陳東強(qiáng)，彭亞濤，金戈

（廈門理工學(xué)院 電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院，福建 廈門 361024）

印刷電路板作為電子產(chǎn)品制造的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，廣泛應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品中。隨著PCB板的需求量增大，需要提高PCB板的生產(chǎn)效率。在PCB板生產(chǎn)過(guò)程中，需要人工對(duì)PCB板加工，這種操作雖然對(duì)生產(chǎn)設(shè)備要求簡(jiǎn)單，但缺點(diǎn)明顯，即勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作效率低，且人工操作的出錯(cuò)率很高。隨著市場(chǎng)對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高，這種人工加工PCB板的方法越來(lái)越不適應(yīng)現(xiàn)代化大規(guī)模生產(chǎn)。因此，設(shè)計(jì)一種能夠替代人工加工的自動(dòng)PCB板打孔機(jī)勢(shì)在必行。

本文通過(guò)數(shù)字圖像處理技術(shù)采集PCB板圖像上的孔位坐標(biāo)，由圖像的孔位坐標(biāo)計(jì)算實(shí)際孔位坐標(biāo)，完成PCB板定位要求。在運(yùn)動(dòng)控制模塊設(shè)計(jì)方面，使用上位機(jī)將實(shí)際孔位坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成一定規(guī)律的格式并傳輸給下位機(jī)，通過(guò)STM32單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)，控制其鉆頭移動(dòng)，從而完成自動(dòng)PCB板打孔工作。

1 基于STM32的印刷板打孔機(jī)工作原理

在自動(dòng)PCB打孔機(jī)工作時(shí)，要先將預(yù)先采集的PCB圖像進(jìn)行處理后得到一系列需要打孔的位置信息，再通過(guò)串口通信將這一系列的位置信息發(fā)送給由三軸步進(jìn)電機(jī)以及STM32單片機(jī)所組成的下位機(jī)，STM32單片機(jī)在得到位置信息后執(zhí)行指令，控制步進(jìn)電機(jī)移動(dòng)到指定位置，再啟動(dòng)鉆頭進(jìn)行打孔動(dòng)作，其原理圖如圖1所示。

圖1 基于STM32的印刷板打孔機(jī)工作原理

文章按照下述部分展開(kāi)論述：

⑴通過(guò)使用高精度的CCD攝像頭采集需要加工的PCB線路板的圖像，在獲取清晰度足夠的圖像后，對(duì)圖像采用圖像去噪、圖像二值化、興趣域提取等方法處理，獲取待加工的PCB線路板上需要打孔的位置信息。

⑵通過(guò)上位機(jī)對(duì)得到的位置信息進(jìn)行處理，將簡(jiǎn)單的X、Y坐標(biāo)形式的位置信息轉(zhuǎn)換為增量坐標(biāo)，并且使用一定規(guī)律的通行格式，將移動(dòng)、停止、打孔等命令用簡(jiǎn)單的字母或者符號(hào)代替，發(fā)送給下位機(jī)。減少發(fā)送數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度，使得收發(fā)數(shù)據(jù)的速度更加快捷，處理起來(lái)更加方便。

⑶對(duì)下位機(jī)進(jìn)行編程，以與上位機(jī)同樣的通行格式對(duì)收到的指令進(jìn)行解讀，并進(jìn)行該指令所包含的所有命令。通過(guò)控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)，控制鉆頭在印刷機(jī)X軸、Y軸上快速移動(dòng)到打孔位置，再控制Z軸，使鉆頭可以上下移動(dòng)進(jìn)行打孔操作。

2 印刷板打孔定位設(shè)計(jì)

2.1 圖像采集

通過(guò)使用高精度的CCD攝像頭對(duì)圖像進(jìn)行采集，可以得到清晰度高，光照均勻，像素精度高的圖像（圖2）。

圖2 正常PCB板圖像

正常的PCB板圖像傳輸?shù)缴衔粰C(jī)后，在圖像分析處理時(shí)，有利于后期的圖像處理中漏孔的概率，以及減少圖像運(yùn)算的數(shù)據(jù)的大小。

2.2 圖像處理

在圖像處理方面采用MATLAB的圖像處理工具箱，利用其強(qiáng)大的功能與完善的支持庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了利用軟件對(duì)PCB過(guò)孔點(diǎn)自動(dòng)識(shí)別的功能。

2.2.1 圖像預(yù)處理

彩色圖像是由三個(gè)不同的分量組成，對(duì)彩色圖像處理時(shí)，我們往往需要對(duì)三個(gè)通道依次處理，時(shí)間消耗會(huì)很大，為了減少系統(tǒng)處理圖像的時(shí)間，需要減少所需處理的數(shù)據(jù)量，因此，我們將圖像灰度化，將三通道的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為單通道的數(shù)據(jù)（圖3）。

圖3 灰度處理后的PCB圖像

MATLAB中使用的是加權(quán)平均值法對(duì)圖像進(jìn)行灰度處理，該函數(shù)的調(diào)用格式為：

2.2.2 使用OTSU（大津法）處理圖像

OTSU法用于對(duì)圖像進(jìn)行二值化處理[1]。其原理是利用閾值將圖像分割位2個(gè)部分，即前景與背景，并且通過(guò)閾值的取值使得前景與背景的類間方差最大，保證了圖像的分離性最大。

假設(shè)i為分離圖像前后景的閾值。將圖像分離后后可得到被分離的前、后景與整圖像的面積以及整幅圖像。先通過(guò)計(jì)算得到前景、后景的面積比θ1、θ2為：

式中G為圖像的灰度級(jí)。通過(guò)計(jì)算出面積比可以進(jìn)一步計(jì)算出整幅圖像、前景、后景的平均灰度為：

整幅圖像與前、后景的平均灰度值的關(guān)系為：

當(dāng)整幅圖像被根據(jù)閾值i分隔開(kāi)之后，前后景與整體圖像之間的平均灰度也相差較大，這種差異可以通過(guò)區(qū)域間的方差有效地描述出來(lái)，其表達(dá)式為：

將其改寫為與閾值i相關(guān)的函數(shù)，可寫成：

圖4 二值化后的圖像

通過(guò)圖像的二值化，使得圖像變得簡(jiǎn)單，而且數(shù)據(jù)量減小，能凸顯出PCB板所需打孔的輪廓（圖4）。

2.2.3 使用形態(tài)學(xué)運(yùn)算剔除孤立點(diǎn)

圖像上的孤立點(diǎn)可能在圖像采集、量化等過(guò)程中產(chǎn)生，也可能在傳輸過(guò)程中產(chǎn)生。噪聲的存在極大地干擾了圖像的信息。對(duì)于圖像的后繼處理和分析都有影響。因此，需要對(duì)二值化后的圖像進(jìn)行剔除孤立點(diǎn)，避免其對(duì)圖像識(shí)別產(chǎn)生干擾，以及促進(jìn)其他處理環(huán)節(jié)性能的提升。

采用的MATLAB軟件中提供的形態(tài)學(xué)運(yùn)算消除圖像的孤立點(diǎn)有2種方式。第1種是腐蝕濾波，在去除圖像孤立點(diǎn)的同時(shí)，同時(shí)會(huì)對(duì)圖像形狀產(chǎn)生影響；第2種是開(kāi)運(yùn)算，與前者相比，速度上多了一個(gè)膨脹運(yùn)算時(shí)間，但對(duì)圖像形狀影響不大。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，需要對(duì)圖像形狀進(jìn)行識(shí)別，本文采用形態(tài)學(xué)運(yùn)算中的開(kāi)運(yùn)算去除圖像孤立點(diǎn)（圖5）。

圖5 形態(tài)學(xué)運(yùn)算流程圖[3]

⑴構(gòu)造結(jié)構(gòu)元素

首先需要通過(guò)使用strel指令構(gòu)造一個(gè)結(jié)構(gòu)元素，在本文中構(gòu)造的是一個(gè)由結(jié)構(gòu)原點(diǎn)到最遠(yuǎn)距離為7的菱形結(jié)構(gòu)，對(duì)應(yīng)程序?yàn)椋篠E1=strel('diamond',7)，所得到的結(jié)構(gòu)元素為（圖6）：

圖6 構(gòu)造所得結(jié)構(gòu)元素

⑵膨脹運(yùn)算

從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，形態(tài)學(xué)運(yùn)算為兩個(gè)函數(shù)之間的邏輯運(yùn)算。假設(shè)此時(shí)待運(yùn)算圖像的函數(shù)為f(x,y)，結(jié)構(gòu)元素的函數(shù)為b(x,y)，膨脹運(yùn)算的算法即f b。其運(yùn)算公式為：

使用膨脹進(jìn)行形態(tài)學(xué)運(yùn)算，會(huì)將結(jié)構(gòu)元素與圖像中的所有像素進(jìn)行對(duì)比，以填補(bǔ)圖像中的微小空洞，使有圖像部分的面積更大（圖7）。

圖7 膨脹運(yùn)算前后圖像對(duì)比

2.3 規(guī)定PCB板邊界及找出標(biāo)記點(diǎn)

2.3.1 規(guī)定PCB板邊界

由于通過(guò)CCD攝像頭所采取到的圖像包含一部分拍照背景，在處理過(guò)程中，如果拍照背景也被規(guī)定在處理范圍內(nèi)會(huì)造成2點(diǎn)影響：一是圖像信息更多，運(yùn)算量更大；二是背景中可能存在干擾，會(huì)影響后期圖像篩選識(shí)別的過(guò)程。同時(shí)，在采集圖像中因?yàn)橛泄庹盏挠绊懀瑔渭兺ㄟ^(guò)OTSU法采集到的圖像會(huì)出現(xiàn)部分內(nèi)容缺失的情況。所以在此時(shí)，為了能夠準(zhǔn)確地找出所有需要處理的圖像信息，需要通過(guò)找出圖像的邊界，來(lái)規(guī)定后期處理中需要處理的圖像的全部范圍。

將其4個(gè)邊角的坐標(biāo)記錄下來(lái)，如圖8所示，方便在進(jìn)一步對(duì)線路板上的打孔點(diǎn)定位時(shí)縮小查找范圍，提高運(yùn)算速度和精度。

圖8 對(duì)PCB線路板的邊角進(jìn)行標(biāo)記

為了實(shí)現(xiàn)通過(guò)圖像定位得到PCB線路板上的所有打孔點(diǎn)坐標(biāo)，需要在圖像上建立一個(gè)由X、Y構(gòu)成的兩軸坐標(biāo)系?；谶@個(gè)兩軸坐標(biāo)系將所有的打孔點(diǎn)的定位坐標(biāo)以(x,y)的形式標(biāo)記出來(lái)，如圖9。通過(guò)在PCB線路板上預(yù)設(shè)了四個(gè)孔徑為5.0mm的八角形孔作為建立X、Y坐標(biāo)的基準(zhǔn)點(diǎn)。

圖9 通過(guò)標(biāo)記點(diǎn)構(gòu)建坐標(biāo)系

2.3.2 打孔點(diǎn)定位及坐標(biāo)提取

為了提取到所有打孔點(diǎn)的坐標(biāo)，需要對(duì)圖像進(jìn)行邊緣檢測(cè)，以方便確定所有打孔點(diǎn)的位置以及形狀，便于與其他線路板上的元件以及標(biāo)識(shí)進(jìn)行區(qū)別，提高了篩選的精確度，確保能夠?qū)崿F(xiàn)盡量多的篩選出統(tǒng)一規(guī)格的打孔點(diǎn)。

2.3.2.1 使用Canny算子進(jìn)行邊緣檢測(cè)

Canny邊緣檢測(cè)算子主要應(yīng)用于多級(jí)的邊緣檢測(cè)。其算法的目的是找到一個(gè)邊緣檢測(cè)算法的最優(yōu)情況，具體體現(xiàn)在：⑴算法要求實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像中的邊緣的標(biāo)識(shí)最大化；⑵算法要求識(shí)別出的圖像邊緣與原圖像中的圖像邊緣要盡可能接近；⑶對(duì)同一圖像的邊緣只標(biāo)識(shí)一次，避免重復(fù)響應(yīng)[5]。相對(duì)于其他在邊緣檢測(cè)中用到的微分算子來(lái)言，Canny算子的優(yōu)化程度是相當(dāng)高的，其應(yīng)用程度也十分廣泛。

首先先對(duì)圖像進(jìn)性平滑處理。Canny算子使用的濾波器為一維的高斯函數(shù)G(x)，通過(guò)分別從行與列上對(duì)原始圖像f(x,y)進(jìn)行卷積運(yùn)算，以此平滑圖像，得到平滑后的圖像函數(shù)I(x,y)[6]。

其中τ為高斯函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差，通過(guò)它來(lái)控制圖像平滑程度。

接著通過(guò)使用2×2 鄰域的一階偏導(dǎo)的有限差分計(jì)算平滑圖像I(x,y)的梯度的幅值以及方向。

即

其中M(x,y)梯度幅值，H(x,y)為梯度方向，kx和ky分別為I(x,y)被行濾波器fx和列濾波器fy作用后的結(jié)果[7]。

接著使用一個(gè)3×3的鄰域?qū)μ荻确礛(x,y)的點(diǎn)進(jìn)行運(yùn)算，如果該鄰域中心點(diǎn)的梯度幅值大于其他點(diǎn)，則判斷當(dāng)前鄰域中心為邊緣點(diǎn)，反之則為非邊緣點(diǎn)。

圖10 Canny算子進(jìn)行邊緣檢測(cè)（反色圖）

最后通過(guò)使用雙閾值法處理圖像，采用高、低兩個(gè)閾值對(duì)圖像進(jìn)行分割。其中高閾值分割得出的圖像T1(i,j)應(yīng)當(dāng)不含有假邊緣，但輪廓可能有間斷。通過(guò)雙閾值法，可以將T1(i,j)的邊緣連接起來(lái)，形成輪廓。同時(shí)，該算法還可以在低閾值分割出的圖像T2(i,j)的8鄰域位置上尋找可以連接圖像T1(i,j)輪廓的邊緣。通遞歸跟蹤的算法，不斷完善圖像T1(i,j)的輪廓，最終得到期望的結(jié)果[8]（圖10）。

2.3.2.2 遍歷圖像得到打孔點(diǎn)坐標(biāo)

在得到PCB線路板的輪廓圖之后，使用閾值分割的方法，通過(guò)對(duì)閾值進(jìn)行設(shè)定，可以篩選出圖像上高亮的部分，即電路部分。接著對(duì)圖像進(jìn)行直方圖均衡化去除噪聲，優(yōu)化圖像的質(zhì)量。得到圖像后，將PCB線路板部分設(shè)置成為感興趣域（ROI）[9]，定義一個(gè)打孔點(diǎn)的模型，通過(guò)設(shè)定其的形狀以及大小，在感興趣域中將模型與圖像中的連通域進(jìn)行比對(duì)，篩選出所有符合標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)域，并提取出所有符合標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)象的圓心坐標(biāo)。該坐標(biāo)即為PCB線路板像素上打孔點(diǎn)的圓心坐標(biāo)[10]。

2.3.2.3 像素坐標(biāo)轉(zhuǎn)換實(shí)際坐標(biāo)

根據(jù)標(biāo)定PCB線路板上四個(gè)邊角處的標(biāo)記孔，得到左上角以及右下角的標(biāo)記孔中心坐標(biāo) （x1,y1）,(x2,y2)，這兩個(gè)標(biāo)記孔在實(shí)際PCB線路板上的坐標(biāo)為（x3,y3），(x4,y4)，可以得到像素坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到實(shí)際坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換系數(shù) k1,k2。

假設(shè)此時(shí)得到打孔點(diǎn)的像素坐標(biāo)為（xa,ya），可以得到實(shí)際坐標(biāo)為（xb,yb）。

圖像處理結(jié)果如圖11。

最后，通過(guò)調(diào)用保存所有點(diǎn)位置信息的數(shù)組，在指定目錄下創(chuàng)建一個(gè)“.txt”格式的文本文檔，將所有的位置信息以規(guī)定的格式寫入該文本文檔中。

圖11 圖像處理結(jié)果

2.4 上位機(jī)程序設(shè)計(jì)

在本文中，需要構(gòu)造一個(gè)上位機(jī)操作軟件，通過(guò)在上位機(jī)對(duì)操作軟件進(jìn)行操作主要實(shí)現(xiàn)以下幾點(diǎn)功能：一是實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)的串口通信功能；二是實(shí)現(xiàn)通過(guò)上位機(jī)手動(dòng)發(fā)送命令控制下位機(jī)動(dòng)作；三是將處理得到的坐標(biāo)點(diǎn)信息進(jìn)行編碼，生成一系列指令，依次發(fā)送給下位機(jī)，控制下位機(jī)根據(jù)指令完整地執(zhí)行一系列的運(yùn)動(dòng)，使鉆頭可以依次移動(dòng)到圖像處理后所得到的所有打孔點(diǎn)并進(jìn)行打孔動(dòng)作，其原理如下（圖12）∶

圖12 上位機(jī)設(shè)計(jì)思路

2.5 電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制硬件設(shè)計(jì)

在實(shí)現(xiàn)鉆頭移動(dòng)的功能上選擇使用絲桿步進(jìn)電機(jī)搭配滑臺(tái)實(shí)現(xiàn)該功能，絲桿步進(jìn)電機(jī)主要是由步進(jìn)電機(jī)、絲桿與滾珠滑臺(tái)三個(gè)部分組成的。

絲桿步進(jìn)電機(jī)將電機(jī)與帶有螺紋的絲桿相咬合，通過(guò)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，可以帶動(dòng)整根絲桿跟著進(jìn)行同步旋轉(zhuǎn)，而滑臺(tái)內(nèi)部則刻有與絲桿搭配使用的內(nèi)螺紋，當(dāng)絲桿進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)，滑臺(tái)就會(huì)根據(jù)絲桿旋轉(zhuǎn)的方向進(jìn)行前后移動(dòng)。通過(guò)這種方式，絲桿步進(jìn)電機(jī)可以將旋轉(zhuǎn)式的轉(zhuǎn)動(dòng)改為滑臺(tái)的前后運(yùn)動(dòng)。

同時(shí)這種運(yùn)動(dòng)方式可以通過(guò)控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度對(duì)滑臺(tái)位移進(jìn)行較為精確地控制，可以控制滑臺(tái)可移動(dòng)的最小位移。

其中 x為滑臺(tái)位移，θ為步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度大小，l為絲桿每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈滑臺(tái)前進(jìn)的距離。

2.6 下位機(jī)程序編譯

根據(jù)需求，下位機(jī)需要完成的主要任務(wù)有：

① 可靠地接收到上位機(jī)的程序；

② 可以根據(jù)上位機(jī)發(fā)送的命令指令執(zhí)行相應(yīng)的命令；

③ 可以根據(jù)上位機(jī)發(fā)送的位移指令控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)到相應(yīng)位置。

2.6.1 初始化單片機(jī)

在編寫單片機(jī)的程序時(shí)，首先需要做的事就是初始化單片機(jī)。在此，需要對(duì)STM32單片機(jī)進(jìn)行初始化的操作[11]。首先需要定義單片機(jī)的串口，規(guī)定串口的相應(yīng)參數(shù)例如波特率，同時(shí)因?yàn)楫?dāng)有信息通過(guò)串口通信時(shí)需要單片機(jī)立即做出反應(yīng)，所以需要對(duì)串口通信進(jìn)行開(kāi)中斷設(shè)置。同時(shí)還需要定義硬件需要使用到的I/O口，為了方便程序?qū)/O口的操作，將I/O口的地址賦值給變量，通過(guò)對(duì)該變量進(jìn)行操作來(lái)改變相應(yīng)I/O口的狀態(tài)。

通過(guò)對(duì)串口定義后，可以通過(guò)定義一個(gè)數(shù)組來(lái)接收上位機(jī)發(fā)送過(guò)來(lái)的信息，將其按位存儲(chǔ)到數(shù)組的相應(yīng)位置中。

2.6.2 執(zhí)行命令指令

為了能夠區(qū)分命令指令和位移指令，避免兩者混淆，使用了判斷語(yǔ)句。

其流程圖（圖13）∶

圖13 執(zhí)行命令指令流程圖

為了防止上位機(jī)連續(xù)不斷的發(fā)送信息導(dǎo)致信息傳遞出現(xiàn)錯(cuò)誤的情況的發(fā)生，上位機(jī)一次只發(fā)送一行指令，如果有多行命令指令需要發(fā)送，需要下位機(jī)先執(zhí)行完當(dāng)前的指令，發(fā)送特殊的指令告訴上位機(jī)自己已經(jīng)執(zhí)行完當(dāng)前命令，此時(shí)上位機(jī)才會(huì)繼續(xù)向下位機(jī)發(fā)送下一條指令。

2.6.3 執(zhí)行位移指令

在執(zhí)行位移指令前，也需通過(guò)判斷的方式判斷出是否為位移指令。若當(dāng)前指令為位移指令，就需要根據(jù)位移指令的格式來(lái)對(duì)當(dāng)前指令進(jìn)行解讀。對(duì)上位機(jī)已經(jīng)生成的位置信息的格式進(jìn)行了解釋，其格式為“X/Y+增量位移+命令符”。下位機(jī)通過(guò)對(duì)數(shù)組第一位進(jìn)行判斷可以得出該位移指令是對(duì)應(yīng)哪一個(gè)坐標(biāo)軸，接著對(duì)4位位移信息進(jìn)行讀取，通過(guò)公式：

可以計(jì)算出此時(shí)應(yīng)該移動(dòng)的距離。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)PCB加工的整個(gè)操作流程進(jìn)行拆解，將其分成圖像定位與電機(jī)控制2個(gè)部分。

在圖像定位部分，選擇了使用高精度CCD攝像頭，為后續(xù)研究的進(jìn)行打下了良好的基礎(chǔ)。接著在處理圖像時(shí)選擇了MATLAB的圖像處理工具箱，利用其強(qiáng)大的功能與完善的支持庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了利用軟件對(duì)PCB過(guò)孔點(diǎn)自動(dòng)識(shí)別的功能。

在運(yùn)動(dòng)控制部分，本研究使用了STM32F103ZET6單片機(jī)作為控制器，通過(guò)判斷上位機(jī)發(fā)送的指令，結(jié)合延時(shí)語(yǔ)句，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行平面定位，接著通過(guò)驅(qū)動(dòng)Z軸步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行往返運(yùn)動(dòng)，完成打孔動(dòng)作。同時(shí)在信息收發(fā)的過(guò)程中，加入了校驗(yàn)功能，避免了信息的誤傳和錯(cuò)傳。

具體完成的工作有以下幾點(diǎn)：

⑴擁有相當(dāng)快捷的速度

CCD攝像頭反應(yīng)時(shí)間在400 ms左右，圖形一找到即可控制圖形位置沖孔。

⑵擁有相當(dāng)高的精確度

能夠在識(shí)別范圍內(nèi)，攝像頭輸入PCB板圖像，通過(guò)上位機(jī)分析，控制運(yùn)動(dòng)；下位機(jī)中采用的步進(jìn)電機(jī)精度為0.04 mm，最小步長(zhǎng)為0.02 mm。

⑶有一定的可靠性

通過(guò)一萬(wàn)次實(shí)驗(yàn)，135孔位的PCB板圖像區(qū)分的準(zhǔn)確率為97%，位置精確度維持在0.07 mm。

本文研究中仍有一部分還有待改進(jìn)。其中有以下幾處：

⑴在通過(guò)MATLAB進(jìn)行圖像分析時(shí)，設(shè)置的小孔模型較單一，只有一種模型，這樣在識(shí)別過(guò)程中無(wú)法自動(dòng)識(shí)別特殊形孔例如長(zhǎng)方形、橢圓形孔。如果需要識(shí)別多個(gè)尺寸的孔徑需要對(duì)程序進(jìn)行多次修改，十分不方便。如果能夠提前采樣多種形孔，進(jìn)行圖像分析,能改善目前的缺陷。

⑵在下位機(jī)使用步進(jìn)電機(jī)，精度沒(méi)能達(dá)到要求，且在Z軸過(guò)孔時(shí)沒(méi)有能夠再次進(jìn)行校準(zhǔn)，打孔的精度不高。如果能夠采用高精度的直線電機(jī)，并采用角度傳感器或者光柵傳感器進(jìn)行反饋，可以提升控制精度。