隨著人們對(dui)小型(xing)(xing)化、輕型(xing)(xing)化電子產品的(de)不斷追(zhui)求(qiu)，市場上對(dui)貼(tie)片機的(de)需求(qiu)也越(yue)來(lai)越(yue)大。視(shi)覺系統技術是貼(tie)片機的(de)關鍵，決定了貼(tie)片機的(de)貼(tie)裝能力(li)，直接影(ying)響著貼(tie)片機的(de)貼(tie)裝精度(du)和速(su)度(du)。

一、視覺貼片機工(gong)作原理

高性(xing)能貼片機(ji)普(pu)遍采用視覺對(dui)(dui)中(zhong)系統。視覺對(dui)(dui)中(zhong)系統運用數(shu)(shu)字圖(tu)像(xiang)(xiang)處理(li)技術，當貼片頭上(shang)(shang)的(de)(de)(de)吸(xi)嘴吸(xi)取(qu)元(yuan)件(jian)(jian)后，在移到貼片位(wei)置(zhi)的(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)中(zhong)，由固定(ding)在貼片頭上(shang)(shang)的(de)(de)(de)或固定(ding)在機(ji)身某(mou)個位(wei)置(zhi)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)照(zhao)相(xiang)機(ji)獲取(qu)圖(tu)像(xiang)(xiang)，并(bing)且通過(guo)影像(xiang)(xiang)探測元(yuan)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)光(guang)密(mi)度(du)分布，這些光(guang)密(mi)度(du)以數(shu)(shu)字形式(shi)再經(jing)過(guo)照(zhao)相(xiang)機(ji)上(shang)(shang)許(xu)多細小精(jing)密(mi)的(de)(de)(de)光(guang)敏元(yuan)件(jian)(jian)組成的(de)(de)(de)CCD光(guang)耦陣列，輸出(chu)0～255級的(de)(de)(de)灰(hui)度(du)值(zhi)(zhi)。灰(hui)度(du)值(zhi)(zhi)與光(guang)密(mi)度(du)成正比(bi)，灰(hui)度(du)值(zhi)(zhi)越(yue)大，則數(shu)(shu)字化圖(tu)像(xiang)(xiang)越(yue)清(qing)晰(xi)。數(shu)(shu)字化信息經(jing)存儲、編碼、放大、整(zheng)(zheng)理(li)和分析(xi)，將結果反饋到控制單(dan)元(yuan)，并(bing)把(ba)處理(li)結果輸出(chu)到伺服系統中(zhong)去調整(zheng)(zheng)補償元(yuan)件(jian)(jian)吸(xi)取(qu)的(de)(de)(de)位(wei)置(zhi)偏差，然后完成貼片操作。

它通過視覺識(shi)別(bie)系(xi)統(tong)對不同元件(jian)進行視覺識(shi)別(bie)，能高速(su)高精(jing)度貼(tie)裝微小片狀(zhuang)元件(jian)、精(jing)細IC元件(jian)或(huo)異形元件(jian)。

基于視覺(jue)定(ding)位的(de)(de)多功能(neng)SMT貼(tie)(tie)片機(ji)在重(zhong)要部件(jian)如貼(tie)(tie)裝(zhuang)(zhuang)主軸、動/ 靜鏡(jing)頭、吸嘴(zui)座、送料(liao)器上進行了Mark（直徑為(wei)1.00mm 的(de)(de)圓孔） 標(biao)識(shi)， 機(ji)器視覺(jue)能(neng)自動求出(chu)這些Mark的(de)(de)中(zhong)心系(xi)(xi)統坐(zuo)標(biao)建立貼(tie)(tie)片機(ji)系(xi)(xi)統坐(zuo)標(biao)系(xi)(xi)和(he)(he)PCB、貼(tie)(tie)裝(zhuang)(zhuang)元(yuan)(yuan)件(jian)坐(zuo)標(biao)系(xi)(xi)之間的(de)(de)轉換關(guan)系(xi)(xi)，計算(suan)得出(chu)貼(tie)(tie)片機(ji)三維運動的(de)(de)精確坐(zuo)標(biao)；貼(tie)(tie)裝(zhuang)(zhuang)頭根(gen)據(ju)導入的(de)(de)貼(tie)(tie)裝(zhuang)(zhuang)元(yuan)(yuan)件(jian)的(de)(de)封裝(zhuang)(zhuang)類型、元(yuan)(yuan)件(jian)編(bian)號等參數(shu)到(dao)相(xiang)應(ying)(ying)的(de)(de)位置(zhi)抓取(qu)吸嘴(zui)、吸取(qu)元(yuan)(yuan)件(jian)；靜鏡(jing)頭依照視覺(jue)處理程序對吸取(qu)元(yuan)(yuan)件(jian)進行檢(jian)測、識(shi)別(bie)與(yu)對中(zhong)；對中(zhong)完成(cheng)(cheng)后貼(tie)(tie)裝(zhuang)(zhuang)頭將元(yuan)(yuan)件(jian)貼(tie)(tie)裝(zhuang)(zhuang)到(dao)PCB上預定(ding)的(de)(de)位置(zhi)。這一系(xi)(xi)列元(yuan)(yuan)件(jian)識(shi)別(bie)、對中(zhong)、檢(jian)測和(he)(he)貼(tie)(tie)裝(zhuang)(zhuang)的(de)(de)動作都是(shi)工控(kong)PC 機(ji)根(gen)據(ju)相(xiang)應(ying)(ying)指令獲取(qu)相(xiang)關(guan)的(de)(de)數(shu)據(ju)后指導控(kong)制系(xi)(xi)統自動完成(cheng)(cheng)。

二、視覺(jue)控制(zhi)系統(tong)的設計

基(ji)于視覺(jue)定位的多功能SMT 貼片(pian)機的控制系(xi)統主要完成X-Y-Z 三坐標運動(dong)(dong)控制、圖像(xiang)采(cai)集(ji)、PCB板的自動(dong)(dong)進(jin)出與(yu)定位，送料器的自動(dong)(dong)進(jin)給、吸嘴真(zhen)空電磁閥自動(dong)(dong)控制等功能。

貼(tie)片(pian)機(ji)的(de)控(kong)制系(xi)統(tong)由工業PC、運動(dong)(dong)控(kong)制卡(ka)、圖像(xiang)卡(ka)、I/O接口(kou)板等組(zu)成，實現(xian)了三(san)坐標和(he)(he)外圍I/O 接口(kou)控(kong)制，保證運動(dong)(dong)的(de)準(zhun)確(que)性和(he)(he)快速響應性，配合機(ji)械、視覺模塊(kuai)實現(xian)整機(ji)功(gong)能。工業PC是整個控(kong)制系(xi)統(tong)的(de)核心，實現(xian)整機(ji)數據的(de)采(cai)(cai)集傳送、分析處理功(gong)能，并向各部分發出指令，完成機(ji)械傳動(dong)(dong)、圖像(xiang)處理及(ji)檢測功(gong)能。運動(dong)(dong)控(kong)制卡(ka)主要實現(xian)三(san)坐標運動(dong)(dong)控(kong)制信號(hao)的(de)采(cai)(cai)集， 傳送各種(zhong)加(jia)工數據，動(dong)(dong)作執行(xing)指令功(gong)能等。圖像(xiang)卡(ka)主要是采(cai)(cai)集和(he)(he)傳送各種(zhong)貼(tie)裝(zhuang)元器件和(he)(he)PCB板上標識點的(de)數據。

視覺系(xi)統可(ke)以通過(guo)人機交互界(jie)(jie)面(mian)與數據庫系(xi)統、控制系(xi)統和系(xi)統標定系(xi)統交換(huan)信息，也可(ke)以自(zi)動(dong)(dong)交換(huan)信息。通過(guo)人機界(jie)(jie)面(mian)可(ke)以觸發視覺系(xi)統進行圖像(xiang)實(shi)(shi)時(shi)采集(ji)、關(guan)閉采集(ji)、讀入圖像(xiang)、顯(xian)示圖像(xiang)等功能。人機界(jie)(jie)面(mian)系(xi)統發送自(zi)動(dong)(dong)作業命(ming)令時(shi)，由視覺系(xi)統發送坐(zuo)標值(zhi)，實(shi)(shi)現準確(que)貼裝。

貼(tie)(tie)片(pian)機的(de)視覺系(xi)統中(zhong)，主要解決(jue)了(le)兩大難題：一是視覺系(xi)統的(de)集成，它包括LED光源程控、圖(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)攝取、數(shu)傳(chuan)輸(shu)、圖(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)處理(li)等技術；二是算(suan)法，主要涉及到元件識別(bie)、圖(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)處理(li)速度等問題。該貼(tie)(tie)片(pian)機視覺系(xi)統采用了(le)索尼攝像(xiang)(xiang)(xiang)頭和MATROX圖(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)處理(li)卡(ka)，實現PCB板的(de)定位(wei)， 元件的(de)自動識別(bie)、對中(zhong)與檢測，系(xi)統坐(zuo)標的(de)自動標識，自動修正(zheng)貼(tie)(tie)裝位(wei)置(zhi)偏(pian)差等功(gong)能，有“機器的(de)眼睛”之(zhi)稱。

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