การวิเคราะห์เชิงลึก-ของระบบวิชันซิสเต็มการจัดตำแหน่ง SMT: ความลับสู่ความแม่นยำและประสิทธิภาพ

ในการผลิต SMT เมื่อ PCB มีการเบี่ยงเบนตำแหน่ง ขนาดส่วนประกอบมีขนาดเล็กลงมากขึ้น หรือมีชิปมาตรฐานและ IC ที่มีความแม่นยำอยู่บนบอร์ดเดียวกัน เครื่องวางตำแหน่ง SMT จะต้อง "มองเห็นได้ชัดเจน" ก่อนจึงจะตัดสินใจว่า "จะวางที่ไหน" นี่คือจุดที่ระบบการมองเห็นเข้ามามีบทบาท

พูดง่ายๆก็คืออันเครื่องวางตำแหน่ง SMTวิชันซิสเต็มเป็นระบบที่ใช้กล้องอุตสาหกรรมเพื่อระบุจุดอ้างอิง PCB และส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ และใช้ผลการจดจำเพื่อแก้ไขตำแหน่ง มุม และตำแหน่ง

นีโอเดน N10Pเลือกและวางเครื่องใช้การกำหนดค่าการมองเห็นซึ่งประกอบด้วยกล้อง Dual Mark + กล้องบินคู่ (ด้านหน้าและด้านหลัง) + กล้อง IC เมื่อรวมกับตัวเข้ารหัสเชิงเส้นแบบแม่เหล็กและฟังก์ชันการสอบเทียบต่างๆ การตั้งค่านี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการประสานงานที่ราบรื่นระหว่างการวางตำแหน่ง PCB การจดจำส่วนประกอบ และการควบคุมตำแหน่ง

แล้วเหตุใดเครื่องกำหนดตำแหน่ง SMT จึงต้องใช้กล้องจำนวนมาก? วิชันซิสเต็มช่วยให้เครื่องจักรปรับปรุงความแม่นยำในการจัดวางได้อย่างไร

ระบบวิชันซิสเต็มวางตำแหน่ง SMT คือ "สายตา" หลักของเครื่องจักร โดยใช้กล้องและเทคโนโลยีการประมวลผลภาพด้วยคอมพิวเตอร์เพื่อช่วยให้เครื่องวางตำแหน่งมองเห็นได้ชัดเจนและระบุตำแหน่งชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์และ PCB ได้อย่างแม่นยำ

กระบวนการทั้งหมดสามารถเข้าใจได้ง่ายดังนี้:

การวางตำแหน่ง PCB → การรับชิ้นส่วน → การจดจำการมองเห็น → การแก้ไขตำแหน่ง/มุม → การวางตำแหน่งที่แม่นยำ

ดังนั้น วิชันซิสเต็มไม่เพียงแต่ "ถ่ายภาพ" เท่านั้น แต่ยังแปลงภาพที่กล้องจับไว้เป็นข้อมูลตำแหน่งและมุมที่เครื่องกำหนดตำแหน่งสามารถใช้ได้

กล้องที่ต่างกันทำหน้าที่ต่างกัน

หลังจากที่ PCB เข้าสู่เครื่องจัดตำแหน่งจากรางสายพานลำเลียง แม้ว่าพิกัดในโปรแกรมจะแม่นยำอย่างสมบูรณ์ แต่ PCB จริงอาจยังคงเบี่ยงเบนไปจากตำแหน่งทางทฤษฎีเล็กน้อย นี่คือจุดที่เครื่องหมายความไว้วางใจบน PCB เข้ามามีบทบาท N10P ติดตั้งกล้องแบบ Dual Mark ที่สามารถจับภาพของจุดวางตำแหน่งได้อย่างรวดเร็วเพื่อ-กำหนดจุดกำเนิดและมุมที่แท้จริงของ PCB

หลังจากที่หัวฉีดหยิบส่วนประกอบขึ้นมาแล้วนีโอเดนN10P'sกล้องบินคู่ด้านหน้าและด้านหลังสามารถจับภาพ "ภาพการบิน" ในขณะที่หัวตำแหน่งกำลังเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง รองรับการจดจำส่วนประกอบทั่วไป-รวมถึงส่วนประกอบชิปและแพ็คเกจ SOT- ซึ่งมีขนาดตั้งแต่ 0201 ถึง 22 × 22 มม. ทำให้สามารถแก้ไขความเร็วสูงได้-โดยไม่มีการลดความเร็วหรือหยุดชั่วคราว

รูปร่างและโครงสร้างพินของไอซี (เช่น QFP, BGA และ QFN) มีความซับซ้อนมากกว่าตัวต้านทานและตัวเก็บประจุทั่วไปมาก N10P มาพร้อมกับกล้อง IC เฉพาะที่มีช่วงการจดจำสูงถึง 40 × 40 มม. (รองรับส่วนประกอบที่มีความสูงสูงสุด 16 มม.) ฟังก์ชัน "IC Calib" ที่อธิบายไว้ในคู่มือนี้เหมาะสำหรับ IC มาตรฐาน ในขณะที่ "IC Rotate Calib" จะดำเนินการจดจำใหม่-หลังจากปรับมุมเพื่อให้แน่ใจว่าพินความหนาแน่นสูงอยู่ในแนวที่ถูกต้องแม่นยำ

หากคุณคิดว่า PCB เป็นแผนที่ ความไว้วางใจก็เหมือนกับจุดอ้างอิงบนแผนที่นั้น

พิกัดส่วนประกอบในโปรแกรมการจัดวางโดยทั่วไปจะมาจากซอฟต์แวร์ออกแบบ PCB แต่เมื่อเครื่องโหลด PCB จริง ตำแหน่งจะไม่เหมือนเดิมทุกครั้ง ดังนั้น อุปกรณ์จำเป็นต้องมีจุดอ้างอิงคงที่เพื่อเชื่อมโยง "พิกัดโปรแกรม" กับ "ตำแหน่ง PCB จริง"

กระบวนการพื้นฐานสามารถเข้าใจได้ดังนี้:

ระบุตำแหน่งที่น่าเชื่อถือ → กำหนดตำแหน่งที่แท้จริงของ PCB → คำนวณค่าเบี่ยงเบนเชิงมุม → แก้ไขพิกัดตำแหน่ง

หากไม่ได้ตั้งค่า fiducial อย่างถูกต้อง ตำแหน่งที่ตามมาอาจส่งผลให้มีการชดเชยโดยรวม

นีโอเดนN10P ผู้ใช้คู่มือแสดงรายการ "การตั้งค่าจุดกำเนิดไม่ถูกต้อง" และ "ไม่พบ Fiducial" เป็นสาเหตุของความล้มเหลวในการรับรู้ Fiducial อัตโนมัติ และแนะนำให้รีเซ็ตจุดเริ่มต้นหรือปรับพารามิเตอร์ Fiducial

นี่คือเหตุผลว่าทำไมในการผลิต SMT เมื่อส่วนประกอบทั่วทั้ง PCB มีการเปลี่ยนทิศทางที่คล้ายคลึงกัน เราไม่เพียงต้องตรวจสอบโปรแกรมส่วนประกอบแต่ละรายการเท่านั้น แต่ยังต้องตรวจสอบแหล่งกำเนิด PCB และความน่าเชื่อถือด้วย

วิธีที่ง่ายที่สุดในการทำความเข้าใจระบบการมองเห็นคือการวางระบบดังกล่าวให้อยู่ในวงจรการจัดวางที่สมบูรณ์

กล้องมาร์กจะระบุชิ้นส่วนบน PCB ก่อนเพื่อกำหนดตำแหน่งและการวางแนวที่แท้จริง

ตัวป้อนจะส่งส่วนประกอบไปยังตำแหน่งหยิบ- และหัวฉีดจะหยิบส่วนประกอบนั้นขึ้นมา

ระบบสามารถเลือก "ไม่มีการดำเนินการ" "Fly Calib" "IC Calib" หรือ "IC Rotate Calib" ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับประเภทของส่วนประกอบ

"ไม่มีการดำเนินการ" จะไม่ทำการตรวจสอบกล้อง ในขณะที่ "Fly Calib", "IC Calib" และ "IC Rotate Calib" สอดคล้องกับวิธีการจดจำการมองเห็นที่แตกต่างกัน ตามลำดับ

หลังจากที่ระบบได้รับตำแหน่งและมุมที่แท้จริงของส่วนประกอบแล้ว ระบบจะเปรียบเทียบกับข้อมูลเป้าหมายในโปรแกรม หากมีการเบี่ยงเบน การเคลื่อนที่ของตำแหน่งจะต้องได้รับการแก้ไขตามนั้น

ส่วนหัวของตำแหน่งจะทำให้ตำแหน่งเสร็จสมบูรณ์ตามพิกัดที่ถูกต้อง

เมื่อเลือกกเลือกและวางเครื่องจักรหลายๆ คนมักมองว่าความแม่นยำของตำแหน่งเป็นพารามิเตอร์ทางกล ในความเป็นจริง ความแม่นยำของตำแหน่งเป็นผลมาจากการทำงานร่วมกันของระบบต่างๆ

วิชันซิสเต็มจัดการการจดจำ ระบบการเคลื่อนไหวควบคุมการเคลื่อนไหว หัวฉีดดำเนินการรับ การสอบเทียบสร้างความสัมพันธ์พิกัดที่แม่นยำ และซอฟต์แวร์จัดการการคำนวณและการควบคุมตลอดทั้งกระบวนการ หากกล้องระบุส่วนประกอบได้อย่างถูกต้องแต่ศูนย์กลางหัวฉีดปิดอยู่ ข้อผิดพลาดอาจยังคงเกิดขึ้นในตำแหน่งตำแหน่งจริง

ที่นีโอเดนคู่มือการใช้งาน N10Pแสดงรายการสาเหตุทั่วไปในส่วน "ปัญหาเกี่ยวกับความแม่นยำ" รวมถึงข้อผิดพลาดในการจดจำ การเปลี่ยนแปลงตำแหน่งกล้องที่ไว้วางใจได้ และการวางตำแหน่งตรงกลางหัวฉีดที่ไม่ถูกต้อง โซลูชันที่สอดคล้องกัน ได้แก่ การสอบเทียบกล้องและการสอบเทียบหัวฉีดแบบละเอียด

ดังนั้น เมื่อประเมินความสามารถในการมองเห็นของเครื่องจัดตำแหน่ง เราไม่ควรถามเพียงว่า "มีกล้องกี่ตัว" แต่ควรประเมินด้วยว่ากล้องทำงานร่วมกับระบบควบคุมการเคลื่อนไหวและสอบเทียบอย่างสมบูรณ์หรือไม่

แม้ว่าวิชันซิสเต็มสามารถจดจำภาพได้ แต่พิกัดของภาพที่กล้องจับไว้ไม่สอดคล้องกับพิกัดทางกลของเครื่องกำหนดตำแหน่งโดยเนื้อแท้

นีโอเดนN10Pมีฟังก์ชันการสอบเทียบที่หลากหลาย หนึ่งในนั้นคือ "Fiducial Camera Initialize" ใช้เป้าหมายการปรับเทียบเพื่อถ่ายภาพโดยอัตโนมัติและคำนวณความสัมพันธ์ของตำแหน่งระหว่างกล้องต่างๆ "การปรับเทียบหัวฉีดแบบละเอียด" ใช้ภาพถ่ายที่ถ่ายจากหัวฉีดเพื่อกำหนดความสัมพันธ์ของตำแหน่งระหว่างหัวฉีดแต่ละตำแหน่งกับกล้อง IC และกล้องบินโดยอัตโนมัติ

กระบวนการทั้งสองนี้แก้ไขปัญหาที่แตกต่างกัน:

การปรับเทียบกล้อง:สร้างความสัมพันธ์เชิงตำแหน่งระหว่างระบบการมองเห็น
การสอบเทียบหัวฉีด:ตรวจสอบความสัมพันธ์ของตำแหน่งที่แม่นยำระหว่างหัวกำหนดตำแหน่ง หัวฉีด และระบบวิชันซิสเต็มที่แตกต่างกัน

ดังนั้นจึงแนะนำให้ตรวจสอบสถานะการสอบเทียบหลังการบำรุงรักษาอุปกรณ์ เมื่อตำแหน่งของส่วนประกอบที่เกี่ยวข้องมีการเปลี่ยนแปลง หรือเมื่อความแม่นยำของตำแหน่งเบี่ยงเบนไปจากระดับปกติ

คุณสามารถดำเนินการตรวจสอบตามลำดับต่อไปนี้

ขั้นแรก ตรวจสอบพารามิเตอร์แหล่งกำเนิด PCB และ Fiducial

นีโอเดนN10P ผู้ใช้คู่มือแสดงรายการการตั้งค่า Origin ที่ไม่ถูกต้อง ความล้มเหลวในการค้นหาความไว้วางใจ และการรบกวนในพื้นที่การรับรู้ซึ่งเป็นสาเหตุที่พบบ่อย

ตรวจสอบภาพจากกล้อง ความสว่าง แฟลช สัญญาณรบกวน และพารามิเตอร์การมองเห็นอื่นๆ ในขณะเดียวกันก็ตรวจสอบว่าขนาดส่วนประกอบอยู่ภายในช่วงการรับรู้ของกล้องหรือไม่

ตรวจสอบ-ตำแหน่งหยิบ ความสูง-หยิบ และหัวฉีด

คู่มือผู้ใช้ NeoDen N10P ตั้งข้อสังเกตว่าส่วนประกอบที่พลิกหรือตั้งตรงระหว่างการหยิบ-อาจเกี่ยวข้องกับการตั้งค่าความสูงในการหยิบ-ที่ไม่เหมาะสม หรือการเบี่ยงเบนในตำแหน่ง-การหยิบ

มุ่งเน้นไปที่การตรวจสอบตำแหน่งกล้อง Fiducial, ศูนย์กลางหัวฉีด และการสอบเทียบที่เกี่ยวข้อง

ปัญหาประเภทนี้ทำให้วิศวกรเข้าใจผิดว่า "เนื่องจากการจดจำภาพเป็นเรื่องปกติ กล้องจึงต้องไม่มีปัญหา" ในความเป็นจริง ความสัมพันธ์ระหว่างระบบการมองเห็น หัวฉีด และพิกัดการเคลื่อนไหว ล้วนส่งผลต่อผลลัพธ์สุดท้ายได้

หากอุปกรณ์ต้องมีการตรวจสอบการวางแนวและตำแหน่งของส่วนประกอบด้วยตนเองอย่างละเอียด ระยะเวลารอบการผลิตจะได้รับผลกระทบ การจดจำการมองเห็นแบบอัตโนมัติสามารถถ่ายโอนการตัดสินที่ซ้ำซ้อนเหล่านี้ไปยังอุปกรณ์ได้

เอานีโอเดนN10P SMTเครื่องจักรตามตัวอย่าง: ใช้การกำหนดค่ากล้องหลายตัว-และมีฟังก์ชันการเปลี่ยนหัวฉีดอัตโนมัติและตำแหน่งหัวฉีด 39 ตำแหน่ง เครื่องนี้มีความเร็วในการจัดวางสูงสุด 20,000 CPH และรองรับตัวป้อนเทป 80 ตัว

อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพการผลิตจริงไม่สามารถวัดได้จาก CPH สูงสุดเพียงอย่างเดียว ตัวอย่างเช่น สำหรับส่วนประกอบที่เล็กกว่า 0402 และไอซีที่มีความแม่นยำN10P ผู้ใช้คู่มือแนะนำให้ลดความเร็วการเดินทางและความเร็วของตำแหน่งอย่างเหมาะสมเพื่อปรับปรุงความแม่นยำของตำแหน่ง

ดังนั้น ความเข้าใจที่สมเหตุสมผลมากกว่าก็คือระบบวิชันซิสเต็มช่วยให้อุปกรณ์สร้างสมดุลที่เหมาะสมระหว่าง "ความเร็ว" และ "ความน่าเชื่อถือในการรับรู้"

หากคุณกำลังซื้อ Aเลือก และ วางเครื่องคำถามต่อไปนี้ควรค่าแก่การพิจารณา:

ไตรมาสที่ 1 มันสนับสนุนการยอมรับความไว้วางใจหรือไม่?

ซึ่งจะกำหนดว่าอุปกรณ์สามารถทำการสอบเทียบตามตำแหน่งที่แท้จริงของ PCB ได้หรือไม่

ไตรมาสที่ 2 รองรับการจดจำส่วนประกอบประเภทต่างๆ ด้วยการมองเห็นหรือไม่

คุณต้องยืนยันว่ามีโซลูชันการจดจำที่เหมาะสมสำหรับชิปและไอซีมาตรฐานหรือไม่

ไตรมาสที่ 3 ช่วงการรับรู้ส่วนประกอบขั้นต่ำและสูงสุดคือเท่าใด

สิ่งนี้จะต้องตรงกับ BOM ของคุณ

ไตรมาสที่ 4 รองรับการสอบเทียบกล้องและการสอบเทียบหัวฉีดหรือไม่?

สิ่งนี้ส่งผลต่อการบำรุงรักษาและการปรับความแม่นยำหลังจากใช้งานอุปกรณ์เป็นเวลานาน

คำถามที่ 5 ระบบการมองเห็นทำงานร่วมกับระบบตอบรับการเคลื่อนไหวหรือไม่?

กล้องเพียงอย่างเดียวไม่สามารถรับประกันความแม่นยำของตำแหน่งในขั้นสุดท้ายได้ ระบบการเคลื่อนไหวจะต้องดำเนินการผลลัพธ์ของการคำนวณการมองเห็นอย่างแม่นยำด้วย

ไตรมาสที่ 1 ระบบจดจำการมองเห็น SMT คืออะไร?

ระบบการจดจำการมองเห็น SMT คือระบบที่ใช้กล้องอุตสาหกรรมเพื่อระบุเครื่องหมายวางบน PCB และส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ และใช้ผลการจดจำกับการแก้ไขตำแหน่ง มุม และตำแหน่ง

ไตรมาสที่ 2 เหตุใดเครื่องจัดวางจึงจำเป็นต้องมีระบบวิชันซิสเต็ม

เนื่องจากมีข้อผิดพลาดด้านตำแหน่งใน PCB และส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์อยู่เสมอในระหว่างการผลิตจริง วิชันซิสเต็มสามารถระบุตำแหน่งจริงและช่วยให้เครื่องจักรทำการแก้ไขพิกัดและมุมได้

ไตรมาสที่ 3 เครื่องหมายความไว้วางใจคืออะไร?

เครื่องหมายไว้วางใจคือเครื่องหมายอ้างอิงบน PCB ที่ใช้สำหรับการวางตำแหน่งวิชันซิสเต็ม เครื่องกำหนดตำแหน่ง SMT จะระบุตำแหน่งและมุมที่แท้จริงของ PCB

ไตรมาสที่ 4 อะไรคือความแตกต่างระหว่างกล้อง Flying และกล้อง IC?

Flying Camera ใช้เป็นหลักในการจดจำส่วนประกอบทั่วไป เช่น ตัวต้านทานและตัวเก็บประจุ กล้อง IC ใช้สำหรับอุปกรณ์ต่างๆ เช่น IC และรองรับ-การจดจำมุมอีกครั้งสำหรับ IC ที่มีความแม่นยำ

คำถามที่ 5 วิชันซิสเต็มกำหนดความแม่นยำของตำแหน่งโดยตรงหรือไม่

ไม่ มันไม่ได้ถูกกำหนดโดยระบบการมองเห็นทั้งหมด ความแม่นยำในการวางตำแหน่งยังได้รับอิทธิพลจากปัจจัยต่างๆ เช่น หัวฉีด ระบบการเคลื่อนที่ การวางตำแหน่ง PCB การสอบเทียบ และพารามิเตอร์การวางตำแหน่ง

คำถามที่ 6 วิชันซิสเต็มของเครื่องจัดตำแหน่งจำเป็นต้องมีการสอบเทียบหรือไม่

ใช่. กล้อง หัวฉีด และระบบการเคลื่อนไหวจะต้องรักษาความสัมพันธ์ของตำแหน่งที่แม่นยำ NeoDne N10P มีคุณสมบัติต่างๆ เช่น การเริ่มต้นกล้อง Fiducial และการปรับเทียบหัวฉีดแบบละเอียด

คำถามที่ 7 NeoDen N10P ใช้ระบบวิชันซิสเต็มแบบใด

NeoDen N10P มาพร้อมกับกล้อง Dual Mark, กล้องบินคู่ (ด้านหน้าและด้านหลัง) และกล้อง IC ความแม่นยำสูง-หนึ่งตัว

คำถามที่ 8 NeoDen N10P สามารถจดจำส่วนประกอบที่มีขนาดเล็กเพียงใด

กล้องบินของ N10P มีช่วงการรับรู้ที่ 0201 ถึง 22 × 22 มม. และมีหน้าที่หลักในการจดจำส่วนประกอบของชิปที่มีความเร็วสูง- กล้อง IC รองรับการจดจำที่แม่นยำของ IC และส่วนประกอบที่มีรูปทรงไม่สม่ำเสมอสูงสุด 40 × 40 มม.

สำหรับเครื่องวางตำแหน่ง SMTคุณค่าของระบบการมองเห็นไม่ได้อยู่ที่แนวคิดที่ว่า "มีกล้องมากขึ้นย่อมดีกว่า" สิ่งที่สำคัญอย่างแท้จริงคือสามารถดำเนินการวางตำแหน่ง PCB, การจดจำส่วนประกอบ, การตรวจสอบมุม, การแก้ไขพิกัด และการปรับเทียบการมองเห็นได้อย่างแม่นยำ ขณะเดียวกันก็สร้างขั้นตอนการทำงานที่มั่นคงด้วยหัวฉีด การควบคุมการเคลื่อนไหว และระบบซอฟต์แวร์

นีโอเดน N10Pประกอบด้วยกล้อง Dual Mark กล้อง Flying และกล้อง IC รวมกับตัวเข้ารหัสเชิงเส้นแบบแม่เหล็ก ตัวเปลี่ยนหัวฉีดอัตโนมัติ และฟังก์ชันการสอบเทียบต่างๆ เพื่อผสานรวมการจดจำภาพเข้ากับตำแหน่งที่แม่นยำ

หากคุณกำลังเลือกกเอ็นเอสเอ็มทีเครื่องจักรสำหรับการสร้างต้นแบบ PCB, การวิจัยและพัฒนา หรือการผลิต SMT ขนาดเล็ก- ถึงปานกลาง- โปรดติดต่อเราเพื่อขอคำแนะนำอุปกรณ์ที่ปรับแต่งเพิ่มเติม