柔性電路板智能對(duì)位裝置的研究與開發(fā).pdf

1、近年來隨著智能化電子產(chǎn)品和設(shè)備的迅速發(fā)展，柔性電路板(FPC)的應(yīng)用范圍越來越廣闊。在柔性電路板的生產(chǎn)過程中，對(duì)位是其關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，本文針對(duì)自動(dòng)化對(duì)位的生產(chǎn)需求，進(jìn)行了深入的研究。開發(fā)出了基于機(jī)器視覺的智能對(duì)位裝置，包括機(jī)械、運(yùn)動(dòng)控制和視覺系統(tǒng)。在開發(fā)出的裝置上進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)，分析驗(yàn)證了裝置的精度、速度以及穩(wěn)定性。全文取得的研究成果如下:
　　(1)針對(duì)柔性電路板的特性，設(shè)計(jì)了柔性電路板智能對(duì)位系統(tǒng)的總體方案，包括機(jī)械系統(tǒng)、控制

2、系統(tǒng)、視覺系統(tǒng)三個(gè)子系統(tǒng)。機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)了基于伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)的三坐標(biāo)平臺(tái)，并針對(duì)FPC的柔軟輕薄的特性，設(shè)計(jì)了真空吸附裝置，完成FPC的抓取和放置，減少了對(duì)FPC的機(jī)械損傷;控制系統(tǒng)采用了運(yùn)動(dòng)控制卡對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制，高效精準(zhǔn)的完成了對(duì)FPC的一系列對(duì)位動(dòng)作;視覺系統(tǒng)對(duì)相機(jī)、鏡頭、光源及其照明方式進(jìn)行了詳細(xì)的研究，根據(jù)技術(shù)指標(biāo)和裝置相關(guān)內(nèi)外環(huán)境，選擇出了相機(jī)、鏡頭、光源的型號(hào)，結(jié)合照明方式進(jìn)行了裝置的整體搭建。
　　(2)對(duì)采集圖像

3、進(jìn)行了預(yù)處理，分析研究各種算法的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇使用改進(jìn)的中值濾波進(jìn)行平滑去噪、迭代法進(jìn)行區(qū)域閾值分割，并且使用形態(tài)學(xué)操作去噪，最后使用了Canny算子進(jìn)行了邊緣檢測。
　　(3)在圖像定位算法中，針對(duì)霍夫圓擬合不精準(zhǔn)，單個(gè)圓擬合隨機(jī)誤差較大的缺點(diǎn)，并根據(jù)FPC定位圓的特性，在不同半徑區(qū)域內(nèi)，結(jié)合最小二乘法進(jìn)行了多個(gè)橢圓的同時(shí)擬合定位，取其平均值，大大提高了定位圓定位的穩(wěn)定性和精準(zhǔn)性;在FPC偏移角度定位中，使用累計(jì)概率霍夫檢測直線，

4、不僅執(zhí)行效率高，而且可以直接檢測到端點(diǎn)坐標(biāo)，便于計(jì)算FPC的偏移角度。
　　(4)設(shè)計(jì)了柔性電路板智能對(duì)位的軟件系統(tǒng)，使用Sapera LT軟件庫和OpenCV函數(shù)庫進(jìn)行圖像的采集和處理;在運(yùn)動(dòng)控制方面使用了API函數(shù)中的定時(shí)器，對(duì)不同運(yùn)動(dòng)動(dòng)作設(shè)置相關(guān)標(biāo)志位，通過定時(shí)器掃描運(yùn)動(dòng)狀態(tài)標(biāo)志位的改變來判斷執(zhí)行步驟，保證了系統(tǒng)穩(wěn)定有序的執(zhí)行。大量的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證表明，系統(tǒng)對(duì)位誤差不超過:±0.06mm，角度誤差不超過0.0016rad，速度為3