手机尾部连接器的机器视觉检测系统课稿.docx

手机接口电路板组件计算机视觉检测系统的开发广州市暨南大学电子工程系(510632) 王思华吕军摘要: 本文介绍了用于手机接口电路板组件质量检测的计算机视觉检测系统的设计方法和开发技术, 该系统实现了对接口电路板组件上多个连结器装配精度的自动检测。本文还讨论了视觉检测系统的光源、镜头和摄像头的选型和配置方法。关键词:虚拟仪器技术视觉检测系统印刷电路板组件边缘检测 1 引言由于手机的设计越来越精巧,手机接口电路板组件生产对装配精度的标准也不断提高。如果用人工方式检验装配质量就需要多台价格不菲的测量投影仪, 而且检测速度仍然无法满足较大规模生产的要求。利用 NI 公司先进的计算机视觉技术开发的视觉检测系统能对接口电路板组件中多个连结器的相对位置及其内部零件尺寸等参数进行自动检测, 并具有测量准确、快速、扩展性强和性价比高等特点。该系统已应用于某世界著名品牌手机接口部件的生产线上。 2 系统的组成本系统组成的结构框图如图 1 所示,系统采用了光强稳定的高频荧光灯和焦距为 55m m 的远心镜头( telecentric lens ) ,这种镜头的畸变特别小。此外,系统配置了 JVC 公司的 TK-S350 型黑白摄像机( 753 х 582 )和 NI 公司的 PCI-1409 黑白和彩色图像采集卡。 PC 采用工业计算机( PIII/850 ), XY 电控平移台的重复定位精度为 3?m ,行程为 200 ′ 200mm , 最高速度为 40mm/S 。图 1 系统组成结构框图 3 检测方法检测系统的任务是对手机接口电路板组件( 以下简称接口组件) 中的 3 个连接器的特定位置的几何尺寸进行测量,其中包括连接器与印刷电路板( PCB )底板的相对位置,连接器之间的间距, 以及连接器内部零件的尺寸和间距等共 24 个参数, 检验连接器装配精度是否符合标准和内部零件(如触点簧片)是否被碰歪等质量问题。系统检测的手机接口组件尺寸比较小, 大约是 28 ? 10mm 。接口组件是以 30 个( 10 行?3 列) 为一组组装在一块 PCB 上, 检测之后才把它们分割开来。实际上, 在一个测试周期内要完成两块 PCB 上总共 60 个接口组件的自动连续检测, 其中一块 PCB 测正面, 而另一块 PCB 测反面。为了能达到足够的测量精度,一个接口组件分左、右两次拍摄,拍摄时电控平移台要暂停, 以保证拍摄图像清晰。检测系统应用程序主要是利用边缘检测的方法测出检测点的坐标值, 然后对相关的坐标值进行简单运算便可得到测量的结果, 其中的关键是要能准确找到检测点。 4 系统主要功能和技术指标 系统主要功能(1) 一个测试周期内自动连续检测 60 个接口组件(以单面检测计); ( 2) 系统自动标定; ( 3) 可调节每组检测线的起始位置和画线方向; ( 4) 可调节每个检测位置的对比度阀值; ( 5) 可调节一组检测线的测线数量和线间距离,并能利用数字滤波技术减少测量误差; ( 6) 以直观的 LED 矩阵方式显示一个测试周期的结果, 使合格品和不合格品一目了然; ( 7) 测量误差自动修正; ( 8) 检测结果进行累积统计,测量数据生成记录文件。本系统的主界面如图 2 所示,图 3 则是该系统在生产现场的照片。图 2 视觉检测系统的主界面图3 在生产现场的视觉检测