机器视觉在点胶控制上的应用研究-论文.pdf

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1、开发应用机器视觉在点胶控制上的应用研究杨飞飞张春雷李晓超刘思思(四川大学制造科学与工程学院，四川成都610065)摘要：本文介绍了把机器视觉引入到工业点胶应用中，运用视觉定位系统通过工件上的MARK点计算出工件移动后新的坐标位置，并重新确定点胶轨迹的位置，从而控制点胶设备完成点胶。实验结果表明，点胶轨迹的定位精度能达到0．02mm，从而解决了传统点胶工艺生产成本高，控制精度低，效率低下的问题。关键词：机器视觉；点胶；自动控制；定位D0I：10．3969／j．issn．1671—6396．2014．07．0151引言机的

2、几何成像模型。通过相机拍摄带有固定间距的机器视觉点胶机普遍应用于工业生产的方方面面，如PCB板邦标定板，经过标定算法的计算，可以得到高精度的测量和重定封胶、LED荧光粉点胶、汽车传感器涂胶灌装、电子线圈建结果。那么将物理世界中的点投影到摄像机上，可以用下涂胶等。随着一些元器件向微型化、高精度化方向发展，对式表示：点胶技术也提出了越来越高的要求，需要对点胶位置精度进行精确的控制。但传统的点胶工艺需要靠夹具对工件进行精il陶数，l确固定，生产成本较高、效率低下且加工精度较低。针对这种情况，我们把机器视觉引入到点胶控制行业，

3、机器视觉系作翁统的特点是提高生产产品的质量和生产的自动化程度，在一些特定的工作场合，常用机器视觉来代替人工视觉。本文的研究是基于开发一套视觉定位系统，利用CCD(工业相机)替代人工对工件进行识别定位，从而确定工件旋转偏移后新的坐标位置并控制点胶设备进行加工。2视觉系统的建立机器视觉系统的目的就是给机器或生产线添加一套视觉系统，其原理是由计算机或图像处理器来模拟人的视觉行为，从而得到所需的视觉信息。机器视觉包含机器(机械、运动、控制)和视(硬件)觉(软件)两部分。针对点胶的应用，主要由图像采集、图像处理、运动控制等部分组

4、成。主要流程为：把工件放于工作台，由治具进行简单的固定，在工件上示教出要加工的轨迹，然后控制CCD移动到工作台固定的位置，对工件进行拍照采集，选取工件上某一唯一标示(即MARK)作为图像模板并记录其基准的位置信息。当其中：(x，Y，z)为物理世界中点的坐标；(x，y，w)再次放置工件时，通过图像处理软件把基准MARK和工件为物理世界中的点映射到投影平面上的坐标；&，fy，CX，上实时MARK进行对比，找出实时MARK相对于基准cv为相机的内参数；展开该式，可发现w=Z。MARK的偏移量和旋转量，从而计算出偏移后要加工的

5、轨迹3．2定位的误差分析与补偿坐标，并经由运动控制卡控制点胶设备进行加工。图像采集由于不能保证相机绝对垂直的安装在点胶加工平台上，部分如图1所示。故点胶坐标系和图像坐标系之间存在一个角度偏差，此偏差3定位工作原理角度影响最终的加工精度，故要对其进行补偿。角度偏差的视觉定位的原理就是通过模板匹配找出实时工件位置计算方法为：首先拍着一幅图像并在其上设定基准MARK；相对于基准工件位置x、Y轴方向的偏移量及旋转量(即旋其次把基准MARK和这幅图像作对比，计算出其匹配中心转角度)，通过这三个参数计算出工件偏移后的加工坐标，位置

6、坐标(xl,y1)，然后控制点胶平台往X轴正方向移动，并经由运动控制系统驱动设各进行加工。移动尽量远的距离以保证计算精度，但不要移出相机视场；3．1相机标定移动后把基准MARK和图像做第二次对比，并记录此时的在视觉点胶应用中，为校正镜头采集图像产生的畸变；匹配中心位置坐标(x2，Y2)，则偏差角度A的计算公式为：确定物理尺寸和像素之间的换算关系；以及确定空间表面的tanA=()，2一1)÷(2一1)——(式2)几何位置与其在图像中对应点之间的相互关系，需要建立相．中国西部科技2014年7月第13卷第07期总第300期3

7、5把此角度考虑在内(以逆时针为正)，则此时的偏移量Py=((PY-Cy)×COS(△A)一(px-Cx)xsin(△A)为：+Cy)+m×AY——(式8)Dx=dx~cos,l+~×sinA——(式3)式中：Px，Pv为在加工坐标系下实时工件加工起点的x、Dy=dy~cosA-dxXsinA——(式4)Y方向的坐标；px，py为在加工坐标系下基准工件加工起点式中：Dx，By为考虑角度偏差后实时MARK相对于与的x、Y方向的坐标；cx，cy为在加工坐标系下旋转中心基准MARK的x、Y轴方向的偏移量；出，为角度偏差的坐标；

8、△A为实时MARK相对于基准MARK的旋转角度；为0时实时MARK相对于与基准MARIE的X、Y轴方向的m为像素当量，即每像素对应的毫米数：AX，△Y为实时偏移量；A为偏差角度。MARK相对于基准MARK的偏移量，单位为像素。3．3设置基准MARK点及定位加工起点m-r起点确定后，我们就可以通过之前示教的加工轨迹视觉定位就是要通过