柔性电路板视觉检测装置及柔性电路板视觉检测方法与流程

1.本发明涉及柔性电路板检测技术领域，特别涉及一种柔性电路板视觉检测装置及利用该系统的柔性电路板视觉检测方法。


背景技术：

2.随着社会的不断进步与发展，各种技术水平在不断提高，柔性电路板以质量轻、厚度薄、安装方便、可自由弯曲折叠等优良特性而备受青睐，通过在可弯曲的轻薄塑料片上，嵌入电路设计，使在窄小和有限空间中堆嵌大量精密元件，从而形成可弯曲的挠性电路。
3.目前对于柔性电路板的质量检测主要依靠人工目测，成本高且效率低。随着电子产业飞速发展，电路板设计越来越趋于高精度、高密度化，传统的人工检测方法已无法满足生产需求。
4.在柔性电路板的生产过程中，常常会因操作不当导致柔性电路板表面被划伤或被液体溅射表面腐蚀，但是目前在对柔性电路板进行机器视觉自动检测时，大多只能检测到焊点和线路缺陷，无法对表面划伤和腐蚀进行检测，影响柔性电路板的生产质量；因此急需一种柔性电路板机器视觉高效校准检测方法解决现有问题。


技术实现要素：

5.鉴于以上现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供一种柔性电路板视觉检测装置及利用该系统的柔性电路板视觉检测方法。
6.为实现上述目的，本发明提供一种柔性电路板视觉检测装置，包括：
7.照明系统，包括驱动机构及光源；
8.检测平台，包括平台，以及设置于平台上的多个夹持装置、多个翻转装置及载具台，载具台固定在检测平台上，多个翻转装置对称均匀分布于载具台两侧，每个翻转装置上均可转动地连接有一个夹持装置，用于夹持并固定柔性电路板；
9.图像采集系统，包括摄像头，对柔性电路板进行拍摄后将所拍摄的图像信息传输至图像处理系统；
10.图像处理系统，包括图像处理器，接受并处理从图像采集系统中传入的数据；
11.控制系统，包括终端显示屏、储存模块和警报模块，用于对视觉检测装置进行控制。
12.上述技术方案的优选方案为：载具台两侧对称设置有升降装置，翻转装置滑动设置于两升降装置相对的一侧面上。
13.上述技术方案的优选方案为：持装置、翻转装置均为两个。
14.上述技术方案的优选方案为：警报模块为警报灯和/或语音单元。
15.上述技术方案的优选方案为：光源为环形光源。
16.上述技术方案的优选方案为：图像采集系统内设有面阵图像传感器。
17.上述技术方案的优选方案为：还包括用于取放柔性电路板的机械手。
18.本发明还提供一种柔性电路板视觉检测方法，利用如上所述的柔性电路板视觉检测装置对柔性电路板进行检测，步骤如下：
19.s1：机器手拾取柔性电路板至载具台，并将其放置于载具台上，利用照明系统对柔性电路板照射；
20.s2：升降台降下后，夹持装置夹持柔性电路板，通过图像采集系统采集一面/正面的原始图像后，翻转柔性电路板并采集另一面/反面的原始图像，随后将两面原始图像转换成图像信息传输入图像处理系统；
21.s3：图像处理系统对输入图像处理系统内的原始图像进行处理，检测是否存在缺陷；
22.s4：当检测出缺陷时，图像处理系统向控制系统发送信号，并在终端显示屏上显示缺陷，同时将缺陷储存在储存模块中；同时，警报模块会通过语音单元发出警报，且警报灯进行灯光警示。
23.上述技术方案的优选方案为：图像处理系统的内部处理流程包括如下步骤：
24.步骤一：预处理，运用图像处理技术对图像采集系统采集到的正反面原始图像进行预处理；
25.步骤二：数学形态学处理，在对预处理后的正反面原始图像进行非线性滤波处理方法；
26.步骤三：掩膜处理，通过由图像处理算法创建的适用柔性电路板的掩膜，对正反面原始图像中的非柔性电路板区域进行遮挡，显示柔性电路板边缘线条特征，再进行分割正反面原始图像，提取正反面图像；
27.步骤四：图像对比检测处理，对掩膜处理后对的正反面图像进行复制，然后分别进行二值化处理和输入色相饱和度色彩空间单元。
28.如上，本发明涉及的柔性电路板视觉检测装置及利用该系统的柔性电路板视觉检测方法可对柔性电路板正反两面进行表面划伤和腐蚀缺陷的检测，提高了检测的全面性，从而提高了柔性电路板的生产质量。
附图说明
29.图1为检测平台的结构示意图。
30.图2为图像处理系统的内部处理流程图。
31.元件标号说明
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平台
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载具台
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夹持装置
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翻转装置
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升降装置
具体实施方式
[0037]
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
[0038]
须知，本说明书附图所绘的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
[0039]
如图1所示，本发明提供一种柔性电路板视觉检测装置，包括：照片系统、检测平台、图像采集系统及图像处理系统。
[0040]
照明系统包括驱动机构及光源，驱动机构可调节光源的入射位置，使光源以45度角倾斜照射柔性电路板，提高拍摄清晰度，更有利于图像采集系统2的图像采集。
[0041]
进一步地，在本发明中，优选采用环形led光源，照射面积更大，使视野更为清晰。
[0042]
检测平台包括平台1，以及设置于平台1上的多个夹持装置3、多个翻转装置4及载具台2。载具台2固定在检测平台上，用于放置待测柔性电路板；多个翻转装置4对称均匀分布于载具台2两侧，每个翻转装置4上均可转动地连接有一个夹持装置3，用于在检测过程中夹持及固定柔性电路板；当夹持装置3夹住柔性电路板后，翻转装置4可进行翻转，从而实现对柔性电路板正反两面的检测。在本发明中，夹持装置3、翻转装置4均优选为两个。
[0043]
在本发明中，优选在载具台两侧对称设置有升降装置5，翻转装置滑动设置于两升降装置5相对的一侧面上，翻转装置可在滑动轨道内往复运动，从而带动夹持装置运动，以调解柔性电路板的检测位置。
[0044]
图像采集系统包括摄像头，对柔性电路板进行拍摄后将所拍摄的图像信息传输至图像处理系统。
[0045]
进一步地，图像采集系统还与机器手相连接，用于拾取柔性电路板，并将其放置至载具台2上。
[0046]
图像处理系统包括图像处理器，接受并处理从图像采集系统中传入的数据。
[0047]
控制系统包括终端显示屏、储存模块和警报模块，用于对视觉检测装置进行控制。终端显示屏可以对柔性电路板存在的缺陷进行显示，方便使用者了解缺陷所在的位置；警报模块优选与语音单元和/或警报灯相连接，语音单元和警报灯可以分别发出提示声音和进行灯光警示，使操作人员可以及时发现存在缺陷产品，并且清楚地了解缺陷所在的位置，提高了检出率，从而大幅提升产品质量。
[0048]
本发明还提供一种柔性电路板视觉检测方法，利用如上所述的柔性电路板视觉检测装置对柔性电路板进行检测，步骤如下：
[0049]
s1：机器手拾取柔性电路板至载具台2，并将其放置于载具台2上，利用照明系统对柔性电路板照射；
[0050]
s2：升降台降下后，夹持装置3夹持柔性电路板，通过图像采集系统采集一面/正面的原始图像后，翻转柔性电路板并采集另一面/反面的原始图像，随后将两面原始图像转换成图像信息传输入图像处理系统；
[0051]
s3：图像处理系统对输入图像处理系统内的原始图像进行处理，检测是否存在缺陷；
[0052]
s4：当检测出缺陷时，图像处理系统向控制系统发送信号，并在终端显示屏上显示缺陷，同时将缺陷储存在储存模块中；同时，警报模块会通过语音单元发出警报，且警报灯进行灯光警示。
[0053]
进一步地，如图2所示，图像处理系统的内部处理流程包括如下步骤：
[0054]
步骤一：预处理，运用图像处理技术对图像采集系统采集到的正反面原始图像进行预处理，使原始图像质量改善；
[0055]
步骤二：数学形态学处理，在对预处理后的正反面原始图像进行非线性滤波处理方法，抑制因机器振动或电耦合元件灵敏度差异等因素影响导致采集的原始图像内含有的噪音，进一步提高原始图像的清晰度；
[0056]
步骤三：掩膜处理，通过由图像处理算法创建的适用柔性电路板的处理区域掩膜，对正、反面原始图像中的非柔性电路板区域进行遮挡，显示柔性电路板边缘线条特征，再进行分割正、反面原始图像，提取正、反面图像；
[0057]
步骤四：图像对比检测处理，对掩膜处理后对的正、反面图像进行复制，然后分别进行二值化处理和输入色相饱和度色彩空间单元。
[0058]
进一步地，在步骤四中，对经过二值化处理后的正、反面黑白柔性电路板图像匹配缺陷检测，采用全局图像匹配比较算法，将正、反面黑白柔性电路板图像与正、反面黑白示例图像进行逐点匹配，发现到疑似焊点和线路缺陷点后再以此点进行区域生长，进行局部单独匹配。
[0059]
所述输入色相饱和度色彩空间单元处理后的正、反面彩色柔性电路板图像输入图像对比单元，通过与正反面彩色示例图像对比，提取正、反面柔性电路板图像的色彩与纹理缺陷，从而检测出正、反面彩色柔性电路板图像的表面划伤和腐蚀缺陷。
[0060]
具体来说，在图像处理系统的图像对比检测处理中，对正、反面柔性电路板图像进行复制后，分别进行二值化处理和输入色相饱和度色彩空间单元，使得柔性电路板图像检测过程分成两个方向，二值化处理可以检测柔性电路板图像焊点和线路缺陷；对输入至输入色相饱和度色彩空间单元的柔性电路板图像进行调解，其色调、亮度和色饱和度会更为的更清晰。
[0061]
通过图像对比单元将正、反面彩色示例图像进行对比，可提取正、反面彩色柔性电路板图像的色彩与纹理缺陷，检测正反面彩色柔性电路板图像的表面划伤和腐蚀缺陷，提高了柔性电路板检测的全面性，增加了柔性电路板的生产质量。
[0062]
在图像采集过程中，受光照不均、机器振动和ccd感光器件(工业相机)灵敏度差异等因素影响，使得采集到的原始图像会含有不同程度的噪声，导致后面处理后的图像边缘模糊不清，数学形态学处理是一种非线性滤波方法，它可以采用一定形态的结构元素去量度、提取原始图像中对应的形状，进而保留原有细节信息，抑制噪声，提高原始图像的清晰度，同时掩膜处理可以对原始图像中非柔性电路板区域进行遮挡，显示柔性电路板边缘线条特征；再经过分割原始图像，从而提取正、反面柔性电路板图像，便于对图像进行对比检测，增加了柔性电路板图像检测的实用性。
[0063]
本发明涉及的柔性电路板视觉检测装置及利用该系统的柔性电路板视觉检测方法可对柔性电路板正反两面进行表面划伤和腐蚀缺陷的检测，提高了检测的全面性，从而提高了柔性电路板的生产质量。
[0064]
综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0065]
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所述技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。