基于机器视觉的PCB在线检测设备的图像采集系统

２００７年第７期

仪表技术与传感器

ＩｎｓｔｎｌｍｅｎｔＴｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄＳｅｍｏｒ

２００ｒ７

Ｎｏ．７基于机器视觉的ＰＣＢ在线检测设备的图像采集系统

李颖，谭立新，李斌

（湖南信息职业技术学院，湖南望城４１０２００）

摘要：介绍了ＰｃＢ在线检测原理，描述了一种ＰＣＢ在线检测设备的系统结构，在设备的ＰＣＢ图像采集系统中，提出了

采用两轴电机实现扫描检测的解决方案，介绍了基于ＭＰｉＸ）Ｉ运动控制卡和伺服电机的运动控制系统结构和工作原理，详细阐述了系统的硬件具体实现，并采用ＶＢ为工具，开发了具有良好可靠性的软件控制平台。

关键词：ＰｃＢ检测；运动控制；图像采集；伺服电机

中图分类号：ＴＰ２７３．５文献标识码：Ａ文章编号：１００２一１８４１（２０ｃｒ７）ｃｒ７—００４３—０３

Ｉｌｌ［１吼ｇｅＡｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍｏｆＯｎ－ｌｉｎｅＩｎｓｐｅｃｔｉｎｇＤｅｖｉｃｅｏｆＰＣＢＢｏａｒｄ

ＬＩＹｉｎｇ，ＴＡＮＨ－ｆｉｎ，ＬＩＢｉｎ

（ＨｍａｎｃａｌｖｅｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，Ｗａｎｇｅｈｍｇ４１０２００，Ｃｈｉｎａ）

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ｄｅｓｃｒｉｂｉｎｇｏｎｅｓｙｓｔｅｍｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ａ

ｓｏｌｕｔｉｏｎ

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ＫｅｙｗｏｒｄｓＩ

ＰＣＢｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ；ｍｏｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌ；ｉＩＴｍｇｅａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ；ｓｅｒｖｏｍｏｔｏｒ

０引言

ＰＣＢ检测项目要求速度快、精度高，基于机器视觉的智能检测设备，集光、机、电、计算机、图像处理技术于一体，是取代人工检测，实现高速、高精度自动视觉检测的最佳选择。为此，针对ＰＣＢ的特点设计了ＰＣＢ在线检测设备的硬件装置，详细讨论了检测设备图像采集系统的的硬件实现方案，并采用ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ，实现软件的研究与开发。

ｌ系统的总体结构

ＰＣＢ在线检测系统结构复杂，其传动控制设备、电气控制系统和摄像机必须在计算机的精确控制下，才能协调处理工作，完成复杂的检测和分拣任务。基于机器视觉的ＰＣＢ在线检测设备的结构如图１所示。

圈１ＰｃＢ在线检测系统结构

系统主要分为运动控制、图像采集和图像处理部分。图像收稿日期１２００７—０４—２０收修改稿日期：２００７—０５—０８采集部分是整个系统的重要组成部分。摄像机和镜头在机器视觉中相当于人的眼睛，负责拍摄对象的图像。图像采集部分是ＰＣＢ检测系统的重要环节，也是检测处理的基础。ＰＣＢ检测系统强调检测的速度和精度，所以需要图像采集部分及时、准确地提供清晰的图像【１＿２｜。

２图像采集系统的运动控制研究及实现

ＰＣＢ在检测时运行在专用的卡槽式传送带上，进入检测机柜后就会触发检测机柜内的检测装置对ＰＣＢ进行检测。此时的流水线就应停止运动，等待检测完成后，流水线运行将下一待检测ＰＣＢ传送至检测机位。在完成ＰＣＢ板检测时，由于采用的机器视觉的方法，即通过摄像机拍摄ＰＣＢ的图片，采用图像处理的方法判断ＰＣＢ板是否合格，见图２、图３。摄像机在拍摄ＰＣＢ图像时，由于要保证一定的检测精度，所以每次拍摄的区域有限。在检测面积比较大的ＰＣＢ时，摄像机一次拍摄很难将ＰＣＢ的全部图像拍摄下来。为此，研制出通过两轴伺服电机控制摄像机和光源在一个平面上的移动采集ＰＣＢ图像。

图２Ⅸｍ在线检测示意图

针对这一需求，图像采集系统将摄像机安装在高精度运动模块上，运动模块有伺服电机驱动，伺服电机运动控制系统采

用基于ＰＣ机的运动控制卡控制，运动控制卡插在ＰＣ机扩展槽

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