視覺定位系統(tǒng)在貼片機中的運用

隨著人們對小型化、輕型化電子產(chǎn)品的不斷追求，包裝行業(yè)對貼片機的需求也越來越大。視覺系統(tǒng)技術是貼片機的關鍵，決定了貼片機的貼裝能力，直接影響著貼片機的貼裝精度和速度。

視覺貼片機工作原理

高性能貼片機普遍采用視覺對中系統(tǒng)。視覺對中系統(tǒng)運用數(shù)字圖像處理技術，當貼片頭上的吸嘴吸取元件后，在移到貼片位置的過程中，由固定在貼片頭上的或固定在機身某個位置上的照相機獲取圖像，并且通過影像探測元件的光密度分布，這些光密度以數(shù)字形式再經(jīng)過照相機上許多細小精密的光敏元件組成的CCD光耦陣列，輸出0～255級的灰度值?；叶戎蹬c光密度成正比，灰度值越大，則數(shù)字化圖像越清晰。數(shù)字化信息經(jīng)存儲、編碼、放大、整理和分析，將結果反饋到控制單元，并把處理結果輸出到伺服系統(tǒng)中去調整補償元件吸取的位置偏差，最后完成貼片操作。

它通過視覺識別系統(tǒng)對不同元件進行視覺識別，能高速高精度貼裝微小片狀元件、精細IC元件或異形元件。

基于視覺定位的多功能SMT貼片機在重要部件如貼裝主軸、動/ 靜鏡頭、吸嘴座、送料器上進行了Mark（直徑為1.00mm 的圓孔） 標識， 機器視覺能自動求出這些Mark的中心系統(tǒng)坐標建立貼片機系統(tǒng)坐標系和PCB、貼裝元件坐標系之間的轉換關系，計算得出貼片機三維運動的精確坐標；貼裝頭根據(jù)導入的貼裝元件的封裝類型、元件編號等參數(shù)到相應的位置抓取吸嘴、吸取元件；靜鏡頭依照視覺處理程序對吸取元件進行檢測、識別與對中；對中完成后貼裝頭將元件貼裝到PCB上預定的位置。這一系列元件識別、對中、檢測和貼裝的動作都是工控PC 機根據(jù)相應指令獲取相關的數(shù)據(jù)后指導控制系統(tǒng)自動完成。

視覺控制系統(tǒng)的設計

基于視覺定位的多功能SMT 貼片機的控制系統(tǒng)主要完成X-Y-Z 三坐標運動控制、圖像采集、PCB板的自動進出與定位，送料器的自動進給、吸嘴真空電磁閥自動控制等功能。

貼片機的控制系統(tǒng)由工業(yè)PC、運動控制卡、圖像卡、I/O接口板等組成，實現(xiàn)了三坐標和外圍I/O 接口控制，保證運動的準確性和快速響應性，配合機械、視覺模塊實現(xiàn)整機功能。工業(yè)PC是整個控制系統(tǒng)的核心，實現(xiàn)整機數(shù)據(jù)的采集傳送、分析處理功能，并向各部分發(fā)出指令，完成機械傳動、圖像處理及檢測功能。運動控制卡主要實現(xiàn)三坐標運動控制信號的采集， 傳送各種加工數(shù)據(jù)，動作執(zhí)行指令功能等。圖像卡主要是采集和傳送各種貼裝元器件和PCB板上標識點的數(shù)據(jù)。

視覺系統(tǒng)可以通過人機交互界面與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和系統(tǒng)標定系統(tǒng)交換信息，也可以自動交換信息。通過人機界面可以觸發(fā)視覺系統(tǒng)進行圖像實時采集、關閉采集、讀入圖像、顯示圖像等功能。人機界面系統(tǒng)發(fā)送自動作業(yè)命令時，由視覺系統(tǒng)發(fā)送坐標值，實現(xiàn)準確貼裝。

貼片機的視覺系統(tǒng)中，主要解決了兩大難題：一是視覺系統(tǒng)的集成，它包括LED光源程控、圖像攝取、數(shù)傳輸、圖像處理等技術；二是算法，主要涉及到元件識別、圖像處理速度等問題。該貼片機視覺系統(tǒng)采用了索尼攝像頭和MATROX圖像處理卡，實現(xiàn)PCB板的定位， 元件的自動識別、對中與檢測，系統(tǒng)坐標的自動標識，自動修正貼裝位置偏差等功能，有“機器的眼睛”之稱。

隨著工業(yè)產(chǎn)品集成化越來越高，產(chǎn)品成本不斷的壓縮，傳統(tǒng)的采用工裝夾具定位，鎖螺絲固定的方式逐漸被市場淘汰。而整體集成采用視覺定位貼片、點膠固定的方式在產(chǎn)品制造過程中越來越受到市場的歡迎，現(xiàn)在工業(yè)中需要采用貼片點膠技術就越來越多。

點膠貼合技術在產(chǎn)品裝配過程中有非常競爭力的成本優(yōu)勢和完好的產(chǎn)品美觀度，企業(yè)要做好點膠貼合，加入視覺系統(tǒng)是尤為重要的。而中科天工恰恰是視覺系統(tǒng)這塊的資深行家，為點膠機、貼片機、等研制出專業(yè)的視覺運動控制系統(tǒng)；使得設備的機械臂更加精準快速地拾取放置于附近的電子元器件，在線路板上進行完整組裝，組裝過程無需人工參與，實現(xiàn)“機器換人”。中科天工視覺控制系統(tǒng)是將CAD繪圖+機器視覺+運動控制+數(shù)據(jù)庫管理完美結合起來，適用于各種點膠、貼片，示教更直觀，簡單，運行速度更快，更平穩(wěn)，借助視覺定位，匹配，糾正，實現(xiàn)普通系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)勢。

整理 | 天工TIME

來源 | 網(wǎng)絡