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    《电工电子技术实验教程》可作本科、高职高专和继续教育电工电子实验课程的教材,也可供有关实验指导教师、工程技术人员和自学考试人员参考。

图书分类

Book classification
  1. 印刷电路板(PCB,Printed Circuit Board)是电子工业中最基础和最活跃的产业之一,对其加工制造过程中每一环节的质量进行检测、控制是保证电子产品质量的根本。我国PCB加工制造企业的PCB质量还有很大的提升空间,特别需要利用基于机器视觉的自动光学检测设备(AOI,Automatic Optical Inspection)对PCB板各种缺陷进行...查看更多
  2. 前  言
    印刷电路板(PCB,Printed Circuit Board)是电子工业中最基础和最活跃的产业之一,对其加工制造过程中每一环节的质量进行检测、控制是保证电子产品质量的根本。印刷电路板产业在电子工业中占了举足轻重的地位,印刷电路板几乎会出现在每一种电子设备当中。在PCB加工制造工艺流程的某一阶段中如果出现的缺陷未被发现,那么事后消除每一个这样的缺陷所花费的成本要提高一个数量级以上。PCB制造中的缺陷,如不及时发现并消除,其造成的损失也会随PCB从制造线的上游到下游逐渐扩大。
    我国PCB加工制造企业的PCB质量还有很大的提升空间,特别需要利用基于机器视觉的自动光学检测设备(AOI,Automatic Optical Inspection)对PCB板各种缺陷进行检测以采取措施进行质量分析与控制。现有的电子相关产业的生产及检测设备大多是进口的,尤其是高端、高性能产品基本上为国外厂商垄断。进口设备的昂贵价格给国内印制板厂家带来了巨大的经济压力,而且这些设备往往不适合国内操作人员的习惯,在使用上不能充分发挥效能,在较大程度上造成资源浪费。因此,国内急需有自主知识产权、性能优越、价格较低的PCB 自动检测系统,弥补我国在这一行业的空白。
    编者进行了面向PCB在线质量快速检测的智能化数字AOI系统关键技术的自主研发和产业化、市场推广应用,主要特色有:(1)基于人工神经网络的最佳图像快速智能扫描优化方法与自适应控制系统;(2)基于变分辨率与可变步长搜索的图像拼接算法及实现技术;(3)基于图像特征抽取的PCB缺陷识别算法及实现技术;(4)基于xml的PCB生产/检测数据管理技术;(5)合计2亿像素面阵相机阵列的集成;(6)构建的分水岭算法在保证不漏检的前提下大大降低了误检率。
    本书主要分为三个部分:自动光学检测设备的组成、算法基础和研发案例,可供AOI从业人员自学与参考。
    具体的章节安排如下:
    第1章为PCB自动光学检测概述。第2章为机械结构。第3章为运动控制系统。第4章为图像采集和处理系统。第5章为修复系统。第6章为数字图像基础。第7章为图像配准。第8章为图像的基本处理。第9章为缺陷识别算法。第10章为研发过程。第11章为结果与评价。
    本书由深圳大学冯平和程涛主编。李章菁、卢思岑参与了第1、2、5章的编写,张斌参与了第3章的编写,黄南文参与了第4、9章的编写,刘振宇参与了第6章的编写,王楠参与了第7章的编写,高涛参与了第8、10章的编写,黄国峰参与了第9、11章的编写,龚启源参与了书中成果的研发测试,陈佳裕和高涛参与了全书的统稿。
    本书的编写和出版得到了深圳市科技创新委员会知识创新计划项目(基础研究JCYJ20140418091413575)的资助,在此致以最诚挚的敬意。
    本书在编写的过程中,参考了大量的国内外参考资料及相关企业内部资料,受益匪浅,在此对资料的作者表示感谢。
    限于编者水平,书中难免存在错误和不妥之处,敬请读者批评指正。

    编  者   
    2018年4月
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  1. 第一篇  自动光学检测设备的组成
    第1章  PCB自动光学检测概述 3
    1.1  自动光学检测—AOI 3
    1.2  AOI设备的发展 5
    1.3  系统模块划分及技术路线 6
    1.4  国内外研究现状 9
    第2章  机械结构 14
    2.1  线阵型结构 14
    2.2  面阵型结构 16
    第3章  运动控制系统 18
    3.1  AOI检测设备的运动控制 18
    3.2  控制机构运动过程 19
    3.3  基于卡尔曼滤波的PID运动控制算法 20
    3.4  运动检测与补偿 23
    第4章  图像采集和处理系统 28
    4.1  光源的选型 28
    4.2  相机与镜头选型 35
    4.3  图像采集卡选型 47
    4.4  处理系统选型 50
    第5章  修复系统 56
    5.1  面阵摄像机快速到达缺陷位置并实时显示图像 56
    5.2  缺陷信息的自动记录保存及输出 56
    5.3  人工修复 57
    第二篇  算法基础
    第6章  数字图像基础 65
    6.1  图像基本概念 65
    6.2  图像的表示方法 65
    6.3  图像技术 68
    6.4  图像文件的读取与保存 74
    6.5  图像类型的转换 75
    6.6  图像文件的显示 77
    第7章  图像配准 80
    7.1  PCB的图像 80
    7.2  Gerber文件 80
    7.3  几何变换和图像配准 91
    第8章  图像的基本处理 105
    8.1  图像的增强处理 105
    8.2  图像的形态学处理 113
    8.3  图像的分割处理 121
    8.4  图像的距离变换 125
    第9章  缺陷识别算法 128
    9.1  短路与断路的识别 128
    9.2  凸起与凹陷的识别 136
    9.3  常见算法比较 145
    9.4  分水岭算法实现原理 148
    9.5  改进分水岭算法实现过程 151
    第三篇  项目研发
    第10章  研发过程 157
    10.1  研究背景调研 157
    10.2  预期解决相关科学问题 158
    10.3  总体方案实施计划 160
    10.4  面阵相机智能图像采集系统设计及搭建 162
    第11章  结果及评价 164
    11.1  试验结果分析 164
    11.2  结  语 169
    参考文献 171
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  2. 程涛,深圳技术大学教授,主要研究方向为机械工程信号检测与处理、智能控制与智能制造、多Agent系统理论与网络化制造、虚拟企业等。冯平,主要研究方向为固体力学、智能材料与结构

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