贴片机视觉系统
. 随着电子设备对小型,轻型,薄型和可靠性的需求,促使各种新型器件特别是细微间距器件得到迅速发展,被越来越多的用在各类电子设备上,于是对SMT中的关键设备----贴片机的贴片精度提出了更高的要求.本文从应用角度对FUJI(主要是IP3和CP6)和SIEMENS(S80F)贴片机的视觉系统进行了详细对比.
1,机器视觉系统的原理
贴片机视觉系统是以计算机为主体的图象观察,识别和分析系统.它主要采用摄象机为计算机感觉的传感部件,或称探测部件.摄象机感觉到在给定视内目的物的光强度分布,然后将其转换成模拟电信号,再通过A/D转换器被数字化成离散的数值,这些数值表示视野内给定的平均光强度,这样得到的数字影象被规则的空间网格覆盖,每个网格叫做一个像元.显然,在像元阵列中目的物影象占据一定的网格数.计算机对包含目的物数字图象的像元阵列进行处理,将图象特征与事先输入计算机的参考图象进行比较和分析判断,根据其计算结果计算机向执行机构发生指令.
在机器视觉系统中灰度分辨率.灰度值法是用图象多级亮度来表示分辨的大小,灰度分辨率规定在多大的离散值是机器给定的测量光强度,需要处理的光强越小,灰度分辨率就越高.
2,视觉系统的构成
贴片机视觉系统由视觉硬件和软件组成.硬件一般由影象探测,影象存储和处理以及影象显示3部分组成.
摄象机是视觉系统的传感部件,用于贴片机的视觉采用固态摄象机,CCD摄象机.固态摄象机的主要部分是一块集成电路,集成电路芯片上制作有许多细小光敏元件组成的CCD阵列,每个光敏元件输出的电信号与被观察目标上相应反射光强度成反比,这一电信号作为一像元的灰度被记录下来.象元件坐标决定了该点在图象中的位置.
摄象机获取大量信息有微处理机处理.处理结果由工业电视显示.摄象机与微处理机,微处理机与执行机构及显示器之间有通讯电缆连接,一般采用RS232串行通讯接口.
3,视觉系统的精度
影响视觉系统精度的主要因素是摄象机的像元数和光学放大倍数.摄象机的像元数越多,精度就越高;图象的放大倍数越高,精度就越高.因为图象的光学放大倍数越大,对于给定面积的象元数就越多,所以精度就越高.在FUJI的IP3上,在贴脚宽0.15MM的器件时就采用了精密的需要.不过,放大倍数过大,寻找器件更加困难,容易丢件,降低了帖装率.所以要根据实际需要选择合适的光学放大倍数.
4,FUJI和SIEMENS视觉系统的比较
1,PCB的精确定位
FUJI的IP和CP均有一个专用的MARK CAMERA,用来获取PCB上的标是点位置,大小和形状,读取中心位置.在PCB进行定位时,PCB上需要至少2个表示点(基于X,Y TABLE水平的状态下)依次围绕每个表示点中心,在一定范围内搜索,如未发现目标,就扩大搜索范围(程序中可设定).确定表示点位置后,与程序中的坐标比较,判断的出偏差,具体反映在X,Y,Q3个值只能感，然后来修正贴装坐标,SIEMENS也大致相同.
2,器件检测和定心
FUJI使用一大一小2个摄象机进行不同元件的识别和对中,同时执行检测功能.对于不同的器件使用不同的照射方式,J型脚(PLCC,SOJ,BGA)采用前灯
(FRONTLIGHT)照射方式,其他采用后灯方式.帖装头上的吸嘴在有程序指定FEEDER位置吸取器件,吸取要尽量在器件的中心点上,特别是对于PLCC84等较大的器件,这一点很必要,否则在图象处理时,常常通不过.吸取到了一确定位置上,获取元器件的形状图象后,通过特殊的算法(因器件而已)获取边缘数据,得出中心位置,与程序内的数据比较,得出X,Y.Q的偏差值,给去校正数据的同时,执行如下各项检测功能:实际器件与PART DATA所描述的器件有否偏差9(封装:包括引脚树,引脚位置,引脚长度,外型大小),引脚有无歪曲,引脚的共面性,以及极性检测等.
贴片机在执行检测功能时,将被检测器件的各项特征与存储的封装器件进行比较,如果同不过检测,则可能器件封装出错,或者料上错,或者器件有缺陷,系统就会令贴装头将器件送入抛料盒.
FUJI提供了工业CRT显示器可观察器件的图象通过机器上的现场控制台,可手动操作,获取真实器件的图象,有多种方式可检查器件程序内的封装和实际的差别,CRT能提示哪里出错了(BUG),在出错时屏幕还提供了错误代码,方便于分析产生错误的原因,并提供修改的建议.在视觉软件中,对不同的器件有不同的VISION TYPE,这就是不同的图象处理算法,对不同器件的引脚有不同的灰度解决方案,对引脚有不同的照射顺序,可对引脚树进行验证,对于有极性的器件还可进行极性检测,体现了贴篇机的适应性大小.
SIEMENS80F4也是属于多功能机,她有2组贴片头,分别是旋转头和IC头,前者有12个贴片头组成,最大可以贴装PLCC44,而IC头可以贴装到
55MM855MM的器件.SIEMENS有3个CAMERA,分别是PCB,COMPONENT和IC,PCB主要是用来对照机器上的标志点和PCB上的标志点的.COMPONENT位于旋转头的上方,用来对小器件进行光学对中,调整贴片位置,而IC则主要是对大器件进行光学对中.
SIEMENS有3种主要的照相方式,分别是放块器件(比如一般的CHIP元件)SO器件,BGA.在对CHIP元件进行光学对中时,只有平行光,只对器件的边缘进行确认,从而找到器件的中心,算出贴片机需要调整的误差.而队SO类器件进行光学对中的同时,还要对各个管脚的相对位置进行检测,每一个焊球进行检测,位置和焊球的亮度都是检测内容.SIEMENS叫FUJI在对PLCC进行图象处理有明显的优势,主要原因是FUJI的光源是平行光,对于J型管脚的处理结果就是一样,只对J型管脚的最下端有反射.相比较而言,SIEMENS的光源有侧光,对J型管脚的斜面也有反射图象,能对PLCC进行比较全面的光学检测.SIEMENS在贴装PLCC上也有优势,而且侧光在对BGA进行光学检测时也起着重要的作用.
5,结语
在对FUJI和SIEMENS的视觉系统的比较中,我们更深的认识了贴片机的图象处理技术,可以看出,高精度贴片机综合了计算机,光,电子,自动控制等多种现代高科技技术,随着这些技术日新月异的发展,贴片机会向着更高速,更高精度,更强功能的方向发展.把使用贴片机的心得撰成此文,希望与从事SMT贴片工作的同仁更多的互相交流,达到互相提高的目的.
YAMAHA(雅马哈)贴片机各种机型参数_配图
日本YAMAHA(雅马哈)贴片机YAMAHA YV100X 贴片速度:0.20秒/CHIP 贴片PCB大小:L457XW407MM_L50XW50MM 贴片元件:0603(MM)-31MMX31MM元件SOP SOJ PLCC QFP BGA CSP 贴片元件可放100种(8MM) 贴片机大小:L1650XW1358X1450 贴片机重量:1300KG YV100XGP 贴片速度：0.18秒/CHIP 可贴片元件范围：0603CR（公制）至□32mm IC,CSPs,BGAs,QFPs。贴片头结构：贴装驱动系统有8个贴装头。 feeder（送料器）结构：90种8mm元件种类。 贴片精度：CHIP±0.1mm；QFP±0.04mm。 识别方式：采用高分辨率多视觉高精度数码相机。 可贴装PCB尺寸：Min L50mm×W50mm～Max L460mm×W335mm. 外型尺寸:L1,650mmW1,408mmmH1,895mm；約1600kg。 供给电源：三相380V 4.0KW. YG200 贴片速度:0.08 秒/CHIP 贴片PCB大小:L330（420）XW250MM_L50XW50MM 贴片元件:0402(MM)-14MMX14MM 贴片元件可放80种(8MM) 贴片机大小:L1950XW1408X1450 贴片机重量:2080Kg 供给电源：三相380V 型号YV100II 贴片速度:0.25秒/CHIP的高速贴装 基板尺寸：L600*W400(Max)/L50*W50(Min) 基板厚度0.4-3.0 贴装精度±0.1mm/CHIP ±0.08/QFP 电源三相AC220/208/230/240/380/400/416V ±10%，50/60HZ 功率4KVA 贴装原件1005~QFP’SQP’SOJ’PLCC(25mm) BGA（0.4p)
全视觉贴片机研制解析
全视觉贴片机研制解析 Parse the Research and Manufacture of Full Visual Mounter 广州市羊城科技实业有限公司宋福民张小丽马如震 Guangzhou Yangcheng Science&Technology Enterprises co.,ltd SONG Fu-min ZHANG Xiao-li MA Ru-zhen 摘要：本文以全视觉贴片机的研制为例，全面深层次揭示了中小企业在研制具有自主知识产权的电子装备产品中，应该如何正确选择研发策略和建立研发平台、研发管理机制等问题。 Abstract: This paper takes the R&D of the full visual Monuter as the example and explains deeply how to correctly choose strategies of R&D and establish platform、management system of R&D. Small and middle corporations should pay attention on this when they research and manufacture themselves electronic equipment. 关键词：SMT；贴片机；全视觉；电子贴装；系统集成；模块化；研发策略； 研发平台；研发管理 Key word: SMT；Surface Pick and Place equipment；Mounter；Full vision ；Integrate system ； Modularize；Method of R&D ；Platform of R&D；Management of R&D 随着网络时代的到来和人们生活水准的不断提高，电子信息产业得到了飞速的发展，而高速发展的电子信息产业又引导着电子元器件以及电子装配技术的发展。 自从第一块片式电子元器件诞生以来，SMT技术得到了迅速的发展。如今的片式元件越来越小型化和异型化，其规格从0402已发展到0201，0101也正在研究中，同时BGA、CSP、FC、MCM等封装形式的元器件也大量涌现并推广应用。这些表面贴装元件（SMC）/表面贴装器件（SMD）必须依靠SMT贴片机才能把它们贴装在印刷电路板（PCB）上。 贴片机是SMT生产设备中最关键的设备之一，能够自动地将片状元器件快速、准确地贴放在印制电路板（PCB）上的指定位置，在电子贴装行业中占有举足轻重的地位。作为SMT 设备的龙头，贴片机的发展历来备受设备厂家的重视。在国外，经过几十年的发展，SMT贴片机技术发展已经十分成熟，从最初的机械定位到图像识别位置补偿，从爪式定心到飞行对中检测，贴片机的发展经历了质的飞跃。 长期以来，国外贴片机一统国内SMT市场，其中，2001年全国进口3千多台贴片机，金额近40亿人民币，2002年进口4千多台，金额接近50亿人民币。多年来，为了促进国内电子信息产业的发展，国家也花了大力气研制贴片机，但由于技术以及体制等多方面的原因，一直没有国产全视觉贴片机问世。
贴片机结构(硬件知识)
贴片机结构（硬件知识） 06-10-2212:50发表于：《SMT技术交流》分类：未分类 贴片技术与贴片机 SMT生产中的贴片技术通常是指用一定的方式将片式元器件准确地贴放到PCB指定的位置,这个过程英文称之为“Pick and Place”，显然它是指吸取/拾取与放置两个动作。在SMT 初期，由于片式元器件尺寸相对较大，人们用镊子等简单的工具就可以实现上述动作，至今尚有少数工厂仍采用或部分采用人工放置元件的方法。但为了满足大生产的需要，特别是随着SMC/SMD的精细化，人们越来越重视采用自动化的机器--贴片机来实现高速高精度的贴放元器件。 近30年来，贴片机已由早期的低速度（1-1.5秒/片）和低精度（机械对中）发展到高速（0.08秒/片）和高精度（光学对中，贴片精度+-60um/4δ）。高精度全自动贴片机是由计算机、光学、精密机械、滚珠丝杆、直线导轨、线性马达、谐波驱动器以及真空系统和各种传感器构成的机电一体化的高科技装备。从某种意义上来说，贴片机技术已经成为SMT的支柱和深入发展的重要标志，贴片机是整个SMT生产中最关键、最复杂的设备，也是人们初次建立SMT生产线时最难选择的设备。 本章将着重讨论贴片机的主要结构，工作原理，各类贴片机的主要特点以及IPC最新推出的贴片机验收标准，为选购及组织验收贴片机提供依据。 9.1贴片机的结构与特性 目前，世界上生产贴片机的厂家有几十家，贴片机的品种达几百个之多，但无论是全自动贴片机还是手动贴片机，无论是高速贴片机还是中低速贴片机，它的总体结构均有类似之处。贴片机的结构可分为:机架，PCB传送机构及支撑台X，Y与Z/θ伺服，定位系统，光学识别系统，贴片头，供料器，传感器和计算机操作软件。现将上述各种结构的特征及原理简介如下。 9.1.1机架 机架是机器的基础，所有的传动、定位、传送机构均牢固地固定在它上面，大部分型号的贴片机及其各种送料器也安置在上面，因此机架应有足够的机械强度和刚性。目前贴片机有各种形式的机架，大致可分为两类。 1.整体铸造式 整体铸造的机架的特点是整体性强，刚性好，整个机架铸造后采用时效处理，机架的变形微小，工作时稳固。高档机多采用此类结构。 2.钢板烧焊式 这类机架由各种规格的钢板等烧焊而成,再经时效处理以减少应力变形.它的整体性比整体铸造低一点,但具有加工简单,成本较低的特点.在外观上(去掉机器外壳)可见到焊缝. 机器采用那种结构的机架,取决于机器的整体设计和承重.通常机器在运行过程中应平稳,轻松,无震动感(用金属币立于机器上不会出现翻倒),从某种意义上来讲机架起着关键作用. 9.1.2传送机构与支撑台 传送机构的作用是将需要贴片的PCB送到预定位置,贴片完成后再将SMA送至下道工序。传送机构是安放在轨道上的超薄型皮带传送系统。通常皮带安置在轨道边缘，皮带分为A，B，C三段，并在B区传送部位设有PCB夹紧机构，在A，C区装有红外传感器，更先进的机器还带有条形码阅读器，它能识别PCB的进入和送出，记录PCB的数量。 传送机构根据贴片机的类型又分为两种。 （1）整体式导轨 在这种方式贴片机中，PCB的进入、贴片、送出始终在导轨上，当PCB送到导轨上并前进到B区时，PCB会有一个后退动作并遇到后制限位块，于是PCB停止运行，与此同时，PCB
贴片机图片
松下贴片机：
雅马哈：
环球“ 飞达“
04年度贴片机市场占有率排名隆重出炉！！！敬请关注！ 具体名次如下：松下、FUJI、Siemens、环球、日立、JUKI、YAMAHA、SAMSUNG、Philips、Europlac er。与03年排名相比，入围的基本上都是老面孔，仅仅新增加了法国的Europlacer。松下、FUJI和Sie mens依然位居排名榜的三甲之列，“三驾马车”领跑贴片机市场的局面依然没有改观。下面一一点评各厂商 去年的表现： 松下继03年首次荣登榜首后继续蝉联这一殊荣（松下的FAN要欢呼雀跃了），这要归功于其强大的技 术研发实力，松下将每年销售额的15%由于新产品开发，目前即将推出7、8种新机型，涵盖中速机、模 块机、组合式、转塔、概念机等，机型之多令人瞠目结舌，可以满足不同客户的需求。松下的目标是在05 年获得20%以上的市场份额，这将确保其继续保持领先地位。 FUJI在经历2002年的大滑坡让出多年榜首地位、2003年的缓慢复苏，去年又悄然攀升至第二，虽然没 能重返王座，但其咄咄逼人的气势令人不敢小视。FUJI吸取了02年的教训，不再将注意力只集中在高速 转塔机上（题外话：转塔机是FUJI的看家本领，当年凭借CP系列机型业界首屈一指的稳定性、速度、精 度而被Intel指定为设备供应商，为此FUJI专门将生产工厂搬到了美国，随后FUJI的设备被许多电脑厂商
选用，一举奠定业界老大的地位），还大力发展XP系列中速机、NXT组合机等，目前FUJI高速转塔机所占销售比例已从最高峰时的70%下降到了目前的40%。需要指出的是，由于通讯、计算机行业飞速发展，04年对高速机的需求又大幅提升，FUJI去年的转塔机的销售比前年提升了40%，这也是FUJI排名上升的重要原因，真是“成也萧何，败也萧何”。 Siemens 04年的销售额比前年提升了20%，但由于幅度没有FUJI大，所以只能屈居第三了。与其它领先的设备厂商多元化发展不同，Siemens专注于模块机的发展，并取得了不俗的成绩，最近5年来Sieme ns一直位居三甲之列。Siemens最大的优势在于精巧、噪音低、精度高，特别是去年新推出的HF更是将这一优势发挥到了极至。但也有一些客户抱怨机器不够稳定，Siemens要想在未来取得更大进步，这是需要解决的一个问题。 与Siemens情况类似，环球一直致力于高精度贴片机的研制，高速机则由SANYO代工，但这种情况在去年发生了改变，环球推出了安装有闪电头（旋转头）的高速贴片机，这使得环球摆脱了“一条腿”走路的尴尬局面，经典的GSM高精度贴片机则被Advantis（单头），GENESIS（双头）所取代，环球将组装工厂搬到了深圳，进一步降低生产成本，以期进一步增强产品竞争力。 日立（原三洋）是04年进步幅度最快的厂商，作为转塔机的鼻祖，日立（原三洋）的转塔机一直具有良好的口碑，但日立并不以此满足，于去年推出了具有多项专利技术的GXH-1模块化贴片机，融合了转塔和模块的特点。该机一经推出就获得了良好反响，去年全年共售出200多台，这对于一款新机型来说非常难能可贵，也是日立排名“三级跳”的重要原因。 JUKI继续蝉联了“中速机之王”的宝座，尽管排名有所下降，但04年的发展形式还是很不错的，04年销售额比03年增长25%。其实要从销售台数来看，JUKI是04年的冠军，但由于单机价格较低（5-10万美金），不到高档机的三分之一，所以JUKI距离松下有较大差距。 YAMAHA去年的表现中规中矩，主推的几款新机型如YG200、YV100XG在市场上的销售情况也还不错，但要追上JUKI还有比较长的一段路要走。 SAMSUNG是贴片机市场的后起之秀，短短几年工夫就进入了前十，去年继续保持了这一良好态势，主推的CP60机器凭借良好的稳定性、操作性获得了许多客户的青睐，全年销售台数500多台。 Philips 作为组合机的鼻祖，高速机独树一帜，被许多手机厂商选用，但高精度机毫无优势可言，由于机型适应面较窄，灵活性较差，所以销量尽管长期位居十强之列，但一直比较靠后，难有大的突破，去年也不例外。 Europlacer是去年首次入围的厂商，与SIEMENS尽管同属欧洲机型，且结构非常类似，但地位与“同门师兄”相差甚远。入围主要归功于去年阿尔卡特欧洲公司一次性订购价值数千万美圆的设备。
贴片机完整的操作步骤
贴片机完整的操作步骤 1．贴装前准备 (1)准备相关产品工艺文件。 (2)根据产品工艺文件的贴装明细表领料（PCB、元器件），并进行核对。 (3)对已经开启包装的PCB，根据开封时间的长短及是否受潮或污染等具体情况，进行清洗和烘烤处理。 (4)开封后检查元器件，对受潮元器件按照SMT工艺元器件管理要求处理。 (5)按元器件的规格及类型选择遁合的供料器，并正确安装元器件编带供料器。装料时-。协须将元器件的中心对准供料器的拾片中心。 (6)设备状态检查： ①检查空气压缩机的气压应达到设备要求，一般为6kgjf/cm2～7kgf/cm2。 ②检查并确保导轨、贴装头移动范围内、自动更换吸嘴库周围、托盘架上没有任何障碍物。 2．开机 (1)按照设备安全技术操作规程开机。 (2)检查贴片机的气压是否达到设备要求，一般为5kg／crri2左右。 (3)打开伺服。 (4)将贴片机所有轴回到源点位置。 (5)根据PCB的宽度，调整贴片机FT1000A36导轨宽度，导轨宽度应
大于PCB宽度Imm左右，并保证PCB在导轨上滑动自如。 (6)设置并安装PCB定位装置： ①首先按照操作规程设置PCB定位方式，一般有针定位和边定位两种方式。 ②采用针定位时应按照PCB定位孑L的位置安装并调整定位针的位置，要使定位针恰好在PCB的定位孔中间，使PCB上下自如。 ③若采用边定位，必须根据PCB的外形尺寸调整限位器和顶块的位置。 (7)根据PCB厚度和外形尺寸安放PCB支承顶针，以保证贴片时PCB 上受力均匀，不松动。若为双面贴装PCB，B（第一）面贴装完毕后，必须重新调整PCB支承顶针的位置，以保证A（第二）面贴片时，PCB 支承顶针应避开B面已经贴装好的元器件。 (8)设置完毕后，可装上PCB，进行在线编程或贴片操作了。 3．在线编程 对于已经完成离线编程的产品，可直接调出产品程序，对于没有CAD 坐标文件的产品，可采用在线编程。在线编程是在贴片机上人工输入拾片和贴片程序的过程。拾片程序完全由人工编制并输入，贴片程序是通过教学摄像机对PCB上每个贴片元器件贴装位置的精确摄像，自动计算元器件中心坐标（贴装位置），并记录到贴片程序表中，然后通过人工优化而成。 4．安装供料器 (1)按照离线编程或在线编程编制的拾片程序表，将各种元器件安装到贴片机的料站上。
贴片机视觉系统构成原理及其视觉定位
1 贴片机视觉系统构成及实现原理 如图1所示，贴片机视觉系统一般由两类CCD摄像机组成。其一是安装在吸头上并随之作x－y 方向移动的基准（MARK）摄像机，它通过拍摄PCB上的基准点来确定PCB板在系统坐标系中的坐标；其二是检测对中摄像机，用来获取元件中心相对于吸嘴中心的偏差值和元件相对于应贴装位置的转角θ。最后通过摄像机之间的坐标变换找出元件与贴装位置之间的精确差值，完成贴装任务。 龌 傒 鮯 [ e 1.2 系统各坐标系的关系 韕 为了能够精确的找出待贴元件与目标位置之间的实际偏差，必须对景物、CCD摄像机、CCD成像平面和显示屏上像素坐标之间的关系进行分析，以便将显示屏幕像素坐标系的点与场景坐标系中的点联系起来；并通过图像处理软件分析计算出待贴元件中心相对于吸嘴中心的偏差值。
对于单台摄像机，针孔模型是适合于很多计算机视觉应用的最简单的近似模型[3]。摄像机完成的是从3D射影空间P3到2D射影空间P2的线性变换，其几何关系如图3所示，为便于进一步解释，定义如下4个坐标系统：棤咞 脮朩1? 垡々 } ?犹 坐标关系： 狨 由于视野小，采用的镜头畸变非常低，可将Uc直接简化为等于欧氏图像坐标系下的坐标，让uc ＝ui，vc＝vi，而ui＝（up－xp0）δ，vi＝（vp－yp0）δ，δ为单个像素的大小。
这样可以得到欧氏场景坐标系和欧氏图像坐标系之间的映射关系： 郠?? 由于在该系统中各摄像机之间是相互独立的，所以各路成像出来的坐标都可以转换为同一场景坐标下的坐标。 狇 韻 姹R+逿 2.1 图像预处理 图像预处理的目的是改善图像数据，抑制不需要的变形或者增强某些对于后续处理重要的图像特征。由于SMT生产现场的非洁净因素造成CCD镜头上的尘埃等，易给图像带来较大的外界噪声。另外，图像的采集过程中也不可避免地引入了来自光路扰动、系统电路失真等噪声。因此，对图像进行预处理以消除这些噪声的影响是非常必要的。 对噪声平滑方法主要的要求是：既能有效地减少噪声，又不致引起边缘轮廓的模糊，同时还要求
一种基于摄像机视觉定位的触控系统初步设计
仲恺农业工程学院 《物联网技术》 课程论文 一种基于摄像机视觉定位的触控系统初步设计 姓名黄国盛 专业班级工化144班 学号201421714406 日期2017年4月18日 评语： 成绩：
一种基于摄像机视觉定位的触控系统初步设计 黄国盛 (仲恺农业工程学院工化144班06号201421714406) 摘要:本文的工作是通过屏幕边缘正上发和屏幕前方有一定角度的两个摄像头实现对触摸动作的跟踪，设计了一个种从摄像头获取的图像中实时定位触摸点的触摸系统。基本原理是为系统建立状态模型，根据屏幕正面摄像头获取的图像捕捉触摸实体的边缘点（指尖或笔尖）相对于屏幕的坐标，以及根据屏幕上方摄像头图像中成像来确认触摸动作是否有效。 关键词:摄像机；视觉定位;；触控；边缘检测； 0引言 目前人们在用中的笔记本或外接显示器大都不具备触控功能，为了满足高端产品消费者的需求，现在很多新款笔记本都将触控屏幕作为了标准装备，一台带触控的笔记本至少3999元，支持触控的显示器也要2999元起，对绝大多数普通用户而言，触控的成本实在太高。因此市场上出现了可覆盖在笔记本屏幕表面的电阻屏，但DIY改造有一定的技术门槛，涉及到拆卸笔记本屏幕、固定屏幕液晶面板、走线、控制板和USB口的焊线等技术，电阻屏及其组装的费用也要200元左右。2015年底，初创科技公司Neonode研发了一款名为“Airbar”的电脑配件，通过USB接口连接放置于屏幕下方，利用发射红外线光并接收光折射率来感应其触控点即可实现触摸屏效果。AirBar兼容性强、功能强大并且操作简单，但其售价49美元（约合人民币317元）。当然也有基于超声波传感技术的触摸点位置坐标检测技术，但超声波在近距离的误差比较大，精度不够，也难以发现和排除干扰，而且至少需要一个超声波发射器和三个接收器，所以实用性不大。因此，我们需要一个成本不高但又可以把非触控屏转换成触控屏的方法。我将在此探求采用低成本USB电脑外置摄像头（最多不超过100元）实现非触控屏转触控屏的方法及其可行性。顺便解决现有交互平面触摸技术存在的缺陷——常见的触摸技术需要特定的材料支持，因此不能有效适应交互平面的尺寸变化，材料的透明度也会影响投影的显示效果。 1方案论证 方案一 利用放置于显示平面两个顶角的摄像机获取图像，通过图像处理提取笔成像的中心点，然后使用三角定位法和坐标变换计算得到笔的坐标位置，实现对一支笔运动的实时跟踪[1]。 缺点1、有盲区，对处于两摄像头连线之间的所有点无法用三角定位法定位（连线上的所有点在两个摄像头的成像角度都是一样的）。若要改进则需在显示平面下端再加一个摄像头以辨别出现在顶角两摄像头连线上的点。但笔记本电脑要同时供三个摄像头需要增加视频采集卡或者PCI-USB 拓展卡，这样占用了CPU资源，不仅耗电也增加了成本，且需要电脑有较高的显卡配置。或者摄像头可应用虚焦测距法或散焦测距法对笔的深度信息进行采集，但又增加了变量； 缺点2、只能在特定尺寸屏幕的特定位置同时安装两个摄像头，及其不便也不方便移植。 方案二 采用双目立体视觉的目标识别与定位，即在显示平面前方区域放置两个摄像头，对手或笔进行三维定位。 缺点1：无法准确捕捉到笔和显示平面的接触的时刻，也就不能确认接触点。所以就算是立体定位，在此也不太实用。 缺点2：两个摄像头、显示屏幕的相对位置都需要已知，也就是整个触摸系统一旦设定后不能有位置变动，也不方便移植应用。 结合以上两种方案，我们采用两个USB摄像头(成本少于20元)，一个摄像头位于屏幕前方（一
第一讲 SMT贴片机介绍
第一讲SMT贴片机介绍 一、贴片机类型 1、按速度分类 中速贴片机高速贴片机超高速贴片机 2、按功能分类 高速/超高速贴片机(主要贴一些规则元件) 多功能机(主要贴一些不规则元件) 3、按贴装方式分类 顺序式同时式同时在线式 4、按工作原理分类 动臂式贴片机复合式贴片机转塔式贴片机大型平行系统1）、.动臂式贴片机具有较好的灵活性和精度，适用于大部分元件，高精度机器一般都是这种类型，但其速度无法与复合式、转盘式和大型平行系统相比。又可分为单臂式和多臂式。 2）、复合式机器是从动臂式机器发展而来，它集合了转盘式和动臂式的特点，在动臂上安装有转盘,如Siemens最新推出的HS50机器就安装有4个这样的旋转头，贴装速度可达每小时5万片 3）、转塔式机器由于拾取元件和贴片动作同时进行，使得贴片速度大幅度提高,如松下公司的MSH3机器贴装速度可达到0.075秒/片 4）、大型平行系统由一系列的小型独立组装机组成。各自有丝杠定位系统机械手，机械手带有摄象机和安装头。如PHILIPS公司的FCM机器有16个安装头，实现了0.0375秒/片的贴装速度，但就每个安装头而言，贴装速度在0.6秒/片左右
二、贴片机的组成 1、贴装头 贴装头也叫做吸/放头，它的工作由移动/定位、拾取/释放两种模式组成: 第一，贴装头通过程序控制完成三维的往复运动，实现从供料系统取料后移动到SMB的指定位置上。 第二，贴装头的端部有一个用真空泵控制的吸盘，当换向阀打开时，吸盘上的负压把元器件从供料系统中吸上来；当换向阀门关闭时吸盘把元器件释放到SMB上 2、视觉系统 它也是以计算机为主体的图像观察、识别和分析系统。 视觉检测系统的主要功能通常有： ●SMB的精确定位、 ●元器件定心和对准、 ●元器件有/无检测、 ●机械性能及电器性能的检测等。 随着SMT技术的发展，全自动贴片机的功能、效率、精度及灵活性越来越强，全视觉、多功能、模块式、高速度的贴片机不断推出，能适应从片状元件直至BGA、CSP及0.3mm 细间隙QPF等精密器件的贴放；精度达到0.03mm；贴片速度达到0.04s/片甚至更高。 所以，SMA的装联效率之高是通孔插装组件所无法比拟的。 贴片机的摄像机可分为以下几类： 1)俯视摄像机(CCD) 2)仰视摄像机(CCD) 3)头部摄像机(Line-sensor) 4)激光对齐
焊线机视觉系统
全自动晶片焊线机视觉检测系统的研究 摘要：全自动晶片焊线机是晶片生产的关键设备之一，其视觉系统是设备的核心技术所在。视觉系统决定了晶片的检测和定位精度。本文详细介绍了基于机器视觉的全自动晶片焊线机的专用芯片视觉检测系统的工作原理和设计结构，着重阐述了视觉系统的软件和硬件设计过程，以及用于晶片检测定位的图像处理算法。实验表明系统在速度和精度上都可满足焊线生产的需求，对于自动晶片焊接设备的自动化、智能化和产业化有一定的参考意义。 关键词：自动焊线机，视觉检测，图像处理，晶片检测定位 Design on Vision Detection System of Automatic IC Wire Bonder Duan Jin，Wang Feng，Lu Jian, Zhu Yong, Jing Wenbo (Changchun University of Science & Technology, Changchun, 130022, China, Duanjin: duanjin@https://www.360docs.net/doc/925629898.html, ) （Jilin Kaichuang Electric technology Company, Changchun,130023,China） Abstract： The Wire bonding machine is one of the primary equipment for chip production. The machine vision system is very crucial in the process of wire-bonding. The structure and principle of vision detection system in high precision chip wire-bonder are introduced in this paper. The design of the hardware and software of the system are discussed, at the same time the arithmetic of image processing is presented. Experiment results shows that the method can effectively detecte and locate the chip. The speed and accuracy of the system are good enough to meet the practical application requirement. Key words：Wire bonder, Vision detection, Image processing, Chip detection & location 0．引言 表面组装技术（SMT Surface Mounting Technology）使现代电子组装的重量减轻，体积缩小，成本降低，是目前电子组装行业最流行的技术和工艺，具有重要的应用价值。目前，我国已经成为世界最大的IC晶片消费国之一。但是我国现在80%的IC晶片却是依赖国外进口的，其主要原因是表面组装设备依赖进口，没有自主知识产权。由于国外厂商都对核心技术采取严密的技术保密，我国表面自动组装技术与国外先进水平相比有着明显差距，特别是在组装设备的精度和速度等的重要指标上[1][2][3]。 SMT生产线通常由表面涂敷设备、贴片机、焊接机、丝印机、清洗机、测试设备等表面组装设备组成。其中关键设备——焊接机（Wire Bonder），更是国外各大电子设备公司激烈竞争的对象[4]。国内已有技术成熟的商品化贴片机[1，5，6]，但是国产的晶片焊线机基本还停留在半自动或较低的全自动水平，且产业化水平较低。
长沙常衡机电全自动视觉贴片机(CHMT48VA)使用说明书(new150922
2015 长沙常衡机电 全自动视觉贴片机（CHMT48V） 使用说明书 长沙常衡机电设备有限公司 Charmhigh-V2.0-2015 长沙常衡机电设备有限公司https://www.360docs.net/doc/925629898.html,
目录 1.更新记录 (4) 2.安装 (5) 3.产品清单 (6) 4.硬件要求与兼容软件 (7) 4.1.硬件要求 (7) 4.2.兼容软件 (7) 5.注意事项 (8) 6.主要技术参数 (9) 7.机械结构简介 (10) 8.启动机器 (11) 9.运行 (12) 9.1.编辑工作文件 (12) 9.1.1.器件 (13) 9.1.2.料栈 (16) 9.1.3.拼板 (18) 9.1.4.IC托盘 (20) 9.1.5.PCB校准 (22) 9.2.加载工作文件 (23) 10.测试 (25) 11.设置 (26) 11.1.系统参数设置 (27) 11.2.真空检测设置 (29) 11.3.备份/恢复 (30) 12.文件 (32) 12.1.生成CSV生产文件 (32) 12.1.1.使用Altium Designer (32) 12.1.2.使用Protel (35) 12.2.文件转换 (39) 12.2.1.料栈列表 (40) 12.2.2.器件列表 (41) 12.2.3.拼板列表 (42) 13.统计 (44) 14.系统记录 (45) 15.快速上手 (45)
16.保养与维护 (50) 17.关于保修 (51) 18.联系我们 (52)
1.更新记录 编号时间说明版本12014-11-15 建立文档V1.0 22015-9-16 更新文档V2.0
贴片机视觉系统
. 随着电子设备对小型,轻型,薄型和可靠性的需求,促使各种新型器件特别是细微间距器件得到迅速发展,被越来越多的用在各类电子设备上,于是对SMT中的关键设备----贴片机的贴片精度提出了更高的要求.本文从应用角度对FUJI(主要是IP3和CP6)和SIEMENS(S80F)贴片机的视觉系统进行了详细对比. 1,机器视觉系统的原理 贴片机视觉系统是以计算机为主体的图象观察,识别和分析系统.它主要采用摄象机为计算机感觉的传感部件,或称探测部件.摄象机感觉到在给定视内目的物的光强度分布,然后将其转换成模拟电信号,再通过A/D转换器被数字化成离散的数值,这些数值表示视野内给定的平均光强度,这样得到的数字影象被规则的空间网格覆盖,每个网格叫做一个像元.显然,在像元阵列中目的物影象占据一定的网格数.计算机对包含目的物数字图象的像元阵列进行处理,将图象特征与事先输入计算机的参考图象进行比较和分析判断,根据其计算结果计算机向执行机构发生指令. 在机器视觉系统中灰度分辨率.灰度值法是用图象多级亮度来表示分辨的大小,灰度分辨率规定在多大的离散值是机器给定的测量光强度,需要处理的光强越小,灰度分辨率就越高. 2,视觉系统的构成 贴片机视觉系统由视觉硬件和软件组成.硬件一般由影象探测,影象存储和处理以及影象显示3部分组成. 摄象机是视觉系统的传感部件,用于贴片机的视觉采用固态摄象机,CCD摄象机.固态摄象机的主要部分是一块集成电路,集成电路芯片上制作有许多细小光敏元件组成的CCD阵列,每个光敏元件输出的电信号与被观察目标上相应反射光强度成反比,这一电信号作为一像元的灰度被记录下来.象元件坐标决定了该点在图象中的位置. 摄象机获取大量信息有微处理机处理.处理结果由工业电视显示.摄象机与微处理机,微处理机与执行机构及显示器之间有通讯电缆连接,一般采用RS232串行通讯接口. 3,视觉系统的精度 影响视觉系统精度的主要因素是摄象机的像元数和光学放大倍数.摄象机的像元数越多,精度就越高;图象的放大倍数越高,精度就越高.因为图象的光学放大倍数越大,对于给定面积的象元数就越多,所以精度就越高.在FUJI的IP3上,在贴脚宽0.15MM的器件时就采用了精密的需要.不过,放大倍数过大,寻找器件更加困难,容易丢件,降低了帖装率.所以要根据实际需要选择合适的光学放大倍数. 4,FUJI和SIEMENS视觉系统的比较 1,PCB的精确定位 FUJI的IP和CP均有一个专用的MARK CAMERA,用来获取PCB上的标是点位置,大小和形状,读取中心位置.在PCB进行定位时,PCB上需要至少2个表示点(基于X,Y TABLE水平的状态下)依次围绕每个表示点中心,在一定范围内搜索,如未发现目标,就扩大搜索范围(程序中可设定).确定表示点位置后,与程序中的坐标比较,判断的出偏差,具体反映在X,Y,Q3个值只能感，然后来修正贴装坐标,SIEMENS也大致相同. 2,器件检测和定心 FUJI使用一大一小2个摄象机进行不同元件的识别和对中,同时执行检测功能.对于不同的器件使用不同的照射方式,J型脚(PLCC,SOJ,BGA)采用前灯
MIRAE贴片机视觉识别原理(简略版)
Mirae SMT Vision Manual 2000 / 9 / 25 MRC Vision室 目录 ? 1. 零件的检查 ? 2. MARK的检查 ? 3. 设定及检验事项 ? 4. 关于Vision的命令语 1. 零件的检查 ?目前适用的VISION检查方式大致分为下列几大类 –Square Chip Component –LEAD CHIP –IC类 –Ball type 零件 –Connector ?零件VISION检查时根据上述五大类来选择适当的 DB. 1.1 Square Chip Type ?称为CHIP的零件是各个角成直角的四角型的零件. ?对于CHIP类可以根据零件的影像特性来分类. 分成这样的小分类理由是各个零件都有可以区分的特性. 知道这个特性之后就算没有零件DB的零件也可以根据其特性来做代替 DB. –电阻(Square Chip Resistor) –电容(Square Chip Capacitor) –Melf Type –Array 零件(Chip Array) –其它类 1.1.1 Square Chip Resistor ? 1.1.1.1 零件特征 ? 1.1.1.2 基本算法 ? 1.1.1.3 错误编号 ? 1.1.1.4 对于各个错误的措施 1.1.1.1 零件特征 ?电阻的特征是底面(VISION检查时看到的)亮和直四角型这两点. 还有目前VISION算法上为了增加精密度而强化了限制条件所以必须只有电阻使用此分类. ?电阻的上面(吸嘴吸到的面)相对看来比较黑所以这是一种判断零件是否翻过来的重要标准. ?因为检查的限制条件严格所以面不均匀的零件有可能检查就有问题. 这种零件需要用别的DB来代替. 1.1.1.2 基本算法
全自动贴片机使用说明书
Fully Automatic SMD Pick & Place Machine 全自动贴片机 Vision Machine 用户手册 (Version 1.4f) Edition by: AUTOTRONIK-SMT
索引 1.0 开启机器 2.0 主菜单 3.0 文件菜单(管理文件) 3.1引导 3.2储存 3.3新文件 3.4删除 3.5详细档案 3.6汇入 3.7汇出 3.8设定打印机 3.9预览打印 3.10退出 4.0 设置菜单(为自动生产对PCB进行设置) 4.1 PCB 设置 4.2参考点设置 4.3送料器 I.D. 4.4取料设置 4.5放料设置 4.6微调所有放料位置 4.7重置取料器位置 4.8生产流程表设置 4.9点胶设置 4.10视觉检查设置 4.11排序放置记录 4.12组件库 4.13引导预置送料器坐标 4.14传送带引导PCB (仅对应 传送带系统使用) 4.15送料器视图 4.16PCB视图 5.0 生产菜单 5.1自动生产 5.2自动点胶 5.3视觉检查 5.4生产检查 5.5手动方式 5.6选择矩阵板 6.0 调校菜单(机械调校) 6.1 系统调校 6.2点胶器调校 6.3机器调校 6.4吸嘴参数 7.0 应用菜单 7.1重置送料器 7.2机器回复零位 7.3特殊装置设置 7.4诊断 7.5备份SYST.DBF文件 7.6特殊真空开关 7.7语言显示 8.0 说明菜单 8.1 说明书 8.2 关于 8.3 I/O卡驱动版本 8.4 软件更改记录 附录 A 硬件安装 附录 B 自动检测高度特性 附录 C 为组件建立组件库 附录 D 自动生产后重新学习放置位置 附录 E 如何使用智能送料器(SFTA)和智能送料器 I.D. 附录 F 角度方向定义 附录 G 0201组件设置 附录 H 对于自动生产的PCB设置 附录 I 自动检测参考点功能 附录 J 坏标记功能 附录 K 点胶库设置 附录 L 选件：万用CAD 数据转换每WCAD380 附录 M 自动生产最优化(仅用于双贴片头) 附录 N 选件: 传送带设置 附录 O 选件: 纸带固定器 附录 P Alignment-G/H的使用 附录 Q 如何在生产菜单中使用Check Mode功能 附录 R 通用CAD转换软件-UCAD
高精度视觉贴片机拾放程序设计编程
高精度视觉贴片机拾放程序设计编程 龙绪明 (西南交通大学,四川 成都 610031) 摘 要∶探讨了S MT 高精度视觉贴片机难点之一拾放程序设计编程,重点介绍示教编程和C AD 输入编程设计方法。 关键词∶贴片机;拾放程序设计编程;视觉系统中图分类号:T N305 文献标识码:A 文章编号:1004-4507(2002)03-0151-06 The Design of Pick &Place Program H igh -Precision SMT Placement LONG Xu -ming (S outhwest Jiaotong University of China ,Chengdu 610031,China ) Abstract :The design of pick &place program high -precision S MT placement is described ,including the method of HHT teaching Programming and C AD programming. K eyw ords :S MT Placement ,Design of pick &place program ,Vision system 高精度视觉贴片机与普通贴片机相比最大难点之一在于拾放程序设计编程。一般贴片机可采用示教编程、键盘输入编程和C AD 输入编程3种方法。示教编程通过贴片头现场控制机进行编程,主要应用于已有电子组件样品,无细间距器件的场合,是最基本的方法。键盘输入编程(通过中央控制软件)主要应用于已知PC B 图形和元器件数据,而无C AD 数据场合。C AD 输入编程(通过AutoProgram 软件)在S MT 线路设计阶段产生C AD 数据(ASCII 码)直接输入到主控计算机中自动编辑,为最简便的编程方法。一般可采用键盘输入与C AD 输入共同编程方法。本文重点探讨示教编程和C AD 输入编程设计方法。 1 编程设计贴片机参数设置 进行编程工作前期或者执行不同PC B 板程序 时,必须设定贴片机机械结构、计算机控制系统和视觉系统参数设置。1.1 贴片机结构参数 贴片机结构参数包括贴片头数、x -y -z -θ轴极限位置、伺服驱动参数、送料器、点胶、摄像机类型、元器件参数测试和极性测试。结构参数在设备出厂前已经调好,不能轻易修改。可由中央控制软件中C on figaration File Editor 软件和示教盒中M OD 指令(直接通过现场控制计算机)来进行参数修正。112 PC B 定位与传输设置定位针的运动和PC B 自动传输控制参数,可用示教盒HHT 来完成。113 送料器安装 主要是电子送料器的布置及位置,振动送料器安装和散装盘的布置,可用HHT 设置,也可用中央控制软件键盘设置或自动编程软件AutoProgram 自 收稿日期:2002-09-10 作者简介:尤绪明(1962— ),男,四川自贡人,西南交通大学副教授,主要从事S MT 及计算机控制研究。1 51第31卷第3期V ol.31N o.3 电子工业专用设备Equipment for E lectronic Products Manu facturing 2002年9月 September 2002
高精度视觉型桌面贴片机系统研究
一一收稿日期:2015-03-25作者简介:王国庆(1972),男,陕西西安人,长安大学教授,工学 博士,研究方向为机器人动力学与控制系统研究三高精度视觉型桌面贴片机系统研究 王国庆,张光泽,张志新,张善交,贺新刚 (长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室,西安710021)一一摘要:针对目前国内桌面贴片机缺少视觉系统和贴装精度不足及成本高的问题,从提高机械系统精度二视觉对中系统二运动控制系统及操作软件系统等方面进行了研究,设计了步进电机闭环控制的高精度机械平台机构,实现了支持贴装0402封装元器件及QFP 封装IC 的精密贴装头和自动化供料机构,采用自主知识产权的异步多核可编程自动化控制器完成了五轴运动控制,应用Free-man 链码实现了视觉对中系统中关键的轮廓提取,开发了上位机操作软件系统,经过测试整机系统实现了高精度贴装的目标三 关键词:贴片机;贴装头;运动控制系统;视觉对中系统;步进电机闭环控制 中图分类号:TH132一一文献标志码:A一一文章编号:1000-0682(2015)04-0012-04 Study of high-precision desktop pick-and-place machine with vision system WANG Guoqing,ZHANG Guangze,ZHANG Zhixin,ZHANG Shanjiao,HE Xingang (Key Laboratory of Highway Construction Tequnique and Equipment of Ministry Education ,Chang an University ,Xi an 710021,China ) 一一Abstract :There are some problems about the current domestic desktop pick-and-place machine,such as the lack of vision system,the shortage of pick-and-place precision and the high cost.In order to solve these problems,the paper studied on the accurate machine system,the vision positioning system,the motion control system and the operation software system.It designed a high-precision machine plat-form driven by the closed-loop control of stepper motor,and accomplished the mechanism to accurately pick and place electronic components of 0402and CEFP package outline and the automatic feeding mech-anism.To achieve the five-axis motion control,the self-proprietary multi-core asynchronous programma-ble automation controller was adopted.It applied the Freeman chain code to accomplish the critical tech-nology of the contour extraction on the vision positioning system,and developed the PC operation software system.The test results showed that it could achieve the goal of the high-precision picking and placing.一一Key words :pick-and-place machine;pick-and-place mechanism;motion control system;vision posi-tioning system;closed-loop control of stepper motor 0一引言 贴片机是用来实现高速二高精度二全自动地贴放 元器件的设备,是整个SMT 生产中最关键二最复杂 的设备三目前国内许多中小企业受到经济二生产规 模等因素的影响,对桌面型二经济型二高贴装精度的 贴片机的需求较大三面对这样的市场需求,许多公 司和科研机构都对贴片机进行了相应的研究,文献 [1]设计了简洁二紧凑且精度较高的贴片机棘轮送料器械;文献[2]采用PLC 作为贴片机的运动控制核心;文献[3]对贴片机视觉系统的图像处理算法进行了研究三一些机电公司也研发出了自己的桌面贴片机产品,但均存在着缺少视觉系统和采用了开环控制机械系统的不足,总的来说很难保证稳定的高贴装精度三基于以上贴片机现状的分析,该文在已有研究的基础上[4-5],进行了贴片机的机械总体二精密贴装机构二自动化供料机构二运动控制系统二视 觉对中系统二上位机操作软件系统等方面的研究,研 发出了高贴装精度的经济型桌面贴片机三四21四工业仪表与自动化装置一一一一一一一一一一一一一一一一2015年第4期