本文關(guān)鍵詞：大幅面柔性印刷線路板缺陷在線視覺檢測系統(tǒng)

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【摘要】：柔性印刷線路板,是指以聚亞胺、聚酯薄膜為基材的一種可彎曲或卷折的印刷線路板,具有柔性好、環(huán)保等優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用在電子自動化、智能設(shè)備、消費電子、電腦、通訊中。由于自然及生產(chǎn)環(huán)境等因素,線路板易產(chǎn)生短路、斷路、凸起、殘缺等幾類缺陷。目前,企業(yè)主要采用人工檢測方法,具有成本高、效率低、準確率低等缺點。因此,本文根據(jù)生產(chǎn)企業(yè)需求,針對目前大幅面柔性印刷線路板實際缺陷情況,研制了缺陷在線視覺檢測系統(tǒng)。該檢測系統(tǒng)首先選擇適當參數(shù)的硬件設(shè)備,設(shè)計并研制了大幅面柔性印刷線路板缺陷在線視覺檢測硬件系統(tǒng),即線路板成像系統(tǒng),主要研究成像系統(tǒng)分辨率、靈敏度與速度之間的相互制約因素,分析光源位置、光源角度對成像質(zhì)量的影響,生產(chǎn)線非勻速狀態(tài)下采集圖像的失真問題,通過分析、實驗,給出優(yōu)化的整體解決方案。其次,研究從印刷線路板CAD文件到標準印刷線路板圖像的轉(zhuǎn)換方法,即從CAD圖紙的DWG格式,經(jīng)CAM350軟件到Gerber文件格式,再從Gerber文件格式讀取數(shù)據(jù),CAD空間到圖像空間的坐標變換,生成電路板標準圖像,并得到線路標準尺寸及坐標信息。最后,利用線路板標準尺寸確定基于Gerber文件的局部匹配缺陷檢測算法,包括標準圖像到待檢測圖像的映射、銀線的局部配準、缺陷的檢測,并實現(xiàn)從圖像空間坐標到印刷機物理坐標的轉(zhuǎn)換,以進行相應(yīng)的修補工作。根據(jù)設(shè)計制作出檢測系統(tǒng)樣機,并通過現(xiàn)場測試,證明所設(shè)計的檢測系統(tǒng)平均掃描時間為346ms,基于Gerber文件的缺陷檢測算法平均檢測時間為2338ms,平均準確率高達91.13%。從CAD文件到標準印刷線路板圖像的轉(zhuǎn)換屬于檢測之前的工作,不占用檢測時間。該檢測系統(tǒng)能夠有效檢測出線路板上常見的幾類缺陷,實現(xiàn)高效在線實時檢測。
【關(guān)鍵詞】：大幅面柔性印刷線路板 線路缺陷檢測 Gerber文件
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN41
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 課題背景與研究意義9-12
• 1.1.1 課題背景9-10
• 1.1.2 研究意義10-12
• 1.2 國內(nèi)外柔性印刷電路板缺陷在線檢測研究現(xiàn)狀綜述12-13
• 1.2.1 電路板自動檢測設(shè)備研究現(xiàn)狀12
• 1.2.2 柔性電路板缺陷檢測算法研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 課題主要工作與論文組織結(jié)構(gòu)13-15
• 1.3.1 課題主要工作13-14
• 1.3.2 論文組織結(jié)構(gòu)14-15
• 第2章 大幅面柔性印刷線路板缺陷在線檢測硬件系統(tǒng)設(shè)計15-32
• 2.1 在線檢測硬件系統(tǒng)方案設(shè)計15-18
• 2.1.1 系統(tǒng)設(shè)計原則15
• 2.1.2 大幅面柔性印刷線路板缺陷在線檢測系統(tǒng)構(gòu)成15-17
• 2.1.3 在線檢測系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備參數(shù)分析17-18
• 2.2 大幅面柔性線路板成像的高分辨、高速和圖像亮度的矛盾18-21
• 2.2.1 攝像機與采集圖像分辨率、圖像亮度和采集速度的關(guān)系18-20
• 2.2.2 光學(xué)鏡頭與攝像機的關(guān)系20-21
• 2.3 光源類型及光照角度對成像對比度的影響21-25
• 2.3.1 光源選型22
• 2.3.2 光照角度對圖像成像對比度的影響22-25
• 2.4 非勻速狀態(tài)下采集圖像的失真問題與攝像機行觸發(fā)方式的關(guān)系25-28
• 2.4.1 圖像采集卡的選擇25-26
• 2.4.2 光柵尺與圖像采集卡觸發(fā)脈沖輸入的接口電路設(shè)計26-28
• 2.5 生產(chǎn)線運動平臺速度、相機增益對成像效果的分析28-29
• 2.6 實驗結(jié)果與分析29-31
• 2.6.1 實驗條件29
• 2.6.2 測試結(jié)果與分析29-31
• 2.7 本章小結(jié)31-32
• 第3章 從CAD文件獲取柔性印刷線路板標準圖像的方法研究32-45
• 3.1 從CAD系統(tǒng)文件到Gerber文件32
• 3.2 Gerber文件概述32-35
• 3.2.1 Gerber文件簡介32
• 3.2.2 Gerber文件格式與結(jié)構(gòu)32-35
• 3.3 Gerber文件與柔性印刷線路板標準圖像之間的關(guān)系35-36
• 3.4 解析模塊設(shè)計36
• 3.5 Gerber文件解析部分36-39
• 3.5.1 詞法分析37
• 3.5.2 參數(shù)提取37-39
• 3.5.3 坐標提取39
• 3.6 Gerber圖像圖形光柵化39-43
• 3.6.1 圖形數(shù)據(jù)歸類40
• 3.6.2 圖形光柵化40-43
• 3.7 柔性印刷線路板標準圖像的生成43-44
• 3.7.1 繪制表面的確定43
• 3.7.2 坐標系變換43
• 3.7.3 繪制圖像43-44
• 3.8 本章小結(jié)44-45
• 第4章 基于Gerber文件的大幅面柔性印刷線路板缺陷檢測算法45-60
• 4.1 圖像預(yù)處理45-46
• 4.2 標準圖像到待檢測柔性印刷線路板圖像的映射46-50
• 4.2.1 標準圖像定位框參數(shù)的提取46
• 4.2.2 待檢測線路板圖像定位框參數(shù)的提取46-48
• 4.2.3 標準圖像到待檢測圖像的映射48-50
• 4.3 基于局部匹配的缺陷檢測50-55
• 4.3.1 圖像局部校正尋找線路最佳匹配位置50-51
• 4.3.2 斷路檢測與識別51-52
• 4.3.3 短路檢測與識別52-54
• 4.3.4 凸起檢測與識別54-55
• 4.3.5 殘缺檢測與識別55
• 4.4 缺陷坐標輸出55-58
• 4.4.1 圖像坐標系與印刷機物理坐標系的坐標轉(zhuǎn)換55-57
• 4.4.2 數(shù)據(jù)輸出57-58
• 4.5 實驗結(jié)果與分析58-59
• 4.6 本章小結(jié)59-60
• 第5章 結(jié)論60-61
• 參考文獻61-64
• 在學(xué)研究成果64-65
• 致謝65

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