电子元件安装方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电子元件安装方法，特别是一种应用于桌面式贴片机领域，通过图像撷取装置获取吸嘴图像以及识别特征，并基于对上述图像信息的处理结果将电子元件安装到印刷电路上的电子元件安装方法。
【背景技术】
[0002]贴装精度是贴片机的核心性能要求之一。桌面式贴片机的吸嘴在组装过程中难免存在机械误差，导致吸嘴实际的旋转中心与设计的旋转中心不一致，这种不一致会造成吸取电子元件后的旋转偏差以及控制模块对吸嘴实际位置的判断偏差，最终影响电子元件安装的精度。
[0003]贴片机上通常设置有两个图像撷取装置，元件图像撷取装置设置在贴装头下方的工作台上，用以向上撷取吸嘴部分的图像，从而确定吸嘴上电子元件的形态；电路板图像撷取装置设置在贴装头上，与吸嘴同步运动，用以向下识别印刷电路板上的识别特征，从而确定印刷电路板的位置，识别完电子元件和印刷电路板的相关位置信息后，再进行贴装工作。
[0004]为了解决上述安装偏差问题，现有技术如专利CN101990395B公开的在进行贴装之前，要进行元件图像撷取装置(部件识别摄像头)和电路板图像撷取装置(电路板识别摄像头)的光轴对准工作，再进行吸嘴实际的旋转中心捕捉。然而，单纯的图像撷取装置只能撷取图像，不是光源，彼此之间无法通过光路对准，因此光轴对准通常是以附加的光源装置进行，这会导致贴片机的制造成本增加；或是以肉眼对准来实现，而导致机械误差进一步扩大。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种电子元件安装方法，能够在已有的桌面式贴片机结构不增加过多成本基础上，高效确定吸嘴实际旋转中心和电路板图像撷取装置图像撷取中心之间的相对位置关系，以及校正实际的旋转中心与设计的旋转中心之间的偏差，易于操作人员学习，以高效率地进行印刷电路板生产贴片。
[0006]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是该电子元件安装方法，通过元件图像撷取装置撷取贴装头上吸嘴的图像，通过贴装头上电路板图像撷取装置撷取识别特征，并基于对上述图像撷取装置撷取信息的处理结果，将电子元件安装在印刷电路板上。在印刷电路板的生产运行开始之前，进行吸嘴实际旋转中心相对于电路板图像撷取装置图像撷取中心偏移量的计测步骤，包括:
[0007]SI，在贴装头下方设置一留痕机构，该留痕机构可以是能留下痕迹的任何结构，如普通的软橡胶或热敏纸或复写纸，吸嘴下压到留痕机构上旋转留下痕迹，记录此时电路板图像撷取装置图像撷取中心的位置作为初始位置，通过旋转留痕的方法，将吸嘴实际旋转中心的位置反馈到电路板图像撷取装置，在不安装附加发光装置的情况下省去了现有的元件图像撷取装置与电路板图像撷取装置光轴校准问题，同时获取了吸嘴在低点处的旋转中心，极大地提高了校准的效率与精度；
[0008]S2，移动贴装头，直至电路板图像撷取装置的图像撷取中心与上述痕迹的中心重合，上述痕迹的中心即所述吸嘴实际旋转中心，记录此时电路板图像撷取装置的图像撷取中心之位置作为终止位置；
[0009]S3，计测电路板图像撷取装置的图像撷取中心与吸嘴实际旋转中心的偏移量，所述偏移量即电路板图像撷取装置的图像撷取中心初始位置相对于终止位置的偏移量，存储该偏移量并将其直接应用在后续正式的生产运行中。
[0010]作为优选，在步骤S1、S2中，记录电路板图像撷取装置的图像撷取中心之位置时，以贴装头的机械坐标作为参照，即初始位置(Xn，Yn)，终止位置(Xm，Ym)，偏移量(X’，Y’ )=(Xm-Xn, Ym-Yn)，因为贴装头的机械坐标是最容易获得的，并且贴装头与电路板图像撷取装置完全同步运动，在计测电路板图像撷取装置的图像撷取中心的偏移量时，计测贴装头的机械坐标变化即可间接得到。
[0011]作为优选，在印刷电路板的生产运行开始之前，还进行吸嘴实际旋转中心位置信息的计测步骤，包括:
[0012]S01，元件图像撷取装置至少两次撷取吸嘴的图像，且后一次图像撷取前，Θ轴驱动吸嘴在前一次图像撷取时的位置上周向旋转一定角度；
[0013]S02，叠加SOl获得的图像，根据叠加后的图像计测吸嘴实际旋转中心的位置信息并存储，通过叠加同一位置吸嘴不同旋转角度下撷取的图像，可就图像重叠部分求得吸嘴的实际旋转中心，且操作简单、数据处理难度低，效率高而准确。
[0014]作为优选，当吸嘴数量为两个以上时，S02还包括计算并存储各个吸嘴旋转中心之间的相对位置信息，从而只需计测一个吸嘴旋转中心相对于电路板图像撷取装置图像撷取中心偏移量即可得出其它吸嘴旋转中心相对于电路板图像撷取装置图像撷取中心的偏移量，减少了计测的次数，提高了多吸嘴贴装时的贴装效率。
[0015]作为优选，基于所存储的旋转中心的位置信息和偏移量，对以后的电子元件识别处理的结果进行校正，减小了生产运行中的误差。
[0016]本发明同现有技术相比具有以下优点及效果:
[0017]1、由于非常巧妙地利用留痕机构获取了吸嘴的旋转痕迹，省去了部件、电路板图像撷取装置光轴对准的步骤，却有效地解决了电路板图像撷取装置无法直接获得吸嘴实际旋转中心的问题，并且易于操作人员学习与上手；
[0018]2、通过旋转留痕的方法，获得了吸嘴在低点位处的旋转中心，进一步减小了贴装偏差;
[0019]3、由于留痕机构可以是能够通过压力留下痕迹的任何机构，复写纸、热敏纸或软橡胶成本低廉，几乎没有增加桌面式贴片机的硬件成本；
[0020]4、通过叠加同一位置吸嘴在不同旋转角度下的图像，可就图像重叠部分求得吸嘴的实际旋转中心，数据处理难度低，操作简单且效率高。
【附图说明】
[0021]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本发明的结构示意图。
[0023]图2为本发明的控制方框图。
[0024]图3为本发明旋转中心相对于电路板图像撷取装置图像撷取中心偏移量的计测步骤示意图。
[0025]图4为本发明根据吸嘴旋转中心的位置信息以及吸嘴旋转中心相对于电路板图像撷取装置图像撷取中心偏移量进行贴装校正的流程示意图。
[0026]标号说明:
[0027]臂(1A、1B)Y轴电机11X轴电机12
[0028]上下轴电机13Θ轴电机14控制模块20
[0029]驱动电路(21-22)X轴伺服放大器23Y轴伺服放大器24
[0030]位置计测模块25贴装头30吸嘴(31-34)
[0031]图像处理模块40图像撷取电路41元件图像撷取装置42
[0032]电路板图像撷取装置43 曝光装置44留痕机构45
[0033]操作模块50操作监视器53输入端54
【具体实施方式】
[0034]下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
[0035]桌面式贴片机中设置有运送印刷电路板的运送装置、供应电子元件的元件供应装置、可通过Y轴电机11在一个方向(Y方向)上移动的一对臂1A、1B，通过X轴电机12沿所述两臂方向(X方向)移动的贴装头30，X-Y坐标系为贴装头30的机械坐标系。
[0036]并且，吸嘴31可通过上下轴电机13经由驱动电路22驱动而升降，并且吸嘴31通过Θ轴电机14经由驱动电路21驱动而环绕铅直轴旋转，从而，吸嘴31能够向X方向以及Y方向移动，并环绕铅直轴旋转且能够上下活动。
[0037]此外，贴装头30上设置有与其同步运动的电路板图像撷取装置43，用以撷取下方的识别特征，电路板图像撷取装置43的图像撷取中心即电路板图像撷取装置43图像视野内十字光标的正中心。贴装头30上还设置有与其同步运动的吸嘴(31-34)。
[0038]印刷电路板的生产运行开始之前，在贴装头30下方的桌面式贴片机工作台10上铺设一留痕机构45，留痕机构45为软橡胶或热敏纸或复写纸，成本低廉效果显著。
[0039]SI，通过配合操作监视器53向输入端54输入动作指令，令贴装头30在X轴电机12和Y轴电机11的驱动下运动到留痕机构45上方，进而驱动电路22工作驱动上下轴电机13，吸嘴31下压到复写纸上多次旋转留下痕迹，此时痕迹为压痕，同时位置计测模块25工作，记录此刻贴装头30的坐标作为初始坐标(Xn，Yn)并存储；
[0040]S2，通过配合操作监视器53向输入端54输入动作指令，令贴装