[发明专利]基于AOI技术的FPC金手指表面缺陷检测系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于AOI技术的FPC金手指表面缺陷检测系统及方法，包括X‑Y‑Z多轴运动平台和摄像机，中央处理器通过运动控制卡对该平台进行移动控制与定位，摄像机进行数字图像采集，中央处理器对采集的图像数据进行预处理；对预处理的图像进行RIO区域处理；对图像数据进行特征提取；进行图像识别。本发明基于AOI技术的FPC金手指表面缺陷检测系统及方法，通过多轴运行控制装置与图像采集装置，采用自动光学检查技术(AOI)，利用光学方式取得FPC的表面状态，通过基于经验模态分析(EMD)和HU不变矩的特征融合的方法进行特征提取，有效解决小样本不足且缺陷难以识别的分类问题，提高检测效率，降低检测成本。

技术领域

本发明涉及机器视觉外观检测系统，具体的说，是涉及一种基于AOI技术的FPC金手指表面缺陷检测系统及方法。

背景技术

具有高度可靠性的可挠性印刷电路板(Flexible Printed Circuit)，简称FPC或软板。与硬板印刷电路相比，挠性印制电路具有重量轻、可弯曲、可卷绕、可立体配线、所占空间较少等优点，具有越来越广泛的应用空间。

我国是制造业大国，电子终端产品正朝着小、轻、薄、巧化的方向发展，FPC产业得到迅猛的发展，同时对FPC的线路密集程度的提出更高的要求，电子产品的载体只要存在微小的缺陷就可使整个产品报废，为保障产品的质量，需要对产品进行全检，随着FPC精细、布线极密的出错概率的不断增加，检测难度的日益凸显、检测工作量的不断增加，迫切需要开展针对缺陷检测技术的研究与攻关工作。用户对自动化检测设备的个性化需求，形成了FPC产业对新技术装备、新工艺的研发驱动力。

针对FPC外观检测人工检测生产成本高，检测生产效率低，大规模生产检测过程会产生大量的漏检、误判，不能满足客户生产需求的问题。自动光学检查(AOI,AutomatedOptical Inspection)为工业自动化有效的检测方法，利用光学方式取得成品的表面状态，以影像处理来检出异物或图案异常等瑕疵。

设计并研制检测速度快、准确率高、稳定的全自动金手指外观精密检测设备，实现机器换人、降低生产成本、缩短生产周期、提高生产效率和产品质量。

传统模板匹配方法，对产品工艺具有较高的要求，尺寸规格度较高，基于特征的图像提取方法很好的克服了该问题。对图像的“矩”描述对于旋转、尺度平移和比例因子的变化都是不变的，它反映图像固有的特性。经验模态分析(EMD)既具有小波变换的多分辨的优势，它作为一种完全的数据驱动方法，具有良好的局部适应性，因此采用基于HU不变矩和EMD融合的方法来提取图像的特征。

支持向量数据描(SVDD)是主要思想是通过计算高维空间中包含目标类映射数据的最小超球体边界来对该组数据进行描述，从而实现将目标类与非目标类分开。SVDD适用于一类样本数量明显少于另一类样本数量的情况。在FPC金手指外观检测应用中，不良品往往比较少，而无缺陷产品往往比较用于得到，故可以用一类无缺陷样本寻求最优超球体。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种提高检索效率，降低检测成本的基于AOI技术的FPC金手指表面缺陷检测系统及方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种基于AOI技术的FPC金手指表面缺陷检测系统，包括X-Y-Z多轴运动平台和摄像机，X-Y-Z多轴运动平台包括电机、电机驱动器、滑动模组和运动控制卡，中央处理器通过运动控制卡对X-Y-Z多轴运动平台进行移动控制与定位，X轴对待检产品平台进行前后方向的运动控制，Y轴与Z轴负责对摄像机进行左右与上下方向的运动控制；X轴与Y轴实现水平方向的移动，进行FPC的表面检测，Z轴实现摄像机的焦距调节；摄像机进行数字图像采集，摄像机通过RJ45接口与中央处理器连接；

摄像机采集图像数据；摄像机拍照采集的数据转化为数字数据；

摄像机将采集图像数据传输给中央处理器；