基于视觉引导的手机指纹模组自动装配研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bbc118
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手机指纹模组是指纹技术应用最广泛的实例之一,主要的功能包括自动支付、解锁屏幕和安全管理。目前指纹模组装配大都是依靠人工先对手机壳体的胶路进行肉眼检测,再装配指纹模组与手机壳体,这样不仅效率低而且容易刮胶导致产品不良。随着依靠于工业机器人的装配技术和机器视觉技术的高速发展,利用自动装配系统代替人工操作可以有效的解决上述的不足。本课题对指纹模组装配系统进行研究,提出了指纹模组装配系统方案,建立了运动控制系统,设计了相关的图像处理算法,并进行了实验分析。针对指纹模组自动装配功能需求,提出了基于机器视觉的自动装配系统方案。根据指纹模组自动装配的技术要求和所应具备的功能,进行装配工艺流程的设计,确定系统的总体结构方案。对移载模块和折弯模块进行结构设计,搭建视觉检测平台保证图像采集。根据运动控制系统的功能需求,确定了以PLC和RC90为主运动控制器的方案,完成移载和折弯模块运动控制硬件选型,并根据装配工艺需求进行运动控制流程设计。提出了机器人与PLC的I/O通讯、机器人与视觉检测系统的TCP/IP通讯。为了保证视觉检测精度,进行工业相机与机器人的手眼标定。针对装配前的AOI检测,首先通过图像滤波处理和改进的模板匹配进行胶路的定位,胶路的细化则是通过仿射变换完成,然后利用连通域面积计算完成胶路检测。装配矫正则是利用改进的模板匹配算法完成手机壳体的定位,通过灰度变换以及连通域标记进行指纹模组区域提取。采用索贝尔算子进行边缘检测后,通过Ramer算子完成轮廓分割,解决了特征圆弧段的提取问题,最后通过最小二乘法拟合圆进行指纹模组定位,工业机器人根据这些信息进行矫正,实现准确的装配。基于以上的工作内容,进行了指纹模组装配系统相关的验证性实验测试,包括手眼标定的实验和精度分析、关键轴的重复定位精度以及自动装配系统图像处理的实验测试分析。实验结果表明本课题所设计的指纹模组自动装配系统能够满足设计需求。
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