Invoering
Wanneer bij SMT-productie PCB's positionele afwijkingen vertonen, de componentafmetingen steeds kleiner worden, of zowel standaardchips als precisie-IC's op hetzelfde bord aanwezig zijn, moet de SMT-plaatsingsmachine eerst "duidelijk zien" voordat hij beslist "waar hij deze moet plaatsen". Dit is waar het visiesysteem in het spel komt.
Simpel gezegd: eenSMT-plaatsingsmachinevision-systeem is een systeem dat industriële camera's gebruikt om PCB-referentiepunten en elektronische componenten te identificeren, en de herkenningsresultaten toepast om positie, hoek en plaatsing te corrigeren.
NeoDen N10Ppick-and-place-machinemaakt gebruik van een visieconfiguratie bestaande uit Dual Mark-camera's + Dual Flying-camera's (voor en achter) + een IC-camera. Gecombineerd met een magnetische lineaire encoder en verschillende kalibratiefuncties zorgt deze opstelling voor een naadloze coördinatie tussen PCB-positionering, componentherkenning en plaatsingscontrole.
Waarom heeft een SMT-plaatsingsmachine zoveel camera's nodig? Hoe helpt het visionsysteem de machine precies om de plaatsingsnauwkeurigheid te verbeteren?
Wat is een SMT-plaatsing Machine Vision-systeem?
Een SMT-plaatsingsmachinevisiesysteem is de kern van de "ogen" van de machine, waarbij gebruik wordt gemaakt van camera's en computerbeeldverwerkingstechnologie om de plaatsingsmachine te helpen de elektronische componenten en de PCB duidelijk te zien en nauwkeurig te lokaliseren.
Het hele proces kan eenvoudig worden opgevat als:
PCB-positionering → Componentopname → Visieherkenning → Positie-/hoekcorrectie → Nauwkeurige plaatsing
Daarom maakt het visionsysteem niet simpelweg een foto, maar zet het de door de camera vastgelegde beelden om in positie- en hoekinformatie die de plaatsingsmachine kan gebruiken.
Waarom heeft een pick-and-place-machine meerdere camera's nodig?
Verschillende camera's voeren verschillende taken uit.
1. Camera's markeren: Zoek eerst de exacte positie van de PCB
Nadat de printplaat vanaf de transportbaan de plaatsingsmachine is binnengekomen, zelfs als de coördinaten in het programma volledig nauwkeurig zijn, kan de werkelijke printplaat nog steeds enigszins afwijken van de theoretische positie. Dit is waar de vaste markeringen op de PCB een rol spelen. De N10P is uitgerust met dubbele markeringscamera's die snel beelden van de positioneringspunten vastleggen om de werkelijke oorsprong en hoek van de PCB opnieuw te bepalen.
2. Vliegende camera's (dubbele vliegende camera's voor en achter): hoge- herkenning van veelgebruikte SMT-componenten
Nadat een component door het mondstuk is opgepikt, wordt deNeoDenN10P'sDubbele vliegende camera's aan de voor- en achterkant kunnen "vliegende beelden" vastleggen terwijl de plaatsingskop met hoge snelheid beweegt. Ze ondersteunen de herkenning van algemene componenten-waaronder chipcomponenten en SOT-pakketten-variërend in grootte van 0201 tot 22 × 22 mm, waardoor correctie op hoge-snelheid mogelijk is zonder vertraging of pauzes.
3. IC-camera: hoge-precisieherkenning van complexe componenten
De vormen en pinstructuren van IC's (zoals QFP, BGA en QFN) zijn veel complexer dan die van gewone weerstanden en condensatoren. De N10P is uitgerust met een speciale IC-camera met een herkenningsbereik tot 40 × 40 mm (ondersteunende componenten tot 16 mm hoog). De functie 'IC Calib' die in de handleiding wordt beschreven, is geschikt voor standaard IC's, terwijl 'IC Rotate Calib' her-herkenning uitvoert na het aanpassen van de hoek om een nauwkeurige uitlijning van pinnen met hoge- dichtheid te garanderen.
Wat is een vertrouwenspersoon? Waarom beïnvloedt dit de plaatsingsnauwkeurigheid?
Als je een PCB als een kaart beschouwt, dan is een referentiepunt een soort waypoint op die kaart.
Componentcoördinaten in het plaatsingsprogramma zijn doorgaans afkomstig van PCB-ontwerpsoftware, maar wanneer de machine de PCB daadwerkelijk laadt, kan de positie niet elke keer precies hetzelfde zijn. Daarom heeft de apparatuur een vast referentiepunt nodig om de "programmacoördinaten" te koppelen aan de "werkelijke PCB-positie".
Het basisproces kan als volgt worden begrepen:
Identificeer het referentiepunt → Bepaal de werkelijke positie van de printplaat → Bereken de hoekafwijking → Corrigeer de plaatsingscoördinaten
Als het referentiepunt niet correct is ingesteld, kan daaropvolgende plaatsing resulteren in een algehele offset.
NeoDenN10P gebruikerhandmatigvermeldt "Onjuiste instelling van het oorsprongspunt" en "Fiduciaal niet gevonden" als oorzaken voor het mislukken van de automatische herkenning van het referentiepunt en beveelt aan de oorsprong opnieuw in te stellen of de referentieparameters aan te passen.
Dit is de reden waarom bij SMT-productie, wanneer componenten over een hele PCB vergelijkbare richtingsverschuivingen vertonen, men niet alleen de individuele componentprogramma's moet controleren, maar ook de PCB-oorsprong en vaste waarden moet verifiëren.
Hoe voltooit het visiesysteem een enkele plaatsingscyclus?
De eenvoudigste manier om het visionsysteem te begrijpen is door het binnen een volledige plaatsingscyclus te plaatsen.
Stap 1: Plaats de printplaat
De markeercamera identificeert eerst de vaste waarden op de PCB om de werkelijke positie en oriëntatie ervan te bepalen.
Stap 2: Component ophalen-
De feeder levert het onderdeel naar de oppakpositie- en het mondstuk pakt het op.
Stap 3: Componentherkenning
Afhankelijk van het componenttype kan het systeem 'Geen actie', 'Fly Calib', 'IC Calib' of 'IC Rotate Calib' selecteren.
"No Action" voert geen camera-inspectie uit, terwijl "Fly Calib", "IC Calib" en "IC Rotate Calib" respectievelijk overeenkomen met verschillende zichtherkenningsmethoden.
Stap 4: Bereken de afwijking
Nadat het systeem de werkelijke positie en hoek van het onderdeel heeft verkregen, vergelijkt het deze met de doelinformatie in het programma. Als er een afwijking bestaat, moet de plaatsingsbeweging dienovereenkomstig worden gecorrigeerd.
Stap 5: Voltooi de plaatsing
De plaatsingskop voltooit de plaatsing volgens de gecorrigeerde coördinaten.
Hoe beïnvloedt het vision-systeem de nauwkeurigheid van de SMT-plaatsing?
Bij het selecteren van eenkiezen en plaatsenmachine, beschouwen veel mensen de plaatsingsnauwkeurigheid simplistisch als een mechanische parameter. In werkelijkheid is de plaatsingsnauwkeurigheid het resultaat van de gecombineerde actie van meerdere systemen.
Het Vision System zorgt voor de herkenning, het Motion System regelt de beweging, de Nozzle voert het oppakken uit, Kalibratie brengt nauwkeurige coördinaatrelaties tot stand en de software beheert de berekeningen en controle gedurende het hele proces. Als de camera een component correct identificeert, maar het midden van de spuitmond is uitgeschakeld, kunnen er nog steeds fouten optreden in de daadwerkelijke plaatsingspositie.
DeNeoDenN10P-gebruikershandleidinggeeft een overzicht van veelvoorkomende oorzaken in het gedeelte 'Precisieproblemen', waaronder herkenningsfouten, veranderingen in de vaste camerapositie en onnauwkeurige middenpositionering van het mondstuk. Overeenkomstige oplossingen omvatten camerakalibratie en fijnkalibratie van de spuitmondjes.
Daarom moet men bij het evalueren van de zichtmogelijkheden van een plaatsingsmachine niet alleen maar de vraag stellen: "Hoeveel camera's heeft deze?" maar moet ook beoordelen of de camera's volledig samenwerken met de bewegingscontrole- en kalibratiesystemen.
Wat is camerakalibratie? Waarom is kalibratie nodig?
Hoewel een visionsysteem beelden kan herkennen, komen de door de camera vastgelegde beeldcoördinaten niet inherent overeen met de mechanische coördinaten van de plaatsingsmachine.
NeoDenN10Pbiedt meerdere kalibratiefuncties. Onder hen gebruikt "Fiducial Camera Initialize" een kalibratiedoel om automatisch foto's te maken en de positionele relaties tussen verschillende camera's te berekenen; "Nozzle Fine Calibration" maakt gebruik van foto's genomen van het kalibratiemondstuk om automatisch de positionele relaties tussen elke plaatsingskop en de IC-camera en vliegende camera te bepalen.
Deze twee processen behandelen verschillende problemen:
- Camerakalibratie:Bepaalt de positionele relaties tussen de visiesystemen.
- Mondstukkalibratie:Verifieert de precieze positionele relaties tussen verschillende plaatsingskoppen, mondstukken en vision-systemen.
Daarom is het raadzaam om de kalibratiestatus te controleren na onderhoud aan de apparatuur, wanneer de posities van relevante componenten zijn veranderd of wanneer de plaatsingsnauwkeurigheid afwijkt van normale niveaus.
Hoe moet u problemen met zichtherkenning oplossen met een pick{0}}and-place-machine?
U kunt de controles in de volgende volgorde uitvoeren.
1. Vertrouwenspersoon niet gevonden
Controleer eerst de PCB Origin- en Fiducial-parameters.
NeoDenN10P gebruikerhandmatigvermeldt onjuiste Origin-instellingen, het niet vinden van de referentie en interferentie in het herkenningsgebied als veelvoorkomende oorzaken.
2. Herkenning van abnormale componenten
Controleer het camerabeeld, de helderheid, de flitser, de ruis en andere zichtparameters, en controleer tegelijkertijd of de componentgrootte binnen het herkenningsbereik van de camera valt.
3. Abnormale positie van componenten na het oppakken-
Controleer de ophaalpositie-, de ophaalhoogte- en het mondstuk.
In de gebruikershandleiding van de NeoDen N10P wordt opgemerkt dat het kantelen of rechtop staan van componenten tijdens het-oppakken mogelijk te maken heeft met een onjuiste -instelling voor de oppakhoogte of een afwijking in de-oppakpositie.
4. Normale herkenning maar definitieve plaatsingscompensatie
Concentreer u op het controleren van de vaste camerapositie, het mondstukcentrum en gerelateerde kalibraties.
Dit soort problemen leidt er vooral toe dat ingenieurs ten onrechte aannemen dat "aangezien visuele herkenning normaal is, de camera in orde moet zijn." In werkelijkheid kan de relatie tussen het visiesysteem, het mondstuk en de bewegingscoördinaten allemaal het eindresultaat beïnvloeden.
Waarom heeft het vision-systeem ook invloed op de productie-efficiëntie?
Als de apparatuur een uitgebreide handmatige verificatie van de oriëntatie en positie van de componenten vereist, heeft dit invloed op de productiecyclustijd. Geautomatiseerde zichtherkenning kan deze repetitieve beoordelingen naar de apparatuur overbrengen.
Neem deNeoDenN10P SMTmachineAls voorbeeld: het maakt gebruik van een configuratie met meerdere-camera's en is uitgerust met een automatische mondstukwisselfunctie en 39 mondstukposities. Deze machine heeft een maximale plaatsingssnelheid van 20.000 CPH en ondersteunt 80 tapefeeders.
De werkelijke productie-efficiëntie kan echter niet eenvoudigweg worden gemeten aan de hand van de maximale CPH. Voor componenten kleiner dan 0402 en precisie-IC's kan deN10P gebruikerhandmatigraadt aan om de voortbewegings- en plaatsingssnelheid op passende wijze te verlagen om de plaatsingsnauwkeurigheid te verbeteren.
Daarom is een redelijker begrip dat het visiesysteem de apparatuur helpt de juiste balans te vinden tussen "snelheid" en "herkenningsbetrouwbaarheid".
Hoe moet u het visionsysteem beoordelen bij het selecteren van een SMT-pick-and-place-machine?
Als u eenkies En machine plaatsenzijn de volgende vragen het overwegen waard:
Q1. Ondersteunt het fiduciaire erkenning?
Dit bepaalt of de apparatuur een kalibratie kan uitvoeren op basis van de werkelijke positie van de PCB.
Vraag 2. Ondersteunt het visuele herkenning van verschillende componenttypen?
U moet bevestigen of er geschikte herkenningsoplossingen zijn voor standaardchips en IC's.
Q3. Wat zijn de minimale en maximale componentherkenningsbereiken?
Dit moet overeenkomen met uw stuklijst.
Q4. Ondersteunt het camerakalibratie en mondstukkalibratie?
Dit heeft invloed op het onderhoud en de nauwkeurigheidsaanpassingen na langdurig gebruik van de apparatuur.
Vraag 5. Werkt het visionsysteem in combinatie met een bewegingsfeedbacksysteem?
Een camera alleen kan de uiteindelijke plaatsingsnauwkeurigheid niet garanderen, ook het bewegingssysteem moet de resultaten van de zichtberekeningen nauwkeurig uitvoeren.
Veelgestelde vragen
Q1. Wat is een SMT-visieherkenningssysteem?
Een SMT-visieherkenningssysteem is een systeem dat industriële camera's gebruikt om PCB-markeringen en elektronische componenten te identificeren, en de herkenningsresultaten toepast op positie-, hoek- en plaatsingscorrecties.
Vraag 2. Waarom hebben plaatsingsmachines een visiesysteem nodig?
Omdat er tijdens de daadwerkelijke productie altijd enkele positiefouten in PCB's en elektronische componenten voorkomen. Het visionsysteem kan de werkelijke positie identificeren en de machine helpen coördinaat- en hoekcorrecties uit te voeren.
Q3. Wat is een vertrouwensmerk?
Een referentiemarkering is een referentiemarkering op een PCB die wordt gebruikt voor positionering van machinevisie. De SMT-plaatsingsmachine identificeert deze om de werkelijke positie en hoek van de PCB te bepalen.
Q4. Wat is het verschil tussen een vliegende camera en een IC-camera?
Een vliegende camera wordt voornamelijk gebruikt voor visuele herkenning van algemene componenten zoals weerstanden en condensatoren, een IC-camera wordt gebruikt voor apparaten zoals IC's en ondersteunt herherkenning van de hoek voor precisie-IC's.
Vraag 5. Bepaalt het visionsysteem rechtstreeks de plaatsingsnauwkeurigheid?
Nee, het wordt niet volledig bepaald door het visiesysteem. De nauwkeurigheid van de plaatsing wordt ook beïnvloed door factoren zoals het mondstuk, het bewegingssysteem, de PCB-positionering, kalibratie en plaatsingsparameters.
Vraag 6. Moet het visionsysteem van een plaatsingsmachine worden gekalibreerd?
Ja. De camera, het mondstuk en het bewegingssysteem moeten een nauwkeurige positionele relatie behouden. NeoDne N10P biedt functies zoals Fiducial Camera-initialisatie en Nozzle Fine Calibration.
Vraag 7. Welk zichtsysteem gebruikt de NeoDen N10P?
NeoDen N10P is uitgerust met Dual Mark-camera's, dubbele vliegende camera's (voor en achter) en één IC-camera met hoge-precisie.
Vraag 8. Hoe klein een component kan de NeoDen N10P herkennen?
De vliegende camera van de N10P heeft een herkenningsbereik van 0201 tot 22 × 22 mm en is voornamelijk verantwoordelijk voor de snelle herkenning van chipcomponenten. De IC-camera ondersteunt nauwkeurige herkenning van IC's en onregelmatig gevormde componenten tot 40 × 40 mm.
Conclusie
VoorSMT-plaatsingsmachinesligt de waarde van een visiesysteem niet in het idee dat 'meer camera's beter zijn'. Wat er echt toe doet, is of het PCB-positionering, componentherkenning, hoekverificatie, coördinatencorrectie en zichtkalibratie nauwkeurig kan uitvoeren, terwijl het tegelijkertijd een stabiele workflow vormt met de spuitmond, bewegingsbesturing en softwaresystemen.
NeoDen N10Pbevat een Dual Mark-camera, Flying Camera en IC-camera, gecombineerd met een magnetische lineaire encoder, automatische mondstukwisselaar en verschillende kalibratiefuncties, om visuele herkenning te integreren met nauwkeurige plaatsing.