PCB行業(yè)早期生產(chǎn)設(shè)備的檢測方式是通過人工目測加人工記錄的方式，這種方法效率差，極容易誤判漏判，導(dǎo)致產(chǎn)能嚴(yán)重受限。檢測時(shí)需高強(qiáng)度光源照亮產(chǎn)品，人員在光源旁操作容易對眼睛造成不可逆的傷害。因此近年來引入機(jī)器視覺檢測的方式，提高檢測效率并且保護(hù)操作人員的安全。此案例實(shí)現(xiàn)對PCB產(chǎn)品初組裝以及最終組裝兩個(gè)工序后的產(chǎn)品進(jìn)行缺陷檢測和讀碼獲取產(chǎn)品信息，當(dāng)產(chǎn)品NG時(shí)報(bào)警。每次視覺檢測完成后給出檢測結(jié)果，與產(chǎn)品信息一起同步上傳至客戶信息系統(tǒng)。

初組裝PCB板圖

• 檢測完成后將產(chǎn)品信息以及檢測結(jié)果發(fā)送客戶系統(tǒng)中，并根據(jù)產(chǎn)品判斷結(jié)果控制結(jié)果燈報(bào)警以及皮帶線運(yùn)動(dòng)至下一生產(chǎn)環(huán)節(jié)。

b)  產(chǎn)品最終組裝后檢測內(nèi)容：檢測產(chǎn)品側(cè)面金屬平面是否有黑色泡棉以及白色膠體；讀取產(chǎn)品信息。

• 有黑色泡棉以及白色膠體則為不合格。黑色泡棉為下圖綠色框所示區(qū)域，白色膠體為下圖黃色框所示區(qū)域。

• 產(chǎn)品讀碼區(qū)域?yàn)橄聢D所示紅色框所示區(qū)域。

PCB板最終組裝后產(chǎn)品側(cè)面圖

• 檢測完成后將產(chǎn)品信息以及檢測結(jié)果發(fā)送客戶系統(tǒng)中，并根據(jù)產(chǎn)品判斷結(jié)果控制結(jié)果燈報(bào)警以及皮帶線運(yùn)動(dòng)。

（2）  客戶痛點(diǎn)或問題

    a)  初組裝產(chǎn)品檢測時(shí)不同種類產(chǎn)品的產(chǎn)品信息條碼顏色不同，造成同一打光條件下，不同產(chǎn)品二維碼穩(wěn)定讀取效果難以兼容。

    b)  初組裝產(chǎn)品檢測時(shí)視野范圍較大，插口附近特征點(diǎn)較雜亂，缺陷檢測本身難度較大的同時(shí)需兼容較小二維碼讀取。

    c)  最終組裝產(chǎn)品檢測時(shí)黑色泡棉與背景成像灰度特征相似，較難識(shí)別。

4.  方案描述

（1）  海康智能工業(yè)相機(jī)項(xiàng)目配單表及數(shù)據(jù)

（2）  方案示意圖

架設(shè)示意圖

實(shí)際架設(shè)圖

（3）  方案思路描述

    a)  初組裝環(huán)節(jié)產(chǎn)品檢測:

• 使用VisionMaster算法開發(fā)軟件中的形態(tài)學(xué)處理模塊，對產(chǎn)品插線排檢測區(qū)域進(jìn)行局部膨脹腐蝕操作，將插線排與產(chǎn)品板身基準(zhǔn)線對比度增加以及識(shí)別區(qū)域面積增加，使直線查找模塊識(shí)別基準(zhǔn)線更加穩(wěn)定，防止檢測過程誤識(shí)別直線導(dǎo)致插線排角度識(shí)別誤判。

• 使用紅光環(huán)形光源進(jìn)行打光測試以達(dá)到最優(yōu)效果，使不同產(chǎn)品上不同顏色二維碼都可穩(wěn)定識(shí)別。

檢測方案思路流程圖

   b)  最終組裝包裝后產(chǎn)品檢測：

• 使用圖像增強(qiáng)使白色膠體以及黑色泡棉在圖像中與背景灰度值差變大，防止黑色泡棉出現(xiàn)誤判。

• 使用白色面光使打光更為均勻，能獲取質(zhì)量較高的圖像。

（4）  搭建與調(diào)試

    a)   硬件搭建及軟件調(diào)試整體流程：

安裝光源、相機(jī)及工控機(jī)至工位預(yù)先規(guī)劃位置。安裝鏡頭至相機(jī)并連接各硬件間線纜，相機(jī)IO輸出連接產(chǎn)品狀態(tài)指示燈。

系統(tǒng)上電，并在拍攝視野中放置一個(gè)檢測產(chǎn)品，使用MVS調(diào)節(jié)相機(jī)參數(shù)調(diào)節(jié)圖像質(zhì)量，聚焦至檢測平面。

使用VM搭建算法流程及方案，與客戶系統(tǒng)通信，并拍攝實(shí)際產(chǎn)品測試算法檢測效果以及整個(gè)視覺系統(tǒng)方案聯(lián)通狀態(tài)。最終調(diào)整至方案運(yùn)行穩(wěn)定，保存方案。

    b)   軟件算法調(diào)試細(xì)節(jié)：

初組裝產(chǎn)品：先使用“形態(tài)學(xué)處理”將初組裝產(chǎn)品上基準(zhǔn)線區(qū)域突出，多次細(xì)微調(diào)整，尋找合適的參數(shù)使基準(zhǔn)線明顯且不移位；再使用“直線查找”查找基準(zhǔn)線位置，并使用“線線測量”檢測兩基準(zhǔn)線之間夾角大小；同時(shí)使用“二維碼識(shí)別”讀取產(chǎn)品信息；最后將產(chǎn)品識(shí)別結(jié)果以及產(chǎn)品信息發(fā)送給客戶系統(tǒng)以及結(jié)果顯示燈。

初組裝后產(chǎn)品檢測調(diào)試

最終組裝后產(chǎn)品：先使用“圖像增強(qiáng)”以及“形態(tài)學(xué)處理”將最終組裝產(chǎn)品上黑色泡棉以及白色膠體與背景灰度差調(diào)大，參數(shù)需多次細(xì)微調(diào)整，尋找合適的參數(shù)使黑色泡棉識(shí)別穩(wěn)定；再使用“BLOB分析”檢測膠體及泡棉位置；同時(shí)使用“條碼識(shí)別”讀取產(chǎn)品信息；最后將產(chǎn)品識(shí)別結(jié)果以及產(chǎn)品信息發(fā)送給客戶系統(tǒng)以及結(jié)果顯示燈。

最終組裝產(chǎn)品檢測調(diào)試

（5）  項(xiàng)目難點(diǎn)及解決方案描述

難點(diǎn)1：客戶現(xiàn)場的初組裝產(chǎn)品種類多，二維碼顏色不一致，導(dǎo)致讀碼時(shí)使用普通白光光源補(bǔ)光效果不佳，個(gè)別種類產(chǎn)品上其他顏色二維碼不能穩(wěn)定讀取。

解決方案：調(diào)整光源種類，最終測試確定采用紅色光源，此時(shí)檢測及讀碼的效果優(yōu)良。

難點(diǎn)2：初組裝產(chǎn)品插線排位置以及數(shù)量多變，考慮的情況要全面周到，做到每一處插線排都不能遺漏。

解決方案：在算法檢測時(shí)根據(jù)讀碼獲取的產(chǎn)品信息判斷產(chǎn)品插線排位置，在搭建方案時(shí)注意細(xì)節(jié)，能兼容檢測所有產(chǎn)品，遇到誤判的情況及時(shí)更正方案數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)試。

難點(diǎn)3：最終組裝產(chǎn)品檢測時(shí)黑色泡棉與背景顏色相似難以區(qū)分。

解決方案：在算法檢測時(shí)增加圖像預(yù)處理流程，使檢測效果更加穩(wěn)定。

（6）  效果展示

初組裝產(chǎn)品之一檢測結(jié)果

最終組裝產(chǎn)品檢測結(jié)果

5.方案優(yōu)勢

（1）  產(chǎn)品層面

    1、單次流程運(yùn)行160ms，滿足200ms內(nèi)完成視覺節(jié)拍需求。

    2、檢測準(zhǔn)確率可達(dá)到99.9%。

（2）  客戶層面：

    1、我司VM算法開發(fā)平臺(tái)自帶顯示界面設(shè)計(jì)功能，客戶自行設(shè)計(jì)顯示界面，方便快捷且滿足檢測數(shù)據(jù)直觀展示。

    2、使用我司VM算法平臺(tái)進(jìn)行檢測，算法種類多樣，操作簡單。后期維護(hù)方便，易上手，也便于增加其它同工位視覺檢測項(xiàng)。

    3、該方案可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量快速自動(dòng)化檢測，將產(chǎn)品檢測狀態(tài)用顏色燈顯示并上傳至客戶系統(tǒng)，NG產(chǎn)品易分辨，摒棄傳統(tǒng)人工繁瑣檢測流程，提升客戶產(chǎn)線生產(chǎn)速度以及生產(chǎn)效率。

    4、全自動(dòng)化視覺檢測方案使用減少了客戶人工成本，并極大降低了產(chǎn)品生產(chǎn)過程的誤判、漏判比例，將不合格產(chǎn)品攔截在生產(chǎn)過程中，幫助客戶提升產(chǎn)品良品率，減少損失。

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