[發(fā)明專利]用于PCB缺陷視覺檢測系統(tǒng)的LED彩色補光裝置

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• 申請日: 2018-06-15
• 公開（公告）號: CN108896554A
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發(fā)明（設計）人: 李建興;檀甫貴;羅堪;黃靖;馬瑩;李天建;都可欽;蘇凌霄
• 申請（專利權）人: 福建工程學院
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88;G01N21/956
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 王曉彬

1.一種用于PCB缺陷視覺檢測系統(tǒng)的LED彩色補光裝置，其特征在于，包括運動平臺，運動平臺包括驅(qū)動裝置，驅(qū)動裝置連接絲桿模塊，絲桿模塊上設有放置待測PCB的載件臺，驅(qū)動裝置通過運動控制器控制，絲桿模塊在驅(qū)動裝置驅(qū)動下，帶動載件臺在水平面內(nèi)移動，運動平臺上還設有檢測載件臺到達待測區(qū)域的傳感器；包括圖像采集系統(tǒng)，圖像采集系統(tǒng)包括安裝在運動平臺上方的工業(yè)相機；運動平臺上方設有檢測臺支架，所述工業(yè)相機安裝在檢測臺支架上；

所述工業(yè)相機周圍安裝有光源系統(tǒng)，光源系統(tǒng)包括四組條形三色LED燈，四組三色LED燈分別布置在工業(yè)相機的前、后、左、右四個方向，并通過關節(jié)桿安裝在檢測臺支架上；三色LED燈均連接至脈沖寬度調(diào)制器，脈沖寬度調(diào)制器調(diào)整供電電壓的占空比來調(diào)節(jié)其調(diào)制器三色LED燈的色彩和亮度；所述關節(jié)桿上設有兩個桿端關節(jié)軸承，桿端關節(jié)軸承用于調(diào)節(jié)關節(jié)桿的方向和延伸長度；

所述三色LED燈為散射光源，包括長方體外殼，外殼外設有散熱片，外殼前面為LED燈珠，LED燈珠外設有圓臺狀的燈罩，燈罩能使LED燈珠發(fā)出的光沿固定角度照射至所述載件臺；

包括上位機，上位機連接所述運動控制器、傳感器、圖像采集系統(tǒng)、光源系統(tǒng)，所述上位機內(nèi)設有圖像處理模塊。

2.根據(jù)權利要求1的用于PCB缺陷視覺檢測系統(tǒng)的LED彩色補光裝置的使用方法，其特征在于，具體包括如下步驟：

步驟一，將待測PCB放置到載件臺上，驅(qū)動模塊帶動絲桿模塊將載件臺移動到預定位置；

步驟二，打開四組三色LED燈，通過脈沖寬度調(diào)制器調(diào)節(jié)三色LED燈的輸入電壓占空比，調(diào)整紅、綠、藍三種顏色的光的強度，配置所需顏色的光線；

步驟三，判斷光線是否均勻照射到待測PCB上，如果是，則跳至步驟五，如果否，則進行步驟四；

步驟四，通過調(diào)節(jié)關節(jié)桿的方向和伸出長度，調(diào)整三色LED燈的照射方向和位置，使得光線均勻地照射在待測PCB上；

步驟五，啟動工業(yè)相機采集待測PCB圖像；

步驟六，采用顏色直方圖判斷所采集的圖像的曝光度是否達到設定的闕值，如果是，則跳至步驟八，如果否，則進行步驟七；

步驟七，調(diào)節(jié)脈沖寬度調(diào)制器的輸入電壓電壓的占空比，若曝光不足，則適當增大占空比，若曝光過度，則適當減小占空比；

步驟八，將采集到的符合要求的圖像傳送至上位機，由圖像處理模塊完成PCB質(zhì)量檢測。

3.根據(jù)權利要求2所述的用于PCB缺陷視覺檢測系統(tǒng)的LED彩色補光裝置的使用方法，其特征在于，所述步驟三中采用測量照度法判斷光線是否均勻照射在待測PCB上，具體方法為：

三-1，將標定板分成5×5的25塊小方格，在每個小方格中放置一光照強度傳感器，所有光照強度傳感器連接至主控制器上，測量出每個小方格的照度值a₁、a₂、a₃……a₂₅；

三-2，求出所有小方塊的照度值平均值A，A＝(a₁+a₂+a₃+…+a₂₅)/25；

三-3，將每個小方格的照度值減去照度平均值得到偏差為Δ_i(i＝1～25)；

三-4，設光線均勻照射時，每個小方塊的照度值滿足-δ≤Δ_i≤+δ，其中δ為照度偏差闕值；若Δ_i>δ，則該方格的照度值過大，臨近該方格的三色LED燈需向遠離該方格的方向平行調(diào)整；若Δ_i<δ，則該方格的照度值過小，臨近該方格的三色LED燈需向趨近該方格的方向平行調(diào)整。

4.據(jù)權利要求2所述的用于PCB缺陷視覺檢測系統(tǒng)的LED彩色補光裝置的使用方法，其特征在于，所述步驟六中采用顏色直方圖判斷所采集的圖像的曝光度是否達到設定的闕值；

若顏色直方圖的黑色部分主要集中在左端，則說明圖像的曝光不足；

若顏色直方圖的黑色部分主要集中在右端，則說明圖像的曝光過度；

若顏色直方圖的黑色部分分布均勻，從最左端到最右端均有分布，且最集中的地方處于中間位置，則說明圖像曝光度適中。