По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 681.518.5

Разработка автоматизированной системы управления диагностикой печатных плат на основе машинного зрения

Изосимова Т.А. канд. техн. наук, зав. кафедрой гуманитарных и естественнонаучных дисциплин, Волжский филиал ФГБОУ ВО «Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)», Чебоксары
Максимова М.В. канд. пед. наук, доцент кафедры гуманитарных и естественнонаучных дисциплин, Волжский филиал ФГБОУ ВО «Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)», Чебоксары
Михайлова О.В. д-р техн. наук, доцент, профессор кафедры инфокоммуникационных технологий и систем связи, ГБОУ ВО «Нижегородский государственный инженерно-экономический университет», Княгинино

В статье представлены результаты разработки автоматизированной системы диагностики печатных плат (АСД ПП) с использованием технологии машинного зрения. Аппаратное обеспечение АСД ПП выполнено на базе модульной платформы PXI с использованием модулей сбора данных PXI-6239 и генерации цифрового сигнала PXI-6509.

Литература:

1. Артамонов Е.И., Касаткин С.И., Ромакин В.А., Муравьев А.М. Интерактивная система диагностики печатных плат // Технологии информационного общества. Ч. 2. — М.: ООО «Издательский дом Медиа паблишер», 2009. — С. 111–112.

2. Байрак С.А., Дудкин А.А., Инютин А.В., Калабухов Е.В., Садыхов Р.Х., Поденок Л.П. Система контроля топологии печатных плат // Искусственный интеллект. — 2009. — № 7. — С. 242–247.

3. Белиовская Л. Г., Белиовский Н.А. Основы машинного зрения в среде LabVIEW. — М.: Изд-во ДМК ПРЕСС, 2017. — 87 с.

4. Бергер Е. Контроль качества печатных плат // Технологии в электронной промышленности. — 2012. — № 5 (57). — С. 18–20.

5. Визильтер Ю.В., Желтов С.Ю., Бондаренко А.В., Ососков M.B., Mopжин А.В. Обработка и анализ изображений в задачах машинного зрения. — М.: Физматкнига, 2010. — 689 с.

6. Визильтер Ю.В., Желтов С.Ю., Князь В.А., Ходарев А.Н., Моржин А.В. Обработка и анализ цифровых изображений с примерами на LabVIEW IMAQ Vision. — М.: ДМК Пресс, 2008. — 233 с.

7. Горшенин Г.С. Техническое зрение в машиностроении // Теория и практика современной науки. Саратов: Изд.-во: ООО «Институт управления и социально-экономического развития». № 2 (8). — С. 139–142.

8. Евдокимов Ю.К., Линдваль В.Р., Щербаков Г.И. LabVIEW в научных исследованиях. М.: ДМК Пресс, 2012. — 400 с.

9. Желтов С.Ю., Визильтер Ю.В. Машинное зрение как прикладная техническая дисциплина // Вестник компьютерных и информационных технологий. — М.: Издательский дом «Спектр». 2004, № 3. — С. 14.

10. Жуков К. Г. Модельное проектирование встраиваемых систем в LabVIEW. Изд-во: ДМК Пресс, 2011. — 688 с.

11. Задорин А.Ю. Автоматизация визуального контроля качества печатных плат: диссертация... канд. техн. наук: 05.13.06. Екатеринбург. 2003. — 147 с.

12. Изосимова Т.А., Максимова М.В. Разработка программного обеспечения для автоматизированной системы диагностики печатных плат с использованием технологий распознавания образов // Современные достижения и разработки в области технических наук: сборник научных трудов по итогам международной научно-практической конференции. № 2. г. Оренбург. 2017. С. 5–8.

13. Изосимова Т.А., Максимова М.В. Функциональная модель системы диагностики печатных плат // Сборник научных трудов по итогам международной научно-практической конференции. Технические науки в мире: от теории к практике. — г. Ростов-на-Дону. 2017, № 4. — С. 14–16.

14. Кочегаров И.И., Данилова Е.А. Классификация дефектов при диагностики скрытых дефектов печатных плат // Актуальные вопросы образования и науки: сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции: в 14 частях. Часть 11. — Пенза: Пензенский государственный университет, 2014. — С. 80–84.

15. MIC-PXI Комплексы измерительные. Руководство по эксплуатации: НПП «МЕРА», 2012. — 178 с.

16. Певницкий С.Ю. Разработка печатных плат в NI Ultiboard. — Изд-во: ДМК Пресс, 2012. — 256 с.

17. Пирогова Е.В. Проектирование и технология печатных плат: учебник. М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2005. — 560 с.

18. Сарычев Р.А., Хребтов А.Р. Диагностика печатных плат радиоэлектронных средств методом термографического контроля // Актуальные проблемы энергосбережения и эффективности в технических системах. Тамбов, 25–27 апреля 2016 г. Тезисы докладов 3-й Международной конференции с элементами научной школы. — Тамбов: Изд-во Першина Р.В. — С. 369–370.

19. Шивиринский В.Н. Проектирование приборов, систем и измерительно-вычислительных комплексов. — М.: Ульяновский государственный технический университет, 2009. — 117 с.

20. Doudkin A.A., Inyutin A.V. The Defect and Project Rules Inspection on PCB Layout Image // International Journal of Computing. — 2006. – Vol. 5. № 3. – P. 107–111.

Важной проблемой при производстве радиоэлектронного оборудования является контроль качества печатных плат (ПП) на различных технологических этапах, так высокая плотность проводников и минимально допустимые отклонения в производстве высокотехнологичных печатных плат предъявляют высокие требования к качеству изделий. Дефектом при осуществлении контроля является отклонение элементов топологии на объекте (изображение или фотошаблон печатной платы) от проектной документации вследствие погрешностей при производстве, таких как несоответствие температурных и временных режимов производства. Значительные теоретические исследования в области контроля качества печатных плат были проведены Бергером Е., Кочегаровым И.И., Даниловой Е.А., Певницким С.Ю., Пироговой Е.В., Сарычевым Р.А., Хребтовым А. Р. [4, 14, 16–18].

При этом широкое применение для диагностики печатных плат получили бесконтактные оптические методы контроля с использованием современных программно-технических комплексов обработки изображения на основе технологий машинного зрения. Такие системы представлены в экспериментальных работах научных коллективов Института проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН (Москва), Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана [1, 2, 7, 11]. Применение машинного зрения в значительной степени повышает точность и качество диагностирования, позволяет уменьшить трудовые ресурсы и число бракованных изделий, тем самым осуществлять поставки только полностью проверенных изделий [5, 7–9, 12, 19].

Для контроля топологии печатной платы на разных этапах производства могут применяться различные ручные и автоматические методы с использованием как света, в том числе флуорисцентного, так и рентгеновского излучения [18]. Алгоритмы, используемые в автоматических системах контроля топологии, можно условно разделить на использующие эталон, основанные на контроле проектных норм и гибридные алгоритмы. Алгоритмы, которые основаны на использовании эталона, могут сравнивать непосредственно эталонное и тестовое изображение печатных плат или использовать в качестве эталона набор моделей с заранее определенными информативными признаками. При сравнении с эталоном возможно как непосредственное попиксельное сравнение тестового изображения с изображением эталонного образца (вычитание изображений), так и выделение и последующее сравнение информационных признаков элементов.

Для Цитирования:
Изосимова Т.А., Максимова М.В., Михайлова О.В., Разработка автоматизированной системы управления диагностикой печатных плат на основе машинного зрения. Современные методы технической диагностики и неразрушающего контроля деталей и узлов. 2019;2.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: