Задълбочен-анализ на SMT системи за машинно зрение: Тайната на прецизността и ефективността

При производството на SMT, когато печатните платки имат позиционни отклонения, размерите на компонентите стават все по-малки или както стандартните чипове, така и прецизните интегрални схеми присъстват на една и съща платка, машината за поставяне на SMT трябва първо да „види ясно“, преди да реши „къде да ги постави“. Тук влиза в действие зрителната система.

Просто казано, анSMT машина за поставянеvision system е система, която използва индустриални камери за идентифициране на референтни точки на PCB и електронни компоненти и прилага резултатите от разпознаването за правилна позиция, ъгъл и разположение.

NeoDen N10Pмашина за избор и поставянеизползва визуална конфигурация, състояща се от двойни камери за маркиране + двойни летящи камери (предна и задна) + IC камера. В комбинация с магнитен линеен енкодер и различни функции за калибриране, тази настройка осигурява безпроблемна координация между позициониране на печатни платки, разпознаване на компоненти и контрол на разположението.

И така, защо машината за поставяне на SMT се нуждае от толкова много камери? Как точно системата за зрение помага на машината да подобри точността на поставяне?

Системата за зрение на SMT машина за поставяне е основните "очи" на машината, използвайки камери и технология за компютърна обработка на изображения, за да помогне на машината за поставяне ясно да вижда и точно да локализира електронните компоненти и печатната платка.

Целият процес може просто да се разбира като:

Позициониране на печатни платки → Приемане на компоненти → Визуално разпознаване → Корекция на позиция/ъгъл → Прецизно поставяне

Следователно системата за зрение не просто "прави снимка", а по-скоро преобразува изображенията, заснети от камерата, в информация за позиция и ъгъл, която машината за поставяне може да използва.

Различните камери изпълняват различни задачи.

След като печатната платка влезе в машината за поставяне от конвейерната релса, дори ако координатите в програмата са напълно точни, действителната печатна платка може да се отклони леко от теоретичната позиция. Това е мястото, където референтните знаци на печатната платка влизат в игра. N10P е оборудван с камери с двойна маркировка, които бързо заснемат изображения на позициониращите точки, за да -определят отново действителния произход и ъгъл на PCB.

След като даден компонент бъде поет от дюзата,NeoDenN10P'sпредните и задните двойни летящи камери могат да заснемат "летящи изображения", докато главата за поставяне се движи с висока скорост. Те поддържат разпознаването на общи компоненти-включително компоненти на чипове и SOT пакети-с размери от 0201 до 22 × 22 mm, което позволява високо{6}}корекция на скорост без забавяне или паузи.

Формите и щифтовите структури на ИС (като QFP, BGA и QFN) са много по-сложни от тези на обикновените резистори и кондензатори. N10P е оборудван със специална IC камера с обхват на разпознаване до 40 × 40 mm (поддържа компоненти с височина до 16 mm). Функцията "IC Calib", описана в ръководството, е подходяща за стандартни интегрални схеми, докато "IC Rotate Calib" извършва повторно-разпознаване след регулиране на ъгъла, за да осигури прецизно подравняване на щифтове с висока-плътност.

Ако мислите за печатна платка като карта, тогава фидуциалът е като точка на тази карта.

Координатите на компонентите в програмата за поставяне обикновено идват от софтуера за проектиране на печатни платки, но когато машината действително зареди печатната платка, позицията не може да бъде точно една и съща всеки път. Следователно, оборудването се нуждае от фиксирана референтна точка, за да свърже "програмните координати" с "действителната позиция на PCB."

Основният процес може да се разбира по следния начин:

Идентифицирайте фидуциала → Определете действителната позиция на PCB → Изчислете ъгловото отклонение → Коригирайте координатите на поставяне

Ако фидуциалът не е зададен правилно, последващото поставяне може да доведе до общо компенсиране.

NeoDenN10P потребителръководствоизброява "Неправилна настройка на началната точка" и "Fiducial not found" като причини за неуспех в автоматичното разпознаване на фидуциал и препоръчва нулиране на началната точка или коригиране на фидуциалните параметри.

Ето защо при производството на SMT, когато компонентите в цяла печатна платка проявяват сходни промени в посоката, човек трябва не само да провери отделните програми на компонентите, но също така да провери произхода на печатната платка и доверителните данни.

Най-лесният начин да разберете визуалната система е да я поставите в пълен цикъл на поставяне.

Камерата за маркиране първо идентифицира опорните точки на печатната платка, за да определи нейната действителна позиция и ориентация.

Подаващото устройство доставя компонента до-позиция за захващане, а дюзата го поема.

В зависимост от типа на компонента системата може да избере „Без действие“, „Fly Calib“, „IC Calib“ или „IC Rotate Calib“.

„Без действие“ не извършва проверка на камерата, докато „Fly Calib,“ „IC Calib“ и „IC Rotate Calib“ съответстват съответно на различни методи за визуално разпознаване.

След като системата получи действителната позиция и ъгъл на компонента, тя ги сравнява с целевата информация в програмата. Ако има отклонение, движението на поставянето трябва да се коригира съответно.

Поставящата глава завършва поставянето според коригираните координати.

При избор на aизберете и поставетемашина, много хора опростено гледат на точността на поставяне като на механичен параметър. В действителност точността на поставяне е резултат от комбинираното действие на множество системи.

Системата Vision се справя с разпознаването, системата Motion контролира движението, дюзата извършва прихващане, калибрирането установява точни координатни връзки, а софтуерът управлява изчисленията и контрола през целия процес. Ако камерата идентифицира правилно компонент, но центърът на дюзата е изключен, все още може да възникнат грешки в действителната позиция на поставяне.

TheNeoDenN10P Ръководство за потребителяизброява често срещаните причини в раздела „Проблеми с прецизността“, включително грешки при разпознаване, промени в позицията на фидуциалната камера и неточно централно позициониране на дюзата. Съответните решения включват калибриране на камерата и фино калибриране на дюзите.

Следователно, когато се оценяват зрителните възможности на машината за поставяне, не трябва просто да се пита: "Колко камери има?" но също така трябва да оцени дали камерите работят в пълна координация със системите за контрол на движението и калибриране.

Въпреки че визуалната система може да разпознава изображения, координатите на изображението, уловени от камерата, по своята същност не съответстват на механичните координати на машината за поставяне.

NeoDenN10Pпредлага множество функции за калибриране. Сред тях „Fiducial Camera Initialize“ използва цел за калибриране, за да прави автоматично снимки и да изчислява позиционните отношения между различните камери; „Финото калибриране на дюзата“ използва снимки, направени от дюзата за калибриране, за автоматично определяне на позиционните връзки между всяка глава за поставяне и IC камерата и летящата камера.

Тези два процеса адресират различни проблеми:

Калибриране на камерата:Установява позиционните връзки между зрителните системи.
Калибриране на дюзата:Проверява точните позиционни връзки между различните глави за поставяне, дюзи и системи за зрение.

Поради това е препоръчително да проверите състоянието на калибриране след поддръжка на оборудването, когато позициите на съответните компоненти са се променили или когато точността на поставяне се отклонява от нормалните нива.

Можете да извършите проверките в следния ред.

Първо проверете параметрите за произход и фидуциал на PCB.

NeoDenN10P потребителръководствоизброява неправилни настройки на произхода, невъзможност за намиране на фидуциала и смущения в областта на разпознаване като често срещани причини.

Проверете изображението на камерата, яркостта, светкавицата, шума и други параметри на зрението, като същевременно проверите дали размерът на компонента попада в обхвата на разпознаване на камерата.

Проверете позицията на-захващане,-височината на захващане и дюзата.

Ръководството за потребителя на NeoDen N10P отбелязва, че обръщането или изправянето на компоненти по време на-вдигане може да е свързано с неподходяща настройка на височина-вдигане или отклонение в-позицията на повдигане.

Съсредоточете се върху проверката на позицията на фидуциалната камера, центъра на дюзата и свързаните калибрации.

Този тип проблем особено кара инженерите да приемат погрешно, че "тъй като визуалното разпознаване е нормално, камерата трябва да е наред." В действителност връзката между зрителната система, дюзата и координатите на движение може да повлияе на крайния резултат.

Ако оборудването изисква обширна ръчна проверка на ориентацията и позицията на компонентите, времето на производствения цикъл ще бъде засегнато. Автоматичното разпознаване на зрението може да разтовари тези повтарящи се преценки на оборудването.

ВземетеNeoDenN10P SMTмашинакато пример: той използва конфигурация с множество-камери и е оборудван с функция за автоматична смяна на дюзите и 39 позиции на дюзите. Тази машина има максимална скорост на поставяне от 20 000 CPH и поддържа 80 устройства за подаване на лента.

Действителната производствена ефективност обаче не може да се измери просто с максималната CPH. Например, за компоненти, по-малки от 0402 и прецизни ИС,N10P потребителръководствопрепоръчва подходящо намаляване на скоростта на движение и скоростта на поставяне, за да се подобри точността на поставяне.

Следователно, по-разумно разбиране е, че системата за зрение помага на оборудването да постигне точния баланс между „скорост“ и „надеждност на разпознаване“.

Ако купувате aизбирам и място машина, заслужава да се разгледат следните въпроси:

Q1. Поддържа ли фидуциално разпознаване?

Това определя дали оборудването може да извърши калибриране въз основа на действителната позиция на печатната платка.

Q2. Поддържа ли визуално разпознаване на различни типове компоненти?

Трябва да потвърдите дали има подходящи решения за разпознаване на стандартни чипове и интегрални схеми.

Q3. Какви са минималните и максималните диапазони на разпознаване на компонентите?

Това трябва да съответства на вашата BOM.

Q4. Поддържа ли калибриране на камерата и калибриране на дюзите?

Това се отразява на поддръжката и корекциите на точността след продължителна работа на оборудването.

Q5. Визуалната система работи ли заедно със система за обратна връзка при движение?

Камерата сама по себе си не може да гарантира точността на окончателното разположение, системата за движение трябва също така точно да изпълни резултатите от изчисленията на зрението.

Q1. Какво представлява SMT система за разпознаване на зрение?

Системата за визуално разпознаване SMT е система, която използва промишлени камери за идентифициране на референтни знаци на печатни платки и електронни компоненти и прилага резултатите от разпознаването към корекции на позиция, ъгъл и разположение.

Q2. Защо машините за поставяне се нуждаят от система за зрение?

Тъй като винаги има някои позиционни грешки в печатни платки и електронни компоненти по време на действителното производство. Визуалната система може да идентифицира действителната позиция и да помогне на машината да направи корекции на координати и ъгли.

Q3. Какво е референтна марка?

Референтен знак е референтен знак върху печатна платка, използван за позициониране на машинно зрение. Машината за поставяне на SMT го идентифицира, за да определи действителната позиция и ъгъл на печатната платка.

Q4. Каква е разликата между летяща камера и IC камера?

Летящата камера се използва предимно за визуално разпознаване на общи компоненти като резистори и кондензатори, IC камерата се използва за устройства като интегрални схеми и поддържа повторно -разпознаване на ъгъла за прецизни интегрални схеми.

Q5. Визуалната система определя ли директно точността на поставяне?

Не, не се определя изцяло от зрителната система. Точността на поставяне също се влияе от фактори като дюза, система за движение, позициониране на PCB, калибриране и параметри на поставяне.

Q6. Визуалната система на машина за поставяне изисква ли калибриране?

да Камерата, дюзата и системата за движение трябва да поддържат точно позициониране. NeoDne N10P предоставя функции като инициализация на Fiducial Camera и Fine Calibration на дюзите.

Q7. Каква система за зрение използва NeoDen N10P?

NeoDen N10P е оборудван с двойни камери за маркиране, двойни летящи камери (предна и задна) и една високо{1}}прецизна IC камера.

В8. Колко малък компонент може да разпознае NeoDen N10P?

Летящата камера на N10P има обхват на разпознаване от 0201 до 22 × 22 mm и е отговорна основно за високо-разпознаването на компонентите на чипа. IC камерата поддържа прецизно разпознаване на интегрални схеми и компоненти с неправилна форма до 40 × 40 mm.

ЗаSMT машини за поставяне, стойността на една визуална система не се крие в идеята, че „повече камери са по-добри“. Това, което наистина има значение, е дали може точно да извършва позициониране на печатни платки, разпознаване на компоненти, проверка на ъгъл, корекция на координати и калибриране на зрението, като същевременно формира стабилен работен процес с дюзата, контрола на движението и софтуерните системи.

NeoDen N10Pвключва Dual Mark Camera, Flying Camera и IC Camera, комбинирани с магнитен линеен енкодер, автоматична смяна на дюзи и различни функции за калибриране, за да интегрира визуално разпознаване с прецизно разположение.

Ако избирате an SMTмашина за прототипиране на печатни платки, научноизследователска и развойна дейност или малък{0}} до среден-обем SMT производство, моля свържете се с нас за по-персонализирани препоръки за оборудване.