بخشی از مقاله
چکیده
امروزه طراحی و ساخت بردهای مدار چاپی فرآیندی پیچیده وحساس میباشد ..به منظور کشف معایب احتمالی از جمله اتصال کوتاه، اتصال باز، باقی ماندن مس اضافی بر روی PCB و یا حذف بخشی از مدار واتصالات و کاهش مشکلات بعدی، پس از تولید مدارات چاپیPCB باید آنها رامورد بازبینی قرار داد. ازآنجا که چشم در اثر کار یکنواخت خسته می شود و احتمال اشتباه در ساعات پایانی کار بسیار زیاد است لزوم بازرسی ماشینی به کمک بینایی احساس میشود.
خودکار نمودن این کار سبب افزایش میزان تولید وتوسعه کیفیت محصولات میشود. برای تشخیص عیوب مدارات چاپی یکی از قابل اعتمادترین و سریع ترین روشها میتواند استفاده از سیستم بینایی ماشین باشد. در این طرح با استفاده از بینایی ماشین و پردازش تصویر که جزء مهمترین و ضروریترین قسمتهای سیستم ماشین بینایی می باشد، به تشخیص عیوب مدارت چاپی PCB پرداخته شده است.
به این منظور یک سیستم بینایی ماشین برای تصویرگیری از مدارات چاپی طراحی و پیاده سازی شده و سپس برنامه ای با استفاده از تصاویر ضبط شده توسط دوربین و به کارگیری پردازش تصویر در نرم افزار متلب، ارایه شده است که در آن از عملگرهای مختلف پردازش تصویر از جمله افزایش کنتراست، فیلتر کردن و اعمال توابع مورفولوژیکی و نیز عملگرهای ریاضی، منطقی و توابع شرطی و کنترلی استفاده شده است. روش بکار رفته در این سیستم برای یافتن معایب از روش مقایسه با یک تصویر مرجع استفاده می کند. بر اساس نتایج بدست آمده روش پیشنهادی بدون خطا قادر به تشخیص عیوب مذکور خواهد بود.
.1 مقدمه
پردازش تصویر یکی از جدیدترین تکنولوژی های حال حاضر دنیا می باشد .این علم به سرعت به یکی ازپرکاربردترین علوم در تمام زمینه ها تبدیل شده است. دیگر کمتر سیستم کنترل شده ای را خواهید یافت که در آن از علم پردازش تصویر استفاده نشده باشد .سیستمهای کنترلی که با این علم در ارتباط هستند ماشین های بینایی نامیده می شوند. پردازش تصویر با ورود خود به تمامی علوم رخنه کرده وکاربردهای فراوانی درانواع زمینه ها دارد که نمونه هایی از آن در ادامه نام برده شده است:
کاربرد صنعتی-پزشکی-نظامی وامنیتی-کشاورزی- تردد وترافیک وکاربردهای هوا وفضا و ... . در کاربرد صنعتی که در این مقاله به آن اشاره شده است، تمامی مدارهایی که در سیستمهای خانگی، صنعتی و ...مشاهده می شود از مدار چاپی و قطعات الکترونیکی تشکیل شده اند مدارچاپی به منظور سرعت در ساخت بردهای الکترونیکی ساخته شده است .
یک مدار چاپی تشکیل شده است از یک برد نارسانا که به وسیله سطحی از مس پوشانده شده که این مس ها همان سیم هایی است که قطعات الکترونیکی مدار را به همدیگرمرتبط می سازد .امروزه طراحی و ساخت بردهای مدار چاپی فرآیندی پیچیده وحساس است .بمنظور کشف معایب احتمالی وکاهش مشکلات بعدی باید آنها را پس از تولیدPCB *مورد بازبینی قرار داد . عایب احتمالی مورد نظر عبارتنداز اتصال کوتاه، اتصال باز، باقی ماندن مس اضافی بر رویPCBو یا حذف بخشی از مدار - طی فرآیند حذف مسهای اضافی -
2-1ضرورت انجام تحقیق
اهمیت فرآیند بازرسی با نیازهای محیط تولیدوساخت مدرن، بیشتر جلوه و نمود پیداکرده است .در تجهیزات و دستگاههای تولید انبوه الکترونیکی، اغلب تلاش بر این شده است تا ضریب اطمینان کیفی در همه بخشها،قطعات و محصولات تمام شده تا% 100افزایش یابد .با پیشرفتهایی که در سرعت، حافظه و کاهش هزینه رایانه ها، پردازش تصویر، تشخیص وشناسایی الگو و هوش مصنوعی بعمل آمده است، تجزیه و تحلیل تصاویرصنعتی بااستفاده ازدستگاهها، بهتر وارزانتر شده است .این پیشرفت موجب شده تا صنایع الکترونیکی برای ساخت و تولید بردهای مدارچاپی، از بازرسی بصری خودکار استفاده زیادی بعمل آورند.
3-1 انواع الگوریتمهای نظارت و بازرسیPCB
تکنیکهای بازرسی بردهای مدار چاپی به سه گروه تقسیم شده اند:
.1مقایسه مرجعی، که بردهای تولید را با یک بانک اطلاعاتی یا برد ایدهآل مقایسه میکند
.2مقایسه غیر مرجعی - کنترل مبتنی بر قاعده طراحی - ، که اندازه گیریهای انجام شده را با قواعد و اصول کیفی از پیش تعیین شده، کنترل و مقایسه میکند.
.3 تکنیکهای ترکیبی یا چند منظوره که به روش انتخابی، از روش اندازه گیری قاعده طراحی و یا مقایسه الگوها استفاده میکند.
یک طبقه بندی که بر اساس ماهیت اطلاعات الگوریتمها انجام شده و برای تشخیص عیوب بکارمی رود دراینجا ارائه شده است . تعداد زیادی از الگوریتم های بازرسیPCB در حال حاضرکاربرد عملی دارند. محدودیت اصلی همه سیستمهای بازرسی موجود در این است که همه الگوریتمها نیاز به ساختار سخت افزاری ویژه دارند تا به سرعت واقعی و ایده آل برسند، که البته موجب افزایش قیمت سیستمها نیز میشود. روشهای مقایسه با مرجع یک قیاس واقعی نقطه به نقطه - یا ویژگی به ویژگی - را اجرا میکنند .
این روشها، عیوبی همچون مداربازها و اتصال کوتاهها را شناسایی میکنند - شکل - 1-1 روش های غیرمرجعی نیازی به الگوی مرجع ندارند .دراین روشها اگر یک الگو با استانداردهای خاص طرح همخوانی نداشته باشد، معیوب تلقی میشود .این روشها را تأیید اصول طرح یا تایید خصوصیت مولد نیزمینامند .این روشها از ویژگیهای طرح یکPCB بعنوان مجموعهای از اصول، ابعاد، ویژگیها و رواداریها استفاده میکنند .این ویژگیها عبارتند از:
- 1حداقل وحداکثر پهنای ردیابی برای همه خطوط ونشانهای مختلف مورد استفاده
- 2 حداقل و حداکثر قطرلایه هایحلقوی یا مدور
- 3حداقل و حداکثر قطر حفره ها
- 4 حداقل شفافیت رسانا
- 5حداقل حلقه های مدور، قواعد پایان خطوط ونشانهاوغیره.
نقطه ضعف این روشهای غیرمرجعی یا بدون مرجع این است که این روشها فقط برخی از انواع عیوب را بخوبی شناسایی میکنند، از جمله تشخیص پهنا و اختلالات فاصله گذاری . همچنین این روش مستلزم استاندارد کردن انواع هادیهای خطوط ونشانهااست
تکنیکهای عیب یابی آمیختار - ترکیبی - ، با استفاده ازتکنیکهای مرجعی و قاعده طرح، قدرت وکارایی بیشتری پیدا میکنند . این روشها، عیوب بیشتری را درمقایسه با روشهای مرجعی یاغیر مرجعی، پوشش داده و شناسایی میکنند
سیستمهای آمیختار یا چندگانه از هر دو روش مقایسه و قاعده طرح استفاده میکنند و بنوعی مکمل یکدیگر هستند اکثر ماشین ها ودستگاهها از تکنیکهای بازرسی ترکیبی یا چند منظوره استفاده میکنند .یعنی روشهای کنترل قاعده طرح و مقایسه که بصورت ترکیبی با هم عمل کنترل را انجام میدهند .این سیستمها میتوانند موارد بیشتری را با دقت هر چه بیشتر بازرسی کنند .در این تحقیق از الگوریتم بصورت مقایسه مرجعی استفاده خواهد شد.
شکل - - 1-1نمونه ای از الگوریتم مرجع
