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基于机器视觉的微装配系统

作　者: 李洪武
导　师: 左铁钏；陈涛
学　校: 北京工业大学
专　业: 光学工程
关键词: 机器视觉 微装配 伺服 远程调试
分类号: TN405
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 232次
引　用: 3次
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内容摘要


本论文以面向微器件装配为背景,详细阐述了集机器视觉、伺服系统、微动平台、远程调试等技术于一体的微器件装配系统的原理和构成。论文主要内容包括以下几个方面:1.概述了本课题的提出背景,对于当前世界先进微装配系统进行了研究,分析了本课题的可行性。2.对于微器件在高倍放大后,视场范围小,不易查找等问题,提出了机器视觉代替人工操作的概念以及设计过程,并对微器件查找原理进行了介绍和实现过程的分析。3.针对微器件的主要作用力是范德华力的情况,对微器件的提取和释放进行了作用力分析,提出了工作台微负压和真空吸管互相作用,提高微器件的拾取和释放的可靠性。4.具有远程调试功能,可以根据网络的情况选择文本调试方式或者图像模式的调试方式,提高了系统的适用性。5.采用VC++进行软件的编程,提供了友好的用户界面,参数设置方便快捷,系统使用容易上手。本课题采用理论与实践相结合的研究方法,通过实际测试中反馈的问题或者情况,及时调整硬件组成和软件编程,使得软件更具有健壮性。随着微装配系统的研制成功,它提供了一条通过视觉反馈,在大位移电动平台中实现微器件的精密定位和装配的通道,而且通过集成的远程调试技术,使得足不出户就可以远程调试微装配系统,为微装配系统在不同环境下的应用提供了更大的可能性。通过实际的测试,本微装配系统能够很好的完成微器件的精确定位和一些简单的装配工作,为后续微装配的研究提供了可能。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-15
  1.1 课题背景及其理论与实际意义  9
    1.1.1 本课题背景  9
  1.2 国内外研究状况  9-11
    1.2.1 日本的研究进展进展情况  9-10
    1.2.2 欧美的研究进展情况  10-11
    1.2.3 国内的研究进展情况  11
  1.3 微装配需要考虑的主要因素  11-13
  1.4 本课题来源及主要研究内容  13
  1.5 本课题的意义  13-14
  1.6 本章小结  14-15
第2章 机器视觉微装配系统的总体设计  15-21
  2.1 系统总体方案构成  15-17
    2.1.1 伺服控制系统  15-16
    2.1.2 光学立体显微镜与图像采集系统  16-17
    2.1.3 微器件拾取系统  17
    2.1.4 人机界面和软件设计  17
  2.2 机器视觉微装配系统主要环节的实现选择  17-19
    2.2.1 微器件的拾取系统的选择  17-18
    2.2.2 微器件定位方式的选择  18-19
  2.3 本章小结  19-21
第3章 微装配系统的硬件设计与实现  21-29
  3.1 系统硬件的总体设计  21
  3.2 图像采集系统的硬件构成  21-22
  3.3 伺服系统的硬件组成  22-26
    3.3.1 系统硬件结构  22-23
    3.3.2 系统保护开关结构  23-24
    3.3.3 驱动器与伺服（或者步进）马达的连接  24-26
  3.4 微器件拾取的硬件电路的组成  26
  3.5 控制系统主要硬件的选型  26-27
  3.6 本章小结  27-29
第4章 微装配系统的软件设计与实现  29-63
  4.1 系统软件的总体设计  29
  4.2 伺服控制软件的设计  29-33
    4.2.1 伺服运动控制卡的初始化  29-31
    4.2.2 伺服运动的控制界面与参数设置  31-32
    4.2.3 伺服运动方式的控制  32-33
  4.3 机器视觉软件的设计  33-47
    4.3.1 微器件图像采集的工作过程及原理  34
    4.3.2 图像处理整体过程  34-35
    4.3.3 图像采集参数设置界面  35-37
    4.3.4 图像采集卡初始化  37-40
    4.3.5 图像采集回调的实现  40
    4.3.6 图像处理  40-43
    4.3.7 微器件的自动查找与定位  43-46
    4.3.8 图像识别、处理以及微器件的定位总体调用  46-47
  4.4 远程调试软件的设计  47-61
    4.4.1 C/S 远程维护调试系统基本结构和实现方法  48
    4.4.2 通信连接的建立  48-51
    4.4.3 文本方式的数据通信  51-52
    4.4.4 图像方式的通信  52-61
  4.5 本章小结  61-63
第5章 实验与分析  63-73
  5.1 图像处理与识别实验  63-67
  5.2 微器件定位、吸取实验  67-69
  5.3 远程控制实验  69-71
  5.4 简单微器件装配实验  71-72
  5.5 本章小结  72-73
结论  73-75
参考文献  75-79
攻读学位期间发表的学术论文  79-81
致谢  81

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 微电子学、集成电路（IC） > 一般性问题 > 制造工艺
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