|
【摘要】：贴片机是现代电子制造装备的标志性设备,它横跨电子、机械、自动化、光学和计算机等众多学科,涉及精密视觉检测、高速高精度控制、精密机械加工和计算机集成制造等核心技术,是典型的机电光一体化高科技领域。速度和精度是衡量贴片机性能的关键参数,而贴片机的视觉系统是贴片机在进行贴片时处理贴片元件特征和位置反馈的关键部件,它直接决定了贴片机的速度和精度。
本课题是以实验室自主研发的LED专用贴片机为研究平台,根据自主设计的贴片机结构的特点和要求,研发了一种基于OpenCV视觉库的贴片机视觉系统。具体的研究工作如下：
(1)确定了满足飞行视觉和多目标识别视觉的LED专用贴片机的视觉系统的方案。分别叙述了视觉系统的几个模块及其作用,并根据分析相同种类设备的性能基础上,提出了本课题设计的视觉系统应该达到的技术指标。
(2)设计和搭建了MARK点识别和检测元件的图像采集装置,并以检测元件摄像机(上视相机)为例子,阐述光源系统和光学成像系统的设计和硬件选型方法。其中,光源系统可以为适于LED专用贴片机贴装的LED贴片元件提供最适宜的照明；光学成像系统在光源的配合下,能够采集到运动状态下多个LED贴片元件的清晰的图像。
(3)利用OpenCV视觉库的部分函数对适用于LED专用贴片机视觉系统的图像预处理基础算法做了比较试验,包含图像的平滑滤波,图像的闽值分割,图像的形态学处理、边缘检测、亚像素级精度的边缘定位等。为实现贴片元件和PCB板MARK点的定位与检测算法奠定基础。
(4)实现LED贴片元件的定位：对LED贴片元件图像几何特征进行介绍,并对多个LED贴片元件进行同时定位的算法进行研究。通过实验证明本文算法有着很好的精度,满足LED专用贴片机的指标要求,而且多目标同时识别的方式有利于贴片机速度的提高。
(5)实现PCB板基准点(MARK点)的亚像素级别的精确定位：阐述了PCB板MARK点的使用原理,对应用比较广泛的圆形MARK点的亚像素边缘检测定位算法进行研究。通过实验证明本算法有着很好的精度,满足LED专用贴片机对MARK点的指标要求。
|
