提到机器视觉大家应该不会陌生,简单来说,机器视觉就是用计算机的眼睛(摄像头)代替人的眼睛来观察事物,并用计算机的大脑(算法和处理器)来代替人的大脑做判断。
可提到PCB,我想很多人应该会很陌生,它的中文名叫印刷电路板,我们通常也叫它为板子。这个东西不容易看见,但其实它几乎无处不在,只不过它被包裹在各种各样的外壳下,你看不到罢了,比如电脑的主板、手机的主板、数控机床的主板、飞机的数控主板等等,它可以说是整个IT行业的基础,并且它是不可替代的。可见它的重要性,可以这样说,IT行业有多大,PCB产业就会有多大。初步估计,中国的PCB制版行业在千亿规模。
PCB制版这个行业具体怎么工作?
一般先是由上游的制版工程师设计好电路图纸,然后交由制版企业印制。印制完成时候做质量检测,合格就可以交由订货方了。我们今天要讲的这个新兴的市场就在质量检测这个环节。
现在国内的质量检测一般都是怎么做的?
人工。有一些产业工人守在一个个制版机器的出口那,等板子制出来了并积累到一定数量了就搬到工作台上,用一种专用的放大镜挨个检查板子的质量,主要就是观察板子有没有划痕,电路有没有断的。
一个熟练工人每小时可以检查10到个板子不等(主要视板子的大小和复杂程度而定),平均一个熟练工人的工资一个月是到,算上税费、保险、补助、福利、资源折旧等,大概要多。并且这种花费是跟企业的板子产出量成正比的,你制得板子越多,你需要的检测工人越多。我到过这种电子厂,一个大约0多平的车间,中间是制版机器,周围是一圈的工作台,大约40个检测工人在工作,这一个月就是30万的开销。这还只是一个车间。
我们前面提到,机器视觉使用摄像头代替人眼,用处理器和算法代替人脑。那能不能研发一套设备,用来自动检测PCB板呢?
答案是肯定的。河北那边有家企业做了这么套自动检测机器,现在一个月的纯利就在万。并且这个市场还远未饱和。需求大而供应少会产生什么?没错,是暴利!
我三年前也研究过这个问题,并且提出了一个解决方案,但受限于研发的成本过高,我一没有0万以上的研发投入,二没有一个包含自动化、机械、机器视觉、嵌入式等的专业研发团队,所以最后并没有做成这件事,我把这个方案给大家分享一下。
要实现机器检测PCB板子,有几个困难呢?
要回答这个问题我们需要先拆分这个系统,这个系统分为几部分?我认为是三部分,一是自动化流水线、二是视觉部分,三就是检测部分。第一个部分不难,有大把的类似的数控经验可以借鉴。随便找一个经验丰富的数控、自动化方面的专家他都能给你设计出来。
所以困难的是另外两个部分,视觉和检测(算法)。其中算法是最难的,因为你没有太多可以借鉴的例子。你只能从基本的算法开始,通过机器学习等手段,演化出一个成熟算法。
相较于算法,视觉相对简单。先说简单点的——视觉。
这个视觉要用摄像头来实现,当然肯定你不能用手机的摄像头来实现,像素不够,你要用工业摄像头才行。视觉我们选用Baumer的(这个是欧洲产的,质量没得说,就是有点贵,一个好点的头要10万起),选好之后就是结合你的板子调位置和光度等参数,这个要结合另外两个部分。找一个合适的参数表能达到最好的摄影效果就可以了,没别的办法,就是不断去实验,找到不同型号的板子最适合的角度、亮度、摄像频率等参数,最后的实验数据就会形成你的产品手册。
之后就是检测部分。这块难就难在算法上。我没有形成一个最终可以用的算法。不过我可以推荐好用的开发平台,叫HALCON,这个软件是Baumer中国的一个工程师推荐的。他们都用这个开发。功能很强大,就是有点贵,一年两三万的使用费,提供试用版。
受限于篇幅,且时间跨度太长,很多资料都遗失了,所以我没办法把那个解决方案详细的说给大家,只能提供一个思路。
有实力的朋友可以搞一下试试,很赚钱的。没实力的朋友就看个热闹吧。
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