一种智能贴片机及其线扫描识别方法技术

本发明专利技术公开了一种智能贴片机，包括龙门机架、贴装头、传板系统、图像采集系统和供料系统，供料系统包括飞达座、飞达集成控制卡和电动飞达，传板系统包括待板区、贴装区和出板区，图像采集系统包括聚光镜、灯板、散热片、光学镜头、接圈和线阵相机。本发明专利技术还公布了该智能贴片机的线扫描识别方法。本发明专利技术设计合理，采用图片开窗传输，速度和安全系数自然大大提高，光纤的传输通道不会有崩溃的隐患；本发明专利技术采用硬触发拍照的方法，图像处理更加高效，图像的补偿算法不需考虑不确定因素，定位精度和重复精度明显提高；本发明专利技术采用直线电机，保证扫描的精度，使用效果好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种贴片机，具体是一种智能贴片机。
技术介绍
机器视觉在国内起步较晚，真正工业领域的广泛应用也就十几年的时间，目前行业正处于快速发展期，存在很大的发展空间。具体表现为行业市场容量在快速增长、应用领域逐渐扩大以及从业企业数量也在快速增加。匹配的光源是机器视觉必不可少的技术支持，由于高端国产贴片机国内尚处于起步阶段，线扫描识别技术大都应用在车牌车型，条码等要求低端的行业。对于贴片机高速高精高稳定性的要求的配套技术，国内外几乎都无现成标准的产品可用。海外贴片机与线扫描相机匹配的光源大都是有底光、同轴光、环光、甚至背光组合而成。效果也不错。缺点是结构复杂，控制路数多样。国内其他机器视觉几乎都采用面阵相机和条形光的搭配。由于面阵相机是静态抓取图像在使用过程中带来很多局限，受面阵相机拍照帧率的影响，图像采集的速度慢，匹配不了直线电机的运动速度。受面阵相机感光芯片的视野范围的影响，对于长条状的目标物需要多个相机分段拍摄，既增加了成本，多个图像的传输容易造成光纤”塞车”。虽然速度可以通过提高相机帧率改善，毕竟帧率也是有限的，成本同样也增加了，丢帧和图像失真是面阵相机致命的缺陷，这些都为使用者带来了不便。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种智能贴片机，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种智能贴片机，包括龙门机架、贴装头、传板系统、图像采集系统和供料系统，所述龙门机架包括机架平台、X臂、光栅尺、X轴读数头、X轴直线电机动子、X轴直线电机定子、Y轴直线电机动子、Y轴读数头、Y轴直线电机定子、Y轴光栅尺、右Y臂和左Y臂，右Y臂和左Y臂分别安装在机架平台的左右两侧，右Y臂和左Y臂上均设置有滑轨，X臂安装在右Y臂和左Y臂的滑轨上并且X臂分别与右Y臂和左Y臂垂直，X臂上安装有光栅尺、X轴读数头、X轴直线电机动子、贴装头连接板和X轴直线电机定子，右Y臂上安装有Y轴直线电机动子、Y轴读数头、Y轴直线电机定子和Y轴光栅尺，贴装头包括底板、Z轴电机、电机皮带、同步带、皮带夹、同步轮、滑块、滑块连接座、角度电机、吸嘴杆、花键套、支撑件、支撑保护套、吸嘴、相机、过滤器、电磁阀、真空模拟采集卡、真空传感器和汇流板，Z轴电机安装在底板顶部的反面，角度电机的转轴穿过底板并且与电机皮带相连，同步轮固定在底板下方，同步带套在电机皮带轮和同步轮上，皮带夹通过滑块连接座与滑块相连，吸嘴杆外部套有花键套并且吸嘴杆从下到上依次连接有吸嘴、支撑件和支撑保护套，吸嘴杆和花键套贯穿滑块连接座，底板的上半部安装有汇流板，真空传感器的一端插在汇流板中，真空传感器的另一端与真空模拟采集卡连接，电磁阀安装在汇流板中，传板系统安装在机架平台上并且与X臂平行，传板系统包括待板区、贴装区和出板区，供料系统位于传板系统的前面，供料系统包括飞达座、飞达集成控制卡和电动飞达，电动飞达安装在飞达座上，飞达集成控制卡安装在电动飞达内部，图像采集系统安装在飞达座靠近传板系统的位置，图像采集系统包括聚光镜、灯板、散热片、光学镜头、接圈和线阵相机，聚光镜位于最顶端，灯板与散热片内部相连，光学镜头位于聚光镜的下方，线阵相机位于光学镜头的下方，接圈位于光学镜头和线阵相机之间。作为本专利技术进一步的方案：线阵相机采用相机固定底板固定，Y轴直线电机动子、Y轴直线电机定子、X轴直线电机动子和X轴直线电机定子均采用高精密高速度的直线电机驱动系统，光栅尺和Y轴光栅尺的分辨率为0.5um。作为本专利技术进一步的方案：角度电机的外部安装有角度电机架，真空模拟采集卡外部设置有保护罩。作为本专利技术进一步的方案：电磁阀和过滤器的数量均为八个，散热片的数量为两个。所述智能贴片机的线扫描识别方法，具体步骤如下：步骤一，PCB板经过待板区流入贴装区后，上位机收到贴装指令开始贴装，贴装头快速移动到飞达座上面的电动飞达的元件位置上方，贴装头在移动过程中，吸嘴杆下降，到达元件位置正上方0.4-0.6mm处，电磁阀打开，吸嘴杆内产生真空，元件便吸附在吸嘴上，吸嘴杆迅速上升到识别高度并同时向图像采集系统一侧移动；步骤二，线扫光源打开打光到目标位置高度，X轴读数头在移动过程中读取光栅刻度值实时反馈给上位机处理器，到达预定的脉冲值，上位机发拍照请求信号来触发线阵相机；步骤三，线阵相机收到一个脉冲就拍照一次，一次次连续高速的拍照得到的“线”型图像在贴装头上的元件完全飞过线阵相机后拼成了整张图片，整个图像采集过程150-200ms完成，整张图片通过光纤传输到PC的处理器，然后通过图像处理和算法得到元件的中心点的补偿值，传递给运动系统；步骤四，贴装头的元件完成图像采集后随着X臂、左Y臂和右Y臂高速运动到PCB板的目标位置，吸嘴杆迅速下降，在距PCB板表面0.08-0.15mm的高度时进行电磁阀切换，破坏真空变成吹气模式，吸嘴上的元件就按预定位置贴附到PCB板的焊盘位置；步骤五，将完成整块PCB板的贴装后流到出板区，再流到下一工位，至此完成一个循环。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术设计合理，采用图片开窗传输，速度和安全系数自然大大提高，光纤的传输通道不会有崩溃的隐患；本专利技术采用硬触发拍照的方法，图像处理更加高效，图像的补偿算法不需考虑不确定因素，定位精度和重复精度明显提高；本专利技术采用直线电机，保证扫描的精度，使用效果好。附图说明图1为智能贴片机的爆炸图。图2为智能贴片机中贴装头的爆炸图。图3为智能贴片机中图像采集系统的爆炸图。图4为智能贴片机中供料系统的结构示意图。图5为智能贴片机中传板系统的结构示意图。图6为智能贴片机中龙门机架的结构示意图。其中：1-Z轴电机，2-电机皮带，3-同步带，4-皮带夹，5-同步轮，6-滑块，7-滑块连接座，8-角度电机，9-角度电机架，10-吸嘴杆，11-花键套，12-支撑件，13-支撑保护套，14-吸嘴，15-相机，16-过滤器，17-电磁阀，18-真空模拟采集卡，19-真空传感器，20-汇流板，21-X臂，22-光栅尺，23-X轴读数头，24-X轴直线电机动子，25-X轴直线电机定子，26-Y轴直线电机动子，27-Y轴读数头，28-Y轴直线电机定子，29-Y轴光栅尺，30-右Y臂，31-左Y臂，32-待板区，33-贴装区，34-出板区，35-飞达座，36-飞达集成控制卡，37-电动飞达，38-聚光镜，39-灯板，40-散热片，41-光学镜头，42-接圈，43-相机固定底板，44-线阵相机。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。请参阅图1-6，一种智能贴片机，包括龙门机架、贴装头、传板系统、图像采集系统和供料系统，所述龙门机架包括机架平台、X臂21、光栅尺22、X轴读数头23、X轴直线电机动子24、X轴直线电机定子25、Y轴直线电机动子26、Y轴读数头27、Y轴直线电机定子28、Y轴光栅尺29、右Y臂30和左Y臂31，右Y臂30和左Y臂31分别安装在机架平台的左右两侧，右Y臂30和左Y臂31上均设置有滑轨，X臂21安装在右Y臂30和左Y臂31的滑轨上并且X臂21分别与右Y臂30和左Y臂31垂直，X臂21上安装有光栅尺22、X轴读数头23、X轴直线电机动子24、贴装头连接板和X轴直线电机定子25，右Y臂30上安装有Y轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能贴片机，其特征在于，包括龙门机架、贴装头、传板系统、图像采集系统和供料系统，所述龙门机架包括机架平台、X臂、光栅尺、X轴读数头、X轴直线电机动子、X轴直线电机定子、Y轴直线电机动子、Y轴读数头、Y轴直线电机定子、Y轴光栅尺、右Y臂和左Y臂，右Y臂和左Y臂分别安装在机架平台的左右两侧，右Y臂和左Y臂上均设置有滑轨，X臂安装在右Y臂和左Y臂的滑轨上并且X臂分别与右Y臂和左Y臂垂直，X臂上安装有光栅尺、X轴读数头、X轴直线电机动子、贴装头连接板和X轴直线电机定子，右Y臂上安装有Y轴直线电机动子、Y轴读数头、Y轴直线电机定子和Y轴光栅尺，贴装头包括底板、Z轴电机、电机皮带、同步带、皮带夹、同步轮、滑块、滑块连接座、角度电机、吸嘴杆、花键套、支撑件、支撑保护套、吸嘴、相机、过滤器、电磁阀、真空模拟采集卡、真空传感器和汇流板，Z轴电机安装在底板顶部的反面，角度电机的转轴穿过底板并且与电机皮带相连，同步轮固定在底板下方，同步带套在电机皮带轮和同步轮上，皮带夹通过滑块连接座与滑块相连，吸嘴杆外部套有花键套并且吸嘴杆从下到上依次连接有吸嘴、支撑件和支撑保护套，吸嘴杆和花键套贯穿滑块连接座，底板的上半部安装有汇流板，真空传感器的一端插在汇流板中，真空传感器的另一端与真空模拟采集卡连接，电磁阀安装在汇流板中，传板系统安装在机架平台上并且与X臂平行，传板系统包括待板区、贴装区和出板区，供料系统位于传板系统的前面，供料系统包括飞达座、飞达集成控制卡和电动飞达，电动飞达安装在飞达座上，飞达集成控制卡安装在电动飞达内部，图像采集系统安装在飞达座靠近传板系统的位置，图像采集系统包括聚光镜、灯板、散热片、光学镜头、接圈和线阵相机，聚光镜位于最顶端，灯板与散热片内部相连，光学镜头位于聚光镜的下方，线阵相机位于光学镜头的下方，接圈位于光学镜头和线阵相机之间。...

【技术特征摘要】
1.一种智能贴片机，其特征在于，包括龙门机架、贴装头、传板系统、图像采集系统和供料系统，所述龙门机架包括机架平台、X臂、光栅尺、X轴读数头、X轴直线电机动子、X轴直线电机定子、Y轴直线电机动子、Y轴读数头、Y轴直线电机定子、Y轴光栅尺、右Y臂和左Y臂，右Y臂和左Y臂分别安装在机架平台的左右两侧，右Y臂和左Y臂上均设置有滑轨，X臂安装在右Y臂和左Y臂的滑轨上并且X臂分别与右Y臂和左Y臂垂直，X臂上安装有光栅尺、X轴读数头、X轴直线电机动子、贴装头连接板和X轴直线电机定子，右Y臂上安装有Y轴直线电机动子、Y轴读数头、Y轴直线电机定子和Y轴光栅尺，贴装头包括底板、Z轴电机、电机皮带、同步带、皮带夹、同步轮、滑块、滑块连接座、角度电机、吸嘴杆、花键套、支撑件、支撑保护套、吸嘴、相机、过滤器、电磁阀、真空模拟采集卡、真空传感器和汇流板，Z轴电机安装在底板顶部的反面，角度电机的转轴穿过底板并且与电机皮带相连，同步轮固定在底板下方，同步带套在电机皮带轮和同步轮上，皮带夹通过滑块连接座与滑块相连，吸嘴杆外部套有花键套并且吸嘴杆从下到上依次连接有吸嘴、支撑件和支撑保护套，吸嘴杆和花键套贯穿滑块连接座，底板的上半部安装有汇流板，真空传感器的一端插在汇流板中，真空传感器的另一端与真空模拟采集卡连接，电磁阀安装在汇流板中，传板系统安装在机架平台上并且与X臂平行，传板系统包括待板区、贴装区和出板区，供料系统位于传板系统的前面，供料系统包括飞达座、飞达集成控制卡和电动飞达，电动飞达安装在飞达座上，飞达集成控制卡安装在电动飞达内部，图像采集系统安装在飞达座靠近传板系统的位置，图像采集系统包括聚光镜、灯板、散热片、光学镜头、接圈和线阵相机，聚光镜位于最顶端，灯板与散热片内部相连，光学镜头位于聚光镜的下方，线阵相机位于光学镜头的下方，接圈位于光学镜头和线阵相机之间。2.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：卜发军，邓泽峰，付稳定，贾孝良，杨帮合，杨邦红，
申请(专利权)人：深圳市路远自动化设备有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44