基于PCB插件焊接的圆形焊盘及焊位检测定位研究
发布时间：2022-12-08 01:14
印刷电路板（Printed Circuit Board,PCB）是用于元件电气导通的绝缘基板,其在很大程度上减少了传统元器件连接的导线数,在电子工业中占据重要地位,PCB元器件的焊接也成为了工业生产领域的决定性一环。目前通孔元器件的焊接方式可分为手工焊接和机器焊接。手工焊接比较耗费人力物力和时间成本,焊接的好坏往往受到操作者知识技能、焊接经验技巧、个人主观情绪等的干扰,而目前的锡焊机器人常用的是示教编程方式工作,输入焊接点的坐标后主控单元驱动焊接头完成焊接,属于半自动的焊接方式,并且设备成本和维护成本高。针对这些问题,本文结合机器视觉对通孔元器件的焊孔检测定位进行了研究,相比手动输入坐标点的示教方式,基于机器视觉和图像处理的方法将自动检测目标位置,并将定位坐标传送给机械控制单元,整个流程实现自动化操作,更具灵活性和实用性,具有重要的研究意义。故本文采用机器视觉算法对元件焊接位置进行检测,提取目标的关键特征信息对焊接位置进行精确定位。本文的主要研究工作如下:（1）基于C++、Qt 5.0、Visual Studio 2013的软件开发平台,设计并实现了通孔元件焊接位置检测定位的图形化界面...
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题来源
1.2 课题研究背景与意义
1.3 课题国内外发展与研究现状
1.3.1 PCB插件焊接方法与设备发展现状
1.3.2 机器视觉研究与应用现状
1.3.3 圆形通孔焊盘及圆检测技术研究现状与分析
1.4 本文的主要研究内容与技术难点
1.4.1 论文的主要研究内容
1.4.2 面临的主要技术难点
1.5 本文的结构安排
第2章 PCB图像预处理
2.1 图像去噪
2.1.1 PCB噪声信号分析
2.1.2 信号去噪
2.2 PCB图像分割
2.2.1 分割方法分析
2.2.2 分割算法流程设计
2.2.3 RGB-HSL颜色空间转换
2.2.4 基于大津法分割理论改进的PCB分割
2.2.5 图像二值化
2.2.6 实验结果与分析
2.3 本章小结
第3章 圆形通孔焊盘检测定位
3.1 PCB上常见圆孔干扰分析
3.2 常用圆检测算法
3.2.1 Hough变换圆检测
3.2.2 最小二乘拟合圆
3.2.3 几何特征检测圆
3.3 检测定位算法流程设计
3.4 基于区域组合特征和亚像素轮廓检测定位
3.4.1 形态学操作
3.4.2 标记连通区域
3.4.3 形状特征提取
3.4.4 亚像素边缘提取与圆拟合
3.5 实验结果与分析
3.5.1 检测结果分析
3.5.2 定位结果分析
3.6 本章小结
第4章 带引脚焊位定位
4.1 定位流程设计
4.2 贴片及类圆字符干扰分析
4.3 定位过程与结果
4.3.1 与模板图像叠加对准
4.3.2 特征提取消除相同部分
4.3.3 定位带引脚焊位
4.4 本章小结
第5章 软件界面设计
5.1 软件运行流程
5.2 软件界面
5.3 软件误差分析
5.4 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 工作总结
6.2 工作展望
致谢
参考文献
攻读学位期间获得与学位论文相关的科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]带导热板的印制板组件波峰焊接工艺研究[J]. 冯英. 电子工艺技术. 2019(01)
[2]机器视觉在自动化焊接中的应用[J]. 顾俊,张玲玲,王健超. 应用激光. 2018(06)
[3]图像去模糊系统的频域处理改进方法[J]. 袁进,刘云飞. 电子技术应用. 2018(09)
[4]回流焊工艺中PBGA焊点失效研究[J]. 郭瑜,孙志礼,刘明贺. 机械设计与制造. 2018(07)
[5]基于连通区域标记算法的圆检测算法的研究[J]. 沈夏炯,段晓宇,原万里,韩道军. 计算机工程与应用. 2018(21)
[6]一种改进的一维Otsu快速算法[J]. 郭瑞峰,杨柳,彭光宇,袁超峰. 现代电子技术. 2017(20)
[7]基于游程的连通区域标记两次扫描快速算法[J]. 吕常魁,徐岩,罗冰心. 华南理工大学学报(自然科学版). 2017(07)
[8]基于卷积神经网络的PCBCT图像中的过孔和焊盘检测算法[J]. 贾涛,周利莉,陈健,曾磊,闫镔. 计算机应用研究. 2018(02)
[9]基于相关性的JPEG高压缩图像峰值信噪比盲估计[J]. 陆敏俊,王慈. 计算机工程. 2017(08)
[10]一种基于粒子群优化算法的快速圆检测方法[J]. 周冬跃,陈健明,林福民,张洪林,李学识,梁永嘉. 光电子·激光. 2016(09)
博士论文
[1]基于计算机视觉的机械零件几何量精密测量技术研究[D]. 张秀芝.吉林大学 2009
[2]基于计算机视觉的微小尺寸精密检测理论与技术研究[D]. 贺秋伟.吉林大学 2007
硕士论文
[1]基于机器学习算法的视频人数统计方法研究[D]. 焦会英.北京交通大学 2018
[2]面向PCB焊点检测的关键技术研究[D]. 杨晓龙.哈尔滨工业大学 2015
[3]复杂背景下的圆形识别技术研究[D]. 程鹏.南京大学 2013
[4]智能型电路板浸焊机的研制[D]. 高伟.大连理工大学 2013
[5]基于机器视觉的SMT焊点自动光学检测系统研究[D]. 王小彬.苏州大学 2009
本文编号：3713245
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题来源
1.2 课题研究背景与意义
1.3 课题国内外发展与研究现状
1.3.1 PCB插件焊接方法与设备发展现状
1.3.2 机器视觉研究与应用现状
1.3.3 圆形通孔焊盘及圆检测技术研究现状与分析
1.4 本文的主要研究内容与技术难点
1.4.1 论文的主要研究内容
1.4.2 面临的主要技术难点
1.5 本文的结构安排
第2章 PCB图像预处理
2.1 图像去噪
2.1.1 PCB噪声信号分析
2.1.2 信号去噪
2.2 PCB图像分割
2.2.1 分割方法分析
2.2.2 分割算法流程设计
2.2.3 RGB-HSL颜色空间转换
2.2.4 基于大津法分割理论改进的PCB分割
2.2.5 图像二值化
2.2.6 实验结果与分析
2.3 本章小结
第3章 圆形通孔焊盘检测定位
3.1 PCB上常见圆孔干扰分析
3.2 常用圆检测算法
3.2.1 Hough变换圆检测
3.2.2 最小二乘拟合圆
3.2.3 几何特征检测圆
3.3 检测定位算法流程设计
3.4 基于区域组合特征和亚像素轮廓检测定位
3.4.1 形态学操作
3.4.2 标记连通区域
3.4.3 形状特征提取
3.4.4 亚像素边缘提取与圆拟合
3.5 实验结果与分析
3.5.1 检测结果分析
3.5.2 定位结果分析
3.6 本章小结
第4章 带引脚焊位定位
4.1 定位流程设计
4.2 贴片及类圆字符干扰分析
4.3 定位过程与结果
4.3.1 与模板图像叠加对准
4.3.2 特征提取消除相同部分
4.3.3 定位带引脚焊位
4.4 本章小结
第5章 软件界面设计
5.1 软件运行流程
5.2 软件界面
5.3 软件误差分析
5.4 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 工作总结
6.2 工作展望
致谢
参考文献
攻读学位期间获得与学位论文相关的科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]带导热板的印制板组件波峰焊接工艺研究[J]. 冯英. 电子工艺技术. 2019(01)
[2]机器视觉在自动化焊接中的应用[J]. 顾俊,张玲玲,王健超. 应用激光. 2018(06)
[3]图像去模糊系统的频域处理改进方法[J]. 袁进,刘云飞. 电子技术应用. 2018(09)
[4]回流焊工艺中PBGA焊点失效研究[J]. 郭瑜,孙志礼,刘明贺. 机械设计与制造. 2018(07)
[5]基于连通区域标记算法的圆检测算法的研究[J]. 沈夏炯,段晓宇,原万里,韩道军. 计算机工程与应用. 2018(21)
[6]一种改进的一维Otsu快速算法[J]. 郭瑞峰,杨柳,彭光宇,袁超峰. 现代电子技术. 2017(20)
[7]基于游程的连通区域标记两次扫描快速算法[J]. 吕常魁,徐岩,罗冰心. 华南理工大学学报(自然科学版). 2017(07)
[8]基于卷积神经网络的PCBCT图像中的过孔和焊盘检测算法[J]. 贾涛,周利莉,陈健,曾磊,闫镔. 计算机应用研究. 2018(02)
[9]基于相关性的JPEG高压缩图像峰值信噪比盲估计[J]. 陆敏俊,王慈. 计算机工程. 2017(08)
[10]一种基于粒子群优化算法的快速圆检测方法[J]. 周冬跃,陈健明,林福民,张洪林,李学识,梁永嘉. 光电子·激光. 2016(09)
博士论文
[1]基于计算机视觉的机械零件几何量精密测量技术研究[D]. 张秀芝.吉林大学 2009
[2]基于计算机视觉的微小尺寸精密检测理论与技术研究[D]. 贺秋伟.吉林大学 2007
硕士论文
[1]基于机器学习算法的视频人数统计方法研究[D]. 焦会英.北京交通大学 2018
[2]面向PCB焊点检测的关键技术研究[D]. 杨晓龙.哈尔滨工业大学 2015
[3]复杂背景下的圆形识别技术研究[D]. 程鹏.南京大学 2013
[4]智能型电路板浸焊机的研制[D]. 高伟.大连理工大学 2013
[5]基于机器视觉的SMT焊点自动光学检测系统研究[D]. 王小彬.苏州大学 2009
本文编号：3713245
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