[发明专利]表面封装贴片机吸嘴同心度误差自动补偿方法及系统

说明书

本发明公开了表面封装贴片机吸嘴同心度误差自动补偿方法，包括以下步骤：(1)设置贴片头，在该贴片头吸嘴旋转轴上设置线性霍尔传感器和钕铁硼磁珠，对贴片头上的吸嘴旋转轴的零点进行标定，确保补偿过程中的模型参考点位置；(2)设置机器视觉系统，机器视觉系统包括摄像采集端和处理端，处理端内集成有基于图像处理的灰度分析法分析软件、和基于图形特征与图像灰度对应关系的数学模型的处理软件，对该贴片头吸嘴同心度进行自动检测，并建立吸嘴旋转同心度误差模型；(3)根据获得的吸嘴旋转同心度误差模型，对贴装过程中由吸嘴旋转所带来的同心度偏差进行补偿校正。本发明还公开了一种表面封装贴片机吸嘴同心度误差自动补偿系统。

技术领域

本发明涉及表面封装贴片机领域，具体涉及表面封装贴片机吸嘴同心度误差自动补偿方法及系统。

背景技术

近年来，微型桌面贴片机由于其体积小、性价比高，受到众多小型研发机构和创客的青睐。这一类贴片机设置灵活，操作简单，可以在样品研发和小批量生产阶段有效解决用户手工贴片精度差、费时费力的痛点，一般是通过真空吸嘴，可贴大部份SMD片状元件、0603以上元器件和16mm以下SOIC。

影响微型桌面贴片机的贴装精度的因素一般包括：XY轴的定位精度、待贴装电路板的标定定位精度、元件取料位的标定定位精度、以及贴片头的垂直偏差精度和旋转偏差精度等。其中XY轴的定位精度与驱动电机定位精度和导轨的机械精度有关，目前微型桌面贴片机的XY轴运动平台构架已经比较成熟，定位精度一般可以达到0.02mm左右。在借助于机器视觉手工标定后，贴装电路板的标定和元件取料位的标定精度可达到0.01mm。这两类精度在贴片机长时间工作后，变化不大。

由于受成本控制，目前微型桌面贴片机贴片头的设计大都采用在步进电机轴上直接固定吸嘴的方式来实现。这一种设计方案中，吸嘴处需要加装缓冲装置，以减少贴片时由于所吸取元器件高度的差异给电路板带来的冲击。这种设计的优点是成本低，易于实现。但是机器装配后的精度容易受安装垂直度和吸嘴同心度的影响，一致性难以保证。

另外，由于贴装头吸嘴在工作过程中运动速度快、使用频率高，加上吸取和贴片的过程中不可避免的会出现非平滑的冲击，因此长时间的工作后，贴片头的机械定位精度很容易出现较大的变化，导致目前市面上的微型桌面贴片机普遍存在着贴装精度随时间增长逐渐变差的缺陷，用户需要频繁的更换贴装头和调整机器的参数来进行，机器整体的使用体验不佳。

因此，需要研发一种能够适用于微型桌面贴片机的吸嘴同心度误差自动补偿方法及系统，使其能够实现在每次贴装的过程中，自动对吸嘴的同心度误差进行测量并纠正，而无需用户频繁的更换贴装头和调整机器的参数，保证其每次加工的同心度都在允许的范围内，避免机器加工精度受到装配、运输及连续加工带来的影响。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于，提供一种表面封装贴片机吸嘴同心度误差自动补偿方法，使其能够实现在每次贴装的过程中，自动、即时对吸嘴的同心度误差进行测量并纠正，而无需用户频繁的更换贴装头和调整机器的参数，保证其每次加工的同心度都在允许的范围内。

本发明的目的还在于，提供一种表面封装贴片机吸嘴同心度误差自动补偿系统，避免机器的加工精度受到装配和运输的影响，即时修正连续、快速加工时产生的坐标漂移。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种表面封装贴片机吸嘴同心度误差自动补偿方法，包括以下步骤：

(1)设置贴片头，在该贴片头吸嘴旋转轴上设置线性霍尔传感器和磁性钕铁硼磁珠，对贴片头上的吸嘴旋转轴的零点进行标定，确保补偿过程中的模型参考点位置；

(2)设置机器视觉系统，机器视觉系统包括摄像采集端和处理端，处理端内集成有基于图像处理的灰度分析法分析软件、和基于图形特征与图像灰度对应关系的数学模型的处理软件，对该贴片头吸嘴同心度进行自动检测，并建立吸嘴旋转同心度误差模型；