ARM嵌入式PCB组件焊点图像采集平台设计与图像采集方法的研究

摘要

表面组装技术(SMT)是现代电子先进制造技术非常重要的组成部分之一。近些年来,随着科技的进步,SMT得到了飞速的发展,SMT已经在各行各业的电子产品生产和组装过程中得到广泛应用。其中,电子元器件小型化、管脚细间距化和电子产品微型化的发展,对SMT提出了更高的要求,尤其是对SMT产品的质量检测增加了更大的难度。由于焊点质量是影响SMT产品可靠性的关键因素,因此,提高焊点组装质量是保障SMT产品质量的有效手段之一。在元器件焊接后,通过焊点图像采集、图像处理、信息比对,及时检测和发现焊点质量问题,并根据引起缺陷原因对组装工艺参数进行及时合理的调整,有利于保证和提高SMT产品的合格率。而采集焊点图像是焊点组装质量检测过程的首要任务,是获取有效焊点信息的关键环节。　　目前焊点图像的采集主要包括:PCB组件全景图像采集,逐个区域焊点遍历采集。后者不但要完成图像的采集工作,还要解决区域聚类划分、摄像机定位、路径优化等问题,相对前者具有很高的复杂度。本课题针对后者,以非接触 AOI测量技术为依托,运用机器视觉和嵌入式平台,聚类算法和粒子群算法为理论依据和获得有效焊点图像为目的,探讨了一种基于 ARM嵌入式平台的 PCB组件焊点图像采集的有效方法。　　在本课题的研究过程中,首先对聚类算法和粒子群算法进行深入研究和分析,并进行数学建模、为图像采集的区域聚类划分、摄像头定位和路径优化的实现奠定了理论基础。然后根据光学原理和焊点形状的特殊性对照明系统进行研究,确定了照明系统光源的选择和照明模式的制定。最后详细说明搭建ARM嵌入式软硬件系统各模块的关键步骤,运用UDP网络为手段把采集到的焊点图像传输到PC机显示。通过实验说明本课题所研究的 PCB组件焊点图像采集方法的可行性,稳定性和高效性,为后续研究工作和工程化应用打下基础。

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第一章 绪论

§1.1论文研究背景和意义

§1.2 国内外研究现状

§1.3总体研究思路

§1.4本课题主要研究目的、内容及学术价值

§1.5论文的主要内容安排

第二章 SMT焊点质量检测技术与嵌入式技术概述

§2.1 SMT焊点质量检测技术概述

§2.2嵌入式系统概述

§2.3本章小结

第三章 焊点图像采集路径优化算法研究

§3.1图像采集路径优化问题分析

§3.2图像采集路径优化算法分析

§3.3图像采集路径优化问题解决方法

§3.4路径优化结果分析比较

§3.5本章小结

第四章 硬件系统设计

§4.1硬件系统总体设计

§4.2 系统核心模块

§4.3图像采集模块

§4.4二维云台驱动设计

§4.5本章小结

第五章 系统软件设计

§5.1 嵌入式软件概念与特点

§5.2 嵌入式软件组成与策略

§5.3 操作系统层软件设计

§5.4 驱动程序移植

§5.5应用软件层程序设计

§5.6本章小结

第六章 实验验证

§6.1目标机相关软件的下载

§6.2宿主机相关软件配置

§6.3实验结果与分析

§6.4本章小结

第七章 总结与展望

§7.1本课题研究中完成的主要工作

§7.2研究展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间研究成果

附录