基于机器视觉的PCB分板数控系统研发

发布时间：2017-08-07 19:26

  本文关键词：基于机器视觉的PCB分板数控系统研发

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【摘要】：印制电路板(PCB)是信息产业的基础,其分板切割的自动化程度直接影响电子产品生产效率。传统的分板系统由于人机交互复杂、功能单一以及自动化程度低等缺点,越来越不能满足工业生产需求；视觉技术依靠其隔离切割现场、直观获取现场信息等特点为分板系统的更进一步发展提供了基础。因此,研发基于机器视觉的PCB分板系统不仅具有重要的理论指导意义,同时也具有相当大的实际应用价值。在收集和分析国内外相关的文献基础上,本文提出基于机器视觉的PCB分板数控系统。该系统将视觉技术与数控技术结合,图像采集装置对待加工电路板进行图像采集,通过MARK点识别纠正电路板的放置位置偏差,然后由操作者在图像上进行切割路径示教,生成切割运动轨迹,控制器根据这些轨迹信息完成坐标转换以及运动指令生成,执行机构按照运动指令带动刀具在三维平台上移动和旋转,从而实现分板加工。本文的主要研究内容如下：1.PCB分板数控系统的体系结构设计首先介绍了基于机器视觉的PCB分板数控系统的工作原理及系统应具有的功能,根据系统应具有的功能设计了系统的体系结构,主要包括图像采集、数据处理、运动控制三部分,并对其进行了描述。2.PCB分板数控系统的硬件设计首先介绍了系统的性能要求,然后根据系统的体系结构中各个子系统的性能要求,对系统中各功能模块进行了硬件设计,主要包括主控制器、全景相机、主轴相机、运动控制器以及电机驱动器和电机的选型,最后对所选硬件进行了测试。3.PCB分板数控系统的软件设计首先介绍了开发此系统的软件开发环境,然后根据系统工作原理和体系结构设计了系统的主程序流程,最后对系统主程序流程中的各个子程序进行了设计,主要包括用户登录子程序、系统初始化子程序、图像采集子程序、MARK识别子程序、轨迹生成子程序以及切割相关运动子系统子程序。4.PCB分板数控系统的调试首先对视觉部分进行调试,其次对运动执行部分进行了调试,再次测试了用户管理功能,最后进行了分板测试。经过不断测试和改进,验证了本设计达到了系统设计的功能要求和性能指标。论文最后对全文进行了总结,对主要研究成果进行了说明,同时指出本文的不足和有待改进之处。
【关键词】：机器视觉 PCB 数控系统 分板
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN41;TP391.41
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-14
• 第一章 绪论14-20
• 1.1 引言14
• 1.2 课题的研究背景及意义14-16
• 1.3 国内外相关的研究现状及分析16-18
• 1.4 本文主要的研究内容和章节安排18-19
• 1.4.1 本文主要的研究内容18
• 1.4.2 章节安排18-19
• 1.5 本章小结19-20
• 第二章 PCB分板数控系统的体系结构设计20-24
• 2.1 引言20
• 2.2 分板数控系统的工作原理20-21
• 2.3 分板数控系统的功能设计要求21-22
• 2.4 分板数控系统的体系结构设计22-23
• 2.5 本章小结23-24
• 第三章 PCB分板数控系统的硬件设计24-40
• 3.1 引言24
• 3.2 硬件设计要求24
• 3.3 数据处理子系统的硬件设计24-28
• 3.3.1 主控制器的选型24-26
• 3.3.2 显示器的选型26-28
• 3.4 视觉子系统的硬件设计28-34
• 3.4.1 光源的选型28-30
• 3.4.2 全景相机和主轴相机的选型30-33
• 3.4.3 镜头的选型33-34
• 3.5 运动子系统的硬件设计34-39
• 3.5.1 运动控制器的选型34-36
• 3.5.2 驱动器、变速器以及电机的选型36-39
• 3.6 硬件测试39
• 3.7 本章小结39-40
• 第四章 PCB分板数控系统的软件设计40-58
• 4.1 引言40
• 4.2 软件开发环境40
• 4.3 系统主程序的设计40-42
• 4.4 用户登录子程序的设计42-43
• 4.5 系统初始化子程序的设计43-46
• 4.5.1 运动子系统初始化43-44
• 4.5.2 视觉子系统初始化44-46
• 4.6 图像采集及滤波子程序的设计46-48
• 4.6.1 图像的采集46-47
• 4.6.2 滤波处理47-48
• 4.7 MARK点识别子程序设计48-50
• 4.8 运动轨迹生成和坐标转换子程序的设计50-54
• 4.8.1 运动轨迹生成51-54
• 4.8.2 坐标转换54
• 4.9 指令生成和分板加工子程序的设计54-57
• 4.9.1 指令生成55-57
• 4.9.2 分板加工57
• 4.10 本章小结57-58
• 第五章 PCB分板数控系统的调试58-69
• 5.1 引言58-59
• 5.2 视觉子系统测试59-65
• 5.2.1 图像采集和显示测试59
• 5.2.2 坐标标定59-61
• 5.2.3 轨迹生成测试61-64
• 5.2.4 MARK点测试64-65
• 5.3 运动子系统测试65-67
• 5.3.1 IO测试65-66
• 5.3.2 运动测试66-67
• 5.4 用户管理测试67
• 5.5 分板测试67-68
• 5.6 本章小结68-69
• 总结69-70
• 参考文献70-73
• 攻读硕士学位期间发表论文73-75
• 致谢75

【参考文献】

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本文编号：636323