本發(fā)明涉及機(jī)器視覺技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種pcb板孔位檢測裝置及方法。

背景技術(shù)：

自動光學(xué)檢測是基于機(jī)器視覺的新型測試技術(shù)，用于pcb板孔位偏差檢測的機(jī)器視覺測量技術(shù)能為鉆孔設(shè)備提供數(shù)據(jù)分析，幫助鉆孔設(shè)備提供商或客戶監(jiān)視鉆孔設(shè)備的制程能力、改善工藝水平及減少產(chǎn)品報廢率。目前，對pcb孔位精度檢測大多采用背光光源從pcb板反面進(jìn)行照射，配合線陣相機(jī)從pcb孔中透過的光線來識別孔位，有孔的地方由于透光而成像為白色，無孔的地方由于光線被遮擋而成像成黑色。背光光源配合線陣相機(jī)識別孔位的方案雖識別速度快，但檢測精度不高，存在以下幾點不足：

(1)無法檢測未完全打穿的孔。

(2)背光光源或者是北側(cè)pcb板本身表面凸起過高或者凹下過低會引起成像不清晰或者成像改變，進(jìn)而影響測量精度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種高精度的pcb板孔位檢測裝置。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的另一個目的是提供一種高精度的pcb板孔位檢測方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種pcb板孔位檢測裝置，包括：

工作臺，用于放置待測pcb板；

光源，用于朝向pcb板表面出射定向光；

采集設(shè)備，用于采集pcb板表面平面度；

相機(jī)，用于采集pcb板表面圖像；

計算機(jī)，用于獲取目標(biāo)pcb板表面標(biāo)準(zhǔn)孔位位置、接收所述采集設(shè)備采集的、pcb板表面平面度數(shù)據(jù)、接收所述相機(jī)采集的圖像信號，調(diào)整所述相機(jī)和所述采集設(shè)備的位置，對接收到的圖像進(jìn)行處理分析得到pcb板表面孔位實際位置；

其中，待測pcb板放置在所述工作臺上，所述相機(jī)設(shè)置在待測pcb板正上方，所述相機(jī)與待測pcb板之間放置所述光源，所述光源所發(fā)射的光垂直于待測pcb板表面，所述采集設(shè)備設(shè)置在所述相機(jī)周圍，所述相機(jī)與所述計算機(jī)連接，所述采集設(shè)備與所述計算機(jī)連接。

作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述檢測裝置還包括透光板，所述透光板放置在所述工作臺與待測pcb板之間。

優(yōu)選的，所述透光板為玻璃板。

優(yōu)選的，所述相機(jī)為面陣相機(jī)。

作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述檢測裝置還包括伺服設(shè)備，所述伺服設(shè)備分別與所述相機(jī)、所述計算機(jī)和所述采集設(shè)備連接，所述計算機(jī)通過所述伺服設(shè)備調(diào)整采集設(shè)備和相機(jī)的位置。

作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述采集設(shè)備為平面度測繪器。

一種pcb板孔位檢測方法，包括：

放置步驟：將pcb板放置在工作臺上；

平面度檢測步驟：獲取pcb板尺寸數(shù)據(jù)，檢測pcb板表面平面度；

獲取圖像步驟：獲取目標(biāo)pcb板表面標(biāo)準(zhǔn)孔位位置，根據(jù)目標(biāo)pcb板表面標(biāo)準(zhǔn)孔位位置、pcb板的平面度調(diào)整相機(jī)對pcb板表面的拍攝位置，獲取pcb板表面圖像；

獲取孔位信息步驟：對pcb板表面圖像進(jìn)行圖像處理分析獲取pcb板表面實際孔位位置，將實際孔位位置與標(biāo)準(zhǔn)孔位坐標(biāo)進(jìn)行對比，得到實際孔位位置。

作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述平面度檢測步驟具體為：獲取pcb板尺寸數(shù)據(jù)，對pcb板表面網(wǎng)格化得到多個網(wǎng)格，測量每個網(wǎng)格的平面度。

作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述獲取圖像步驟具體為：獲取目標(biāo)pcb板表面標(biāo)準(zhǔn)孔位位置，根據(jù)目標(biāo)pcb板表面標(biāo)準(zhǔn)孔位位置調(diào)整相機(jī)拍攝位置，根據(jù)網(wǎng)格平面度實時調(diào)節(jié)相機(jī)至pcb板表面的物距，獲取pcb表面圖像。

本發(fā)明的有益效果是：

一種pcb板孔位檢測裝置，通過對pcb板表面正面打光，形成圖像，可以避免未完全打穿的孔無法檢測的情形；通過采集pcb板的表面平面度，結(jié)合目標(biāo)pcb板孔位調(diào)整相機(jī)的位置，利用相機(jī)采集pcb板表面圖像，通過計算機(jī)對pcb板表面圖像進(jìn)行分析處理得到實際孔位位置，提高孔位檢測精度。

一種pcb板孔位檢測方法，通過對pcb板表面正面打光，形成圖像，可以避免未完全打穿的孔無法檢測的情形；通過采集pcb板的表面平面度，結(jié)合目標(biāo)pcb板孔位調(diào)整相機(jī)的位置，利用相機(jī)采集pcb板表面圖像，通過計算機(jī)對pcb板表面圖像進(jìn)行分析處理得到實際孔位位置，提高孔位檢測精度。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進(jìn)一步說明：

圖1是本發(fā)明一種pcb板孔位檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明一種pcb板孔位檢測方法的流程框圖。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

圖1是本發(fā)明一種pcb板孔位檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，一種pcb板孔位檢測裝置，包括工作臺1、光源2、采集設(shè)備3、相機(jī)4和計算機(jī)5。本實施例中，待測pcb板9放置在工作臺1上，相機(jī)4設(shè)置在待測pcb板9正上方，相機(jī)4與pcb板之間放置光源2，光源2朝向pcb板9表面出射定向光。采集設(shè)備3安裝在相機(jī)4周圍，采集設(shè)備3用于采集pcb板9的表面平面度，本實施例中，采集設(shè)備3采用平面度測繪器。相機(jī)4用戶采集pcb板9表面圖像。計算機(jī)5與采集設(shè)備3連接，用于接收采集設(shè)備3采集到的pcb板9的表面平面度數(shù)據(jù)，計算機(jī)5還與相機(jī)4連接，用于接收相機(jī)4采集到的pcb板9表面圖像，計算機(jī)5還用于獲取目標(biāo)pcb板表面標(biāo)準(zhǔn)孔位位置，根據(jù)目標(biāo)pcb板表面標(biāo)準(zhǔn)孔位位置、pcb板9的表面平面度數(shù)據(jù)調(diào)整采集設(shè)備3和相機(jī)4的位置，對接收到的圖像進(jìn)行處理分析得到pcb板表面孔位實際位置。

相機(jī)4通過對pcb板9表面進(jìn)行拍攝，得到pcb板9表面圖像，由于采用在待測pcb板9正面打光的形式，相機(jī)4拍攝到的圖像中，有孔位的位置由于孔位深，光源2發(fā)出的光線透過通孔后反射回相機(jī)的光線較少或基本沒有反射，沒有孔位的位置，光源2發(fā)出的光線被pcb板9表面反射回相機(jī)4上，因此，相機(jī)4拍攝得到的圖像中，有孔位的位置為暗黑區(qū)域，沒有孔位的位置為明亮區(qū)域，未完全打穿的孔反射回相機(jī)的光線偏弱，使得相機(jī)得到的圖像中未完全打穿的孔的位置為灰色區(qū)域，因此，可以避免未完全打穿的孔無法檢測的情形。

該檢測裝置還包括伺服設(shè)備7，伺服設(shè)備7分別與采集設(shè)備3、相機(jī)4和計算機(jī)5連接，計算機(jī)5通過伺服設(shè)備7調(diào)整采集設(shè)備3的位置和相機(jī)4的位置。

本實施例中，相機(jī)4優(yōu)選采用面陣相機(jī)。采用面陣相機(jī)采集到的圖像像素精度更高。

作為上述實施例的進(jìn)一步改進(jìn)，該檢測裝置還包括透光板8，透光板8放置在工作臺1和pcb板9之間，增加透光板8可以減弱從孔位a透過的光線被工作臺反射回來的反射光，增加pcb板成像的對比度，消除反光影響。本實施例中，透光板8采用鋼化玻璃板，更為優(yōu)選的，本實施例中，透光板8靠近pcb板的一面設(shè)有增透膜，更有效減弱工作臺反射光對pcb板成像的影響。

一種pcb板孔位檢測裝置，通過對pcb板表面正面打光，形成圖像，可以避免未完全打穿的孔無法檢測的情形；通過采集pcb板的表面平面度，結(jié)合目標(biāo)pcb板孔位調(diào)整相機(jī)的位置，利用相機(jī)采集pcb板表面圖像，通過計算機(jī)對pcb板表面圖像進(jìn)行分析處理得到實際孔位位置，提高孔位檢測精度。

圖2是本發(fā)明一種pcb板孔位檢測方法的流程框圖，如圖2所示，一種pcb板孔位檢測方法，包括：

放置步驟：將待測pcb板放置在工作臺上；

平面度檢測步驟：獲取pcb板尺寸數(shù)據(jù)，檢測pcb板表面平面度；

獲取圖像步驟：獲取目標(biāo)pcb板表面標(biāo)準(zhǔn)孔位位置，根據(jù)目標(biāo)pcb板表面標(biāo)準(zhǔn)孔位位置、pcb板的平面度調(diào)整相機(jī)對pcb板表面的拍攝位置，獲取pcb板表面圖像；

測量孔位步驟：對pcb半表面圖像進(jìn)行圖像處理分析得到pcb板表面實際孔位位置，將實際孔位位置與標(biāo)準(zhǔn)孔位位置進(jìn)行對比。

本實施例中，平面度檢測步驟具體為：計算機(jī)獲取待檢測pcb板的尺寸數(shù)據(jù)，對待測pcb板表面進(jìn)行網(wǎng)格化得到多個網(wǎng)格，測量每個網(wǎng)格的平面度。具體的，計算機(jī)獲取每個網(wǎng)格的中心位置，通過控制伺服裝置將平面度測試儀移動至該網(wǎng)格上方，對單個網(wǎng)格平面度進(jìn)行測量得到網(wǎng)格平面度測量值，直至平面度測試儀測量得到待測pcb板表面所有網(wǎng)格平面度測量值，結(jié)束平面度檢測步驟。

進(jìn)一步地，獲取圖像步驟具體為：計算機(jī)獲取目標(biāo)pcb板表面標(biāo)準(zhǔn)孔位位置信息，計算機(jī)根據(jù)目標(biāo)pcb板表面標(biāo)準(zhǔn)孔位位置，通過伺服設(shè)備調(diào)整相機(jī)快速定位到pcb板待測孔位置的正上方，若該pcb板待測孔位于某個網(wǎng)格內(nèi)，計算機(jī)根據(jù)該網(wǎng)格的平面度控制伺服設(shè)備實時調(diào)節(jié)當(dāng)前相機(jī)至pcb板表面的物距(伺服設(shè)備帶動相機(jī)做上/下運動)并成像，獲取pcb板表面圖像。保證相機(jī)成像不受待測pcb板表面凹凸不平的影響，進(jìn)而實現(xiàn)更高精度成像。

進(jìn)一步地，測量孔位步驟具體為：對獲取的pcb板表面圖像進(jìn)行灰度處理得到灰度圖像，有孔位的位置由于孔位深的原因，透過通孔的光線反射回相機(jī)的較少或者基本沒有反射，沒有孔位的位置，光線被pcb板表面反射回相機(jī)，因此，得到的灰度圖像中，有孔的位置為黑色區(qū)域，無孔的位置為明亮區(qū)域，未完全打穿的孔為灰色區(qū)域。將灰度圖像全局灰度平均值作為二值化閾值，對灰度圖像進(jìn)行二值化處理，得到二值化圖像，二值化圖像中的兩側(cè)灰度值不同的像素點作為邊界像素點，各邊界像素點構(gòu)成邊界像素點集，利用最小二乘擬合圓形方法對邊界像素點集中各邊界像素點進(jìn)行擬合，擬合出的圓心為pcb板上待測孔的圓心，擬合出的圓的半徑為待測孔的半徑，得到pcb板表面實際孔位位置。將pcb板表面實際孔位位置與目標(biāo)pcb板標(biāo)準(zhǔn)孔位位置進(jìn)行對比，可以得到每個孔位的偏差、各種誤差分布視圖等，判斷pcb板上空的位置是否符合要求。

作為上述實施例的進(jìn)一步改進(jìn)，所述方法還包括步驟：翻轉(zhuǎn)pcb板，重復(fù)上述步驟，獲取pcb板反面表面圖像，得到pcb板反面表面實際孔位位置，比較pcb板正面表面實際孔位位置和pcb板反面表面實際孔位位置是否相對應(yīng)，進(jìn)而衡量鉆孔的質(zhì)量。若通孔不完全垂直于板面，則pcb板正面表面實際孔位位置和pcb板反面表面實際孔位位置存在一定的偏差。。

一種pcb板孔位檢測方法，通過對pcb板表面正面打光，形成圖像，可以避免未完全打穿的孔無法檢測的情形；通過采集pcb板的表面平面度，結(jié)合目標(biāo)pcb板孔位調(diào)整相機(jī)的位置，利用相機(jī)采集pcb板表面圖像，通過計算機(jī)對pcb板表面圖像進(jìn)行分析處理得到實際孔位位置，提高孔位檢測精度。

以上是對本發(fā)明的較佳實施進(jìn)行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可做出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。