高密度电路板自动光学检测系统研究

作     者：徐希潇 

作者单位：哈尔滨工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：胡泓

授予年度：2013年

学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

主      题：自动光学检测 闭包法定位 轮廓定位 轨道自动控制 统计过程控制 

摘      要：随着手机、平板电脑等各种移动终端设备的不断革新，这些移动设备的电路板的越做越小，电路板上的各个元件的尺寸也变得越来越小，如贴片电阻、电容等等。对于电路板的检测，以往的肉眼已经达不到检测要求而且效率低下，机器视觉代替人眼检测成为必然的趋势。这里我们开发一款自动光学检测（AutomaticOptical Inspection，简称AOI）设备替代人工检测。 这款设备应用在SMT（表面贴装技术）生产线上，对电路板进回流炉之前进行检测，整个过程自动完成，在生产阶段将不良品筛选出来。这是一个交叉学科的综合运用，其中主要包括数字图像处理，伺服运动控制和轨道结构设计三个方面。整个检测过程是相机对电路板上的各个元件进行拍照，计算机根据编写好的数字图像处理算法来分析元件的优良。这其中元件的定位是检测的关键，即计算机必须先找到元件的位置才能对其进行分析，这是自动光学检测的核心。本文在此提出了闭包法和轮廓法两种元件定位算法，并对其应用性和检测结果做了详细统计分析和对比。通过验证，计算机可以很快地定位到元件的位置，提高了检测的效率和操作的便利性。针对自动化生产线，本文研究了一种轨道自动运动模块，可以很好地嵌入到SMT生产线上，提高了设备的通用性，主要采用PLC和伺服控制，应用于自动化生产减少人力物力。此外，对于检测结果和数据的处理，本文开发了一款SPC（统计过程控制）软件，可以结果进行数据统计和图表分析，将检测数据的结果以更好的方式呈现出来。