CN108323154B - 一种成像数据选择处理的smt贴片机多目飞行相机及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种成像数据选择处理的SMT贴片机多目飞行相机，包括主控板、传感器和相机镜头，其特征在于：所述多目飞行相机固定设置在贴片头底部，所述主控板与两个以上的传感器线路连接，每个传感器均对应安装有一个相机镜头，同时也公开了该多目飞行相机的具体结构及控制方法。本发明所提供的多目飞行相机，将多个传感器、相机镜头（定焦镜头）创新式的集成到单个相机中，不但拍照范围扩大到0201‑16*22mm，还明显增强吸料完后的移动拍照效果，提升了工作效率。

Description

一种成像数据选择处理的SMT贴片机多目飞行相机及方法

技术领域

本发明涉及一种贴片机用相机，尤其是一种成像数据选择处理的SMT贴片机多目飞行相机及方法。

背景技术

标准相机的工作原理是利用镜头的视场角和目距的不同实现放大和缩小物体的图像尺寸。在贴片机进行定位贴装的实践中，现有的贴片机厂家由于成本和技术等原因，对不同规格的元件按尺寸范围，分别采用不同像素的相机，对于小规格的IC，采用更换更高像素的相机来实现，如三星对0402-12*16 mm的IC，采用像素较低（30万像素）的相机，对低至0201的IC，则采用更高像素（120万像素）的相机来拍照，同时对于每一贴片吸头，分别使用对应的相机。上述做法所存在的不足为：1、吸料完后的移动拍照效果一般，且效率低；2、生产和维护成本高，适用元件的尺寸范围不宽。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种成像数据选择处理的SMT贴片机多目飞行相机，其适用元件的尺寸范围更宽，同时移动拍照时的切换、速度和效果得到提升，同时也介绍了该多目飞行相机的控制方法。

本发明的技术方案为：一种成像数据选择处理的SMT贴片机多目飞行相机，包括主控板、传感器和相机镜头，其特征在于：所述多目飞行相机固定设置在贴片头底部，所述主控板 与两个以上的传感器线路连接，每个传感器均对应安装有一个相机镜头。

进一步地，所述相机镜头为定焦镜头，所述多目飞行相机数量为一个，贴片机的贴片吸 头为多个，所述多目飞行相机中传感器和定焦镜头的数量与贴片吸头相同，所述多目飞行相机内设 置有能转动的反射镜片。

进一步地，所述多目飞行相机包括花键轴基座、相机镜头、反射镜片和传动装置，所述 花键轴基座上设有供贴片吸头上下运动的通道，贴片吸头设置在滚珠花键底部，花键轴基 座设置在中间连接板底部且中间连接板后部设置有电机安装板，电机安装板上设置有传动 装置，传动装置底部倾斜设置有相机安装架，相机安装架两侧分别通过左连接板安装有左 连接块和通过右连接板安装有右连接块，左连接块和右连接块之间安装有第一光源组件并 在第一光源组件上方安装有通过分光片夹片安装有分光镜，左连接块和右连接块外侧均安 装有侧边固定板，两个侧边固定板之间对称安装有第二、第三光源组件并在前侧安装有与 花键轴基座一体安装的前端固定支架，所述第一、第二、第三光源组件均由光源射板及漫射 片组成，两个光源射板上的LED光源对射以实现对元件侧面的照明，相机安装架底部安装有 相机镜头，相机安装架上部安装有主控板和传感器，传感器与主控板线路连接且 与相机镜头数量一一对应，花键轴基座设置两侧上下设置有凸轮传动轴组件和夹板传动轴 组件，夹板传动轴组件上设置有左侧夹板、右侧夹板，凸轮传动轴组件上安装有偏心设置的 传动凸轮，左侧夹板和右侧夹板底部安装有镜片托板，镜片托板两侧通过镜片夹板安装有 反射镜片，左侧夹板和右侧夹板外侧均安装与传动凸轮配合使用的导轮，右侧夹板上部安 装有旋转感应片，右侧的花键轴基座上对应设置有感应器。

进一步地，所述相机安装架顶部两侧设置有拉簧组件，所述拉簧组件包括设置在相机安装架上的弹簧柱支架、位于弹簧柱支架侧部的拉簧柱和连接在拉簧柱上的拉伸弹簧，所述拉伸弹簧另一端连接至左侧夹板或右侧夹板。

进一步地，所述传动装置包括安装在相机安装架后部的伺服电机支架、安装在伺服电机支架上的伺服电机，伺服电机的电机轴上安装有同步轮，同步轮通过同步带连接至位于花键轴基座侧部同步轮的传动凸轮上。

进一步地，所述凸轮传动轴组件包括自内向外安装的凸轮传动轴、深沟球轴承和传动轴承座；所述夹板传动轴组件包括轴承安装座、深沟球轴承和旋转座。

一种成像数据选择处理的SMT贴片机多目飞行相机的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）在上位机中预先输入或者确认待加工元件的尺寸范围，贴片头控制器根据元件的尺 寸范围，匹配适用的传感器和相机镜头；

2）将Mark相机移动到PCB板的Mark点位置，对PCB板进行精确定位，同时计算出贴片吸 头的预定贴装位置（X，Y），随后控制贴片机的贴片头向料站方向运动；

3）运动过程中伺服电机通过传动组件驱动反射镜片自贴片吸头正下方旋转至一侧；

4）运动到料站后贴片吸头下降到指定位置，开启真空吸附待贴装的电子元器件，吸取 完成后上升至安全高度，控制贴片机的贴片头自料站向PCB板贴装位置运动；

5）运动过程中伺服电机通过传动组件驱动反射镜片自贴片吸头一侧旋转至正下方的 拍照位置，然后多目飞行相机拍照并将数据传送到计算机，由计算机对X、Y偏差和角度偏差 进行测算；

6）在贴片吸头运动到PCB板贴装位置前，元器件的偏差计算完成并校正预定贴装位置 （X，Y）到实际贴装位置（X'，Y'），先R向旋转来校正角度偏差，再控制贴片吸头下降到位后， 关闭真空开启吹气，贴装完成后上升至安全高度；

7）确认当前贴装是否完成，如完成的话则返回步骤2）进行循环。

所述步骤1）中，当待加工元件的尺寸在长为0.02英寸、宽为0.01英寸的0201原件至长为10mm、宽为8mm的元件时，传感器所选择上传的 图像分辨率为752*480，当待加工元件的尺寸在8*10mm-16*22mm范围内，传感器所选择上传的 图像分辨率为1280*960。

所述步骤3）中，贴片机的贴片吸头为多个，多目飞行相机为一套，多目飞行相机包括反射镜 片和固定设置的多个相机镜头，贴片吸头吸附的元件通过反射镜片反射到对应的相机镜头 上，通过传感器成像。

所述步骤3）中，所述多目飞行相机采集图像的步骤为：

1）光源照射元件，元件上的光线投射到反射镜片上；

2）反射镜片上的光线发送到固定相机的相机镜头上；

3）相机镜头上的光线发送到传感器上，获取图像信息；

4）传感器的传感信息上传至贴片机的视觉处理系统，完成图像采集。

本发明的有益效果为：本发明所提供的多目飞行相机，将多个传感器、相机镜头（定焦 镜头）创新式的集成到单个相机中，不但拍照范围扩大到0201-16*22mm，还明显增强吸料完 后的移动拍照效果，提升了工作效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的成像原理图；

图3为本发明的安装结构图；

图4为本发明的局部放大图；

图中，100-主控板，200-传感器，300-镜头，400-反射镜片，500-光源，600-元件，700-贴 片吸头；1-旋转座，2-左连接板，3-轴承安装座，4-深沟球轴承，5-中间连接板，6-电机安装 板，7-同步带，8-弹簧柱支架，9-拉伸弹簧，10-伺服电机，11-伺服电机支架，12-拉簧柱，13- 同步轮，14-凸轮传动轴，15-右连接板，16-光源射板A，17-漫射片A，18-传动凸轮，19-传动 轴承座，20-旋转感应片，21-分光片夹片，22-右侧夹板，23-光源射板B，24-漫射片B，25-镜 片托板，26-镜片，27-分光镜，28-深沟球轴承，29-花键轴基座，30-镜片夹板，31-前端固定 支架，32-侧边固定板，33-左侧夹板。

实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1和图2所示，本发明所提供的成像数据选择处理的SMT贴片机多目飞行相机，包括 主控板（100）、传感器（200）和镜头（300），其特征在于：所述多目飞行相机固定设置在贴片头底 部，所述主控板（100）与两个以上的传感器（200）线路连接，每个传感器（200）均对应安装有 一个定焦镜头（300）。

具体实施时，所述多目飞行相机数量为一个，贴片机的贴片吸头（700）为多个，所述多 目相机中传感器（200）和定焦镜头（300）对应设置有6组，也可根据需要设置为12组等数目， 多目飞行相机边上设置有能转动的反射镜片（400），贴片机的贴片吸头（700）吸附元件（600）运 动至多目飞行相机对应位置时，反射镜片（400）转动30°使得多目飞行相机通过反射镜片（400）所反 射的光线实现对元件（600）的拍照。

如图3所示，所述多目飞行相机包括花键轴基座（29）、相机镜头、镜片（26）和传动装置， 所述花键轴基座（29）上设有供贴片吸头上下运动的通道，贴片吸头设置在滚珠花键底部， 花键轴基座（29）设置在中间连接板（5）底部且中间连接板（5）后部设置有电机安装板（6）， 电机安装板（6）上设置有传动装置，传动装置底部倾斜设置有相机安装架，相机安装架两侧 分别通过左连接板（2）安装有左连接块和通过右连接板（15）安装有右连接块，左连接块和 右连接块之间安装有第一光源组件并在第一光源组件上方安装有通过分光片夹片（21）安 装有分光镜（27），左连接块和右连接块外侧均安装有侧边固定板（32），两个侧边固定板 （32）之间对称安装有第二、第三光源组件并在前侧安装有与花键轴基座（29）一体安装的前 端固定支架（31），所述第一、第二、第三光源组件均由光源射板及漫射片组成，第二光源组 件的光源射板A（16）上的LED光源穿过漫射片A（17）、第三光源组件的光源射板B（23）上的 LED光源穿过漫射片B（24）而相互对射，以实现对元件侧面的照明，相机安装架底部安装有 相机镜头（定焦镜头），相机安装架上部安装有主控板和传感器，传感器与主控板线路连接且与相机镜头数量一一对应，花键轴基座（29）设置两侧上下设置有凸轮传动轴（14）组件和夹板传动轴组件，夹板传动轴组件上设置有左侧夹板（33）、右侧夹板（22），凸轮传动轴（14）组件上安装有偏心设置的传动凸轮（18），左侧夹板（33）和右侧夹板（22）底部安装有镜片托板（25），镜片托板（25）两侧通过镜片夹板（30）安装有镜片（26），左侧夹板（33）和右侧夹板（22）外侧均安装与传动凸轮（18）配合使用的导轮，右侧夹板（22）上部安装有旋转感应片（20），右侧的花键轴基座（29）上对应设置有感应器。

作为本发明的进一步实施方案，所述相机安装架顶部两侧设置有拉簧组件，所述拉簧组件包括设置在相机安装架上的弹簧柱支架（8）、位于弹簧柱支架（8）侧部的拉簧柱（12）和连接在拉簧柱（12）上的拉伸弹簧（9），所述拉伸弹簧（9）另一端连接至左侧夹板（33）或右侧夹板（22）；所述传动装置包括安装在相机安装架后部的伺服电机支架（11）、安装在伺服电机支架（11）上的伺服电机（10），伺服电机（10）的电机轴上安装有同步轮（13），同步轮（13）通过同步带（7）连接至位于花键轴基座（29）侧部同步轮（13）的传动凸轮（18）上；所述凸轮传动轴（14）组件包括自内向外安装的凸轮传动轴（14）、深沟球轴承（4）和传动轴承座（19）；所述夹板传动轴组件包括轴承安装座（3）、深沟球轴承（28）和旋转座（1）；所述相机镜头安装在喇叭状的镜筒上。

具体实施时，通过传动装置带动右侧传动凸轮（18）上的同步轮（13）旋转， 此时偏心设置的传动凸轮（18）推动左侧夹板（33）和右侧夹板（22）实现转动，即实现左侧夹板（33）和右侧夹板（22）底部的镜片（26）转动，吸料前镜片（26）旋转避开花键轴，贴片吸头下去吸附元件并上升至设定高度，然后镜片（26）旋转复位至合适角度，分光镜（27）下方的LED光源和两侧的LED光源联合实现对贴片吸头吸附元件的立体照明，分光镜（27）能将50%的光反射到镜片（26）（属于弱光），通过镜片（26）反射至相机镜头后的图形由传感器采集并输送至主控板，经处理后获得所需的图像。

本发明所提供的成像数据选择处理的SMT贴片机多目飞行相机的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）在上位机中预先输入或者确认待加工元件（600）的尺寸范围，贴片头控制器根据元 件（600）的尺寸范围，匹配适用的传感器（200）和定焦镜头（300）；

2）将Mark相机移动到PCB板的Mark点位置，对PCB板进行精确定位，同时计算出贴片吸 头（700）的预定贴装位置（X，Y），随后控制贴片机的贴片头向料站方向运动；

3）运动过程中伺服电机通过传动组件驱动反射镜片（400）自贴片吸头（700）正下方旋 转至一侧（复位）；

4）运动到料站后贴片吸头（700）下降到指定位置，开启真空吸附待贴装的电子元器件， 吸取完成后上升至安全高度，控制贴片机的贴片头自料站向PCB板贴装位置运动；

5）运动过程中伺服电机通过传动组件驱动反射镜片（400）自贴片吸头（700）一侧旋转 至正下方的拍照位置（置位），然后多目飞行相机拍照并将数据传送到计算机，由计算机对 X、Y偏差和角度偏差进行测算；

6）在贴片吸头（700）运动到PCB板贴装位置前，元器件的偏差计算完成并校正预定贴装 位置（X，Y）到实际贴装位置（X'，Y'），先R向旋转来校正角度偏差，再控制贴片吸头（700）下 降到位后，关闭真空开启吹气，贴装完成后上升至安全高度；

7）确认当前贴装是否完成，如完成的话则返回步骤2）进行循环。

所述步骤1）中，当待加工元件（600）的尺寸在0201-8*10mm范围内，传感器（200）所选择上传的图像分辨率为752*480，当待加工元件（600）的尺寸在8*10mm-16*22mm范围内，传感器（200）所选择上传的图像分辨率为1280*960。

所述步骤3）中，贴片机的贴片吸头（700）为一个或多个，多目飞行相机为一套；摄像装 置包括反射镜片（400）和固定设置的定焦镜头（300），贴片吸头（700）吸附的元件（600）通过 反射镜片（400）反射到多目飞行相机对应的定焦镜头（300）上，通过传感器（200）成像；

所述多目飞行相机采集图像的具体步骤则为：

1）光源（500）照射元件（600），元件（600）上的光线投射到反射镜片（400）上；

2）反射镜片（400）上的光线发送到固定相机的定焦镜头（300）上；

3）定焦镜头（300）上的光线发送到传感器（200）上，获取图像信息；

4）传感器（200）的传感信息上传至贴片机的视觉处理系统，完成图像采集。

在本发明中，所采用的相机分辨率为120万像素，当识别0201（长0.02英寸，宽0.01英寸）-8*10mm的元件（600）时，所选择上传的中部图像采用752*480的分辨率，能提升传送速度，当识别8*10mm-16*22mm的元件（600）时，所选择上传的整体图像则采用1280*960的分辨 率，以确保拍摄精度。

上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理和最佳实施例，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (9)

1.一种成像数据选择处理的SMT贴片机多目飞行相机，包括主控板、传感器和相机镜头，其特征在于：所述多目飞行相机固定设置在贴片头底部，所述主控板与两个以上的传感器线 路连接，每个传感器均对应安装有一个相机镜头;

所述多目飞行相机包括花键轴基座、相机镜头、反射镜片和传动装置，所述花键轴基座上设有供 贴片吸头上下运动的通道，贴片吸头设置在滚珠花键底部，花键轴基座设置在中间连接板 底部且中间连接板后部设置有电机安装板，电机安装板上设置有传动装置，传动装置底部 倾斜设置有相机安装架，相机安装架两侧分别通过左连接板安装有左连接块和通过右连接 板安装有右连接块，左连接块和右连接块之间安装有第一光源组件并在第一光源组件上方 安装有通过分光片夹片安装有分光镜，左连接块和右连接块外侧均安装有侧边固定板，两 个侧边固定板之间对称安装有第二、第三光源组件并在前侧安装有与花键轴基座一体安装 的前端固定支架，所述第一、第二、第三光源组件均由光源射板及漫射片组成，两个光源射 板上的LED光源对射以实现对元件侧面的照明，相机安装架底部安装有相机镜头，相机安装 架上部安装有主控板和传感器，传感器与主控板线路连接且与相机镜头数量一一 对应，花键轴基座设置两侧上下设置有凸轮传动轴组件和夹板传动轴组件，夹板传动轴组 件上设置有左侧夹板、右侧夹板，凸轮传动轴组件上安装有偏心设置的传动凸轮，左侧夹板 和右侧夹板底部安装有镜片托板，镜片托板两侧通过镜片夹板安装有反射镜片，左侧夹板 和右侧夹板外侧均安装与传动凸轮配合使用的导轮，右侧夹板上部安装有旋转感应片，右 侧的花键轴基座上对应设置有感应器。

2.根据权利要求1所述的成像数据选择处理的SMT贴片机多目飞行相机，其特征在于：所述相机镜头为定焦镜头，所述多目飞行相机数量为一个，贴片机的贴片吸头为多个，所述多目飞行相机中传感器和定焦镜头的数量与贴片吸头相同，所述多目飞行相机内设置有能转动的反射镜片。

3.根据权利要求1所述的成像数据选择处理的SMT贴片机多目飞行相机，其特征在于：所述相机安装架顶部两侧设置有拉簧组件，所述拉簧组件包括设置在相机安装架上的弹簧柱支架、位于弹簧柱支架侧部的拉簧柱和连接在拉簧柱上的拉伸弹簧，所述拉伸弹簧另一端连接至左侧夹板或右侧夹板。

4.根据权利要求1所述的成像数据选择处理的SMT贴片机多目飞行相机，其特征在于：所述传动装置包括安装在相机安装架后部的伺服电机支架、安装在伺服电机支架上的伺服电机，伺服电机的电机轴上安装有同步轮，同步轮通过同步带连接至位于花键轴基座侧部同步轮的传动凸轮上。

5.根据权利要求1所述的成像数据选择处理的SMT贴片机多目飞行相机，其特征在于：所述凸轮传动轴组件包括自内向外安装的凸轮传动轴、深沟球轴承和传动轴承座；所述夹板传动轴组件包括轴承安装座、深沟球轴承和旋转座。

6.根据权利要求1-5任一项所述的成像数据选择处理的SMT贴片机多目飞行相机的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）在上位机中预先输入或者确认待加工元件的尺寸范围，贴片头控制器根据元件的尺寸范围，匹配适用的传感器和相机镜头；

2）将Mark相机移动到PCB板的Mark点位置，对PCB板进行精确定位，同时计算出贴片吸头的预定贴装位置（X，Y），随后控制贴片机的贴片头向料站方向运动；

3）运动过程中伺服电机通过传动组件驱动反射镜片自贴片吸头正下方旋转至一侧；

4）运动到料站后贴片吸头下降到指定位置，开启真空吸附待贴装的电子元器件，吸取完成后上升至安全高度，控制贴片机的贴片头自料站向PCB板贴装位置运动；

5）运动过程中伺服电机通过传动组件驱动反射镜片自贴片吸头一侧旋转至正下方的拍照位置，然后多目飞行相机拍照并将数据传送到计算机，由计算机对X、Y偏差和角度偏差进行测算；

6）在贴片吸头运动到PCB板贴装位置前，元器件的偏差计算完成并校正预定贴装位置（X，Y）到实际贴装位置（X'，Y'），先R向旋转来校正角度偏差，再控制贴片吸头下降到位后，关闭真空开启吹气，贴装完成后上升至安全高度；

7）确认当前贴装是否完成，如完成的话则返回步骤2）进行循环。

7.根据权利要求6所述的成像数据选择处理的SMT贴片机多目飞行相机的控制方法，其特征在于：所述步骤1）中，当待加工元件的尺寸在长为0.02英寸、宽为0.01英寸的0201元件至长为10mm、宽为8mm的元件范围内，传感器所选择上传 的图像分辨率为752*480，当待加工元件的尺寸在8*10mm-16*22mm范围内，传感器所选择上传 的图像分辨率为1280*960。

8.根据权利要求6所述的成像数据选择处理的SMT贴片机多目飞行相机的控制方法，其特征在于：所述步骤3）中，贴片机的贴片吸头为多个，多目飞行相机为一套，多目飞行相机包括反射 镜片和固定设置的多个相机镜头，贴片吸头吸附的元件通过反射镜片反射到对应的相机镜 头上，通过传感器成像。

9.根据权利要求8所述的成像数据选择处理的SMT贴片机多目飞行相机的控制方法，其特征在于，所述步骤3）中，所述多目飞行相机采集图像的步骤为：

1）光源照射元件，元件上的光线投射到反射镜片上；

2）反射镜片上的光线发送到固定相机的相机镜头上；

3）相机镜头上的光线发送到传感器上，获取图像信息；

4）传感器的传感信息上传至贴片机的视觉处理系统，完成图像采集。