【摘要】：隨著各類數(shù)碼產(chǎn)品的普及,電聲產(chǎn)品的應用也越來越廣泛,需求量也逐年增長。揚聲器是電聲元器件中的重要結構之一。在揚聲器裝配的PCB貼裝工序中,由于當前自動化設備柔性差、可擴展性不強等因素,自動化技術的普及程度很低,很多型號揚聲器的PCB貼裝仍然依賴人工。PCB貼裝的生產(chǎn)要求較高,人工生產(chǎn)的方式效率低、誤差不穩(wěn)定且成本較高。論文針對以上問題,引入機器視覺技術,針對頭戴式耳機揚聲器的PCB貼裝這一工序,進行了機器視覺定位方法的研究及應用。論文的主要研究工作如下:(1)論文介紹了貼裝對象和貼裝需求,根據(jù)生產(chǎn)效率、貼裝精度進行了視覺方案的設計,闡述了視覺方案的工作流程。對揚聲器PCB貼裝中的視覺設備進行參數(shù)設計,并進行設備選型。隨后搭建了實驗平臺,進行PCB和揚聲器盆架的圖像采集。(2)論文研究了基于圖像特征提取的視覺定位方法。針對PCB和揚聲器盆架圖像中出現(xiàn)的噪聲進行圖像預處理。根據(jù)PCB和揚聲器盆架的成像特點,研究了基于邊緣特征匹配的定位方法。此外,論文根據(jù)揚聲器盆架的缺口特征,利用圖像分割、形態(tài)學運算等方法,研究了一種基于形態(tài)學特征的定位方法用于揚聲器盆架的定位。通過實驗結果進行相關分析,總結了兩種定位方法的特性和適用條件。(3)論文針對塑料盆架的邊緣特征和形態(tài)學特征穩(wěn)定性差的問題,采用深度學習的定位方法進行相關研究。其中首先利用圖像分割、邊緣特征匹配的方法進行了塑料盆架數(shù)據(jù)集的采集和標注。之后進行了深度學習算法模型的設計與訓練,并在測試集中進行了模型評估。(4)論文對PCB貼裝進行了功能分析,為視覺定位方法的應用開發(fā)了相應的視覺定位軟件系統(tǒng),并且對軟件系統(tǒng)中各模塊的作用及實現(xiàn)方式進行了相關介紹。利用該系統(tǒng)可以進行視覺設備參數(shù)配置以及視覺定位方法的定義和調(diào)試工作,而且能實現(xiàn)生產(chǎn)過程中不同識別任務的切換。經(jīng)驗證,該軟件系統(tǒng)可以識別出相機視野范圍內(nèi)揚聲器盆架的點膠軌跡、PCB上吸取點的位置、盆架上放置點的位置以及機械手的旋轉角度,達到了PCB貼裝中的定位需求。
【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;TN643
【圖文】：

a) 金屬盆架 b) 塑料盆架圖 2-1 頭戴式耳機的揚聲器盆架實物圖Fig.2-1 Frame picture of headphones speaker架的結構不同，其配套的 PCB 也會有所不同。圖 2-2 分別為兩套的 PCB。頭戴式耳機揚聲器 PCB 的材質(zhì)大體相同，形狀一般有四個焊點。以 PCB 中間的缺口為參照，內(nèi)側左右兩焊點是點連通的。音圈的引線一般焊接到缺口左右兩邊的焊點上，另電路。其中金屬盆架配套的 PCB 長度為 15.5mm，寬度為 9.5為 14mm，寬度為 8mm。

圖 2-8 LED 光源Fig.2-8 LED light source對揚聲器盆架與 PCB 采用的是前向照明的方式，在架和 PCB 的成像效果如圖 2-9 所示。b) 塑料盆架 c) 金圖 2-9 揚聲器盆架和 PCB 的成像效果Fig.2-9 Image of speaker frame and PCB以看出，LED 光源與揚聲器和盆架主要有鏡面反射

a) PCB b) 塑料盆架 c) 金屬盆架圖 2-9 揚聲器盆架和 PCB 的成像效果Fig.2-9 Image of speaker frame and PCB從圖 2-9 可以看出，LED 光源與揚聲器和盆架主要有鏡面反射和漫反射兩種作用方式。鏡面反射主要由 PCB 的焊盤、金屬盆架的表面、塑料盆架的凹槽所引起的。鏡面反射光可以增強盆架和 PCB 的輪廓細節(jié)，而漫反射光源則可以從一定程度上提高圖像亮度，使圖像較為穩(wěn)定。2.4.2 工業(yè)相機及鏡頭工業(yè)相機是視覺設備中的重要部件之一，其作用是通過相關設備的驅(qū)動程序?qū)⒉杉降膱D像數(shù)據(jù)放置于計算機的內(nèi)存中。之后計算機才能對這些圖像數(shù)據(jù)進行處理。

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