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AOI设备的模块设计

发布时间: 2011-04-27 18:00 作者: 浏览次数: 973 views 字号:

为了能够将AOI设备的功能描述功能加以实现,我们需要将AOI设备进行分解,并以各独立模块进行设计和实现。在进行设计之前,我们先看一下设备的工作流程。

AOI设备的工作流程

AOI的检测的流程,可以分成建模和检测两个过程,图将这两个流程全部串接在一起,是一个AOI设备检测的完整的流程图。

AOI检查流程图

AOI检查流程图

上述流程包含了AOI检测可能有的所有的工作,为了能够完成这些工作,我们可以把检测分成不同模块进行设计和编程。有了这些模块的划分,就可以有条理的,以模块为单位的,独立地完成整个AOI设备的功能要求。

检测的模块分析

从AOI检测的流程中,我们可以看到检测过程有多种的检测任务组成,为了设计完成AOI设备的整体功能,可以分成多个模块加以编程实现。

AOI设备的模块划分:检测开始->图像采集模块->图像配准模块->特征提取和瑕疵查找模块->检查结束

图像采集模块

图像采集模块用于CCD摄像头图像的获取,即将PCB板放置在工作台上,通过工作台下的马达,和摄像头上的马达的位置调节,将待测PCB板移动到合适位置,进行CCD摄像,并采集摄取的图像信息。

在此模块,我们需要完成的工作有两个:

1.针对工作台下的马达,和CCD摄像头上的马达移动的驱动程序设计,最终完成X和Y向的平移。

2.在合适的位置,进行摄像,系统读取CCD摄入的图像信息。

图像配准模块

图像配准是进行检测的一个很关键的步骤,它的作用是建立起PCB模板图像和待测板图像之间的位置联系。

由于模板和待测的放置是在不同的时间放置,也可能有不同的工作人员放置,其放置的位置的肯定有位移,配准就是要找出这些位移值。将待测图像的数据经过位移纠正后,和模板的进行比对找瑕疵。

完成配准需要的工作有:

1.寻找图像的边缘点,并从中找出边缘线。

2.在边缘线里找出配准用的锚线(Anchor Line)。

3.利用锚线,采用配准算法,找出待测PCB板图像和模板图像之间位移值。

4.其中第1、2步在建模的过程中实现,第3步在待测板进行检测的过程中实现。

特征提取和瑕疵查找模块

特征提取和瑕疵查找,是设备最终进行检测的步骤。该模块包括对PCB图像中要进行检测的部分进行特征提取,而后通过特征比对,在待测板中查找存在的瑕疵。因为我们要检测的对象是PAD和BGA二种,所以必须对这二种对象分别进行处理。

针对PAD的处理步骤为:

1.取边缘点,进行矩形边缘检测,是矩形的判断为PAD。

2.取PAD的边界点为特征值,储存在文本文件内。

3.在待测PCB板上取特征值,进行配准处理。

4.在PCB中,使用瑕疵检测算法找出瑕疵,并标记。

针对BGA的处理步骤为:

1.取边缘点,进行圆形边缘检测,是圆形的判断为BGA。

2.取PAD的圆心和半径值为特征值,储存在文本文件内。

3.在待测PCB板上取特征值,进行配准处理。

4.在PCB中,使用瑕疵检测算法找出瑕疵,并标记。

在其中第l、2步在建模的过程中实现,第3、4步在待测板进行检测的过程中实现。

模块分析总结

本系统开发的各模块和检测过程的关系,如表表示。

各模块的总结

采集模块 配准模块 PAD处理模块 BGA处理模块
建模过程 1.马达驱动 1.取边缘线 1.判断PAD. 1.判断BGA
2.CCD图像读取 2.取锚线 2.取PAD特征函数 2.取BGA特征函数
检测过程 1.马达驱动 3.求模板和待测图像之间位移 3.PAD配准 3.BGA配准
2.CCD图像读取 4.瑕疵检测 4.瑕疵检测

下一步的工作,就是通过编程完成各部分模块的功能。

程序设计的一些原则

实现AOI系统各部分的功能,需要通过编程加以实现,我们采用的开发平台为VC++6.0

而在实际的设计过程中,为了满足设计的指标,我们的程序设计必须遵守下面一些设计的原则:

1.无外部数据库,因为在检测过程中调用外部数据库将会大大地降低检测的速度,也会极大地消耗系统资源。

2.对于要有存储的各类特征值,系统定义了不同的结构加以存储。如印制板上的边缘线定义了Line的结构;焊盘PAD建模时定义了一个RecPad的结构;而对于BGA也自定义了一个BGA的结构来存储。

3.采用简单的外部文件,存储建模时生成的一些基本信息,如边缘线、锚线、PAD、BGA等。我们生成的文件为TXT格式的文件,格式简单而易于操作。

4.采用比对的方式进行AOI的检测,即将合格的同类样品和待测设备进行比较,并识别出待测样品是否有瑕疵。

5.区分处理图像的运算复杂度。将所有耗时较长的图像处理过程集中到建模的过程中,而检测时则尽量使用较为简单的图像处理算法。

6.对模板图像和待测图像之间的配准算法有严格的要求,要求简单实用,且误差率低。

更多内容请浏览: aoi设备的功能设计和设计指标

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