[发明专利]微钻机器视觉检测系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种质量检测技术领域的装置及其方法，具体是一种微钻机器视觉检测 系统及其方法。

背景技术

PCB(印刷电路板)微型钻针(简称微钻)是加工PCB的主要工具，对PCB的质量和成本有 重要影响。随着人们对高集成度PCB的需求不断增加，微钻的直径也不断减小。微钻传统的 检测方法一般使用激光测径仪和显微镜，但激光测径仪能够检测的项目单一，不能满足生产 中对微钻众多检测项目的要求；显微镜法是手动测量，人为因素影响大，无法满足批量生产 的需求。

经对现有技术的文献检索发现，中国专利公开号为CN02242702.3的申请案提供了一种微 型钻针检测及成像装置，该装置手动调节光源强度及位置，依据工程经验选择较好的成像效 果进而达到提高成像品质的要求，因而容易产生误差，且检测效率低。同时，此方法对微钻 侧面几何参数缺乏行之有效的检测手段，且不能同时进行侧面检测和刃面检测，系统的集成 化程度也比较低。

又经检索发现，电子科技大学的罗颖在其题目为″基于机器视觉的PCB微钻端面缺陷检测 研究″的硕士毕业论文中，提供了微钻检测的一种视觉处理方法，但该方法检测的效率和精 确度也都比较低，可检测的参数也比较少。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提出一种微钻机器视觉检测系统及其方法。 本发明微钻的侧面检测与刃面检测被集成到同一系统中，有效提高了检测系统的集成度，结 合多种图像处理方法，提高了检测的效率和精确度，拓展了检测范围。

本发明是采用以下技术方案实现的：

本发明所涉及的微钻机器视觉检测系统包括：四工位分度旋转平台、侧面检测系统、刃 面检测系统、PLC(可编程控制器)和计算机，其中：侧面检测系统和刃面检测系统分别位 于四工位分度旋转平台上，侧面检测系统和刃面检测系统分别与计算机相连传输待检微钻的 侧面图像和刃面图像，计算机与PLC相连传输微钻分类结果信息，PLC和四工位分度旋转平台 相连传输控制信息。

所述的四工位分度旋转平台包括：上料工位、侧面检测工位、刃面检测工位和下料工位 ，其中：侧面检测系统位于侧面检测工位，刃面检测系统位于刃面检测工位，上料工位绕四 工位分度旋转平台旋转1/4周是侧面检测工位，侧面检测工位绕四工位分度旋转平台旋转 1/4周是刃面检测工位，刃面检测工位绕四工位分度旋转平台旋转1/4周是下料工位，下料工 位绕四工位分度旋转平台旋转1/4周是上料工位。

所述的下料工位包括若干个料盒。

所述的侧面检测系统包括：侧面相机、侧面镜头组件、侧面背景光源、侧面同轴光源和 侧面支架，其中：侧面支架、侧面背景光源和侧面同轴光源位于四工位分度旋转平台上，侧 面相机和侧面镜头组件位于侧面支架上。

所述的刃面检测系统包括：刃面相机、刃面检测镜头组件、刃面光源和刃面支架，其中 ：刃面支架和刃面光源位于四工位分度旋转平台上，刃面相机与刃面检测镜头组件位于刃面 支架上。

所述的刃面光源是发出红光的LED(发光二极管)光源。

本发明所涉及的微钻机器视觉检测系统的检测方法，具体步骤如下：

第一步，检测前对侧面检测系统和刃面检测系统进行校正：将已知参数信息的标准微钻 分别置于侧面检测系统与刃面检测系统，通过半自动调焦和调光处理，获得标准微钻的清晰 图像，得出实际像素间距，并在侧面检测系统校正时记录标准微钻位置。

所述的半自动调焦，就是分别调节侧面镜头组件和刃面检测镜头组件的位置，使计算机 显示器上显示的图像熵值达到最大，即图像达到最清晰的状态。

所述的调光处理就是分别调整侧面光源与微钻以及刃面光源与微钻之间的距离，同时分 别调节侧面光源与刃面光源的光强，以在计算机显示器上得到清晰不失真的微钻图像。

第二步，将待检微钻置于上料工位，四工位分度旋转平台旋转90°使待检微钻位于侧面 检测工位的侧面检测系统前，侧面相机采集若干幅侧面图像，并将侧面图像送到计算机，进 而得到侧面几何参数的数值，然后进一步对待检微钻进行自动对焦，为刃面检测做准备。

所述的侧面几何参数包括：微钻全长、颈部直径、先端直径和刃角高度差。

所述的微钻全长是通过侧面图像中微钻高度对比得到的，即在侧面相机无法直接对待检 微钻全长取像测量的前提下，通过待检微钻图像与标准微钻图像钻顶尖位置的对比，得到待 检微钻的微钻全长。