崔旭东,曹普信,王平江

(1.鞍山师范学院计算中心,辽宁鞍山 114007;2.华中科技大学国家数控工程中心,湖北武汉 430074)

1 引言

印刷线路板(printed circuit board,PCB)是组装各种电子元件的基石,有“电子系统产品之母”美称,而印刷线路板加工所需的微钻,年需求量13亿只,市场需求巨大[1-2].但微钻在生产中面临两大难题,一是加工难,二是检测难[3].加工难可通过高精度的多轴数控机床解决,且通过扩大机床数量解决产能问题.微钻检测难,难点在于:1)微钻具有刃口细小,端刃、侧刃分布在两个垂直空间姿态中,必须变换检测方向,方能实现两个不同部位缺陷检测任务;2)检测范围大、精度要求高,限于电荷耦合元件(charge coupled device,CCD)相机的分辨率,相机视野不能太大,必须通过扫描检测的方式才能在确保检测的完整性同时又能够保证检测的精度;3)微钻侧刃呈螺旋状分布在外圆柱面上,由于视线遮挡,同一个位姿下拍摄难以获得整个一圈的侧刃图像;且由于检测精度要求高,必须是显微成像,在镜头景深、视野的限制下,同一个视角下,也难以获得整个画面均清晰的侧刃图像.

对于检测难点1)-2)的解决方案,可以采用多个相机从不同的方位角同时拍摄以获得不同检测部位的清晰图像;对于检测难点3),即使采用多个相机,比如3个相机,环绕圆柱面对称布置,也由于相机镜头景深的限制,既需要微钻沿自身轴线回转120◦,以获得侧刃整体的清晰的图像;也需要微钻沿自身轴线直线运动,以获得整个外圆柱……