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随着电子产品向着小型化、轻型化和便携式方向发展,元件的封装形式也在不断变化,集成元件的引脚数增多而其脚间距变小,片式元件的尺寸变小,这些变化给电子元件的贴装生产带来了挑战。作为表面贴装技术(SMT)的关键设备贴片机必然向着高速、高精度、高柔性方向发展。而视觉定位技术是不可或缺的核心部分。本文在对当今主流贴片机系统的做了详细研究的基础上,结合具体改造目标EQ DM40 型雕刻机,对贴装头的机械构成、视觉系统构成、实现方法、软件开发等理论和实际问题进行了深入的研究。主要研究内容如下:
(1)贴片机贴装头的结构设计。采用了积木式结构,包含升降和旋转两部分并对所涉及到的部件进行了选型。
(2)贴片机视觉系统方案。介绍了贴片机视觉的原理和实现形式,对贴片机视觉系统的硬件构成,包括光源、照明方式、摄像机等选取方法做了探讨。
(3)摄像机标定是视觉定位和检测系统研究的重点之一。本文建立了摄像机成像模型,介绍了摄像机标定的基本理论和方法,通过比较各种标定方法后采用了TSAI 两步法对摄像机进行了标定实验,对其标定参数进行了求解。结合实际系统对图像坐标转化为机器坐标的变换矩阵进行了推导。
(4)元件对中检测是贴片机视觉定位的关键。本文讨论了PCB 板基准定位技术;对常见的各种封装形式的元件按照引脚的分布进行了分类,针对不同类型制定了对应的定位检测流程和方法。
(5)对检测方法进行了实验验证,并分析了影响精度的因素,为以后的改进奠定了理论基础。