在电子产品印刷电路板表面贴片安装生产中,传统的激光三角法进行焊膏印刷质量三维缺陷检测存在速度慢和精度低的不足,基于光栅投影相位测量轮廓术的机器视觉三维测量方法可以提高速度和精度,结合数字光处理投影仪产生正弦投影光栅,并通过机器视觉采集的二维图像改进性能、提高速度,较好解决了相位展开、阴影区域测量等难点。仿真实验结果表明,该方案速度快、精度高且具有很好的可

计算机工程与设计 C m u r ni en d e g o p t E g er g n D s n e n i a i

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开发与应用

基于机器视觉的 S MT焊膏印刷缺陷自动三维检测周贤善，罗兵 (江大学计算机科学学院，湖北荆州 4 4 2 )长 3 0 3摘要：电子产品印刷电路板表面贴片安装生产中，传统的激光三角法进行焊膏印刷质量三维缺陷检测存在速度慢和精在度低的不足，于光栅投影相位测量轮廓术的机器视觉三维测量方法可以提高速度和精度，结合数字光处理投影仪产生正基弦投影光栅，通过机器视觉采集的二维图像改进性能、高速度，好解决了相位展开、影区域测量等难点。仿真实验 并提较阴

结果表明，方案速度快、该精度高且具有很好的可靠性。关键词：膏缺陷检测；相位测量轮廓术；机器视觉；相位展开；阴影问题 焊

中图法分类号： P 7 . T 245

文献标识码： A

文章编号：0 07 2 2 1) 45 6—4 10—0 4(0 2—3 30 o

S T o d rpa t e sto D ns e to s do a h n ii n M s l e sed po ii n 3 i p c inba e n m c i ev soZHOU i n—ha X a s h, LU O ng Bi

( l g f mp tr ce c,Y n teUnv ri,Jn z o 3 0 3 hn ) Col eo e Co ue in e a gz ies y ig h u4 4 2,C ia S tAbsr c: Th o d r a t e o ii s e to i hi ni o tn CB s r a emo n e c no o y a s mb yn e s o h2 a ay i ta t e l e se p st n p ci nwh c a s p d s mp r t nP u f c u t dt h l g s e l e d t D n l ss a i e b a d3 v l meme s e n . Co v n i n l t o sa a e in u a i ns fe e l w p e d l w l b l y i s e t gb r t g n D o u a u me t r n e t a h d s s r ra g lt o me l t o u r d so s e da n o r i i

t, n p c i y g ai ea i n n

poet np aesiigpo l t D sae u i t D i g aue, w i e hs auiga du w a pn s el s rjci h s h t rfo r 3 l fs nwi 2 o fn i me y c o h ma e etrs hc h l p ae f h p me s n n n rp iga la r ws do spr c sn c n pr epe f m a c ha w o esi g a i m ov ror n e. Ex rm e a e ulss w ha hea pr c sf s, a c r t nd r i b e pe i nt lr s t ho t tt p oa h i a t c u aea ela l .

Ke r s o d r a t s e t n h s a u i gp o l mer;i f r t nf i n h s wr p i g u f c u tdt c n lg ywo d:s l e p sei p ci;p a eme s n r f o t n o r i y n o ma i o;p a eu o us n a p n;s r a e mo n e h o o y e

0引言高效、靠的自动检测是电子制造业自动化的一个重要可环节。着印刷电路板 (C )面贴片安装 ( MT生产采用的随 P B表 S )

下，存在数据量大，理速度慢的问题。度和精度的冲突又处速是S MT自动焊膏检 N (p)最大难点，传统机器视觉检查 s t的对方法提出了挑战。

国外关于 S MT印刷焊膏自动检测的研究是随着 S MT技术的研究开发而发展起来的，本世纪初，继推出了基于各到相

元器件尺寸越来越小、装集成密度越来越高，组自动机器视觉检测 (V或 A )代传统的人工目检显得更加必要。目前 A I OI取最小的 0 0 5片元件长宽尺寸仅为 0 1 02 m,间距 I 10贴 . .× m细 c器件引脚间距也只有 01 . mm… 。

种技术的 S MT焊膏印刷质量在线三维检测设备和三维重建技术。美国 A in公司采用的激光三角法扫描技术，速移 gl t e快动激光投影和 C D图像采集结合高速图像采集和处理来获 C取三维信息。以色列 O bT c ro eh公司采用激光三角法扫描外还采用

了多视角 C D、 C多激光投影光源的方法以提高检测速度。 多激光源投影实际已经是面结构光投影的思想。日本 O rn m o公司的采用了三颜色位置不同的 L D环绕光源， E由采集所得

在印刷电路板表面贴片安装生产线的主要生产环节包括装板、膏印刷、片、置 I焊射放 C片、流焊固定、孔元件装再穿

配、峰焊、装等。其中在焊膏印刷后、流焊前后 3个工波包再序位置都可以加上检测质量控制以降低缺陷率，省返修成节本。而其中贴片生产的电子产品的质量缺陷超过 8%都是 0

图像的颜色信息来推导出三维信息 。。国内华南理工大学的张宪民教授、港大学的彭国雄教授[]中科院深圳先进技香 5、 4 5术研究院的吴新宇博士对 S MT焊膏印刷质量检测进行了深入研究和创新。

由焊膏印刷缺陷所引起的。此，MT焊膏印刷质量检查又因 S显得更有价值，技术难度最大，仅涉及二维图像，且需但不而要精确的三维重建以检测体积和三维形状。 S MT焊膏印刷缺陷既有二维缺陷，面积大小偏差、如焊膏印刷位置偏离、接、印焊膏等，有三维缺陷，体积过桥漏也如大或过小、状畸形、陷等0形塌 于 S。由 MT的器件尺寸最小已

目前关于 S MT焊膏印刷质量三维检测设备和三维重建技术大致可以分为 3类：速激光三角法、于特殊光源照明快基下采集的二维图像分析三维属性、于多视角 C D采集的双基 C目二维图像特征点匹配位置分析的三维重建。二维图像的

达 O1 . mm,所以焊膏印刷质量机器视觉检测的水平分辨率要求达到 11级、三维厚度精度要达到 lr 0m a第 pn级。高分辨率在收稿日期：2 1 4 1;修订日期： 2 1—6 1。 0 00—8 0 00—8

方法设备简单、算量小、度快，是可靠性低，不同型号计速但对

作者简介：周贤善 (9 3,男，湖北黄石人，硕士，副教授，研究方向为图像处理；罗兵 (9 6,湖北荆州人，博士，副教授，研究方向 16一) 16一)为人工智能和机器视觉。 Ema

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