基于数字ccd的fpc板边定位加工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及激光加工设备CCD定位技术领域，更具体的说，特别涉及一种电子行业制版、贴装中的基于数字CCD的FPC板边定位加工方法。
【背景技术】
[0002]带有CXD定位激光成型加工国外发展较早，随着PCB制造，电子组装产业大量往国内迁移发展，激光作为高品质的FPC外形加工慢慢在业内推广应用，如专利号为:201210015907.6 和 201210015868.X 的发明专利。
[0003]激光切割成型机的优势在于比传统机械模具切割精度高，节省了产品开发周期及模具成本，加上带有模拟CCD定位，具有灵活的文件编辑方式，受到行业客户的青睐，从CCD视觉系统的结构及定位功能不难得出，因FPC板的定位靶标常见的外形一般为圆形、十字形、蝶形，普通功能配置的CCD只需要对于这三种类型靶点进行识别定位，即可进行产品的外形切割，对于材质结构均匀的硬板加工精度可以做到50um左右，符合较高产品要求，随着电子信息行业技术的发展提升，软性材质的FPC基于其材质轻薄，柔性组装的特性大有替代硬板的趋势，但FPC板材在制作加工时，外形尺寸涨缩很大，受外界环境的温湿度FPC的尺寸也不稳定，当产品精度要求严格为50um以内时，直接定位圆形靶标就无法做到小于50um，在这样条件勉强投入激光加工生产直接导致品质良率很低，因此，使用模拟CXD定位的激光切割方案就不能充分发挥激光成型的特有优势。
[0004]一方面客户对激光应用需求增长是建立在FPC种类繁多，其加工愈加精细的基础上。而要求精度在50um以内的切割还没有一套科学完善的方案，这一问题在业界普遍存在，极大的影响了激光加工应用在PCB和FPC产品的纵深发展。带模拟CCD的激光切割设备在高端(50um以内)的FPC加工性能方面严重滞后，其结构功能呆板，存有以下缺陷:1、靶标识别使用范围有限，仅能识别圆形，十字形等简单的靶标；2、对于图像质量要求高，当靶标背景变化时容易出现误抓；3、定位加工系统解析度低，系统精度不够；4、软件功能接口封闭，定位功能升级困难；5、定位功能不足，激光加工系统的性能优化级别低。
[0005]所以，在对采用FPC材质的产品而言，需要设计一种新的板边定位加工方法。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于针对现有技术中存在的技术问题，提供一种基于数字CCD的FPC板边定位加工方法。
[0007]为了解决以上提出的问题，本发明采用的技术方案为:
[0008]基于数字CXD的FPC板边定位加工方法，该方法包括以FPC的设计文件中的板边靶标和CCD所捕捉的所述FPC设计文件中的板边靶标来确定一标准靶标模板，在定位时，CCD参照所述标准靶标模板来进行自动定位加工。
[0009]根据本发明的一优选实施例:所述板边靶标包括直角靶标、圆角靶标和鱼钩靶标。
[0010]根据本发明的一优选实施例:所述直角靶标为两条板边相交所形成的直角；所述圆角靶标为两条板边相交倒角处理而后形成的圆角；所述鱼钩靶标为信号线路与板边支撑互连而成的连接点。
[0011]根据本发明的一优选实施例:所述方法具体包括以下步骤，
[0012]S1、加工文件定义的步骤:将所述FPC板边靶标与激光加工图形在图形软件中进行定义，并分别标识定义不同线段的属性，将激光加工图形转换为激光系统能读取的数据文件，载入上位机加工软件中；
[0013]S2、将FPC的位置固定的步骤；
[0014]S3、FPC的板边靶标捕捉的步骤:调节CXD外接环形光源亮度，让待捕捉的FPC的板边靶标在上位机加工软件的影像界面中的画面显示清晰且边界明显；
[0015]S4、靶标模板类型设定的步骤:在上位机的加工软件中设定捕捉到的FPC上的板边靶标所对应的靶标模板序号；
[0016]S5、靶标模板参数设定的步骤:在上位机加工软件中设定所述靶标模板的参数。
[0017]S6、标准靶标模板设定的步骤:将设置好参数的靶标模板保存为标准靶标模板；
[0018]S7、加工的步骤:在对FPC加工定位时，自动调用所述标准靶标模板与CXD实时抓取的FPC的板边靶标信息进行校对，当抓取的靶标信息与所述标准靶标模板匹配正确后，进行定位加工。
[0019]根据本发明的一优选实施例:所述步骤S6中还进一步包括对靶标模板进行定位学习的步骤，在靶标模板的参数设置完成后，CCD对图像中的靶标信息进行抓取训练，定位学习后，再保存为标准靶标模板。
[0020]根据本发明的一优选实施例:所述步骤S2中的将FPC的位置固定的步骤具体为，将所述FPC放置在真空平台上吸附或采用治具夹紧。
[0021]根据本发明的一优选实施例:所述步骤S4中的靶标模板类型设定的步骤具体为，设定所述直角靶标和圆角靶标为角模板，设定所述鱼钩靶标为鱼钩模板。
[0022]根据本发明的一优选实施例:所述步骤S5中的靶标模板参数设定的步骤具体为，设定所述角模板的阈值、极性、旋转角度、搜索范围和解析度参数，设定所述鱼钩模板的搜索范围、阈值、数字卡尺数量参数。
[0023]根据本发明的一优选实施例:所述步骤S5中所设定的参数值的范围为，
[0024]阈值:0-1 ;极性:(XD辨析的是亮还是暗图像;旋转角度:+10度至-10度；搜索范围:全图或指定；解析度参数:不小于I ;数字卡尺数量:与板边的实际大小对应。
[0025]与现有技术相比，本发明的有益效果在于:本发明的方法不仅能识别圆形，十字等常规靶标，还可以灵活定位板边，如:FPC表面的直角板边、圆角板边、鱼钩连接点等几何图形，让加工精度能自动适应板子的尺寸变化，具有图像功能强大，精度高，响应快的优点。
【附图说明】
[0026]图1为本发明的基于数字CXD的FPC板边定位加工方法流程图。
[0027]图2为本发明的基于数字CCD的FPC板边定位加工方法中直角靶标、圆角靶标和鱼钩祀标的示意图。
[0028]图3为本发明的基于数字CXD的FPC板边定位加工方法中高精密FPC拼板示意图。
[0029]附图标记说明:1、直角靶标；2、圆角靶标；3、鱼钩靶标。
【具体实施方式】
[0030]为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
[0031]本发明采用的是带有CCD的激光加工设备来对电子行业制板，贴装中的FPC板的激光成型定位加工，本发明的方法是以FPC的设计文件中的板边靶标和CCD所捕捉的FPC设计文件中的板边靶标来确定一标准板边靶标模板，在定位时，CCD参照所述标准板边靶标模板来进行自动定位加工。具体是采用了数字CCD视觉系统搜索FPC板上的直角靶标、圆角靶标、鱼钩类型靶标功能，当然也可搜索圆形、十字形等常规靶标，并且利用此CCD视觉系统与激光加工设备配套完成FPC板的外形无差异化的加工。
[0032]本实施所提供的基于数字CCD的FPC板边定位加工方法，其不仅能识别圆形，十字形等常规靶标，还可以更为灵活的对板边进行定位，具体是指对FPC板上的直角靶标1、圆角靶标2或鱼钩靶标3 (参阅图2所示)等几何图形进行定位处理，并且这几种类型的几何图形可以是在一个平面，也可以位于多个几何平面，这样即可让加工精度能自动适应FPC板的尺寸变化，并且具有图像功能强大，精度高，响应快的优点。
[0033]上述的直角靶标I为两条板边相交所形成的直角；圆角靶标2为两条板边相交倒角处理而后形成的圆角；而鱼钩靶标3为信号线路与板边支撑互连而成的连接点。
[0034]参阅图1所示，本实施例的方法具体通过以下步骤来完成:
[0035]S1、加工文件的定义步骤:
[0036]以制作FPC板的Gerber文件为数据对象,将FPC板的板边靶标图形和激光加工图形在Gerber图形软件中进行定义，在本发明实施方式中，所述板边靶标包括直角靶标、圆角靶标和鱼钩靶标，用其作为CCD自动定位的坐标及激光加工扫描的图形数据，并且选定板边靶标与激光加工图形所在的图形信息，分别标识定义直角靶标、圆角靶标、鱼钩靶标以及激光加工图形之间不同线段的属性，并将激光加工图形转换为激光加工系统能读取的数据文件，再载入激光加工设备的上位机加工软件中等待运行。
[0037]本发明其他实施方式中，还可在Gerber文件中对圆形，十字形等常规靶标进行定义。
[0038]S2、对FPC板定位的步骤:
[0039]本实施例对FPC板的定位主要分为两种情况，其一是对于无元器件的FPC板，可以直接放在加工平台上并利用真空装置吸附固定；其二是对于有元器件的FPC板，即需要设计工装治具压紧结构进行固定，并且需保证元器件外观不碰撞治具，以免损坏元器件，同时工装治具本身也要通过加工平台上的真空装置吸附固定或采用机械锁紧的方式固定。
[0040]在放置FPC板时，需要将FPC板与加工文件的方向相对应放置，由于有些阴阳排列的FPC板未作限定，如不对准FPC板与加工文件的方向，在正式定位加工时，将会影响产品的加工精度，故而在放置FPC板时，需提前判断系统定位和加工的正反关系，并且与加工平台无较大的倾斜角度，这样可保证在加工时不会发生偏移，晃动等现象。
[0041 ] S3、FPC板的板边靶标捕捉的步骤:
[0042]调节激光加工设备上的数字CCD外接环形光源亮度，让待捕捉的FPC板的板边靶标，也就是直角靶标、圆角靶标和鱼钩靶标在激光加工设备的上位机加工软件的影像界面中，画面显示清晰且边界明显。即需要保证直角靶标、圆角靶标、鱼钩靶标在FPC板的表面分布有可见的几何外形，且通过数字CXD成像后，在上位机加工软件的影像界面中有清晰的外形轮廓。
[0043]作为一组优选数据，本实施例中CXD外接的环形光源采用近红外光源，数字CXD视野范围为:6.4*4.85mm，数字CXD视野内影像的分辨率为:5um，并且，数字CXD与激光加工设备的通讯方式采用千兆网口通讯；当然，也可以根据实际需要而选择其他光源或参数数值而不影响本发明的实施。
[0044]S4、靶标模板类型设定的步骤:
[0045]在激光加工设备的上位机加工软件中设置捕捉到的FPC板上的板边靶标所对应的靶标模板序号，即将直角靶标和圆角靶标设置为角模板，可进一步分别设置为直角模板和圆角模板，将鱼钩