Johdanto
SMT-tuotannossa, kun piirilevyillä on asentopoikkeamia, komponenttien koot pienenevät jatkuvasti tai samalla levyllä on sekä vakiosiruja että tarkkuus-IC:itä, SMT-asennuskoneen on ensin "nähtävä selvästi" ennen kuin päättää "mihin ne asetetaan". Tässä näkyy näköjärjestelmä.
Yksinkertaisesti sanottuna, anSMT-asennuskoneVisiojärjestelmä on järjestelmä, joka käyttää teollisuuskameroita piirilevyjen vertailupisteiden ja elektronisten komponenttien tunnistamiseen ja soveltaa tunnistustuloksia oikeaan sijaintiin, kulmaan ja sijoitukseen.
NeoDen N10Pvalitse ja aseta konekäyttää näkökokoonpanoa, joka koostuu kaksoismerkkikamerasta + kaksoislentokamerasta (etu- ja takakamera) + IC-kamera. Yhdessä magneettisen lineaarisen kooderin ja useiden kalibrointitoimintojen kanssa tämä kokoonpano varmistaa saumattoman koordinaation piirilevyn paikantamisen, komponenttien tunnistuksen ja sijoitusohjauksen välillä.
Joten miksi SMT-sijoittelukone tarvitsee niin monta kameraa? Kuinka tarkalleen visiojärjestelmä auttaa konetta parantamaan sijoitustarkkuutta?
Mikä on SMT-sijoituskonenäköjärjestelmä?
SMT-sijoituskonenäköjärjestelmä on koneen ydin "silmät", joka hyödyntää kameroita ja tietokonekuvankäsittelytekniikkaa auttaakseen sijoituskonetta näkemään ja paikantamaan tarkasti elektroniset komponentit ja piirilevyn.
Koko prosessi voidaan yksinkertaisesti ymmärtää seuraavasti:
Piirilevyn sijoittelu → Komponenttien poiminta → Näöntunnistus → Asennon/kulman korjaus → Tarkka sijoitus
Siksi visiojärjestelmä ei yksinkertaisesti "ota kuvaa", vaan se muuntaa kameran ottamat kuvat paikka- ja kulmatiedoiksi, joita sijoituskone voi käyttää.
Miksi pick and place -kone tarvitsee useita kameroita?
Eri kamerat suorittavat erilaisia tehtäviä.
1. Merkitse kamerat: Paikanna ensin PCB:n tarkka sijainti
Piirilevyn saapuessa sijoittelukoneeseen kuljetinradalta, vaikka ohjelman koordinaatit olisivat täysin tarkkoja, todellinen piirilevy voi silti poiketa hieman teoreettisesta sijainnista. Tässä kohtaa piirilevyn vertailumerkit tulevat esiin. N10P on varustettu kaksoismerkkikameroilla, jotka ottavat nopeasti kuvia paikannuspisteistä ja määrittävät uudelleen-piirilevyn todellisen alkuperän ja kulman.
2. Lentävät kamerat (etu- ja takakamerat): nopea{1}} yleisten SMT-komponenttien tunnistus
Kun suutin on poiminut komponentin,NeoDenN10P'sEdessä ja takana olevat kaksoiskamerat voivat ottaa "lentäviä kuvia" sijoituspään liikkuessa suurella nopeudella. Ne tukevat yleisten komponenttien-tunnistusta, mukaan lukien sirukomponentit ja SOT-paketit-, joiden koko vaihtelee välillä 0201–22 × 22 mm, mikä mahdollistaa nopean-korjauksen ilman hidastamista tai taukoja.
3. IC-kamera: erittäin{1}}tarkka monimutkaisten osien tunnistus
Mikropiirien (kuten QFP, BGA ja QFN) muodot ja nastarakenteet ovat paljon monimutkaisempia kuin tavallisten vastusten ja kondensaattoreiden. N10P on varustettu erillisellä IC-kameralla, jonka tunnistusalue on jopa 40 × 40 mm (tukikomponentit, joiden korkeus on enintään 16 mm). Käsikirjassa kuvattu "IC Calib" -toiminto soveltuu tavallisille IC:ille, kun taas "IC Rotate Calib" suorittaa uudelleen-tunnistuksen kulman säätämisen jälkeen varmistaakseen suuren-tiheyden nastat tarkan kohdistuksen.
Mikä on Fiducial? Miksi se vaikuttaa sijoittelun tarkkuuteen?
Jos ajattelet PCB:tä karttana, fiducial on kuin reittipiste tällä kartalla.
Sijoitusohjelman komponenttien koordinaatit tulevat tyypillisesti piirilevyjen suunnitteluohjelmistosta, mutta kun kone todella lataa piirilevyä, paikka ei voi olla joka kerta täsmälleen sama. Siksi laite tarvitsee kiinteän vertailupisteen linkittääkseen "ohjelman koordinaatit" "todelliseen piirilevyn sijaintiin".
Perusprosessi voidaan ymmärtää seuraavasti:
Tunnista vertailu → Määritä piirilevyn todellinen sijainti → Laske kulmapoikkeama → Korjaa sijoituskoordinaatit
Jos vertailuarvoa ei ole asetettu oikein, myöhempi sijoitus voi johtaa kokonaispoikkeamiseen.
NeoDenN10P käyttäjämanuaalinenlistaa "Väärä lähtöpisteen asetus" ja "Fiduaalia ei löydy" syynä automaattisen vertailutunnistuksen epäonnistumiseen ja suosittelee alkupisteen nollaamista tai vertailuparametrien säätämistä.
Tästä syystä SMT-tuotannossa, kun koko piirilevyn komponentit osoittavat samanlaisia suuntasiirtymiä, yksittäisten komponenttien ohjelmien lisäksi on tarkistettava myös piirilevyn alkuperä ja vertailutiedot.
Kuinka näköjärjestelmä suorittaa yhden sijoitussyklin?
Yksinkertaisin tapa ymmärtää näköjärjestelmä on sijoittaa se täydelliseen sijoitussykliin.
Vaihe 1: Aseta piirilevy paikalleen
Merkintäkamera tunnistaa ensin piirilevyn vertailukohdat määrittääkseen sen todellisen sijainnin ja suunnan.
Vaihe 2: Komponenttien-poiminta
Syöttölaite toimittaa komponentin noutoasentoon-ja suutin poimii sen.
Vaihe 3: Komponenttien tunnistus
Komponenttityypistä riippuen järjestelmä voi valita "No Action", "Fly Calib", "IC Calib" tai "IC Rotate Calib".
"No Action" ei suorita kameran tarkastusta, kun taas "Fly Calib", "IC Calib" ja "IC Rotate Calib" vastaavat eri näöntunnistusmenetelmiä.
Vaihe 4: Laske poikkeama
Kun järjestelmä on saanut komponentin todellisen sijainnin ja kulman, se vertaa niitä ohjelman kohdetietoihin. Jos poikkeama on, sijoitusliikettä on korjattava vastaavasti.
Vaihe 5: Viimeistele sijoittelu
Sijoituspää suorittaa sijoituksen korjattujen koordinaattien mukaan.
Miten Vision System vaikuttaa SMT-sijoittelun tarkkuuteen?
Kun valitset avalitse ja paikkakone, monet ihmiset pitävät sijoittelun tarkkuutta yksinkertaisesti mekaanisena parametrina. Todellisuudessa sijoitustarkkuus on useiden järjestelmien yhteisvaikutuksen tulos.
Vision System käsittelee tunnistusta, Motion System ohjaa liikettä, Suutin suorittaa poiminnan, Kalibrointi määrittää tarkat koordinaattisuhteet ja ohjelmisto hallitsee laskelmia ja ohjausta koko prosessin ajan. Jos kamera tunnistaa osan oikein, mutta suuttimen keskiosa on pois päältä, virheitä saattaa silti esiintyä todellisessa sijoitusasennossa.
TheNeoDenN10P käyttöopasluettelee yleisiä syitä "Tarkkuusongelmat" -osiossa, mukaan lukien tunnistusvirheet, muutokset kameran vertailuasennossa ja epätarkka suuttimen keskiasento. Vastaavia ratkaisuja ovat kameran kalibrointi ja suuttimien hienokalibrointi.
Siksi sijoituskoneen näkökykyä arvioitaessa ei pidä vain kysyä: "Kuinka monta kameraa siinä on?" mutta pitäisi myös arvioida, toimivatko kamerat täysin koordinoidusti liikkeenohjaus- ja kalibrointijärjestelmien kanssa.
Mikä on kameran kalibrointi? Miksi kalibrointi on tarpeen?
Vaikka näköjärjestelmä pystyy tunnistamaan kuvat, kameran ottamat kuvakoordinaatit eivät luonnostaan vastaa sijoituskoneen mekaanisia koordinaatteja.
NeoDenN10Ptarjoaa useita kalibrointitoimintoja. Niistä "Fiducial Camera Initialize" käyttää kalibrointikohdetta ottaakseen automaattisesti valokuvia ja laskeakseen eri kameroiden väliset sijaintisuhteet; "Nozzle Fine Calibration" käyttää kalibrointisuuttimesta otettuja valokuvia määrittääkseen automaattisesti kunkin sijoituspään sekä IC-kameran ja lentävän kameran väliset sijaintisuhteet.
Nämä kaksi prosessia käsittelevät erilaisia ongelmia:
- Kameran kalibrointi:Muodostaa paikkasuhteet näköjärjestelmien välille.
- Suuttimen kalibrointi:Tarkistaa tarkat sijaintisuhteet eri sijoituspäiden, suuttimien ja näköjärjestelmien välillä.
Siksi on suositeltavaa tarkistaa kalibroinnin tila laitteen huollon jälkeen, kun asiaankuuluvien komponenttien paikat ovat muuttuneet tai kun sijoitustarkkuus poikkeaa normaalista.
Miten sinun pitäisi ratkaista näöntunnistusongelmia poiminta-{0}}ja-koneen kanssa?
Voit suorittaa tarkistukset seuraavassa järjestyksessä.
1. Fiduciaalia ei löydy
Tarkista ensin PCB Origin- ja Fiducial-parametrit.
NeoDenN10P käyttäjämanuaalinenluettelee yleisinä syinä virheelliset Alkuperä-asetukset, virheelliset lähtökohdat ja häiriöt tunnistusalueella.
2. Epänormaali osien tunnistus
Tarkista kameran kuva, kirkkaus, salama, kohina ja muut näköparametrit ja varmista samalla, että komponentin koko on kameran tunnistusalueella.
3. Epänormaali osien sijainti noudon- jälkeen
Tarkista noukin-asento,-korkeus ja suutin.
NeoDen N10P:n käyttöoppaassa huomautetaan, että osat kääntyvät tai seisovat pystyssä noudon aikana-voivat liittyä sopimattomaan noutokorkeusasetukseen- tai poikkeamaan noutoasennossa.
4. Normaali tunnistus, mutta lopullisen sijoituksen poikkeama
Keskity Fiducial-kameran asennon, suutinkeskuksen ja niihin liittyvien kalibrointien tarkistamiseen.
Tämän tyyppinen ongelma saa insinöörit virheellisesti olettamaan, että "koska visuaalinen tunnistus on normaalia, kameran on oltava kunnossa". Todellisuudessa näköjärjestelmän, suuttimen ja liikekoordinaattien välinen suhde voi kaikki vaikuttaa lopputulokseen.
Miksi Vision-järjestelmä vaikuttaa myös tuotannon tehokkuuteen?
Jos laite vaatii komponenttien suunnan ja sijainnin laajan manuaalisen tarkastuksen, se vaikuttaa tuotantosyklin aikaan. Automaattinen näöntunnistus voi siirtää nämä toistuvat arviot laitteille.
OtaNeoDenN10P SMTkoneesimerkkinä: se käyttää usean{0}}kameran kokoonpanoa, ja se on varustettu automaattisella suuttimen vaihtotoiminnolla ja 39 suuttimen paikalla. Tämän koneen suurin sijoitusnopeus on 20 000 CPH ja se tukee 80 nauhansyöttölaitetta.
Todellista tuotannon tehokkuutta ei kuitenkaan voida mitata pelkästään CPH:n maksimiarvolla. Esimerkiksi komponenteille, jotka ovat pienempiä kuin 0402 ja tarkkuus-IC:t,N10P käyttäjämanuaalinensuosittelee ajonopeuden ja sijoitusnopeuden pienentämistä asianmukaisesti sijoitustarkkuuden parantamiseksi.
Siksi järkevämpi käsitys on, että näköjärjestelmä auttaa laitteita löytämään oikean tasapainon "nopeuden" ja "tunnistuksen luotettavuuden" välillä.
Kun valitset SMT pick and place -koneen, kuinka arvioida näköjärjestelmä?
Jos olet ostamassa avalita ja paikka kone, seuraavat kysymykset kannattaa pohtia:
Q1. Tukeeko se fiduaalista tunnustamista?
Tämä määrittää, voiko laite suorittaa kalibroinnin piirilevyn todellisen sijainnin perusteella.
Q2. Tukeeko se eri komponenttityyppien visuaalista tunnistamista?
Sinun on varmistettava, onko olemassa sopivia tunnistusratkaisuja standardisiruille ja IC:ille.
Q3. Mitkä ovat komponenttien vähimmäis- ja enimmäistunnistusalueet?
Tämä on sovitettava tuoteluetteloosi.
Q4. Tukeeko se kameran kalibrointia ja suuttimien kalibrointia?
Tämä vaikuttaa huoltoon ja tarkkuussäätöihin laitteen pitkän käytön jälkeen.
Q5. Toimiiko näköjärjestelmä yhdessä liikkeen palautejärjestelmän kanssa?
Kamera ei yksinään takaa lopullista sijoitustarkkuutta, vaan liikejärjestelmän on myös suoritettava näkölaskelmien tulokset tarkasti.
FAQ
Q1. Mikä on SMT-näöntunnistusjärjestelmä?
SMT-näöntunnistusjärjestelmä on järjestelmä, joka käyttää teollisuuskameroita piirilevyjen vertailumerkkien ja elektronisten komponenttien tunnistamiseen ja soveltaa tunnistustuloksia paikan, kulman ja sijainnin korjauksiin.
Q2. Miksi sijoituskoneet tarvitsevat näköjärjestelmän?
Koska piirilevyissä ja elektronisissa komponenteissa on aina joitain sijaintivirheitä varsinaisen tuotannon aikana. Näköjärjestelmä tunnistaa todellisen sijainnin ja auttaa konetta tekemään koordinaatti- ja kulmakorjauksia.
Q3. Mikä on vertailumerkki?
Vertailumerkki on viitemerkki piirilevyssä, jota käytetään konenäön paikannukseen. SMT-asennuskone tunnistaa sen määrittääkseen piirilevyn todellisen sijainnin ja kulman.
Q4. Mitä eroa on lentävällä kameralla ja IC-kameralla?
Lentävää kameraa käytetään ensisijaisesti yleisten komponenttien, kuten vastusten ja kondensaattoreiden, visuaaliseen tunnistamiseen, ja IC-kameraa käytetään laitteissa, kuten IC:issä, ja se tukee{0}}tarkkuuspiirien kulman tunnistusta.
Q5. Määrittääkö näköjärjestelmä suoraan sijoitustarkkuuden?
Ei, sitä ei täysin määritä näköjärjestelmä. Sijoitustarkkuuteen vaikuttavat myös sellaiset tekijät kuin suutin, liikejärjestelmä, piirilevyn sijoittelu, kalibrointi ja sijoitusparametrit.
Q6. Vaatiiko sijoituskoneen näköjärjestelmä kalibrointia?
Kyllä. Kameran, suuttimen ja liikejärjestelmän on säilytettävä tarkka sijaintisuhde. NeoDne N10P sisältää ominaisuuksia, kuten Fiducial-kameran alustuksen ja suuttimen hienokalibroinnin.
Q7. Mitä näköjärjestelmää NeoDen N10P käyttää?
NeoDen N10P on varustettu Dual Mark -kameralla, Dual Flying -kameralla (etu- ja takakamera) ja yhdellä erittäin{1}}tarkalla IC-kameralla.
Q8. Kuinka pienen osan NeoDen N10P tunnistaa?
N10P:n lentävän kameran tunnistusalue on 0201–22 × 22 mm, ja se on ensisijaisesti vastuussa sirukomponenttien nopeasta-tunnistuksesta. IC-kamera tukee mikropiirien ja epäsäännöllisen muotoisten osien tarkkuutta 40 × 40 mm:iin asti.
Johtopäätös
vartenSMT-sijoituskoneet, visiojärjestelmän arvo ei piile käsityksessä, että "enemmän kameroita on parempi". Todella tärkeää on, pystyykö se suorittamaan tarkasti piirilevyn paikantamisen, komponenttien tunnistuksen, kulman varmistuksen, koordinaattikorjauksen ja näön kalibroinnin samalla, kun se muodostaa vakaan työnkulun suuttimen, liikkeenohjauksen ja ohjelmistojärjestelmien kanssa.
NeoDen N10PSisältää Dual Mark Camera, Flying Camera ja IC Camera, yhdistettynä magneettiseen lineaariseen kooderiin, automaattiseen suuttimen vaihtajaan ja erilaisiin kalibrointitoimintoihin visuaalisen tunnistuksen integroimiseksi tarkkaan sijoitteluun.