CN106998624A - 表面封装贴片机吸嘴同心度误差自动补偿方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了表面封装贴片机吸嘴同心度误差自动补偿方法，包括以下步骤：(1)设置贴片头，在该贴片头吸嘴旋转轴上设置线性霍尔传感器和钕铁硼磁珠，对贴片头上的吸嘴旋转轴的零点进行标定，确保补偿过程中的模型参考点位置；(2)设置机器视觉***，机器视觉***包括摄像采集端和处理端，处理端内集成有基于图像处理的灰度分析法分析软件、和基于图形特征与图像灰度对应关系的数学模型的处理软件，对该贴片头吸嘴同心度进行自动检测，并建立吸嘴旋转同心度误差模型；(3)根据获得的吸嘴旋转同心度误差模型，对贴装过程中由吸嘴旋转所带来的同心度偏差进行补偿校正。本发明还公开了一种表面封装贴片机吸嘴同心度误差自动补偿***。

Description

表面封装贴片机吸嘴同心度误差自动补偿方法及***

技术领域

本发明涉及表面封装贴片机领域，具体涉及表面封装贴片机吸嘴同心度误差自动补偿方法及***。

背景技术

近年来，微型桌面贴片机由于其体积小、性价比高，受到众多小型研发机构和创客的青睐。这一类贴片机设置灵活，操作简单，可以在样品研发和小批量生产阶段有效解决用户手工贴片精度差、费时费力的痛点，一般是通过真空吸嘴，可贴大部份SMD片状元件、0603以上元器件和16mm以下SOIC。

影响微型桌面贴片机的贴装精度的因素一般包括：XY轴的定位精度、待贴装电路板的标定定位精度、元件取料位的标定定位精度、以及贴片头的垂直偏差精度和旋转偏差精度等。其中XY轴的定位精度与驱动电机定位精度和导轨的机械精度有关，目前微型桌面贴片机的XY轴运动平台构架已经比较成熟，定位精度一般可以达到0.02mm左右。在借助于机器视觉手工标定后，贴装电路板的标定和元件取料位的标定精度可达到0.01mm。这两类精度在贴片机长时间工作后，变化不大。

由于受成本控制，目前微型桌面贴片机贴片头的设计大都采用在步进电机轴上直接固定吸嘴的方式来实现。这一种设计方案中，吸嘴处需要加装缓冲装置，以减少贴片时由于所吸取元器件高度的差异给电路板带来的冲击。这种设计的优点是成本低，易于实现。但是机器装配后的精度容易受安装垂直度和吸嘴同心度的影响，一致性难以保证。

另外，由于贴装头吸嘴在工作过程中运动速度快、使用频率高，加上吸取和贴片的过程中不可避免的会出现非平滑的冲击，因此长时间的工作后，贴片头的机械定位精度很容易出现较大的变化，导致目前市面上的微型桌面贴片机普遍存在着贴装精度随时间增长逐渐变差的缺陷，用户需要频繁的更换贴装头和调整机器的参数来进行，机器整体的使用体验不佳。

因此，需要研发一种能够适用于微型桌面贴片机的吸嘴同心度误差自动补偿方法及***，使其能够实现在每次贴装的过程中，自动对吸嘴的同心度误差进行测量并纠正，而无需用户频繁的更换贴装头和调整机器的参数，保证其每次加工的同心度都在允许的范围内，避免机器加工精度受到装配、运输及连续加工带来的影响。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于，提供一种表面封装贴片机吸嘴同心度误差自动补偿方法，使其能够实现在每次贴装的过程中，自动、即时对吸嘴的同心度误差进行测量并纠正，而无需用户频繁的更换贴装头和调整机器的参数，保证其每次加工的同心度都在允许的范围内。

本发明的目的还在于，提供一种表面封装贴片机吸嘴同心度误差自动补偿***，避免机器的加工精度受到装配和运输的影响，即时修正连续、快速加工时产生的坐标漂移。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种表面封装贴片机吸嘴同心度误差自动补偿方法，包括以下步骤：

(1)设置贴片头，在该贴片头吸嘴旋转轴上设置线性霍尔传感器和磁性钕铁硼磁珠，对贴片头上的吸嘴旋转轴的零点进行标定，确保补偿过程中的模型参考点位置；

(2)设置机器视觉***，机器视觉***包括摄像采集端和处理端，处理端内集成有基于图像处理的灰度分析法分析软件、和基于图形特征与图像灰度对应关系的数学模型的处理软件，对该贴片头吸嘴同心度进行自动检测，并建立吸嘴旋转同心度误差模型；

(3)根据获得的吸嘴旋转同心度误差模型，对贴装过程中由吸嘴旋转所带来的同心度偏差进行补偿校正。

作为本发明进一步改进，所述步骤(1)中的设置贴片头具体包括：步进电机、步进电机驱动轴、下托板、吸嘴适配器、吸嘴；其中，步进电机驱动轴为空心轴，与吸嘴适配器紧密连接，吸嘴与吸嘴适配器为拆卸式连接；线性霍尔传感器设置在下托板靠近旋转轴位置上，钕铁硼磁珠设置在吸嘴适配器靠近下托板位置上。

作为本发明进一步改进，所述磁性钕铁硼磁珠的直径为3至6毫米。

作为本发明进一步改进，所述步骤(1)中的吸嘴旋转轴的零点标定，具体包括以下：

(1.1)输出一脉冲，驱动步进电机顺时针旋转一定的角度；

(1.2)读取线性霍尔传感器的读数，并将此读数与历史记录中的最大线性霍尔传感器读数比较，若前者大于后者，记录此时驱动电机已旋转的角度；

(1.3)判断驱动电机是否已经旋转了360度，若是，根据记录下的线性霍尔传感器读数最大时驱动电机旋转的角度，再逆时针旋转相应角度，此时吸嘴旋转轴归零操作完成；否则，重复步骤(1.1)。

作为本发明进一步改进，所述步骤(2)中的贴片头吸嘴同心度自动检测与建模，具体包括以下：

(2.1)驱动贴片机的X、Y轴运动机构，使待检测的吸嘴中心移动到检测相机的视觉中心；

(2.2)驱动Z轴电机，使贴片头下移，直至吸嘴顶端与待贴装电路板所在的工作台面在同一高度，减少或消除由于贴片头安装垂直度误差带来的影响；

(2.3)驱动贴片头步进电机顺时针旋转一定角度，电机停止旋转后，触发检测相机截取M帧图像，利用视觉算法获取吸嘴顶端中心的相对坐标信息(x_k,y_k,α)，其中(x_k,y_k)为吸嘴中心在图像中的相对位置，α为吸嘴当前旋转角度，规定起始的位置坐标为(0，0，0)及电机轴处于零点标定位置为(x_k,y_k,α)＝(0,0,0)；

(2.4)判断吸嘴是否已经旋转了360度，如果是，转入下一步，否则转回步骤(2.3)；

(2.5)利用在各个旋转角度采集到的坐标信息，求解模型f(x,y,α)，使其满足下列两个条件：

条件1：点集合{(x_k,y_k)|k＝0...n}到拟合圆的距离绝对值之和最小，即(x_c,y_c)为拟合圆中心坐标，R为拟合圆半径；

条件2：f(0,0,0)＝0。

作为本发明进一步改进，所述步骤(2.3)具体还包括以下：

(2.3.1)截取一帧图像后，首先对图像进行剪裁，尽可能减小要处理的目标图像，同时保证目标吸嘴仍在其中；

(2.3.2)对图像进行灰度变化，使其从BGR空间转换到HSV空间；

(2.3.3)利用合适的滤波器对灰度图像进行平滑操作，减少图像噪声影响；

(2.3.4)对平滑后的图像进行腐蚀和膨胀操作，使目标从背景中突现出来；

(2.3.5)利用Canny算子对图像进行分割，获取包含目标边缘信息在内的二值图像；

(2.3.6)在二值图像中找出对象的轮廓，并对所有轮廓进行椭圆拟合；

(2.3.7)检查所有拟合后的椭圆，从两个条件判断是否为目标(吸嘴孔)：椭圆长短轴之比小于某一阈值，以及椭圆实际尺寸在一定范围内。若图像中存在满足条件的椭圆，且只有一个，则将保存该椭圆在图像中的信息(x_i,y_i,α)，其中α为吸嘴当前旋转角度。此时，一帧图像处理完毕；

(2.3.8)检查是否已经处理完要求的M帧图像，若没有，转到步骤(2.3.1)，否则转入下一步；

(2.3.9)利用公式获取该位置吸嘴的位置信息(x_k,y_k,α)，其中N为有效的帧数，N＜M。

作为本发明进一步改进，所述步骤(3)中的吸嘴同心度偏差补偿校正，具体包括以下：

根据获得吸嘴同心度偏差的数学模型f(x,y,α)，其中包含拟合圆的中心坐标(x_c,y_c)和半径R；当α＝0时，即吸嘴旋转轴处于标定好的零点时，当吸嘴旋转一定角度α后，所处的位置为圆周上的一点(x,y)，利用几何关系，(x,y)可以用公式(1)描述

上式中α₀为向量O′X′到O′O的夹角，它满足下面的条件

将公式(2)代入到(1)中，可以得到(x,y)的描述为

至此，当吸嘴在工作过程旋转一定角度α之后，在全局坐标系中它的偏差将为(x,y)，在吸嘴的目标定位坐标中减去这个值，就可以消除由于其同心度误差带来的偏差，从而准确的将其定位在指定的坐标。

一种表面封装贴片机吸嘴同心度误差自动补偿***，包括：

贴片头，所述贴片头吸嘴旋转轴上设置有线性霍尔传感器和磁性钕铁硼磁珠，对贴片头上的吸嘴旋转轴的零点进行标定，确保补偿过程中的模型参考点位置；

机器视觉***，机器视觉***包括摄像采集端和处理端，处理端内集成有基于图像处理的灰度分析法分析软件、和基于图形特征与图像灰度对应关系的数学模型的处理软件，对该贴片头吸嘴同心度进行自动检测，并建立吸嘴旋转同心度误差模型；根据获得的吸嘴旋转同心度误差模型，对贴装过程中由吸嘴旋转所带来的同心度偏差进行补偿校正。

作为本发明进一步改进，所述设置贴片头具体包括：步进电机、步进电机驱动轴、下托板、吸嘴适配器、吸嘴；其中，步进电机驱动轴为空心轴，与吸嘴适配器紧密连接，吸嘴与吸嘴适配器为拆卸式连接；将线性霍尔传感器设置在下托板靠近旋转轴位置上，将钕铁硼磁珠设置在吸嘴适配器靠近下托板位置上。

作为本发明进一步改进，所述磁性钕铁硼磁珠的直径为2至5毫米。

与现有技术相比具有的优点：本发明提供的方法及***，在原有贴片头的基础上，通过在贴片头吸嘴旋转轴位置加装线性霍尔传感器和钕铁硼磁珠，利用其对贴片头上的吸嘴旋转轴的零点进行标定，确保补偿过程中的模型参考点位置不漂移，结构紧凑、运行稳定，适合长时间、多次、高速吸取操作；并利用机器视觉***自动检测贴片头吸嘴的同心度，再在贴装过程中进行软件补偿的方式来消除贴片头精度变化对机器***性能造成的不良影响，使加工精度始终控制在预定的范围内。

本发明提供的方法及***，解决了因装配过程中的误差或使用一段时间后出现的坐标漂移、机械误差，采用现有的方法及***，无法即时进行测量并补偿、修正的难题。吸嘴轴线因为在装配过程中的误差、或使用一段时间后出现的机械误差，使其很难保证与电机轴轴线重合，导致其运动时轴线扫过的轨迹呈一个圆锥形；但是，吸嘴轴线在吸嘴顶端的运动轨迹为一个规则的圆；本发明利用这一特性，通过采集和比较吸嘴轴线运动轨迹与其顶端的运动轨迹的异同、差额，来实现对吸嘴旋转过程中出现的同心度误差来进行即时建模和补偿，可以高效、快速、稳定的修正吸嘴的同心度误差，保证贴装的精度保持在预定的范围内。

为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对其进行详细说明。

附图说明

图1是本发明贴片头吸嘴同心度误差补偿流程图；

图2是本发明吸嘴旋转轴零点标定流程图；

图3是本发明贴片头吸嘴同心度检测与建模流程图；

图4是本发明吸嘴视觉识别及坐标位置获取流程图；

图5是本发明吸嘴旋转360度轨迹示意图；

图6是本发明贴片机贴片头结构示意图；

图7是本发明吸嘴零位标定传感器安装示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参阅附图1至附图7，本实施例提供的一种表面封装贴片机吸嘴同心度误差自动补偿方法，包括以下步骤：

(1)设置贴片头，在该贴片头吸嘴旋转轴位置设置线性霍尔传感器5和磁性钕铁硼磁珠6，对贴片头上的吸嘴旋转轴的零点进行标定，确保补偿过程中的模型参考点位置；

设置贴片头的步骤，具体包括将步进电机1、步进电机驱动轴、下托板2、吸嘴适配器3、吸嘴4；其中，步进电机驱动轴为空心轴，与吸嘴适配器3紧密连接，吸嘴4与吸嘴适配器3为拆卸式连接；当步进电机1旋转时，底端的吸嘴4同步转动相同角度；将线性霍尔传感器5设置在下托板2靠近旋转轴位置上，将钕铁硼磁珠6设置在吸嘴适配器3靠近下托板2位置上；所述钕铁硼磁珠6具有磁性，其直径为2至5毫米，具体尺寸可根据吸嘴的大小选择；

其中的吸嘴旋转轴的零点标定，具体包括以下步骤：

(1.1)输出一脉冲，驱动步进电机顺时针旋转一定的角度，如0.9度；

(1.2)读取线性霍尔传感器的读数，并将此读数与历史记录中的最大线性霍尔传感器读数比较，若前者大于后者，记录此时驱动电机已旋转的角度；

(1.3)判断驱动电机是否已经旋转了360度，若是，根据记录下的线性霍尔传感器读数最大时驱动电机旋转的角度，再逆时针旋转相应角度，此时吸嘴旋转轴归零操作完成；否则，重复步骤(1.1)；

(2)设置机器视觉***，机器视觉***包括摄像采集端和处理端，处理端内集成有基于图像处理的灰度分析法分析软件、和基于图形特征与图像灰度对应关系的数学模型的处理软件，对该贴片头吸嘴同心度进行自动检测，并建立吸嘴旋转同心度误差模型；

具体包括以下步骤：

(2.1)驱动贴片机的X、Y轴运动机构，使待检测的吸嘴中心移动到检测相机的视觉中心；

(2.2)驱动Z轴电机，使贴片头下移，直至吸嘴顶端与待贴装电路板所在的工作台面在同一高度，减少或消除由于贴片头安装垂直度误差带来的影响；

(2.3)驱动贴片头步进电机顺时针旋转一定角度，如18度，电机停止旋转后，触发检测相机截取M帧图像，利用视觉算法获取吸嘴顶端中心的相对坐标信息(x_k,y_k,α)，其中(x_k,y_k)为吸嘴中心在图像中的相对位置，α为吸嘴当前旋转角度，规定起始的位置坐标为(0，0，0)及电机轴处于零点标定位置为(x_k,y_k,α)＝(0,0,0)；

(2.4)判断吸嘴是否已经旋转了360度，如果是，转入下一步，否则转回步骤(2.3)；

(2.5)利用在各个旋转角度采集到的坐标信息，求解模型f(x,y,α)，使其满足下列两个条件：

条件1：点集合{(x_k,y_k)|k＝0...n}到拟合圆的距离绝对值之和最小，即(x_c,y_c)为拟合圆中心坐标，R为拟合圆半径；

条件2：f(0,0,0)＝0；

所述步骤(2.3)具体还包括以下：

(2.3.1)截取一帧图像后，首先对图像进行剪裁，尽可能减小要处理的目标图像，同时保证目标吸嘴仍在其中；

(2.3.2)对图像进行灰度变化，使其从BGR空间转换到HSV空间；

(2.3.3)利用合适的滤波器对灰度图像进行平滑操作，减少图像噪声影响；

(2.3.4)对平滑后的图像进行腐蚀和膨胀操作，使目标从背景中突现出来；

(2.3.5)利用Canny算子对图像进行分割，获取包含目标边缘信息在内的二值图像；

(2.3.6)在二值图像中找出对象的轮廓，并对所有轮廓进行椭圆拟合；

(2.3.7)检查所有拟合后的椭圆，从两个条件判断是否为目标(吸嘴孔)：椭圆长短轴之比小于某一阈值，以及椭圆实际尺寸在一定范围内。若图像中存在满足条件的椭圆，且只有一个，则将保存该椭圆在图像中的信息(x_i,y_i,α)，其中α为吸嘴当前旋转角度。此时，一帧图像处理完毕；

(2.3.8)检查是否已经处理完要求的M帧图像，若没有，转到步骤(2.3.1)，否则转入下一步；

(2.3.9)利用公式获取该位置吸嘴的位置信息(x_k,y_k,α)，其中N为有效的帧数，N＜M。

(3)根据获得的吸嘴旋转同心度误差模型，对贴装过程中由吸嘴旋转所带来的同心度偏差进行补偿校正，具体包括以下步骤：

根据获得吸嘴同心度偏差的数学模型f(x,y,α)，其中包含拟合圆的中心坐标(x_c,y_c)和半径R；当α＝0时，即吸嘴旋转轴处于标定好的零点时，当吸嘴旋转一定角度α后，所处的位置为圆周上的一点(x,y)，利用几何关系，(x,y)可以用公式(1)描述

上式中α₀为向量O′X′到O′O的夹角，它满足下面的条件

将公式(2)代入到(1)中，可以得到(x,y)的描述为

至此，当吸嘴在工作过程旋转一定角度α之后，在全局坐标系中它的偏差将为(x,y)，在吸嘴的目标定位坐标中减去这个值，就可以消除由于其同心度误差带来的偏差，从而准确的将其定位在指定的坐标。

一种表面封装贴片机吸嘴同心度误差自动补偿***，包括：

贴片头，所述贴片头吸嘴旋转轴位置设置有线性霍尔传感器和钕铁硼磁珠，对贴片头上的吸嘴旋转轴的零点进行标定，确保补偿过程中的模型参考点位置；

机器视觉***，机器视觉***包括摄像采集端和处理端，处理端内集成有基于图像处理的灰度分析法分析软件、和基于图形特征与图像灰度对应关系的数学模型的处理软件，对该贴片头吸嘴同心度进行自动检测，并建立吸嘴旋转同心度误差模型；根据获得的吸嘴旋转同心度误差模型，对贴装过程中由吸嘴旋转所带来的同心度偏差进行补偿校正。

作为本发明进一步改进，所述贴片头具体包括：步进电机1、步进电机驱动轴、下托板2、吸嘴适配器3、吸嘴4；其中，步进电机驱动轴为空心轴，与吸嘴适配器3紧密连接，吸嘴4与吸嘴适配器3为拆卸式连接；当步进电机1旋转时，底端的吸嘴4同步转动相同角度。线性霍尔传感器5设置在下托板2靠近旋转轴位置上，钕铁硼磁珠6设置在吸嘴适配器3靠近下托板2位置上。

作为本发明进一步改进，所述磁性钕铁硼磁珠的直径为2至5毫米。

本发明提供的方法及***的重点在于，在原有贴片头的基础上，通过在贴片头吸嘴旋转轴位置加装线性霍尔传感器和钕铁硼磁珠，利用其对贴片头上的吸嘴旋转轴的零点进行标定，确保补偿过程中的模型参考点位置；并利用机器视觉***自动检测贴片头吸嘴的同心度，再在贴装过程中进行软件补偿的方式来消除贴片头坐标漂移、精度变化对机器***性能造成不良影响。

吸嘴轴线因为在装配过程中的误差、或使用一段时间后出现的机械误差，使其很难保证与电机轴轴线重合，导致其运动时轴线扫过的轨迹呈一个圆锥形；但是，吸嘴轴线在吸嘴顶端的运动轨迹为一个规则的圆；本发明利用这一特性，通过采集和比较吸嘴轴线运动轨迹与其顶端的运动轨迹的异同、差额，来实现对吸嘴旋转过程中出现的同心度误差来进行即时建模和补偿，可以高效、快速、稳定的修正吸嘴的同心度误差，保证贴装的精度保持在预定的范围内。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。故凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种表面封装贴片机吸嘴同心度误差自动补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)设置贴片头，在该贴片头吸嘴旋转轴上设置线性霍尔传感器和钕铁硼磁珠，对贴片头上的吸嘴旋转轴的零点进行标定，确保补偿过程中的模型参考点位置；

(2)设置机器视觉***，机器视觉***包括摄像采集端和处理端，处理端内集成有基于图像处理的灰度分析法分析软件、和基于图形特征与图像灰度对应关系的数学模型的处理软件，对该贴片头吸嘴同心度进行自动检测，并建立吸嘴旋转同心度误差模型；

(3)根据获得的吸嘴旋转同心度误差模型，对贴装过程中由吸嘴旋转所带来的同心度偏差进行补偿校正。

2.根据权利要求1所述表面封装贴片机吸嘴同心度误差自动补偿方法，其特征在于，所述步骤(1)中设置贴片头的步骤，其包括：分别设置步进电机、步进电机驱动轴、下托板、吸嘴适配器、吸嘴；其中，步进电机驱动轴为空心轴，与吸嘴适配器紧密连接，吸嘴与吸嘴适配器为拆卸式连接；将线性霍尔传感器设置在下托板靠近旋转轴位置上，将钕铁硼磁珠设置在吸嘴适配器靠近下托板的位置上。

3.根据权利要求1或2所述表面封装贴片机吸嘴同心度误差自动补偿方法，其特征在于，所述钕铁硼磁珠具有磁性，其直径为2至5毫米。

4.根据权利要求2所述表面封装贴片机吸嘴同心度误差自动补偿方法，其特征在于，所述步骤(1)中的吸嘴旋转轴的零点标定，具体包括以下步骤：

(1.1)输出一脉冲，驱动步进电机顺时针旋转一定的角度；

(1.2)读取线性霍尔传感器的读数，并将此读数与历史记录中的最大线性霍尔传感器读数比较，若前者大于后者，记录此时驱动电机已旋转的角度；

(1.3)判断驱动电机是否已经旋转了360度，若是，根据记录下的线性霍尔传感器读数最大时驱动电机旋转的角度，再逆时针旋转相应角度，此时吸嘴旋转轴归零操作完成；否则，重复步骤(1.1)。

5.根据权利要求1所述表面封装贴片机吸嘴同心度误差自动补偿方法，其特征在于，所述步骤(2)中的贴片头吸嘴同心度自动检测与建模，具体包括以下：

(2.1)驱动贴片机的X、Y轴运动机构，使待检测的吸嘴中心移动到检测相机的视觉中心；

(2.2)驱动Z轴电机，使贴片头下移，直至吸嘴顶端与待贴装电路板所在的工作台面在同一高度，减少或消除由于贴片头安装垂直度误差带来的影响；

(2.3)驱动贴片头步进电机顺时针旋转一定角度，电机停止旋转后，触发检测相机截取M帧图像，利用视觉算法获取吸嘴顶端中心的相对坐标信息(x_k,y_k,α)，其中(x_k,y_k)为吸嘴中心在图像中的相对位置，α为吸嘴当前旋转角度，规定起始的位置坐标为(0，0，0)及电机轴处于零点标定位置为(x_k,y_k,α)＝(0,0,0)；

(2.4)判断吸嘴是否已经旋转了360度，如果是，转入下一步，否则转回步骤(2.3)；

(2.5)利用在各个旋转角度采集到的坐标信息，求解模型f(x,y,α)，使其满足下列两个条件：

条件1：点集合{(x_k,y_k)|k＝0...n}到拟合圆的距离绝对值之和最小，即(x_c,y_c)为拟合圆中心坐标，R为拟合圆半径；

条件2：f(0,0,0)＝0。

6.根据权利要求4所述表面封装贴片机吸嘴同心度误差自动补偿方法，其特征在于，所述步骤(2.3)具体还包括以下：

(2.3.1)截取一帧图像后，首先对图像进行剪裁，尽可能减小要处理的目标图像，同时保证目标吸嘴仍在其中；

(2.3.2)对图像进行灰度变化，使其从BGR空间转换到HSV空间；

(2.3.3)利用合适的滤波器对灰度图像进行平滑操作，减少图像噪声影响；

(2.3.4)对平滑后的图像进行腐蚀和膨胀操作，使目标从背景中突现出来；

(2.3.5)利用Canny算子对图像进行分割，获取包含目标边缘信息在内的二值图像；

(2.3.6)在二值图像中找出对象的轮廓，并对所有轮廓进行椭圆拟合；

(2.3.7)检查所有拟合后的椭圆，从两个条件判断是否为目标(吸嘴孔)：椭圆长短轴之比小于某一阈值，以及椭圆实际尺寸在一定范围内。若图像中存在满足条件的椭圆，且只有一个，则将保存该椭圆在图像中的信息(x_i,y_i,α)，其中α为吸嘴当前旋转角度；此时，一帧图像处理完毕；

(2.3.8)检查是否已经处理完要求的M帧图像，若没有，转到步骤(2.3.1)，否则转入下一步；

(2.3.9)利用公式获取该位置吸嘴的位置信息(x_k,y_k,α)，其中N为有效的帧数，N＜M。

7.根据权利要求1所述表面封装贴片机吸嘴同心度误差自动补偿方法，其特征在于，所述步骤(3)中的吸嘴同心度偏差补偿校正，具体包括以下：

根据获得吸嘴同心度偏差的数学模型f(x,y,α)，其中包含拟合圆的中心坐标(x_c,y_c)和半径R；当α＝0时，吸嘴旋转轴处于标定好的零点(0,0)，当吸嘴旋转一定角度α后，所处的位置为圆周上的一点(x,y)，利用几何关系，(x,y)可以用公式(1)描述

$\left\{\begin{array}{c}x=R*\cos \left(\mathrm{\α}+{\mathrm{\α}}_0\right)+x_c\\ y=R*\sin \left(\mathrm{\α}+{\mathrm{\α}}_0\right)+y_c\end{array}\right.---\left(1\right)$

上式中α₀为向量O′X′到O′O的夹角，它满足下面的条件

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{cos\α}}_0=-x_c/R\\ {\mathrm{sin\α}}_0=-y_c/R\end{array}\right.---\left(2\right)$

将公式(2)代入到(1)中，可以得到(x,y)的描述为

$\left\{\begin{array}{c}x=-x_{c}cos\mathrm{\α}+y*sin\mathrm{\α}+x_c\\ y=-x_c\sin \mathrm{\α}-y\cos \mathrm{\α}+y_c\end{array}\right.---\left(3\right)$

至此，当吸嘴在工作过程旋转一定角度α之后，在全局坐标系中它的偏差将为(x,y)，在吸嘴的目标定位坐标中减去这个值，就可以消除由于其同心度误差带来的偏差，从而准确的将其定位在指定的坐标。

8.一种实施权利要求1至7之一所述方法的表面封装贴片机吸嘴同心度误差自动补偿***，其特征在于，其包括：

一贴片头，所述贴片头吸嘴旋转轴上设置有线性霍尔传感器和磁性钕铁硼磁珠，对贴片头上的吸嘴旋转轴的零点进行标定，确保补偿过程中的模型参考点位置；

一机器视觉***，机器视觉***包括摄像采集端和处理端，处理端内集成有基于图像处理的灰度分析法分析软件、和基于图形特征与图像灰度对应关系的数学模型的处理软件，对该贴片头吸嘴同心度进行自动检测，并建立吸嘴旋转同心度误差模型；根据获得的吸嘴旋转同心度误差模型，对贴装过程中由吸嘴旋转所带来的同心度偏差进行补偿校正。

9.根据权利要求8所述表面封装贴片机吸嘴同心度误差自动补偿***，其特征在于，所述的贴片头具体包括：步进电机、步进电机驱动轴、下托板、吸嘴适配器、吸嘴；其中，步进电机驱动轴为空心轴，与吸嘴适配器紧密连接，吸嘴与吸嘴适配器为拆卸式连接；线性霍尔传感器设置在下托板靠近旋转轴位置上，钕铁硼磁珠设置在吸嘴适配器靠近下托板位置上。

10.根据权利要求8所述表面封装贴片机吸嘴同心度误差自动补偿***，其特征在于，所述磁性钕铁硼磁珠的直径为2至5毫米。