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基于視覺(jué)定位的多功能SMT貼片機(jī)的原理及應(yīng)用

QQ475400555 ? 來(lái)源:機(jī)器視覺(jué)沙龍 ? 作者:機(jī)器視覺(jué)沙龍 ? 2022-12-05 09:57 ? 次閱讀
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隨著人們對(duì)小型化、輕型化電子產(chǎn)品的不斷追求,市場(chǎng)上對(duì)貼片機(jī)的需求也越來(lái)越大。視覺(jué)系統(tǒng)技術(shù)是貼片機(jī)的關(guān)鍵,決定了貼片機(jī)的貼裝能力,直接影響著貼片機(jī)的貼裝精度和速度。

視覺(jué)貼片機(jī)工作原理

高性能貼片機(jī)普遍采用視覺(jué)對(duì)中系統(tǒng)。視覺(jué)對(duì)中系統(tǒng)運(yùn)用數(shù)字圖像處理技術(shù),當(dāng)貼片頭上的吸嘴吸取元件后,在移到貼片位置的過(guò)程中,由固定在貼片頭上的或固定在機(jī)身某個(gè)位置上的照相機(jī)獲取圖像,并且通過(guò)影像探測(cè)元件的光密度分布,這些光密度以數(shù)字形式再經(jīng)過(guò)照相機(jī)上許多細(xì)小精密的光敏元件組成的CCD光耦陣列,輸出0~255級(jí)的灰度值。灰度值與光密度成正比,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(chǔ)、編碼、放大、整理和分析,將結(jié)果反饋到控制單元,并把處理結(jié)果輸出到伺服系統(tǒng)中去調(diào)整補(bǔ)償元件吸取的位置偏差,最后完成貼片操作。

它通過(guò)視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)對(duì)不同元件進(jìn)行視覺(jué)識(shí)別,能高速高精度貼裝微小片狀元件、精細(xì)IC元件或異形元件。

基于視覺(jué)定位的多功能SMT貼片機(jī)在重要部件如貼裝主軸、動(dòng)/ 靜鏡頭、吸嘴座、送料器上進(jìn)行了Mark(直徑為1.00mm 的圓孔) 標(biāo)識(shí), 機(jī)器視覺(jué)能自動(dòng)求出這些Mark的中心系統(tǒng)坐標(biāo)建立貼片機(jī)系統(tǒng)坐標(biāo)系和PCB、貼裝元件坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系,計(jì)算得出貼片機(jī)三維運(yùn)動(dòng)的精確坐標(biāo);貼裝頭根據(jù)導(dǎo)入的貼裝元件的封裝類型、元件編號(hào)等參數(shù)到相應(yīng)的位置抓取吸嘴、吸取元件;靜鏡頭依照視覺(jué)處理程序?qū)ξ≡M(jìn)行檢測(cè)、識(shí)別與對(duì)中;對(duì)中完成后貼裝頭將元件貼裝到PCB上預(yù)定的位置。這一系列元件識(shí)別、對(duì)中、檢測(cè)和貼裝的動(dòng)作都是工控PC 機(jī)根據(jù)相應(yīng)指令獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)后指導(dǎo)控制系統(tǒng)自動(dòng)完成。

視覺(jué)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

基于視覺(jué)定位的多功能SMT貼片機(jī)的控制系統(tǒng)主要完成X-Y-Z 三坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)控制、圖像采集、PCB板的自動(dòng)進(jìn)出與定位,送料器的自動(dòng)進(jìn)給、吸嘴真空電磁閥自動(dòng)控制等功能。

貼片機(jī)的控制系統(tǒng)由工業(yè)PC、運(yùn)動(dòng)控制卡、圖像卡、I/O接口板等組成,實(shí)現(xiàn)了三坐標(biāo)和外圍I/O 接口控制,保證運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性和快速響應(yīng)性,配合機(jī)械、視覺(jué)模塊實(shí)現(xiàn)整機(jī)功能。工業(yè)PC是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心,實(shí)現(xiàn)整機(jī)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(jī)械傳動(dòng)、圖像處理及檢測(cè)功能。運(yùn)動(dòng)控制卡主要實(shí)現(xiàn)三坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)控制信號(hào)的采集, 傳送各種加工數(shù)據(jù),動(dòng)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(biāo)識(shí)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。

視覺(jué)系統(tǒng)可以通過(guò)人機(jī)交互界面與數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和系統(tǒng)標(biāo)定系統(tǒng)交換信息,也可以自動(dòng)交換信息。通過(guò)人機(jī)界面可以觸發(fā)視覺(jué)系統(tǒng)進(jìn)行圖像實(shí)時(shí)采集、關(guān)閉采集、讀入圖像、顯示圖像等功能。人機(jī)界面系統(tǒng)發(fā)送自動(dòng)作業(yè)命令時(shí),由視覺(jué)系統(tǒng)發(fā)送坐標(biāo)值,實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確貼裝。

貼片機(jī)的視覺(jué)系統(tǒng)中,主要解決了兩大難題:一是視覺(jué)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(shù);二是算法,主要涉及到元件識(shí)別、圖像處理速度等問(wèn)題。該貼片機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)采用了索尼攝像頭和MATROX圖像處理卡,實(shí)現(xiàn)PCB板的定位, 元件的自動(dòng)識(shí)別、對(duì)中與檢測(cè),系統(tǒng)坐標(biāo)的自動(dòng)標(biāo)識(shí),自動(dòng)修正貼裝位置偏差等功能,有“機(jī)器的眼睛”之稱。

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隨著工業(yè)產(chǎn)品集成化越來(lái)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(chǎng)淘汰。而整體集成采用視覺(jué)定位貼片、點(diǎn)膠固定的方式在產(chǎn)品制造過(guò)程中越來(lái)越受到市場(chǎng)的歡迎,現(xiàn)在工業(yè)中需要采用貼片點(diǎn)膠技術(shù)就越來(lái)越多。

點(diǎn)膠貼合技術(shù)在產(chǎn)品裝配過(guò)程中有非常競(jìng)爭(zhēng)力的成本優(yōu)勢(shì)和完好的產(chǎn)品美觀度,企業(yè)要做好點(diǎn)膠貼合,加入視覺(jué)系統(tǒng)是尤為重要的。而旗眾智能恰恰是主攻于視覺(jué)系統(tǒng)這塊,為點(diǎn)膠機(jī)、貼片機(jī)、滴塑機(jī)、灌膠機(jī)、五金上色機(jī)研制出專業(yè)的視覺(jué)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng);使得設(shè)備的機(jī)械臂更加精準(zhǔn)快速地拾取放置于附近的電子元器件,在線路板上進(jìn)行完整組裝,組裝過(guò)程無(wú)需人工參與,實(shí)現(xiàn)“機(jī)器換人”。旗眾智能視覺(jué)控制系統(tǒng)是將CAD繪圖+機(jī)器視覺(jué)+運(yùn)動(dòng)控制+數(shù)據(jù)庫(kù)管理完美結(jié)合起來(lái),適用于各種點(diǎn)膠、貼片,示教更直觀,簡(jiǎn)單,運(yùn)行速度更快,更平穩(wěn),借助視覺(jué)定位,匹配,糾正,實(shí)現(xiàn)普通系統(tǒng)無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。

審核編輯:郭婷


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原文標(biāo)題:視覺(jué)定位系統(tǒng)在貼片機(jī)中的使用與原理作用

文章出處:【微信號(hào):機(jī)器視覺(jué)沙龍,微信公眾號(hào):機(jī)器視覺(jué)沙龍】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。

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