隨著電子設(shè)備對小型，輕型，薄型和可靠性的需求，促使各種新型器件特別是細(xì)微間距器件得到迅速發(fā)展，被越來越多的用在各類電子設(shè)備上，于是對SMT中的關(guān)鍵設(shè)備————貼片機(jī)的貼片精度提出了更高的要求。本文從應(yīng)用角度對FUJI（主要是IP3和CP6）和SIEMENS（S80F）貼片機(jī)的視覺系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)對比。
1、機(jī)器視覺系統(tǒng)的原理
貼片機(jī)視覺系統(tǒng)是以計算機(jī)為主體的圖象觀察，識別和分析系統(tǒng)。它主要采用攝象機(jī)為計算機(jī)感覺的傳感部件，或稱探測部件。攝象機(jī)感覺到在給定視內(nèi)目的物的光強(qiáng)度分布，然后將其轉(zhuǎn)換成模擬電信號，再通過A/D轉(zhuǎn)換器被數(shù)字化成離散的數(shù)值，這些數(shù)值表示視野內(nèi)給定的平均光強(qiáng)度，這樣得到的數(shù)字影象被規(guī)則的空間網(wǎng)格覆蓋，每個網(wǎng)格叫做一個像元。顯然，在像元陣列中目的物影象占據(jù)一定的網(wǎng)格數(shù)。計算機(jī)對包含目的物數(shù)字圖象的像元陣列進(jìn)行處理，將圖象特征與事先輸入計算機(jī)的參考圖象進(jìn)行比較和分析判斷，根據(jù)其計算結(jié)果計算機(jī)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生指令。
在機(jī)器視覺系統(tǒng)中灰度分辨率?；叶戎捣ㄊ怯脠D象多級亮度來表示分辨的大小，灰度分辨率規(guī)定在多大的離散值是機(jī)器給定的測量光強(qiáng)度，需要處理的光強(qiáng)越小，灰度分辨率就越高。
2、視覺系統(tǒng)的構(gòu)成
貼片機(jī)視覺系統(tǒng)由視覺硬件和軟件組成。硬件一般由影象探測，影象存儲和處理以及影象顯示3部分組成。
攝象機(jī)是視覺系統(tǒng)的傳感部件，用于貼片機(jī)的視覺采用固態(tài)攝象機(jī)，CCD攝象機(jī)。固態(tài)攝象機(jī)的主要部分是一塊集成電路，集成電路芯片上制作有許多細(xì)小光敏元件組成的CCD陣列，每個光敏元件輸出的電信號與被觀察目標(biāo)上相應(yīng)反射光強(qiáng)度成反比，這一電信號作為一像元的灰度被記錄下來。象元件坐標(biāo)決定了該點(diǎn)在圖象中的位置。
攝象機(jī)獲取大量信息有微處理機(jī)處理。處理結(jié)果由工業(yè)電視顯示。攝象機(jī)與微處理機(jī)，微處理機(jī)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)及
顯示器之間有通訊電纜連接，一般采用RS232串行通訊接口。
3、視覺系統(tǒng)的精度
影響視覺系統(tǒng)精度的主要因素是攝象機(jī)的像元數(shù)和光學(xué)放大倍數(shù)。攝象機(jī)的像元數(shù)越多，精度就越高;圖象的放大倍數(shù)越高，精度就越高。因?yàn)閳D象的光學(xué)放大倍數(shù)越大，對于給定面積的象元數(shù)就越多，所以精度就越高。在FUJI的IP3上，在貼腳寬0。15MM的器件時就采用了精密的需要。不過，放大倍數(shù)過大，尋找器件更加困難，容易丟件，降低了帖裝率。所以要根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的光學(xué)放大倍數(shù)。
4、FUJI和SIEMENS視覺系統(tǒng)的比較
1、PCB的精確定位
FUJI的IP和CP均有一個專用的MARK CAMERA，用來獲取PCB上的標(biāo)是點(diǎn)位置，大小和形狀，讀取中心位置。在PCB進(jìn)行定位時，PCB上需要至少2個表示點(diǎn)（基于X，Y TABLE水平的狀態(tài)下）依次圍繞每個表示點(diǎn)中心，在一定范圍內(nèi)搜索，如未發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，就擴(kuò)大搜索范圍（程序中可設(shè)定）。確定表示點(diǎn)位置后，與程序中的坐標(biāo)比較，判斷的出偏差，具體反映在X，Y，Q3個值只能感，然后來修正貼裝坐標(biāo)，SIEMENS也大致相同。
2、器件檢測和定心
FUJI使用一大一小2個攝象機(jī)進(jìn)行不同元件的識別和對中，同時執(zhí)行檢測功能。對于不同的器件使用不同的照射方式，J型腳（PLCC，SOJ，BGA）采用前燈（FRONTLIGHT）照射方式，其他采用后燈方式。帖裝頭上的吸嘴在有程序指定FEEDER位置吸取器件，吸取要盡量在器件的中心點(diǎn)上，特別是對于PLCC84等較大的器件，這一點(diǎn)很必要，否則在圖象處理時，常常通不過。吸取到了一確定位置上，獲取元器件的形狀圖象后，通過特殊的算法（因器件而已）獲取邊緣數(shù)據(jù)，得出中心位置，與程序內(nèi)的數(shù)據(jù)比較，得出X，Y。Q的偏差值，給去校正數(shù)據(jù)的同時，執(zhí)行如下各項(xiàng)檢測功能:實(shí)際器件與PART DATA所描述的器件有否偏差9（封裝:包括引腳樹，引腳位置，引腳長度，外型大?。_有無歪曲，引腳的共面性，以及極性檢測等。
貼片機(jī)在執(zhí)行檢測功能時，將被檢測器件的各項(xiàng)特征與存儲的封裝器件進(jìn)行比較，如果同不過檢測，則可能器件封裝出錯，或者料上錯，或者器件有缺陷，系統(tǒng)就會令貼裝頭將器件送入拋料盒。
FUJI提供了工業(yè)CRT顯示器可觀察器件的圖象通過機(jī)器上的現(xiàn)場控制臺，可手動操作，獲取真實(shí)器件的圖象，有多種方式可檢查器件程序內(nèi)的封裝和實(shí)際的差別，CRT能提示哪里出錯了（BUG），在出錯時屏幕還提供了錯誤代碼，方便于分析產(chǎn)生錯誤的原因，并提供修改的建議。在視覺軟件中，對不同的器件有不同的VISION TYPE，這就是不同的圖象處理算法，對不同器件的引腳有不同的灰度解決方案，對引腳有不同的照射順序，可對引腳樹進(jìn)行驗(yàn)證，對于有極性的器件還可進(jìn)行極性檢測，體現(xiàn)了貼篇機(jī)的適應(yīng)性大小。
SIEMENS80F4也是屬于多功能機(jī)，她有2組貼片頭，分別是旋轉(zhuǎn)頭和IC頭，前者有12個貼片頭組成，最大可以貼裝PLCC44，而IC頭可以貼裝到55MM855MM的器件。SIEMENS有3個CAMERA，分別是PCB，COMPONENT和IC，PCB主要是用來對照機(jī)器上的標(biāo)志點(diǎn)和PCB上的標(biāo)志點(diǎn)的。COMPONENT位于旋轉(zhuǎn)頭的上方，用來對小器件進(jìn)行光學(xué)對中，調(diào)整貼片位置，而IC則主要是對大器件進(jìn)行光學(xué)對中。
SIEMENS有3種主要的照相方式，分別是放塊器件（比如一般的CHIP元件）SO器件，BGA。在對CHIP元件進(jìn)行光學(xué)對中時，只有平行光，只對器件的邊緣進(jìn)行確認(rèn)，從而找到器件的中心，算出貼片機(jī)需要調(diào)整的誤差。而隊(duì)SO類器件進(jìn)行光學(xué)對中的同時，還要對各個管腳的相對位置進(jìn)行檢測，每一個焊球進(jìn)行檢測，位置和焊球的亮度都是檢測內(nèi)容。SIEMENS叫FUJI在對PLCC進(jìn)行圖象處理有明顯的優(yōu)勢，主要原因是FUJI的光源是平行光，對于J型管腳的處理結(jié)果就是一樣，只對J型管腳的最下端有反射。相比較而言，SIEMENS的光源有側(cè)光，對J型管腳的斜面也有反射圖象，能對PLCC進(jìn)行比較全面的光學(xué)檢測。SIEMENS在貼裝PLCC上也有優(yōu)勢，而且側(cè)光在對BGA進(jìn)行光學(xué)檢測時也起著重要的作用。
5、結(jié)語
在對FUJI和SIEMENS的視覺系統(tǒng)的比較中，我們更深的認(rèn)識了貼片機(jī)的圖象處理技術(shù)，可以看出，高精度貼片機(jī)綜合了計算機(jī)，光，電子，自動控制等多種現(xiàn)代高科技技術(shù)，隨著這些技術(shù)日新月異的發(fā)展，貼片機(jī)會向著更高速，更高精度，更強(qiáng)功能的方向發(fā)展。把使用貼片機(jī)的心得撰成此文，希望與從事SMT貼片工作的同仁更多的互相交流，達(dá)到互相提高的目的。
