全视觉贴片机研制解析

贴片机的视觉系 统就是一 个典型 的机器视 觉系统, 其 中包 括图像采集系统、图像处理部分、通信和 I /O 部分以及输入输出 和执行机构等。图 像采 集系 统由光 源、镜头 (加 滤光 片 )、摄 像 机、图像采集卡等组成。图 像处理部 分包括 图像处 理硬件 和图 像处软件 (如图 2所示 )。下面介绍采用的关键部件。
1 贴片机吸件系统
吸件系统虽然只 是贴片机 的一部 分, 但 是它在 贴片机 中的
收稿日期: 2006 - 10- 17 作者简介: 徐剑飞 ( 1981 ) , 男, 广西桂林人, 硕士, 主要从事 SMT 焊点 3D 信息智能识别与检测, 贴片 机机器视 觉和运动 控制等项 目的开 发和 研究 工 作; 周 德 俭 ( 1954 ), 男, 浙 江 金 华 人, 博 士 生 导 师; 林 卓 强 ( 1956 ) , 男, 香港人, 高级工程师。
由于贴片机系统 伺服电机 启停频 繁的特殊 情况, 在贴 片机 系统工作过程中会产 生大量的 干扰, 并且会 由于电 源的不 稳定
和伺服电机的快速启停产 生电磁 干扰, 导致电 压的不 稳定和 对 I/O 信号的干扰。为了 应对 贴片机 这一 特殊 情况, 普通 的光 源 由于电压不稳定或闪烁问 题, 会导致图 像采集 系统的 成像质 量 下降。所以在设计过程中选用了使用稳压电源的 LED 光源。
在贴片机吸件系统视觉调校中采用的主要是 图像获取和图 像畸变校正和图像定 位。在贴片 机的视 觉对中 调校中, 主要 运 用定位。
( 上接第 81页 )
图 6 程控接收机实验测试波形图
经实验测试证明, 该程 控接收机 达到实 际应用 所要求 的基 参考文献:
本技术参数, 可对滤波带宽和增益全数字化控制, 满足检测和处 理算法中定量能量 检测 的要求。 另外 该设计 采用 有 A /D 的幅 度比较方法对输出信 号进行幅 度检测, 使得 能够实 时处理 并调 整电路增益和带宽, 输出信号幅 度的平 稳度相 对于传 统无 A /D 幅度比较的方 法有 很大 改善, 基 本达 到后 续信 号处 理的 要求。 实现的新型全数字化 带有 A /D 的程 控接 收机在 某被 动定 位系

点的函数
! 自动贴片视觉系统软件设计与开发 &’( 视觉系统的原理
视觉系统主要由三部分构成， 即图像采集、 图像处理和图像 输出。图像采集部分包括图像传感器以及 ) * + 转换器等， 它的 作用是把一幅图像转换成适于处理机操作的数字化图像。图像 处理部分主要是对图像作某种变换， 增强其中的有用信息， 抑制 无用信息，然后提取、描述和分析图像中所包含的某些特征信 息， 最后进行图像压缩与恢复。主要包括图像预处理， 图像定位 和图像检测。图像输出部分是把图像处理后所存储的数字阵列 图像变换为适于人们理解的形式。 同时从图像存储的角度来讲， 把图像数据存储须存为标准格式， 因为数字化所得图像， 必须能 被其他的应用程序容易地读写。 图像处理技术具有操作简便、 精度高、 图像代表好等优点， 其精度和测量范围都符合表面封装贴片的要求，因此在贴片技 术中具有广泛的应用。 本研究软件设计主要是对由 $$+ 摄像头 采集的芯片图像进行图像处理算法研究，并在此基础上采用了
aX# 元器件有四个引脚集，上 下
左右各一个， 具有相同的图形。定 位后， 进行特征抽取， 最后进行特
图O 检测流程图
征匹配， 得出元器件特征值。检测流程图如 O 所示。 针对具体的引脚元器件，主要是检测元器件类型 （Y9b3K9 、 引脚类型 （Q9UY 5cS9） 、 引脚长度 >Q9UY Q94B5CF 、 引脚宽度 5cS9） 接 触 脚 长 度 ><==5 Q94B5CF 、 脚 间 距 >S35KCF 、 引脚数 >Q9UY d3Y5CF、 （467 =< Q9UYJ ） 、 基体宽度 （8=Yc Y3794J3=4 34 W ） 、 基体长度 引脚共面性 >5=Q9:U4K9F 等元器件特征。 >8=Yc Y3794J3=4 34 cF、 在 ,$ EE 中 ， 先 定 义 元 器 件 几 何 描 述 的 类 ： KKe 描述合成模型中单个引脚； f/+g+19UY ， KKf/+g+19UYf95 ， 描述合成模型的引脚集， 包含了 KKf/+g+19UY 对象的引脚特 征； 描述合成模型引脚集的序 KKf/+g+19UYf95)::U4B97945 ， 列等。 然后创建一个引脚定位对象， KKf/+0==Q1=KU5=:19UYf95 （） 进行定位， 在此之前先要训练定位参数， 设置运行参数。最后 调用特征类进行特征匹配。 参考文献

. 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.。

JUKI KE-2070M/2080M 贴片机工作原理及流程
本设备，是用于印刷电路板上贴装电子元件的全自动设备。 基本工作原理： 机器贴片头从元件供应装置（TAPE FEEDER或DTS等）吸取电子元件，经VCS ASM装置求 出元件的中心尺寸后，将元件贴装到经过编程的印刷电路板上的正确坐标上。 工作流程：
编制程序
将各种电子元件安 装到对应 FEEDER
或 DTS 上
将各 FEEDER 或 DTS 正确安装到贴
片机上
机器根据程序，自动
从 FEEDER 或 DTS
贴
中吸取对应元件
装
下
一
机器通过 VCS ASM
个
等装置，计算吸取元
ห้องสมุดไป่ตู้
元
件的尺寸及位置
件
机器贴装头根据程 序给定的坐标将元 件贴装到电路板上
贴装完成

贴片机研究报告-回复"贴片机研究报告"摘要本研究报告旨在探讨贴片机的原理、应用以及未来发展趋势。

贴片机是一种用于表面贴装技术的自动化设备，已广泛应用于电子制造业中。

本报告将介绍贴片机的工作原理、主要应用领域以及存在的挑战和发展前景。

1. 引言贴片机是一种自动化设备，用于电子制造业的表面贴装技术。

它通过将电子元器件精确地贴装到电路板上，将传统的手工贴装工艺变为机械化的生产过程，提高了贴装速度、精度和效率。

2. 工作原理贴片机的工作原理基于机械臂系统、视觉识别系统和控制系统的组合。

首先，由视觉系统扫描电路板上的元器件位置，并生成准确的坐标数据。

然后，机械臂系统根据这些坐标数据将元器件从供料器中取出，并按照要求精确地贴装到电路板的指定位置上。

最后，控制系统对整个过程进行监控和调节，确保贴装的准确性和稳定性。

3. 主要应用领域贴片机在电子制造业中有广泛的应用。

它可以用于手机、电脑、电视、汽车等各种电子产品的生产中。

贴片机的快速、精确和可靠的贴装能力使得电子产品的制造更加高效和规范。

4. 存在的挑战虽然贴片机在电子制造业中有很大的优势，但仍面临一些挑战。

首先，现有的贴片机技术还不能完全实现高密度、微型元器件的贴装。

其次，贴片机对元器件的精度要求较高，而部分尺寸较小的元器件可能存在取放困难的问题。

此外，贴片机在处理不规则形状的元器件时也有一定的困难。

5. 发展前景随着电子产品的不断更新和升级，对贴片机的需求也在逐渐增加。

未来的发展前景主要体现在以下几个方面：5.1 技术创新：贴片机制造商将致力于开发更加先进和精确的贴片机技术，以满足不断变化的市场需求。

5.2 多元化应用：贴片机的应用不仅限于电子制造业，还可以扩展到其他领域，如医疗、航空航天等。

5.3 自动化生产线集成：未来的贴片机将更多地与其他自动化设备集成，实现整条生产线的自动化和智能化。

5.4 人工智能和机器学习：人工智能和机器学习的应用将使贴片机能够更好地自主学习和适应不同元器件的特性。

贴片机工作原理内容来源网络，由深圳机械展收集整理！更多贴片机等自动化设备展示，就在深圳机械展。

贴片机，顾名思义，就是将一种元器件粘贴到一种器械上的设备，但是贴片机的工作原理是怎么样的呢?下面我们就一起来探讨一下吧。

1.贴片机工作原理--简介贴片机，又称“贴装机”、“表面贴装系统”，它配置在点胶机或丝网印刷机之后，是通过移动贴装头把表面贴装元器件准确地放置PCB焊盘上的一种设备。

它是用来实现高速、高精度地贴放元器件的设备，是整个SMI、生产中最关键、最复杂的设备。

主要分为手动和全自动两种。

2.贴片机工作原理--结构功能当前贴片机品种许多，但无论是全自动高速贴片机或是手动低速贴片机，它均由机架，PCB 传送及承载组织，驱动体系，定位及对中体系，贴装头，供料器，光学识别体系，传感器和计算机控制体系组成，下面我们简单介绍一下其功能：机架----是机器的根底，一切的传动，定位组织均和供料器均结实固定在它上面，因而有必要具有满足的机械强度和刚性。

PCB 传送及承载组织----传送组织是安放在导轨上的超薄型皮带传送体系，其作用是将PCB 送到预订方位，贴片后再将其送至下一道工序。

驱动体系----它是贴片机的要害组织，也是评价贴片机精度的首要指标，它包括XYZ传动布局和伺服体系，功用包含支撑贴装头运动和支撑PCB承载平。

3.贴片机工作原理--拱架型拱架型贴片机工作原理：首先元件送料器、基板是固定的，贴片头在送料器与基板之间来回移动，将元件从送料器取出，然后经过对元件位置与方向的调整，最后贴放于基板上。

这类机型的优势在于：系统结构简单，可实现高精度，适于各种大小、形状的元件，甚至异型元件，送料器有带状、管状、托盘形式。

适于中小批量生产，也可多台机组合用于大批量生产。

4.贴片机工作原理--转塔型转塔型贴片机工作原理：如下图所示，元件送料器放于一个单坐标移动的料车上，基板放于一个X/Y坐标系统移动的工作台上，贴片头安装在一个转塔上，工作时，料车将元件送料器移动到取料位置，贴片头上的真空吸料嘴在取料位置取元件，经转塔转动到贴片位置，在转动过程中经过对元件位置与方向的调整，将元件贴放于基板上。

多功能贴片机除了能贴装0201(0.6mm*0.3mm) 元件外,还能贴装SOIC(小外型集成电路)、 PLCC（塑料有引线芯片载体）、窄引线间距 QFP、BGA和CSP以及长接插件（150mm长） 等SMD/SMC的能力。
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贴片机结构及原理分析课件
此外，现代的贴片机在传动结构（Y轴方向由单 丝械向双丝杠发展）；元件的对中方式（由机械 向激光向全视觉发展）；图像识别（采用高分辨 CCD）；BGA和CSP的贴装（采用反射加直射 镜技术）；采用铸铁机架以减少振动，提高精度， 减少磨损；以及增强计算机功能等方面都采用了 许多新技术，使操作更加简便、迅速、直观和易 掌握。
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贴片机结构及原理分析课件
空间分辨率是指CCD分辨精度的能力，通常用像元素来 表示，即规定覆盖原始图像的栅网的大小，栅网越细， 网点和像元素越高，说明CCD的分辨精度越高。采用高 分辨率CCD的贴片机其贴装精度也较高。
但通常在分辨率高的场合下，CCD能见到的视野小 （Frame），而大视野的情况下则分辨率较低，故在高 速/高精度贴片机中装有两种不同视野的CCD。在处理高 分辨率的情况下采用小视野CCD，在处理大器件时则使 用大视野CCD。
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贴片机结构及原理分析课件
4．CCD的光源
为了配合贴片机贴好BGA和CSP之类的新型器 件，在以往的元件照明（周围、同轴）基础上增 加了新型的BGA照明。所谓的BGA照明是LED 比以往更加水平，早期的照明装置能同时照亮焊 球与元件底部，故难以将它们区别开来，改进后 的照明系统，当LED点亮时，仅使BGA元件的 焊球发出反光，从而能够识别球删的排列，增加 可信度
3．CCD的分辨率
光学系统采用两种分辨率——灰度值分辨率和空间分 辨率。
灰度值分辨率是利用图像多级亮度来表示分辨率的方 法，机器能分辨给定点的测量光强度，所需光强度越小， 则灰度值分辨率就越高，一般采用256级灰度值，它具 有很强的精密区别目标特征的能力。而人眼处理的灰度 值仅在50～60左右，因此机器的处理能力远高于人眼的 处理能力。

摘要贴片机作为表面贴装系统（SMT）的核心设备之一，其融合了机械、控制、信息、视觉等多门学科技术。

由于其高速、高精度、低成本等优点而被广泛使用在尖端电子科技产品生产过程中，并被“中国制造2025”计划专项列入装备制造核心发展技术之一。

而贴片机视觉系统作为贴片机的一个重要控制输入环节，它直接影响着贴片机系统的贴装速度和贴片精度。

本文围绕着实现一个完整贴片机视觉系统展开研究。

论文依据企业项目要求，软件平台搭建于Windows系统与OpenCV视觉图像库，采用Python作为算法主语言进行算法实验。

设计和构建贴片机视觉硬件实验平台，实现对贴片芯片以及PCB板图像采集与图像数据传输功能。

具体研究内容如下：1.确定了贴片机视觉系统硬件方案。

根据项目的检测精度要求以及实际贴片时的运动范围估计，为视觉系统的上视和下视拍照系统确定相机参数，选取匹配的镜头，并类比不同光源照射下所取图像的质量从而确定光源的参数。

2.针对LQFP48和SOP16芯片的高精度检测，提出了一种基于欧式距离判定去倒角的改进多线性拟合边缘定位算法。

采用对原有的多线性拟合过程进行算法改进，分析多线性拟合算法在芯片边缘定位过程中芯片倒角的缺失对拟合结果的影响，因此在拟合之前加入了欧式距离判定去倒角算法。

改进算法不仅能提高算法的定位精度还提高了拟合算法的抗噪声能力。

3.针对PCB板Mark点识别和精准定位，提出一种基于凹凸性缺陷检测的最小二乘圆拟合轮廓中心定位算法。

该算法在原有的拟合算法上做出改进，分析Mark点被污染时原拟合算法拟合中心与实际轮廓中心出现偏差的情况，通过判断出轮廓的缺陷方向并在其缺陷方向进行拟合中心偏移量补偿提高了Mark点定位精度，且由于考虑到Mark点信息丢失等情况提高了算法的抗噪声能力。

4.求解相机的内外参数。

针对相机失真导致采集到的图像存在畸变，影响贴装精度的问题，采用张正友标定法对相机进行标定，求解出上视和下视相机的内外参数，从而实现纠偏。

SMT加工之贴片工艺1 设备：中速贴片机和多功能全视觉激光贴片机1.1 对PCB的要求：厚度0.4mm～4.2mm，尺寸50mm×30mm～460mm×400mm。

1.2 对动力的要求：电源AC100V～240V、50Hz，压缩空气5 kgf/cm2。

1.3 贴片元件及其包装的要求：参见本文5.4之e、f的要求。

2 生产工艺标准2.1 贴装压力：对有引线的贴片部品，一般每根引线所承受的压力为10Pa～40Pa，引线应压入锡膏中的深度至少为引脚厚度的一半；对矩形片状元件，一般压力为450Pa～1000Pa。

2.2 贴装时要防止锡膏被挤出，可以通过调整贴装压力和控制印刷锡膏的厚度等方法预防。

对于普通元件，要求焊盘之外的挤出量（长度）应小于0.2mm，对于细小间距（小于0.8mm）的元器件，挤出量（长度）应小于0.1mm。

2.3 视像对中系统(vision)的使用条件：大于23mm×23mm或脚间距小于0.65mm 的IC等封装壳体较大的元器件的贴装应该使用视像对中系统。

2.4 各台机的作业时间应尽可能相同（工艺平衡），以保证高的生产效率。

2.5 吸嘴的规格是根据贴片部品的大小和形态而选择，所以吸嘴选择合适与否将直接影响贴装质量的好坏，具体要求参见表7。

表7 贴片部品与吸嘴对应关系表3 工艺检查标准3.1 理想贴装效果a）矩形元件：元件电极全部位于焊盘上、居中；b）小外形晶体管：引脚全部位于焊盘上、对称居中；c）小外形集成电路及网络电阻：引脚趾部和跟部全部位于焊盘上，所有引脚对称居中；d）四边扁平封装器件和超小型封装器件：引脚与焊盘重叠无偏移。

3.2 检验标准（见表8）表8 贴装检验标准元件类型图示检验标准矩形贴片元件贴片电极与相邻焊盘和相邻贴片电极的距离必须大于0.5mm；贴片电极与相邻图形的距离应大于0.2mm（包含元件下面的图形）元件电极宽度的一半或一半以上应处于焊盘上元件电极要有0.3mm以上在焊盘间上；旋转偏差，距离P应大于元件宽度的1/2；小外形晶体管允许有偏差和旋转偏差，但各引脚的含趾部和跟部应处于焊盘上，并且确保引脚的1/2以上在焊盘上小外形集成电路和网络电阻允许有偏差和旋转偏差，但各引脚的跟部和趾部应处于焊盘上，并且确保引脚宽度的1/2和0.2mm以上在焊盘上。

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。

1.1 系统的基本组成视觉系统的基本组成如图2所示。

该系统由三台相互独立的CCD成像单元、光源、图像采集卡、图像处理专用计算机、主控计算机系统等单元组成，为了提高视觉系统的精度和速度，把检测对中像机设计成为针对小型Chip元件的低分辨力摄像机CCD1和针对大型I C的高分辨力摄像机CCD2，CCD3为MARK点搜寻摄像机。

当吸嘴中心到达检测对中像机的视野中心位置时发出触发信号获取图像，在触发的同时对应光源闪亮一次。

1.2 系统各坐标系的关系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：（1）欧氏场景坐标系（下标为w）：原点在OW，点X和U用场景坐标系来表示。

（2）欧氏摄像机坐标系（下标为c），原点在焦点C＝Oc，坐标轴Zc与光轴重合并指向图像平面外。

在场景坐标系和摄像机坐标系之间存在着唯一的关系，可以通过一个平移t和一个旋转R构成的欧氏变换将场景坐标系转化为摄像机坐标。

其关系如式（1）所示：（3）欧氏图像坐标系（下标为i），坐标轴与摄像机坐标系一致，Xi和Yi位于图像平面上，Oi像素坐标系的坐标为（xp0，yp0）。

Ó论文#研制报告ÓSMT 2505全视觉多功能贴片机的研制宋福民,张小丽,马如震(广州市羊城科技实业有限公司,广东深圳 518057)摘 要:SMT2505全视觉多功能贴片机是电子元件贴装专用设备,是国内首台全视觉贴片机,对该机性能的检测和验收符合国际贴装标准IPC9850。

它通过全视觉识别系统对不同元件进行视觉识别,能高速高精度贴装微小片状元件、精细IC 元件或异形元件。

该机具有自动化水平高,操作方便,运行平稳等特点。

其贴装精度、识别元件范围、贴装速度等性能达到国际水平。

关键词:贴片机;全视觉;精密机械;自动控制;生产管理软件中图分类号:TN605 文献标识码:A 文章编号:1004-4507(2002)04-0219-05Research to Manufacture of SMT2505Full Visionand Multifunctional Pick &EquipmentSONG Fu -min,ZHANG Xiao -li,MA Ru -zhen(Guangzhou Yangcheng Science &Technology En terprises co.,ltd,Shenzhen 518057,China)Abstract:SMT2505full vision and multifunctional pick &place equipment is the electronic component surfacemount equipment.SMT2505is the first full vision mounter of our country.The capability parameters of SMT2505are coincident with the IPC9850standard.SMT2505can identify different component by it .s visional system and place Chip 、IC 、SOIC rapidly and accurately.The placement accuracy 、placement velocity and iden -tify capability have reach the international level.Keywords:Mounter;Full vision;E xac t machine;Auto-control;Manufacture managing software 贴片机主要用于电子装联领域,是新一代电子组装技术中的重要设备。

工业技术
Ｓ Ｃ Ｉ Ｅ Ｎ Ｃ Ｅ ＆ Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ ０ Ｌ ０ Ｇ Ｙ ． 一 ２ ０ １ ５ Ｎ Ｏ ． ０ ８ 皿圆
浅 析 贴片 机 国产 化 的关 键 技 术
李 鉴 明 （ 广 东工商职 业 学院 广东 肇庆 ５ ２ ６ ０ ２ ０ ） 摘 要： 表 面贴装技 术（ Ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ Ｍｏ ｕ ｎ ｔ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ） 是评 估 电子 加工行 业技 术水平 的重要依据 。 贴 片机是一种 高精度 的机 电一体 化设备 ， 是 靠 机械运 动将 电子元器件从供料器 中吸取 出来并经过校 准检 测机构对 中调整 后贴装 到电路 板（ Ｐ ｃ Ｂ ） 上 的。 由于贴装元器件微 型化和 差异化及 贴装技 术对速度 和精 度的要求 ， 必须采取 多种精密 而高端的机 电一体化技术 ， 才能达到机 器生产和使 用要求 。 作 为Ｓ ＭＴ 生产线的关键设备 ， 外国生产 商一直 垄断 着贴 片机市场 ， 价格 相 当高昂 ， 因此贴 片机 实现 国产化是我 国发展 的终极 目标。 当前我 国的贴 片机技术 发展 日趋 成熟 ，
该 文 将 围 绕 贴 片机 的 关 键 技 术 进 行 研 究 。 关 键词 ： 贴 片机 表 面 贴 装 技 术 机 献标 识 码 ： Ａ
文 章编 号 ： １ ６ ７ ２ －３ ７ ９ １ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ３ （ ｂ ） － Ｏ ０ ８ ７ － ０ １
自动 控 制 理 论 、 控制系统设计 、 系统仿真 、
现场调试 、 可 靠 运 行 等 从 理 论 到 实 践 的 整
我 国 作 为 电子 加 工 行 业 的 第 一 大 国 ， 表 面 贴 装 技 术 的 先 进 与 否 直 接 影 响 着 生 产 的效 率 与 质量 。 而 贴 片 机是 Ｓ ＭＴ中最 关 键 、 最 复 杂 的 集 光 ／机 ／电一 体 化 的 设 备 ， 一 般 情 况 下 表 面 贴 装 设 备 占整 条Ｓ Ｍ Ｔ生 产 线总 投资 额 的 ６ ０ ％以 上 ， 生产 线 的 效率 与质 量 主 要 取 决 于 设 备 的快 与 慢 ， 好 与 坏 。目前 ， 我 国贴 片机 的 生 产 技 术 正 在 逐 步 与 国 际 先进 水平接轨 。 关 键 技 术 主要 包 括 ： 机 械 运 动技 术、 工控 机 与 信息 处理 技 术 、 视 觉 检 测 与 传 感 技 术 、自 动 化 控 制 技 术 等 。

贴片机视觉系统的研制newmaker摘要：随着微型和密间距片式电子元件的广泛应用，电子产品的制造商在贴装精度与速度方面对贴片机提出了更高的要求。

因此，机器视觉系统在贴片机中被普遍采用。

贴片机视觉系统主要实现两类功能：对PCB板的Mark识别，从而实现坐标转换；对贴片元件识别、检测、对中，从而实现元件的正确贴装。

其组成可以分为硬件部分和软件部分。

硬件部分的主要功能是获取高质量的图像；软件部分的主要功能是完成高精度高速度的算法。

关键词：视觉系统贴片机LED光源传统贴片机是使用的机械对中装置，由于其不可靠和容易损伤元件的缺点，现在已经遭到淘汰，目前的贴片机都使用激光对中或视觉对中。

针对片式电子元件的管脚越来越密、体积越来越小的发展趋势，要想精确地贴装就必须考虑如下因素：（1）PCB板的定位误差；（2）元器件的定心误差：（3）贴片机本身的运动误差。

如果将影响贴装精度的这些因素累积在一起，就难以实现对细间距元器件的精确贴装。

单纯地用机械方式对PCB板定位和对元器件定心，不能满足贴装细间距元器件的精度要求。

另外，虽然贴装误差与机器本身的运动误差紧密相关，但是，即使机器本身的运动精度再高，也难以保证贴装细间距元器件的精度要求。

几年前，行业内可接受的精度标准还是0．1 mm（chip元件）和0．05mm（密间距元件）。

现在，这个标准已经缩减到0．05mm（chip元件）和0．025mm（密间距元件）的趋势。

因此，必须使用机器视觉系统，才能实现这样高的精度要求。

1 贴片机视觉系统1.1 贴片机视觉系统的硬件组成视觉系统硬件主要由：动摄像机、静摄像机、LED光源、图像采集卡和工业PC组成。

静摄像机用于元件的识别、检测、对中。

动摄像机与贴装头本体联动用于学习元器件的贴放位置和取料位置，检查贴装效果或质量。

摄像机将获取的图像传送到采集卡，由工业PC 控制图像采集卡完成图像采集，并将视频信号与工业PC输出的视频合成后送到显示器显示。

贴片机研究报告贴片机（SMT Placement Machine）是电子制造中常用的一种设备，用于将电子元器件精确地安装在PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）上。

贴片机通过高速摄像头和精密的机械系统，能够准确地识别和定位微小的元器件，并将它们精确地粘贴到PCB上。

贴片机的发展对电子制造行业带来了巨大的变革，极大提高了生产效率和产品质量，本文将围绕贴片机的原理、技术特点、发展趋势等方面展开研究，并进行深入分析。

一、贴片机的原理和工作流程1. 贴片机的原理贴片机主要由高精度的机械结构、高分辨率的摄像头、精密的运动控制系统和智能化的软件控制系统组成。

通过高分辨率的摄像头对PCB上的元器件进行识别，然后利用机械臂和吸嘴将元器件从供料器上抓取，再通过运动控制系统将其精确地置于PCB上，并进行粘接。

整个过程需要高速、高精度的协同作业，以确保元器件的正确位置和高质量的粘接。

2. 贴片机的工作流程贴片机的工作流程主要包括图像识别、元器件抓取、运动控制、精密定位和粘接等环节。

贴片机通过高分辨率的摄像头对PCB上的元器件进行识别，然后根据识别结果控制机械臂和吸嘴进行元器件的抓取。

接着，利用运动控制系统将元器件精确地定位到PCB上，并进行粘接操作。

整个过程需要高速、高精度的协同作业，以确保元器件的正确位置和高质量的粘接。

二、贴片机的技术特点1. 高速度和高精度贴片机具备高速度和高精度的特点，能够在短时间内完成大量的元器件粘接工作，并且保证粘接的位置和质量都达到很高的要求。

这不仅提高了生产效率，也提升了产品的质量。

2. 多种元器件的适配能力贴片机能够适配各种类型、尺寸和形状的元器件，包括贴片元件、BGA、QFN、芯片电阻电容等，能够灵活应对不同的生产需求。

3. 智能化控制系统贴片机配备了智能化的软件控制系统，能够实现元器件的图像识别、自动调整参数、实时监控生产过程等功能，大大减少了操作人员的工作量，提高了生产效率和一致性。

SMT贴片机工作原理介绍2012-01-13 11:19 A.M.表面贴装技术(Surface mountingTechnology，简称SMT)由于其组装密度高及良好的自动化生产性而得到高速发展并在电路组装生产中被广泛应用。

SMT是第四代电子装联技术，其优点是元器件安装密度高，易于实现自动化和提高生产效率，降低成本。

SMT生产线由丝网印刷、贴装元件及再流焊三个过程构成，如图1所示。

其中SMC／SMD(surfacemount component／Surface mountdevice，片式电子元件／器件)的贴装是整个表面贴装工艺的重要组成部分，它所涉及到的问题较其它工序更复杂，难度更大，同时片式电子元件贴装设备在整个设备投资中也最大。

目前随着电子产品向便携式、小型化方向发展，相应的SMC／SMD也向小型化发展，但同时为满足IC芯片多功能的要求，而采用了多引线和细间距。

小型化指的是贴装元件的外形尺寸小型化，它所经历的进程：3225→3216→2520→2125→1608→1003→1603→0402→0201。

贴装QFP的引脚间距从1．27→0．635→0．5→0．4→0．3mm将向更细间距发展，但由于受元件引线框架加工速度的限制，QFP间距极限为0．3mm，因此为了满足高密度封装的需求，出现了比QFP性能优越的BGA(Ball Grid Array)、CSP(Chip SizePackage)、COB(Chip On Board)裸芯片及Flip Chip。

片式电子元件贴装设备(通称贴片机)作为电子产业的关键设备之一，采用全自动贴片技术，能有效提高生产效率，降低制造成本。

随着电子元件日益小型化以及电子器件多引脚、细间距的趋势，对贴片机的精度与速度要求越来越高，但精度与速度是需要折衷考虑的，一般高速贴片机的高速往往是以牺牲精度为代价的。

2 贴片机的工作原理贴片机实际上是一种精密的工业机器人，是机-电-光以及计算机控制技术的综合体。

４ 软件核心设计
４１ ．数据管理模块设计
此时需要 系统软件底层采用 Ａ Ｃ Ｓ 数 据库 ， Ｃ ＥＳ 利用 Ｄ Ｏ接 口， Ａ 通过 量用于这种类型的同步是单向的。有时则需要双向同步 ，
所示， 程序运行到某一处时 Ｍｉ ｏｏ ｔ ｃ ｓｆＪ 数据库引擎对其访问。Ｄ Ｏ接 口的特点在于可以通 两个信号量来同步它们的行为。如图 ６ ｒ ｔｅ Ａ Ｍ Ｃ然后等待信号返回。同样， Ｐ Ａ 运行 当 Ｍ Ｃ 过 Ｄ Ｏ访问数据库中的数据和结构定义 ， Ａ 访问Ａ Ｃ Ｓ 数据库时 上位机发信号给 Ｐ Ａ ， Ｃ ＥＳ
系统控制模块设置了超时检测功能 。高优先级的任务可以 库， 它是在 Ｐ Ｂ板数据库 、 Ｃ 元件数据库和送料器数据库 的基础上 发生 ，
建立的， 其中贴装工艺表的数据结构 ， 如图 ４所示 。 当初始贴装工艺表建立完毕后 ， 一般需要利用工艺优化子系 统， 图 ３ 如 所示。 对其进行优化１ｔ ５以达到最高的贴装效率 。 ． ６ 优化后 即可开始贴装 ， 这就涉及 到了贴片机的控制系统和视觉系统 。 打断低优先级的任务 ， 并抢先运行 ， 如表 １ 所示。
Ｃ ａＤ ｔｂｓ 类 ， Ｄ ｏ ｅｏｄｅ类 ， Ｄ ｏ ａｌＤ ｆ Ｄ ｏ ａ ａｅ Ｃ ａ Ｒ ｃｒｓｔ Ｃ ａＴ ｂｅ ｅ 类。 ａ
由于干扰或其他因素 ，有可能出现上位机在等待 Ｐ Ｃ发出的信 ＭＡ 号量 ， Ｐ Ｃ同时在等待上位机发出的信号量 ， 而 ＭＡ 这会造成上位机
Ｍ Ｃ的死循环， 也就是死锁（ ｅｄｏｋ ， Ｄ ａ ｌ ）为了防止这种情况的 ｃ 在贴 片机涉及的多个数据库中 ，最重要的是贴装工艺数据 与 Ｐ Ａ
硼睡豳皿 自 动编号 贴装 Ｘ 坐标 数烹 贴装 Ｙ 坐标 数字 贴装ｚ坐标 数字 贴装转角 数字 需要贴装 是／ 否 贴装顺序级别 数字 区块号 数字 仕 ｌ Ｄ 数字 需要检测 是／ 否 视觉模板 ｊ 本 衷＿ 取料 Ｘ坐标 ｉ 数字 取料 Ｙ坐标 数字 ～ 取料 Ｚ 坐标 数字～

LED视觉贴片机新技术介绍一、SMT充电网二、新技术简介大多数机器视觉系统都需要光源，有的甚至对光源提出了很高的要求，如闪光强、光场稳定、均匀度高且亮度可调以及闪光时间极短等。

在机器视觉系统中，常见的光源有荧光灯、卤灯（金属卤化物灯）、氙弧灯、LED灯和激光等，不同种类的光源其性能和价格都有所不同，LED以其寿命长、节能和稳定成为首选。

每个图像获取装置都拥有自己独立的光源，由于贴片机工作时是处于封闭状态，前、后门都关闭以保证安全，并且一些有脚元件的引脚间距很小，这就要求必须有足够光源照明；另外由于贴片机是耐用设备，所以光源的寿命要选得比较长，其中每个光源可分别由轴向、低角度和高角度组成。

随着电子封装技术的发展，表面贴片技术和元件封装技术迅速发展。

贴片元件的封装种类达万种以上，贴片机通过光学视觉系统对贴片元件进行识别和检测与对中。

根据封装形式与视觉算法，可将贴片元件分为CHIP，SOIC，QFP，BGA和CSP等类型。

如果采用单一类型的LED光是很难获得高质量图像的，将多种类型的LED光组合并通过计算机控制，可以高速、准确地采集高质量的图像，从而完成快速的贴片过程。

组合光由3个可以独立控制的光：低角度光、高角度光和同轴光组成。

LED发光二极管一般选用红色、高亮度型。

表1为元件图像获取时与所用光的对应关系。

表1 元件图像获取时与所用光的对应关系可见，贴片机必须要用到同轴光、高角度光和低角度光。

图是常用在贴片机中的光的图片，是前光、侧光和轴光构成的综合体。

图1 贴片机中常用LED光源三、核心技术1.视觉传感技术机器视觉在半导体工业上的应用早在二十年前就已开始，半导体、电子设备市场是机器视觉技术发源地并一直成为机器视觉赖以生存的巨大市场之一。

半导体、电子制造业每一次技术上的飞跃如：晶圆越做越大，而内部线路越做越细，向超细间距式器件挺进；连接器体积越来越小，每分钟生产线上需要检测、测量器件的数量越来越多，都将伴随着新一轮半导体、电子生产装备的诞生。