Углубленный-анализ систем машинного зрения для SMT-размещения: секрет точности и эффективности

При производстве SMT, когда печатные платы имеют позиционные отклонения, размеры компонентов становятся все меньше или на одной плате присутствуют как стандартные микросхемы, так и прецизионные микросхемы, машина для размещения SMT должна сначала «ясно увидеть», прежде чем решить, «где их разместить». Здесь в игру вступает система видения.

Проще говоря,Машина для размещения SMTСистема технического зрения — это система, которая использует промышленные камеры для определения контрольных точек печатных плат и электронных компонентов и применяет результаты распознавания для правильного положения, угла и размещения.

НеоДен Н10Пмашина для подбора и размещенияиспользует конфигурацию машинного зрения, состоящую из двойных камер + двойных летающих камер (передней и задней) + IC-камеры. В сочетании с магнитным линейным энкодером и различными функциями калибровки эта установка обеспечивает плавную координацию между позиционированием печатной платы, распознаванием компонентов и контролем размещения.

Итак, зачем машине SMT-установки нужно так много камер? Как именно система технического зрения помогает машине повысить точность размещения?

Система машинного зрения для размещения SMT — это основные «глаза» машины, использующие камеры и технологию компьютерной обработки изображений, чтобы помочь машине для размещения четко видеть и точно определять местонахождение электронных компонентов и печатной платы.

Весь процесс можно просто понять так:

Позиционирование печатной платы → Подбор компонента → Распознавание изображения → Коррекция положения/угла → Точное размещение

Таким образом, система технического зрения не просто «делает снимок», а преобразует изображения, снятые камерой, в информацию о положении и угле, которую может использовать позиционирующая машина.

Разные камеры выполняют разные задачи.

После того, как печатная плата попадает в установочную машину с конвейера, даже если координаты в программе полностью точны, фактическая печатная плата все равно может немного отклоняться от теоретического положения. Здесь в игру вступают контрольные метки на печатной плате. N10P оснащен камерами с двойной меткой, которые быстро захватывают изображения точек позиционирования для повторного-определения фактического начала координат и угла печатной платы.

После того как компонент захватывается соплом,НеоДенN10P'sПередняя и задняя двойные летающие камеры могут снимать «летающие изображения», когда установочная головка движется на высокой скорости. Они поддерживают распознавание обычных компонентов,-включая компоненты микросхем и пакеты SOT-размером от 0201 до 22 × 22 мм, что позволяет корректировать-высокую скорость без замедления и пауз.

Формы и конструкции выводов микросхем (таких как QFP, BGA и QFN) гораздо сложнее, чем у обычных резисторов и конденсаторов. N10P оснащен специальной IC-камерой с диапазоном распознавания до 40 × 40 мм (поддерживает компоненты высотой до 16 мм). Функция «IC Calib», описанная в руководстве, подходит для стандартных микросхем, а функция «IC Rotate Calib» выполняет повторное-распознавание после регулировки угла, чтобы обеспечить точное выравнивание контактов высокой-плотности.

Если вы думаете о печатной плате как о карте, то точка отсчета — это путевая точка на этой карте.

Координаты компонентов в программе размещения обычно берутся из программного обеспечения для проектирования печатных плат, но когда машина фактически загружает печатную плату, положение не может каждый раз быть абсолютно одинаковым. Следовательно, оборудованию необходима фиксированная точка отсчета, чтобы связать «координаты программы» с «фактическим положением печатной платы».

Основной процесс можно понять следующим образом:

Определить опорную точку → Определить фактическое положение платы → Вычислить угловое отклонение → Исправить координаты размещения

Если реперная точка установлена неправильно, последующее размещение может привести к общему смещению.

НеоДенN10P пользовательруководствоперечисляет «Неправильную настройку исходной точки» и «Руководство не найдено» в качестве причин сбоя автоматического распознавания координатных координат и рекомендует сбросить начало координат или настроить параметры координатных координат.

Вот почему при производстве SMT, когда компоненты по всей печатной плате демонстрируют одинаковые сдвиги направления, необходимо не только проверить отдельные программы компонентов, но также проверить происхождение печатной платы и контрольные точки.

Самый простой способ понять систему технического зрения — поместить ее в полный цикл размещения.

Камера маркировки сначала идентифицирует ориентиры на печатной плате, чтобы определить ее фактическое положение и ориентацию.

Устройство подачи доставляет компонент в позицию захвата-, а сопло захватывает его.

В зависимости от типа компонента система может выбрать «Нет действия», «Калибровка в полете», «Калибровка IC» или «Калибровка с вращением IC».

«Нет действия» не выполняет проверку камеры, а «Fly Calib», «IC Calib» и «IC Rotate Calib» соответствуют различным методам распознавания зрения соответственно.

После того как система получает фактическое положение и угол компонента, она сравнивает их с целевой информацией в программе. Если существует отклонение, движение установки необходимо соответствующим образом скорректировать.

Головка размещения завершает размещение по исправленным координатам.

При выборевыбрать и разместитьмашинаМногие люди упрощенно рассматривают точность размещения как механический параметр. На самом деле точность размещения — это результат совместного действия нескольких систем.

Система технического зрения обеспечивает распознавание, система движения контролирует движение, насадка выполняет захват, калибровка устанавливает точные координатные соотношения, а программное обеспечение управляет расчетами и контролем на протяжении всего процесса. Если камера правильно идентифицирует компонент, но центр сопла смещен, ошибки в фактическом положении размещения все равно могут возникать.

НеоДенРуководство пользователя N10PВ разделе «Проблемы с точностью» перечислены распространенные причины, включая ошибки распознавания, изменения положения контрольной камеры и неточное расположение центра сопла. Соответствующие решения включают калибровку камеры и точную калибровку сопла.

Поэтому, оценивая возможности зрения установочной машины, не следует просто спрашивать: «Сколько у нее камер?» но также следует оценить, работают ли камеры в полной координации с системами управления движением и калибровкой.

Хотя система технического зрения может распознавать изображения, координаты изображения, снятые камерой, по своей сути не соответствуют механическим координатам установочной машины.

НеоДенN10Pпредлагает несколько функций калибровки. Среди них «Инициализация Fiducial Camera» использует калибровочную цель для автоматической съемки фотографий и расчета позиционных соотношений между различными камерами; «Точная калибровка сопла» использует фотографии, сделанные с калибровочного сопла, для автоматического определения позиционных взаимосвязей между каждой установочной головкой и IC-камерой и летающей камерой.

Эти два процесса решают разные проблемы:

Калибровка камеры:Устанавливает позиционные отношения между системами зрения.
Калибровка сопла:Проверяет точное позиционное соотношение между различными установочными головками, насадками и системами технического зрения.

Поэтому рекомендуется проверять статус калибровки после технического обслуживания оборудования, когда положения соответствующих компонентов изменились или когда точность размещения отклоняется от нормального уровня.

Вы можете выполнить проверки в следующем порядке.

Сначала проверьте параметры PCB Origin и Fiducial.

НеоДенN10P пользовательруководствоВ качестве распространенных причин перечислены неправильные настройки Origin, невозможность найти репер и вмешательство в область распознавания.

Проверьте изображение с камеры, яркость, вспышку, шум и другие параметры изображения, а также убедитесь, что размер компонента находится в пределах диапазона распознавания камеры.

Проверьте-положение подборщика,-высоту подборщика и сопло.

В руководстве пользователя NeoDen N10P отмечается, что переворачивание или стояние компонентов в вертикальном положении во время-подбора может быть связано с неправильной-настройкой высоты подборщика или отклонением-положения подборщика.

Сосредоточьтесь на проверке положения реперной камеры, центра сопла и соответствующих калибровок.

Проблемы такого типа, в частности, приводят к тому, что инженеры ошибочно полагают, что «поскольку визуальное распознавание нормальное, с камерой должно быть все в порядке». В действительности взаимосвязь между системой машинного зрения, соплом и координатами движения может повлиять на конечный результат.

Если оборудование требует тщательной ручной проверки ориентации и положения компонентов, это повлияет на время производственного цикла. Автоматическое распознавание изображений может переложить эти повторяющиеся суждения на оборудование.

ВозьмитеНеоДенN10P СМТмашинаНапример: он использует конфигурацию с несколькими-камерами и оснащен функцией автоматической смены сопел и 39 положениями сопел. Эта машина имеет максимальную скорость укладки 20 000 копий в час и поддерживает 80 устройств подачи ленты.

Однако реальная эффективность производства не может быть измерена просто по максимальному CPH. Например, для компонентов размером менее 0402 и прецизионных микросхемN10P пользовательруководстворекомендует соответствующим образом снизить скорость перемещения и скорость размещения, чтобы повысить точность размещения.

Поэтому более разумным является то, что система технического зрения помогает оборудованию найти правильный баланс между «скоростью» и «надежностью распознавания».

Если вы покупаетевыбирать и разместить машину, стоит рассмотреть следующие вопросы:

Вопрос 1. Поддерживает ли оно фидуциальное признание?

Это определяет, может ли оборудование выполнять калибровку на основе фактического положения печатной платы.

В2. Поддерживает ли он визуальное распознавание различных типов компонентов?

Вам необходимо подтвердить, существуют ли подходящие решения по распознаванию стандартных чипов и микросхем.

Вопрос 3. Каковы минимальный и максимальный диапазоны распознавания компонентов?

Это должно быть согласовано с вашей спецификацией.

Вопрос 4. Поддерживает ли он калибровку камеры и калибровку сопел?

Это влияет на техническое обслуживание и регулировку точности после длительной эксплуатации оборудования.

Вопрос 5. Работает ли система технического зрения совместно с системой обратной связи по движению?

Сама по себе камера не может гарантировать окончательную точность размещения, система движения также должна точно выполнять результаты расчетов зрения.

Вопрос 1. Что такое система распознавания изображений SMT?

Система визуального распознавания SMT — это система, которая использует промышленные камеры для идентификации контрольных меток печатных плат и электронных компонентов и применяет результаты распознавания для коррекции положения, угла и размещения.

В2. Зачем машинам для размещения нужна система технического зрения?

Потому что во время фактического производства всегда возникают некоторые ошибки позиционирования печатных плат и электронных компонентов. Система технического зрения может определять фактическое положение и помогать машине корректировать координаты и углы.

Вопрос 3. Что такое реперный знак?

Реперная метка — это контрольная метка на печатной плате, используемая для позиционирования машинного зрения. Машина для размещения SMT идентифицирует ее, чтобы определить фактическое положение и угол печатной платы.

Вопрос 4. В чем разница между летающей камерой и IC-камерой?

Летающая камера в основном используется для визуального распознавания общих компонентов, таких как резисторы и конденсаторы, IC-камера используется для таких устройств, как микросхемы, и поддерживает повторное-распознавание угла для прецизионных микросхем.

Вопрос 5. Система технического зрения напрямую определяет точность размещения?

Нет, это не полностью определяется системой зрения. На точность размещения также влияют такие факторы, как сопло, система движения, расположение печатной платы, калибровка и параметры размещения.

Вопрос 6. Требует ли система машинного зрения калибровки?

Да. Камера, сопло и система движения должны поддерживать точное позиционное соотношение. NeoDne N10P предоставляет такие функции, как инициализация реперной камеры и точная калибровка сопла.

Вопрос 7. Какую систему машинного зрения использует NeoDen N10P?

NeoDen N10P оснащен камерами Dual Mark, двумя летающими камерами (фронтальной и задней) и одной высокоточной- IC-камерой.

Вопрос 8. Насколько мелкие детали может распознать NeoDen N10P?

Летающая камера N10P имеет диапазон распознавания от 0201 до 22 × 22 мм и в первую очередь отвечает за высокоскоростное-распознавание компонентов чипа. IC-камера поддерживает точное распознавание микросхем и компонентов неправильной формы размером до 40 × 40 мм.

ДляМашины для размещения SMT, ценность системы технического зрения не заключается в том, что «чем больше камер, тем лучше». Что действительно важно, так это то, сможет ли он точно выполнять позиционирование печатной платы, распознавание компонентов, проверку угла, коррекцию координат и калибровку изображения, формируя при этом стабильный рабочий процесс с соплами, системами управления движением и программными системами.

НеоДен Н10Пвключает в себя камеру двойной отметки, летающую камеру и IC-камеру в сочетании с магнитным линейным энкодером, автоматической сменой насадок и различными функциями калибровки для интеграции визуального распознавания с точным размещением.

Если вы выбираетеп SMTмашина для прототипирования печатных плат, исследований и разработок или мелкосерийного- и среднего-производства SMT. Свяжитесь с нами для получения более индивидуальных рекомендаций по оборудованию.