Sistemi di visione in Macchine per il pick-and-place
I moderni sistemi di visione pick-and-place fungono da "occhi e cervello" delle apparecchiature di produzione elettronica, combinando hardware di imaging avanzato e software intelligente per ottenere una precisione di livello micron nel posizionamento dei componenti. Questa guida tratta l'architettura del sistema, le funzioni principali, l'evoluzione tecnologica e il confronto dettagliato dei modelli.
I. Architettura del sistema
1. Componenti hardware
- Telecamere industriali:
- Telecamere a scansione lineare (per il riconoscimento ad alta velocità)
- Telecamere ad area (per il posizionamento preciso, ad esempio telecamera MARK da 5MP in HW-F5)
- Sistemi di illuminazione:
- Luci ad anello, illuminazione coassiale (doppia sorgente in HW-S6 per l'adattabilità dei materiali)
- Sorgenti luminose a diffusione per il miglioramento del contrasto dei componenti
- Sensori ausiliari:
- Telemetri laser (rilevamento della deformazione dei PCB)
- Sensori di autocontrollo del vuoto con conferma visiva
- Sensori di coppia in applicazioni robotiche collaborative
2. Algoritmi software
- Elaborazione delle immagini (rilevamento dei bordi, corrispondenza dei modelli)
- Modelli di apprendimento profondo (previsione dei difetti, ottimizzazione dei percorsi)
- Sistemi di trasformazione delle coordinate (mappatura da immagine a meccanica)
- Interfacce WYSIWYG per la simulazione di PCB
II. Capacità fondamentali
1. Riconoscimento e posizionamento dei componenti
- Le telecamere volanti ad alta velocità catturano da 0402 (0,4×0,2″) a 0201 microcomponenti
- Gestisce condizioni difficili: serigrafia sfocata, componenti inclinati (HW-S6 algoritmi migliorati)
- Rotazione dei componenti a 360° con precisione di 0,1° (HW-A8)
2. Calibrazione e compensazione
- Calibrazione del centro dell'ugello (precisione ±0,05 mm)
- Compensazione della deformazione del PCB in tempo reale (misurazione laser + regolazione automatica)
- Correzione dell'espansione termica (compensazione della deriva ambientale)
- Movimento dell'asse Z guidato da spline per una messa a fuoco uniforme (HW-S6)
3. Controllo qualità
- Controlli pre-collocamento: verifica della polarità, deformazione dei conduttori
- Ispezione 3D post-posizionamento: convalida dei contatti delle piazzole di saldatura
- Sistemi di gestione delle librerie di componenti
III. Evoluzione della tecnologia
1. Progressi di precisione
- Da 0,1 mm (anni 2000) a 0,02 mm oggi (HW-F5 0201 supporto)
- Sistemi di laboratorio che raggiungono una precisione a livello di micron
2. Caratteristiche intelligenti
- Algoritmi basati su regole → Apprendimento automatico → Apprendimento profondo
- Integrazione MES per il monitoraggio dei dati di produzione
- Ottimizzazione del percorso con intelligenza artificiale (HW-F5/S5)
3. Fusione multisensore
- Sensori di forza per il monitoraggio della pressione di posizionamento
- Analisi spettrale per la verifica dei materiali
- Robotica collaborativa con evitamento degli ostacoli guidato dalla visione
Tecnologie emergenti: Telecamere basate su eventi (oltre 100.000 CPH), sensori a punti quantici per ambienti con scarsa illuminazione e sistemi ibridi di visione e controllo della forza.
IV. Confronto tra modelli: Sistemi di visione della serie HW
Macchina pick-and-place
| Caratteristica | HW-A8/A6L | HW-F5/S5 | HW-S6 |
|---|---|---|---|
| Sistema di telecamere | 8 telecamere lineari (A8) 6×400K pixel (A6L) | Ibrido: Volante + Lineare + Fisso Telecamera MARK da 500W | 5MP volante + 6MP MARCA Doppia sorgente luminosa |
| Min. Componente | 0402 (11 mm) | 0201 (0,6×0,3 mm) | 0201 con riconoscimento avanzato |
| Velocità | 15.000 CPH (A6L) | 84.000 CPH (S5 a doppio braccio) | 45.000 CPH |
| Caratteristiche speciali | Libreria di componenti di base | Ottimizzazione del percorso AI Compensazione termica | Asse Z spline Alimentatori a foro passante |
| Applicazioni | SMT di livello base | Microelettronica ad alto mix | Compiti di precisione impegnativi |
V. Scenari di applicazione
1. Produzione di LED
- LED grandi 3528/5050 su substrati flessibili (HW-A8L)
- Richiede sorgenti luminose diffondenti per il contrasto
2. Imballaggio microelettronico
- 0201 resistenze/condensatori, chip QFN
- Richiede fotocamere da 6MP+ per la verifica dei pin
3. Dispositivi di alimentazione
- Moduli MOSFET/IGBT 40×40 mm
- Sono necessari ugelli speciali e configurazioni di illuminazione
Criteri di selezione: Velocità di bilanciamento (CPH), precisione (μm) e compatibilità dei componenti. La produzione di grandi volumi trae vantaggio dalla configurazione a doppio braccio di HW-S5, mentre gli ambienti di ricerca e sviluppo possono preferire le capacità di riconoscimento avanzate di HW-S6. (Riferimenti dati: Pubblicazioni IEEE Industrial Electronics Society 1990-2023 e documentazione tecnica HW)