贴片机视觉系统介绍

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