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研究生:陸龍綿
研究生(外文):Long-Mian Lu
論文名稱:LCD偏光片貼附機之模糊控制器設計
論文名稱(外文):Fuzzy Controller Design of the LCD Polarized-Film Attaching Machine
指導教授:楊智旭楊智旭引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:淡江大學
系所名稱:機械與機電工程學系碩士班
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2005
畢業學年度:93
語文別:中文
論文頁數:68
中文關鍵詞:液晶顯示器視覺感測器(CCD)模糊控制器
外文關鍵詞:LCDCCD cameraFuzzy controller
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本研究的目的是設計偏光片貼附機在更換LCD尺寸的自動對位與誤差補償之模糊控制器,研究中,以CCD攝影機擷取液晶玻璃貼片範圍影像的位置誤差量,及位置誤差變化量,作為模糊控制器的輸入,依據貼片對位的經驗來建立模糊歸屬函數,透過模糊規則庫的選擇,利用模糊控制法則,來計算偏光片貼附機中液晶承載平台自動定位所需移動的位移量或微步進馬達之旋轉步數,以此移動步數作為模糊控制器的輸出,再以機器視覺技術作為回授,藉著模糊控制器的判斷與分析,快速且正確地對位及自動貼片。應用此模糊控制理論的液晶玻璃偏光片貼附機,使得更換LCD尺寸時的校正定位過程,從原本需要花費一小時縮短到只要十分鐘的時間,確實提升了生產效率,對於操作的工程人員提供了更精準及方便的定位方式,使用CCD攝影機做影像擷取與處理,對於誤差量的測量數據,就能建立一個可供依循的資料庫,不但無需操作人員的目視檢測,也不需要在更換不同尺寸的液晶玻璃時做定位平台的人工調整,將產能與良率都大大的提升。
The objective of this research is to design a fuzzy controller for the LCD polarized-film attaching machine. The LCD image is captured by a CCD camera in the experiment. The input variables of this fuzzy controller are the position error and the change rate of position error. The membership function is determined by the experience of the well trained operator. Then, the fuzzy rule database is developed by the membership function. The output variable is the rotating steps of stepping motor. It is a closed-loop control system. The feedback unit of this control system is a machine vision subsystem.
From the experimental result, the alignment time is reduced from an hour to 10 minutes by this developed machine. It also shows that this machine works very well at both the production efficiency and the yield rate.
目錄
淡江大學論文提要………………………………………………………I
英文提要………………………………………………………………..III
目錄……………………………………………………………………...V
圖目錄…………………………………………………………..……..VII
第一章 序論……………………………………………………………..1
1-1 前言…………………………………………………………….1
1-2 研究動機與背景……………………………………………….1
1-3 研究目的與方法……………………………………………….3
1-4 相關研究……………………………………………………….4
第二章 基礎理論………………………………………………………..7
2-1 影像信號處理………………………………………………….7
2-1-1 簡介…..…………………………………………………7
2-1-2 灰階…..…………………………………………………8
2-1-3 二值化……..…………………………………………..11
2-1-4 閥值…..………………………………………………..14
2-2 模糊理論……………………………………………………...16
2-2-1 簡介…..………………………………………………..16
2-2-2 模糊控制器…..………………………………………..17
第三章 研究方法………………………………………………………22
3-1 實驗設計……..……………………………………………….22
3-2 實驗設備…..………………………………………………….28
3-3 研究方法……………………………………………………...38
3-3-1 影像處理………………………………………………38
3-3-2 模糊定位控制器設計…………………………………40
第四章 實驗與結果……………………………………………………51
4-1 實驗方法……………………………………………………...51
4-2 實驗結果……………………………………………………...59
第五章 結論與討論……………………………………………………64
5-1 結論………………………………………………………...…64
5-2 討論…………………………………………………………...65
參考文獻………………………………………………………………..66












圖目錄
圖2-1數位影像表示圖…………………………………………………..9
圖2-2灰階亮度統計圖……………………………………….…...……10
圖2-3動態分佈範圍大之灰階亮度統計圖………………….….…...…11
圖2-4二值化之圖形影像分析流程圖…………………………........…13
圖2-5一個8-bit之影像二值化分析…………………………………...15
圖2-6一個8-bit之影像二值化後之結果……………………………...15
圖2-7模糊邏輯控制器架構圖…………………………………………18
圖3-1液晶玻璃承載平台……………………………………..…..……23
圖3-2液晶玻璃的可視區範圍…………………………………………23
圖3-3舊有的偏光片貼附機流程圖……………………………………24
圖3-4舊有的偏光片貼附機機台………………………………………25
圖3-5偏光片貼附機流程圖……………………………………………27
圖3-6實驗設備…………………………………………………………29
圖3-7硬體設備流程圖…………………………………………………30
圖3-8校正定位平台……………………………………………………31
圖3-9極限開關…………………………………………………………32
圖3-10微步進馬達……………………………………………………..32
圖3-11 PLC控制器外部………………………………………………..33
圖3-12 PLC控制器器內部………………………………………….….33
圖3-13 FPWINGR的程式介面………………………………………...34
圖3-14 CCD攝影機外觀照片……………………………………….…35
圖3-15 Meteor II影像擷取卡…………………………………………..35
圖3-16真空吸盤………………………………………………………..36
圖3-17真空產生器……………………………………………………..37
圖3-18旋轉氣壓缸……………………………………………………..37
圖3-19良好雙峰性的特徵圖…………………………………………..39
圖3-20沒有明顯雙峰性的特徵………………………………………..39
圖3-21 8吋液晶玻璃經過二值化後比較圖.…………..………40
圖3-22 y軸輸入輸出圖形…………....……………………………43
圖3-23 x軸輸入輸出圖形…………..………………………...……43
圖3-24 輸入y間距變化量之歸屬函數圖..………….……………..45
圖3-25輸出y馬達移動量之歸屬函數圖…….…………………...45
圖3-26輸入x間距變化量之歸屬函數圖……………………………46
圖3-27 輸出x馬達移動量之歸屬函數圖…..……………………...46
圖3-28步進馬達y軸模糊計算後的結果…………………...……..….49
圖3-29步進馬達x軸模糊計算後的結果…………………...………...50
圖4-1 VB圖控介面…………..………………………………………..55
圖4-2影像處理比較圖(a)1.6吋、(b)2.5吋、(c)5.6吋、(d)8.0吋...56
圖4-3實驗流程圖…………………………………………...………..57
圖4-4從y軸邊框距離經過模糊控制器求得y軸馬達移動量….....58
圖4-5從x軸邊框距離經過模糊控制器求得x軸馬達移動量….....58
圖4-6 x方向超過可視區與經過影像處理的比較圖….………...…..62
圖4-7 x方向不足以覆蓋可視區與經過影像處理的比較圖………..62
圖4-8 y方超過可視區與經過影像處理的比較圖……….…………..63
圖4-9 y方向不足以覆蓋可視區與經過影像處理的比較圖………….63
參考文獻
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