金丝球焊机图像识别控制系统的研究

论文摘要

金丝球焊机是一个典型的光机电一体化设备,也是电子元器件封装过程中的关键设备,其性能直接影响生产器件的性能、生产效率和产品合格率。如今中国的IC产业正在迅速壮大,但是封装设备——自动金丝球焊机几乎完全依赖进口,目前国内主要生产手动型（无图像识别定位功能）金丝球焊机。通过增加图像识别控制系统、对手动型金丝球焊机进行自动化改进,将有利于提高我国IC设备的竞争力,提高IC制造能力,具有现实意义。 本文对国内某著名手动金丝球焊机进行自动化改进,增加了控制工作台和图像识别系统。在改进过程中,主要完成了以下几个方面的工作: （1）金丝球焊机图像识别控制软件系统的开发 论文结合改进后金丝球焊机的特点开发了图像识别控制软件系统,实现了焊接过程中的自动控制。整个图像识别控制系统具有操作简单、界面友好、汉化显示、故障报警等特点。 （2）工作台的机构设计与运动控制的研究 结合要改进的金丝球焊机的小位移、高速度、高精度的特点,论文采用了步进电机带动凸轮、凸轮驱动X-Y导轨移动的凸轮机构,实现了自动金丝球焊机的精确机械定位,具有结构简单、成本低廉、精度合适的特点。 （3）系统的硬件设计和组态 论文构建了图像处理子系统、运动控制子系统,并通过工业控制计算机对两个子系统进行控制。基于计算机并口设计了I/O电路,完成了金丝球焊机和工业控制计算机间的信号传递。 （4）图像匹配算法的研究 图像匹配是整个金丝球焊机图像识别控制系统的关键,匹配的速度、精度直接影响整个机器的性能。通过学习数字图像处理理论,在参考各种匹配算法的基础上,本文采用了二次梯形分层搜索的序贯相关判决算法作为MIL匹配算法的补充。 （5）工作台控制算法的研究

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• CONTENT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 IC产业的地位
• 1.1.2 我国IC生产设备现状
• 1.2 金丝球焊机研究现状
• 1.2.1 IC制造工艺简介与金丝球焊机在IC制造中的地位
• 1.2.2 金丝球焊机组成及其研究现状
• 1.2.3 金丝球焊机关键技术的现状
• 1.3 论文要做的工作
• 第二章 工作台控制机构的设计计算
• 2.1 引言
• 2.2 工作台控制机构的设计
• 2.2.1 原手动金丝球焊机的动作特点
• 2.2.2 方案设计
• 2.2.3 控制机构的三维建模
• 2.3 步进电机的选择与凸轮的设计计算
• 2.3.1 凸轮的设计计算
• 2.3.2 步进电机的选择
• 2.4 凸轮CAD／CAM
• 2.4.1 在VC 6.0下开发AutoCAD凸轮廓线绘制命令
• 2.4.2 绘制凸轮工程图
• 2.4.3 凸轮NC加工
• 第三章 系统的硬件设计与组态
• 3.1 硬件系统的组成
• 3.2 图像采集子系统
• 3.3 运动控制子系统
• 3.4 I／O电路设计
• 3.4.1 I／O信号的地址分配
• 3.4.2 I／O驱动电路设计
• 第四章 图像匹配算法与工作台控制算法
• 4.1 图像前期处理
• 4.1.1 图像预处理
• 4.1.2 图像增强
• 4.2 模式匹配算法的选择
• 4.2.1 当前流行的匹配算法
• 4.2.2 二次梯形分层搜索的序贯相关判决算法
• 4.3 工作台控制算法的推导
• 4.3.1 工作台—屏幕图像运动特点
• 4.3.2 光机标定
• 4.3.3 工作台控制算法
• 第五章 软件系统设计
• 5.1 引言
• 5.2 基于MS-DOS6.22的Watcom C／C++简介
• 5.3 软件总体设计
• 5.3.1 程序功能分析
• 5.3.2 程序流程设计
• 5.4 软件系统详细设计
• 5.4.1 劈刀位置标定
• 5.4.2 特征模板选取和焊点定义
• 5.4.3 将屏幕焊点移到焊接位置的方法
• 5.4.4 焊接工艺分解及焊接流程设计
• 5.4.5 制定搜索策略
• 5.4.6 人机界面设计
• 5.5 故障分析与处理
• 5.6 本章小节
• 总结与展望
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文
• 独创性声明
• 致谢