基于機(jī)器視覺的三維錫膏檢測關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用研究.pdf

1、隨著表面貼裝技術(shù)（Surface Mounting Technology，SMT）興起，電子元器件逐漸趨于小型化、密集化。作為SMT第一道工序的錫膏印刷，若能實(shí)施全面檢測，例如漏印、缺錫、少錫、偏移和連橋等，避免少錫或者缺錫導(dǎo)致虛焊，偏移和連橋形成短路等問題，這不僅可以在電子印刷電路板（Printed Circuit Board，PCB）的早期發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品不良趨勢，而且對于生產(chǎn)效率的提高和返修成本的降低等具有重要意義。
　　基于計(jì)算機(jī)

2、視覺檢測理論的錫膏印刷圖像檢測技術(shù)及設(shè)備，借助于外部的光柵、激光光源，通過電荷耦合器件（Charged Coupled Device，CCD）相機(jī)成像，按不同算法生成被測焊點(diǎn)形貌，利用錫膏印刷圖像的高度、面積、體積特征，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)錫膏印刷過程中的缺陷和不足。
　　本文調(diào)研與分析了激光三角測量和相位光柵測量（Phase Measuring Profilometry，PMP）的原理及技術(shù)方法，針對三維錫膏檢測設(shè)備雖利用了激光三角原理

3、的錫膏檢測儀（Solder Paste Inspection，SPI）速度快，三維效果好，但重復(fù)精度低，檢測結(jié)果受外界震動和傳動裝置的震動影響大以及相位光柵測量方法需要結(jié)構(gòu)光照明，雖重復(fù)性和再現(xiàn)性好，但測量的錫膏體積比真實(shí)錫膏體積偏小等情況，提出了基于雙目視覺的三維錫膏檢測方法。
　　首先，構(gòu)建了靈活可調(diào)的三維錫膏檢測系統(tǒng)平臺。平臺底座采用了全新的大理石，保證了機(jī)身的堅(jiān)固和穩(wěn)定性。傳輸系統(tǒng)采用了高速運(yùn)動控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了插補(bǔ)方式實(shí)現(xiàn)

4、的精確軌跡運(yùn)動。照明系統(tǒng)由高亮度的LED（Light Emitting Diode）經(jīng)特殊的球面結(jié)構(gòu)形成均勻擴(kuò)散光，防止電路板圖像表面形成的漫反射，此為清晰的成像提供了保障。相機(jī)系統(tǒng)采用了基于兩點(diǎn)參考法的平場校正，消除了CCD成像的非均勻性，通過白平衡處理，使得拍攝的PCB圖像呈現(xiàn)真實(shí)的色彩。為了減少掃描次數(shù)，降低對機(jī)械部件的磨損，延長系統(tǒng)壽命，使其可靠穩(wěn)定運(yùn)行，相機(jī)視場最大可設(shè)置為44mm?420mm，采集圖像所包含的像素為3648?

5、13750?500萬。
　　其次，利用構(gòu)建了的三維錫膏檢測系統(tǒng)平臺，獲取了在錫膏區(qū)域的二維信息，探索了基于全局和局部的閾值分割及二維最大熵閾值分割、區(qū)域生長等傳統(tǒng)方法。采用機(jī)器學(xué)習(xí)的辦法，例如 K均值聚類、高斯混合模型、樸素貝葉斯方法等，結(jié)合錫膏的灰度特征、亮度特征及區(qū)域特征，成功地分割出了在復(fù)雜背景中的錫膏圖像，采用雙目視覺的辦法，獲得了錫膏圖像像素點(diǎn)的深度信息，利用OpenGL編程，實(shí)現(xiàn)了錫膏焊點(diǎn)的三維顯示。
　　最后，