[发明专利]一种激光软钎焊系统焊接过程中自动配准及质量检测方法

说明书

本发明属于激光软钎焊控制领域，涉及激光软钎焊机的自动配准与质量检测方法，包括：将第一块焊盘设于标准位置，截取图像采集视窗内焊盘图片中的一块正方形区域作为模板区域，获取模板的圆投影向量；后续焊盘进入图像采集视窗内时寻找前述模板区域，将区域内的子图作为待匹配图像的子图，计算其圆投影向量，确定与模板的圆投影向量最相似的子图作为模板区域在该待匹配图像中的位置；计算后续焊盘相对于第一块焊盘的旋转量和平移量，修正焊点坐标，配准焊盘；采集焊接后焊点位置图片并进行处理，获得处理后的图片数据并送入卷积神经网络，获取焊点质量检测结果。本发明提高了激光软钎焊过程中的自动化程度，减少了成本，并提高了效率。

技术领域

本发明属于激光软钎焊控制领域，涉及一种激光软钎焊机的自动配准与质量检测方法。

背景技术

随着IC芯片设计水平和制造技术的提高，表面组装技术(Surface MountTechnology，简称SMT)正朝着高密度、高可靠性的微型化方向发展。目前，四侧引脚扁平封装(Quad Flat Package，简称QFP)的引线中心距离已达到0.3mm，单一器件上的引脚数目可达到576条以上，利用传统气相再流焊等方式会造成引线脚“桥连”等情况。激光由于其局部加热，热影响区域小，非接触式加热等特点，广泛应用于精细元器件焊接。

在激光软钎焊的自动化工艺中，一般通过焊点之间的相对坐标进行定位，从而实现激光头的自动焊接，但由于将焊盘放置在传送带上无法保证与第一块标准焊盘位置完全相同，直接焊接会发生焊接错位、激光烧伤焊盘等问题。因此，利用算法快速并准确计算出后续焊盘的平移量和旋转量，修正焊点位置，对焊接质量的影响尤为重要。另外，在激光软钎焊的自动化工艺中，为了实现激光软钎焊高度自动化流程，实现精准配准后，受到材料和环境等影响，后续钎焊质量仍不能完全保证，故需要进行激光软钎焊的质量检测。但由于焊点数量较多，检查焊接情况是否达到质量要求，是一件繁琐的工作，因此需要一套自动化的激光焊接质量检测方法，减少人工成本，并提高效率。

激光软钎焊的自动配准和质量检测是实现激光焊接自动化的重要步骤，也是一个十分复杂的技术问题。在传统寻找焊接点的方法中，通过人工移动焊接头来进行焊接点定位，效率低，成本高。对于激光焊接质量检测，除了人工检测外，主要方法是设计新方案，采集能够间接反映焊接过程的光、声、电等信号进行判断。激光软钎焊受到控制算法、材料等影响较大，采集间接信息的方法并不能完全反映实际焊接过程，效果不佳，而利用X射线照射、显微观察等方法，效率太低，成本过高，自动化程度低。

发明内容

为了解决现有激光软焊接自动化生产过程中的自动配准及质量检测技术存在的问题，本发明提供一种激光软钎焊系统焊接过程中自动配准及质量检测方法，以解决在激光软钎焊中如何实现焊点自动搜索、自动焊接的问题，同时将人工智能方案应用于激光软钎焊工艺中，实现焊点质量自动检测，提高效率。

本发明采用如下技术方案实现：一种激光软钎焊系统焊接过程中自动配准及质量检测方法，包括以下步骤：

S1、将第一块焊盘设于标准位置，截取图像采集视窗内焊盘图片中的一块正方形区域作为模板区域，并获取模板的圆投影向量；

S2、当后续焊盘进入图像采集视窗内时，在图像采集视窗内寻找步骤S1的模板区域，将模板区域内的子图作为待匹配图像的子图，计算待匹配图像的子图的圆投影向量，并与步骤S1所获取的模板的圆投影向量进行对比，确定与模板的圆投影向量最相似的子图作为模板区域在该待匹配图像中的位置；

S3、根据模板在后续焊盘的位置计算后续焊盘相对于第一块焊盘的旋转量和平移量，并以此来修正焊点坐标，完成焊盘配准；

S4、焊接完成后，采集焊接后焊点位置图片并进行处理，获得处理后的图片数据；

S5、将处理后的图片数据送入卷积神经网络，获取焊点的质量检测结果。