基于機(jī)器視覺的貼片機(jī)定位算法研究
發(fā)布時(shí)間:2021-10-19 09:45
貼片機(jī)作為表面貼裝系統(tǒng)(SMT)的核心設(shè)備之一,其融合了機(jī)械、控制、信息、視覺等多門學(xué)科技術(shù)。由于其高速、高精度、低成本等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛使用在尖端電子科技產(chǎn)品生產(chǎn)過程中,并被“中國制造2025”計(jì)劃專項(xiàng)列入裝備制造核心發(fā)展技術(shù)之一。而貼片機(jī)視覺系統(tǒng)作為貼片機(jī)的一個(gè)重要控制輸入環(huán)節(jié),它直接影響著貼片機(jī)系統(tǒng)的貼裝速度和貼片精度。本文圍繞著實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整貼片機(jī)視覺系統(tǒng)展開研究。論文依據(jù)企業(yè)項(xiàng)目要求,軟件平臺(tái)搭建于Windows系統(tǒng)與Open CV視覺圖像庫,采用Python作為算法主語言進(jìn)行算法實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)和構(gòu)建貼片機(jī)視覺硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)對(duì)貼片芯片以及PCB板圖像采集與圖像數(shù)據(jù)傳輸功能。具體研究內(nèi)容如下:1.確定了貼片機(jī)視覺系統(tǒng)硬件方案。根據(jù)項(xiàng)目的檢測(cè)精度要求以及實(shí)際貼片時(shí)的運(yùn)動(dòng)范圍估計(jì),為視覺系統(tǒng)的上視和下視拍照系統(tǒng)確定相機(jī)參數(shù),選取匹配的鏡頭,并類比不同光源照射下所取圖像的質(zhì)量從而確定光源的參數(shù)。2.針對(duì)LQFP48和SOP16芯片的高精度檢測(cè),提出了一種基于歐式距離判定去倒角的改進(jìn)多線性擬合邊緣定位算法。采用對(duì)原有的多線性擬合過程進(jìn)行算法改進(jìn),分析多線性擬合算法在芯片邊緣定位過程中芯片倒角...
【文章來源】:湖南理工學(xué)院湖南省
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
表面貼裝生產(chǎn)線示意圖
湖南理工學(xué)院碩士學(xué)位論文第2章貼片機(jī)視覺系統(tǒng)硬件模塊方案7第2章貼片機(jī)視覺系統(tǒng)硬件模塊方案本章主要設(shè)計(jì)了一個(gè)完整的貼片機(jī)視覺系統(tǒng)硬件平臺(tái)。通過研究課題項(xiàng)目的技術(shù)要求并結(jié)合對(duì)貼片機(jī)貼裝過程的運(yùn)動(dòng)分析,計(jì)算確定上視攝像模塊和下視攝像模塊中用于采集圖像的工業(yè)相機(jī)參數(shù)、型號(hào)及配套鏡頭的參數(shù),此外,通過對(duì)比不同光源下采集到圖像的質(zhì)量確定合適的光源。2.1視覺系統(tǒng)硬件構(gòu)成與測(cè)量原理機(jī)械視覺測(cè)量檢測(cè)系統(tǒng)是一個(gè)多學(xué)科的集合體,主要以機(jī)器控制和機(jī)器視覺為基礎(chǔ),并融入圖像技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、光學(xué)和電子學(xué)等多門學(xué)科技術(shù),用于距離、尺寸、高度、缺陷等檢測(cè)過程。視覺測(cè)量系統(tǒng)具有非接觸、大量程、高效率、全自動(dòng)、在線檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn),在多種工業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域已經(jīng)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。圖2-1為常見視覺測(cè)量系統(tǒng)示意圖:圖2-1視覺測(cè)量系統(tǒng)示意圖貼片機(jī)的視覺檢測(cè)系統(tǒng)與常規(guī)視覺檢測(cè)系統(tǒng)若同,但由于檢測(cè)物體有兩個(gè),所以其圖像采集模塊有兩組,分為上視攝像模塊和下視攝像模塊,上視模塊的相機(jī)固定于PCB板支撐架上,用于采集待貼芯片圖像,下視模塊相機(jī)的安裝方式有兩種,一是裝配在運(yùn)動(dòng)組件上,也叫飛行拍照,二是裝配在固定支架上,在本課題中下視攝像頭采用第一種裝配方式,具體結(jié)構(gòu)如圖2-2所示。
湖南理工學(xué)院碩士學(xué)位論文第2章貼片機(jī)視覺系統(tǒng)硬件模塊方案8圖2-2貼片機(jī)視覺系統(tǒng)構(gòu)造圖貼片機(jī)視覺系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)原理:一塊PCB板經(jīng)由運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)送到固定位置,觸發(fā)照明系統(tǒng)開啟,同時(shí)下視工業(yè)相機(jī)采集PCB板圖像,采集到的圖像傳輸?shù)接?jì)算機(jī)進(jìn)行圖像處理和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。信號(hào)觸發(fā)貼片機(jī)的吸嘴吸取經(jīng)由輸送管道運(yùn)送到料棧中的貼片芯片,再運(yùn)動(dòng)到上視工業(yè)相機(jī)的正上方,上視工業(yè)相機(jī)開始采集芯片圖像,采集到的圖像傳輸?shù)接?jì)算機(jī)進(jìn)行圖像處理和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。計(jì)算機(jī)得到這兩組信息后進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)運(yùn)算,經(jīng)過計(jì)算機(jī)計(jì)算補(bǔ)償后,將補(bǔ)償信息輸送給PLC,PLC控制吸嘴運(yùn)動(dòng)到匹配位置放下芯片,完成該芯片的貼片動(dòng)作。圖2-3貼片機(jī)貼裝流程圖
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Recognition of wood surface defects with near infrared spectroscopy and machine vision[J]. Huiling Yu,Yuliang Liang,Hao Liang,Yizhuo Zhang. Journal of Forestry Research. 2019(06)
[2]基于Hu矩和遞進(jìn)Hough變換的SOT元件識(shí)別定位算法[J]. 武洪恩,倪良月,王凱,李紅飛. 組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2019(08)
[3]視覺的非球面雙遠(yuǎn)心工業(yè)鏡頭設(shè)計(jì)[J]. 張欣婷,亢磊,丁紅昌,吳倩倩. 激光與紅外. 2019(02)
[4]高速貼片機(jī)橫梁的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析與優(yōu)化[J]. 溫德鵬,郭玉琴,李富柱,王勻,張帆. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程. 2018(01)
[5]一種應(yīng)用在高精度貼片機(jī)上的視覺糾偏算法[J]. 席偉,陳廣鋒,管觀洋. 應(yīng)用光學(xué). 2018(01)
[6]基于貼片機(jī)視覺系統(tǒng)的SIM芯片識(shí)別定位算法[J]. 盧軍,寸毛毛. 包裝工程. 2017(21)
[7]基于機(jī)器視覺的高精度螺孔定位方法研究[J]. 郭靜,羅華,張棟棟. 導(dǎo)航與控制. 2016 (03)
[8]基于機(jī)器視覺的芯片引腳識(shí)別與中心定位算法研究[J]. 黃紫青,曾祥進(jìn). 軟件導(dǎo)刊. 2015(01)
[9]一種基于矩形擬合的LED貼片機(jī)元件定位算法[J]. 蔡競. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2014(21)
[10]我國工業(yè)機(jī)器人技術(shù)現(xiàn)狀與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略[J]. 王田苗,陶永. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2014(09)
碩士論文
[1]基于機(jī)器視覺的白酒瓶瓶口缺陷在線檢測(cè)系統(tǒng)[D]. 李東旭.沈陽工業(yè)大學(xué) 2019
[2]基于機(jī)器視覺的電機(jī)零件二維尺寸測(cè)量研究[D]. 梅文豪.福建工程學(xué)院 2019
[3]基于計(jì)算機(jī)視覺的答題卡識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 張菲菲.西北大學(xué) 2019
[4]機(jī)器視覺空間標(biāo)定與目標(biāo)定位算法在自動(dòng)包裝技術(shù)中的應(yīng)用[D]. 馬麗雅.溫州大學(xué) 2019
[5]基于雙目視覺的沖孔和彎曲質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)的開發(fā)[D]. 吳雅莎.廣東工業(yè)大學(xué) 2018
[6]貼片機(jī)基準(zhǔn)點(diǎn)定位視覺系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 周亞飛.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[7]貼片機(jī)多目標(biāo)飛行對(duì)中圖像識(shí)別技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 田甜.廣東工業(yè)大學(xué) 2014
[8]基于機(jī)器視覺的工業(yè)鏡頭的設(shè)計(jì)[D]. 楊康.福建師范大學(xué) 2013
[9]圖像濾波及邊緣檢測(cè)與增強(qiáng)技術(shù)研究[D]. 陳初俠.合肥工業(yè)大學(xué) 2009
[10]面向表面貼裝的制造執(zhí)行系統(tǒng)研究[D]. 蔡長嵐.西安電子科技大學(xué) 2009
本文編號(hào):3444632
【文章來源】:湖南理工學(xué)院湖南省
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
表面貼裝生產(chǎn)線示意圖
湖南理工學(xué)院碩士學(xué)位論文第2章貼片機(jī)視覺系統(tǒng)硬件模塊方案7第2章貼片機(jī)視覺系統(tǒng)硬件模塊方案本章主要設(shè)計(jì)了一個(gè)完整的貼片機(jī)視覺系統(tǒng)硬件平臺(tái)。通過研究課題項(xiàng)目的技術(shù)要求并結(jié)合對(duì)貼片機(jī)貼裝過程的運(yùn)動(dòng)分析,計(jì)算確定上視攝像模塊和下視攝像模塊中用于采集圖像的工業(yè)相機(jī)參數(shù)、型號(hào)及配套鏡頭的參數(shù),此外,通過對(duì)比不同光源下采集到圖像的質(zhì)量確定合適的光源。2.1視覺系統(tǒng)硬件構(gòu)成與測(cè)量原理機(jī)械視覺測(cè)量檢測(cè)系統(tǒng)是一個(gè)多學(xué)科的集合體,主要以機(jī)器控制和機(jī)器視覺為基礎(chǔ),并融入圖像技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、光學(xué)和電子學(xué)等多門學(xué)科技術(shù),用于距離、尺寸、高度、缺陷等檢測(cè)過程。視覺測(cè)量系統(tǒng)具有非接觸、大量程、高效率、全自動(dòng)、在線檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn),在多種工業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域已經(jīng)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。圖2-1為常見視覺測(cè)量系統(tǒng)示意圖:圖2-1視覺測(cè)量系統(tǒng)示意圖貼片機(jī)的視覺檢測(cè)系統(tǒng)與常規(guī)視覺檢測(cè)系統(tǒng)若同,但由于檢測(cè)物體有兩個(gè),所以其圖像采集模塊有兩組,分為上視攝像模塊和下視攝像模塊,上視模塊的相機(jī)固定于PCB板支撐架上,用于采集待貼芯片圖像,下視模塊相機(jī)的安裝方式有兩種,一是裝配在運(yùn)動(dòng)組件上,也叫飛行拍照,二是裝配在固定支架上,在本課題中下視攝像頭采用第一種裝配方式,具體結(jié)構(gòu)如圖2-2所示。
湖南理工學(xué)院碩士學(xué)位論文第2章貼片機(jī)視覺系統(tǒng)硬件模塊方案8圖2-2貼片機(jī)視覺系統(tǒng)構(gòu)造圖貼片機(jī)視覺系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)原理:一塊PCB板經(jīng)由運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)送到固定位置,觸發(fā)照明系統(tǒng)開啟,同時(shí)下視工業(yè)相機(jī)采集PCB板圖像,采集到的圖像傳輸?shù)接?jì)算機(jī)進(jìn)行圖像處理和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。信號(hào)觸發(fā)貼片機(jī)的吸嘴吸取經(jīng)由輸送管道運(yùn)送到料棧中的貼片芯片,再運(yùn)動(dòng)到上視工業(yè)相機(jī)的正上方,上視工業(yè)相機(jī)開始采集芯片圖像,采集到的圖像傳輸?shù)接?jì)算機(jī)進(jìn)行圖像處理和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。計(jì)算機(jī)得到這兩組信息后進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)運(yùn)算,經(jīng)過計(jì)算機(jī)計(jì)算補(bǔ)償后,將補(bǔ)償信息輸送給PLC,PLC控制吸嘴運(yùn)動(dòng)到匹配位置放下芯片,完成該芯片的貼片動(dòng)作。圖2-3貼片機(jī)貼裝流程圖
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Recognition of wood surface defects with near infrared spectroscopy and machine vision[J]. Huiling Yu,Yuliang Liang,Hao Liang,Yizhuo Zhang. Journal of Forestry Research. 2019(06)
[2]基于Hu矩和遞進(jìn)Hough變換的SOT元件識(shí)別定位算法[J]. 武洪恩,倪良月,王凱,李紅飛. 組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2019(08)
[3]視覺的非球面雙遠(yuǎn)心工業(yè)鏡頭設(shè)計(jì)[J]. 張欣婷,亢磊,丁紅昌,吳倩倩. 激光與紅外. 2019(02)
[4]高速貼片機(jī)橫梁的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析與優(yōu)化[J]. 溫德鵬,郭玉琴,李富柱,王勻,張帆. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程. 2018(01)
[5]一種應(yīng)用在高精度貼片機(jī)上的視覺糾偏算法[J]. 席偉,陳廣鋒,管觀洋. 應(yīng)用光學(xué). 2018(01)
[6]基于貼片機(jī)視覺系統(tǒng)的SIM芯片識(shí)別定位算法[J]. 盧軍,寸毛毛. 包裝工程. 2017(21)
[7]基于機(jī)器視覺的高精度螺孔定位方法研究[J]. 郭靜,羅華,張棟棟. 導(dǎo)航與控制. 2016 (03)
[8]基于機(jī)器視覺的芯片引腳識(shí)別與中心定位算法研究[J]. 黃紫青,曾祥進(jìn). 軟件導(dǎo)刊. 2015(01)
[9]一種基于矩形擬合的LED貼片機(jī)元件定位算法[J]. 蔡競. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2014(21)
[10]我國工業(yè)機(jī)器人技術(shù)現(xiàn)狀與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略[J]. 王田苗,陶永. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2014(09)
碩士論文
[1]基于機(jī)器視覺的白酒瓶瓶口缺陷在線檢測(cè)系統(tǒng)[D]. 李東旭.沈陽工業(yè)大學(xué) 2019
[2]基于機(jī)器視覺的電機(jī)零件二維尺寸測(cè)量研究[D]. 梅文豪.福建工程學(xué)院 2019
[3]基于計(jì)算機(jī)視覺的答題卡識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 張菲菲.西北大學(xué) 2019
[4]機(jī)器視覺空間標(biāo)定與目標(biāo)定位算法在自動(dòng)包裝技術(shù)中的應(yīng)用[D]. 馬麗雅.溫州大學(xué) 2019
[5]基于雙目視覺的沖孔和彎曲質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)的開發(fā)[D]. 吳雅莎.廣東工業(yè)大學(xué) 2018
[6]貼片機(jī)基準(zhǔn)點(diǎn)定位視覺系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 周亞飛.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[7]貼片機(jī)多目標(biāo)飛行對(duì)中圖像識(shí)別技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 田甜.廣東工業(yè)大學(xué) 2014
[8]基于機(jī)器視覺的工業(yè)鏡頭的設(shè)計(jì)[D]. 楊康.福建師范大學(xué) 2013
[9]圖像濾波及邊緣檢測(cè)與增強(qiáng)技術(shù)研究[D]. 陳初俠.合肥工業(yè)大學(xué) 2009
[10]面向表面貼裝的制造執(zhí)行系統(tǒng)研究[D]. 蔡長嵐.西安電子科技大學(xué) 2009
本文編號(hào):3444632
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