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