【摘 要】
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印刷电路板（Printed Circuit Board,PCB）作为电子产品的核心构件,对其质量的要求也逐渐提高,如何通过低成本、高效率地对PCB进行检测有着重要的意义。所以本文将缺焊、桥接、歪贴和少锡四种质量问题作为研究对象,研究了缺陷检测方法并设计了小型且低成本的PCB焊接质量检测系统,具体工作如下:一、设计小型PCB焊接质量检测系统软硬件。以系统设计指标为基础,基于UG建模软件进行机械结构设
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印刷电路板（Printed Circuit Board,PCB）作为电子产品的核心构件,对其质量的要求也逐渐提高,如何通过低成本、高效率地对PCB进行检测有着重要的意义。所以本文将缺焊、桥接、歪贴和少锡四种质量问题作为研究对象,研究了缺陷检测方法并设计了小型且低成本的PCB焊接质量检测系统,具体工作如下:一、设计小型PCB焊接质量检测系统软硬件。以系统设计指标为基础,基于UG建模软件进行机械结构设计,构建了包括步进电机的驱动电路、限位开关的控制电路、串口通信电路及电源电路系统硬件平台,设计了基于STM32小型PCB焊接质量检测系统控制软件和基于Qt小型PCB焊接质量检测系统软件。二、研究PCB焊接质量检测方法。为了降低运算的复杂度将彩色图像灰度化;采用中值滤波算法滤除噪声干扰,利用直方图均衡法来加强图像的细节,并利用Canny算子来提取边缘。由于相机视场太小,需对图像进行拼接处理,采用Sift算子特征提取,粗匹配之后采用RANSAC算子细匹配,最后采用渐进渐出加权平均融合算法进行焊点图像融合;利用霍夫检测算法对定位孔进行精确定位,在提高检测效率的前提下,确保检测精度;对元器件的定位结合PCB工程中元器件的物理坐标与像素坐标信息的转化;待测样本与标准样本之间通过提取焊点的面积、周长、质心等的相似度去判断缺陷存在与否,再通过制定相应的决策树规则完成缺陷分类。三、对PCB焊接质量的效果进行评估。根据PCB焊接质量评估标准,将缺焊和桥接判定为PCB焊接质量差,焊锡量小于80%和歪贴质心偏移大于0.25的判定为PCB焊接质量差;当焊锡量大于80%小于90%以及歪贴的质心偏移大于0.15小于0.25则判定为PCB焊接质量良好;当焊锡量大于90%及歪贴质心偏移小于0.15则判定为PCB焊接质量好,最后根据焊接质量评估标准生成最终的评估报告,有利于检测人员验收。基于上述设计,分别进行了对焦效果测试试验、拼接精度及稳定性试验、Hough变换求圆心试验、模板匹配试验、元器件定位试验,验证了算法的准确性;通过200张PCB对本检测系统进行试验分析,其各项指标均满足预期指标,其中,缺焊的识别准确率为95%,桥接的识别准确率为95.12%,歪贴的识别准确率为90.09%,少锡缺陷的识别准确率为90.91%。与现存仪器相比该仪器不仅精确度高、适用范围广、而且成本低廉,具有很好的推广价值。
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