Data PCB - Rancangan sistem pengesan automatik papan PCB berdasarkan pemprosesan imej

Sistem pengesan optik secara automatik secara tepat, skala besar, pantas, dan masa sebenar untuk cacat papan PCB telah dipelajari, dan struktur perkakasan dan sistem perisian dirancang secara sesuai. Sistem ini terutama terdiri dari platform pergerakan dua-dimensi, modul kawalan motor, modul pengakuan imej, modul pemprosesan imej, dan menghasilkan modul analisis. Mod pemacu motor pelangkah yang berkembang, pemacu subdivisi, dan algoritma pengenalan imej yang berkembang memastikan akurat sistem, dan reka pengesan automatik satu butang memperbaiki kelajuan pengesan. Hasil percubaan menunjukkan bahawa sistem boleh mengesan dengan cepat dan tepat cacat pada papan PCB, dan mempunyai nilai praktik dan pembangunan tertentu.

Bahagian produk elektronik, papan sirkuit cetak, adalah pembawa maklumat yang mengintegrasikan pelbagai komponen elektronik. Ia telah digunakan secara luas dalam berbagai medan dan adalah sebahagian yang tidak penting dari produk elektronik. Kualiti papan PCB telah menjadi faktor menentukan untuk kerja jangka panjang, normal dan boleh dipercayai produk elektronik. Dengan pembangunan sains dan teknologi, trend pembangunan densiti tinggi, kompleksiti tinggi, dan prestasi tinggi produk papan PCB terus menantang pemeriksaan kualiti papan PCB.

Kerana faktor seperti akses terbatas, biaya tinggi, dan efisiensi rendah, kaedah pengesan cacat PCB tradisional secara perlahan-lahan gagal memenuhi keperluan pengesan modern. Oleh itu, ia mempunyai nilai akademik dan ekonomi yang besar untuk mempelajari dan melaksanakan sistem pengesan automatik untuk cacat PCB. Di antara teknologi pengesan cacat papan PCB yang dicari di rumah dan di luar negeri, teknologi AOI (Pemeriksaan Optik Automatik) telah menerima semakin banyak perhatian, dan kaedah pengesan berdasarkan pemprosesan imej juga telah menjadi aliran utama pemeriksaan optik automatik. Dalam kertas ini, medan pandangan yang besar, ketepatan tinggi, sistem pengesan automatik pada masa sebenar pantas untuk cacat papan PCB dipelajari melalui teknologi pemprosesan imej, dan struktur perkakasan dan aliran algoritma perisian dirancang. Melalui mod pemacu motor yang diperbaiki dan rancangan perisian pengesan otomatik satu butang, kelajuan pengesan sistem diperbaiki jauh, dan peningkatan algoritma pengenalisan cacat modul analisis keputusan meningkatkan ketepatan keputusan pengesan.

1. Struktur sistemThe PCB board defect automatic detection system is mainly composed of a motion control module, a image acquisition module, a image processing module, and a result analysis module. Proses kerja sistem adalah seperti ini: komputer atas mengawal pergerakan motor pelangkah, motor pelangkah memandu pergerakan platform dua-dimensi, menghantar kamera CCD ke atas PCB untuk dikesan, dan mengumpulkan imej adegan besar pada PCB, dan imej yang dikumpulkan dihantar ke kad pemilihan imej. Untuk komputer hos, perisian komputer hos melaksanakan jahitan dan pemprosesan imej pada imej yang dikumpulkan, menjumpai dan mengkalibrasi imej yang diproses dengan tepat, melaksanakan pemadaman templat dan pengenalan imej melalui segmen imej, pemprosesan morfologi imej, dll., dan mendapatkan keputusan pengesan cacat. . Rancangan sistem termasuk rancangan perkakasan dan rancangan perisian. Perisian sistem dan perkakasan bekerja dalam koordinasi antara satu sama lain untuk membentuk keseluruhan.2. Ralat perkakasan sistemThe hardware design of the PCB board defect automatic detection system mainly includes a two-dimensional motion platform, a motor motion control board, a motor drive board, a CCD camera, a image capture card, and a PC.

2. 1 Pemegang kamera CCD dan bingkaiThe main characteristic parameters of the CCD camera include camera format, photosensitive surface size, pixel size, resolution, electronic shutter speed, synchronization system method, illuminance, sensitivity, signal- to- noise ratio, etc. The camera format and online detection determine the sampling frequency of the image acquisition card. Imbangan saiz permukaan fotosensitif, saiz piksel, resolusi, dan peningkatan sistem lensa imej bergantung pada julat pengukuran dan ketepatan pengukuran. Mengingat faktor di atas dan keperluan sistem, penangkap bingkai, juga dikenali sebagai kad penangkapan video, adalah jenis kad video. Fungsi utama kad penagihan bingkai adalah untuk menukar isyarat video analog terus menerus kamera ke kuantiti digital yang diskret. Prinsip asasnya: isyarat output video bagi pelbagai format output dari kamera diproses oleh modul pemilihan input untuk membentuk isyarat video yang boleh dikenali oleh kad pemilihan imej. Selepas isyarat video analog diubah, ia disimpan dalam memori penimbal bingkai pada kad, dan penghantaran imej khusus dikawal oleh CPU komputer melalui bas komputer, dan akhirnya disimpan dalam memori komputer atau cakera keras untuk pemprosesan imej. Model kad pengakuan imej yang digunakan dalam rancangan ini adalah NV7004-N, yang menukar isyarat analog kamera CCD menjadi isyarat digital dan menghantarnya ke komputer hos untuk paparan masa-sebenar dan boleh menyelesaikan fungsi penangkapan imej.

2. 2 Pemegang Gerakan Motor dan Platform Gerakan Tepat 2D Pemegang Gerakan sistem pengesan kekacauan papan PCB adalah papan kawalan MCU yang direka sendiri, cip adalah cip tunggal AT89S52 yang dihasilkan oleh Syarikat ATMEL, dan papan kawalan berkomunikasi dengan komputer hos melalui antaramuka komunikasi berantai RS- 232. Hantar arahan ke papan kawalan dengan mengendalikan antaramuka manusia-mesin, dan papan kawalan keluarkan isyarat kawalan dan isyarat gelombang kuasa dua berbeza frekuensi ke papan pemandu motor pelangkah untuk mengawal kelajuan, arah, dan jarak bergerak bagi motor pelangkah. Platform pergerakan dua-dimensi dibina oleh dua garis panduan pergerakan tepat yang dibuat oleh Japan SUS Corp. garis panduan pergerakan adalah jenis skrol bola, yang sangat tepat dan mempunyai ralat kecil. Motor pelangkah tersambung dengan kereta panduan bergerak untuk memandu pergerakan kereta panduan. Motor melangkah adalah motor melangkah hibrid empat fasa yang diproduksi oleh TAMAGAWA, Jepun. Jenis motor melangkah ini berjalan stably dan mempunyai bunyi rendah.

2.3 Pemacu enjin Bahkan pemacu enjin melangkah adalah untuk mengawal arus angin menarik setiap fasa enjin melangkah, sehingga arah sintesis medan magnetik dalaman enjin melangkah berubah, sehingga enjin melangkah berputar. Ukuran vektor medan magnetik sintetik yang dihasilkan oleh semasa setiap fasa pembangian menarik menentukan momentum putaran bagi motor melangkah, dan sudut termasuk antara dua vektor medan magnetik sintetik bersebelahan menentukan sudut langkah. Dua konsep penting bagi enjin pelangkah diperkenalkan di sini: sudut pitch θz dan sudut langkah θn. Sudut pitch bagi motor melangkah merujuk kepada sudut antara dua medan magnetik stabil bersebelahan apabila motor melangkah berjalan. Sudut langkah merujuk kepada displacement sudut yang rotor motor langkah putar yang sepadan dengan isyarat denyut.

Sudut langkah tidak hanya berkaitan dengan bilangan gigi motor, tetapi juga dengan bilangan pukulan motor. Sudut pitch θz dan sudut langkah θn bagi motor melangkah boleh dikatakan sebagai: Subdivisi bagi motor melangkah berdasarkan simetri ideal bagi setiap fasa pembantaian motor melangkah dan putaran positif ketat bagi ciri sudut pitch. Ukuran dan nisbah semasa dalam angin mengurangkan sudut langkah kepada pecahan ke beberapa ratusan asal, dengan itu meningkatkan resolusi motor pelangkah. Mengambil motor langkah dua fasa sebagai contoh, jika bilangan gigi motor adalah 50 dan bilangan pukulan berjalan adalah mod tunggal-empat pukulan, sudut langkah adalah θ=360 darjah (50*4)=1.8 darjah (biasanya dikenali sebagai langkah penuh), delapan Bila menembak, sudut langkah adalah θ=360 darjah/(50*8)=0.9 darjah (biasanya dikenali sebagai setengah langkah 0. Compared with the four-beat mode, the step angle θn is doubled, realizing the step angle The second subdivision. Dalam keadaan nombor tertentu pukulan, semakin banyak gigi, semakin kecil sudut langkah, tetapi disebabkan keterangan proses penghasilan, bilangan gigi tidak boleh dibuat banyak, jadi sudut langkah motor pelangkah tidak boleh sangat besar. Kecil.

Sudut langkah juga boleh diubah dengan mengubah bilangan pukulan motor langkah. Bilangan pukulan merujuk kepada bilangan puls atau keadaan kondukti yang diperlukan untuk menyelesaikan perubahan periodik medan magnet atau bilangan puls yang diperlukan untuk motor untuk putar melalui sudut pitch. Bila bilangan fasa motor ditentukan, bilangan pukulan juga ditentukan. Dengan meningkatkan bilangan gigi dan fasa motor melangkah untuk mengurangi sudut langkah, darjah pengurangan sudut langkah sangat terbatas, dan sukar untuk memenuhi keperluan produksi. Kaedah biasa digunakan untuk pemandu subdivisi motor adalah kaedah putaran seragam amplitud vektor konstan semasa. Kaedah putaran seragam amplitud vektor konstan semasa boleh membuat sudut langkah selepas seragam subdivisi dan konstan momen output.

Kaedah spesifik adalah untuk membuat mereka-fasa pembetulan melewati perbezaan fasa secara berdasarkan. Jika arus sinusoidal adalah 2Ϣ/m dan amplitude sama, vektor tergabung semasa atau vektor medan magnetik akan putar dalam ruang, dan amplitude vektor tergabung akan tetap tidak berubah. Contohnya, untuk motor melangkah hibrid empat fasa, pembangian fasa secara berdasarkan dibekalkan dengan arus gelombang sinus dengan perbezaan fasa π/2 dan amplitud yang sama. Untuk mendapatkan medan magnetik sintetik bulatan sebanyak mungkin dan membuat sudut langkah berubah secara serentak, ia adalah ideal untuk menggunakan bentuk gelombang sinus langkah untuk isyarat rujukan semasa setiap pembangingan fasa.

Mengambil 8 subbahagian bagi motor melangkah empat fasa sebagai contoh, 7 keadaan antarabangsa stabil disisipkan ke setiap fasa. Selepas subdivisi, semasa setiap fasa naik atau jatuh dalam langkah 1/4. Sudut akan diselesaikan dengan 8 langkah, dan 8 subbahagian sudut langkah boleh diselesaikan. Semakin banyak subdivisi, semakin kecil perubahan semasa, yang sangat mengurangi getaran dan bunyi motor. Apabila gelombang sinus melangkah digunakan untuk membahagi semasa, semakin banyak langkah (iaitu, lebih subbahagian), semakin dekat bentuk gelombang kepada gelombang sinus, semakin kecil semasa semasa semasa langkah, dan semakin kecil sudut langkah. Ini mengurangkan kadar kehilangan langkah apabila motor pelangkah berjalan. Ia mengurangkan bunyi dan getaran motor melangkah apabila ia berjalan, dan juga membuat motor melangkah berjalan lebih stabil, dan ia lebih mudah untuk mengawal papan PCB.