隨著電子設備對小型,輕型,薄型和可靠性的需求,促使各種新型器件特別是細微間距器件得到迅速發展,被越來越多的用在各類電子設備上,于是對SMT中的關鍵設備————貼片機的貼片精度提出了更高的要求.本文從應用角度對FUJI（主要是IP3和CP6）和SIEMENS（S80F）貼片機的視覺系統進行了詳細對比. 1、機器視覺系統的原理 貼片機視覺系統是以計算機為主體的圖象觀察,識別和分析系統.它主要采用攝象機為計算機感覺的傳感部件,或稱探測部件.攝象機感覺到在給定視內目的物的光強度分布,然后將其轉換成模擬電信號,再通過A/D轉換器被數字化成離散的數值,這些數值表示視野內給定的平均光強度,這樣得到的數字影象被規則的空間網格覆蓋,每個網格叫做一個像元.顯然,在像元陣列中目的物影象占據一定的網格數.計算機對包含目的物數字圖象的像元陣列進行處理,將圖象特征與事先輸入計算機的參考圖象進行比較和分析判斷,根據其計算結果計算機向執行機構發生指令. 在機器視覺系統中灰度分辨率.灰度值法是用圖象多級亮度來表示分辨的大小,灰度分辨率規定在多大的離散值是機器給定的測量光強度,需要處理的光強越小,灰度分辨率就越高. 2、視覺系統的構成 貼片機視覺系統由視覺硬件和軟件組成.硬件一般由影象探測,影象存儲和處理以及影象顯示3部分組成. 攝象機是視覺系統的傳感部件,用于貼片機的視覺采用固態攝象機,CCD攝象機.固態攝象機的主要部分是一塊集成電路,集成電路芯片上制作有許多細小光敏元件組成的CCD陣列,每個光敏元件輸出的電信號與被觀察目標上相應反射光強度成反比,這一電信號作為一像元的灰度被記錄下來.象元件坐標決定了該點在圖象中的位置. 攝象機獲取大量信息有微處理機處理.處理結果由工業電視顯示.攝象機與微處理機,微處理機與執行機構及顯示器之間有通訊電纜連接,一般采用RS232串行通訊接口. 3、視覺系統的精度 影響視覺系統精度的主要因素是攝象機的像元數和光學放大倍數.攝象機的像元數越多,精度就越高;圖象的放大倍數越高,精度就越高.因為圖象的光學放大倍數越大,對于給定面積的象元數就越多,所以精度就越高.在FUJI的IP3上,在貼腳寬0.15MM的器件時就采用了精密的需要.不過,放大倍數過大,尋找器件更加困難,容易丟件,降低了帖裝率.所以要根據實際需要選擇合適的光學放大倍數. 4、FUJI和SIEMENS視覺系統的比較 1、PCB的精確定位 FUJI的IP和CP均有一個專用的MARK CAMERA,用來獲取PCB上的標是點位置,大小和形狀,讀取中心位置.在PCB進行定位時,PCB上需要至少2個表示點（基于X,Y TABLE水平的狀態下）依次圍繞每個表示點中心,在一定范圍內搜索,如未發現目標,就擴大搜索范圍（程序中可設定）.確定表示點位置后,與程序中的坐標比較,判斷的出偏差,具體反映在X,Y,Q3個值只能感，然后來修正貼裝坐標,SIEMENS也大致相同. 2、器件檢測和定心 FUJI使用一大一小2個攝象機進行不同元件的識別和對中,同時執行檢測功能.對于不同的器件使用不同的照射方式,J型腳（PLCC,SOJ,BGA）采用前燈（FRONTLIGHT）照射方式,其他采用后燈方式.帖裝頭上的吸嘴在有程序指定FEEDER位置吸取器件,吸取要盡量在器件的中心點上,特別是對于PLCC84等較大的器件,這一點很必要,否則在圖象處理時,常常通不過.吸取到了一確定位置上,獲取元器件的形狀圖象后,通過特殊的算法（因器件而已）獲取邊緣數據,得出中心位置,與程序內的數據比較,得出X,Y.Q的偏差值,給去校正數據的同時,執行如下各項檢測功能:實際器件與PART DATA所描述的器件有否偏差9（封裝:包括引腳樹,引腳位置,引腳長度,外型大小）,引腳有無歪曲,引腳的共面性,以及極性檢測等. 貼片機在執行檢測功能時,將被檢測器件的各項特征與存儲的封裝器件進行比較,如果同不過檢測,則可能器件封裝出錯,或者料上錯,或者器件有缺陷,系統就會令貼裝頭將器件送入拋料盒. FUJI提供了工業CRT顯示器可觀察器件的圖象通過機器上的現場控制臺,可手動操作,獲取真實器件的圖象,有多種方式可檢查器件程序內的封裝和實際的差別,CRT能提示哪里出錯了（BUG）,在出錯時屏幕還提供了錯誤代碼,方便于分析產生錯誤的原因,并提供修改的建議.在視覺軟件中,對不同的器件有不同的VISION TYPE,這就是不同的圖象處理算法,對不同器件的引腳有不同的灰度解決方案,對引腳有不同的照射順序,可對引腳樹進行驗證,對于有極性的器件還可進行極性檢測,體現了貼篇機的適應性大小. SIEMENS80F4也是屬于多功能機,她有2組貼片頭,分別是旋轉頭和IC頭,前者有12個貼片頭組成,最大可以貼裝PLCC44,而IC頭可以貼裝到55MM855MM的器件.SIEMENS有3個CAMERA,分別是PCB,COMPONENT和IC,PCB主要是用來對照機器上的標志點和PCB上的標志點的.COMPONENT位于旋轉頭的上方,用來對小器件進行光學對中,調整貼片位置,而IC則主要是對大器件進行光學對中. SIEMENS有3種主要的照相方式,分別是放塊器件（比如一般的CHIP元件）SO器件,BGA.在對CHIP元件進行光學對中時,只有平行光,只對器件的邊緣進行確認,從而找到器件的中心,算出貼片機需要調整的誤差.而隊SO類器件進行光學對中的同時,還要對各個管腳的相對位置進行檢測,每一個焊球進行檢測,位置和焊球的亮度都是檢測內容.SIEMENS叫FUJI在對PLCC進行圖象處理有明顯的優勢,主要原因是FUJI的光源是平行光,對于J型管腳的處理結果就是一樣,只對J型管腳的最下端有反射.相比較而言,SIEMENS的光源有側光,對J型管腳的斜面也有反射圖象,能對PLCC進行比較全面的光學檢測.SIEMENS在貼裝PLCC上也有優勢,而且側光在對BGA進行光學檢測時也起著重要的作用. 5、結語 在對FUJI和SIEMENS的視覺系統的比較中,我們更深的認識了貼片機的圖象處理技術,可以看出,高精度貼片機綜合了計算機,光,電子,自動控制等多種現代高科技技術,隨著這些技術日新月異的發展,貼片機會向著更高速,更高精度,更強功能的方向發展.把使用貼片機的心得撰成此文,希望與從事SMT貼片工作的同仁更多的互相交流,達到互相提高的目的.