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     一.前言

    在制造行業(yè)，良品率一直是眾公司追求的共同目標(biāo)。那么在通過改進(jìn)生產(chǎn)降低廢品的同時(shí)也需要對出貨進(jìn)行更全面細(xì)致的終檢。本項(xiàng)目的目標(biāo)是通過視覺系統(tǒng)的引入，來改進(jìn)終檢方式，提高終檢效率。

    IC由于裝配過程十分精密，因此設(shè)備制造商對IC的質(zhì)量要求相當(dāng)高，為了增加產(chǎn)品的質(zhì)量和市場競爭力，因此采用視覺設(shè)備對提高產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性、減少人力成本有著很大的優(yōu)勢。開發(fā)設(shè)計(jì)的本設(shè)備采用了智能像素相機(jī)和測量鏡頭以及針對產(chǎn)品采用的LED照明方式，軟件核心采用高性能的patmax視覺軟件。

    我公司接觸了較多的IC行業(yè)，類似案例涵蓋電子，汽車，精密機(jī)械等多個(gè)領(lǐng)域，并進(jìn)行了定位安裝，幾何測量，表面檢測這幾個(gè)方向的應(yīng)用。實(shí)踐證明我公司在圖像檢測和識別領(lǐng)域技術(shù)是領(lǐng)先的，是有能力完成本系統(tǒng)的研制任務(wù)的。
 
    二.檢測內(nèi)容及技術(shù)指標(biāo)

    1）．檢測對象：字符   

                               
  
    3）．檢測狀態(tài)：

    一檢測機(jī)臺進(jìn)行自動(dòng)化檢測，相機(jī)架設(shè)在檢測工件頂端。待檢元件到達(dá)檢測工位相機(jī)即可自動(dòng)拍攝，設(shè)備采集一副圖像，同時(shí)計(jì)算機(jī)通過讀出的圖像進(jìn)行分析，判斷字符是否正確，最后通過外置報(bào)警裝置或者顯示屏提醒客戶，字符存在問題。

    二檢測項(xiàng)目相機(jī)架在被測區(qū)域正面。相機(jī)取引腳底端截面。

    3）．檢測時(shí)間：〉18個(gè)/秒；

    4）．視場大小：13×7mm；

    5）．檢測方式：該方案針對自動(dòng)流水線而設(shè)計(jì)，整個(gè)檢測機(jī)臺設(shè)計(jì)1個(gè)檢測工位，對檢測工件的 左右面進(jìn)行拍攝。元件按照機(jī)器提示的順序通過位置傳感器觸發(fā)進(jìn)入拍攝，由此來判斷元件的好壞，如遇警報(bào)，及時(shí)的停機(jī)處理不良產(chǎn)品。

    6）．檢測內(nèi)容：

    
 
    7）．檢測準(zhǔn)確率：

    誤檢率 < 0.01﹪
 
    三.視覺系統(tǒng)精度分析
    
    本視覺系統(tǒng)采用COGNEX ISM1403-10 30 萬相機(jī)（象素?cái)?shù)640×480）相機(jī)，可以確定系統(tǒng)所能達(dá)到的精度指標(biāo)為〈0.025MM。

    機(jī)器視覺系統(tǒng)可按照檢測目標(biāo)分為三種：尺寸測量、合格品檢測、表面檢測。不同的檢測目標(biāo)的精度衡量方式是不同的。本檢測視覺系統(tǒng)由于是要通過檢測工件表面字符得出工件正確與否的結(jié)論，歸類為表面檢測。

   采用COGENEX相機(jī)，需要檢測的視場大小為14mm×8mm。采用PENTAX公司的鏡頭，焦距為25mm。COGNEX相機(jī)CCD靶面尺寸為1/3’。
   
   圖像處理軟件采用Cognex公司的圖像處理工具，采用亞象素算法，可使測量精度達(dá)到1/20~1/4 pixel。即本系統(tǒng)可以達(dá)到的檢測公差范圍為0.023mm~0.02mm。當(dāng)然，系統(tǒng)最終的檢測結(jié)果還可能會受到其它因素的影響導(dǎo)致精度降低，屬于系統(tǒng)可重復(fù)性問題。由于視覺系統(tǒng)是一個(gè)非常精密的系統(tǒng)，且本系統(tǒng)要用在生產(chǎn)車間，可能對系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，影響檢測結(jié)果的因素是非常多的。在系統(tǒng)開發(fā)的時(shí)候，必須進(jìn)行嚴(yán)格的系統(tǒng)可重復(fù)實(shí)驗(yàn)和測試，排除干擾因素，保證檢測結(jié)果能夠正確的反映工件的實(shí)際狀況。
 
    四.總體方案

    系統(tǒng)由照明光源、位置傳感器、鏡頭、Cognex相機(jī)、PC機(jī)、警報(bào)及剔除裝置等組成。如圖2所示。

     
 
                                   圖2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

    在檢測的時(shí)候，位置傳感器一旦感知元件經(jīng)過，每3個(gè)IC 通過,光電開關(guān)產(chǎn)生一個(gè)觸發(fā)信號，觸發(fā)COGNEX  相機(jī)拍照，檢測程序啟動(dòng)，根據(jù)檢測樣圖給出結(jié)果,并把正確與否的數(shù)據(jù)判斷結(jié)果輸出控制信號到控制器.另外，用cognex 自身的軟件 IS-EXPLORE開發(fā)了PC機(jī)上的用戶顯示界面，便于用戶必要時(shí)查看檢測結(jié)果。
   
   本套系統(tǒng)裝配簡單，多種觸發(fā)方式,工業(yè)化輸出\輸入,響應(yīng)速度快,檢測精度高,不影響生產(chǎn)線生產(chǎn).系統(tǒng)通用性強(qiáng),操作極為簡單(新產(chǎn)品只需簡單框住訓(xùn)練新字符即可).
CCD相機(jī)實(shí)際檢測效果（如圖一）

                 
 
                                      （判斷界面一）

              
  
                                    （CCD判斷界面異物） 

              
 
    五.系統(tǒng)硬件選型

    1）相機(jī)

                           
 
    本系統(tǒng)相機(jī)選用美國康耐視公司的COGNEX ISM1400-10相機(jī)。此相機(jī)的主要參數(shù)列表如下 

    
 
                                       表1 IS 5100主要性能參數(shù)
 
    2） 光路

    光源采用LED光源。他們分別是均勻照射的光源CO79×50×51，。

    3）鏡頭

    鏡頭選用日本PENTAX公司鏡頭。該鏡頭焦距為25mm，最大光圈F2.2，具有大景深，變形程度低的優(yōu)點(diǎn)。該鏡頭為C型接口，分辨率在中心處超過100線對/mm，在邊角處超過60線對/mm。