一种电路板自动测试系统的校准方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电路板自动测试系统的校准方法及系统，方法包括：S1.确定光学校准点的第一坐标，所述第一坐标为光学校准点在图案坐标系中的坐标；S2.控制测试探头移动至所述光学校准点，获取电路板的光学图像；S3.对所述光学图像进行图像分析，确定光学校准点的第二坐标，所述第二坐标为所述光学校准点在测试探头坐标系中的坐标；S4.根据所述第一坐标和第二坐标计算确定所述图案坐标系与测试探头坐标系之间的映射关系，完成测试系统的自动校准。本发明专利技术具有自动、高效、定位精度高等优点。

Method and system for calibrating automatic test system of circuit board

The invention discloses a circuit board automatic testing system and method, system calibration method includes: determining a first optical S1. coordinate calibration points, the coordinates of the first light in the school on time pattern in the coordinate system; S2. control test probe is moved to the light school on time, the optical image acquisition circuit board; S3. on the optical image analysis to determine the second coordinate optical calibration points, the second coordinates of the light in the school on time test probe coordinate system; S4. mapping calculation to determine the relationship between the pattern coordinates and test probe coordinate system according to the first and second coordinate coordinate, automatic complete calibration test system. The invention has the advantages of automation, high efficiency and high positioning accuracy.

【技术实现步骤摘要】
一种电路板自动测试系统的校准方法及系统
本专利技术涉及一种电路板自动测试系统领域，尤其涉及一种电路板自动测试系统的校准方法及系统。
技术介绍
PCB板(PrintedCircuitBoard,印刷电路板)是电子工业的重要部件之一。其可以提供集成电路等各种电子元器件固定、装配的机械支撑，实现集成电路等各种电子元器件之间的布线和电气连接或电绝缘，提供所要求的电气特性，如特性阻抗等，为自动焊锡提供阻焊图形和为元件插装、检查、维修提供识别字符和图形等。现在几乎每种电子设备，如电子手表、计算器、计算机、通讯电子设备和军用武器系统等，只要其具有集成电路等电子元器件，都要使用PCB板以实现电子元器件之间的电气互连。在较大型的电子产品研究过程中，最基本的成功因素是该产品PCB板的设计、文件编制和制造。PCB板的设计和制造质量会直接影响到整个产品的质量和成本，甚至导致商业竞争的成败。因此需要对PCB板进行研制调试、生产测试以检测和提高PCB板的设计和制造质量。测试电路板的测试器通常可以被分成两类，一类带有指状测试器，另一类带有并行测试器。指状测试器是测试无元件或者有元件电路板的测试器，它利用两个或者多个指状测试元件顺序或者连续扫描各个接触点。并行测试器是借助适配器同时接触待测试电路板的所有或者至少多数电路板测试点的测试器。在计算机中用EDA工具设计印制电路板的原理图，原理图代表了电子元器件连接的逻辑关系，所以又称逻辑图。依据原理图设计PCB图，然后依据PCB图样加工出印制电路板，并装焊元器件得到电路板实体。未焊接元器件的PCB板称为PCB裸板，焊接元器件的PCB板称为PCBA。对电路板实体的调试和测试过程，即是获取电路板实体各个信号的运行状态与原理图设计期望一一印证的过程。在对调试电路板实体的过程中，通过机械移动装置移动测试设备探头，实现对测试信号的自动测量，与预先设置的信号自动比较，实现自动调试的目的。但在该自动测试过程中，需要建立PCB图坐标系与机械移动装置坐标系的对应关系。如果采用人工方式进行坐标系初始位置的校准，则费时费力。如果自动实现坐标系初始位置的校准，则可提高调试效率，减少出错概率。为了便于自动化装焊元器件，一般会在PCB板上的边角位置处设计3个或4个光学校准点。光学校准点是直径为40mil的实心圆，光学校准点周围设置阻焊圆环，阻焊圆环是与光学校准点同心的圆环，圆环内径大小是40mil，外径大小为光学校准点直径的两倍，即80mil。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种自动、高效、定位精度高的对电路板自动测试系统进行校准的方法及系统。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种电路板自动测试系统的校准方法，包括如下步骤：S1.确定光学校准点的第一坐标，所述第一坐标为光学校准点在图案坐标系中的坐标；S2.控制测试探头移动至所述光学校准点，获取电路板的光学图像；S3.对所述光学图像进行图像分析，确定光学校准点的第二坐标，所述第二坐标为所述光学校准点在测试探头坐标系中的坐标；S4.根据所述第一坐标和第二坐标计算确定所述图案坐标系与测试探头坐标系之间的映射关系，完成测试系统的自动校准。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤S3的具体步骤包括：S3.1.对所述光学图像进行滤波；S3.2.提取所述光学图像的边缘，得到二值化的边缘图像；S3.3.对所述二值化的边缘图像进行Hough圆检测，得到待选圆，并确定待选圆的直径和中心坐标；S3.4.从所述待选圆中确定符合预设标准的目标圆，以所述目标圆的圆心坐标为光学校准点在测试探头坐标系中的坐标。作为本专利技术的进一步改进，所述预设标准包括：所述待选圆的直径满足预设的第一直径范围，且所述待选圆外还具有另一待选圆，所述另一待选圆的直径满足预设的第二直径范围。作为本专利技术的进一步改进，所述第一直径范围为35mil～45mil；所述第二直径范围为70mil～90mil。作为本专利技术的进一步改进，所述预设标准还包括：所述待选圆的圆心与所述光学图像的视场中心最近。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤S4的具体步骤包括：S4.1.通过下式表示所述图案坐标系与测试探头坐标系之间的映射关系，式中，m,n为光学校准点在测试探头坐标系中的坐标，p,q为光学校准点在图案坐标系中的坐标，a00、a01、a10、a11、b0、b1为图案坐标系与测试探头坐标系之间的映射参数；S4.2.将所述光学校准点在图案坐标系中的坐标和在测试探头坐标系中的坐标代入上式，计算得到所述映射参数，更新测试系统的映射参数，完成测试系统的自动校准。一种电路板自动测试系统的校准系统，包括上位机、测试设备和图像采集设备，所述测试设备包括控制单元、驱动单元和测试元件；所述图像采集设备固定安装在所述测试元件上，用于根据上位机的图像采集指令采集光学图像，并将光学图像发送至上位机；所述控制单元用于根据上位机的控制指令控制所述驱动单元，由所述驱动单元带动所述测试元件移动；所述上位机用于确定光学校准点的第一坐标，所述第一坐标为光学校准点在图案坐标系中的坐标；还用于向所述控制单元发送控制指令，向所述图像采集设备发送图像采集指令；还用于根据所述光学图像确定光学校准点的第二坐标，所述第二坐标为所述光学校准点在测试探头坐标系中的坐标；还用于根据所述第一坐标和第二坐标计算确定所述图案坐标系与测试探头坐标系之间的映射关系，完成测试系统的自动校准。作为本专利技术的进一步改进，所述上位机通过对所述光学图像进行滤波；提取所述光学图像的边缘，得到二值化的边缘图像；对所述二值化的边缘图像进行Hough圆检测，得到待选圆，并确定待选圆的直径和中心坐标；从所述待选圆中确定符合预设标准的目标圆，以所述目标圆的圆心坐标为光学校准点在测试探头坐标系中的坐标。作为本专利技术的进一步改进，所述预设标准包括：所述待选圆的直径满足预设的第一直径范围，且所述待选圆外还具有另一待选圆，所述另一待选圆的直径满足预设的第二直径范围；所述待选圆的圆心与所述光学图像的视场中心最近。作为本专利技术的进一步改进，所述上位机通过下式表示所述图案坐标系与测试探头坐标系之间的映射关系，式中，m,n为光学校准点在测试探头坐标系中的坐标，p,q为光学校准点在图案坐标系中的坐标，a00、a01、a10、a11、b0、b1为图案坐标系与测试探头坐标系之间的映射参数；将所述光学校准点在图案坐标系中的坐标和在测试探头坐标系中的坐标代入上式，计算得到所述映射参数，从而确定图案坐标系与测试探头坐标系之间的映射关系。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：1、本专利技术通过获取PCB电路板的光学图像，并对光学图像进行分析确定光学定位中心，定位精度高。2、本专利技术通过上位机全自动的实现对PCB电路板进行定位校准，减少了手工操作，提高了定位校准的效率。附图说明图1为本专利技术具体实施例的流程示意图。图2为本专利技术具体实施例的结构示意图。图3为本专利技术具体实施例自动测试系统驱动机构及测试探头、摄像头原理示意图。图例说明：1、X机械轴；2、Y机械轴；3、摄像头；4、测试探头；5、PCB电路板；6、光学定位点；具体实施方式以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本专利技术作进一步描述，但并不因此而限制本专利技术的保护范围。如图3所示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电路板自动测试系统的校准方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.确定光学校准点的第一坐标，所述第一坐标为光学校准点在图案坐标系中的坐标；S2.控制测试探头移动至所述光学校准点，获取电路板的光学图像；S3.对所述光学图像进行图像分析，确定光学校准点的第二坐标，所述第二坐标为所述光学校准点在测试探头坐标系中的坐标；S4.根据所述第一坐标和第二坐标计算确定所述图案坐标系与测试探头坐标系之间的映射关系，完成测试系统的自动校准。

【技术特征摘要】
1.一种电路板自动测试系统的校准方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.确定光学校准点的第一坐标，所述第一坐标为光学校准点在图案坐标系中的坐标；S2.控制测试探头移动至所述光学校准点，获取电路板的光学图像；S3.对所述光学图像进行图像分析，确定光学校准点的第二坐标，所述第二坐标为所述光学校准点在测试探头坐标系中的坐标；S4.根据所述第一坐标和第二坐标计算确定所述图案坐标系与测试探头坐标系之间的映射关系，完成测试系统的自动校准。2.根据权利要求1所述的电路板自动测试系统的校准方法，其特征在于，所述步骤S3的具体步骤包括：S3.1.对所述光学图像进行滤波；S3.2.提取所述光学图像的边缘，得到二值化的边缘图像；S3.3.对所述二值化的边缘图像进行Hough圆检测，得到待选圆，并确定待选圆的直径和中心坐标；S3.4.从所述待选圆中确定符合预设标准的目标圆，以所述目标圆的圆心坐标为光学校准点在测试探头坐标系中的坐标。3.根据权利要求2所述的电路板自动测试系统的校准方法，其特征在于，所述预设标准包括：所述待选圆的直径满足预设的第一直径范围，且所述待选圆外还具有另一待选圆，所述另一待选圆的直径满足预设的第二直径范围。4.根据权利要求3所述的电路板自动测试系统的校准方法，其特征在于：所述第一直径范围为35mil～45mil；所述第二直径范围为70mil～90mil。5.根据权利要求3或4所述的电路板自动测试系统的校准方法，其特征在于，所述预设标准还包括：所述待选圆的圆心与所述光学图像的视场中心最近。6.根据权利要求5所述的电路板自动测试系统的校准方法，其特征在于，所述步骤S4的具体步骤包括：S4.1.通过下式表示所述图案坐标系与测试探头坐标系之间的映射关系，式中，m,n为光学校准点在测试探头坐标系中的坐标，p,q为光学校准点在图案坐标系中的坐标，a00、a01、a10、a11、b0、b1为图案坐标系与测试探头坐标系之间的映射参数；S4.2.将所述光学校准点在图案坐标系中的坐标和在测试探头坐标系中的坐标代入上式，计算得到所述映射参数，更新测试系统的映射参...

【专利技术属性】
技术研发人员：扈啸，陈胜刚，罗诗途，徐海军，
申请(专利权)人：深圳市赛伦北斗科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东,44