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CN108007865A - 基于图像识别的pcb自动上料检测系统及方法 - Google Patents

基于图像识别的pcb自动上料检测系统及方法 Download PDF

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CN108007865A CN201810020002.5A CN201810020002A CN108007865A CN 108007865 A CN108007865 A CN 108007865A CN 201810020002 A CN201810020002 A CN 201810020002A CN 108007865 A CN108007865 A CN 108007865A
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张振
蔡园园
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As L Vision Technology (suzhou) Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种基于图像识别的PCB自动上料检测系统，包括PCB上料区，PCB上料区上设置有第一视觉系统的取像区；PCB传送区，第一视觉系统的取像区通过四轴机械手与PCB传送区连接；视觉系统取像区，视觉系统取像区设置在PCB传送区上，视觉系统取像区上设置有第二视觉系统；PCB正面检测设备，PCB正面检测设备与视觉系统取像区通过六轴机械手连接；PCB放料区，PCB放料区通过六轴机械手与PCB正面检测设备连接；第一视觉系统、四轴机械手、第二视觉系统、六轴机械手、PCB正面检测设备分别与控制器连接。此外还公开了一种方法。本发明自动化生产线代替常规人工上料、提高了生产效率、节省了人力资源，解决了常规人工上料检测时定位精度不高问题。

Description

基于图像识别的PCB自动上料检测系统及方法
技术领域
本发明涉及自动化检测领域，尤其涉及一种基于图像识别的PCB自动上料检测系统及方法。
背景技术
目前PCB的上料检测是通过人工进行的，人工将PCB放置除尘区除尘，之后再放到AOI检测区域进行检测。人工上料一方面生产效率低下，且需要大量的人力资源，另一方面在放置AOI检测区时由于人工放置可能放置位置不准确从而导致检测异常。
发明内容
为克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种自动化生产线代替常规人工上料、提高生产效率、节省人力资源、解决常规人工上料检测时定位精度不高问题的基于图像识别的PCB自动上料检测系统及方法。
为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种基于图像识别的PCB自动上料检测系统，包括PCB上料区，所述PCB上料区上设置有第一视觉系统的取像区；PCB传送区，所述第一视觉系统的取像区通过四轴机械手与PCB传送区连接；视觉系统取像区，所述视觉系统取像区设置在PCB传送区上，所述视觉系统取像区上设置有第二视觉系统；PCB正面检测设备，所述PCB正面检测设备与视觉系统取像区通过六轴机械手连接；PCB放料区，所述PCB放料区通过所述六轴机械手与PCB正面检测设备连接；所述第一视觉系统、四轴机械手、第二视觉系统、六轴机械手、PCB正面检测设备分别与控制器连接。
本发明基于图像识别的PCB自动上料检测系统的有益效果是，通过两套视觉系统分别对PCB进行粗定位与精定位；视觉与机械手相结合，机械手根据视觉的定位来对PCB进行抓取等动作。1，用自动化设备代替人工，节省人力的同时也提高了生产效率；2，通过视觉系统精准定位，可以解决人工上料时定位不准的问题。
作为本发明的进一步改进是，还包括与控制器连接的PCB反面检测设备，所述PCB反面检测设备通过所述六轴机械手与视觉系统取像区连接，所述PCB反面检测设备通过所述六轴机械手与PCB放料区连接。该基于图像识别的PCB自动上料检测系统还能对PCB的反面进行检测，用自动化设备代替人工，节省人力的同时也提高了生产效率。
优选地，所述PCB传送区的上方设置有除尘区，所述除尘区位于视觉系统取像区之前。
一种基于图像识别的PCB自动上料检测方法，包括：S1,四轴机械手给第一视觉系统发送四轴拍照信号，第一视觉系统收到四轴拍照信号后，在PCB上料区取像，通过图像算法来辨别上料区最上方的是隔板还是PCB以及PCB是正面还是反面；S2，如果视觉系统检测到的是PCB，且PCB是正面，则发送PCB位置信息给四轴机械手，四轴机械手根据位置信息抓取PCB并将其放置到PCB传送区上；S3，PCB传送区上的传感器感应到PCB之后，发送拍照信号给第二视觉系统，所述第二视觉系统收到信号后进行取像，利用图像算法精准定位到PCB的位置信息，并将位置信息发送给六轴机械手，所述六轴机械手根据位置信息抓取PCB放置到PCB正面检测设备进行检测。
本发明基于图像识别的PCB自动上料检测方法的有益效果是，通过两套视觉系统分别对PCB进行粗定位与精定位；视觉与机械手相结合，机械手根据视觉的定位来对PCB进行抓取等动作。1，用自动化设备代替人工，节省人力的同时也提高了生产效率；2，通过视觉系统精准定位，可以解决人工上料时定位不准的问题。
优选地，在S2中，如果所述第一视觉系统检测到的是隔板，则发送信号给四轴机械手，四轴机械手将隔板抓取放置到隔板的区域。隔板和PCB能通过第一视觉系统进行区分，当检测到隔板后，通过四轴机械手抓取至隔板的区域，具有提高工作效率，代替人工，降低作业人员工作强度的优点。
优选地，在S2中，如果所述第一视觉系统检测到PCB反面，则基于图像识别的PCB自动上料检测系统发出警报，或/和通知作业人员翻转，提高了检测的自动化。
优选地，在S2中，当所述四轴机械手根据位置信息抓取PCB并将其放置到PCB传送区上后，对PCB进行除尘。
优选地，在S1中，所述四轴机械手给第一视觉系统发送四轴拍照信号后，若第一视觉系统没有接收到信号，则控制器判断超时并且重连，直至重连成功。
优选地，在S3中，发送拍照信号给第二视觉系统后，若第二视觉系统没有接收到信号，则控制器判断超时并且重连，直至重连成功。
附图说明
图1为本发明基于图像识别的PCB自动上料检测系统的结构示意图。
图2为本发明基于图像识别的PCB自动上料检测方法的流程图。
图中：
1-PCB上料区；2-第一视觉系统；3-四轴机械手；4-PCB传送区；5-除尘区；6-视觉系统取像区；7-第二视觉系统；8-六轴机械手；9-PCB正面检测设备；10-PCB反面检测设备；11-PCB放料区。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参见附图1所示，本实施例中的一种基于图像识别的PCB自动上料检测系统，包括PCB上料区1、PCB传送区4、视觉系统取像区6、PCB正面检测设备9、PCB反面检测设备10、PCB放料区11。本实施例中的PCB正面检测设备9、PCB反面检测设备10均采用AOI检测设备。
PCB上料区1上设置有第一视觉系统2的取像区，第一视觉系统2的取像区(包括相机、光源)，通过四轴机械手3与PCB传送区4连接，四轴机械手3用来将PCB上料区1内的PCB抓取放置到指定位置(即本实施例中的PCB传送区4)，与第一视觉系统2之间可以相互通讯，四轴机械手3与第一视觉系统2通过TCP/IP，IO进行通讯。
PCB传送区4可将PCB传送到视觉系统2的取像检测区，本实施例中的PCB传送区4采用传送装置，四轴机械手3抓取PCB后放置到传送装置(如传送带)上，视觉系统取像区6设置在传送装置(如传送带)上，视觉系统取像区6上设置有第二视觉系统7(包括相机、光源)。此外，PCB传送区4上还设置有除尘区5，除尘区5位于视觉系统取像区6之前。PCB从PCB传送区4通过传送带到达视觉系统2的取像检测区时会经过除尘区5，并在除尘区5对PCB进行除尘等操作。
PCB正面检测设备9与视觉系统取像区6通过六轴机械手8连接，六轴机械手8用来将视觉系统取像区6内的PCB抓取放置到PCB正面检测设备9/PCB反面检测设备10，六轴机械手8与第二视觉系统7通过TCP/IP，IO进行通讯。
PCB放料区11是PCB检测完毕之后放置的区域，PCB放料区11通过六轴机械手8分别与PCB正面检测设备9、PCB反面检测设备10连接；PCB反面检测设备10由控制器控制，并通过六轴机械手8与视觉系统取像区6连接。
第一视觉系统2、四轴机械手3、第二视觉系统7、六轴机械手8、PCB正面检测设备9分别与控制器连接。
本实施例中的一种基于图像识别的PCB自动上料检测方法，利用到上述基于图像识别的PCB自动上料检测系统，如图2所示，包括如下步骤：
S1,四轴机械手3给第一视觉系统2发送四轴拍照信号，即，四轴机械手3启动发送四轴拍照信号，第一视觉系统2待接收视觉等待信号，当第一视觉系统2收到四轴拍照信号后，在PCB上料区1取像并进行拍照处理，通过图像算法来辨别上料区最上方的是隔板还是PCB，以及PCB是正面还是反面。若四轴机械手3给第一视觉系统2发送四轴拍照信号后，若第一视觉系统2没有收到四轴拍照信号，则控制器判断是否超时，时间参数可以根据具体的实际需求而定，如可以将时间参数设置呈20s或30s，当判断超时后断网，并且发送断网信号，直至重连成功；当控制器判断未超时时，第一视觉系统2继续等待接收视觉等待信号。
S2，如果视觉系统检测到的是PCB，且PCB是正面，则发送位置信息给四轴机械手3，四轴机械手3根据位置信息抓取PCB至传送带上，当经过除尘区时，对PCB进行除尘。如果第一视觉系统2检测到的是隔板(如纸，非PCB板)，则发送信号给四轴机械手3，四轴机械手3抓取隔板至放隔板区。如果第一视觉系统2检测到PCB反面，则基于图像识别的PCB自动上料检测系统发出警报，或/和通知作业人员翻转PCB，还可以设置呈自动翻转，根据具体需求而定。
S3，PCB传送区4上的传感器感应到PCB之后，发送拍照信号给第二视觉系统7，同样，第二视觉系统7待接收视觉等待信号，当第二视觉系统7收到信号，进行拍照处理(取像)，利用图像算法精准定位到PCB的位置信息，并将位置信息发送给六轴机械手8，六轴机械手8根据位置信息抓取PCB放置到PCB正面检测设备9进行检测。同样，发送拍照信号给第二视觉系统7后，若第二视觉系统7没有接收到信号，则控制器判断超时并且重连。具体的：控制器判断是否超时，时间参数可以根据具体的实际需求而定，如可以将时间参数设置呈20s或30s，当判断超时后断网，并且发送断网信号，直至重连成功；当控制器判断未超时时，第二视觉系统2继续等待接收视觉等待信号。
以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于图像识别的PCB自动上料检测系统，包括
PCB上料区(1)，所述PCB上料区(1)上设置有第一视觉系统(2)的取像区；
PCB传送区(4)，所述第一视觉系统(2)的取像区通过四轴机械手(3)与PCB传送区(4)连接；
视觉系统取像区(6)，所述视觉系统取像区(6)设置在PCB传送区(4)上，所述视觉系统取像区(6)上设置有第二视觉系统(7)；
PCB正面检测设备(9)，所述PCB正面检测设备(9)与视觉系统取像区(6)通过六轴机械手(8)连接；
PCB放料区(11)，所述PCB放料区(11)通过所述六轴机械手(8)与PCB正面检测设备(9)连接；
所述第一视觉系统(2)、四轴机械手(3)、第二视觉系统(7)、六轴机械手(8)、PCB正面检测设备(9)分别与控制器连接。
2.根据权利要求1所述的基于图像识别的PCB自动上料检测系统，其特征在于：还包括与控制器连接的PCB反面检测设备(10)，所述PCB反面检测设备(10)通过所述六轴机械手(8)与视觉系统取像区(6)连接，所述PCB反面检测设备(10)通过所述六轴机械手(8)与PCB放料区(11)连接。
3.根据权利要求1所述的基于图像识别的PCB自动上料检测系统，其特征在于：所述PCB传送区(4)上设置有除尘区(5)，所述除尘区(5)位于视觉系统取像区(6)之前。
4.一种基于图像识别的PCB自动上料检测方法，利用到权1-3中任意一项所述的基于图像识别的PCB自动上料检测系统，其特征在于，包括：
S1,四轴机械手(3)给第一视觉系统(2)发送四轴拍照信号，第一视觉系统(2)收到四轴拍照信号后，在PCB上料区(1)取像，通过图像算法来辨别上料区最上方的是隔板还是PCB以及PCB是正面还是反面；
S2，如果视觉系统检测到的是PCB，且PCB是正面，则发送PCB位置信息给四轴机械手(3)，四轴机械手(3)根据位置信息抓取PCB并将其放置到PCB传送区(4)上；
S3，PCB传送区(4)上的传感器感应到PCB之后，发送拍照信号给第二视觉系统(7)，所述第二视觉系统(7)收到信号后进行取像，利用图像算法精准定位到PCB的位置信息，并将位置信息发送给六轴机械手(8)，所述六轴机械手(8)根据位置信息抓取PCB放置到PCB正面检测设备(9)进行检测。
5.根据权利要求4所述的基于图像识别的PCB自动上料检测方法，其特征在于：在S2中，如果所述第一视觉系统(2)检测到的是隔板，则发送信号给四轴机械手(3)，四轴机械手(3)将隔板抓取放置到隔板的区域。
6.根据权利要求4所述的基于图像识别的PCB自动上料检测方法，其特征在于：在S2中，如果所述第一视觉系统(2)检测到PCB反面，则基于图像识别的PCB自动上料检测系统发出警报，或/和通知作业人员翻转PCB。
7.根据权利要求4所述的基于图像识别的PCB自动上料检测方法，其特征在于：在S2中，当所述四轴机械手(3)根据位置信息抓取PCB并将其放置到PCB传送区(4)上后，对PCB进行除尘。
8.根据权利要求4所述的基于图像识别的PCB自动上料检测方法，其特征在于：在S1中，所述四轴机械手(3)给第一视觉系统(2)发送四轴拍照信号后，若第一视觉系统(2)没有接收到信号，则控制器判断超时并且重连。
9.根据权利要求4所述的基于图像识别的PCB自动上料检测方法，其特征在于：在S3中，发送拍照信号给第二视觉系统(7)后，若第二视觉系统(7)没有接收到信号，则控制器判断超时并且重连。
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