一种贴片机飞行图像拾取的方法与流程

本发明涉及smt技术领域，尤其涉及一种贴片机飞行图像拾取的方法。

背景技术：

贴片机是通过移动贴装头把表面贴装电子元器件准确地放置pcb焊盘上的一种设备，其工作流程如下：

第一步，pcb板固定；

第二步，相机寻找pcb板基准点；

第三步，吸嘴从料盘吸取电子元器件；

第四步，吸嘴带着电子元器件位移到相机上方；

第五步，相机拍照确定元件中心相对吸嘴中心位置偏差δx,δy,δθ；

第六步，电子元器件贴装在pcb板上等操作。

其中第四、五步需要对拾取电子元器件进行视觉检测，借以纠正电子元器件拾取过程中发生的不可控偏差δx,δy,δθ。一般此需求由贴片机控制系统配置的图像采集与处理系统完成，也称视觉系统。完成这两步需要一定的时间，面对高速贴装领域中，这些专门设置有检测时间显然存在浪费现象。

目前贴装头通常成线性布置十个以上吸嘴，吸嘴从料盘拾取电子元器件后，经过相机上方，相机对其进行图像采集。由于吸嘴数目太多，且成线性布置，相机怎样在有限的拍照角度内、清晰地将所有吸嘴上的电子元器件进行拍照、采集已成为行业内研究的难题。为了解决这个问题，通常是增加相机的数量或增加辅助装置来提高拍照、采集的清晰度。

综上所述，在保证相机拍照、采集清晰度的情况下，如何提高贴片机的生产效率，如何快速拍照各个吸嘴上的电子元器件及如何精准定位地采集电子元器件图像等问题已成为行业内急需解决的问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种贴片机飞行图像拾取的方法，该方法实现了吸取电子元器件到指定位置贴装的过程中完成对电子元器件的检测和采集，把相机获取目标图像的时间最小化，大大提高贴片机的贴装效率。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种贴片机飞行图像拾取的方法，该图像拾取方法包括以下步骤：

1）启动贴片机控制系统；

2）位移测距机构启动并记录贴装头上的吸嘴位置；

3）贴装头的吸嘴吸取电子元器件到贴装电子元器件过程中，平移运动机构启动并沿吸嘴分布方向从贴装头的一端向贴装头的另一端做水平运动；

4）平移运动机构在水平移动过程中，每经过吸嘴对应的记录位置则触发摄像装置的相机启动拍照；

5）摄像装置的相机将拍照采集的数据传送给贴片机的视觉系统进行处理。

进一步优化的技术方案为：所述步骤1）中贴装头的吸嘴为一个或多个，且位移测距机构可分别记录一个或多个吸嘴的位置。

进一步优化的技术方案为：所述步骤3）中平移运动机构从贴装头的一端向贴装头另一端后停止，当吸嘴再次吸取电子元器件到贴装电子元器件过程时，平移运动机构启动并沿吸嘴分布方向水平运动到起始端，根据指令重复水平运动。

进一步优化的技术方案为：所述摄像装置包括镜片和相机，将镜片按照一定的角度设置在电子元器件的正下方，吸嘴下方的电子元器件通过镜片反射到相机上，并在相机图像传感器上成像；其摄像装置采集图像的方法包括以下步骤：

1）通过相机镜头摄取入射光线图像信息，并在相机镜头的光轴线上设置反射镜片；

2）根据光线平面发射原理使反射镜片与相机镜头所在光轴线成角度放置；

3）将相机图像传感器设置在镜片的反射光路上，获取发射图像信息；

4）提取相机图像传感器上的图像信息，并上传贴片机的视觉系统，完成采集。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明通过平移运动机构驱动摄像装置的相机沿吸嘴分布的方向做往返水平运动，通过位移测距机构来测量相机的位移位置，位移测距机构上记下每个吸嘴所对应的刻度，当位移测距机构检测到相机移至有吸嘴对应的刻度时，相机便分别对吸嘴上的电子元器件进行拍照、采集，并将数据传送给视觉系统；即实现了吸取电子元器件到指定位置贴装的过程中完成对电子元器件的拍照、采集，杜绝了以往为了对电子元器件拍照、采集而专门设置停留时间的现象，把相机获取目标图像的时间最小化，大大提高贴片机的贴装效率。

附图说明

图1是本发明流程图；

图2是本发明摄像装置成像线路图；

图3是实施例整体结构的左视图；

图4是图3的a-a剖视图；

图5是本实施例整体结构的后视图；

图6是图5的b-b剖视图；

附图标记说明：

1、贴装头基板；21、吸嘴杆基座；22、吸嘴杆滑动座；23、吸嘴杆总成；

31、平移运动机架；32、位移测距机构固定板；

41、平移电机；42、主动轮；43、调节轮；44、传动轮；45、皮带；

51、光栅磁尺；52、光栅传感器；

61、相机座；62、滑块座；63、皮带连接板；64、镜片座；

71、滑块；72、导轨；8、镜片；9、相机；10、吸嘴；

11、电子元器件；α、摄像夹角；β、拍照夹角。

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作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。

如图1至2所示，本发明公开了一种贴片机飞行图像拾取的方法，该图像拾取方法包括以下步骤：

该图像拾取方法包括以下步骤：

1）启动贴片机控制系统；

2）位移测距机构启动并记录贴装头上的吸嘴10位置；

3）贴装头的吸嘴10吸取电子元器件11到贴装电子元器件11过程中，平移运动机构启动并沿吸嘴10分布方向从贴装头的一端向贴装头的另一端做水平运动；

4）平移运动机构在水平移动过程中，每经过吸嘴10对应的记录位置则触发摄像装置的相机9启动拍照；

5）摄像装置的相机9将拍照采集的数据传送给贴片机的视觉系统进行处理。

进一步优化的技术方案为：所述步骤1）中贴装头的吸嘴10为一个或多个，且位移测距机构可分别记录一个或多个吸嘴10的位置；主要针对目前多吸嘴10贴片机，采用移动式相机9，缩短对电子元器件11的采集时间，同时采用逐一扫描电子元器件11的方式，在位移测距机构记录的吸嘴10位置进行采集每个吸嘴10的电子元器件11的图像，然后传送至贴片机视觉系统内进行图像处理，由于是采集的单个的电子元器件11图像，这样缩短了贴片机视觉系统的处理时间，辅助提高贴片机的贴装速度。

进一步优化的技术方案为：所述步骤3）中平移运动机构从贴装头的一端向贴装头另一端后停止，当吸嘴10再次吸取电子元器件11到贴装电子元器件11过程时，平移运动机构启动并沿吸嘴10分布方向水平运动到起始端，根据指令重复水平运动。平移运动机构在移动过程中触发相机9进行电子元器件11图像采集，减少平移运动机构的运动行程，实现快速有效的图像采集，避免在采集过程中出现撞机情况。

进一步优化的技术方案为：所述摄像装置包括镜片8和相机9，将镜片8按照一定的角度设置在电子元器件11的正下方，吸嘴10下方的电子元器件11通过镜片8反射到相机9上，并在相机9图像传感器上成像，镜片8用于将其正上方的入射光线反射至相机9镜头，当电子元器件11遮挡镜片8的入射光线时，即获取电子元器件11的完整图像，将其电子元器件11的图像采集到视觉系统里进行处理；其摄像装置采集图像的方法包括以下步骤：

1）通过相机镜头摄取入射光线图像信息，并在相机9镜头的光轴线上设置反射镜片8；

2）根据光线平面发射原理使反射镜片8与相机9镜头所在光轴线成角度放置；

3）将相机9设置在镜片的反射光路上，获取反射过来的图像信息；

4）提取相机9的图像信息，并上传贴片机的视觉系统，完成采集。

如图3至图6所示，公开了本发明的一个具体实施例；

本发明包括有平移运动机构、摄像装置和位移测距机构，所述平移运动机构包括有平移运动机架31和平移运动机构本体，所述平移运动机架31固定设置在贴装头基板1的后表面上。

所述平移运动机构本体一端设置在平移运动机架31上，所述位移测距机构一端设置在平移运动机架31上，所述位移测距机构另一端设置在平移运动机构本体上，所述平移运动机构本体另一端与摄像装置一端相连接，摄像装置另一端位于吸嘴10的下方。

通过平移运动机构驱动摄像装置沿吸嘴10分布的方向做水平运动，通过位移测距机构来测量摄像装置的位移位置，位移测距机构上记下每个吸嘴10所对应的刻度，当位移测距机构检测到摄像装置移至有吸嘴10对应的刻度时，摄像装置便分别对吸嘴10上的电子元器件11进行拍照、采集，并将数据传送给视觉系统。

贴装头包括有贴装头基板1、吸嘴杆基座21、吸嘴杆滑动座22和多套吸嘴杆总成23，所述吸嘴杆总成23一端均设置有吸嘴10，吸嘴10上吸着电子元器件11；所述贴装头基板1的前表面通过吸嘴杆基座21与吸嘴杆滑动座22相固定连接，多套吸嘴杆总成23沿吸嘴杆滑动座22的长度方向固定设置在吸嘴杆滑动座22上。

其中，平移运动机构本体包括有平移电机41、主动轮42、调节轮43、传动轮44和皮带45，所述平移电机41固定设置在平移运动机架31的后表面，所述平移电机41的主轴伸入平移运动机架31的内腔后与主动轮相固定连接42；所述平移运动机架31的内腔后壁固定连接有两个调节轮43和两个传动轮44；两个调节轮43位于主动轮42呈左右对称设置，两个传动轮44位于主动轮42呈左右对称设置；从垂直方向来看，调节轮43位于主动轮42和传动轮44之间；主动轮42、两个调节轮43和两个传动轮44通过皮带45连接起来，当平移电机41带动主动轮42转动时，主动轮42通过皮带45带动调节轮43和传动轮44转动；从水平方向来看，主动轮42、调节轮43均设置在两个传动轮44之间，同时，主动轮42设置在两个调节轮43之间。

其中，所述摄像装置包括有相机座61、滑块座62和镜片座64，所述相机座61的上表面固定设置有相机9，所述相机座61一端与镜片座64相固定连接；所述镜片座64的镜片定位表面固定设置有镜片8，相机9的拍照镜头朝向镜片8的正表面方向设置。镜片8的表面与水平线之间设置有摄像夹角α；所述相机9的摄像中心轴线与水平线之间设置有拍照夹角β；当然，吸嘴杆总成23的中心轴线与水平线之间的夹角为90度，这与现有技术无本质区别。所述相机座61的两侧对称设置有侧板，两个侧板分别与滑块座62两端相固定连接。所述平移运动机构本体还包括有皮带连接板63，所述皮带连接板63通过螺丝与滑块座62的上端面相固定连接，所述皮带45的一段设置在皮带连接板63和滑块座62之间，即皮带45的一段通过皮带连接板63和滑块座62夹持着，皮带连接板63和滑块座62能够跟随皮带45移动，使得整个摄像装置能够跟随皮带45移动。

其中，所述位移测距机构包括有位移测距机构固定板32和光栅传感器52，所述位移测距机构固定板32一端固定设置在滑块座62的后表面上，位移测距机构固定板32的上表面和平移运动机架31的下端部之间设置间隙；所述光栅传感器52固定设置在位移测距机构固定板32的上表面上，所述平移运动机架31的后表面固定设置有与光栅传感器52相匹配的光栅磁尺51。

其中，所述贴装头基板1通过导向机构与摄像装置相连接；导向机构能够保障平移运动机构平稳地驱动摄像装置做来回运动。所述导向机构包括有两条导轨72，两条导轨72相互平行设置在贴装头基板1后表面上，所述滑块座62的前表面固定设置有两个与导轨72相匹配的滑块71；所述滑块71扣接在导轨72上。

本发明实施例的工作原理：

1.吸嘴10从料盘吸取电子元器件11，

2.贴装头往pcb板移动，与此同时，本装置还执行以下工作步骤：

2.1平移电机41带动主动轮42转动，主动轮42通过皮带45带动调节轮43和传动轮44转动；由于皮带45通过皮带连接板63和滑块座62夹持着，使得相机9和光栅传感器52能够跟随皮带45移动；

2.2由于系统记下每个吸嘴10所对应光栅磁尺51上的刻度，当光栅传感器52到达光栅磁尺51对应吸嘴10的刻度时，相机9便对镜片8上的电子元器件11投影进行拍照、采集，并将数据传送给视觉系统（需要说明的是：对电子元器件11拍照、采集、并将数据传送给视觉系统的技术与现有技术无本质区别）。

2.3根据采集的贴装元件信息计算贴装电子元器件11中相对吸嘴10中心位置偏量δx,δy,δθ，并进行校正和补偿（需要说明的是：对电子元器件11的校正和补偿技术与现有技术无本质区别，即此步骤与现有技术无本质区别）。

3.贴装头到pcb板指定贴装位置进行贴装。

本装置在贴装机飞行过程中，能够实现在x、y运动过程的时间内完成对拾取图像装置的平移驱动，即相机能够实现在贴装头做x、y运动过程的时间内完成整个拍摄过程，进而有助于提高贴装生产效率。