机器视觉入门与NXT影像处理详解 (1).pdf

付玉涛第 1 页 2014-9-23 序此文有两部分构成：图像处理、分析与机器视觉入门和 FUJI NXT 影像处理系统构成与算法。 SMT 工业与机器视觉紧密相连。足够的机器视觉知识会使我们更好的理解机器，使人机交流更顺畅。当然也会使高精度的作业得以实现。 “经验” 是以正确的知识为根基，否则只能称之为 “个人习惯” 。 “个人习惯” 对工作就是灾难。 SMT 主…

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序

此文有两部分构成：图像处理、分析与机器视觉入门和 FUJI NXT 影像处理系统构成与算法。SMT 工业与

机器视觉紧密相连。足够的机器视觉知识会使我们更好的理解机器，使人机交流更顺畅。当然也会使高精度的作

业得以实现。“经验”是以正确的知识为根基，否则只能称之为“个人习惯”。“个人习惯”对工作就是灾难。SMT

主流设备的研发制造都在国外，希望我的“经验”能够帮助大家。带着怀疑的态度，我们共同进步。

任何意见可

以发到 fuyutao2002@gmail.com。

参考书籍：《图像处理、分析与机器视觉（第三版）》和《NXT Training for service v4.0》

付玉涛与杭州下沙

2014 年 9 月 22 日

1 机器视觉基础...................................................................................................................................................................... 3

1.1 人视觉的局限：....................................................................................................................................................... 3

1.2 机器视觉的处理流程............................................................................................................................................... 3

1.3 阈值化....................................................................................................................................................................... 4

1.3.1 二值化.................................................................................................................................................................... 4

1.4 机器视觉识别圆的算法霍夫变化（Hough Transform）...................................................................................... 5

1.4.1 几种 Hough 变换圆检测算法............................................................................................................................... 6

2 NXT 的机器视觉系统....................................................................................................................................................... 10

2.1硬件外观图和光源结构图：.................................................................................................................................. 10

2.2CCD 相机：............................................................................................................................................................. 10

2.3 远心镜头系统：..................................................................................................................................................... 10

2.4 光源结构：............................................................................................................................................................. 10

3 NXT 影像处理................................................................................................................................................................... 11

3.1 NXT 自动校准动作................................................................................................................................................ 11

3.2 FLEXA 元件位置定义........................................................................................................................................... 12

3.4 图像处理细节........................................................................................................................................................ 13

VT60.............................................................................................................................................................................13

VT61.............................................................................................................................................................................15

VT62.............................................................................................................................................................................16

VT65.............................................................................................................................................................................17

VT70.............................................................................................................................................................................18

VT71.............................................................................................................................................................................20

VT72.............................................................................................................................................................................21

VT123...........................................................................................................................................................................23

VT124 VT140..............................................................................................................................................................25

VT143 VT144..............................................................................................................................................................26

VT151 VT152 VT153 .................................................................................................................................................27

VT160...........................................................................................................................................................................28

VT180...........................................................................................................................................................................29

VT230................................. .........................................................................................................................................30

VT231 VT233..............................................................................................................................................................31

VT252...........................................................................................................................................................................32

Part Angle 和 Part Center 命令..................................................................................................................................33

GC-PowerPlace 培训教材.....................................................................................................................................................39

常用功能说明与基本操作................................................................................................................................................... 40

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1.1 操作窗口简介........................................................................................................................................................ 40

1.2 常用功能说明........................................................................................................................................................ 40

1.2.1 File 功能....................................................................................................................................................... 40

1.2.2 Edit 功能.......................................................................................................................................................41

1.2.3 View 功能.....................................................................................................................................................42

1.2.4 Parts 功能..................................................................................................................................................... 42

1.2.5 CAM 功能................................................................................................................................................ 43

1.2.6 DFM 功能..................................................................................................................................................43

1.2.7 Panel 功能................................................................................................................................................. 43

1.2.8 Tools 功能..................................................................................................................................................44

1.3 基本操作................................................................................................................................................................ 44

1.3.1 图层的定义................................................................................................................................................. 44

1.3.2 图层的查看，编辑，排序，命名等基本操作.........................................................................................45

第 1 章编程步骤与方法..................................................................................................................................................... 49

2.1 编程的主要步骤.................................................................................................................................................... 49

2.2 导入 Gerber 文件数据........................................................................................................................................... 50

2.3 提取中心坐标......................................................................................................................................................... 54

2.3.1 图层命名与排序.......................................................................................................................................... 54

2.3.2 线转 PAD（Trace 转 Pad）..................................................................................................................... 56

2.3.3 提取中心坐标............................................................................................................................................. 58

2.4，抓取元件位号...................................................................................................................................................... 65

2.5 元件位号检查......................................................................................................................................................... 69

2.6 导入 BOM 文件...................................................................................................................................................... 71

2.7 导出相关文件........................................................................................................................................................ 78

2.7.1 导出元件坐标文件..................................................................................................................................... 78

2.7.2 导出 Gerber 文件。.................................................................................................................................... 80

2.7.3 导出图像文件............................................................................................................................................. 82

附录Ⅰ 完整程序各层排列说明......................................................................................................................................... 85

附录Ⅱ Gerber 文件基本概念............................................................................................................................................. 86

1 什么是 Gerber 文件.................................................................................................................................................. 86

2 Gerber 文件的格式................................................................................................................................................. 87

3 Gerber 文件数据特点............................................................................................................................................. 87

4 Gerber 文件极性介绍............................................................................................................................................. 88

5 如何读懂 GERBER 数据......................................................................................................................................... 88

附录Ⅲ 常见 gerber 文件后缀识别.....................................................................................................................................97

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机器视觉基础

1.1 人视觉的局限：

1.2 机器视觉的处理流程

机器的图像理解可以看作输入图像和先前建立起来的所观察世界的模型之间建立关系的努力。简单可以理解为：

把图像和模型建立关系的“努力”。“努力”意味着关系很难建立或达不到想要的满意度。

机器的图像理解可以简单分两个层次：底层的图像处理和高层的的图像理解。

底层的图像处理一般包括图像压缩、噪声滤波、边缘提取和图像锐化等预处理方式。而底层图像处理如噪声滤波、

边缘提取和图像锐化等预处理方式耗时且没有最优的方法。因此 SMT 做了简单化处理：设计成单一背景，背光

系统以白色为背景，前光系统以黑色为背景。原始图像二值化后直接进行高层的图像理解。

高层的的图像理解就是把底层处理后图像与先前建立的模型进行比较，试图找到匹配。

小结：

人视觉的缺陷和不足，注定无法靠“眼睛”看到缺陷。相信机器，善用软件。

问题：

想想目测然后调整偏移量有没有意义？

多大的贴装偏移量会对影响质量？提示：摩托罗拉做过此类实验。