Un-análisis en profundidad de los sistemas de visión artificial de colocación SMT: el secreto de la precisión y la eficiencia - Noticias

En la producción SMT, cuando los PCB tienen desviaciones posicionales, los tamaños de los componentes son cada vez más pequeños, o tanto chips estándar como circuitos integrados de precisión están presentes en la misma placa, la máquina de colocación SMT primero debe "ver claramente" antes de decidir "dónde colocarlos". Aquí es donde entra en juego el sistema de visión.

En pocas palabras, unMáquina de colocación SMTEl sistema de visión es un sistema que utiliza cámaras industriales para identificar puntos de referencia de PCB y componentes electrónicos, y aplica los resultados del reconocimiento para corregir la posición, el ángulo y la ubicación.

NeoDen N10Pmáquina de recoger y colocaremplea una configuración de visión que consta de cámaras de doble marca + cámaras voladoras duales (delantera y trasera) + una cámara IC. Combinada con un codificador lineal magnético y varias funciones de calibración, esta configuración garantiza una coordinación perfecta entre el posicionamiento de la PCB, el reconocimiento de componentes y el control de ubicación.

Entonces, ¿por qué una máquina de colocación SMT necesita tantas cámaras? ¿Cómo ayuda exactamente el sistema de visión a la máquina a mejorar la precisión de la colocación?

Un sistema de visión artificial de colocación SMT son los "ojos" centrales de la máquina, y utiliza cámaras y tecnología de procesamiento de imágenes por computadora para ayudar a la máquina de colocación a ver claramente y ubicar con precisión los componentes electrónicos y la PCB.

Todo el proceso puede entenderse simplemente como:

Posicionamiento de PCB → Recogida de componentes → Reconocimiento de visión → Corrección de posición/ángulo → Colocación precisa

Por lo tanto, el sistema de visión no simplemente "toma una fotografía", sino que convierte las imágenes capturadas por la cámara en información de posición y ángulo que la máquina de colocación puede utilizar.

Diferentes cámaras realizan diferentes tareas.

Después de que la PCB ingresa a la máquina de colocación desde la vía transportadora, incluso si las coordenadas en el programa son completamente precisas, la PCB real aún puede desviarse ligeramente de la posición teórica. Aquí es donde entran en juego las marcas fiduciales en la PCB. El N10P está equipado con cámaras de doble marca que capturan rápidamente imágenes de los puntos de posicionamiento para re-determinar el origen y el ángulo reales de la PCB.

Después de que la boquilla recoge un componente, elneodenN10P'sLas cámaras voladoras duales delanteras y traseras pueden capturar "imágenes voladoras" mientras el cabezal de colocación se mueve a alta velocidad. Admiten el reconocimiento de componentes comunes-incluidos componentes de chip y paquetes SOT-que varían en tamaño desde 0201 hasta 22 × 22 mm, lo que permite una corrección de alta-velocidad sin desaceleración ni pausas.

Las formas y estructuras de pines de los circuitos integrados (como QFP, BGA y QFN) son mucho más complejas que las de las resistencias y condensadores comunes. El N10P está equipado con una cámara IC dedicada con un rango de reconocimiento de hasta 40 × 40 mm (que admite componentes de hasta 16 mm de altura). La función "IC Calib" descrita en el manual es adecuada para circuitos integrados estándar, mientras que "IC Rotate Calib" realiza un reconocimiento después de ajustar el ángulo para garantizar una alineación precisa de los pines de alta-densidad.

Si piensa en una PCB como un mapa, entonces un fiducial es como un punto de referencia en ese mapa.

Las coordenadas de los componentes en el programa de colocación generalmente provienen del software de diseño de PCB, pero cuando la máquina realmente carga la PCB, la posición no puede ser exactamente la misma todas las veces. Por lo tanto, el equipo necesita un punto de referencia fijo para vincular las "coordenadas del programa" con la "posición real de la PCB".

El proceso básico se puede entender de la siguiente manera:

Identificar el fiducial → Determinar la posición real de la PCB → Calcular la desviación angular → Corregir las coordenadas de ubicación

Si el fiduciario no se establece correctamente, la colocación posterior puede resultar en una compensación general.

neodenN10P usuariomanualenumera "Configuración incorrecta del punto de origen" y "Fiducial no encontrado" como causas de falla en el reconocimiento automático de fiduciales y recomienda restablecer el origen o ajustar los parámetros fiduciales.

Esta es la razón por la que, en la producción SMT, cuando los componentes de una PCB completa muestran cambios direccionales similares, no solo se deben verificar los programas de los componentes individuales sino también verificar el origen y los fiduciales de la PCB.

La forma más sencilla de entender el sistema de visión es colocarlo dentro de un ciclo de colocación completo.

La cámara de marcado primero identifica los fiduciales en la PCB para determinar su posición y orientación reales.

El alimentador entrega el componente a la-posición de recogida y la boquilla lo recoge.

Dependiendo del tipo de componente, el sistema puede seleccionar "Sin acción", "Fly Calib", "IC Calib" o "IC Rotate Calib".

"Sin acción" no realiza la inspección de la cámara, mientras que "Fly Calib", "IC Calib" y "IC Rotate Calib" corresponden a diferentes métodos de reconocimiento de visión, respectivamente.

Una vez que el sistema obtiene la posición y el ángulo reales del componente, los compara con la información de destino en el programa. Si existe una desviación, el movimiento de colocación debe corregirse en consecuencia.

El cabezal de colocación completa la colocación según las coordenadas corregidas.

Al seleccionar unescoger y colocarmáquina, muchas personas ven de manera simplista la precisión de la colocación como un parámetro mecánico. En realidad, la precisión de la colocación es el resultado de la acción combinada de múltiples sistemas.

El sistema de visión maneja el reconocimiento, el sistema de movimiento controla el movimiento, la boquilla realiza la recogida, la calibración establece relaciones de coordenadas precisas y el software gestiona los cálculos y el control durante todo el proceso. Si la cámara identifica correctamente un componente pero el centro de la boquilla está desviado, es posible que aún se produzcan errores en la posición de colocación real.

ElneodenManual de usuario del N10Penumera causas comunes en la sección "Problemas de precisión", incluidos errores de reconocimiento, cambios en la posición fiduciaria de la cámara y posicionamiento inexacto del centro de la boquilla. Las soluciones correspondientes incluyen la calibración de la cámara y la calibración fina de la boquilla.

Por lo tanto, al evaluar las capacidades de visión de una máquina de colocación, no se debe simplemente preguntar: "¿Cuántas cámaras tiene?". pero también debe evaluar si las cámaras funcionan en total coordinación con los sistemas de calibración y control de movimiento.

Aunque un sistema de visión puede reconocer imágenes, las coordenadas de la imagen capturadas por la cámara no corresponden inherentemente a las coordenadas mecánicas de la máquina de colocación.

neodenN10POfrece múltiples funciones de calibración. Entre ellos, "Fiducial Camera Initiative" utiliza un objetivo de calibración para tomar fotografías automáticamente y calcular las relaciones posicionales entre diferentes cámaras; La "Calibración fina de la boquilla" utiliza fotografías tomadas de la boquilla de calibración para determinar automáticamente las relaciones posicionales entre cada cabezal de colocación y la cámara IC y la cámara voladora.

Estos dos procesos abordan cuestiones diferentes:

Calibración de la cámara:Establece las relaciones posicionales entre los sistemas de visión.
Calibración de boquillas:Verifica las relaciones posicionales precisas entre diferentes cabezales de colocación, boquillas y sistemas de visión.

Por lo tanto, es recomendable verificar el estado de calibración después del mantenimiento del equipo, cuando las posiciones de los componentes relevantes hayan cambiado o cuando la precisión de la ubicación se desvíe de los niveles normales.

Puede realizar las comprobaciones en el siguiente orden.

Primero, verifique el origen de la PCB y los parámetros fiduciales.

neodenN10P usuariomanualenumera configuraciones de origen incorrectas, no encontrar el fiduciario e interferencia en el área de reconocimiento como causas comunes.

Verifique la imagen de la cámara, el brillo, el flash, el ruido y otros parámetros de visión, al mismo tiempo que verifica que el tamaño del componente esté dentro del rango de reconocimiento de la cámara.

Compruebe la-posición de recogida, la altura-de recogida y la boquilla.

El manual del usuario de NeoDen N10P señala que los componentes que se voltean o se mantienen en posición vertical durante la recogida-pueden estar relacionados con una configuración de altura de recogida-inapropiada o una desviación en la posición-de recogida.

Concéntrese en verificar la posición de la cámara fiduciaria, el centro de la boquilla y las calibraciones relacionadas.

Este tipo de problema lleva particularmente a los ingenieros a suponer erróneamente que "dado que el reconocimiento visual es normal, la cámara debe estar bien". En realidad, la relación entre el sistema de visión, la boquilla y las coordenadas de movimiento pueden afectar el resultado final.

Si el equipo requiere una verificación manual exhaustiva de la orientación y posición de los componentes, el tiempo del ciclo de producción se verá afectado. El reconocimiento de visión automatizado puede descargar estos juicios repetitivos al equipo.

Toma elneodenN10P SMTmáquinaPor ejemplo: emplea una configuración multi-cámara y está equipado con una función de cambio automático de boquillas y 39 posiciones de boquillas. Esta máquina tiene una velocidad máxima de colocación de 20.000 CPH y admite 80 alimentadores de cinta.

Sin embargo, la eficiencia de producción real no puede medirse simplemente por el CPH máximo. Por ejemplo, para componentes menores que 0402 y circuitos integrados de precisión, elN10P usuariomanualrecomienda reducir adecuadamente la velocidad de desplazamiento y la velocidad de colocación para mejorar la precisión de la colocación.

Por lo tanto, una comprensión más razonable es que el sistema de visión ayuda al equipo a lograr el equilibrio adecuado entre "velocidad" y "confiabilidad del reconocimiento".

Si estás comprando unelegir y colocar la maquina, vale la pena considerar las siguientes preguntas:

P1. ¿Apoya el reconocimiento fiduciario?

Esto determina si el equipo puede realizar la calibración según la posición real de la PCB.

P2. ¿Admite el reconocimiento visual de diferentes tipos de componentes?

Debe confirmar si existen soluciones de reconocimiento adecuadas para chips y circuitos integrados estándar.

P3. ¿Cuáles son los rangos mínimo y máximo de reconocimiento de componentes?

Esto debe coincidir con su lista de materiales.

P4. ¿Admite calibración de cámara y calibración de boquillas?

Esto afecta el mantenimiento y los ajustes de precisión después de un funcionamiento prolongado del equipo.

P5. ¿El sistema de visión funciona junto con un sistema de retroalimentación de movimiento?

Una cámara por sí sola no puede garantizar la precisión de la colocación final; el sistema de movimiento también debe ejecutar con precisión los resultados de los cálculos de visión.

P1. ¿Qué es un sistema de reconocimiento de visión SMT?

Un sistema de reconocimiento de visión SMT es un sistema que utiliza cámaras industriales para identificar marcas fiduciales de PCB y componentes electrónicos, y aplica los resultados del reconocimiento a las correcciones de posición, ángulo y ubicación.

P2. ¿Por qué las máquinas de colocación necesitan un sistema de visión?

Porque siempre hay algunos errores de posición en los PCB y los componentes electrónicos durante la producción real. El sistema de visión puede identificar la posición real y ayudar a la máquina a realizar correcciones de coordenadas y ángulos.

P3. ¿Qué es una marca fiduciaria?

Una marca fiducial es una marca de referencia en una PCB que se utiliza para el posicionamiento por visión artificial. La máquina de colocación SMT lo identifica para determinar la posición y el ángulo reales de la PCB.

P4. ¿Cuál es la diferencia entre una cámara voladora y una cámara IC?

Una cámara voladora se utiliza principalmente para el reconocimiento visual de componentes generales, como resistencias y condensadores, mientras que una cámara IC se utiliza para dispositivos como circuitos integrados y admite el re-reconocimiento del ángulo para circuitos integrados de precisión.

P5. ¿El sistema de visión determina directamente la precisión de la colocación?

No, no está enteramente determinado por el sistema de visión. La precisión de la colocación también se ve influenciada por factores como la boquilla, el sistema de movimiento, el posicionamiento de la PCB, la calibración y los parámetros de colocación.

P6. ¿El sistema de visión de una máquina de colocación requiere calibración?

Sí. La cámara, la boquilla y el sistema de movimiento deben mantener una relación posicional precisa. NeoDne N10P proporciona funciones como la inicialización de la cámara fiducial y la calibración fina de la boquilla.

P7. ¿Qué sistema de visión utiliza el NeoDen N10P?

NeoDen N10P está equipado con cámaras de marca dual, cámaras voladoras duales (delantera y trasera) y una cámara IC de alta-precisión.

P8. ¿Qué componente tan pequeño puede reconocer el NeoDen N10P?

La cámara voladora del N10P tiene un rango de reconocimiento de 0201 a 22 × 22 mm y es la principal responsable del reconocimiento de alta-velocidad de los componentes del chip. La cámara IC admite el reconocimiento preciso de circuitos integrados y componentes de forma irregular de hasta 40 × 40 mm.

ParaMáquinas de colocación SMT, el valor de un sistema de visión no reside en la noción de que "más cámaras, mejor". Lo que realmente importa es si puede realizar con precisión el posicionamiento de PCB, el reconocimiento de componentes, la verificación de ángulos, la corrección de coordenadas y la calibración de visión, mientras forma un flujo de trabajo estable con la boquilla, el control de movimiento y los sistemas de software.

NeoDen N10PIncorpora una cámara de doble marca, una cámara voladora y una cámara IC, combinadas con un codificador lineal magnético, un cambiador automático de boquillas y varias funciones de calibración, para integrar el reconocimiento visual con una ubicación precisa.

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