貼片機(jī)的原理是什么樣的?隨著人們對小型化、輕型化電子產(chǎn)品的不斷追求，市場上對貼片機(jī)的需求也越來越大。目前國內(nèi)對電子元器件自動貼裝的關(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Chip元件對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方向移動的基準(zhǔn)(MARK)攝像機(jī)，它通過拍攝PCB上的基準(zhǔn)點來確定PCB板在系統(tǒng)坐標(biāo)系中的坐標(biāo);其二是檢測對中攝像機(jī)，用來獲取元件中心相對于吸嘴中心的偏差值和元件相對于應(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)由三臺相互獨立的CCD成像單元、光源、圖像采集卡、圖像處理專用計算機(jī)、主控計算機(jī)系統(tǒng)等單元組成，為了提高視覺系統(tǒng)的精度和速度，把檢測對中像機(jī)設(shè)計成為針對小型Chip元件的低分辨力攝像機(jī)CCD1和針對大型IC的高分辨力攝像機(jī)CCD2，CCD3為MARK點搜尋攝像機(jī)。當(dāng)吸嘴中心到達(dá)檢測對中像機(jī)的視野中心位置時發(fā)出觸發(fā)信號獲取圖像，在觸發(fā)的同時對應(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)位置之間的實際偏差，必須對景物、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)系的點與場景坐標(biāo)系中的點聯(lián)系起來;并通過圖像處理軟件分析計算出待貼元件中心相對于吸嘴中心的偏差值。

　　1.3 系統(tǒng)實現(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)域通過圖像識別算法搜尋出MARK點，并通過(3)式計算出其在歐氏場景坐標(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)送給主控計算機(jī)。利用對中檢測攝像機(jī)(CCD1，CCD2)對元器件檢測，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算：

　　其中 i，j是區(qū)域點的像素坐標(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)域的方向為最小外接矩形的最長邊方向。根據(jù)圖像中心矩可以通過下式來計算區(qū)域方向。