Elektronik malzeme montajı yapan al ve yerleştir makineleri için görüntü işleme yazılımının geliştirilmesi
Development of image processing software for electronic materials assembly builds pick and place machines
Yazar: RIDVAN SAFA HATİPOĞLU
Danışman: DOÇ. DR. MURAT CEYLAN
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Baskı devre kartları = Printed circuit boards ; Bilgisayarlı görüntüleme = Computer imaging ; Sayısal görüntü analizi = Digital image analysis

Özet:
Elektronik sektöründe faaliyet gösteren firmalar için dizgi makineleri büyük önem taşımaktadır. İlk başta insan gücüne dayalı olarak üretim yapan elektronik firmaları, teknolojinin gelişmesi ile birlikte üretim hatlarında makineler kullanılmaya başlanmıştır. Özellikle yüzey montaj teknolojisinin de gelişmesi ile üretim hatlarında insan gücünün yerini tamamen dizgi makineleri almıştır. Güncel dizgi makineleri, geleneksel sistemlere göre daha az hata yapmakta ve daha hızlı çalışmaktadırlar. 
Elektronik devre elemanlarını yerleştiren al ve yerleştir makineleri, dizgi makineleri genel başlığı altında yer almaktadır. Al ve yerleştir makinelerinin dizgi yapabilmesi için devre elemanlarının kart üzerindeki konumunun, devre kartının makine içerisindeki konumunun ve devre elemanlarının bulunduğu besleyicilerin konumunun arayüz programına aktarılması gerekmektedir. Arayüz programına aktarılan dosyalar içerisinde, devre elemanlarının kart üzerindeki referans noktaya göre merkez koordinatları bulunmaktadır. Al ve yerleştir makineleri bu merkez noktalarını kullanarak devre elemanlarını kart üzerine yerleştirmektedirler.  Devre elemanlarının besleyicilerden alınması sırasında hatalar oluşmakta ve elektronik eleman tam merkez noktasından yakalanamamaktadır. Gerçekleştirilen tez çalışmasında, al ve yerleştir makineleri için görüntü işleme teknikleri ile besleyiciden hatalı olarak yakalanan devre elemanlarının merkez noktaları tespit edilmekte ve gerekli düzeltme yapılarak düzgün dizgi işlemi gerçekleştirilmektedir. Bunlara ek olarak, devre kartının makine içerisindeki konumu da görüntü işleme teknikleri kullanılarak belirlenmektedir. 
Tez çalışmasında, devre elemanlarının merkezlerinin tespiti için iki yöntem önerilmiştir. Birinci yöntemde histogram iz düşümü ve çizgisel Hough dönüşümü kullanılmıştır. İkinci yöntemde ise dairesel Hough dönüşümü kullanılarak devre elemanının merkezi tespit edilmiştir. Elde edilen merkez noktaları ile gerçek değerler kıyaslanmış ve hata miktarları hesaplanmıştır. Önerilen yöntemler ile elde edilen hata değerleri 0,001 – 0,002 mm olarak bulunmuş olup söz konusu değerler mevcut sistem limitlerinin oldukça altındadır. Oluşturtulan arayüz ile al ve yerleştir makinesinin kontrolü sağlanmış ve devre kartının makine içerisindeki konumu görüntü işleme teknikleri ile tespit edilmiştir. Devre kartının konumunda meydana gelen kaymalar bu şekilde algılanarak düzgün dizgi işleminin gerçekleştirilmesi sağlanmıştır.

Abstract:
Assembly machines are of great importance for companies operating in electronics sector. In the first place, electronic companies that manufacture based on manpower have mechanized in production lines with the development of technology. Particularly with the development of surface mounting technology, manpower in production lines is replaced by assembly machines. Assembly machines make fewer mistakes and are working faster than conventional systems.
The pick and place machines that assembly electronic circuit elements are under the general title of the layout assembly machines. In order to assemble circuit elements of pick and place machines; it is necessary to transfer in the interface program of the position of the circuit elements on the card, the position of the circuit board in the machine and the position of the feeders in which the circuit elements are located. In the files transferred to the interface program, the circuit elements have center coordinates according to the reference point on the card.  Pick and place machines use center points to place circuit elements on the card. Pick and place machines use these center points to place circuit elements on the card. Errors occur when picking up the circuit elements from the feeders and the electronic element cannot be picked from the exact center point. In this thesis study, the center points of the circuit elements which are picked incorrectly by the image processing techniques for the pick and place machines are determined and the necessary correction is carried out to perform a proper assembling operation. In addition, the position of the circuit board is determined using image processing techniques.
In this study, two methods are proposed for the detection of the centers of the circuit elements. In the first method histogram, projection and linear Hough transform were used. In the second method, the center of the circuit element is determined using the circular Hough transform. The error amount is calculated by comparing the obtained center points and actual values. The error values obtained by the proposed methods were found to be 0.001 - 0.002 mm and the mentioned values are well below the current system limits. The interface program was created and control of the pick and place machine was provided. The position of the circuit board in the machine has been determined by image processing techniques. The shifts that occur in the position of the circuit board are detected in this way and the smooth assembly process is realized.