专利名称：开孔不良检测装置及开孔不良检测方法
技术领域：
本发明涉及产品检测领域，特别涉及一种检测钢板上的开孔不良的开孔不良检测装置及开孔不良检测方法。
背景技术：
在表面贴装技术(Surface Mounted Technology, SMT)的制程中需要使用具有开孔的钢板，将锡膏通过开孔印制在印刷电路板(Printed Circuit Board, PCB)上。在钢板的制程和使用中都需要对其上面的开孔的尺寸参数进行检测，避免因开孔不良而导致印刷电路板的印刷不良，继而增加额外返修工时的产生，造成制造成本的增加。现有检测钢板上开孔的不良的方式主要为人工目检，然而，通常情况下每张钢板上开孔的数量有数千个，如此使得检测人员的工作量加大，不利于现代化流水线作业。
发明内容
鉴于此，有必要提供一种能够自动检测出钢板开孔不良的开孔不良检测装置。还有必要提供一种能够自动检测出钢板开孔不良的开孔不良检测方法。一种开孔不良检测装置，用于检测钢板是否发生开孔不良，包括处理模块及输出模块。处理模块用于根据预存的用于描述钢板上开孔位置的定位信息从预设的与钢板相对应的目标区域图像上确定一检测区域，并按照预设统计规则统计检测区域内图像像素的颜色值为目标值的图像像素数量以产生统计值，将统计值与预设的基准值比较，并在比较出统计值不等于预设的基准值时，判定与该目标区域图像对应的钢板开孔不良，并输出提示信息给输出模块。输出模块用于将提示信息输出。一种开孔不良检测方法，该方法包括如下步骤根据预存的用于描述钢板上开孔位置的定位信息从预设的与钢板相对应的目标区域图像确定一检测区域；按照预定扫描规则在检测区域内进行扫描，并按照预设统计规则统计检测区域内图像像素的颜色值为目标值的图像像素数量以产生统计值；将统计值与预设的基准值比较，并在比较出统计值不等于预设的基准值时判定与该目标区域图像对应的钢板开孔不良，并输出提示信息。 通过上述开孔不良检测装置及开孔不良检测方法，处理模块根据预定扫描规则在检测区域内进行扫描，并按照预设统计规则统计检测区域内图像像素的颜色值为目标值的图像像素数量以产生统计值，将统计值与预设的基准值比较，并在比较出统计值不等于预设的基准值时判定与该目标区域图像对应的钢板开孔不良，并输出提示信息给输出模块。 如此，开孔不良检测装置不需要人工参与便可自动的完成对钢板上开孔的检测操作，减少了检测人员的工作量，有利于现代化流水线作业。
图1为一较佳实施方式的开孔不良检测装置的功能模块图,图2为目标区域图像的示意图。图3为图1所示的处理模块的功能模块图。图4为一较佳实施方式的开孔不良检测方法流程图。主要元件符号说明开孔不良检测装置图像获取模块处理模块输出模块存储器目标区域图像开孔现场可编程门阵列位置生成电路数据处理电路数据转换电路判断电路坐标运算电路比较值产生电路比较电路输出电路开孔不良检测方法流程图
20 21 22 23 222 100
101、102、103、104
400
401
402
403
405
406
407
408
409
S600 S608
具体实施例方式请参阅图1，开孔不良检测装置20包括图像获取模块21、处理模块22及输出模块 23。图像获取模块21用于根据预存档案中的用于描述钢板中开孔位置的坐标及预设区域获取规则摄取目标区域图像。其中，目标区域图像采用一组二进制数据进行表示。二进制数据可存储在处理模块22中。该预存档案用于描述钢板的信息，例如钢板的尺寸、钢板上开孔的数量、钢板上开孔对应的坐标及钢板上开孔的尺寸等。该预设区域获取规则为根据钢板上的开孔的尺寸确定目标区域的大小。例如，目标区域一般要比钢板开口上的尺寸略大。处理模块22用于根据预存的用于描述钢板上开孔位置的定位信息从获得的目标区域图像上确定一检测区域，并按照预设统计规则统计检测区域内图像像素的颜色值为目标值的图像像素数量以产生统计值，将统计值与预设的基准值比较，并在比较出统计值不等于预设的基准值时判定与该目标区域图像对应的钢板开孔不良，并输出提示信息给输出模块23。其中，该目标值用于表示目标区域图像显示的开孔所具有的颜色。在本实施方式中，目标区域图像显示的开孔用白色来表示，则目标值为用于表示白色的颜色值。例如，该目标区域图像经过灰度处理后，图像像素的颜色值用0、1分别表示该目标区域图像中黑色和白色，则该目标值为1。可以理解地，上述统计值则是根据检测区域内的白色像素的数量来产生的。例如，检测区域内的白色像素的数量可以得到的检测区域内开孔的面积值、重心坐标值及开孔的长、宽值等统计值。相应的该预设的基准值可为钢板上开孔的标准面积、 标准重心坐标、标准长宽值。如此将产生的面积值、重心坐标及长宽值分别与预设的标准面积、标准重心坐标、标准长宽值对应的比较，在比较出计算得到的面积值、重心坐标及长宽值与预设的标准面积、标准重心坐标、标准长宽值不相等时，说明开孔的尺寸不符合生产要求以及开孔的位置偏位。输出模块23用于将提示信息输出。例如，输出模块23可以为液晶显示器，输出模块23将提示信息显示给检测人员。以下举例说明开孔不良检测装置20检测钢板开孔的面积、重心及长宽的过程，请同时参看图2，图像获取模块21获取目标区域图像100，该目标区域图像100中包括开孔 101、102、103 ；处理模块22根据与开孔101相对应的定位信息(例如，开孔101在二维空间的坐标点)在目标区域图像100上确定一检测区域104，处理模块22按照如下方式计算开孔101的面积、重心坐标及开孔101的长和宽。处理模块22统计检测区域104内的图像像素为白色的数量，亦即，统计颜色值为 1的图像像素的数量，并按照如下计算公式计算开孔101的面积sumN = sum(l)其中，sumN表示开孔101的面积值，sum(l)为颜色值为1的图像像素的数量，亦即，将统计出的颜色值为1的白色图像像素的数量值作为开孔101的面积值。处理模块22还记录白色像素所对应的坐标点，并利用如下计算公式计算开孔101 的重心坐标sumX = sum⑴其中，sumX为与颜色值为1的图像像素相对应的坐标点中X坐标的和值。sumY = sum⑴其中，sumN为与颜色值为1的图像像素相对应的坐标点中Y坐标的和值。xc = sumX/sumN其中，xc为开孑L的重心的X坐标。yc = sumY/sumN其中，yc为开孑L的重心的Y坐标。处理模块22还利用如下计算公式计算开孔101的长、宽值dx = sum(abs (X-xc))/sumN 其中，dx 为开孔 X 方向的长，abs (X-xc)为取 Χ-xc 所得值的绝对值。dy = sum(abs(Y-yc))/sumN其中，dy为开孔Y方向的长，abs(Y-yc)为取 Υ-yc 所得值的绝对值。处理模块22将计算得到的面积值、重心坐标及长宽值分别与预设的标准面积、标准重心坐标、标准长宽值对应的比较，在比较出计算得到的面积值、重心坐标及长宽值与预设的标准面积、标准重心坐标、标准长宽值不相等时，输出提示信息给输出模块23，以使输出模块23将提示信息显示给检测人员。进一步的，请同时参阅图3，处理模块22包括存储器222、一编程后的现场可编程门阵列400 (Field-Programmable Gate Array, FPGA) 该存储器222用于存储图像获取模块21拍摄的目标区域图像。该编程后的现场可编程门阵列400产生对应的电路以实现开孔不良检测功能，请同时参看图3，该现场可编程门阵列400包括位置生成电路401、数据处理电路402、数据转换电路403、判断电路405、坐标运算电路406、比较值产生电路407、比较电路408及输出电路409。位置生成电路401用于根据预存档案中的用于描述钢板中开孔位置的坐标产生对应的地址数据，并将地址数据提供给存储器222。数据处理电路402用于接收存储器222响应位置生成电路401提供的地址数据而输出的目标区域图像数据，并将接收的目标区域图像数据以像素为单位输出及产生与像素对应的坐标。数据转换电路403用于接收数据处理电路402输出的目标区域图像数据，并对接收的目标区域图像数据进行数据灰度处理，以获得对应的二进制数据，并将获得的二进制数据提供给判断电路405。判断电路405用于判断接收的由数据转换电路403提供的二进制数据是否等于目标值，并在判断出由数据转换电路403提供的二进制数据等于目标值时产生判断信号，并将产生的判断信号提供给坐标运算电路406。坐标运算电路406用于接收数据处理电路402提供的坐标，并在接收到判断信号时记录对应的坐标并计数以产生计数值。比较值产生电路407用于根据坐标运算电路406记录的坐标、产生的计数值及预设统计规则产生统计值。其中，统计值可以为开孔的面积、重心坐标或开孔的长和宽等。比较电路408用于将比较值产生电路407产生的统计值与预设的基准值比较，并在比较出统计值不等于预设的基准值时产生比较信号，并将比较信号提供给输出电路409。输出电路409用于根据比较信号产生提示信息，并将产生的提示信息传送给输出模块23。在其他实施方式中，开孔不良检测装置20包括处理模块22及输出模块23。处理模块22从预存的目标区域图像上确定一检测区域。预存的目标区域图像是由其他图像获取装置根据预存档案中的用于描述钢板中开孔位置的坐标及预设区域获取规则而摄取的。如图4所示，其为一较佳实施方式的开孔不良检测方法的流程图。该方法应用于开孔不良检测装置中，以使开孔不良检测装置能够完成对钢板上开孔的检测，该方法包括如下步骤步骤S600，根据预存档案中的用于描述钢板中开孔位置的坐标及预设区域获取规则摄取目标区域图像。目标区域图像可以采用一组二进制进行表示，并存储在开孔不良检测装置的存储器中。该预存档案用于描述钢板的信息，该信息包括钢板的尺寸、钢板上开孔的数量、钢板上开孔的尺寸及钢板上开孔对应的坐标等。该预设区域获取规则为根据钢板上的开孔的大小确定目标区域图像的大小。步骤S602，根据预存的用于描述钢板上开孔位置的定位信息在目标区域图像中确定一检测区域。步骤S604，按照预定扫描规则在检测区域内进行扫描，并按照预设统计规则统计检测区域内图像像素的颜色值为目标值的图像像素数量以产生统计值。例如，在本实施方式中本步骤具体为将存储的目标区域图像数据以像素为单位输出及产生与像素对应的坐标；对输出的目标区域图像数据进行数据灰度处理，以获得对应的二进制数据；判断二进制数据是否等于目标值，并在判断出二进制数据等于目标值时记录对应的坐标，并计数以产生计数值；根据记录的坐标、产生的计数值及预设统计规则产生统计值。其中，预设统计规则可为统计检测区域内的图像像素为目标值的数量，将统计出的数量值作为面积值，以及记录图像像素为目标值所对应的坐标点，并统计坐标点中X坐标的和值及Y坐标的和值， 根据面积值及和值计算出重心坐标值，以及根据面积值、重心坐标值及记录的坐标点的坐标值计算出开孔的长、宽值；该二进制数据用于表示图像像素的颜色值。步骤S606，将统计值与预设的基准值比较。该统计值可为在步骤S604中计算得到的开孔的面积值、重心坐标值及开孔的长、宽值。该预设的基准值可为钢板上开孔的标准面积、标准重心坐标及开孔的长宽。步骤S608，在比较出统计值不等于预设的基准值时判定与该目标区域图像对应的钢板开孔不良，并输出提示信息。该提示信息可以通过液晶显示屏显示，以供检测人员参考。通过上述开孔不良检测装置20及开孔不良检测方法，处理模块22根据预定扫描规则在检测区域内进行扫描，并按照预设统计规则统计检测区域内图像像素的颜色值为目标值的图像像素数量以产生统计值，将统计值与预设的基准值比较，并在比较出统计值不等于预设的基准值时判定与该目标区域图像对应的钢板开孔不良，并输出提示信息给输出模块23。如此，开孔不良检测装置20不需要人工参与便可自动的完成对钢板上开孔的检测操作，减少了检测人员的工作量，有利于现代化流水线作业。
权利要求
1.一种开孔不良检测装置，用于检测钢板是否发生开孔不良，其特征在于该开孔不良检测装置包括处理模块及输出模块；该处理模块用于根据预存的用于描述钢板上开孔位置的定位信息，从预设的与钢板相对应的目标区域图像上确定一检测区域，并按照预设统计规则统计检测区域内图像像素的颜色值为目标值的图像像素数量，以产生统计值，该处理模块还用于将统计值与预设的基准值比较，并在比较出统计值不等于预设的基准值时， 判定与该目标区域图像对应的钢板开孔不良，并输出提示信息给输出模块；该输出模块用于将提示信息输出。
2.如权利要求1所述的开孔不良检测装置，其特征在于该目标值用于表示目标区域图像所显示的开孔所具有的颜色值。
3.如权利要求1所述的开孔不良检测装置，其特征在于该开孔不良检测装置还包括图像获取模块，图像获取模块用于根据预存档案中的用于描述钢板中开孔位置的定位信息及预设区域获取规则摄取目标区域图像；该预设区域获取规则为根据钢板上的开孔的尺寸确定目标区域图像的大小。
4.如权利要求1所述的开孔不良检测装置，其特征在于该预设的基准值为钢板上开孔的标准面积；预设统计规则为统计检测区域内的图像像素的颜色值为目标值的图像像素数量，该处理模块将统计出的数量值作为面积值，以与标准面积进行比较。
5.如权利要求1所述的开孔不良检测装置，其特征在于该预设的基准值为钢板上开孔的标准重心坐标；预设统计规则为统计检测区域内的图像像素的颜色值为目标值的数量，将统计出的数量值作为面积值，以及记录颜色值为目标值的图像像素所对应的坐标点， 并统计坐标点中X坐标的和值及Y坐标的和值，根据面积值及和值计算出重心坐标，以与标准重心坐标进行比较。
6.如权利要求1所述的开孔不良检测装置，其特征在于该预设的基准值为钢板上开孔的标准长宽值；预设统计规则为统计检测区域内的图像像素的颜色值为目标值的数量， 将统计出的数量值作为面积值，以及记录颜色值为目标值的图像像素所对应的坐标点，并统计坐标点中X坐标的和值及Y坐标的和值，根据面积值及和值计算出重心坐标，根据面积值、和值及记录的坐标点的坐标值计算出长宽值，以与标准长宽值进行比较。
7.如权利要求1所述的开孔不良检测装置，其特征在于该处理模块包括存储器、一编程后的现场可编程门阵列；该存储器用于存储目标区域图像；该编程后的现场可编程门阵列产生对应的电路以实现开孔不良检测功能，该处理模块包括位置生成电路、数据处理电路、数据转换电路、判断电路、坐标运算电路、比较值产生电路、比较电路及输出电路；位置生成电路用于根据预存档案中的用于描述钢板中开孔位置的坐标产生对应的地址数据，并将地址数据提供给存储器；数据处理电路用于接收存储器响应位置生成电路提供的地址数据而输出的目标区域图像数据，并将接收的目标区域图像数据以像素为单位输出及产生与像素对应的坐标；数据转换电路用于接收数据处理电路输出的目标区域图像数据，并对接收的目标区域图像数据进行数据灰度处理，以获得对应的二进制数据，并将获得的二进制数据提供给判断电路；判断电路用于判断接收的由数据处理电路提供的二进制数据是否等于目标值，并在判断出由数据处理电路提供的二进制数据等于目标值时产生判断信号，并将产生的判断信号提供给坐标运算电路；坐标运算电路用于接收数据处理电路提供的坐标，并在接收到判断信号时记录对应的坐标并计数以产生计数值；比较值产生电路用于根据坐标运算电路记录的坐标、产生的计数值及预设统计规则产生统计值；比较电路用于将比较值产生电路产生的统计值与预设的基准值比较，并在比较出统计值不等于预设的基准值时产生比较信号，并将比较信号提供给输出电路；输出电路用于根据比较信号产生提示信息，并将产生的提示信息传送给输出模块。
8.一种开孔不良检测方法，该方法包括如下步骤根据预存的用于描述钢板上开孔位置的定位信息从预设的与钢板相对应的目标区域图像确定一检测区域；按照预定扫描规则在检测区域内进行扫描，并按照预设统计规则统计检测区域内图像像素的颜色值为目标值的图像像素数量以产生统计值；将统计值与预设的基准值比较，并在比较出统计值不等于预设的基准值时判定与该目标区域图像对应的钢板开孔不良，并输出提示信息。
9.如权利要求8所述的开孔不良检测方法，其特征在于该预设的基准值为钢板上开孔的标准面积；预设统计规则为统计检测区域内的图像像素的颜色值为目标值的图像像素数量，将统计出的数量值作为面积值，以与标准面积进行比较。
10.如权利要求8所述的开孔不良检测方法，其特征在于该预设的基准值为钢板上开孔的标准重心坐标；预设统计规则为统计检测区域内的图像像素的颜色值为目标值的数量，将统计出的数量值作为面积值，以及记录颜色值为目标值的图像像素所对应的坐标点， 并统计坐标点中X坐标的和值及Y坐标的和值，根据面积值及和值计算出重心坐标，以与标准重心坐标进行比较。
11.如权利要求8所述的开孔不良检测方法，其特征在于该预设的基准值为钢板上开孔的标准长宽值；预设统计规则为统计检测区域内的图像像素的颜色值为目标值的数量， 将统计出的数量值作为面积值，以及记录颜色值为目标值的图像像素所对应的坐标点，并统计坐标点中X坐标的和值及Y坐标的和值，根据面积值及和值计算出重心坐标，根据面积值、和值及记录的坐标点的坐标值计算出长宽值，以与标准长宽值进行比较。
12.如权利要求8所述的开孔不良检测方法，其特征在于还包括以下步骤 根据预存档案中的用于描述钢板中开孔位置的定位信息及预设区域获取规则摄取与钢板上开孔相对应的目标区域图像；其中，该预设区域获取规则为根据钢板上的开孔的尺寸确定目标区域图像的大小。
13.如权利要求8所述的开孔不良检测方法，其特征在于其中按照预定扫描规则在检测区域内进行扫描，并按照预设统计规则统计检测区域内图像像素的颜色值为目标值的图像像素数量以产生统计值的步骤具体为将存储的目标区域图像数据以像素为单位输出及产生与像素对应的坐标； 对输出的目标区域图像数据进行数据灰度处理，以获得对应的二进制数据；判断二进制数据是否等于目标值；在判断出二进制数据等于目标值时时记录对应的坐标，并计数以产生计数值； 根据记录的坐标、产生的计数值及预设统计规则产生统计值。
全文摘要
一种开孔不良检测方法，该方法包括如下步骤根据预存的用于描述钢板上开孔位置的定位信息从预设的与钢板相对应的目标区域图像确定一检测区域；按照预定扫描规则在检测区域内进行扫描，并按照预设统计规则统计检测区域内图像像素的颜色值为目标值的图像像素数量以产生统计值；将统计值与预设的基准值比较，并在比较出统计值不等于预设的基准值时判定与该目标区域图像对应的钢板开孔不良，并输出提示信息。本发明还提供了一种开孔不良检测装置。
文档编号G01B11/02GK102213586SQ20101014353
公开日2011年10月12日 申请日期2010年4月9日 优先权日2010年4月9日
发明者唐佩忠 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司