PCB铣刀自动磨尖设备关键技术研究

发布时间：2017-09-11 14:59

  本文关键词：PCB铣刀自动磨尖设备关键技术研究

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【摘要】：PCB铣刀是PCB制造行业的易耗品之一。近年来,随着PCB市场的不断扩大和劳动力成本的不断上涨,传统的采用人工研磨加工PCB铣刀的方式越来越不能满足市场的要求。因此,PCB铣刀生产厂商对PCB铣刀自动磨尖设备的需求越来越强烈。针对上述问题,本课题研发了一种PCB铣刀自动磨尖设备,并针对该设备中使用到基于机器视觉的求取对刀角度的问题进行重点讨论,同时给出具体的解决方案和实验测试结论。主要完成如下工作:首先,在分析PCB铣刀生产厂商的市场需求和了解PCB铣刀自动磨尖设备国内外的研究现状的基础上,提出了PCB铣刀自动磨尖设备的研究意义。其次,提出设备系统架构原理,对设备架构中使用到的运动控制系统和机器视觉系统进行了设计,并对两系统中核心部件的选型做了详细探讨。再次,对获取的铣刀图像进行预处理分析,提出了求取PCB铣刀对刀角度的算法。该算法首先对阈值化后的铣刀图像使用区域生长算法筛选出图像的目标区域,然后根据不同的PCB铣刀刀型分别采用Canny边缘检测算法和Harris角点检测算法求得图像特征点,最后依据图像特征点的几何关系求得PCB铣刀对刀角度。重复精度实验表明:PCB铣刀在同一位置的对刀角度最大误差不超过0.370 o。上述实验结果说明该对刀算法能够满足设备实际精度要求。最后,对设备软件架构划分模块,阐述各个模块功能,并在VS2008中实现设备软件代码的编写。完成PCB铣刀自动磨尖设备的调试,同时给出该设备在加工车间的实际使用情况。通过统计设备生产原始记录发现,平均成品率达到99.82%。这证明了本文研发的PCB铣刀自动磨尖设备具有良好的加工性能。
【关键词】：PCB铣刀 机器视觉 对刀角度 区域生长
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG714;TG58
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-16
• 1.1 课题的背景和意义11-13
• 1.2 PCB铣刀磨尖设备国内外发展状况与趋势13-14
• 1.3 本文研究内容和主要章节安排14-16
• 第二章 PCB铣刀自动磨尖设备架构设计16-32
• 2.1 铣刀磨尖加工工序介绍16-18
• 2.2 PCB铣刀自动磨尖设备的架构原理18-21
• 2.2.1 运动控制系统19-20
• 2.2.2 机器视觉系统20-21
• 2.3 PCB铣刀自动磨尖设备结构21-24
• 2.3.1 设备需求分析21-22
• 2.3.2 设备的电气结构22-24
• 2.4 设备关键部件的选型24-31
• 2.4.1 运动控制卡的选型24-26
• 2.4.2 摄像机、镜头及光源的选型26-31
• 2.5 本章小结31-32
• 第三章 铣刀图像预处理32-52
• 3.1 消除图像噪声32-39
• 3.1.1 空间域去噪32-33
• 3.1.2 变换域去噪33-34
• 3.1.3 形态学滤波34-35
• 3.1.4 实验结果与分析35-39
• 3.2 图像分割39-46
• 3.2.1 整体阈值处理39-41
• 3.2.2 局部阈值处理41-42
• 3.2.3 实验结果与分析42-46
• 3.3 图像边缘检测46-51
• 3.3.1 Sobel边缘检测47-48
• 3.3.2 Canny边缘检测48-49
• 3.3.3 实验结果对比分析49-51
• 3.4 本章小结51-52
• 第四章 铣刀对刀算法52-67
• 4.1 铣刀对刀原理52-53
• 4.1.1 直线型铣刀对刀原理52
• 4.1.2 二刃型铣刀对刀原理52-53
• 4.1.3 三刃型铣刀对刀原理53
• 4.2 对刀过程容易出现的问题53-55
• 4.3 区域生长算法55-58
• 4.3.1 区域生长算法流程55-57
• 4.3.2 剔除干扰子区域57
• 4.3.3 实验测试57-58
• 4.4 铣刀对刀算法流程58-61
• 4.4.1 直线型铣刀算法流程58-59
• 4.4.2 二刃、三刃型铣刀算法流程59-61
• 4.5 铣刀算法实验测试61-66
• 4.5.1 实际实验结果61-63
• 4.5.2 重复精度测试63-66
• 4.6 本章小结66-67
• 第五章 设备的软件设计及调试67-84
• 5.1 人机界面软件架构67
• 5.2 软件系统主要界面说明67-73
• 5.2.1 图像处理界面67-68
• 5.2.2 主界面68-69
• 5.2.3 手动界面和I/O状态界面69-70
• 5.2.4 参数设置界面70-71
• 5.2.5 用户管理界面71-72
• 5.2.6 报警记录界面72-73
• 5.3 设备控制系统PLC逻辑实现73-76
• 5.3.1 设备自动运行流程分析73-76
• 5.3.2 PLC代码实现76
• 5.4 设备的调试76-81
• 5.4.1 输入输出测试77-78
• 5.4.2 设备电机参数设置78-81
• 5.4.3 设备空跑测试81
• 5.5 设备实际投入使用情况81-83
• 5.6 本章小结83-84
• 总结与展望84-85
• 参考文献85-90
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果90-91
• 致谢91-92
• 附件92

【参考文献】

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本文编号：831391