PCBブログ - マニュアルPCBボード外観検査機の画像取得

The プリント回路基板 外観検査機は重要な品質検査装置である PCBボード 製品生産ライン. 光学画像処理とコンピュータビジョン認識技術の原理に基づいている. その主な機能は、生産プロセスで遭遇した外観欠陥を検出することです PCBボード コンポーネント. 中国は大きな国です PCBボード 世界の生産, しかし、強い国. の重要なリンク PCBボード 生産連鎖 PCBボード 機器や機器は、この状況の重要な理由の一つではない. 中国の発展と発展を促進するために PCBボード 工業, 自動外観検査機と比較して, マニュアル PCBボード 簡単操作による外観検査機, よりコンパクトなシステムとより高いパフォーマンス価格比. マニュアル PCBボード 外観検査機は自動的に PCBボード マニュアルボード後転写装置, リニアCCDカメラ PCBボード 均等に正確な画像を取得する. フィードバック制御信号は自動的にソートする PCBボード (OK/NG). それは、外国のオブジェクトを見つけることができます, 露出銅, 石油補充, 傷, 不良金めっき, 間違った文字, 不均一な緑色の油, 凹凸パッド, 残留銅, 欠落した印刷, 開発と外観欠陥. 画像の取得と処理の速度と効果が直接の精度と効果に影響するので PCBボード 検出, 手動視覚検査機の特性に応じて画像取得システムを詳細に研究する, また、C≠. Net framework is used for secondary development of ActiveMil and the development of image acquisition software system is realized with GDI+graphics interface library.

1. 全体の構造 PCBボード appearance inspection machine system
The PCBボード オンライン検出システムは複雑な構造を持つ, 伝送制御装置, 電気制御系とカメラは、処理作業を調整して、複雑な検出およびソート・タスクを完了するためにコンピュータにより制御されなければならない. の構造 PCBボード マシンビジョンに基づくオンライン検査装置, システムは主にモーションコントロールに分割される, 画像取得と画像処理部品. 画像取得部分はシステム全体の重要な部分である. カメラとレンズはマシンビジョンにおける人間の目と等価である, オブジェクトの画像をキャプチャする責任があります. 画像取得部分は、 PCBボード 検出システム, そして、それはまた、検出処理の基礎です. The PCBボード 検査システムは検査の速度と精度を強調する, したがって、画像取得部はタイムリーかつ正確な方法で鮮明な画像を提供する必要がある.

2. The hardware structure of the image acquisition system
2.1 The working principle of the image acquisition system
When the system is powered on, MCUはPCBステージが出発点にリセットされるかどうか自動的に検出する. このプロセスは、主に2つの光ファイバセンサとサーボモータ. つのセンサーがモータートラックの出発点に設置される, すなわち、リセットポイントとトラックエンドポイント. それはリセットの機能を持って, 停止とモータ逆転. パワーオン, the MCU detects that the sesorl (reset point or starting point) is invalid, そして、モータステージをプログラムして、PCBステージを開始位置に戻すように呼び出します, シリアルポートはPCにカラーイメージ無効信号を送る. それから、MCUはキーが押されるかどうか判断し続ける. キーが押されるならば, モーターは前進し始める, そして、シリアルポートはPCにカラーイメージ有効な信号を送ります. このプロセスも PCBボード 画像取得を完了するためのラインスキャンプロセス. この過程で, モーターは3段加速する, 定速ステージ・減速停止ステージ. モータの正転中, 7時から始まる, the MCU counts the pulses fed back by the servo motor encoder through the unique capture and comparison unit (CCU6), しかし、カウント値が画像取得の有効値に達すると, シリアルポートは取得した画像をPCに送る. スタート信号, この時に, リニアアレイCCDは画像を開始する PCBボード. モータがトラック2の端部でセンサ2に進むと減速する, モータが停止し、直ちに原点に戻る. この過程で, シリアルポートはPCに無効なシグナルを送る. 今まで, 完全な検出プロセスは完了です. MCUは、ボタンがダウン検出のために押されるかどうか検出し続ける. その中で, シリアルポートによって送られた取得有効信号と開始信号は、誤ってトリガすることを効果的に回避することができます. CCDによって、集められる像シグナルは、camrelinkインタフェースによって、像取得カードに送られる, その後、さらに画像処理は、PC.

2.2 Reception and detection of sensors and buttons
Using optocoupler isolation technology can realize optoelectronic isolation between circuits, 入力信号が抵抗なしで通過できるとしても, そして、出力信号が入力端子にフィードバックされるのを防止する, スパイクと様々な雑音の干渉を抑制するのに有益である, 安定運転, 連絡先, 長寿命・高効率化. リアルタイムで回転ミラーのフィードバック速度信号を検出するために, この設計では、高速光結合器, 伝送速度は25 MBDと同じくらい高い, そして、周辺回路は単純です. このデザインは、キャプチャのCC 25ポートを利用します/XC 164 Cs周辺の比較単位, そして、高速センサー位置決めおよびボタン検出をなしとげるためにXC 164を誘発するために外部割込み信号としてオプトカプラー送信信号を使用する.

2.3 CCD camera system
The image acquisition system of this manual PCBボード 外観検査機はNRDレインボーシリーズの3 CCDカラーラインスキャンカメラNucli 7300を採用. カメラは、アプリケーションの広い範囲を持ち、以前は黒と白のカメラでは不可能だった色差の検出を行うことができます. The external interface is a high-speed serial interface (Camera Link), キャプチャカードに簡単に接続できます, また、簡単にゲインとオフセットを設定することができますて, そして、RGB線遅延を修正する機能を有する. ピクセル数は, ピクセルサイズは10 x 10, データレートは60 MHz, そして、短いスキャンレートは7です.6 kHz. システムのフレーム取得カードはMatroxのSoliSoxCL - SU 74です, つの独立したベースモードまたは1つの中モードカメラリンク構成を扱う独自のプロセッサを持っています, 66 MHz取得率, 64 MBバッファ, 領域配列を取得できます. 複数の取得モードを持つラインスキャンカメラ. 現在, most of the image inspection systems on the market use area scanning (Areascan) cameras to collect and analyze images. しかし, サイズの大きい範囲のために PCBボード 製品検査 PCBボード 外観検査機- 50 mmx 50 mm～330 mmx 250 mm, 精度が高い. エリアスキャンカメラの解像度と画像取得速度は、これらの要件を満たすことができない, したがって、システムはラインスキャンCCDを選択する. しかし, ラインスキャン検出システムは、領域影を得るために運動速度を使用しなければならない, それで, 時 PCBボード テスト中にカメラの視野に移動, ハードウェアは、起動を始めるためにトリガー信号をカメラに送ります, したがって、取得カードの取得モードは、ハードウェアトリガ同期に対して64 mのメモリを収集し割り当てる.

3. Software system composition
The development language used for the software of the image acquisition system is C#, そして、ソフトウェア開発キットはaetivemil 9です.0コンポーネント. Matrox has a rich package - イメージ Processing and Pattern Recognition Library (MIL) and MIL's sub-library MIL-LITE (Basic Image Processing). MILはハードウェアに依存しない32ビット画像処理ライブラリである, これは、画像処理ライブラリを最適化するためにインテルのMMXマルチメディアグラフィック加速機能を利用し、バイナリを処理することができます, グレイスケールまたはカラー画像, ハードウェアプラットフォームから独立している. Windowsアプリケーションの開発, ミルバンドル. AetiveMIL is a* dynamic control for managing image acquisition, 処理, 分析, ディスプレイとアーカイブ. Atti Vemilは完全にマイクロソフトVisual Basicに統合されています, Visual C++ and . NET高速アプリケーション開発環境. 画像取得システムはaetivemilコントロールライブラリを使用する, すべてのMILのすべての機能を実現することができます, とActiveXコントロールの使用のため, それはプログラミングの難しさを大いに減らす, ソフトウェア開発サイクルの短縮, とアプリケーションシステムの安定性を向上させる.

3.1 Image acquisition program based on AclivrMil
The basic idea of the image acquisition program is: 1) Open the communication channel, それで, determine an application object (Application), and create one or more system objects (システム) for each application object. 2) Initialize hardware resources, それで, allocate data buffer (Data Buffer), data collector (Digitizer) and data display (Display) objects for each system object. 3) Start the acquisition process, それで, 画像をデータキャッシュに読み込む, を返します。, そして、配列を処理することによって、画像の処理を実現する. イメージデータがデータディスプレイと関連したあと, 前処理は表示制御または形式で表示することができる. その後の結果. AetiveMilは、開発者が迅速かつ容易にWindowsユーザーインターフェイスとグラフィックアプリケーションを組み合わせることができます. アプリケーションの開発には、ドラッグアンドスクロールツールの配置だけでなく、句読点とクリック構成, コードの量を実質的に減らす. 存在する. NETフレームワーク3.0カードヘア環境, MIL開発パッケージをインストールし、正しく設定した後, アプリケーションなどのコンポーネント, System, Image, imageprocess, とディスプレイが自動的にツールバーに追加されます. 開発者は、必要なコントロールをイメージ取得フォームにドラッグします, 申し込み, 単レンズマニュアル外観機に対応, システム, シングルフォームディスプレイ, CPU使用を改善するために, 二重バッファ非同期取得—2つの画像バッファ, と一つのimageprocess.

3.2 The idea of double-buffer asynchronous acquisition
Matrox MeteorII frame grabber supports two acquisition methods, 同期と非同期. 同期捕捉モードは，演算処理なしの連続画像の連続取得と表示に適している. これは同期捕捉モードであるためである, 各画像取得前, CPUは取得同期信号を取得カードに送信する, そして、獲得が終わるのを待ちます. 過程中, CPUは、画像データが得られないので待機状態になることができる. CCDのために約40 msかかるので、1つのフレームだけを集めます, これは人間の視覚的な保持にほぼ等しい, 取得と処理が同期モードで40 ms以内に完了することは保証できません, そして、それはリアルタイム処理の要件を満たすことができない. 非同期取得モード, 取得作業とコンピュータの画像処理作業は同時に行うことができる, それで, CPUが現在のフレームのイメージを処理するとき, CCDカメラは次のフレームの画像取得を行うことができる. したがって, プログラミング, バッファ・メカニズムは、現在集められた像を緩衝するために必要である, 画像の収集と処理の並列作業を実現するために. 明らかに, この二重バッファ取得方法を用いることにより、ハードウェアシステムの要求を低減することができる, しかし、また、リアルタイム処理の要件を満たすためにシステムの処理速度を大幅に改善する.

4. Image acquisition example
The image acquisition speed of the double-buffer asynchronous acquisition system is significantly improved, そして、ActiveXコンポーネントの使用のために開発サイクルは短くなります, そして開発労務費を削減. 画像取得の質の向上. それだけで1.3 Sは7300 x 10000画像を収集し、リアルタイムでそれをステッチ, フレーム落下現象と無損失縫い目なしで. イメージバッファのサイズを計算する式はmemsize = imagewidthxlmageheightxframeです. 実験は、同期取得によって7, そして、1ピクセルにつき8ビットの1つのフレームは、およそ6 GBのバッファ・スペースを必要とする同じ解像度は非同期二重バッファ取得によって得られる. イメージは連続してイメージを保つために32 MB未満のキャッシュを必要とします. 非同期二重バッファ取得方法を使用すると、システムリソースを節約できないことがわかります, しかし、より効率的でより良い獲得効果を得る.

5 Conclusion
Double-buffering technology has been widely used in the field of image display in recent years. この設計は，初めてのPCBマニュアル視覚検査機の画像取得システムにおける二重バッファリング技術と非同期取得を組み合わせたものである. MatroxのSoliSoxCL - SU 74の使用, 非同期二重バッファ取得方法は、リアルタイムでの連続的な連続捕捉を実現する PCBボード appearance machine (this experiment is set to acquire 10 frames of images per second, and the width of each frame is 7 300 and the height is 1 000). 要件, and use the GDI+ library to achieve real-time lossless image stitching. この解決策は従来の画像取得よりも効率的である, ハードウェア要件が低い, などの大規模なデータ画像取得システムに適しています PCBボード 外見機械.