CN102628672A - 自动贴片机贴装传动***的光学检测方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动贴片机贴装传动***的光学检测方法及应用，其以工作台上的基准点为检测对象，通过前期拍照采集基准点原始位置坐标信息，结合主控***设定贴装头运行模式和贴装次数后，在后期通过多次模拟贴装过程对基准点进行运动状态的位置坐标采集，从而得出贴装头往复运动相对贴装次数的位移变化规律，实现了自动贴片机贴装传动***的有效检测。其检测结果既可对后期贴装头的连续贴装过程进行位移补偿，还可在前期老化时进行设备调校，有效消除了连续贴装过程可能产生的累积误差，保证了自动贴片机的贴装质量和贴装效率，满足了实际贴装过程的使用需要。
Description
技术领域
本发明涉及一种针对自动贴片机贴装传动***的光学检测方法，以及根据此方法进行的扩展应用，属于电子贴装技术领域。
背景技术
在电子贴装技术领域中，自动贴片机是一个关键性设备，其采用芯片控制下的贴装头往复运动，结合光学镜头的随时图像采集、定位，完成各种电子元器件的拾取，并在拾取矫正后最终准确贴装到电路板的指定位置上。贴装过程准确、快捷，贴装速度可达每小时几万次，甚至几十万次，贴装完全自动进行，大大提高了电子元器件的贴装过程，保证了贴装质量和贴装效率，自动贴片机在电子贴装技术领域使用已非常普遍，并得到大家的广泛认可。但现有自动贴片机在使用中也显露出了不足，其虽然设置了拾取中的校对过程，以保证每次拾取准确，便于准确贴装，但受贴装往复高速运动的影响，贴片机在使用中会随着贴装次数的增加经常出现累积误差。累积误差主要产生在丝杠传动、导轨运动或者贴装传动等各个运动环节，尤其在连续贴装时，贴装头不进行回位，不能完成重新自我校对，传动误差会始终保持并累积在每次贴装过程中，随着误差的累积，累积误差的影响逐渐显现，贴装质量下降，贴装效率降低。
对自动贴片机进行改进，克服传动精度和累积误差带来的不利影响，就成为本发明的主要目的。简单的从传动结构上进行性能改进已不切合实际，也不能有效控制误差的继续产生。而考虑对传动精度和累积误差进行跟踪检测，分析误差产生的原因和规律，利用自动控制***对传动过程进行补偿，达到修正传动精度的目的就成为现实提高贴片机运动精度的一种有效手段。
发明内容
鉴于上述现有情况，本发明旨在提供一种针对自动贴片机贴装传动***的光学检测方法，从而得到贴装头实际工作中误差产生的基本情况和规律，利用检测结果对连续贴装过程进行运动补偿，保证贴装质量和贴装效果。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
自动贴片机贴装传动***的光学检测方法，具体步骤包括：在工作台上选定两个或两个以上任意位置的基准点，利用贴装头上的光学镜头进行基准点图像采集，确定基准点位置坐标；通过主控***设定贴装头运行模式和贴装次数信息，启动贴装头对基准点进行往复运动过程中的图像采集，绘制不同运行模式下采集图像位置坐标与次数的对应关系列表，分析图像位置坐标变化情况，统计分析结果，得出贴装头往复运动相对贴装次数的位移变化规律。
所述基准点靠近工作台的四个边角处，四个基准点呈正方形分布。
所述贴装头运行模式包括对X轴、Y轴和/或XY轴间任一角度上至少两个基准点的往复模拟贴装运动过程。
所述对应关系列表包括相对贴装次数的X轴、Y轴和/或XY轴间任一角度上至少两个基准点的运动位置坐标变化情况。
一种基于自动贴片机贴装传动***光学检测方法的应用，将得出的贴装头往复运动相对贴装次数的位移变化规律制成补偿统计表，设置在主控***的贴装头运动控制参数中，对连续贴装过程进行位移补偿。
一种基于自动贴片机贴装传动***光学检测方法的应用，将上述方法用于自动贴片机的老化过程，并根据贴装头往复运动相对贴装次数的位移变化规律进行贴装头校对，完成自动贴片机使用前的调校过程。
本发明所述的自动贴片机贴装传动***的光学检测方法，以工作台上的基准点为检测对象，通过前期位置拍照采集基准点原始位置坐标信息，后期通过主控***设定贴装头运行模式和贴装次数，在多次模拟贴装过程中不断对基准点进行运动状态的位置坐标采集，从而得出基准点位置坐标与贴装次数的对比列表，经综合分析后得出贴装头往复运动相对贴装次数的位移变化规律，实现自动贴片机贴装传动***的测定。其过程充分利用了现有自动贴片机上的结构，通过对基准点位置坐标的测量反向实现了对贴装传动***运动精度的测定，进而为确定传动导轨或传动丝杠的平行度或水平度是否满足设计要求提供了数据依据。检测过程以模拟实际贴装过程为依据，检测环境真实、有效，数据检测准确、可靠。
本发明所述的一种基于自动贴片机贴装传动***光学检测方法的应用，利用检测得到的贴装头往复运动相对贴装次数的位移变化规律被制成补偿统计表，在贴装时设置在主控***的贴装头运动控制参数中，实现了贴装头贴装过程的后期位移补偿。而前期调校则与老化过程相结合，在老化过程中完成贴装传动***的光学检测，一举两得，简化操作，检测结果直接作为调校参数设定在主控***中，保证后期贴装质量。整个过程以软件控制的方式实现了对自动贴片机的调整、校对以及后期补偿控制，消除了连续贴装过程产生的累积误差，满足了实际贴装过程的使用需要，保证了自动贴片机的贴装质量和贴装效率。
具体实施方式
本发明的中心是利用现有自动贴片机上的光学镜头进行工作台上任意基准点的位置坐标测定，通过上万次以上的往复运动和不断采集、测量，得出基准点位移变化与贴装次数关系列表，从而分析得出自动贴片机连续贴装过程贴装传动***的实际运动精度、重复精度和稳定度，间接掌握了自动贴片机上传动导轨或丝杠间的水平度和平行度的位置情况，为保证提高和改进连续贴装精度做数据准备。
本发明所述的自动贴片机贴装传动***的光学检测方法，具体步骤包括：
步骤一在工作台上靠近四个边角部的位置分别选定一个基准点，四个基准点呈正方形分布，利用贴装头上的光学镜头进行基准点图像采集，确定基准点位置坐标。
选定的四个基准点分布位置均匀，距离相对较远，可有效反应出贴装过程贴装头在最大行程下的运动过程，为全面衡量检测运动结果做准备。利用贴装头上的光学镜头进行基准点图像采集，确定基准点位置坐标，并存储在主控***中，位置坐标信息做为后期的对比基础信息使用，是判断自动贴片机上贴装传动***往复运动精度的标准。
在选定的四个基准点中，其分布情况和选定的个数也可根据需要而定。如需对某一特定位置进行贴装过程的精度测量时，可将两个或两个以上的基准点分布在待测量区域内，通过针对这一区域内基准点的多次反复检测，得到所需位置连续贴装过程的运动精度及重复精度数据。
步骤二操作主控***设定贴装头运行模式和贴装次数信息。
贴装头运行模式包括对X轴、Y轴和/或XY轴间任一角度上至少两个基准点的往复模拟贴装运动过程。设定贴装头沿X轴方向运行，贴装头只对位于X轴方向上的至少两个基准点进行模拟贴装过程的位置坐标检测。在X轴向运行模式设定中，贴装头可以对正方形分布的位于顶部或底部的两个基准点的位置坐标进行检测，采集模拟贴装过程中X轴向两个基准点位置坐标的变化情况，从而获得工作台顶部或底部位置上X轴向的运动精度及重复度信息。
同样，如设定贴装头沿Y轴或XY轴间任一角度方向运行，则测量的基准点位置坐标信息即可反应出对应方向上传动***的运动精度或重复精度情况，从而达到检测贴装传动***在不同贴装方向上的连续运动精度的目的。
贴装次数的设定，以符合实际使用需要而定，其作用以能反应贴装头传动***的累计误差为准。通常情况下，贴装次数的设定以万次为基准。
步骤三启动贴装头，对基准点进行往复运动过程中的图像采集，绘制不同模式下采集图像位置坐标与次数的对应关系列表，分析图像位置坐标变化情况，统计分析结果，得出贴装头往复运动相对贴装次数的位移变化规律。
贴装头在主控***的控制下，在运动过程中不断对X轴向的两个基准点进行位置坐标采集，根据采集数据绘制位置坐标与次数对应关系列表，其中，x轴为次数，y轴为运动过程中采集的位置坐标信息与主控***中原始存储的基准点位置坐标信息比对后的振幅曲线。振幅曲线可以方便地看出每次贴装运动过程中，贴装头沿X轴向行走时的位置情况。对变化情况进行汇总、统计后，就可分析出X轴向贴装头往复运动位置与贴装次数间的位移变化规律，从而间接得到自动贴片机上传动导轨或丝杠的X轴向平行度情况，以及它们的重复精度和稳定度。随着运动次数的增加，其数据将会更加准确、可靠，也更能反应出实际工作的精度变化情况。
当然，如果基准点位置坐标采集过程还包括对Y轴和/或XY轴间任一角度上至少两个基准点位置坐标的模拟贴装过程检测，则在绘制的位置坐标与次数对应关系列表的y轴上还会出现相应的Y轴和/或XY轴的振幅曲线，这样通过三条曲线就可同时观察到基准点位置坐标在贴装头运动过程中的变化情况，为全面了解和掌握贴装传动***的运动精度和重复精度及稳定度提供数据依据。
实际检测过程中，首先设定检测基准点的位置和个数，以呈正方形分布在工作台边角处的四个基准点为例，通过贴装头上的光学镜头对位于顶部的两个基准点进行位置坐标采集，并作为对比基础存储在主控***中。由于贴装头的位置坐标采集过程是从贴片机原点出发，采集的基准点位置坐标信息为相对的准确信息，故可作为后期的对比基础使用。接着，通过主控***选取贴装头运行模式为X轴向模拟贴装过程检测，设定贴装次数为一万次，启动贴装头，贴装头以模拟贴装状态开始运行，贴装头在主控***的控制下对两个基准点的位置坐标进行运动过程的采集，采集的数据被不断汇总到主控***中，并最终形成图像位置坐标与贴装次数的对应关系列表，进而得到模拟贴装过程中基准点位置坐标的振幅曲线，通过分析曲线变化规律，就可得出自动贴片机传动***在X轴向的重复精度和稳定度，以及传动导轨或丝杠间X轴向的平行度、水平度状态，完成X轴向检测过程。
上述检测方法只是自动贴片机在X轴向检测的一个过程，其目的是为了以软件控制的方式实现对自动贴片机调整、校对以及后期运动补偿，以满足实际应用需要，保证自动贴片机的贴装质量和贴装效率。
下面对其具体应用做详细描述：
一种基于自动贴片机贴装传动***光学检测方法的应用，以后期运动补偿为例具体过程为：将上述检测方法得出的贴装头往复运动相对贴装次数的位移变化规律制成补偿统计表，设置在主控***的贴装头运动控制参数中。在实际贴装时，随着贴装次数的增加，对连续贴装过程进行贴装头位移的自动运动补偿。由于补偿统计表为贴装头模拟贴装过程的实际检测数据转换而来，具有非常高的准确性和准确度，故利用此表进行位移补偿准确、可靠，可明显提高连续贴装过程的贴装精度和贴装质量。
一种基于自动贴片机贴装传动***光学检测方法的应用，以前期调校为准，具体包括：将上述检测方法用于自动贴片机的老化过程，并根据贴装头往复运动相对贴装次数的位移变化规律进行贴装头校对，完成自动贴片机使用前的调校过程。
老化是自动贴片机在运行初期必须经历的一个磨合过程。本发明所述的应用，通过对自动贴片机进行老化处理的同时，利用自动贴片机贴装传动***光学检测方法对工作台上基准点进行高次数的模拟贴装检测，实现了老化和检测的同时进行，节省了时间，提高了效率，检测得到的数据作为调校依据被设定到主控***中，实现了自动贴片机的前期调校，为后期贴装工作提供了良好的技术保障和支持，一举两得。
Claims (6)
1.自动贴片机贴装传动***的光学检测方法，其特征在于，具体步骤包括：在工作台上选定两个或两个以上任意位置的基准点，利用贴装头上的光学镜头进行基准点图像采集，确定基准点位置坐标；通过主控***设定贴装头运行模式和贴装次数信息，启动贴装头对基准点进行往复运动过程中的图像采集，绘制不同运行模式下采集图像位置坐标与次数的对应关系列表，分析图像位置坐标变化情况，统计分析结果，得出贴装头往复运动相对贴装次数的位移变化规律。
2.根据权利要求1所述的自动贴片机贴装传动***的光学检测方法，其特征在于，所述基准点靠近工作台的四个边角处，四个基准点呈正方形分布。
3.根据权利要求1所述的自动贴片机贴装传动***的光学检测方法，其特征在于，所述贴装头运行模式包括对X轴、Y轴和/或XY轴间任一角度上至少两个基准点的往复模拟贴装运动过程。
4.根据权利要求1所述的自动贴片机贴装传动***的光学检测方法，其特征在于，所述对应关系列表包括相对贴装次数的X轴、Y轴和/或XY轴间任一角度上至少两个基准点的运动位置坐标变化情况。
5.一种基于自动贴片机贴装传动***光学检测方法的应用，其特征在于，将得出的贴装头往复运动相对贴装次数的位移变化规律制成补偿统计表，设置在主控***的贴装头运动控制参数中，对连续贴装过程进行位移补偿。
6.一种基于自动贴片机贴装传动***光学检测方法的应用，其特征在于，将上述方法用于自动贴片机的老化过程，并根据贴装头往复运动相对贴装次数的位移变化规律进行贴装头校对，完成自动贴片机使用前的调校过程。
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