专利名称：基于机器视觉的印制线路板缺陷自动检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种印制线路板缺陷自动检测装置。
背景技术：
近年来，随着通信、计算机、消费电子等产业的飞速发展，印制线路板(PCB)应用 广泛，快速发展，然而一方面PCB本身结构复杂、另一方面制作工序繁多，这样就造成PCB在 生产过程中不可避免产生短路、断路、毛刺等多种缺陷，对其进行在线缺陷检测是保证PCB 质量的必要步骤。目前生产过程中，常用的检测方法主要有人工检测、针床检测和飞针检测，这些检 测方法都存在检测繁琐、可靠性低、效率低、高精度PCB无法检测等诸多问题，而且针床检 测和飞针检测两种检测方法要物理接触PCBjf PCB有损伤。
发明内容为了克服已有的印制线路板缺陷检测装置的检测繁琐、可靠性低、效率低、无法满 足高精度PCB需要的不足，本实用新型提供一种检测简便、可靠性高、有效满足高精度PCB 需要基于机器视觉的印制线路板缺陷自动检测装置。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种基于机器视觉的印制线路板缺陷自动检测装置，包括工作台、传送带和工控 机，所述工作台上设有供待检测印制线路板放置的平台，所述平台侧边设有用以将印制线 路板从平台推到传送带的第一推杆，所述传送带位于所述平台远离所述第一推杆的另一 侧，所述传送带侧边设有将有缺陷的印制线路板推出的第二推杆，所述平台的上方设有摄 像机，所述摄像机连接所述工控机，所述第一推杆和第二推杆的驱动器均与所述工控机连 接，所述工控机包括用以采集待检测印制线路板的图像采集模块，用以将采集的图像与预 存的标准图像做比较并采用参考比较法检测是否存在缺陷的图像比较模块，用以控制启动 所述第一推杆或第二推杆的执行模块，所述图像采集模块连接所述图像比较模块，所述图 像比较模块连接所述执行模块，所述执行模块连接所述第一推杆和第二推杆的驱动器。进一步，所述平台的两侧设有导向板，所述导向板之间的距离与待检测的印制线 路板的宽度相等，所述导向板的远离第一推杆侧设有横挡板，所述横挡板与用以带动横挡 板上下移动的电磁铁联动。更进一步，所述摄像机安装在二维移动台上。所述第一推杆通过第一电磁阀与第一气缸联动，所述第二推杆通过第二电磁阀与 第二气缸联动，所述第一电磁阀和第二电磁阀与所述工控机连接。所述工作台上安装光源。所述摄像机与图像采集卡连接，所述图像采集卡与所述工控机连接，所述工控机 与运动控制卡连接，所述运动控制卡与所述二维移动台连接。本实用新型的有益效果主要表现在实现在线实时检测，相对人工检测、针床检测和飞针检测具有效率高、精度高、非接触等优点，能够准确检测短路、断路等常见的缺陷，保 证进入下一道工序PCB都是合格产品，大大提高生产PCB质量。
图1是PCB缺陷检测系统结构示意图。图2是工作流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步描述。参照图1和图2，一种基于机器视觉的印制线路板缺陷自动检测装置，包括工作台 1、传送带2和工控机3，所述工作台1上设有供待检测印制线路板放置的平台，所述平台侧 边设有用以将印制线路板从平台推到传送带的第一推杆4，所述传送带2位于所述平台远 离所述第一推杆的另一侧，所述传送带2侧边设有将有缺陷的印制线路板推出的第二推杆 5，所述平台的上方设有摄像机6，所述摄像机6连接所述工控机3，所述第一推杆4和第二 推杆5的驱动器均与所述工控机3连接，所述工控机3包括用以采集待检测印制线路板的 图像采集模块，用以将采集的图像与预存的标准图像做比较并采用参考比较法检测是否存 在缺陷的图像比较模块，用以控制启动所述第一推杆或第二推杆的执行模块，所述图像采 集模块连接所述图像比较模块，所述图像比较模块连接所述执行模块，所述执行模块连接 所述第一推杆4和第二推杆5的驱动器。所述平台的两侧设有导向板7，所述导向板7之间的距离与待检测的印制线路板 的宽度相等，所述导向板7的远离第一推杆侧设有横挡板8，所述横挡板与用以带动横挡板 上下移动的电磁铁联动。所述摄像机6安装在二维移动台9上。所述第一推杆4通过第一电磁阀与第一气 缸联动，所述第二推杆5通过第二电磁阀与第二气缸联动，所述第一电磁阀和第二电磁阀 与所述工控机3连接。所述工作台1上安装光源10。所述摄像机6与图像采集卡连接，所 述图像采集卡与所述工控机3连接，所述工控机3与运动控制卡连接，所述运动控制卡与所 述二维移动台9连接。本实施例中，光源10由六支20W频闪为30kHZ的荧光灯管组成，均布在平台的下 方。光源前面装有透光毛玻璃，表面与平台面过渡平整，一方面作为载物台，承载待检测PCB 11，另一方面作为漫射板，使得光照更加均勻。图像采集模块主要包括摄像机、图像采集卡、二维移动平台、运动控制卡，运动控 制卡控制二维运动台9的运动。摄像机安装在二维运动平台上，可在二维平面内移动，拍摄 图像并通过图像采集卡传输给工控机。运动控制模块主要包括第一推杆4、导向板7、横挡板8、第二推杆5，其中第一推杆 4、导向板7、横挡板8主要用于固定PCB，方便采集图像，第二推杆5主要用于将有缺陷PCB 从传送带2上推出去；横挡板8起落由控制器通过电磁铁控制；控制器通过第一电磁阀、第 二电磁阀分别控制第一气缸、第二气缸，进而驱动第一推杆4的纵向运动、第二推杆5的横 向运动；控制器的指令由工控机发出。所述工控机主要是对采集到的图像进行处理、识别缺陷以及向运动控制模块、图像采集模块、光源发出各个指令。所述软件部分采用VC++6. 0编写，基于机器视觉，采用参考比较法实现了 PCB短 路、断路以及毛刺缺陷等常见缺陷的自动检测，编写图像处理算法和上位机控制界面。工作时，打开光源，上料机将待测PCB 11放置到工作台上，工控机3发出指令给电 磁铁，横挡板8上移，第一推杆4在第一气缸驱动下推动下沿导向板7向右运动，当待测PCB 11的前边沿与横挡板8贴合时，摄像机6随二维移动台9做纵向(X方向)和横向(Y方向) 移动，在指定位置采集待测PCB 11图像，工控机3处理分析已采集的图像，判断是否存在缺 陷，记录缺陷的位置和类型，PCB检测完毕。工控机3又发出指令，横挡板8落入工作台1 平面以下，第一推杆4推动PCB继续向右移动，越过横挡板8滑至传送带2上，第一推杆4 返回到初始位置，横挡板8与工作台1重新贴合。如果待测PCB 11存在缺陷，在随传送带 移动过程中，工控机3会发出指令给第二电磁阀，进而通过第二气缸驱动第二推杆5将PCB 横向推出，实现缺陷PCB分离；否则输送至传送带末端抛出，进入下一道工序加工。本实用新型涉及的检测系统实现PCB在线实时检测，能够准确检测短路、断路、毛 刺等常见的缺陷，将有缺陷PCB剔除生产流水线，大大提高PCB合格率，具有效率高、精度 高、非接触等优点。本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本实用新型的 保护范围的不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本实用新型的保护范围也及于 本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
权利要求1.一种基于机器视觉的印制线路板缺陷自动检测装置，其特征在于所述自动检测装 置包括工作台、传送带和工控机，所述工作台上设有供待检测印制线路板放置的平台，所述 平台侧边设有用以将印制线路板从平台推到传送带的第一推杆，所述传送带位于所述平台 远离所述第一推杆的另一侧，所述传送带侧边设有将有缺陷的印制线路板推出的第二推 杆，所述平台的上方设有摄像机，所述摄像机连接所述工控机，所述第一推杆和第二推杆的 驱动器均与所述工控机连接，所述工控机包括用以采集待检测印制线路板的图像采集模 块，用以将采集的图像与预存的标准图像做比较并采用参考比较法检测是否存在缺陷的图 像比较模块，用以控制启动所述第一推杆或第二推杆的执行模块，所述图像采集模块连接 所述图像比较模块，所述图像比较模块连接所述执行模块，所述执行模块连接所述第一推 杆和第二推杆的驱动器。
2.如权利要求1所述的基于机器视觉的印制线路板缺陷自动检测装置，其特征在于 所述平台的两侧设有导向板，所述导向板之间的距离与待检测的印制线路板的宽度相等， 所述导向板的远离第一推杆侧设有横挡板，所述横挡板与用以带动横挡板上下移动的电磁 铁联动。
3.如权利要求1或2所述的基于机器视觉的印制线路板缺陷自动检测装置，其特征在 于所述摄像机安装在二维移动台上。
4.如权利要求1或2所述的基于机器视觉的印制线路板缺陷自动检测装置，其特征在 于所述第一推杆通过第一电磁阀与第一气缸联动，所述第二推杆通过第二电磁阀与第二 气缸联动，所述第一电磁阀和第二电磁阀与所述工控机连接。
5.如权利要求3所述的基于机器视觉的印制线路板缺陷自动检测装置，其特征在于 所述工作台上安装光源。
6.如权利要求1或2所述的基于机器视觉的印制线路板缺陷自动检测装置，其特征在 于所述摄像机与图像采集卡连接，所述图像采集卡与所述工控机连接，所述工控机与运动 控制卡连接，所述运动控制卡与所述二维移动台连接。
专利摘要一种基于机器视觉的印制线路板缺陷自动检测装置，包括工作台、传送带和工控机，所述工作台上设有供待检测印制线路板放置的平台，所述平台侧边设有用以将印制线路板从平台推到传送带的第一推杆，所述传送带位于所述平台远离所述第一推杆的另一侧，所述传送带侧边设有将有缺陷的印制线路板推出的第二推杆，所述平台的上方设有摄像机，所述摄像机连接所述工控机，所述第一推杆和第二推杆的驱动器均与所述工控机连接。本实用新型提供一种检测简便、可靠性高、有效满足高精度PCB需要的基于机器视觉的印制线路板缺陷自动检测装置。
文档编号G01N21/898GK201844981SQ20102057226
公开日2011年5月25日 申请日期2010年10月22日 优先权日2010年10月22日
发明者杨庆华, 荀一, 陈亮, 鲍官军 申请人:浙江工业大学