Dokładna-analiza systemów wizyjnych maszyn do rozmieszczania SMT: sekret precyzji i wydajności - Wiadomości

W produkcji SMT, gdy płytki PCB wykazują odchylenia w położeniu, rozmiary komponentów stają się coraz mniejsze lub na tej samej płytce znajdują się zarówno standardowe chipy, jak i precyzyjne układy scalone, maszyna do umieszczania SMT musi najpierw „wyraźnie zobaczyć”, zanim podejmie decyzję, „gdzie je umieścić”. Tutaj w grę wchodzi system wizyjny.

Mówiąc najprościej,Maszyna do układania SMTsystem wizyjny to system, który wykorzystuje kamery przemysłowe do identyfikacji punktów odniesienia PCB i komponentów elektronicznych, a następnie wykorzystuje wyniki rozpoznawania do prawidłowego położenia, kąta i rozmieszczenia.

NeoDena N10Pmaszyna typu pick and placewykorzystuje konfigurację wizyjną składającą się z podwójnych kamer znakujących + podwójnych kamer latających (przód i tył) + kamery IC. W połączeniu z magnetycznym enkoderem liniowym i różnymi funkcjami kalibracji, konfiguracja ta zapewnia płynną koordynację pomiędzy pozycjonowaniem PCB, rozpoznawaniem komponentów i kontrolą rozmieszczenia.

Dlaczego więc maszyna do rozmieszczania SMT potrzebuje tak wielu kamer? W jaki sposób system wizyjny pomaga maszynie poprawić dokładność umieszczania?

System wizyjny maszyny umieszczającej SMT to rdzeń „oczu” maszyny, wykorzystujący kamery i technologię komputerowego przetwarzania obrazu, aby pomóc maszynie umieszczającej wyraźnie widzieć i dokładnie lokalizować komponenty elektroniczne i płytkę drukowaną.

Cały proces można po prostu zrozumieć jako:

Pozycjonowanie PCB → Odbiór komponentów → Rozpoznawanie wzroku → Korekcja pozycji/kąta → Precyzyjne rozmieszczenie

Dlatego system wizyjny nie tylko „robi zdjęcie”, ale raczej przetwarza obrazy zarejestrowane przez kamerę na informacje o położeniu i kącie, które może wykorzystać maszyna umieszczająca.

Różne kamery wykonują różne zadania.

Po wejściu płytki PCB do maszyny układającej z przenośnika, nawet jeśli współrzędne w programie są całkowicie dokładne, rzeczywista płytka PCB może w dalszym ciągu nieznacznie odbiegać od położenia teoretycznego. Tutaj w grę wchodzą znaczniki referencyjne na płytce PCB. N10P jest wyposażony w kamery z podwójnym znacznikiem, które szybko rejestrują obrazy punktów pozycjonowania, aby ponownie-określić rzeczywisty początek i kąt płytki drukowanej.

Po pobraniu komponentu przez dyszę,NeoDenN10P'sPodwójne latające kamery przednie i tylne mogą rejestrować „latające obrazy”, gdy głowica umieszczająca porusza się z dużą prędkością. Obsługują rozpoznawanie typowych komponentów,-w tym komponentów chipów i pakietów SOT,-o rozmiarach od 0201 do 22 × 22 mm, umożliwiając-korektę z dużą szybkością bez zwalniania i przerw.

Kształty i struktury pinów układów scalonych (takich jak QFP, BGA i QFN) są znacznie bardziej złożone niż w przypadku zwykłych rezystorów i kondensatorów. N10P jest wyposażony w dedykowaną kamerę IC o zakresie rozpoznawania do 40 × 40 mm (obsługuje komponenty o wysokości do 16 mm). Funkcja „IC Calib” opisana w instrukcji jest odpowiednia dla standardowych układów scalonych, natomiast „IC Rotate Calib” przeprowadza ponowne-rozpoznawanie po dostosowaniu kąta, aby zapewnić precyzyjne ustawienie-pinów o dużej gęstości.

Jeśli pomyślisz o PCB jak o mapie, punkt odniesienia jest jak punkt orientacyjny na tej mapie.

Współrzędne komponentów w programie rozmieszczania zazwyczaj pochodzą z oprogramowania do projektowania płytek PCB, ale kiedy maszyna faktycznie ładuje płytkę PCB, pozycja nie może być za każdym razem dokładnie taka sama. Dlatego sprzęt potrzebuje stałego punktu odniesienia, aby powiązać „współrzędne programu” z „rzeczywistą pozycją płytki drukowanej”.

Podstawowy proces można rozumieć w następujący sposób:

Zidentyfikuj punkt odniesienia → Określ rzeczywistą pozycję płytki PCB → Oblicz odchylenie kątowe → Popraw współrzędne umieszczenia

Jeśli punkt odniesienia nie zostanie ustawiony prawidłowo, późniejsze umieszczenie może skutkować całkowitym przesunięciem.

NeoDenN10P użytkownikpodręcznikwymienia „Nieprawidłowe ustawienie punktu początkowego” i „Nie znaleziono punktu odniesienia” jako przyczyny niepowodzenia automatycznego rozpoznawania punktu odniesienia i zaleca zresetowanie początku lub dostosowanie parametrów odniesienia.

Właśnie dlatego w produkcji SMT, gdy komponenty na całej płytce PCB wykazują podobne przesunięcia kierunkowe, należy nie tylko sprawdzić programy poszczególnych komponentów, ale także zweryfikować pochodzenie PCB i punkty odniesienia.

Najprostszym sposobem zrozumienia systemu wizyjnego jest umieszczenie go w pełnym cyklu rozmieszczania.

Kamera znakująca najpierw identyfikuje punkty odniesienia na płytce drukowanej, aby określić jej rzeczywiste położenie i orientację.

Podajnik dostarcza komponent do pozycji-pobrania, a dysza go podnosi.

W zależności od typu komponentu system może wybrać opcję „No Action”, „Fly Calib”, „IC Calib” lub „IC Rotate Calib”.

„No Action” nie powoduje inspekcji kamerą, podczas gdy „Fly Calib”, „IC Calib” i „IC Rotate Calib” odpowiadają odpowiednio różnym metodom rozpoznawania wzroku.

Gdy system uzyska rzeczywiste położenie i kąt komponentu, porównuje je z informacjami o celu w programie. Jeżeli istnieje odchylenie, należy odpowiednio skorygować ruch umieszczania.

Głowica umieszczająca kończy umieszczanie według skorygowanych współrzędnych.

Wybierając Awybierz i umieśćmaszynawiele osób upraszcza postrzeganie dokładności umieszczania jako parametru mechanicznego. W rzeczywistości dokładność rozmieszczenia jest wynikiem połączonego działania wielu systemów.

System wizyjny obsługuje rozpoznawanie, system ruchu kontroluje ruch, dysza wykonuje zbieranie, kalibracja ustala dokładne zależności współrzędnych, a oprogramowanie zarządza obliczeniami i kontrolą przez cały proces. Jeśli kamera prawidłowo zidentyfikuje komponent, ale środek dyszy jest wyłączony, w dalszym ciągu mogą występować błędy w rzeczywistej pozycji umieszczenia.

TheNeoDenInstrukcja obsługi N10Pwymienia typowe przyczyny w sekcji „Problemy związane z precyzją”, w tym błędy rozpoznawania, zmiany w położeniu kamery odniesienia i niedokładne położenie środka dyszy. Odpowiednie rozwiązania obejmują kalibrację kamery i precyzyjną kalibrację dysz.

Dlatego też oceniając możliwości wizyjne maszyny rozmieszczającej, nie należy po prostu pytać: „Ile ona ma kamer?” ale powinien także ocenić, czy kamery działają w pełnej koordynacji z systemami kontroli ruchu i kalibracji.

Chociaż system wizyjny może rozpoznawać obrazy, współrzędne obrazu zarejestrowane przez kamerę nie odpowiadają z natury współrzędnym mechanicznym maszyny umieszczającej.

NeoDenN10Poferuje wiele funkcji kalibracji. Wśród nich „Fiducial Camera Inicjalizacja” wykorzystuje cel kalibracji do automatycznego robienia zdjęć i obliczania zależności pozycyjnych między różnymi kamerami; „Dokładna kalibracja dyszy” wykorzystuje zdjęcia wykonane dyszy kalibracyjnej do automatycznego określenia zależności pozycyjnych pomiędzy każdą głowicą umieszczającą a kamerą IC i kamerą latającą.

Te dwa procesy dotyczą różnych kwestii:

Kalibracja aparatu:Ustala relacje pozycyjne pomiędzy systemami wizyjnymi.
Kalibracja dyszy:Weryfikuje dokładne zależności pozycyjne pomiędzy różnymi głowicami umieszczającymi, dyszami i systemami wizyjnymi.

Dlatego zaleca się sprawdzanie stanu kalibracji po konserwacji sprzętu, gdy uległo zmianie położenie odpowiednich elementów lub gdy dokładność umieszczenia odbiega od normalnego poziomu.

Kontrolę można przeprowadzić w następującej kolejności.

Najpierw sprawdź parametry PCB Origin i Fiducial.

NeoDenN10P użytkownikpodręcznikjako najczęstsze przyczyny wymienia nieprawidłowe ustawienia punktu początkowego, brak punktu odniesienia i zakłócenia w obszarze rozpoznawania.

Sprawdź obraz z kamery, jasność, lampę błyskową, szum i inne parametry widzenia, sprawdzając jednocześnie, czy rozmiar elementu mieści się w zakresie rozpoznawania kamery.

Sprawdź pozycję-podbierania,-wysokość podnoszenia i dyszę.

W instrukcji obsługi NeoDen N10P zauważono, że przewracanie się elementów lub ustawianie ich w pozycji pionowej podczas-podnoszenia może być związane z nieprawidłowym ustawieniem-wysokości podnoszenia lub odchyleniem-pozycji podnoszenia.

Skoncentruj się na sprawdzeniu położenia kamery Fiducial, środka dyszy i powiązanych kalibracji.

Tego typu problemy w szczególności prowadzą inżynierów do błędnego założenia, że „skoro rozpoznawanie wizualne jest normalne, aparat musi być w porządku”. W rzeczywistości związek między systemem wizyjnym, dyszą i współrzędnymi ruchu może mieć wpływ na wynik końcowy.

Jeśli sprzęt wymaga obszernej ręcznej weryfikacji orientacji i położenia komponentów, będzie to miało wpływ na czas cyklu produkcyjnego. Zautomatyzowane rozpoznawanie wzroku może przenieść te powtarzalne oceny na sprzęt.

WeźNeoDenN10P SMTmaszynana przykład: wykorzystuje konfigurację z wieloma-kamerami i jest wyposażony w funkcję automatycznej wymiany dysz oraz 39 pozycji dysz. Ta maszyna ma maksymalną prędkość umieszczania 20 000 CPH i obsługuje 80 podajników taśm.

Jednak rzeczywistej wydajności produkcji nie można zmierzyć po prostu maksymalnym CPH. Na przykład w przypadku komponentów mniejszych niż 0402 i precyzyjnych układów scalonych plikN10P użytkownikpodręcznikzaleca odpowiednie zmniejszenie prędkości jazdy i szybkości umieszczania, aby poprawić dokładność umieszczania.

Dlatego bardziej rozsądne jest założenie, że system wizyjny pomaga sprzętowi osiągnąć właściwą równowagę między „szybkością” a „niezawodnością rozpoznawania”.

Jeśli kupujesz Awybierać I umieść maszynęwarto rozważyć następujące kwestie:

Pytanie 1. Czy obsługuje rozpoznawanie powiernicze?

Określa to, czy urządzenie może przeprowadzić kalibrację w oparciu o rzeczywiste położenie płytki drukowanej.

Pytanie 2. Czy obsługuje wizualne rozpoznawanie różnych typów komponentów?

Należy potwierdzić, czy istnieją odpowiednie rozwiązania w zakresie rozpoznawania standardowych chipów i układów scalonych.

Pytanie 3. Jakie są minimalne i maksymalne zakresy rozpoznawania komponentów?

Należy to dopasować do BOM-u.

Pytanie 4. Czy obsługuje kalibrację kamery i kalibrację dysz?

Ma to wpływ na konserwację i regulację dokładności po dłuższej pracy sprzętu.

Pytanie 5. Czy system wizyjny współpracuje z systemem sprzężenia zwrotnego ruchu?

Sama kamera nie może zagwarantować ostatecznego umiejscowienia, system ruchu musi również dokładnie wykonywać wyniki obliczeń wizyjnych.

Pytanie 1. Co to jest system rozpoznawania wizji SMT?

System rozpoznawania wizyjnego SMT to system wykorzystujący kamery przemysłowe do identyfikacji znaków odniesienia PCB i komponentów elektronicznych, a następnie stosujący wyniki rozpoznawania do korekcji położenia, kąta i rozmieszczenia.

Pytanie 2. Dlaczego maszyny rozmieszczające potrzebują systemu wizyjnego?

Ponieważ podczas rzeczywistej produkcji zawsze występują błędy w położeniu płytek PCB i komponentów elektronicznych. System wizyjny może zidentyfikować rzeczywistą pozycję i pomóc maszynie w dokonaniu korekcji współrzędnych i kąta.

Pytanie 3. Co to jest znak odniesienia?

Znak odniesienia to znak odniesienia na płytce drukowanej używany do pozycjonowania systemu wizyjnego. Maszyna umieszczająca SMT identyfikuje ją w celu określenia rzeczywistej pozycji i kąta płytki PCB.

Pytanie 4. Jaka jest różnica między kamerą latającą a kamerą IC?

Latająca kamera służy głównie do wizualnego rozpoznawania ogólnych komponentów, takich jak rezystory i kondensatory, kamera IC jest używana do urządzeń takich jak układy scalone i umożliwia ponowne-rozpoznawanie kąta w przypadku precyzyjnych układów scalonych.

Pytanie 5. Czy system wizyjny bezpośrednio określa dokładność umieszczenia?

Nie, nie jest to całkowicie determinowane przez system wizyjny. Na dokładność rozmieszczenia wpływają również takie czynniki, jak dysza, system ruchu, położenie płytki drukowanej, kalibracja i parametry rozmieszczenia.

Pytanie 6. Czy system wizyjny maszyny układającej wymaga kalibracji?

Tak. Kamera, dysza i system ruchu muszą utrzymywać dokładne położenie. NeoDne N10P zapewnia takie funkcje, jak inicjalizacja kamery Fiducial i dokładna kalibracja dyszy.

Pytanie 7. Z jakiego systemu wizyjnego korzysta NeoDen N10P?

NeoDen N10P jest wyposażony w podwójną kamerę Mark, podwójną kamerę latającą (przednią i tylną) oraz jedną-precyzyjną kamerę IC.

Pytanie 8. Jak mały element może rozpoznać NeoDen N10P?

Latająca kamera N10P ma zakres rozpoznawania od 0201 do 22 × 22 mm i jest przede wszystkim odpowiedzialna za-szybkie rozpoznawanie komponentów chipa. Kamera IC umożliwia precyzyjne rozpoznawanie układów scalonych i komponentów o nieregularnych kształtach do 40 × 40 mm.

DlaMaszyny do układania SMTwartość systemu wizyjnego nie polega na założeniu, że „im więcej kamer, tym lepiej”. Naprawdę liczy się to, czy potrafi dokładnie pozycjonować PCB, rozpoznawać komponenty, weryfikować kąty, korygować współrzędne i kalibrować wizję, tworząc jednocześnie stabilny przepływ pracy z dyszą, sterowaniem ruchem i systemami oprogramowania.

NeoDena N10Pzawiera kamerę Dual Mark Camera, kamerę latającą i kamerę IC w połączeniu z magnetycznym enkoderem liniowym, automatycznym zmieniaczem dysz i różnymi funkcjami kalibracji, aby zintegrować rozpoznawanie wizualne z precyzyjnym umiejscowieniem.

Jeśli wybieraszn SMTmaszyna do prototypowania PCB, prac badawczo-rozwojowych lub produkcji SMT na małą- i średnią-serię, prosimy o kontakt w celu uzyskania bardziej dostosowanych rekomendacji dotyczących sprzętu.