在线软钎焊视觉伺服控制方法及系统
阅读：350发布：2020-05-08
专利汇可以提供在线软钎焊视觉伺服控制方法及系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 实施例 公开了一种在线 软钎焊 视觉伺服控制方法及系统。该方法包括：采集当前成型控制方案下的焊点图像；根据焊点图像确定当前焊点状态；根据当前焊点状态和当前成型控制方案通过预设焊点成型模型预测后续焊点状态；判断后续焊点状态是否劣于当前焊点状态；若是，则根据后续焊点状态确定后续成型控制方案；根据后续成型控制方案控制焊点成型；若不是，则根据当前成型控制方案控制焊点成型。本实施例提供的在线软钎焊视觉伺服控制方法实时自动调控 焊接 过程中的工艺参数，可提高焊点的 质量 和可靠性，减少焊点质量检查流程，降低生产成本，提高了生产效率。，下面是在线软钎焊视觉伺服控制方法及系统专利的具体信息内容。
1.一种在线软钎焊视觉伺服控制方法，其特征在于，包括：
采集当前成型控制方案下的焊点图像；
根据所述焊点图像确定当前焊点状态；
根据所述焊点状态和所述当前成型控制方案通过预设焊点成型模型预测后续焊点状态；
判断所述后续焊点状态是否劣于所述当前焊点状态；
若是，则根据所述后续焊点状态确定后续成型控制方案；
根据所述后续成型控制方案控制焊点成型；
若不是，则根据所述当前成型控制方案控制焊点成型。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当前成型控制方案包括当前焊接温度和当前送锡速度，所述后续成型控制方案包括后续焊接温度和后续送锡速度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述焊点状态和所述当前成型控制方案通过预设焊点成型模型预测后续焊点状态之前，还包括：
利用计算流体动力学软件包模拟不同工艺参数下的焊点成型过程，建立预设焊点成型模型。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述焊点图像确定当前焊点状态，包括：
根据所述焊点图像利用联通域方法获得焊锡熔液的润湿范围；
根据所述焊点图像利用图像二值化方法判定焊锡熔液是否超出阻焊层边界；
根据所述焊点图像利用在相机光源下焊锡熔液表面镜面反射的光斑大小判断焊点表面的光滑程度；
根据相邻两帧所述焊点图像间焊锡熔液润湿范围差异获取焊锡熔液的润湿速度。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述判断所述后续焊点状态是否劣于所述当前焊点状态，包括：
判断后续焊点状态是否存在润湿速度小于预设速度和/或后续光滑程度低于预设光滑程度和/或润湿范围超出预设范围和/或焊锡熔液是否超出阻焊层边界。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述后续成型控制方案控制焊点成型，包括：
利用PD控制器根据所述后续焊接温度和所述当前焊接温度的差值控制温度控制器调整焊接温度；
利用PD控制器根据所述后续送锡速度和所述当前送锡速度的差值控制电机控制器调整送锡速度。
7.一种在线软钎焊视觉伺服控制系统，其特征在于，包括：
图像采集模块，用于采集当前成型控制方案下的焊点图像；
焊点状态判断模块，用于根据所述焊点图像确定当前焊点状态；
焊点状态预测模块，用于根据所述焊点状态和所述当前成型控制方案通过预设焊点成型模型预测后续焊点状态；
焊点状态比较模块，用于判断所述后续焊点状态是否劣于所述当前焊点状态；
成型控制方案调整模块，用于若是，则根据所述后续焊点状态确定后续成型控制方案；
第一控制模块，用于根据所述后续成型控制方案控制焊点成型；
第二控制模块，用于若不是，则根据所述当前成型控制方案控制焊点成型。
8.根据权利要求7所述的在线软钎焊视觉伺服控制系统，其特征在于，还包括：
模型建立模块，用于利用计算流体动力学软件包模拟不同工艺参数下的焊点成型过程，建立预设焊点成型模型。
在线软钎焊视觉伺服控制方法及系统
技术领域
背景技术
[0002] 目前关于提升焊点可靠性的研究主要集中在焊接后处理上，所谓焊接后处 理指的是在焊接完成后应用机器视觉的方法对焊点进行检测，对于不合格的焊 点由人工进行重新处理。这种基于视觉的后处理方法目前包括使用自动光学检 测技术的焊点缺陷检测技术，基于多特征的多分类缺陷检测方法，基于超分辨 率实例重建的缺陷检测方法等。自动光学检测技术是应用工业相机获取PCB板 的图像，然后用不同的图像处理技术以及模板匹配方法对焊点进行评价。基于 多特征的多分类缺陷检测方法是利用采集到的各种缺陷焊点和完好焊点的图像 构建一个数据集，然后通过组合不同的从图像中提取的特征来训练一个多类的 分类器，最后选择分类精度最高的特征组合方式和分类器应用到实际的焊点缺 陷检测中。基于超分辨实例重建的缺陷检测方法是指应用端到端的深度学习方 法从观测到的低分辨率图像重建出相应的高分辨率图像，然后针对重建的高分 辨率的图像应用图像处理等方法进行缺陷焊点的检测。应用这类后处理方法可 以有效的检验出具有缺陷的焊点，然后交付给人工进行处理。显然这种方法耗 时耗力，效率较低。
发明内容
[0003] 本发明的目的是提供一种在线软钎焊视觉伺服控制方法及系统，以解决现 有技术中检验调整焊点质量依赖人力耗时耗力，效率较低的问题。
[0004] 为了解决上述问题，第一方面，本发明实施例提供了一种在线软钎焊视觉 伺服控制方法，包括：
[0005] 采集当前成型控制方案下的焊点图像；
[0006] 根据所述焊点图像确定当前焊点状态；
[0007] 根据所述焊点状态和所述当前成型控制方案通过预设焊点成型模型预测后 续焊点状态；
[0008] 判断所述后续焊点状态是否劣于所述当前焊点状态；
[0009] 若是，则根据所述后续焊点状态确定后续成型控制方案；
[0010] 根据所述后续成型控制方案控制焊点成型；
[0011] 若不是，则根据所述当前成型控制方案控制焊点成型。
[0012] 另一方面，本发明实施例提供了一种在线软钎焊视觉伺服控制系统，包括：
[0014] 焊点状态判断模块，用于根据所述焊点图像确定当前焊点状态；
[0015] 焊点状态预测模块，用于根据所述焊点状态和所述当前成型控制方案通过 预设焊点成型模型预测后续焊点状态；
[0016] 焊点状态比较模块，用于判断所述后续焊点状态是否劣于所述当前焊点状 态；
[0017] 成型控制方案调整模块，用于若是，则根据所述后续焊点状态确定后续成 型控制方案；
[0018] 第一控制模块，用于根据所述后续成型控制方案控制焊点成型；
[0019] 第二控制模块，用于若不是，则根据所述当前成型控制方案控制焊点成型。
[0020] 本发明实施例提供的在线软钎焊视觉伺服控制方法通过焊接图像确定当前 焊点状态，再利用基于流体力学理论的预设焊点成型模型预测后续焊点状态， 通过分析评价焊点状态的变化调整当前成型控制方案，以实现实时自动调控焊 接过程中的工艺参数，可提高焊点的质量和可靠性，减少焊点质量检查流程， 降低生产成本，提高了生产效率。附图说明
[0021] 图1为本发明实施例一提供的一种在线软钎焊视觉伺服控制方法流程图；
[0022] 图2为本发明实施例一提供的一种在线软钎焊视觉伺服控制方法流程图；
[0023] 图3为本发明实施例一中的固-液-气三相流示意图；
[0024] 图4为本发明实施例一中的焊锡熔液的示意图；
[0025] 图5为本发明实施例二提供的一种在线软钎焊视觉伺服控制方法子流程图
[0026] 图6为本发明实施例二提供的一种在线软钎焊视觉伺服控制方法子流程图
[0027] 图7为本发明实施例三提供的一种在线软钎焊视觉伺服控制系统结构示意 图。
具体实施方式
[0028] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此 处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需 要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结 构。
[0029] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术 领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中使用的术语 只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的 术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。在本发 明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具 体的限定。
[0030] 此外，术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种方向、动作、步 骤或元件等，但这些方向、动作、步骤或元件不受这些术语限制。这些术语仅 用于将第一个方向、动作、步骤或元件与另一个方向、动作、步骤或元件区分。 举例来说，在不脱离本发明的范围的情况下，可以将第一模型称为第二模型， 且类似地，可将第二模型称为第一模型。第一模型和第二模型两者都是模型， 但其不是同一模型。术语“第一”、“第二”等而不能理解为指示或暗示相对重 要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二” 的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中， “多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。 需要说明的是，当一个部被称为“固定于”另一个部，它可以直接在另一个部 上也可以存在居中的部。当一个部被认为是“连接”到另一个部，它可以是直 接连接到另一个部或者可能同时存在居中部。本文所使用的术语“垂直的”、“水 平的”、“左”、“右”以及类似的表述，只是为了说明的目的，并不表示是唯一 的实施方式。
[0031] 在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被 描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理， 但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺 序可以被重新安排。当其操作完成时处理可以被终止，但是还可以具有未包括 在附图中的附加步骤。处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等 等。
[0032] 实施例一
[0033] 图1为本发明实施例一提供的一种在线软钎焊视觉伺服控制方法流程图， 本实施例所提供的方法可以适用于采用自动焊接系统进行的焊点成型过程，具 体流程如下：
[0034] 步骤S110、采集当前成型控制方案下的焊点图像。
[0035] 现有的提升焊点可靠性的研究都是针对焊接前和焊接后的处理方法，这种 方法依赖人工因而效率低成本高，并且难度较高可靠性较低，因此本实施例选 择对焊点成型过程进行控制，实时根据焊点状态调节焊接过程中的工艺参数。
[0036] 具体的，本实施例中采用高速视觉传感器(如高速摄像机)采集焊接过程 中的焊点图像作为焊点状态的判断依据，示例性的高速视觉传感器可以选择高 分辨率高帧工业相机，通过高速视觉传感器实时采集焊点图像，由于成型控制 方案会随着焊接过程而改变，此处称实时采集的焊点图像为当前成型控制方案 下的焊接图像。更具体的，焊接控制方案中包含的工艺参数为焊接温度和送锡 速度，即，所述当前成型控制方案包括当前焊接温度和当前送锡速度，所述后 续成型控制方案包括后续焊接温度和后续送锡速度。
[0037] 步骤S120、根据所述焊点图像确定当前焊点状态。
[0038] 当采集到焊点图像后，需要根据焊点图像确定焊点当前的状态信息，处理 过程通常为工控机进行的图像处理，焊点当前的状态信息简称为焊点状态，焊 点状态能够反映焊点的质量和形貌，焊点的质量差则焊接效果差，焊点状态是 后续焊接过程中调节工艺参数的依据。
[0039] 步骤S130、根据所述焊点状态和所述当前成型控制方案通过预设焊点成型 模型预测后续焊点状态。
[0040] 当基于步骤S120确定了当前成型控制方案下的焊点状态后，需要分析按照 当前成型控制方案进行焊接焊点后续会如何变化，也即预测后续焊点状态，这 一过程是通过预先建立的预设焊点成型模型实现的，预设焊点成型模型用于根 据焊点状态以及当前成型控制方案的详细信息如送锡速度和焊接温度，预测以 当前成型控制方案进行焊接下一时刻的焊点会发生何种变化，也即，本步骤实 际过程是根据所述焊点状态和所述当前成型控制方案通过预设焊点成型模型预 测下一时刻的焊点状态。
[0041] 更具体的，在一些实施例中，如图2所示，在步骤S110、采集当前成型控 制方案下的焊点图像之前，还包括S100、利用计算流体动力学软件包模拟不同 工艺参数下的焊点成型过程，建立预设焊点成型模型。
[0042] 焊点成型的过程实际上是一个流体力学范畴的问题，更具体的说是流体力 学中的多相流问题。焊锡丝在被高温的烙铁头熔化变为焊锡熔液后滴落到焊盘 上，在焊盘上进行扩散以及与焊盘发生化学反应形成合金。在忽略化学反应的 影响时，焊锡熔液在焊盘上的扩散可以看作是平壁液滴扩散的问题。平壁液滴 扩散问题是流体力学中的多相流问题，对于焊点成型问题是一个固-液-气三相流 问题，焊盘是固相，空气是气相，焊锡熔液是液相。在多相流问题中存在一个 壁面润湿程度度量的物理量接触角，即固、液、气三相交界处气液页面的切线 与经液滴内部到固液交界面之前的夹角θ，如图3所示。
[0043] 焊锡熔液在焊盘上的扩散，主要受到表面张力、内部压力和粘性力的作用。 当液体与气体接触时，在两相页面处形成一个表面层，在这个表面层内沿平行 于表面且垂直于气液接触线的单位线长的张紧力即为表面张力。表面层内物态 内部的吸引力是表面张力的来源，一般来说，液体内部分子间的吸引力比气体 分子间或者气体与液体分子间的吸引力要大。且分子间的合力垂直指向液滴内 部，这就造成液体表面具有自动缩小的趋势。因此在真空环境中，在表面张力 的作用下液滴总是球形，因为球形是一定体积下具有最小表面积的几何体。表 面张力是液体表面的一种性质，主要受液体种类、密度、周围温度和压力等因 素的影响。内部压力包括液体自身的静压力和液面弯曲产生的附加压力。页面 弯曲产生附加压力是因为内外液面存在压强差。对于液面微元上的附加压强可 以表示为：
[0044]
[0046] 如图3所示夹角信息，液滴三相的静力学关系可以用经典的Young式方程 表示：
[0047] σs,g＝σs,l+σl,gcosθ (2)
[0048] 式(2)中σs,g为壁面的表面张力，σs,l为壁面和液体间的表面张力，σl,g为液 体的表面张力。当θ＜90°时，液滴会润湿壁面。当θ＞90°时，液滴不润湿壁面。 Young式方程适用于静态过程，对于焊锡熔液扩散的动态过程不再适用，对于 液滴润湿的动态过程一般可以通过计算流体力学的方法来模拟。
[0049] 计算流体力学是通过数值方法求解流体力学控制方程，得到流场的离散的 定量描述，并以此预测流体运动规律的学科。流体力学控制方程组由基本方程 和流体的本构模型以及状态方程组成。基本方程的构建是基于宏观守恒律的， 即质量守恒、动量守恒和能量守恒。状态方程是表征液体压强、流体密度、温 度等热力学参数的函数表达式。对于焊锡熔液这样的粘性流体流动问题，需要 补充广义的牛顿剪切定律即牛顿流体本构方程。牛顿流体本构方程反映了流体 应力与变形速率之间的关系，通过引入本构方程可以将应力从运动方程中消去， 得到由速度分量和压力表示的粘性流体运动微分方程，即经典的N-S方程。本 发明所研究的焊锡熔液是常粘度条件下不可压缩流体的N-S方程的矢量形式如 下：
[0050]
[0051] 式(3)中 为控制体的速度矢量，▽为哈密顿算子， 为单位质量流体的 体积力，ρ为流体密度，p为压强，▽2为拉普拉斯算子。在得到基本方程后可以 根据相关的初始条件和边界条件进行基本方程的求得，得到流体运动的动态解。
[0052] 流体运动是一个复杂的过程，所以直接使用数值解法直接根据初始条件和 边界条件进行基本方程的求解不太现实。示例性的，本实施例中采用FLUENT 计算流体动力学软件包对针对直插型元器件的圆形焊点的成型进行仿真，来获 取焊点成型过程中的动态润湿角度信息，并采用椭球方程来拟合焊锡熔液的前 端三维流形。焊锡熔液的示意图如图4所示，焊锡熔液在圆环型的焊盘上沿着 圆环中心线切线方向向前润湿，其动态润湿角度为θ，靠近阻焊层的润湿角为α， 焊锡熔液最高点距铜盘距离为h，焊锡熔液前端三维流形半径为R，焊盘的沿半 径方向的宽度为l。
[0053] 在焊锡熔液润湿完整个圆环焊盘后，α会增大，h也会增高，增大到一定程 度焊锡熔液会越过内环边缘流向圆盘下方，在表面张力的作用下液滴不会滴落 会继续聚集在焊盘下方形成一个椭球面。同时焊盘上方也会的焊锡熔液也会整 体聚集成一个椭球面，在焊锡熔液完全覆盖焊点后可以提起紧贴元器件引脚提 起焊笔，在温度低于焊锡的熔点后可形成焊点。这些复杂的过程通过数值计算 同样不可实现，而通过计算流体动力学软件包可以依靠计算机强大的计算能力 来模拟真实情况获取这一过程的参数。
[0054] 示例性的，本实施例中使用计算流体动力学软件包来模拟焊点成型的动态 过程，用以确定焊点成型几何模型中的参数随时间的变化规律与焊锡材料C， 焊接温度T以及送锡速度vsn间的关系，也即建立几何参数与时间t、焊锡材料C， 焊接温度T以及送锡速度间vsn的数学表达式。即完成如下映射的建立：
[0055] [h(t),R(t),θ(t),α(t),vw(t)]＝Γ(C,T,vsn) (4)
[0056] 本实施例中使用基于流体力学理论的计算动力学软件包FLUENT进行焊点 成型的动态过程仿真，通过改变仿真条件得到不同条件下的几何模型的参数随 时间的序列，然后利用这些仿真数据通过高次多项式拟合方法获得几何参数的 表达式，然后将这些参数应用于椭球模型即可得到焊点成型的数学模型，而根 据实际仿真结果可以发现在润湿焊盘的过程中润湿角的随时间的变化不明显， 这也可以降低模型的复杂度，得到步骤S130中使用的预设焊点成型模型。预设 焊点成型模型反映的就是如式(4)示的映射关系，在获取了相应参数的情况下 就能预测不同时间的焊点状态，当前成型控制方案中包含焊接温度和送锡速 度，焊锡材料为预设可知的，再结合当前的焊点状态根据式(4)中的映射关 系就能确定后续的焊点状态。
[0057] 可以理解的是，步骤S100实际只需要在步骤S130之前实现即可，图2所 示流程仅为示例而非限定。
[0058] 步骤S140、判断所述后续焊点状态是否劣于所述当前焊点状态。
[0059] 当确定了后续焊点状态后，需要分析是否需要调整焊接过程中的工艺参数， 具体的，就是判断按照当前成型控制方案进行焊接是否会出现焊点质量变差的 情况，当后续焊点状态劣于当前焊点状态时判断按照当前成型控制方案进行焊 接会出现焊点质量变差的情况。
[0060] 步骤S150、若是，则根据所述后续焊点状态确定后续成型控制方案。
[0061] 当判断后续焊点状态劣于当前焊点状态时，需要调整当前成型控制方案， 调整焊接过程中的工艺参数，也即确定后续成型控制方案，具体的工艺参数改 变情况受后续焊点状态影响，这是因为判断后续焊点状态劣于当前焊点状态也 是分为多种情况的，不同的情况可以通过调节不同的工艺参数解决，具体的不 同情况对应调节的工艺参数及调节的数值可以根据实际情况和需求自行设置。
[0062] 步骤S160、根据所述后续成型控制方案控制焊点成型。
[0063] 当确定了需要调节的工艺参数和具体的调节数值后，就得到了后续成型控 制方案，此时需要按照后续成型方案控制焊接过程避免焊点成型质量变差。
[0064] 步骤S170、若不是，则根据所述当前成型控制方案控制焊点成型。
[0065] 当判断后续焊点状态不劣于当前焊点状态时，无需调整当前成型控制方案， 只需按照当前成型控制方案控制焊点成型即可。
[0066] 需要说明的是，本实施例提供的在线软钎焊视觉伺服控制方法在焊接过程 是一直在进行的，也就是说随着焊接的进行，步骤S110-S170是一直在进行的， 本实施例中的自动焊接系统是一个闭环控制回路，在焊接结束时才会停止步骤 S110-S170。
[0067] 实施例一提供的一种在线软钎焊视觉伺服控制方法通过焊接图像确定当前 焊点状态，再利用基于流体力学理论的预设焊点成型模型预测后续焊点状态， 通过分析评价焊点状态的变化调整当前成型控制方案，以实现实时自动调控焊 接过程中的工艺参数，提高焊点的质量和可靠性，避免了人工对焊点检查修正 的过程，降低了生产成本，提高了生产效率。
[0068] 实施例二
[0069] 本实施例在实施例一的基础上实现，对实施例一中的部分内容进行了进一 步解释和举例，本实施例同样适用于采用自动焊接系统进行的焊点成型过程。
[0070] 具体的，步骤S120、根据所述焊点图像确定当前焊点状态如图5所示，包 括步骤S121-S124：
[0071] 步骤S121、根据所述焊点图像利用联通域方法获得焊锡熔液的润湿范围。
[0072] 步骤S122、根据所述焊点图像利用图像二值化方法判定焊锡熔液是否超出 阻焊层边界。
[0074] 步骤S124、根据相邻两帧所述焊点图像间焊锡熔液润湿范围差异获取焊锡 熔液的润湿速度。
[0075] 根据实际经验，焊锡溶液的润湿范围在焊接过程中是有一定范围的，超出 范围可能是由送锡速度过快和焊接温度过高导致，焊锡熔液是否超出阻焊层边 界可能是由于送锡速度过快导致焊锡溶液过多，焊点表面的光滑程度不够可能 是由于焊接温度过低，焊锡熔液的润湿速度可能是由于送锡速度过慢和焊接温 度过低，上述情况都会导致焊点质量变差。
[0076] 应当说明的是，步骤S121-S124是对步骤S120内容的进一步举例解释，步 骤S121-S124之间没有先后顺序之分，也没有必要的联系，也即每个步骤都可 以单独进行。当然不走S120中确定的焊点状态不限于上述步骤S121-S124所举 例的内容，根据实际情况不同可以通过其他手段判断焊点的其他状态信息。
[0077] 具体的，步骤S140、判断所述后续焊点状态是否劣于所述当前焊点状态， 包括：
[0078] 判断后续焊点状态是否存在润湿速度小于预设速度和/或后续光滑程度低 于预设光滑程度和/或润湿范围超出预设范围和/或焊锡熔液是否超出阻焊层边 界。
[0079] 此步骤是与步骤S120相关的，判断后续焊点状态是否劣于当前焊点状态就 是比较后续焊点状态的相关数值和当前焊点状态的相关数值。
[0080] 具体的，步骤S160、根据所述后续成型控制方案控制焊点成型，如图6所 示，包括步骤S161-S162：
[0081] 步骤S150中会给出后续成型控制方案，当后续成型控制方案中的工艺参数 和当前成型控制方案中的工艺参数不一致时，需要对相关工艺参数进行调整， 本实施例中示例性的提供了焊接温度和送锡速度两种工艺参数的调整方式。
[0082] 具体的，本实施例中采用温度控制器和电机控制器分别控制焊接温度和送 锡速度，控制焊接温度实际上是控制的烙铁头温度，当送锡速度过快时，焊锡 熔液来不及充分润湿焊盘导致烙铁头出形成大的焊锡液滴最终滴落到焊点上使 得成型的焊点较大，容易溢出阻焊层和相邻元器件桥接，这时将会通过后续焊 点状态判断出送锡速度过快，并反馈回一个较小的送锡速度，使焊点成型回到 正常过程，焊接温度的控制过程同理。
[0083] 步骤S161、利用PD控制器根据所述后续焊接温度和所述当前焊接温度的 差值控制温度控制器调整焊接温度。
[0084] 步骤S162、利用PD控制器根据所述后续送锡速度和所述当前送锡速度的 差值控制电机控制器调整送锡速度。
[0085] 应当说明的是，步骤S161和S162之间是没有先后顺序也没有必要联系的， 也即是说步骤S161和S162可以单独进行。
[0086] 本实施例提供的在线软钎焊视觉伺服控制方法在实施例一的基础上，进一 步提供了根据焊点图像确定当前焊点状态的具体内容，以及根据后续成型控制 方案调整相关工艺参数的具体过程，结合具体情况实现了实时调控焊接温度和 送锡速度以提高焊点的质量和可靠性。
[0087] 实施例三
[0088] 图7为本发明实施例三提供的一种在线软钎焊视觉伺服控制系统300的结 构示意图，该系统可执行本发明任意实施例所提供的在线软钎焊视觉伺服控制 方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果，具体如下：
[0089] 图像采集模块310，用于采集当前成型控制方案下的焊点图像。
[0090] 焊点状态判断模块320，用于根据所述焊点图像确定当前焊点状态。
[0091] 具体的，焊点状态判断模块320包括：
[0092] 润湿范围判断单元，用于根据所述焊点图像利用联通域方法获得焊锡熔液 的润湿范围。
[0093] 超边界判断单元，用于根据所述焊点图像利用图像二值化方法判定焊锡熔 液是否超出阻焊层边界。
[0094] 光滑程度判断单元，用于根据所述焊点图像利用在相机光源下焊锡熔液表 面镜面反射的光斑大小判断焊点表面的光滑程度。
[0095] 润湿速度判断单元，用于根据相邻两帧所述焊点图像间焊锡熔液润湿范围 差异获取焊锡熔液的润湿速度。
[0096] 焊点状态预测模块330，用于根据所述焊点状态和所述当前成型控制方案 通过预设焊点成型模型预测后续焊点状态。具体用于：根据所述焊点状态和所 述当前成型控制方案通过预设焊点成型模型预测下一时刻的焊点状态
[0097] 焊点状态比较模块340，用于判断所述后续焊点状态是否劣于所述当前焊 点状态。具体用于：判断后续焊点状态是否存在润湿速度小于预设速度和/或后 续光滑程度低于预设光滑程度和/或润湿范围超出预设范围和/或焊锡熔液是否 超出阻焊层边界。
[0098] 成型控制方案调整模块350，用于若是，则根据所述后续焊点状态确定后 续成型控制方案。
[0099] 具体的，所述当前成型控制方案包括当前焊接温度和当前送锡速度，所述 后续成型控制方案包括后续焊接温度和后续送锡速度。
[0100] 第一控制模块360，用于根据所述后续成型控制方案控制焊点成型。
[0101] 具体的，第一控制模块360包括：
[0102] 焊接温度调整单元，用于利用PD控制器根据所述后续焊接温度和所述当 前焊接温度的差值控制温度控制器调整焊接温度。
[0103] 送锡速度调整单元，用于利用PD控制器根据所述后续送锡速度和所述当 前送锡速度的差值控制电机控制器调整送锡速度。
[0104] 第二控制模块370，用于若不是，则根据所述当前成型控制方案控制焊点 成型。
[0105] 更具体的，在一些实施例中，在线软钎焊视觉伺服控制系统还包括：
[0106] 模型建立模块，用于利用计算流体动力学软件包模拟不同工艺参数下的焊 点成型过程，建立预设焊点成型模型。
[0107] 本实施例提供的一种在线软钎焊视觉伺服控制系统通过焊接图像确定当前 焊点状态，再利用基于流体力学理论的预设焊点成型模型预测后续焊点状态， 通过分析评价焊点状态的变化调整当前成型控制方案，以实现实时自动调控焊 接过程中的工艺参数，可提高焊点的质量和可靠性，减少焊点质量检查流程， 降低生产成本，提高了生产效率。
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