PCB行業早期生產設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，導致產能嚴重受限。檢測時需高強度光源照亮產品，人員在光源旁操作容易對眼睛造成不可逆的傷害。因此近年來引入機器視覺檢測的方式，提高檢測效率并且保護操作人員的安全。此案例實現對PCB產品初組裝以及最終組裝兩個工序后的產品進行缺陷檢測和讀碼獲取產品信息，當產品NG時報警。每次視覺檢測完成后給出檢測結果，與產品信息一起同步上傳至客戶信息系統。

初組裝PCB板圖

• 檢測完成后將產品信息以及檢測結果發送客戶系統中，并根據產品判斷結果控制結果燈報警以及皮帶線運動至下一生產環節。

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

• 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域，白色膠體為下圖黃色框所示區域。

• 產品讀碼區域為下圖所示紅色框所示區域。

PCB板最終組裝后產品側面圖

• 檢測完成后將產品信息以及檢測結果發送客戶系統中，并根據產品判斷結果控制結果燈報警以及皮帶線運動。

（2）  客戶痛點或問題

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

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

    c)  最終組裝產品檢測時黑色泡棉與背景成像灰度特征相似，較難識別。

4.  方案描述

（1）  海康智能工業相機項目配單表及數據

（2）  方案示意圖

架設示意圖

實際架設圖

（3）  方案思路描述

    a)  初組裝環節產品檢測:

• 使用VisionMaster算法開發軟件中的形態學處理模塊，對產品插線排檢測區域進行局部膨脹腐蝕操作，將插線排與產品板身基準線對比度增加以及識別區域面積增加，使直線查找模塊識別基準線更加穩定，防止檢測過程誤識別直線導致插線排角度識別誤判。

• 使用紅光環形光源進行打光測試以達到最優效果，使不同產品上不同顏色二維碼都可穩定識別。

檢測方案思路流程圖

   b)  最終組裝包裝后產品檢測：

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

• 使用白色面光使打光更為均勻，能獲取質量較高的圖像。

（4）  搭建與調試

    a)   硬件搭建及軟件調試整體流程：

安裝光源、相機及工控機至工位預先規劃位置。安裝鏡頭至相機并連接各硬件間線纜，相機IO輸出連接產品狀態指示燈。

系統上電，并在拍攝視野中放置一個檢測產品，使用MVS調節相機參數調節圖像質量，聚焦至檢測平面。

使用VM搭建算法流程及方案，與客戶系統通信，并拍攝實際產品測試算法檢測效果以及整個視覺系統方案聯通狀態。最終調整至方案運行穩定，保存方案。

    b)   軟件算法調試細節：

初組裝產品：先使用“形態學處理”將初組裝產品上基準線區域突出，多次細微調整，尋找合適的參數使基準線明顯且不移位；再使用“直線查找”查找基準線位置，并使用“線線測量”檢測兩基準線之間夾角大小；同時使用“二維碼識別”讀取產品信息；最后將產品識別結果以及產品信息發送給客戶系統以及結果顯示燈。

初組裝后產品檢測調試

最終組裝后產品：先使用“圖像增強”以及“形態學處理”將最終組裝產品上黑色泡棉以及白色膠體與背景灰度差調大，參數需多次細微調整，尋找合適的參數使黑色泡棉識別穩定；再使用“BLOB分析”檢測膠體及泡棉位置；同時使用“條碼識別”讀取產品信息；最后將產品識別結果以及產品信息發送給客戶系統以及結果顯示燈。

最終組裝產品檢測調試

（5）  項目難點及解決方案描述

難點1：客戶現場的初組裝產品種類多，二維碼顏色不一致，導致讀碼時使用普通白光光源補光效果不佳，個別種類產品上其他顏色二維碼不能穩定讀取。

解決方案：調整光源種類，最終測試確定采用紅色光源，此時檢測及讀碼的效果優良。

難點2：初組裝產品插線排位置以及數量多變，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：在算法檢測時根據讀碼獲取的產品信息判斷產品插線排位置，在搭建方案時注意細節，能兼容檢測所有產品，遇到誤判的情況及時更正方案數據進行調試。

難點3：最終組裝產品檢測時黑色泡棉與背景顏色相似難以區分。

解決方案：在算法檢測時增加圖像預處理流程，使檢測效果更加穩定。

（6）  效果展示

初組裝產品之一檢測結果

最終組裝產品檢測結果

5.方案優勢

（1）  產品層面

    1、單次流程運行160ms，滿足200ms內完成視覺節拍需求。

    2、檢測準確率可達到99.9%。

（2）  客戶層面：

    1、我司VM算法開發平臺自帶顯示界面設計功能，客戶自行設計顯示界面，方便快捷且滿足檢測數據直觀展示。

    2、使用我司VM算法平臺進行檢測，算法種類多樣，操作簡單。后期維護方便，易上手，也便于增加其它同工位視覺檢測項。

    3、該方案可實現產品質量快速自動化檢測，將產品檢測狀態用顏色燈顯示并上傳至客戶系統，NG產品易分辨，摒棄傳統人工繁瑣檢測流程，提升客戶產線生產速度以及生產效率。

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

廣州艾韋迅科技是海康威視HIKVISION旗下的海康機器人HikRobot海康智能讀碼器/工業相機經銷商，供應海康掃描槍ID2000、ID3000、ID5000、ID6000等系列全部型號，海康威視HIKVISION讀碼器同時為 為電子、物流、FPD顯示屏、半導體、汽車制造等領域提供專業機器視覺解決方案，海康工業讀碼器助力用戶快速準確實現工業自動化。