【摘要】：隨著社會經(jīng)濟向智能化電子化方向發(fā)展,電子產(chǎn)品需求在日益增長,電子電器產(chǎn)品更新?lián)Q代周期在逐漸縮短,廢棄家電、手機等電子廢棄物的數(shù)量也在與日俱增,成為全世界頭痛的環(huán)境保護問題。目前,絕大多數(shù)廢棄電路板處理是整塊破碎,回收利用其中貴金屬和塑料。實際上,廢棄電路板上的很多電子元器件仍舊性能完好,遠未達到電子元件的報廢年限,完全可以二次使用。幾十克芯片的再利用,一方面是電子元件再利用,有利于環(huán)境保護和節(jié)約資源,另一方面,其產(chǎn)生的經(jīng)濟效益遠大于成噸垃圾破碎處理產(chǎn)生的經(jīng)濟效益,有利于推動電子廢棄物資源化再利用技術(shù)進步。因此,廢棄電路板電子元器件的無損拆卸回收再利用研究成為國內(nèi)外電子廢棄物處理領(lǐng)域關(guān)注的熱點問題。要保障被拆解芯片的外觀及性能完好,精準(zhǔn)定位拆卸是關(guān)鍵,該文研究廢棄電路板電子元件拆卸中芯片的自動精準(zhǔn)定位問題。首先,根據(jù)廢棄電路板貼片元件的定位要求,設(shè)計了一套軟硬件結(jié)合的機器視覺系統(tǒng),硬件部分由工業(yè)相機、鏡頭、圖像采集傳輸線纜、光源、計算機等組成,軟件主要分為圖像采集、圖像預(yù)處理、模板制作、定位/坐標(biāo)測量、結(jié)果輸出這幾部分。其次,由于攝像機采集到的圖像通常不能直接應(yīng)用于實現(xiàn)各種功能的圖像處理,圖像灰度變換、噪聲濾除和圖像增強是圖像預(yù)處理的重要環(huán)節(jié),該文研究了經(jīng)典的圖像預(yù)處理算法,并分析了各自的優(yōu)點和不足,給出相應(yīng)算法通過編程實現(xiàn)的效果。再次,由于要對定位后貼片元件的坐標(biāo)進行測量,且要求具有較高的定位精度,該文考慮鏡頭徑向畸變的影響,在對廢棄電路板上貼片元件進行定位測量前,建立非線性系統(tǒng)模型,采用一種基于LabVIEW的標(biāo)定方法對相機進行了標(biāo)定,確定了計算機圖像坐標(biāo)系與世界坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系,并通過標(biāo)定實驗分析證明了該標(biāo)定方法標(biāo)定精度的可靠性。在圖像預(yù)處理和標(biāo)定信息獲取后進入定位測量階段,根據(jù)貼片元件特點,選擇基于灰度的模板匹配定位算法;為保證圖像旋轉(zhuǎn)后貼片元件也能與模板圖像匹配,提出一種改進的模板匹配定位算法,在匹配定位過程中采用旋轉(zhuǎn)模板圖像以產(chǎn)生不同方向模板匹配方法,提高了芯片定位精度和準(zhǔn)確率。最后,應(yīng)用該文設(shè)計的系統(tǒng)軟件對貼片元件定位進行了實驗研究,實驗結(jié)果表明,貼片元件定位耗時基本在0.5s以內(nèi),定位精度高,且定位準(zhǔn)確率達90%以上;同時設(shè)計了廢棄電路板貼片元件拆卸平臺的控制系統(tǒng),通過基于視覺定位坐標(biāo)的拆卸實驗進一步驗證了定位精度的可靠性。
【學(xué)位授予單位】：上海第二工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP391.41;TN41;X705

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本文編號：2724570