在印刷电路板生产中,定位孔的精度对PCB加工质量有很大影响,传统的加工方法是靠人眼直接瞄准,影响定位精度和生产速度。本文采用的光学技术和数控技术相结合是有效解决此类问题的有效途径,因此研制一种印制板光学自动找正钻孔机(俗称打靶机)有着一定的现实意义。本课题旨在将机器视觉技术结合机械制造技术和数控加工技术应用于PCB制造机器的设计研发之中,从而可以提高PCB的加工效率和精度,降低生产成本。该机器的设计制造主要由图像采集与处理、控制系统、气动系统、串口通讯和程序设计及最终的整机制造、安装、调试等几部分组成。论文主要从以下几个方面分别对该种机器的设计和生产制造做了详细的论述:文章自PCB钻床加工技术的发展现状及视觉技术的运用现状,从全局出发,提出了设计的指导思想和总体方案,阐明了机器的系统组成和框架;探讨了CCD摄像机的选择、光学镜头及图像采集卡的匹配问题,针对PCB图像受现场照明度等因素影响较大的问题,提出了光源的解决方案;论述了控制系统的结构,上位机与下位机的连接和通讯原理,论文中采用的PC机加单片机的二级控制结构提高了可靠性及精度;采用了步进电机数控技术,探讨了步进电机加减速控制及失步问题;研究分析了确定中心定位孔的算法,比较了hough变换法和质心算法各自的优缺点,并提出了结合hough变换法和质心算法各自优点的圆弧算法;阐述了上位机主程序的设计流程和变量设置,给出了主程序四个主要模块的程序流程图。从该机的制造和调试以及客户的使用反馈来看,确认本课题较好的解决了上述几个问题,所设计的机器主要性能指标如每分钟钻孔数达到70～80个,钻孔精度达到±0.02mm,通过与国内同类机器相比具有高效率、高精度、低功耗、低成本等显著优点,弥补了现行PCB加工的不足。