【摘要】：目標(biāo)對(duì)位技術(shù)是PCB生產(chǎn)制造過程中的關(guān)鍵技術(shù)之一,其效率和精度直接影響到PCB生產(chǎn)的效率和成品的質(zhì)量。本文對(duì)基于機(jī)器視覺技術(shù)的大尺寸PCB對(duì)位系統(tǒng)進(jìn)行了研究和開發(fā)。該系統(tǒng)采用的高分辨率大視野對(duì)位方式與傳統(tǒng)的低分辨率小視野對(duì)位方式相比,具有目標(biāo)對(duì)位范圍大、應(yīng)用范圍廣、產(chǎn)品換型換料更加靈活快捷的優(yōu)點(diǎn)。系統(tǒng)中采用模板匹配的方法進(jìn)行定位能夠有效的降低操作的復(fù)雜程度和提高對(duì)位系統(tǒng)的適用性,采用邊緣檢測(cè)的方法優(yōu)化定位結(jié)果可以提高PCB對(duì)位的精度。本文根據(jù)PCB生產(chǎn)制造過程中的具體對(duì)位需求,并結(jié)合機(jī)器視覺元器件的工作原理設(shè)計(jì)出對(duì)位系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案。通過對(duì)工業(yè)相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定得到相機(jī)的內(nèi)參和外參,對(duì)相機(jī)采集到的PCB圖像進(jìn)行畸變矯正并對(duì)相機(jī)坐標(biāo)系進(jìn)行標(biāo)定,得到相機(jī)坐標(biāo)系與外部設(shè)備(激光器)坐標(biāo)系的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系,最終獲得統(tǒng)一的世界坐標(biāo)。與傳統(tǒng)標(biāo)定相機(jī)與相機(jī)之間坐標(biāo)關(guān)系的標(biāo)定方法相比,本系統(tǒng)采用的標(biāo)定方法優(yōu)點(diǎn)在于各個(gè)相機(jī)之間位置相互獨(dú)立、精度更高、實(shí)施更加快捷簡便。在此基礎(chǔ)上可以增加多個(gè)相機(jī)以滿足多種應(yīng)用場(chǎng)景的需求。研究分析了三種常用的圓定位方法——霍夫變換圓定位法、最小二乘法擬合圓定位法和模板匹配圓定位法。結(jié)合實(shí)際的生產(chǎn)需求和數(shù)據(jù)分析,最終選擇基于幾何輪廓的模板匹配方法進(jìn)行圓定位。最后利用邊緣檢測(cè)的方法對(duì)圓心定位進(jìn)行優(yōu)化,提高了對(duì)位的精度。對(duì)位系統(tǒng)是利用開源圖像處理庫OpenCV開發(fā)的。系統(tǒng)軟件在項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)中進(jìn)行了長時(shí)間的連續(xù)生產(chǎn)測(cè)試,驗(yàn)證了本系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性以及算法的精度和效率。
【圖文】：

(a) 相機(jī) (b) 鏡頭(a) Camera (b) Camera lens圖 2-3 相機(jī)與鏡頭實(shí)物圖Fig.2-3 Physical map of camera and lens2.2 系統(tǒng)對(duì)位原理系統(tǒng)對(duì)位的原理，分別獲取 PCB 對(duì)角線（或長邊）上兩個(gè)圓 Mark 點(diǎn)的像素坐標(biāo)，根據(jù)相機(jī)的像素坐標(biāo)系與激光器的振鏡坐標(biāo)之間坐標(biāo)變換的關(guān)系，，分別將圓Mark 點(diǎn)的像素坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換為激光器振鏡坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值，計(jì)算出此時(shí)的 PCB 中心坐標(biāo)與 PCB 的旋轉(zhuǎn)角度，最后結(jié)合 PCB 的尺寸計(jì)算出 PCB 上每一個(gè)標(biāo)刻區(qū)域的坐標(biāo)。具體的工作流程如下：（1）上料（PCB 放置到載具上）后，通過按鈕啟動(dòng)整個(gè)運(yùn)動(dòng)流程；（2）機(jī)構(gòu)將載具移動(dòng)到預(yù)先設(shè)置好的位置，然后通過信號(hào)觸發(fā)相機(jī)拍

圖 3-2 相機(jī)一金屬片激光標(biāo)刻圖片F(xiàn)ig.3-2 Laser marking picture of metal sheet collected in camera one
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP391.41;TN41

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本文編號(hào)：2650040