Системы технического зрения в Машины для подбора и расстановки
Современные системы технического зрения служат "глазами и мозгом" оборудования для производства электроники, сочетая в себе передовое оборудование для формирования изображений и интеллектуальное программное обеспечение для достижения микронной точности размещения компонентов. В этом руководстве рассматриваются архитектура систем, основные функции, технологическая эволюция и подробное сравнение моделей.
I. Архитектура системы
1. Аппаратные компоненты
- Промышленные камеры:
- Камеры линейного сканирования (для высокоскоростного распознавания)
- Массив камер (для точного позиционирования, например, 5-Мп камера MARK в HW-F5)
- Системы освещения:
- Кольцевые светильники, коаксиальное освещение (двойной источник в HW-S6 для адаптации к материалам)
- Источники рассеянного света для повышения контрастности компонентов
- Вспомогательные датчики:
- Лазерные дальномеры (обнаружение деформации печатной платы)
- Вакуумные датчики самоконтроля с визуальным подтверждением
- Датчики крутящего момента в совместной работе роботов
2. Программные алгоритмы
- Обработка изображений (определение краев, подбор шаблонов)
- Модели глубокого обучения (предсказание дефектов, оптимизация путей)
- Системы преобразования координат (преобразование изображений в механические карты)
- Интерфейсы WYSIWYG для моделирования печатных плат
II. Основные возможности
1. Распознавание и позиционирование компонентов
- Высокоскоростные летающие камеры фиксируют микрокомпоненты размером от 0402 (0,4×0,2″) до 0201
- Сложные условия: размытая шелкография, наклоненные компоненты (см.HW-S6 усовершенствованные алгоритмы)
- Вращение компонентов на 360° с точностью до 0,1° (HW-A8)
2. Калибровка и компенсация
- Калибровка центра сопла (точность ±0,05 мм)
- Компенсация коробления печатной платы в режиме реального времени (лазерное измерение + автоматическая регулировка)
- Коррекция теплового расширения (компенсация дрейфа в окружающей среде)
- Движение по оси Z со сплайновым управлением для стабильной фокусировки (HW-S6)
3. Контроль качества
- Проверка перед установкой: проверка полярности, деформация свинца
- 3D-инспекция после установки: проверка контакта с паяльной площадкой
- Системы управления библиотеками компонентов
III. Эволюция технологий
1. Достижения в области точности
- От 0,1 мм (2000-е годы) до 0,02 мм сегодня (HW-F5 0201 поддержка)
- Лабораторные системы, достигающие микронного уровня точности
2. Интеллектуальные функции
- Алгоритмы, основанные на правилах → Машинное обучение → Глубокое обучение
- Интеграция с MES для отслеживания производственных данных
- Оптимизация пути с помощью искусственного интеллекта (HW-F5/S5)
3. Слияние нескольких датчиков
- Датчики силы для контроля давления при размещении
- Спектральный анализ для проверки материалов
- Совместная робототехника с функцией обхода препятствий с помощью зрения
Новые технологии: Камеры, основанные на событиях (100 000+ CPH), датчики на квантовых точках для работы в условиях низкой освещенности и гибридные системы управления зрением и силой.
IV. Сравнение моделей: Системы технического зрения серии HW
Машина для подбора и размещения оборудования
| Характеристика | HW-A8/A6L | HW-F5/S5 | HW-S6 |
|---|---|---|---|
| Система камер | 8 линейных камер (A8) 6×400K пикселей (A6L) | Гибрид: Летающий + линейный + фиксированный Камера MARK мощностью 500 Вт | 5MP полет + 6MP MARK Двойные источники света |
| Мин. Компонент | 0402 (11 мм) | 0201 (0,6×0,3 мм) | 0201 с улучшенным распознаванием |
| Скорость | 15 000 КУБ. СМ (A6L) | 84 000 CPH (S5 с двумя рычагами) | 45,000 CPH |
| Специальные возможности | Библиотека базовых компонентов | Оптимизация пути с помощью искусственного интеллекта Тепловая компенсация | Сплайн по оси Z Питатели со сквозными отверстиями |
| Приложения | SMT начального уровня | Микроэлектроника с высоким содержанием смеси | Сложные точные задачи |
V. Сценарии применения
1. Производство светодиодов
- Большие светодиоды 3528/5050 на гибких подложках (HW-A8L)
- Для контраста требуются источники рассеянного света
2. Упаковка для микроэлектроники
- 0201 резисторы/конденсаторы, микросхемы QFN
- Требуются камеры 6 Мп+ для проверки пинов
3. Устройства питания
- Модули 40×40 мм MOSFET/IGBT
- Требуются специальные насадки и конфигурации освещения
Критерии отбора: Балансовая скорость (CPH), точность (мкм) и совместимость компонентов. При крупносерийном производстве выгодно использовать двухручьевую конфигурацию HW-S5, в то время как в научно-исследовательских центрах могут предпочесть расширенные возможности распознавания HW-S6. (Ссылки на данные: Публикации IEEE Industrial Electronics Society 1990-2023 и техническая документация HW)