PCB新聞 - PCB線上測試設備的基本結構和工作原理分析

印刷電路板 外觀檢測機是PCB生產線中重要的質量檢測設備. 基於光學圖像處理原理和電腦視覺識別技術, 其主要功能是檢測PCB元件生產過程中遇到的外觀缺陷. 中國是世界PCB生產國, 但這不是權力, PCB生產鏈的重要環節, PCB設備儀錶性不强是造成該狀態的重要原因之一, 促進中國PCB產業的發展與進步, 開發了操作簡單的自動檢測機, 該系統更緊湊，性價比更高，可手動對PCB外觀進行檢測.

1、PCB外觀檢測系統總體結構

PCB線上檢測系統結構複雜，其傳輸控制設備、電力控制系統和監視器必須在電腦的控制下協調加工工作，完成複雜的檢測和分揀任務。 基於機器視覺的PCB線上檢測設備的結構。

PCB線上測試設備的基本結構和工作原理分析

圖1基於機器視覺的PCB線上檢測設備結構

該系統主要分為運動控制、圖像採集和圖像處理。 圖像採集是整個系統的重要組成部分。 相機和鏡頭在機器視覺中相當於人眼，負責拍攝被攝對象的影像。 圖像採集是PCB檢測系統的重要組成部分，是檢測和處理的基礎。 PCB檢測系統強調檢測速度和精度，囙此需要圖像採集部分及時、準確地提供清晰的影像。

2、圖像採集系統硬體結構

1）圖像採集系統工作原理

當系統通電時，MCU自動檢測PCB平臺是否復位到起始點。 該過程主要由兩個光纖傳感器和伺服電機完成。 兩個感測器安裝在sigu電機軌道的起點，即軌道的復位點和終點。 復位、停止和電機反轉功能。 當MCU通電後檢測到SESorL（復位點或起始點）無效時，調用電機反轉程式使PCB平臺返回起始點，串口向PC發送無效的彩色影像訊號。然後MCU繼續判斷是否有按鈕被按下。 如果按下按鈕，電機開始向前轉動，串列埠向PC發送有效的彩色影像訊號。此過程為PCB線掃描過程，以完成圖像採集。 該過程電機經歷了3個階段：加速階段、均勻彩色圖形階段和减速停止階段。 在電機正向旋轉過程中，從7點鐘開始，MCU通過專用捕獲比較單元（CCU6）對伺服電機編碼器迴響的脈衝進行計數，但當計數值達到繪圖的有效值時，串口將繪圖的開始訊號發送給PC，然後線陣CCD開始採集PCB影像。 當電機减速並轉向履帶末端的感測器senor2時，電機停止並立即反轉回起點。 在此過程中，串列埠向PC發送無效的繪圖訊號。到目前為止，完整的檢測過程已完成。 MCU繼續檢測是否有按下的按鈕進行檢測。 串口發送的有效訊號和啟動訊號可以避免誤觸發。 影像訊號採集

CCD的ted通過CamreLink介面發送到影像採集卡，由PC進行進一步的圖像處理。

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2）感測器和按鈕的接收和檢測

採用光耦隔離科技，可實現電路間的光電隔離，即使輸入信號也能暢通無阻地通過，並防止輸出信號迴響到輸入端，有利於抑制峰值脈衝和各種雜訊干擾，工作穩定，無接觸，使用壽命長，傳輸效率高。 為了實时檢測旋轉鏡的迴響轉速訊號，本設計採用了高速光電耦合器ACPL-072L。 傳輸速率可高達25 MBd。

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在本設計中，XC164CS外設採用捕獲/比較單元CC25埠，光電耦合器傳輸訊號作為外部中斷訊號觸發XC164，從而實現高速傳感定位和按鈕檢測。

3）CCD攝像系統

手動PCB外觀檢查器的圖像採集系統採用NED Rainbow系列3CCD彩色線掃描相機NUCLi7300。 該相機的應用範圍很廣，可以檢測到以前黑白相機無法檢測到的色差。 外部介面為高速序列介面（Camera Link），可以方便地與採集卡連接，方便地設定增益和偏移量，並具有校正RGB線延遲的功能。 圖元數為7 300x3線，點數大小為10x10mm，資料速率為60MHz，短掃描速率為7.6khz。 圖4是本系統中使用的連續線掃描速率模型的時序圖。

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系統中的影像採集卡採用Matrox公司的SoliosXCL-SU74。 該卡擁有自己的處理器，可處理兩個獨立的基本模式或一個中等模式監視器連結配寘，66 MHz採集速率，64 MB緩衝區，並可採集面陣和線陣監視器，具有多種採集模式。

現時, 市場上的大多數影像檢測系統使用區域掃描監視器來收集和分析影像. 然而, 由於該PCB外觀檢測機檢測的PCB產品尺寸範圍較大，為50 mmx50mm～330mmx250 mm, 精度要求達到亞點數級. 平面掃描相機的分辯率和圖像採集速度都不能滿足這些要求, 囙此系統選用線掃描CCD. 然而, 線掃描檢測系統必須利用運動速度來獲取區域影像, 那就是, 當被測PCB移動到監視器視野時, 硬體向監視器發送觸發訊號以開始採集, 囙此，採集卡的採集模式設定為硬體觸發同步採集, 分配了64M記憶體. CCD與採集卡連接圖如圖所示