貼片機(jī)的原理是什么樣的?隨著人們對(duì)小型化、輕型化電子產(chǎn)品的不斷追求，市場(chǎng)上對(duì)貼片機(jī)的需求也越來越大。目前國內(nèi)對(duì)電子元器件自動(dòng)貼裝的關(guān)鍵技術(shù)研究尚處在起步階段，特別是在速度和精度方面與國外先進(jìn)水平相比有明顯差距。視覺對(duì)中系統(tǒng)作為貼片機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)之一，決定了貼片機(jī)的貼裝能力，直接影響著貼片機(jī)的貼裝精度和速度。因此，研究基于貼片機(jī)的視覺對(duì)中系統(tǒng)很有必要。

　　本文闡述了貼片機(jī)視覺系統(tǒng)的構(gòu)成原理，并提出了針對(duì)Chip元件對(duì)中的行之有效的具體算法。

　　1 貼片機(jī)視覺系統(tǒng)構(gòu)成及實(shí)現(xiàn)原理

　　貼片機(jī)視覺系統(tǒng)一般由兩類CCD攝像機(jī)組成。其一是安裝在吸頭上并隨之作x-y方向移動(dòng)的基準(zhǔn)(MARK)攝像機(jī)，它通過拍攝PCB上的基準(zhǔn)點(diǎn)來確定PCB板在系統(tǒng)坐標(biāo)系中的坐標(biāo);其二是檢測(cè)對(duì)中攝像機(jī)，用來獲取元件中心相對(duì)于吸嘴中心的偏差值和元件相對(duì)于應(yīng)貼裝位置的轉(zhuǎn)角θ。最后通過攝像機(jī)之間的坐標(biāo)變換找出元件與貼裝位置之間的精確差值，完成貼裝任務(wù)。

　　1.1 系統(tǒng)的基本組成

　　視覺系統(tǒng)的基本組成。該系統(tǒng)由三臺(tái)相互獨(dú)立的CCD成像單元、光源、圖像采集卡、圖像處理專用計(jì)算機(jī)、主控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等單元組成，為了提高視覺系統(tǒng)的精度和速度，把檢測(cè)對(duì)中像機(jī)設(shè)計(jì)成為針對(duì)小型Chip元件的低分辨力攝像機(jī)CCD1和針對(duì)大型IC的高分辨力攝像機(jī)CCD2，CCD3為MARK點(diǎn)搜尋攝像機(jī)。當(dāng)吸嘴中心到達(dá)檢測(cè)對(duì)中像機(jī)的視野中心位置時(shí)發(fā)出觸發(fā)信號(hào)獲取圖像，在觸發(fā)的同時(shí)對(duì)應(yīng)光源閃亮一次。

　　1.2 系統(tǒng)各坐標(biāo)系的關(guān)系

　　為了能夠精確的找出待貼元件與目標(biāo)位置之間的實(shí)際偏差，必須對(duì)景物、CCD攝像機(jī)、CCD成像平面和顯示屏上像素坐標(biāo)之間的關(guān)系進(jìn)行分析，以便將顯示屏幕像素坐標(biāo)系的點(diǎn)與場(chǎng)景坐標(biāo)系中的點(diǎn)聯(lián)系起來;并通過圖像處理軟件分析計(jì)算出待貼元件中心相對(duì)于吸嘴中心的偏差值。

　　1.3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)原理

　　貼片機(jī)視覺系統(tǒng)工作原理。當(dāng)一塊新的待貼裝PCB板通過送板機(jī)構(gòu)傳送到指定位置固定起來，安裝在貼片頭上的基準(zhǔn)攝像機(jī)CCD3在相應(yīng)的區(qū)域通過圖像識(shí)別算法搜尋出MARK點(diǎn)，并通過(3)式計(jì)算出其在歐氏場(chǎng)景坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。接下來將相應(yīng)的元器件應(yīng)貼裝的位置數(shù)據(jù)送給主控計(jì)算機(jī)。利用對(duì)中檢測(cè)攝像機(jī)(CCD1，CCD2)對(duì)元器件檢測(cè)，得到其在顯示屏幕坐標(biāo)系下的坐標(biāo)及轉(zhuǎn)角值，再通過(3)式轉(zhuǎn)換為場(chǎng)景坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，與目標(biāo)位置比較，得到貼裝頭應(yīng)移動(dòng)的位置和轉(zhuǎn)角。

　　假設(shè)非零的像素值表示區(qū)域，矩可以用于二值或灰度的區(qū)域描述。數(shù)字圖像的(p+q)階矩可以通過下式來計(jì)算：

　　其中 i，j是區(qū)域點(diǎn)的像素坐標(biāo)，f(i，j)是圖像區(qū)域的灰度值。那么圖像區(qū)域的質(zhì)心(對(duì)二值化后圖形區(qū)域即為中心)的坐標(biāo)可以通過下面的關(guān)系來得到。

　　Chip元件的長寬比2：1，因此二值化后的區(qū)域是細(xì)長的，定義區(qū)域的方向?yàn)樽钚⊥饨泳匦蔚淖铋L邊方向。根據(jù)圖像中心矩可以通過下式來計(jì)算區(qū)域方向。