一種自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法
【專利說明】
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域 本發(fā)明屬于自動(dòng)質(zhì)量檢測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及用于PCB板生產(chǎn)的一種自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)裝置及 其檢測(cè)方法。
[0002]
【背景技術(shù)】 隨著生產(chǎn)工藝的進(jìn)步，PCB板或固件越來(lái)越復(fù)雜，傳統(tǒng)的在線測(cè)試1CT與功能測(cè)試正 變得費(fèi)力和費(fèi)時(shí)。使用針床測(cè)試很難適應(yīng)密、細(xì)間距板的測(cè)試任務(wù)。對(duì)于高密度復(fù)雜的表面 貼裝PCB，人工目檢既不可靠也不經(jīng)濟(jì)，而對(duì)微小的元件如0402、0201等，人工目檢實(shí)際 上已經(jīng)失去了意義。因此需要一種Α0Ι輔助測(cè)試方法及裝置，以克服上述問題，作為對(duì)ICT 和功能測(cè)試有利的補(bǔ)充，可以幫助制造商提高在線測(cè)試（ICT)或功能測(cè)試的通過率、降低目 檢和ICT的人工成本、避免ICT成為產(chǎn)能瓶頸、縮短新產(chǎn)品周期，提升產(chǎn)能以及通過統(tǒng)計(jì)過 程控制改善成品率。
[0003]

【發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明提供一種Α0Ι輔助測(cè)試方法及裝置，以克服上述問題，作為對(duì)ICT和功能測(cè)試有 利的補(bǔ)充，可以幫助制造商提高在線測(cè)試（ICT)或功能測(cè)試的通過率、降低目檢和ICT的人 工成本、避免ICT成為產(chǎn)能瓶頸、縮短新產(chǎn)品周期，提升產(chǎn)能以及通過統(tǒng)計(jì)過程控制改善成 品率。
[0004] 為解決上述問題，本發(fā)明提供一種自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)方法，包括以下步驟： 第一步：拍攝PCB板的整個(gè)圖片，并通過確定PCB板邊界上對(duì)角的兩點(diǎn)坐標(biāo)或每條邊 界上的一點(diǎn)坐標(biāo)來(lái)標(biāo)定PCB板的范圍和/或其坐標(biāo)系,根據(jù)選取的點(diǎn)的坐標(biāo)，倉(cāng)ij建一個(gè)縮略 圖； 第二步，校正點(diǎn)設(shè)定的步驟，設(shè)定PCB板的校正點(diǎn)，用來(lái)校正每一次放板的位置可能會(huì) 出現(xiàn)的偏差，具體步驟為：在PCB板上找到標(biāo)準(zhǔn)的MARK點(diǎn)，設(shè)定其位置； 每三步：預(yù)設(shè)對(duì)應(yīng)PCB板上要檢測(cè)的元件，設(shè)定其位置，為后面的檢測(cè)做準(zhǔn)備；所述第 二步包括以下步驟： a、 增加元件檢測(cè)框，框住要檢測(cè)的部分； b、 元件編輯，編輯該檢測(cè)框中的元件要檢測(cè)的詳細(xì)項(xiàng)目； c、 注冊(cè)元件，確認(rèn)當(dāng)前元件已經(jīng)編輯完成； 第四步，所述第二步和第三步之間還進(jìn)行CAD導(dǎo)入步驟，導(dǎo)入PCB板元件數(shù)據(jù)，自動(dòng)找 元件定位及確認(rèn)；本步驟包括以下步驟： a、 在CAD導(dǎo)入界面中，預(yù)先設(shè)置各需要檢測(cè)的元件及要檢測(cè)項(xiàng)目的參數(shù)，或調(diào)用以前 已經(jīng)預(yù)設(shè)好的數(shù)據(jù)； b、 導(dǎo)入預(yù)設(shè)好的數(shù)據(jù)； 所述CAD導(dǎo)入步驟，首先準(zhǔn)備要編輯的PCB板的X軸坐標(biāo)、Y軸坐標(biāo)、角度、各元件位置、 各元件類型這五個(gè)數(shù)據(jù)，導(dǎo)入這些數(shù)據(jù)，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)來(lái)自動(dòng)定位PCB板上的元件； 第五步，在第二步和第三步之間，還進(jìn)行優(yōu)化路徑步驟，根據(jù)整個(gè)PCB板上的需要檢測(cè) 的元件的坐標(biāo)制定逐一檢測(cè)的元件順序，即確定檢測(cè)路徑； 第六步：模式學(xué)習(xí)，設(shè)定PCB板上元件的參數(shù)， a、 調(diào)試程序，標(biāo)定需要檢測(cè)的元件的焊點(diǎn)、特殊標(biāo)記、元件本休、引腳、短路、字符中的 一個(gè)或數(shù)個(gè)需要檢測(cè)的參數(shù)； b、 學(xué)習(xí)程序，學(xué)習(xí)及記憶該P(yáng)CB板的各項(xiàng)參數(shù)； 第七步：測(cè)試，測(cè)試PCB板是否出現(xiàn)缺陷； a、 逐一對(duì)需要進(jìn)行測(cè)試的點(diǎn)進(jìn)行掃描并標(biāo)定其參數(shù)； b、 將該參數(shù)與預(yù)設(shè)的參數(shù)進(jìn)行比對(duì)，如果一致或在誤差范圍內(nèi)則標(biāo)記為0K，如果超出 誤差范圍，則標(biāo)記為NG。
[0005] 進(jìn)一步的，預(yù)先設(shè)定的參數(shù)包括各元件焊點(diǎn)面積參數(shù)范圍、特殊標(biāo)記的坐標(biāo)范圍、 元件本體的坐標(biāo)范圍、引腳位置及面積參數(shù)范圍、引腳短路預(yù)警參數(shù)、字符位置坐標(biāo)范圍中 的一項(xiàng)或數(shù)項(xiàng)的二值化參數(shù)；然后根據(jù)以下規(guī)則進(jìn)行0K或NG判定： 焊點(diǎn)檢測(cè)：通過計(jì)算其焊點(diǎn)位置的藍(lán)色面積及設(shè)定的二值化參數(shù)，軟件會(huì)自動(dòng)給出一 個(gè)相應(yīng)該的值，如果這個(gè)值在設(shè)定范圍內(nèi)，其判定為0K，如不在其范圍為NG ; 特殊標(biāo)記：通過計(jì)算其特殊標(biāo)記位置的紅色面積及設(shè)定的二值化參數(shù)，軟件會(huì)自動(dòng)給 出一個(gè)相應(yīng)該的值，如果這個(gè)值在設(shè)定范圍內(nèi)，其判定為0K，如不在其范圍為NG ; 元件本體：通過計(jì)算其檢測(cè)圖片與標(biāo)準(zhǔn)圖片的差值，軟件會(huì)自動(dòng)給出一個(gè)相應(yīng)該的值， 如果這個(gè)值在設(shè)定范圍內(nèi)，其判定為0K，如不在其范圍為NG ; 引腳檢測(cè)：通過計(jì)算其引腳檢測(cè)位置的藍(lán)色面積及設(shè)定的二值化參數(shù)，軟件會(huì)自動(dòng)給 出一個(gè)相應(yīng)該的值，如果這個(gè)值在設(shè)定范圍內(nèi)，其判定為0K，如不在其范圍為NG ; 短路檢測(cè)：通過計(jì)算其引腳檢測(cè)位置的綠色面積及設(shè)定的二值化參數(shù)，軟件會(huì)自動(dòng)給 出一個(gè)相應(yīng)該的值，如果這個(gè)值在設(shè)定范圍內(nèi)，其判定為0K，如不在其范圍為NG ; 字符檢測(cè)：能過計(jì)算其字符檢測(cè)位置，軟件自動(dòng)識(shí)別字符，與設(shè)定的字符是否一樣，如 一樣為0K，不一樣為NG。
[0006] 進(jìn)一步的，在所述第三步中，好的元件學(xué)習(xí)及調(diào)整參數(shù)，錯(cuò)誤的元件直接跳過不 學(xué)習(xí)。
[0007] 本發(fā)明還提供一種自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)裝置，其特征在于，包括以下部件： 圖像采集模塊，用于拍攝PCB板的整個(gè)圖片； 圖像處理模塊，接收所述圖像采集裝置傳送過來(lái)的圖像，并通過選取PCB板邊界上對(duì) 角的兩點(diǎn)或每條邊界上的任一點(diǎn)，由這些點(diǎn)畫出4條相互垂直的直線，這四條直線相交圈 定的區(qū)域即所拍攝的PCB板的范圍，和/或確定該范圍內(nèi)的坐標(biāo)系； 參數(shù)預(yù)設(shè)模塊，預(yù)設(shè)對(duì)應(yīng)PCB板上要檢測(cè)的元件，設(shè)定其位置，為后面的檢測(cè)做準(zhǔn)備； 數(shù)據(jù)預(yù)設(shè)模塊，用于預(yù)設(shè)對(duì)應(yīng)PCB板上要檢測(cè)的元件，設(shè)定其位置及檢測(cè)的屬性，為后面的 檢測(cè)做準(zhǔn)備；執(zhí)行以下步驟： a、 增加元件檢測(cè)框，框住要檢測(cè)的部分； b、 元件編輯，編輯該檢測(cè)框中的元件要檢測(cè)的詳細(xì)項(xiàng)目； c、 注冊(cè)元件，確認(rèn)當(dāng)前元件已經(jīng)編輯完成； 學(xué)習(xí)模塊，模式學(xué)習(xí)，設(shè)定PCB板上元件的參數(shù)，包括以下部件：調(diào)試模塊，標(biāo)定需要檢 測(cè)的元件的焊點(diǎn)、特殊標(biāo)記、元件本休、引腳、短路、字符中的一個(gè)或數(shù)個(gè)需要檢測(cè)的參數(shù)； 學(xué)習(xí)模塊，學(xué)習(xí)及記憶該P(yáng)CB板的各項(xiàng)參數(shù)； 測(cè)試模塊，測(cè)試PCB板是否出現(xiàn)缺陷；根據(jù)學(xué)習(xí)模塊中的預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)，逐一對(duì)需要進(jìn)行 測(cè)試的點(diǎn)進(jìn)行掃描并標(biāo)定其參數(shù)；將該參數(shù)與預(yù)設(shè)的參數(shù)進(jìn)行比對(duì)，如果一致或在誤差范 圍內(nèi)則標(biāo)記為0K,如果超出誤差范圍，則標(biāo)記為NG。
[0008] 進(jìn)一步的，在所述圖像處理模塊中還設(shè)有縮略圖創(chuàng)建模塊，根據(jù)所選取的點(diǎn)的坐 標(biāo)，倉(cāng)il建一個(gè)縮略圖； 在圖形采集模塊和圖像處理模塊之間，還設(shè)有校正模塊，根據(jù)預(yù)先設(shè)定PCB板的校正 點(diǎn)，用來(lái)校正每一次放板的位置可能會(huì)出現(xiàn)的偏差。
[0009] 進(jìn)一步的，還設(shè)有CAD導(dǎo)入模塊，用于將所述數(shù)據(jù)預(yù)設(shè)模塊中輸入的參數(shù)導(dǎo)入測(cè) 試模塊，或?qū)㈩A(yù)存在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的對(duì)應(yīng)的PCB板及其元件參數(shù)提出出來(lái)，供測(cè)試模塊讀 取使用；所述CAD導(dǎo)入模塊，調(diào)用準(zhǔn)備要編輯的PCB板的X軸坐標(biāo)、Y軸坐標(biāo)、角度、各元件位 置、各元件類型這五個(gè)數(shù)據(jù)，導(dǎo)入這些數(shù)據(jù)，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)來(lái)自動(dòng)定位PCB板上的元件； 具體執(zhí)行以下步驟： a、 在CAD導(dǎo)入界面中，預(yù)先設(shè)置各需要檢測(cè)的元件及要檢測(cè)項(xiàng)目的參數(shù)，或調(diào)用以前 已經(jīng)預(yù)設(shè)好的數(shù)據(jù)； b、 導(dǎo)入預(yù)設(shè)好的數(shù)據(jù)，開始導(dǎo)入時(shí)CAD導(dǎo)入模塊會(huì)自動(dòng)跳到當(dāng)前要編輯的元件位置， 如當(dāng)前類型已經(jīng)編輯過的，則自動(dòng)調(diào)用其參數(shù)，如當(dāng)前元件類型沒有編輯過，則請(qǐng)求編輯當(dāng) 前類型的每一個(gè)元件，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)元件編輯完成后，軟件會(huì)自動(dòng)確認(rèn)其同類型的元件。
[0010] 進(jìn)一步的，所述自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)裝置還設(shè)有優(yōu)化路徑模塊，根據(jù)整個(gè)PCB板上的需 要檢測(cè)的元件的坐標(biāo)制定逐一檢測(cè)的元件順序，即確定檢測(cè)順序，該檢測(cè)順序供測(cè)試模塊 調(diào)用，并按照該順序逐一檢測(cè)；在所述學(xué)習(xí)模塊中還設(shè)有自動(dòng)篩選模塊，全部測(cè)試為〇k的 元件則學(xué)習(xí)及調(diào)整參數(shù)，有NG的元件直接跳過不學(xué)習(xí)。
[0011] 進(jìn)一步的，所述預(yù)設(shè)模塊預(yù)先設(shè)定的參數(shù)包括各元件焊點(diǎn)面積參數(shù)范圍、特殊標(biāo) 記的坐標(biāo)范圍、元件本體的坐標(biāo)范圍、引腳位置及面積參數(shù)范圍、引腳短路預(yù)警參數(shù)、字符 位置坐標(biāo)范圍中的一項(xiàng)或數(shù)項(xiàng)的二值化參數(shù)；所述測(cè)試模塊根據(jù)以下規(guī)則進(jìn)行0K或NG判 定： 焊點(diǎn)檢測(cè)：通過計(jì)算其焊點(diǎn)位置的藍(lán)色面積及設(shè)定的二值化參數(shù)，軟件會(huì)自動(dòng)給出一 個(gè)相應(yīng)該的值，如果這個(gè)值在設(shè)定范圍內(nèi)，其判定為0K，如不在其范圍為NG ; 特殊標(biāo)記：通過計(jì)算其特殊標(biāo)記位置的紅色面積及設(shè)定的二值化參數(shù)，軟件會(huì)自動(dòng)給 出一個(gè)相應(yīng)該的值，如果這個(gè)值在設(shè)定范圍內(nèi)，其判定為0K，如不在其范圍為NG ; 元件本體：通過計(jì)算其檢測(cè)圖片與標(biāo)準(zhǔn)圖片的差值，軟件會(huì)自動(dòng)給出一個(gè)相應(yīng)該的值， 如果這個(gè)值在設(shè)定范圍內(nèi)，其判定為0K，如不在其范圍為NG ; 引腳檢測(cè)：通過計(jì)算其引腳檢測(cè)位置的藍(lán)色面積及設(shè)定的二值化參數(shù)，軟件會(huì)自動(dòng)給 出一個(gè)相應(yīng)該的值，如果這個(gè)值在設(shè)定范圍內(nèi)，其判定為0K，如不在其范圍為NG ; 短路檢測(cè)：通過計(jì)算其引腳檢測(cè)位置的綠色面積及設(shè)定的二值化參數(shù)，軟件會(huì)自動(dòng)給 出一個(gè)相應(yīng)該的值，如果這個(gè)值在設(shè)定范圍內(nèi)，其判定為0K，如不在其范圍為NG ; 字符檢測(cè)：能過計(jì)算其字符檢測(cè)位置，軟件自動(dòng)識(shí)別字符，與設(shè)定的字符是否一樣，如 一樣為0K，不一樣為NG。
[0012] 進(jìn)一步的，所述自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)裝置還設(shè)有自動(dòng)糾偏裝置，所述自動(dòng)糾偏裝置包 括： XYZ三維伺服裝置，用于將位置出現(xiàn)偏差的產(chǎn)品移動(dòng)到正確的位置； 旋轉(zhuǎn)校正裝置，包括一個(gè)伺服電機(jī)和一個(gè)吸盤，安裝于所述ΧΥΖ三維伺服裝置上，并可 跟隨其做三維移動(dòng)，用于將位置出現(xiàn)偏差的產(chǎn)品吸起，通過選擇產(chǎn)品以調(diào)整其角度偏差； 所述自動(dòng)糾偏裝置與所述校正模塊連接，校正模塊最后驗(yàn)證產(chǎn)品位置是否吻合預(yù)設(shè)的 位置。