隨(sui)著人們對(dui)小型化、輕型化電子產品(pin)的(de)(de)不斷追求，市場上對(dui)貼片機的(de)(de)需求也越來越大。視覺系統技術是(shi)貼片機的(de)(de)關鍵，決定了貼片機的(de)(de)貼裝能(neng)力，直接(jie)影響(xiang)著貼片機的(de)(de)貼裝精(jing)度和速(su)度。

一、視覺(jue)貼片機工作原理

高性(xing)能(neng)貼(tie)片機普遍采用(yong)視覺對中系統(tong)。視覺對中系統(tong)運(yun)用(yong)數字(zi)圖(tu)像處理(li)(li)技術(shu)，當貼(tie)片頭(tou)上的(de)(de)(de)吸(xi)嘴吸(xi)取(qu)元(yuan)(yuan)件(jian)后，在(zai)移到貼(tie)片位(wei)置的(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)中，由固定(ding)(ding)在(zai)貼(tie)片頭(tou)上的(de)(de)(de)或(huo)固定(ding)(ding)在(zai)機身某個位(wei)置上的(de)(de)(de)照相(xiang)機獲取(qu)圖(tu)像，并且通過(guo)影像探測元(yuan)(yuan)件(jian)的(de)(de)(de)光(guang)密(mi)度分布，這些光(guang)密(mi)度以(yi)數字(zi)形(xing)式再經過(guo)照相(xiang)機上許多細(xi)小精密(mi)的(de)(de)(de)光(guang)敏元(yuan)(yuan)件(jian)組成(cheng)的(de)(de)(de)CCD光(guang)耦陣列，輸出0～255級的(de)(de)(de)灰(hui)度值(zhi)(zhi)。灰(hui)度值(zhi)(zhi)與光(guang)密(mi)度成(cheng)正比，灰(hui)度值(zhi)(zhi)越大(da)，則數字(zi)化(hua)圖(tu)像越清晰。數字(zi)化(hua)信息經存儲、編碼(ma)、放大(da)、整理(li)(li)和分析(xi)，將結果(guo)反饋到控制單元(yuan)(yuan)，并把處理(li)(li)結果(guo)輸出到伺服系統(tong)中去(qu)調(diao)整補償元(yuan)(yuan)件(jian)吸(xi)取(qu)的(de)(de)(de)位(wei)置偏(pian)差，然后完成(cheng)貼(tie)片操作。

它通過視(shi)覺識別系統對不同(tong)元件(jian)(jian)進行視(shi)覺識別，能高(gao)速(su)高(gao)精度貼裝微小(xiao)片狀元件(jian)(jian)、精細IC元件(jian)(jian)或(huo)異形(xing)元件(jian)(jian)。

基于視(shi)覺定位(wei)的(de)(de)多功能SMT貼(tie)(tie)片(pian)機(ji)在重(zhong)要部(bu)件如(ru)貼(tie)(tie)裝主軸、動(dong)/ 靜鏡頭(tou)、吸(xi)嘴(zui)座、送料器上進行了Mark（直徑為1.00mm 的(de)(de)圓孔） 標(biao)識(shi)， 機(ji)器視(shi)覺能自動(dong)求出(chu)這(zhe)些Mark的(de)(de)中(zhong)(zhong)心系(xi)(xi)(xi)統坐(zuo)(zuo)標(biao)建(jian)立貼(tie)(tie)片(pian)機(ji)系(xi)(xi)(xi)統坐(zuo)(zuo)標(biao)系(xi)(xi)(xi)和PCB、貼(tie)(tie)裝元(yuan)(yuan)件坐(zuo)(zuo)標(biao)系(xi)(xi)(xi)之間的(de)(de)轉換關系(xi)(xi)(xi)，計算(suan)得出(chu)貼(tie)(tie)片(pian)機(ji)三維(wei)運動(dong)的(de)(de)精確坐(zuo)(zuo)標(biao)；貼(tie)(tie)裝頭(tou)根據(ju)導入的(de)(de)貼(tie)(tie)裝元(yuan)(yuan)件的(de)(de)封裝類型(xing)、元(yuan)(yuan)件編號等參(can)數到(dao)相應(ying)的(de)(de)位(wei)置抓取吸(xi)嘴(zui)、吸(xi)取元(yuan)(yuan)件；靜鏡頭(tou)依(yi)照視(shi)覺處理程(cheng)序對吸(xi)取元(yuan)(yuan)件進行檢(jian)測(ce)、識(shi)別與對中(zhong)(zhong)；對中(zhong)(zhong)完成(cheng)后貼(tie)(tie)裝頭(tou)將元(yuan)(yuan)件貼(tie)(tie)裝到(dao)PCB上預定的(de)(de)位(wei)置。這(zhe)一系(xi)(xi)(xi)列元(yuan)(yuan)件識(shi)別、對中(zhong)(zhong)、檢(jian)測(ce)和貼(tie)(tie)裝的(de)(de)動(dong)作都是工(gong)控PC 機(ji)根據(ju)相應(ying)指(zhi)令(ling)獲(huo)取相關的(de)(de)數據(ju)后指(zhi)導控制系(xi)(xi)(xi)統自動(dong)完成(cheng)。

二、視覺(jue)控制系統的設計

基(ji)于(yu)視覺定位的多功能SMT 貼片機的控(kong)制系統主要完成X-Y-Z 三坐標(biao)運動控(kong)制、圖像采集(ji)、PCB板(ban)的自(zi)動進(jin)出與定位，送料器的自(zi)動進(jin)給、吸嘴真空(kong)電(dian)磁閥自(zi)動控(kong)制等功能。

貼片機的(de)控(kong)制系統由(you)工業PC、運動(dong)(dong)控(kong)制卡、圖(tu)像卡、I/O接口板(ban)等組成(cheng)，實現(xian)了三坐標(biao)和(he)外圍I/O 接口控(kong)制，保證(zheng)運動(dong)(dong)的(de)準確性(xing)和(he)快速響應(ying)性(xing)，配(pei)合機械、視覺模塊實現(xian)整(zheng)機功(gong)能(neng)(neng)。工業PC是整(zheng)個(ge)控(kong)制系統的(de)核(he)心(xin)，實現(xian)整(zheng)機數(shu)據的(de)采(cai)集傳(chuan)送、分析處理功(gong)能(neng)(neng)，并向各(ge)部分發出(chu)指令(ling)，完成(cheng)機械傳(chuan)動(dong)(dong)、圖(tu)像處理及檢測功(gong)能(neng)(neng)。運動(dong)(dong)控(kong)制卡主(zhu)要(yao)實現(xian)三坐標(biao)運動(dong)(dong)控(kong)制信號的(de)采(cai)集， 傳(chuan)送各(ge)種(zhong)加工數(shu)據，動(dong)(dong)作(zuo)執行指令(ling)功(gong)能(neng)(neng)等。圖(tu)像卡主(zhu)要(yao)是采(cai)集和(he)傳(chuan)送各(ge)種(zhong)貼裝元器件和(he)PCB板(ban)上標(biao)識點的(de)數(shu)據。

視覺(jue)系(xi)統(tong)(tong)可(ke)以通過(guo)人(ren)(ren)機(ji)交互界面與數據庫系(xi)統(tong)(tong)、控制系(xi)統(tong)(tong)和系(xi)統(tong)(tong)標定系(xi)統(tong)(tong)交換信(xin)息，也可(ke)以自(zi)動(dong)交換信(xin)息。通過(guo)人(ren)(ren)機(ji)界面可(ke)以觸(chu)發(fa)視覺(jue)系(xi)統(tong)(tong)進(jin)行圖像(xiang)實(shi)時采集、關(guan)閉(bi)采集、讀(du)入(ru)圖像(xiang)、顯示(shi)圖像(xiang)等功能。人(ren)(ren)機(ji)界面系(xi)統(tong)(tong)發(fa)送自(zi)動(dong)作業命令時，由視覺(jue)系(xi)統(tong)(tong)發(fa)送坐標值(zhi)，實(shi)現準(zhun)確貼裝(zhuang)。

貼片機(ji)的(de)視(shi)(shi)覺系(xi)(xi)統(tong)(tong)中(zhong)，主要(yao)(yao)解決了兩大難題：一(yi)是視(shi)(shi)覺系(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)集成(cheng)，它包(bao)括(kuo)LED光(guang)源(yuan)程控、圖(tu)(tu)像攝(she)取、數傳(chuan)輸、圖(tu)(tu)像處(chu)理(li)等(deng)(deng)技術；二是算法，主要(yao)(yao)涉及到元件識別、圖(tu)(tu)像處(chu)理(li)速(su)度等(deng)(deng)問(wen)題。該貼片機(ji)視(shi)(shi)覺系(xi)(xi)統(tong)(tong)采(cai)用了索(suo)尼攝(she)像頭和MATROX圖(tu)(tu)像處(chu)理(li)卡，實現PCB板的(de)定位(wei)， 元件的(de)自(zi)(zi)動識別、對中(zhong)與檢測，系(xi)(xi)統(tong)(tong)坐標的(de)自(zi)(zi)動標識，自(zi)(zi)動修(xiu)正(zheng)貼裝位(wei)置偏差(cha)等(deng)(deng)功能，有“機(ji)器的(de)眼睛”之(zhi)稱。

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