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(dòng)和傳動(dòng)裝置的震動(dòng)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(tái)。平臺(tái)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(dòng)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(dòng)。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(tái)，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，