自动模板印刷机精密对位系统的设计与研究

论文摘要

随着自动模板印刷机在消费电子、汽车电子等产品的自动化生产线上的广泛应用,以及电子产品的小型化、薄型化、轻量化和便携化的发展趋势,都要求自动模板印刷机具有高精度,高效率,高稳定性,智能化等性能。本文立足于自动模板印刷机更好的满足未来高精度小尺寸元件的生产需求,以机器视觉、图像处理、模式识别等人工智能理论和现代控制理论为基础,对自动模板印刷机的视觉对位系统、印刷后检测系统和位置控制系统分析与研究,并通过实验验证设计方案的可行性。论文的研究内容包括:首先,精密对位系统的设计与研究,首先介绍精密对位系统工作原理,针对自动模板印刷机所特有的电路板图像,进行分析比较几种传统的图像匹配算法,并根据实际情况对其算法进行改进,提出针对印刷机的精密视觉对位算法,试验证实了改进后算法的优越性。其次,印刷后检测系统的设计与研究,本文利用图像分割和图像特征提取技术对特征区域进行分割和特征提取的研究。针对各种印刷缺陷情况,本文提出了相应的图像检测算法,并经过实验验证取得了良好的检测效果。最后,调整平台的运动学和动力学分析与研究,对工作平台的机械结构的介绍,分析平台的自由度,并对平台进行运动反解、动力学分析,平台建模,最后对工作平台进行可控性与可观性分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的来源及意义
• 1.2 研究的目的和意义
• 1.3 国内外在该方向的研究现状及分析
• 1.3.1 国外研究现状
• 1.3.2 国内研究现状
• 1.4 本课题主要内容
• 第2章 自动模板印刷机系统分析与设计
• 2.1 前言
• 2.1.1 漏印模板印刷法的基本原理
• 2.1.2 印刷机的主要技术指标
• 2.1.3 印刷机系统结构设计
• 2.2 视觉对位及检测模块的设计
• 2.2.1 视觉对位及检测原理
• 2.2.2 视觉对位及检测基本方法
• 2.3 共平面精密动平台的设计
• 2.3.1 共平面精密动平台的结构和特点
• 2.3.2 共平面精密动平台的优点
• 2.4 本章小结
• 第3章 基于视觉的精密对位系统设计与算法研究
• 3.1 前言
• 3.2 精密对位系统的工作原理
• 3.3 基于灰度的图像匹配方法
• 3.3.1 图像匹配预处理
• 3.3.2 改进后的序贯相似算法
• 3.4 基于特征的图像匹配方法
• 3.4.1 归一化转动惯量
• 3.4.2 Hough变换检测法
• 3.4.3 形状分析法
• 3.4.4 新型亚像素圆检测
• 3.5 改进后的精密视觉对位算法
• 3.5.1 制作模板
• 3.5.2 粗模板匹配
• 3.5.3 轮廓特征图像匹配
• 3.6 精密视觉对位软件
• 3.7 实验验证
• 3.8 本章小结
• 第4章 印刷后检测系统设计与算法研究
• 4.1 前言
• 4.2 特征区域分割研究
• 4.3 特征区域边缘特征提取
• 4.4 印刷后焊膏覆盖率检测
• 4.4.1 焊盘信息的获取
• 4.4.2 印刷后信息的获取
• 4.5 印刷后偏位检测
• 4.5.1 矩形焊盘检测
• 4.5.2 圆形焊盘（BGA）检测
• 4.6 实验验证
• 4.7 本章小结
• 第6章 调整平台运动学和动力学分析与研究
• 5.1 前言
• 5.2 工作平台的自由度分析
• 5.3 工作平台的运动学分析
• 5.3.1 平台的角度旋转
• 5.3.2 平台的平移运动
• 5.3.3 平台的奇异性分析
• 5.4 工作平台的动力学分析
• 5.5 可控性与可观测性分析
• 5.5.1 可控性分析
• 5.5.2 可观测性分析
• 5.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢