视觉贴片机系统包括哪些硬件?

　　视觉贴片机系统包括图像采集模块、图像处理模块和伺服运动控制模块。其中图像采集模块主要有图像传感器、光学成像系统、光源积极与工控机的图像采集卡四个部分组成，其主要完成目标事物的图像获取、图像数字化、数字图像放大或缩小及存储等功能。这一过程将决定图像处理前的质量，对贴片机的贴装精度起直接影响。

图像处理模块则是上位PC机中对图像进行处理的相关软件，其主要作用是把采集到的电路板基准点及贴片元件的图像经一些图像算法处理后为贴片机的执行机构提供输入量。因此选择的图像处理算法必须适应SMT贴片加工过程中的实际情况，而且准确、高效，这样才能提高贴片机的贴装精度和速度。伺服运动控制器是贴片机的执行机构，对贴片机的精度和速度有很大程度的影响。

贴片机视觉系统

一、摄像器件

工业相机俗称摄像机，是相对于传统的民用相机而言的，它据有稳定性好、传输快和抗干扰能力强等特点。目前市场上工业相机的传感器芯片主要是CCD。自然CCD是目前机器视觉最为常用的图像传感器。它集光电转换及电荷转移。信号读取于一体。CCD相机通常由光学镜头、时序及同步信号发生器、垂直驱动器等组成。CCD的突出特点是以电荷作为信号，而不同于其它器件是以电流或者电压为信号。这类成像器件通过光电转换形成电荷包，而后在驱动脉冲的作用下转移、放大输出图像信号。

二、视觉系统光源

大多数机器视觉系统都需要光源，有的甚至对光源提出了很高的要求，如闪光强、时间短、光场稳定、均匀度高以及亮度可调节等。在机器视觉系统中，常见的光源有荧光灯、卤灯、LED灯和激光灯，不同种类的光源其性能和价格都有所不同，LED以其寿命长、节能和稳定成为首选。贴片机因其在贴片加工厂中工作时是一个封闭的状态，前后门洞关闭以保证安全，并且一些有脚元件的引脚间距很小，这就要求必须有足够光源照明;另外由于贴片机是耐用设备，所以光源要选寿命较长的，此外，光源照明的选择一般遵照以下几个原则：

1、是背景和目标实物能很好区分;

2、目标实物中被关注的部分应与其他部分区分出来。

三、执行机构

执行机构主要包括电机伺服驱动卡、运动控制卡、X、Y伺服定位系统、T轴电机及圆盘编码器及其处理电路。

1、电机伺服驱动卡

伺服驱动器的主要用来收集无刷直流电机转子的位置信息，以此控制逆变桥的功率元件通实现电子换向。此外，它还能起到过电流保护电流检测及转速监测的功能。

2、运动控制器

有了主轴伺服驱动器，还需让其与工控机的接口相连接，实现多轴的协调运动。

3、T轴伺服电机和编码器

T轴电机为三相直流无刷电机。无刷直流电机通过电子换相器取代原有的机械装置，杜绝了换向摩擦的产生，它既有传统直流电机的体积小、起动转矩大、过载能力强、动态特性好、控制方便等优点，又具有可靠性高、无换向火花及噪音、功率密度大、成本低等优点。T轴编码器每周输出20000个脉冲，每个脉冲代表T轴电机转过0.018°角度。

4、X、Y伺服定位系统

X、Y伺服定位系统决定了贴片机的精度和速度，是贴片机的关键机构。目前贴片机可以分为拱架式、转塔式、复合式和大型平行系统4种结构。

X、Y传动机构主要有两种，一种是滚珠丝杆直线导轨，另一种是同步齿形带直线导轨。同步齿形带的载荷能力相对较小，故仅适用于带动贴片头运动。X、Y轴各有一个伺服电机驱动小齿轮，使同步带在一定范围内做直线往复运动，这样带动轴基座在直线轴承往复运动，从而实现贴片头在X、Y平面上的运动功能。

四、图像采集卡

图像采集卡，又称图像捕捉卡，是一种可以获取数字化视频图像信息，并将其存储和播放出来的硬件设备、图像采集卡，其功能是将图像信号采集到电脑中，以数据文件的形式保存在硬盘上。它是广州SMT贴片加工厂家进行图像处理时必不可少的硬件设备，通过它就可以把摄像机拍摄的图形、视频信号从摄像机上转存到计算机中，利用相关的处理软件，对数字化的图像或视频信号进行后期编辑处理。图像采集卡作为贴片机视觉系统其中一个部件，起着一个非常重要的作用。选用图像采集卡的好坏直接决定了机器视觉系统所要处理图像的分辨率、清晰度甚至整个图像处理算法的精度等。

选择图像采集卡时主要应该考虑以下主要参数：

1、接口制式，数据格式，接口制式包括数字、模拟一定与所选相机一致。如选用数字制式还必须考虑相机的数字位数;

2、模拟采集卡要考虑数字化精度，这包括像素抖动和灰度噪音;

3、采集卡的数据率;

4、相机控制信号及外触发信号;

5、PCI总线的传输速率及硬件的可靠性;

6、支持软件的功能。