本发明专利技术公开了一种自动光学检测装置及方法，该装置包括一图像获取单元及一图像处理单元，该图像获取单元用于相对于一受检电路板进行步进式的二维扫描移动，每次步进之后均对该受检电路板进行一次拍照，各次拍照获取的图像之和覆盖该受检电路板的完整表面，该图像处理单元用于将各次拍照获取的图像无缝拼接为该受检电路板的完整图像，并将拼接获得的该完整图像与该受检电路板的设计标准进行图像差异分析，以检测该受检电路板的外观缺陷。本发明专利技术能够获得受检电路板的完整图像，从而能够对受检电路板进行全方位的精确检测。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种自动光学检测装置(AOI, Automated Optical Inspector),特别是涉及一种自动光学检测装置以及ー种利用该自动光学检测装置实现的自动光学检测方法。
技术介绍
PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)的应用范围极其广泛,在诸如手机、电话机、电视机、电脑、汽车、复印机、打印机、空调等电子产品的内部均随处可见。而在PCBA (Printed Circuit Board Assembly,印刷电路板组装)生产制程中，由于PCB上的元件一直呈现不断微型化和密集化的发展趋势，因此依靠传统的人工目检方法已经不可能对 PCB上布局精密的元件进行快速、可靠而且稳定的外观缺陷瑕疵检测，并且也无法保存精确的检测记录，其中，常见的缺陷有缺件、偏移、错件、极反、短路、缺锡、多锡、虚焊、侧立、立碑、反贴、破损，多件、锡珠、金手指刮伤、凹陷、印刷电路板板材刮伤、来料不良等等。针对上述状況，AOI装置便应运而生，其能够对组装过程中以及组装完成后的PCB进行快速、精确而稳定的检測，同时还能够实现检测结果的电子化存储和发布。目前大多数PCB组装加工厂商都已逐步为其生产线安装了 AOI装置，以提高产品组装的速度、精确度和可靠性，从而提高产能、提升成品率、降低维修成本、改善制程。目前的AOI装置主要包括一图像获取单元以及ー图像处理单元。该图像获取单元主要包括一数字相机(含镜头)、一照明系统、一XY方向的机械传动机构以及一电气控制机构，在将ー受检PCB固定于该AOI装置的载板平台上之后，该数字相机便会在驱动之下在该受检PCB的表面上方不断地走位，并在该照明系统的辅助之下不断地对该受检PCB的表面进行拍照。该图像处理单元通常为一安装有图像处理软件的电脑，由该图像获取单元拍照获取的各幅图像将被送入该图像处理单元进行分析，并由该图像处理软件对每幅图像中是否存在有外观缺陷瑕疵进行检測。这样的检测方式与人工目检方式相比，虽然在检测的速度、精确性以及稳定性方面均有了极大的提升，但是其仍然存在着一些较为明显的局限性。在现有的图像处理单元中，对图像的处理是利用CPU(Central Process Unit,中央处理器)执行串行运算来实现的，然而由于串行运算天然地具有运算能力较低的缺点，再加上现有的图像处理软件对图像的分析方法也缺乏优化，这便共同导致了目前的图像处理单元对图像的整体处理能力相对较弱。另外，由于数字相机的分辨率有限，因此在迄今为止的所有AOI装置中，每次拍照均只能够获取受检PCB表面上的局部图像，每个局部图像的尺寸由相机的FOV(Field of View,视野)决定,例如可能仅为32mmX24mm大小。在图像处理单元的处理能力较弱的不利条件下，人们便无法奢求对受检PCB的整个表面进行完整的检测，而是只能够挑选受检PCB上设有元件的多个局部区域分别进行拍照检測。这样的选择性局部检测会导致以下后果一，由于只对受检PCB上设有元件的区域进行拍照，因此根本无法检测到受检PCB上未设有元件的区域中的外观缺陷瑕疵，例如在这些区域中可能存在的多件、锡珠、金手指刮伤、凹陷、印刷电路板板材刮伤、来料不良等等，这便导致了检测盲点的出现。ニ，由于只对受检PCB上设有元件的区域进行拍照，因此无法获得受检PCB的完整图像，从而也就无法实现受检PCB的完整图像的实时输出以及存储，这又会进ー步导致无法为每块受检PCB都建立相应的可追溯的完整影像档案，由此给生产品质管控带来较大的限制和不便。三，印刷电路板组装加工厂商通常会在电路板表面上粘贴大尺寸的Barcode条码(48mm甚至更长)，以供品质追溯和统计使用。对于这种长度已大于单个FOV尺寸的条码，当前的AOI装置根本束手无策，无法通过用于图像处理的电脑上配备的条码读取软件直接读取这些条码信息，从而会给后续的生产品质追溯带来非常大的限制。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中的AOI装置仅能够对受检PCB进 行选择性局部检测的缺陷，提供一种能够获得受检电路板的完整图像，从而能够对受检电路板进行全方位的精确检测的自动光学检测装置以及ー种利用该自动光学检测装置实现的自动光学检测方法。本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题的一种自动光学检测装置，其包括一图像获取単元及ー图像处理单元，其特点在于，该图像获取单元用于相对于ー受检电路板进行步进式的ニ维扫描移动，毎次步进之后均对该受检电路板进行一次拍照，各次拍照获取的图像之和覆盖该受检电路板的完整表面，该图像处理单元用于将各次拍照获取的图像无缝拼接为该受检电路板的完整图像，并将拼接获得的该完整图像与该受检电路板的设计标准进行图像差异分析，以检测该受检电路板的外观缺陷。较佳地,该图像处理单元采用GPU (Graphical Process Unit,图形处理器)进行并行运算。较佳地，在无缝拼接的过程中，该图像处理单元用于将各次拍照获取的图像按照该受检电路板上的各次被拍照区域之间的实际位置关系排列，然后对相邻图像进行边缘过渡及显示整合，以获得该受检电路板的完整图像。较佳地，该图像获取单元连续步进的方向为X方向、与该X方向相垂直的方向为Y方向，且该受检电路板上的相邻的被拍照区域的边缘相重叠，在每次拍照之后该图像处理単元均还用于旋转该次拍照获取的图像，以使得在该图像处理单元将各次拍照获取的图像按照该受检电路板上的各次被拍照区域之间的实际位置关系排列时，位于X方向上同一行内的各图像能够沿X方向线性整齐排列；分别沿X方向和Y方向收缩该次拍照获取的图像，以使得在该图像处理单元将各次拍照获取的图像按照该受检电路板上的各次被拍照区域之间的实际位置关系排列时，各相邻图像之间的重叠边缘能够收缩为拼接线；旋转该次拍照获取的图像，以使得在该图像处理单元将各次拍照获取的图像按照该受检电路板上的各次被拍照区域之间的实际位置关系排列吋，X方向上的各行图像能够沿Y方向相互对齐。较佳地，该图像差异分析包括全板匹配。本专利技术的目的还在于提供ー种利用上述的自动光学检测装置实现的自动光学检测方法，其特点在于，该方法包括Si、该图像获取单元相对于该受检电路板进行步进式的ニ维扫描移动，毎次步进之后均对该受检电路板进行一次拍照，各次拍照获取的图像之和覆盖该受检电路板的完整表面；S2、该图像处理单元将各次拍照获取的图像无缝拼接为该受检电路板的完整图像；S3、该图像处理单元将拼接获得的该完整图像与该受检电路板的设计标准进行图像差异分析，以检测该受检电路板的外观缺陷。较佳地，步骤S2进ー步包括S21、该图像处理单元将各次拍照获取的图像按照该受检电路板上的各次被拍照区域之间的实际位置关系排列；S22、该图像处理单元对相邻图像进行边缘过渡及显示整合，以获得该受检电路板的完整图像。较佳地，该图像获取单元连续步进的方向为X方向、与该X方向相垂直的方向为Y方向，且该受检电路板上的相邻的被拍照区域的边缘相重叠，步骤SI中在每次拍照之后均进ー步包括S11、旋转该次拍照获取的图像，以使得在步骤S21中位于X方向上同一行内的各图像能够沿X方向线性整齐排列；S12、分别沿X方向和Y方向收缩该次拍照获取的图像，以使得在步骤S21中各相邻图像之间的重叠边缘能够收缩为拼本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种自动光学检测装置，其包括一图像获取单元及一图像处理单元，其特征在于，该图像获取单元用于相对于一受检电路板进行步进式的二维扫描移动，每次步进之后均对该受检电路板进行一次拍照，各次拍照获取的图像之和覆盖该受检电路板的完整表面，该图像处理单元用于将各次拍照获取的图像无缝拼接为该受检电路板的完整图像，并将拼接获得的该完整图像与该受检电路板的设计标准进行图像差异分析，以检测该受检电路板的外观缺陷。2.如权利要求I所述的自动光学检测装置，其特征在于，该图像处理单元采用GPU进行并行运算。3.如权利要求2所述的自动光学检测装置，其特征在于，在无缝拼接的过程中，该图像处理单元用于将各次拍照获取的图像按照该受检电路板上的各次被拍照区域之间的实际位置关系排列，然后对相邻图像进行边缘过渡及显示整合，以获得该受检电路板的完整图像。4.如权利要求3所述的自动光学检测装置，其特征在于，该图像获取单元连续步进的方向为X方向、与该X方向相垂直的方向为Y方向，且该受检电路板上的相邻的被拍照区域的边缘相重叠，在每次拍照之后该图像处理单元均还用于 旋转该次拍照获取的图像，以使得在该图像处理单元将各次拍照获取的图像按照该受检电路板上的各次被拍照区域之间的实际位置关系排列时，位于X方向上同一行内的各图像能够沿X方向线性整齐排列； 分别沿X方向和Y方向收缩该次拍照获取的图像，以使得在该图像处理单元将各次拍照获取的图像按照该受检电路板上的各次被拍照区域之间的实际位置关系排列时，各相邻图像之间的重叠边缘能够收缩为拼接线； 旋转该次拍照获取的图像，以使得在该图像处理单元将各次拍照获取的图像按照该受检电路板上的各次被拍照区域...
【专利技术属性】
技术研发人员：程克林，
申请(专利权)人：上海赫立电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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