视觉无铅锡膏印刷设备印刷精度与标定研究

发布时间：2017-03-23 07:15

  本文关键词：视觉无铅锡膏印刷设备印刷精度与标定研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：SMT行业是电子信息产业中一个重要的基础性产业，在电子元件器微型化和高密度化的趋势下，必然对SMT生产线设备提出更高的要求。无铅锡膏印刷是SMT技术的第一道工序，对SMT成品质量有着重要的影响，因此必须提高无铅锡膏印刷的精度和稳定性。本课题以全自动视觉无铅锡膏印刷设备为研究对象，结合工艺流程和印刷缺陷，对设备各组成部分进行全面的误差分析，并以此提出一种整机标定和精度补偿方法，提高无铅锡膏印刷的精度和稳定性。 首先，，分析印刷设备工艺流程与印刷缺陷的关系，建立印刷设备的整机运动模型，研究设备空间坐标系之间的转化关系；重点对平台对位系统进行运动学分析，推导正解和逆解模型，研究平台奇异位形，基于蒙特卡洛法求解平台工作空间，并根据工作空间设计平台姿态运动，求解相对纠偏姿态计算式，为设备误差分析建立理论基础。 然后，对视觉对准系统、平台对位系统、升降输送系统和刮刀印刷系统进行误差分析，为设备整机标定和精度补偿提供依据。在视觉对准系统中，分析光学对准系统和相机定位系统的误差，并分析标记点识别算法，设计一种标记点识别对位比重调整方法，补偿标记点连线长度误差；对于平台对位系统，先分析运动学模型输入参数对终端姿态的影响，再建立和分析平台误差模型；升降输送系统分析升降机构与输送机构的误差；刮刀印刷系统主要研究印刷时刮刀压力的误差。 再者，设计一种整机标定方法，标定印刷设备各组成部分的误差，来达到消除粗大误差，限制随机误差，标定系统误差的目的，以此设计一种精度补偿方法，提高印刷设备的印刷精度与稳定性。 最后，通过运动学建模算法和标定算法的精度对比实验，验证两种算法的印刷精度和稳定性。实验结果表明：使用本文提出的整机标定和精度补偿方法，有效地标定了无铅锡膏印刷设备的误差，提高了无铅锡膏印刷设备的印刷精度和稳定性，对SMT行业的发展有重要的参考价值。
【关键词】：印刷精度 误差分析 整机标定 精度补偿
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TS803
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-22
• 1.1 引言10-11
• 1.2 无铅锡膏印刷设备研究现状与构成11-19
• 1.2.1 印刷设备研究现状11-14
• 1.2.2 无铅锡膏印刷设备构成14-19
• 1.3 本文研究目的与意义19-20
• 1.4 本文研究内容与组织结构20-22
• 1.4.1 主要研究内容20-21
• 1.4.2 本文组织结构21-22
• 第二章 无铅锡膏印刷设备运动与误差分析22-52
• 2.1 引言22
• 2.2 无铅锡膏印刷设备工艺与缺陷分析22-25
• 2.2.1 印刷设备工艺流程22-23
• 2.2.2 印刷设备印刷缺陷分析23-25
• 2.3 无铅锡膏印刷设备运动学建模25-32
• 2.3.1 建立整机运动模型25-28
• 2.3.2 平台对位系统运动学建模与分析28-32
• 2.4 无铅锡膏印刷设备误差分析32-51
• 2.4.1 视觉对准系统误差分析32-40
• 2.4.2 平台对位系统误差分析40-47
• 2.4.3 升降输送系统误差分析47-50
• 2.4.4 刮刀印刷系统误差分析50-51
• 2.5 本章小结51-52
• 第三章 无铅锡膏印刷设备整机标定方法研究52-63
• 3.1 引言52
• 3.2 视觉对位系统精度标定52-56
• 3.2.1 相机运动系统单轴标定52-54
• 3.2.2 图像与相机运动坐标系标定54-55
• 3.2.3 全局像素当量标定55-56
• 3.3 平台对位系统精度标定56-59
• 3.3.1 平台对位系统单轴标定56
• 3.3.2 平台对位系统运动自标定56-57
• 3.3.3 精度标定分析与误差补偿57-59
• 3.4 升降输送系统精度标定59-60
• 3.4.1 升降机构位置偏差标定59
• 3.4.2 输送机构精度标定59-60
• 3.5 刮刀印刷系统压力标定方法60-62
• 3.6 本章小结62-63
• 第四章 印刷设备标定精度补偿与实验验证63-72
• 4.1 引言63
• 4.2 印刷设备标定精度补偿研究63-68
• 4.2.1 运动轴单轴标定补偿63-64
• 4.2.2 像素当量标定补偿64-65
• 4.2.3 运动自标定纠偏算法研究65-68
• 4.2.4 刮刀压力标定补偿68
• 4.3 无铅锡膏印刷设备实验验证68-71
• 4.3.1 重复纠偏精度实验68-69
• 4.3.2 设备印刷精度实验69-71
• 4.4 本章小结71-72
• 总结与展望72-74
• 主要研究成果72-73
• 创新点73
• 研究展望73-74
• 参考文献74-78
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果78-80
• 致谢80-81
• 附件81

【参考文献】

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本文编号：263204