【摘要】：在我們的日常生活中,智能卡幾乎無(wú)處不在,中料作為智能卡的半成品原材料,一般在預(yù)層壓前有一道工藝為中料直角邊裁切,目的是將中料的兩邊或四邊裁切為標(biāo)準(zhǔn)版面,這道工藝在工廠里一般使用裁切機(jī)來(lái)完成。目前,國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)裁切機(jī)廠家生產(chǎn)的裁切機(jī)大部分只能滿足精度要求不高的應(yīng)用場(chǎng)景,對(duì)于一些客戶提出高精度產(chǎn)品的需求則較難滿足,如何提高傳統(tǒng)裁切機(jī)的定位精度使其通過(guò)以較小的成本投入換取高精度的裁切品質(zhì)并以此滿足一些客戶對(duì)高精度智能卡產(chǎn)品的需求,在當(dāng)前已成為一些智能卡生產(chǎn)企業(yè)亟待解決的問(wèn)題。本文即是應(yīng)某智能卡生產(chǎn)企業(yè)的實(shí)際需求,為其傳統(tǒng)全自動(dòng)裁切機(jī)設(shè)計(jì)的一套定位系統(tǒng)來(lái)提高其裁切機(jī)的裁切精度。本文的主要工作將分為如下幾個(gè)方面:(1)系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)。首先對(duì)定位方式進(jìn)行選擇,根據(jù)裁切機(jī)的結(jié)構(gòu)、中料的制作流程及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征,設(shè)計(jì)為視覺(jué)定位的方式。然后對(duì)包括光源、相機(jī)、鏡頭等進(jìn)行硬件選型,設(shè)計(jì)一套硬件系統(tǒng)方案,從軟件系統(tǒng)構(gòu)成、軟件流程方面對(duì)軟件系統(tǒng)進(jìn)行方案設(shè)計(jì),針對(duì)中料線圈類(lèi)型為圓角方形或橢圓形特征明顯的實(shí)際情況分別設(shè)計(jì)定位方法。(2)相機(jī)標(biāo)定。首先對(duì)雙目立體視覺(jué)模型、參考坐標(biāo)系、攝像機(jī)成像模型進(jìn)行研究,推導(dǎo)攝像機(jī)標(biāo)定的原理,并介紹圖像處理技術(shù)中常用的相機(jī)標(biāo)定方法。利用HALCON軟件通過(guò)張正友標(biāo)定法完成對(duì)相機(jī)的標(biāo)定,得到鏡頭畸變系數(shù)及CCD相機(jī)內(nèi)外部參數(shù),用以進(jìn)行鏡頭畸變校正及定位點(diǎn)坐標(biāo)從圖像坐標(biāo)系到現(xiàn)實(shí)坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換。(3)圖像處理。首先對(duì)相機(jī)采集的圖像預(yù)處理去除圖像噪聲,再通過(guò)模板匹配法對(duì)中料內(nèi)線圈粗定位,選擇ROI區(qū)域進(jìn)行邊緣檢測(cè)、亞像素邊緣提取,然后通過(guò)隨機(jī)霍夫變換與最小二乘法結(jié)合進(jìn)行直線或橢圓擬合,再根據(jù)幾何關(guān)系計(jì)算出中料實(shí)際位置到標(biāo)準(zhǔn)位置的偏移量,最后通過(guò)開(kāi)發(fā)定位系統(tǒng)的OPC客戶端與裁切機(jī)伺服控制系統(tǒng)的OPC服務(wù)器完成對(duì)糾偏信息的數(shù)據(jù)通信。(4)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。在VS2013開(kāi)發(fā)環(huán)境下利用C#聯(lián)合HALCON混合編程開(kāi)發(fā)一個(gè)簡(jiǎn)單易用的用戶圖形操作界面(GUI),以方便操作人員對(duì)全自動(dòng)裁切機(jī)定位系統(tǒng)的的操作和管理,搭建硬件系統(tǒng),然后在全自動(dòng)裁切機(jī)上進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,驗(yàn)證本文所設(shè)計(jì)的定位系統(tǒng)是否符合裁切機(jī)對(duì)定位系統(tǒng)的精度要求。
【圖文】：

性、精度和速度方面。自動(dòng)裁切機(jī)結(jié)構(gòu)功能介紹自動(dòng)裁切機(jī)的硬件部分主要包括自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)、糾偏機(jī)構(gòu)、沖切機(jī)構(gòu)、自動(dòng)收。其設(shè)備結(jié)構(gòu)概覽如圖 1-1 所示。各部分功能如下：動(dòng)送料機(jī)構(gòu)：采用自動(dòng)上料機(jī)構(gòu)， 實(shí)現(xiàn)物料的自動(dòng)搬送；采用重卡檢測(cè)裝置檢厚度， 防止雙張送料的情況。覺(jué)定位系統(tǒng)：采用雙 CCD 攝像機(jī)，提供定位信息。偏機(jī)構(gòu)：XYY 修正機(jī)構(gòu)，對(duì)進(jìn)板料進(jìn)行修正；板料糾偏平臺(tái)采用真空吸附的方料在糾偏過(guò)程中發(fā)生偏移。切機(jī)構(gòu)：采用氣缸和導(dǎo)軌控制裁邊模具上下并減少噪音和震動(dòng)，切除廢料自動(dòng)動(dòng)收料機(jī)構(gòu)：通過(guò)絲桿搬送板料， 搬送臂使用真空吸附方式防止中料在搬送過(guò)移位。

由于本系統(tǒng)的定位目標(biāo)對(duì)象是中料，采用的定位方式為視覺(jué)定位，所以有必要對(duì)智能卡中料的制作流程做一個(gè)簡(jiǎn)單介紹。智能卡中料又稱(chēng)為芯料，是生產(chǎn)智能卡的必需材料，由兩層或三層 PVC 片材、芯片和線圈組合而成，生產(chǎn)于成品卡片的制作前期，主要作為一種半成品應(yīng)用于各類(lèi)智能卡及非智能卡的生產(chǎn)，適用于各個(gè)智能卡廠家的半成品采購(gòu)[15]。目前在市場(chǎng)上中料制作主要采用 COB 超聲波埋線、點(diǎn)焊、層壓等幾道工序[16]，具體的技術(shù)方案為：先在 PVC 面上沖若干孔位；然后把沖好的 PVC 定位在超聲波埋線機(jī)上，根據(jù)設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行埋線，固定好埋線線頭；等埋線結(jié)束后，用固定膠紙貼在沖的孔位上，以便后續(xù)貼片的固定；再將 COB 通過(guò)貼片機(jī)貼到?jīng)_孔位置，COB 兩側(cè)需要和埋線線頭重合；之后再用點(diǎn)焊機(jī)每次點(diǎn)焊若干位置，焊后進(jìn)行測(cè)試；最后在做好的中間料兩邊加 PVC，用鋼板固定層壓（層壓是通過(guò)加熱完成 PVC 互黏的一種封裝）。經(jīng)過(guò)一道道精細(xì)的工藝加工后中料就形成了，接下來(lái)通過(guò)裁切機(jī)對(duì)中料的直角邊進(jìn)行裁切，使其滿足不同智能卡生產(chǎn)廠家層壓機(jī)的規(guī)格要求，，智能卡廠家利用自己的層壓機(jī)對(duì)中料再次用 PET 印刷面料封裝層壓，再用設(shè)定好尺寸的模具進(jìn)行沖卡便可得到相應(yīng)的智能卡。中料的基本制作流程如下圖所示。
【學(xué)位授予單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TS53

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本文編號(hào)：2620583