利用機器視覺實現(xiàn)刀面磨損的自動化測量

摘要
本文研究的目的是利用微型鉆孔機的視覺系統(tǒng)來建立一個自動化刀面磨損測量計劃。對一個10層印刷電路板（ PCB ）孔鉆探測后通過微型鉆孔機捕取圖像。計算機采集系統(tǒng)得到的圖像評價和驗證了該模型。邊緣檢測是通過提取邊界，以對邊緣點，其中包括提高和下降的邊緣，計算出高度的切割機。計算刀面磨損面積、平均刀面磨損高度、和最大磨損高度，利用這種方法來評價刀具壽命。實驗結(jié)果表明，在微型鉆孔機PCB生產(chǎn)中所提出的自動化磨損測量方案是可靠而有效的。 2006年Elsevier公司保留所有權(quán)利。
關(guān)鍵詞：微型鉆孔機 ;機器視覺;刀面磨損測量;邊緣檢測;圖像處理;印制板
1 、導(dǎo)言
測量磨損的微型鉆孔機（直徑0.3-0.02毫米），在印刷電路板（ PCB ）的生產(chǎn)中是很重要的。而隨著開始磨損，切削力的增加與溫度的升高，就加速了刀身的化學(xué)反應(yīng)與鉆穿，造成鉆子質(zhì)量的迅速惡化[1]。在印刷電路板制造中， 一臺破舊微型鉆孔機會損害表面質(zhì)量和鉆孔的尺寸。刀具磨損不僅直接降低了部分幾何精度，同時也增加了切削力。微型鉆孔機的原理圖其特點見圖1。切割平面（也稱第一面或唇救濟平面）在第一面中切削刃和橫刃是兩個重要的刀刃。中心點是第一個與材料表面接觸的點，切削刃是切削材料的主要刀刃。橫刃是微型鉆孔機的2個主要刀刃的平面相交的那條線。他們除去材料是通過擠壓和削減處于高度的負前角。此外，對于規(guī)模較小的直徑，各鉆井參數(shù)，如網(wǎng)上厚度，點角，主軸轉(zhuǎn)速，進給，還需要進一步分析?；乜s率的效果也與切削壽命也有關(guān)。

圖1 微型鉆孔機的原理圖
許多研究者已用各種傳感器，聲學(xué)發(fā)射（ AE ） [ 5 ] ，測功機[ 6 ] ，振動[ 7 ] ，超聲波振動[ 8 ] ，電機主軸轉(zhuǎn)速和功率及功率消耗[ 14 ]監(jiān)察鉆穿。林和丁[ 3 ]使力信號與后刀面磨損及其他切削參數(shù)之間建立了關(guān)系，當銅合金鉆井時。埃爾通克和羅帕諾[ 4 ]制定了一個決策融合中心算法，它結(jié)合了產(chǎn)出的個別方法，為磨損狀況做了一個全球性的決定。李等人。 [ 10 ]介紹了一種混合學(xué)習(xí)方法：讓切削振動的特征和刀具磨損的情況之間相互聯(lián)系。幾個研究人員曾檢查過用于測量刀具磨損的機器視覺的使用方法。例如，鎳等 [ 11 ]介紹了加工性能的高速鋼麻花鉆被離子滲氮才可申請物理氣相沉積TiN涂層，