柔性電路板智能對位裝置的研究與開發(fā).pdf

1、近年來隨著智能化電子產(chǎn)品和設備的迅速發(fā)展，柔性電路板(FPC)的應用范圍越來越廣闊。在柔性電路板的生產(chǎn)過程中，對位是其關鍵技術環(huán)節(jié)，本文針對自動化對位的生產(chǎn)需求，進行了深入的研究。開發(fā)出了基于機器視覺的智能對位裝置，包括機械、運動控制和視覺系統(tǒng)。在開發(fā)出的裝置上進行了大量的實驗，分析驗證了裝置的精度、速度以及穩(wěn)定性。全文取得的研究成果如下:
　　(1)針對柔性電路板的特性，設計了柔性電路板智能對位系統(tǒng)的總體方案，包括機械系統(tǒng)、控制

2、系統(tǒng)、視覺系統(tǒng)三個子系統(tǒng)。機械系統(tǒng)設計了基于伺服電機和步進電機的三坐標平臺，并針對FPC的柔軟輕薄的特性，設計了真空吸附裝置，完成FPC的抓取和放置，減少了對FPC的機械損傷;控制系統(tǒng)采用了運動控制卡對電機進行控制，高效精準的完成了對FPC的一系列對位動作;視覺系統(tǒng)對相機、鏡頭、光源及其照明方式進行了詳細的研究，根據(jù)技術指標和裝置相關內外環(huán)境，選擇出了相機、鏡頭、光源的型號，結合照明方式進行了裝置的整體搭建。
　　(2)對采集圖像

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

4、不僅執(zhí)行效率高，而且可以直接檢測到端點坐標，便于計算FPC的偏移角度。
　　(4)設計了柔性電路板智能對位的軟件系統(tǒng)，使用Sapera LT軟件庫和OpenCV函數(shù)庫進行圖像的采集和處理;在運動控制方面使用了API函數(shù)中的定時器，對不同運動動作設置相關標志位，通過定時器掃描運動狀態(tài)標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。大量的實驗驗證表明，系統(tǒng)對位誤差不超過:±0.06mm，角度誤差不超過0.0016rad，速度為3