視覺貼片機(jī)系統(tǒng)包括圖像采集模塊、圖像處理模塊和伺服運(yùn)動(dòng)控制模塊。其中圖像采集模塊主要有圖像傳感器、光學(xué)成像系統(tǒng)、光源積極與工控機(jī)的圖像采集卡四個(gè)部分組成，其主要完成目標(biāo)事物的圖像獲取、圖像數(shù)字化、數(shù)字圖像放大或縮小及存儲(chǔ)等功能。這一過程將決定圖像處理前的質(zhì)量，對(duì)貼片機(jī)的貼裝精度起直接影響。

圖像處理模塊則是上位PC機(jī)中對(duì)圖像進(jìn)行處理的相關(guān)軟件，其主要作用是把采集到的電路板基準(zhǔn)點(diǎn)及貼片元件的圖像經(jīng)一些圖像算法處理后為貼片機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供輸入量。因此選擇的圖像處理算法必須適應(yīng)SMT貼片加工過程中的實(shí)際情況，而且準(zhǔn)確、高效，這樣才能提高貼片機(jī)的貼裝精度和速度。伺服運(yùn)動(dòng)控制器是貼片機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，對(duì)貼片機(jī)的精度和速度有很大程度的影響。

貼片機(jī)視覺系統(tǒng)

一、攝像器件

工業(yè)相機(jī)俗稱攝像機(jī)，是相對(duì)于傳統(tǒng)的民用相機(jī)而言的，它據(jù)有穩(wěn)定性好、傳輸快和抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。目前市場(chǎng)上工業(yè)相機(jī)的傳感器芯片主要是CCD。自然CCD是目前機(jī)器視覺最為常用的圖像傳感器。它集光電轉(zhuǎn)換及電荷轉(zhuǎn)移。信號(hào)讀取于一體。CCD相機(jī)通常由光學(xué)鏡頭、時(shí)序及同步信號(hào)發(fā)生器、垂直驅(qū)動(dòng)器等組成。CCD的突出特點(diǎn)是以電荷作為信號(hào)，而不同于其它器件是以電流或者電壓為信號(hào)。這類成像器件通過光電轉(zhuǎn)換形成電荷包，而后在驅(qū)動(dòng)脈沖的作用下轉(zhuǎn)移、放大輸出圖像信號(hào)。

二、視覺系統(tǒng)光源

大多數(shù)機(jī)器視覺系統(tǒng)都需要光源，有的甚至對(duì)光源提出了很高的要求，如閃光強(qiáng)、時(shí)間短、光場(chǎng)穩(wěn)定、均勻度高以及亮度可調(diào)節(jié)等。在機(jī)器視覺系統(tǒng)中，常見的光源有熒光燈、鹵燈、LED燈和激光燈，不同種類的光源其性能和價(jià)格都有所不同，LED以其壽命長(zhǎng)、節(jié)能和穩(wěn)定成為首選。貼片機(jī)因其在貼片加工廠中工作時(shí)是一個(gè)封閉的狀態(tài)，前后門洞關(guān)閉以保證安全，并且一些有腳元件的引腳間距很小，這就要求必須有足夠光源照明;另外由于貼片機(jī)是耐用設(shè)備，所以光源要選壽命較長(zhǎng)的，此外，光源照明的選擇一般遵照以下幾個(gè)原則：

1、是背景和目標(biāo)實(shí)物能很好區(qū)分;

2、目標(biāo)實(shí)物中被關(guān)注的部分應(yīng)與其他部分區(qū)分出來。

三、執(zhí)行機(jī)構(gòu)

執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要包括電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)卡、運(yùn)動(dòng)控制卡、X、Y伺服定位系統(tǒng)、T軸電機(jī)及圓盤編碼器及其處理電路。

1、電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)卡

伺服驅(qū)動(dòng)器的主要用來收集無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置信息，以此控制逆變橋的功率元件通實(shí)現(xiàn)電子換向。此外，它還能起到過電流保護(hù)電流檢測(cè)及轉(zhuǎn)速監(jiān)測(cè)的功能。

2、運(yùn)動(dòng)控制器

有了主軸伺服驅(qū)動(dòng)器，還需讓其與工控機(jī)的接口相連接，實(shí)現(xiàn)多軸的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)。

3、T軸伺服電機(jī)和編碼器

T軸電機(jī)為三相直流無刷電機(jī)。無刷直流電機(jī)通過電子換相器取代原有的機(jī)械裝置，杜絕了換向摩擦的產(chǎn)生，它既有傳統(tǒng)直流電機(jī)的體積小、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、過載能力強(qiáng)、動(dòng)態(tài)特性好、控制方便等優(yōu)點(diǎn)，又具有可靠性高、無換向火花及噪音、功率密度大、成本低等優(yōu)點(diǎn)。T軸編碼器每周輸出20000個(gè)脈沖，每個(gè)脈沖代表T軸電機(jī)轉(zhuǎn)過0.018°角度。

4、X、Y伺服定位系統(tǒng)

X、Y伺服定位系統(tǒng)決定了貼片機(jī)的精度和速度，是貼片機(jī)的關(guān)鍵機(jī)構(gòu)。目前貼片機(jī)可以分為拱架式、轉(zhuǎn)塔式、復(fù)合式和大型平行系統(tǒng)4種結(jié)構(gòu)。

X、Y傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要有兩種，一種是滾珠絲桿直線導(dǎo)軌，另一種是同步齒形帶直線導(dǎo)軌。同步齒形帶的載荷能力相對(duì)較小，故僅適用于帶動(dòng)貼片頭運(yùn)動(dòng)。X、Y軸各有一個(gè)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)小齒輪，使同步帶在一定范圍內(nèi)做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，這樣帶動(dòng)軸基座在直線軸承往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)貼片頭在X、Y平面上的運(yùn)動(dòng)功能。

四、圖像采集卡

圖像采集卡，又稱圖像捕捉卡，是一種可以獲取數(shù)字化視頻圖像信息，并將其存儲(chǔ)和播放出來的硬件設(shè)備、圖像采集卡，其功能是將圖像信號(hào)采集到電腦中，以數(shù)據(jù)文件的形式保存在硬盤上。它是廣州SMT貼片加工廠家進(jìn)行圖像處理時(shí)必不可少的硬件設(shè)備，通過它就可以把攝像機(jī)拍攝的圖形、視頻信號(hào)從攝像機(jī)上轉(zhuǎn)存到計(jì)算機(jī)中，利用相關(guān)的處理軟件，對(duì)數(shù)字化的圖像或視頻信號(hào)進(jìn)行后期編輯處理。圖像采集卡作為貼片機(jī)視覺系統(tǒng)其中一個(gè)部件，起著一個(gè)非常重要的作用。選用圖像采集卡的好壞直接決定了機(jī)器視覺系統(tǒng)所要處理圖像的分辨率、清晰度甚至整個(gè)圖像處理算法的精度等。

選擇圖像采集卡時(shí)主要應(yīng)該考慮以下主要參數(shù)：

1、接口制式，數(shù)據(jù)格式，接口制式包括數(shù)字、模擬一定與所選相機(jī)一致。如選用數(shù)字制式還必須考慮相機(jī)的數(shù)字位數(shù);

2、模擬采集卡要考慮數(shù)字化精度，這包括像素抖動(dòng)和灰度噪音;

3、采集卡的數(shù)據(jù)率;

4、相機(jī)控制信號(hào)及外觸發(fā)信號(hào);

5、PCI總線的傳輸速率及硬件的可靠性;

6、支持軟件的功能。