現(xiàn)不僅大量節(jié)約了檢測(cè)時(shí)間，而且也避免了移動(dòng)-停頓-采圖模式中機(jī)器啟\停振動(dòng)帶來(lái)的影響，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)健性。步驟S25 :對(duì)整個(gè)PCB基板14的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和入庫(kù)，并在電腦12的顯示屏中進(jìn)行顯示輸出。以上為對(duì)本發(fā)明實(shí)施例所作的詳細(xì)介紹和說(shuō)明，僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，不用于限制本發(fā)明。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的思想，在具體的實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括 PCB 基板(14)， 用于負(fù)責(zé)PCB基板(14)的圖像采集工作的圖像采集裝置(11)，圖像采集裝置(11)中設(shè)置有面陣分布的復(fù)數(shù)個(gè)CCD鏡頭， 用于驅(qū)動(dòng)圖像采集裝置(11)和PCB基板(14)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置(13)，機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置(13)與PCB基板(14)連接， 圖像采集裝置(11)和機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置(13)分別與電腦(12)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述電腦(12)中安裝有負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制及產(chǎn)品的檢驗(yàn)檢測(cè)功能的軟件檢測(cè)平臺(tái)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置(13)通過(guò)軟件檢測(cè)平臺(tái)驅(qū)動(dòng)圖像采集裝置(11)和PCB基板(14)的運(yùn)動(dòng)。
4.一種自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)方法，其特征在于， 當(dāng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置(13)的夾板固定好PCB基板(14)進(jìn)入待測(cè)狀態(tài)以后， 軟件檢測(cè)平臺(tái)首先對(duì)PCB基板(14)進(jìn)行全板掃描，并進(jìn)行圖像拼接，獲得一幅完整的PCB基板圖像； 然后根據(jù)PCB基板(14)上各待檢測(cè)目標(biāo)的分布情況，進(jìn)行最優(yōu)的視場(chǎng)分割，從而制定出圖像采集裝置和PCB基板運(yùn)動(dòng)的最優(yōu)路線； 再在圖像采集裝置(11)和PCB基板(14)在最優(yōu)路線的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，進(jìn)行視場(chǎng)圖像動(dòng)態(tài)采集和即時(shí)檢測(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)方法，其特征在于，所述圖像采集裝置和PCB基板運(yùn)動(dòng)的最優(yōu)路線，在整個(gè)檢測(cè)中，在確保最優(yōu)分割所得的所有視場(chǎng)可以涵蓋PCB基板(14)上所有的待檢測(cè)目標(biāo)的同時(shí)，也確保運(yùn)動(dòng)過(guò)程中采集圖像的視場(chǎng)數(shù)目為最少。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)方法，其特征在于，整個(gè)檢測(cè)過(guò)程中，圖像采集裝置(11)和PCB基板(14)都處于連續(xù)運(yùn)動(dòng)當(dāng)中。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)和方法，特別適用于需要多次局部圖像采集組合分析檢測(cè)的情況，自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)包括圖像采集裝置、軟件檢測(cè)平臺(tái)和機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置，圖像采集裝置設(shè)置有面陣分布的復(fù)數(shù)個(gè)CCD鏡頭；當(dāng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置的夾板固定好PCB基板進(jìn)入待測(cè)狀態(tài)后，軟件檢測(cè)平臺(tái)進(jìn)行全板掃描和程式制作；然后，圖像采集裝置和PCB基板，在軟件檢測(cè)平臺(tái)的控制和機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下以最優(yōu)路線運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)中完成圖像采集和基板檢測(cè)功能。本發(fā)明中，面陣CCD的使用，大大降低了圖像處理的復(fù)雜度，有利于檢測(cè)準(zhǔn)確率的提高；動(dòng)態(tài)采圖和即時(shí)檢測(cè)的同步實(shí)現(xiàn)，大大提高了檢測(cè)速度，同時(shí)，又避免了圖像采集過(guò)程中機(jī)械振動(dòng)的影響，增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)健性。
文檔編號(hào)G01C11/00GK102809370SQ20111014481
公開(kāi)日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2011年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月1日
發(fā)明者鄭眾喜, 李鵬杰, 黃春來(lái) 申請(qǐng)人:蘇州優(yōu)納科技有限公司