印制电路板尺寸检测方法优化设计与实现

发布时间：2017-09-13 10:37

  本文关键词：印制电路板尺寸检测方法优化设计与实现

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【摘要】：近年来,随着科技的发展和测量的自动化程度不断提高,对印制电路板尺寸测量精度及速度要求越来越高。在众多的尺寸测量载体中,由CCD传感器、光学成像系统、数据采集和处理系统构成的自动光学尺寸测量装置,具有测量精度高、应用方便灵活等特点,是现有机械式仪器所无法比拟的。因此在印制电路板外观检测领域中得到广泛应用。本文首先介绍了印制电路板尺寸测量技术国内外发展现状;分析了自动光学检测技术的原理及特点。突破传统的抓取印制电路板外形两直线边距离,圆弧大小等的外形尺寸检测方法,提出了一种全新的自动光学检测技术,首先根据客户提供的资料,获取客户预期特征外形,匹配点信息;其次通过数字图像处理方法,对CCD扫描图像进行平滑处理,分割出孔与外形部分,提取扫描图像外形边界;然后根据客户匹配点信息,匹配CCD扫描图像与客户预期特征外形,并获取客户预期外形周围±10mil范围内的印制电路板外形边缘像素信息;最后通过分析客户预期外形与扫描图像外形尺寸的偏差及CPK制程能力指数等指标,从而实现在线自动快速检测外形尺寸偏差的目的。本文在Windows XP的操作系统中使用VB 6.0软件平台下,完成相关软件的编写及实现。系统完成后,对该系统进行测试和性能分析。在实际生产的各种可能情况下,该系统能准确、稳定的完成外观尺寸检测目标,满足设计要求。
【关键词】：印制电路板尺寸测量 CCD传感器 自动光学检测 数字图像处理 CPK制程能力指数
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN41
【目录】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-13
• 1.1 课题的研究背景及其意义10
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势10-12
• 1.2.1 国内外研究现状10-12
• 1.2.2 发展趋势及应用前景12
• 1.3 本文的研究内容与结构12-13
• 第二章 自动光学检测技术分析13-16
• 2.1 自动光学检测系统的组成13-14
• 2.2 自动光学检测关键技术14-15
• 2.2.1 光源照明14
• 2.2.2 光学镜头14
• 2.2.3 成像技术14
• 2.2.4 图像信号处理14-15
• 2.3 本章小结15-16
• 第三章 系统方案及算法16-34
• 3.1 系统设计目标及主要任务16
• 3.2 拟解决的关键问题16-17
• 3.3 图像平滑处理算法17-21
• 3.3.1 图像噪声的均值滤波算法18-19
• 3.3.2 边界保持类平滑滤波方法19-21
• 3.4 图像二值化21-23
• 3.4.1 基于灰度直方图的峰谷方法22
• 3.4.2 百分比阈值法22
• 3.4.3 类间最大距离法22-23
• 3.4.4 聚类方法23
• 3.4.5 局部阈值方法23
• 3.5 图像区域提取方法23-24
• 3.5.1 区域生长法24
• 3.5.2 区域合并分裂法24
• 3.6 图像匹配算法24-27
• 3.6.1 图像平移24-25
• 3.6.2 图像镜像25-26
• 3.6.3 图像旋转26
• 3.6.4 图像缩放26-27
• 3.7 边界提取27-29
• 3.7.1 拉普拉斯微分算子28-29
• 3.7.2 Wallis微分算子29
• 3.8 拟合直线及圆弧29-31
• 3.8.1 最小二乘法拟合直线29-30
• 3.8.2 最小二乘法拟合圆弧30-31
• 3.9 外形偏差的分析算法31-33
• 3.9.1 针对直线,需要分析的数据有偏移和角度差31
• 3.9.2 针对圆弧,需要分析的数据有偏移和半径差31-32
• 3.9.3 CPK的计算32-33
• 3.10 本章小结33-34
• 第四章 检测方法的设计与实现34-56
• 4.1 系统组成34-35
• 4.2 图像输入输出方法及数据表示35
• 4.3 客户原始资料的表示35-36
• 4.4 图像转灰阶化36-37
• 4.5 图像平滑操作37-39
• 4.6 图像二值化39-41
• 4.7 图像分割41-43
• 4.8 匹配定位孔选取43-45
• 4.9 客户图像与扫描图像的匹配45-48
• 4.10 产生图像边界48-50
• 4.11 拟合直线,圆弧50-51
• 4.12 测量偏移值并输出结果51-52
• 4.12.1 偏移值52
• 4.12.2 角度差或半径差52
• 4.12.3 CPK的计算52
• 4.12.4 偏移值和CPK可以使用正态分布图表示52
• 4.13 软件检测系统52-55
• 4.14 本章小结55-56
• 第五章 软件调试及结果分析56-60
• 5.1 测试方法及测试要求56
• 5.1.1 测试方法56
• 5.1.2 测试要求56
• 5.2 测试结果56-59
• 5.2.1 速度测试56-57
• 5.2.2 精度测试57-58
• 5.2.3 不同量测方式数据比较58-59
• 5.3 本章小结59-60
• 第六章 总结和展望60-62
• 6.1 总结60
• 6.2 展望60-62
• 参考文献62-65
• 致谢65

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