發(fā)布時間：2020-05-05 11:10

【摘要】：目標對位技術是PCB生產(chǎn)制造過程中的關鍵技術之一,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。本文對基于機器視覺技術的大尺寸PCB對位系統(tǒng)進行了研究和開發(fā)。該系統(tǒng)采用的高分辨率大視野對位方式與傳統(tǒng)的低分辨率小視野對位方式相比,具有目標對位范圍大、應用范圍廣、產(chǎn)品換型換料更加靈活快捷的優(yōu)點。系統(tǒng)中采用模板匹配的方法進行定位能夠有效的降低操作的復雜程度和提高對位系統(tǒng)的適用性,采用邊緣檢測的方法優(yōu)化定位結(jié)果可以提高PCB對位的精度。本文根據(jù)PCB生產(chǎn)制造過程中的具體對位需求,并結(jié)合機器視覺元器件的工作原理設計出對位系統(tǒng)的實現(xiàn)方案。通過對工業(yè)相機進行標定得到相機的內(nèi)參和外參,對相機采集到的PCB圖像進行畸變矯正并對相機坐標系進行標定,得到相機坐標系與外部設備(激光器)坐標系的相互轉(zhuǎn)換關系,最終獲得統(tǒng)一的世界坐標。與傳統(tǒng)標定相機與相機之間坐標關系的標定方法相比,本系統(tǒng)采用的標定方法優(yōu)點在于各個相機之間位置相互獨立、精度更高、實施更加快捷簡便。在此基礎上可以增加多個相機以滿足多種應用場景的需求。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行圓定位。最后利用邊緣檢測的方法對圓心定位進行優(yōu)化,提高了對位的精度。對位系統(tǒng)是利用開源圖像處理庫OpenCV開發(fā)的。系統(tǒng)軟件在項目現(xiàn)場中進行了長時間的連續(xù)生產(chǎn)測試,驗證了本系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性以及算法的精度和效率。
【圖文】：

(a) 相機 (b) 鏡頭(a) Camera (b) Camera lens圖 2-3 相機與鏡頭實物圖Fig.2-3 Physical map of camera and lens2.2 系統(tǒng)對位原理系統(tǒng)對位的原理，分別獲取 PCB 對角線（或長邊）上兩個圓 Mark 點的像素坐標，根據(jù)相機的像素坐標系與激光器的振鏡坐標之間坐標變換的關系，，分別將圓Mark 點的像素坐標值轉(zhuǎn)換為激光器振鏡坐標系下的坐標值，計算出此時的 PCB 中心坐標與 PCB 的旋轉(zhuǎn)角度，最后結(jié)合 PCB 的尺寸計算出 PCB 上每一個標刻區(qū)域的坐標。具體的工作流程如下：（1）上料（PCB 放置到載具上）后，通過按鈕啟動整個運動流程；（2）機構(gòu)將載具移動到預先設置好的位置，然后通過信號觸發(fā)相機拍

圖 3-2 相機一金屬片激光標刻圖片F(xiàn)ig.3-2 Laser marking picture of metal sheet collected in camera one
【學位授予單位】：廣東工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TP391.41;TN41

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本文編號：2650040