Automatização e desenvolvimento de um Sistema de Inspeção de PCB utilizando Robótica Colaborativa e Processamento de Imagem

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Primeiro coorientador
dc.contributor.advisor-co1		Bessa, Iury Valente de
Currículo Lattes do primeiro coorientador
dc.contributor.advisor-co1Lattes		http://lattes.cnpq.br/7433480638156752eng
ORCID do primeiro coorientador
dc.contributor.advisor-co1orcid		https://orcid.org/0000-0002-6603-3476eng
Primeiro orientador
dc.contributor.advisor1		Medeiros, Renan Landau Paiva de
Currículo Lattes do primeiro orientador
dc.contributor.advisor1Lattes		http://lattes.cnpq.br/8081923559538095eng
ORCID do primeiro orientador
dc.contributor.advisor1orcid		https://orcid.org/0000-0002-1645-2736eng
Primeiro membro da banca
dc.contributor.referee1		Lucena Junior, Vicente Ferreira de
Currículo Lattes do primeiro membro da banca
dc.contributor.referee1Lattes		http://lattes.cnpq.br/6820830740393500eng
ORCID do primeiro membro da banca
dc.contributor.referee1orcid		https://orcid.org/0000-0001-9864-2850eng
Segundo membro da banca
dc.contributor.referee2		Oliveira, Marcelo Albuquerque de
Currículo Lattes do segundo membro da banca
dc.contributor.referee2Lattes		http://lattes.cnpq.br/3181349086683086eng
ORCID do segundo membro da banca
dc.contributor.referee2orcid		https://orcid.org/0000-0003-2496-646Xeng
Autor
dc.creator		Menezes, Alessandra Ribeiro de
Currículo Lattes do autor
dc.creator.Lattes		http://lattes.cnpq.br/5541573583885670eng
ORCID do autor
dc.creator.orcid		https://orcid.org/0000-0002-5417-7616eng
Data de defesa/publicação
dc.date.issued		2024-12-18
Resumo / Abstract
dc.description.abstract		The advancement of enabling technologies under the concept of Industry 4.0, such as collaborative robotics and artificial intelligence (AI), has contributed to achieving high levels of automation in the industrial sector. One of the major challenges of AI applied to industries is the lack of specific datasets for diverse products and models, which are essential for training intelligent systems. The electronics segment is among the most impacted by these transformations. This work proposes an innovative solution to automate the inspection of printed circuit boards (PCBs), including an intelligent registration system, using computer vision techniques based on deep learning, such as the pre-trained FastSAM model combined with Template Matching, to build an efficient automatic registration system. The automation proposed in this work was implemented through a collaborative robot capable of inspecting items in any position and orientation without posing risks to operators performing other tasks during the process, while also ensuring flexibility to adapt to changes in the factory layout. The proposed method eliminates the need for labeled datasets or defective samples, enabling more efficient and safer quality control. The system achieved remarkable results in evaluation metrics, such as a precision of 83.77%, recall of 90.43%, IoU of 76.95%, F1-Score of 86.97%, and pixel accuracy of 98.69%, demonstrating high efficiency in identifying and segmenting electronic components on PCBs. As a distinctive feature, the solution shows potential to significantly improve the efficiency of processes in Pólo Industrial de Manaus (PIM) and other industrial scenarios.eng
Resumo (português)
dc.description.resumo		O avanço das tecnologias habilitadoras do conceito de Indústria 4.0, como a robótica colaborativa e a inteligência artificial (IA), tem contribuído para que a área industrial alcance altos níveis de automação. Um dos grandes desafios da IA aplicada às indústrias é a falta de datasets específicos para produtos e modelos variados, essenciais para o treinamento de sistemas inteligentes, sendo o segmento eletroeletrônico um dos mais afetados por essas transformações. Este trabalho propõe uma solução inovadora para automatizar a inspeção de placas de circuito impresso (PCI), incluindo um cadastro inteligente, utilizando técnicas de visão computacional baseadas em aprendizado profundo, como o modelo pré-treinado FastSAM, combinado com Template Matching para compor um sistema eficiente de cadastro automático. A automação deste trabalho foi implementada por meio de um robô colaborativo, capaz de inspecionar os itens em qualquer posição e orientação, sem apresentar riscos aos operadores que realizam outras atividades durante o processo, além de tornar a automação flexível às mudanças no layout fabril. O método proposto elimina a necessidade de datasets rotulados e amostras defeituosas, permitindo um controle de qualidade mais eficiente e seguro. O sistema atingiu resultados expressivos nas métricas de avaliação, como precisão de 83,77%, revocação de 90,43%, IoU de 76,95%, F1-Score de 86,97% e acurácia de 98,69%, demonstrando alta eficiência na identificação e segmentação de componentes eletrônicos nas PCIs. Como diferencial, a solução demonstra potencial para melhorar significativamente a eficiência dos processos no Pólo Industrial de Manaus (PIM) e em outros cenários industriais.eng
Formato
dc.format		application/pdf*
Referência (citação)
dc.identifier.citation		Menezes, Alessandra Ribeiro de. Automatização e desenvolvimento de um Sistema de Inspeção de PCB utilizando Robótica Colaborativa e Processamento de Imagem. 2024. 72 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal do Amazonas, Manaus (AM), 2024.eng
Endereço permanente (URI)
dc.identifier.uri		https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/10611
Idioma
dc.language		poreng
Instituição / Editora
dc.publisher		Universidade Federal do Amazonaseng
País
dc.publisher.country		Brasileng
Faculdade, Instituto ou Departamento
dc.publisher.department		Faculdade de Tecnologiaeng
Sigla da instituição
dc.publisher.initials		UFAMeng
Programa de Pós-Graduação
dc.publisher.program		Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétricaeng
Tipo de acesso
dc.rights		Acesso Aberto
Licença (endereço)
dc.rights.uri		https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/pt_BR
Palavras-chave
dc.subject		Indústria 4.0por
Palavras-chave
dc.subject		Robótica Colaborativapor
Palavras-chave
dc.subject		Visão Computacionalpor
Palavras-chave
dc.subject		PCIpor
Palavras-chave
dc.subject		Sistema de Inspeçãopor
Área de conhecimento (CNPq)
dc.subject.cnpq		ENGENHARIAS: ENGENHARIA ELETRICAeng
Termo controlado
dc.subject.other		Robóticapor
Termo controlado
dc.subject.other		Robôs - Sistemas de controlepor
Termo controlado
dc.subject.other		Inteligência artificialpor
Miniatura (endereço)
dc.thumbnail.url		https://tede.ufam.edu.br/retrieve/80846/DISS_AlessandraMenezes_PPGEE.pdf.jpg*
Título
dc.title		Automatização e desenvolvimento de um Sistema de Inspeção de PCB utilizando Robótica Colaborativa e Processamento de Imagemeng
Título alternativo
dc.title.alternative		Automation and development of a PCB inspection system using collaborative robotics and image processingeng
Tipo de documento
dc.type		Dissertaçãoeng

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