G3型全自動(dòng)印刷機(jī)對(duì)位光學(xué)機(jī)構(gòu)畢業(yè)論文.doc

1、( 此文檔為 word 格式，下載后您可任意編輯修改！)南京鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文題目 ：G3型全自動(dòng)印刷機(jī)對(duì)位光學(xué)機(jī)構(gòu)安裝與調(diào)試工藝分析與改進(jìn)作者：蔡志國(guó)學(xué) 號(hào) :系部：自動(dòng)控制工程系專業(yè)：機(jī)械制造與自動(dòng)化班級(jí)：08機(jī)械制造 301指導(dǎo)者 :楊建平工程師評(píng)閱者：楊成美副教授12011年6 月2畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中文摘要G3型全自動(dòng)印刷機(jī)對(duì)位光學(xué)機(jī)構(gòu)安裝與調(diào)試工藝分析與改進(jìn)摘要 隨著歐盟提出 ROHS和 WEEE兩項(xiàng)指令， SMT技術(shù)又面臨一次技術(shù)變革，無(wú)鉛制造成為 SMT必須要面對(duì)的新技術(shù)，隨著元件、材料、設(shè)備的改變， SMT在很大程度上又進(jìn)行了一次技術(shù)升級(jí)。目前，綠色制造、超小型元器件、三

2、維互連技術(shù)等新技術(shù)還在推動(dòng)著 SMT進(jìn)行不斷的技術(shù)進(jìn)步和升級(jí)。 SMT技術(shù)近年來(lái)發(fā)生了巨大的變化 , 電子產(chǎn)品朝著小型化， 輕型化和高可靠性方向發(fā)展， 使得表面貼裝電子元器件不斷朝著輕薄微小的高集成化發(fā)展， 對(duì)印刷機(jī)設(shè)備也提出了更高的要求。印刷機(jī)的安裝方式也由傳統(tǒng)方式向現(xiàn)代化轉(zhuǎn)變，傳統(tǒng)的安裝方式存在許多問(wèn)題，不能使機(jī)器的故障率降低，這就要求將傳統(tǒng)安裝方式進(jìn)行改進(jìn)。以 CCD相機(jī)為代表的視覺(jué)對(duì)位光源系統(tǒng)的品質(zhì)直接決定錫膏印刷機(jī)的印刷精度，為不斷提高全自動(dòng)印刷機(jī)的印刷精度，需從硬件和軟件方面著手， 硬件既改進(jìn)安裝方法，軟件就是不斷更新 。而 G3印刷機(jī)又作為這一方面代表， 更要適應(yīng)時(shí)代發(fā)展需求，

3、不斷改進(jìn)安裝方法。關(guān)鍵詞SMT 對(duì)位光學(xué)安裝調(diào)試 G3 印刷機(jī)3目次1 引言 ,31.1背景 ,31.2本文的主要內(nèi)容 ,31.3課題的意義 ,32 機(jī)械安裝與調(diào)試工藝 ,42.1全自動(dòng)錫膏印刷機(jī)的結(jié)構(gòu) ,42.2機(jī)架的安裝與調(diào)試工藝 ,42.2.1錫膏印刷機(jī)的機(jī)架精度影響 ,42.2.2錫膏印刷機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),42.2.3機(jī)架安裝過(guò)程與改進(jìn) ,52.2.4錫膏印刷機(jī)的機(jī)架裝配特點(diǎn)及其影響,62.3刮刀的安裝與調(diào)試 ,82.3.1新的帶閉環(huán)壓力控制系統(tǒng) ,82.3.2刮刀壓力和速度的選擇 ,92.4錫膏準(zhǔn)備 ,103 對(duì)位光學(xué)的安裝 ,113.1對(duì)位相機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)的組成和裝配 ,113

4、.2圖像識(shí)別定位的原理 ,113.3圖像識(shí)別定位裝置 ,123.3.1 CCD 相機(jī)光學(xué)原理 ,123.3.2 CCD 相機(jī)移測(cè)裝置的機(jī)械設(shè)計(jì)及特點(diǎn) ,133.4光學(xué)成像系統(tǒng) ,133.5相機(jī)結(jié)構(gòu) ,133.6光源系統(tǒng) ,143.7對(duì)位光學(xué)的調(diào)試 ,154 光學(xué)對(duì)位系統(tǒng)安裝與調(diào)試工藝實(shí)例 ,17結(jié)論 ,19致謝 ,20參考文獻(xiàn) ,21附錄 ,2211 引言1.1背景國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的全自動(dòng)錫膏印刷機(jī)因?yàn)榉N種原因與國(guó)際品牌存在差距, 這就要求國(guó)內(nèi)生產(chǎn)全自動(dòng)錫膏印刷機(jī)在生產(chǎn)過(guò)程中需要不斷改進(jìn)。這就對(duì)生產(chǎn)過(guò)程提出了更高的要求，而此生產(chǎn)過(guò)程即安裝與調(diào)試過(guò)程。印刷機(jī)的生產(chǎn)與產(chǎn)品的質(zhì)量直接掛鉤，足見(jiàn)安裝與調(diào)試的重

5、要性。 由于現(xiàn)場(chǎng)的安裝與調(diào)試工作不僅僅是一項(xiàng)單體的試驗(yàn)，而是包括單體實(shí)驗(yàn)、分系統(tǒng)試驗(yàn)及整臺(tái)機(jī)組的整套啟動(dòng)安裝與調(diào)試，在各項(xiàng)安裝與調(diào)試過(guò)程中需要不斷改進(jìn)和完善。 這樣就會(huì)使得下一步的試驗(yàn)工作能正常順利的開(kāi)展，進(jìn)而為機(jī)組及系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。1.2本文的主要內(nèi)容首先介紹了光學(xué)對(duì)位系統(tǒng)裝配與調(diào)試的現(xiàn)實(shí)意義，及光學(xué)系統(tǒng)在整機(jī)中的重要性。接著是印刷機(jī)光學(xué)部分的組成與總體分析，根據(jù)印刷機(jī)的原理與構(gòu)造來(lái)介紹各個(gè)系統(tǒng)的作用。 通過(guò)對(duì)各個(gè)系統(tǒng)的分析來(lái)具體解決在實(shí)際生產(chǎn)中遇到的問(wèn)題， 并為以后的維修與維護(hù)做好理論基礎(chǔ)。 然后具體列出在實(shí)際中遇到的故障， 依據(jù)其構(gòu)造原理來(lái)判斷故障之所在， 為以后的生產(chǎn)提供便捷。

6、 同時(shí)也體現(xiàn)光學(xué)對(duì)位系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的重要性。1.3課題的意義隨著 SMT生產(chǎn)節(jié)拍的不斷提高， 貼片機(jī)的速度越來(lái)越快。 這反過(guò)來(lái)對(duì)錫膏印刷機(jī)的印刷周期提出了挑戰(zhàn)。 為了應(yīng)對(duì)這個(gè)速度的挑戰(zhàn)， 錫膏印刷機(jī)供應(yīng)商已采用多種技術(shù)措施，包括三段式送板結(jié)構(gòu)以及并行印刷技術(shù)等。 通過(guò)這些技術(shù)可明顯提高錫膏印刷機(jī)的節(jié)拍速度。 隨著 PCB板貼裝器件的小型化和 BGA芯片大量采用， 電子貼裝密度越來(lái)越高， SMT節(jié)拍越來(lái)越快，這 奠定了 錫膏印刷機(jī)在定位精度、拓印方式與工藝參數(shù)優(yōu)化、刷機(jī)高速化結(jié)構(gòu)，檢測(cè)一體多功能的技術(shù) 發(fā)展趨勢(shì) 。光學(xué)系統(tǒng)的安裝與調(diào)試在整個(gè)印刷系統(tǒng)中起著十分重要的地位，直接影響著印刷機(jī)運(yùn)行的可靠

7、性和精度。因此，光學(xué)對(duì)位系統(tǒng)的安裝與調(diào)試對(duì)于錫膏印刷機(jī)的生產(chǎn)有著不可估量的作用。22 機(jī)械安裝與調(diào)試工藝2.1全自動(dòng)錫膏印刷機(jī)的結(jié)構(gòu)錫膏印刷機(jī)由平臺(tái)、底座、導(dǎo)軌、相機(jī) CCD、鋼網(wǎng)、網(wǎng)框定位、印刷橫梁、刮刀部分等幾個(gè)部分組成，圖像如圖 2-1 所示：圖 2-1 錫膏印刷機(jī)結(jié)構(gòu)圖2.2機(jī)架的安裝與調(diào)試工藝2.2.1錫膏印刷機(jī)的機(jī)架精度影響印刷機(jī)是電路板組裝自動(dòng)線上的重要裝備，其錫膏印刷質(zhì)量是確保后續(xù)貼片機(jī)貼片質(zhì)量及回流焊焊接質(zhì)量的基礎(chǔ)。而影響錫膏印刷質(zhì)量的原因很多，包括刮刀壓力的均勻性與恒定程度、錫膏的傳遞過(guò)程、鋼網(wǎng)與電路板的對(duì)準(zhǔn)精度、鋼網(wǎng)的網(wǎng)孔的清潔度等。因此，錫膏印刷機(jī)是一個(gè)要求較高的機(jī)電一

8、體化電子制造裝備。為了降低造成錫膏印刷不良的機(jī)率、 提高錫膏印刷的質(zhì)量， 必須詳盡探討錫膏印刷機(jī)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及其對(duì)整機(jī)印刷精度的影響，以便可以更深入地了解各種結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)勢(shì)。2.2.2錫膏印刷機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)基本分為兩大類(lèi)：一種是整體式機(jī)架，一種是可調(diào)式機(jī)架。一般認(rèn)為，整體式機(jī)架結(jié)構(gòu)剛度高，整機(jī)的動(dòng)態(tài)精度可以得到保證?？烧{(diào)式機(jī)架降低了裝配的難度，并可通過(guò)適當(dāng)?shù)恼{(diào)整獲得較高的整機(jī)裝配精度。由此可見(jiàn)，選擇那種機(jī)架能否保證整機(jī)的裝配精度，需要經(jīng)過(guò)深入研究后得出可信的結(jié)論。為了保證印刷精度，一般要嚴(yán)格控制刮刀導(dǎo)軌的兩個(gè)安裝面的平面度以及其與機(jī)架平臺(tái)安裝面的平行度。 同時(shí)，考慮到刮刀組件有一

9、定的浮動(dòng)調(diào)節(jié)能力， 因此，整機(jī)裝配的一個(gè)重要的裝配精度是刮刀導(dǎo)軌的機(jī)架安裝面與調(diào)整平臺(tái)的平行度。2.2.3機(jī)架安裝過(guò)程與改進(jìn)安裝過(guò)程中水平占據(jù)著很要的位置。 在機(jī)架安裝之前首先要保證機(jī)架的水平， 這就需要將機(jī)架打水平， 機(jī)架打水平的主要方法是調(diào)整機(jī)架四個(gè)支撐腳的高度來(lái)調(diào)節(jié)水平位置，將機(jī)架打完水平才能進(jìn)行下一步。機(jī)架導(dǎo)軌的安裝，將靜導(dǎo)軌安裝在平臺(tái)上的卡槽內(nèi)，用螺絲將其固定并打水平，通過(guò)螺絲松緊來(lái)確定其是否水平。 動(dòng)導(dǎo)軌也是將其安裝在平臺(tái)上的卡槽內(nèi)， 用螺絲固定打水平，要跟平臺(tái)水平，同時(shí)要跟靜導(dǎo)軌水平，這要用千分表和高度尺來(lái)測(cè)量。因?yàn)槲覀児緳C(jī)架都是從外面引進(jìn)的，所以只要保證導(dǎo)軌的水平。 如果導(dǎo)軌

10、依舊不能平行，那就要在卡槽內(nèi)墊最高2mm的銅片，這樣就能保證導(dǎo)軌的完全水平。靜導(dǎo)軌和動(dòng)導(dǎo)軌在打水平時(shí)傳統(tǒng)的方法是放在大理石桌上來(lái)進(jìn)行，同時(shí)要用手來(lái)抓穩(wěn)， 這期間難免會(huì)因?yàn)槭值亩秳?dòng)而造成精度影響，隨著 SMT行業(yè)不斷發(fā)展， 這些問(wèn)題逐漸顯露出來(lái)，近幾年，導(dǎo)軌打水平的方法也得到改進(jìn)，目前在打水平時(shí)將兩個(gè)夾塊將其夾緊，這樣就能固定導(dǎo)軌，從而保證導(dǎo)軌位置的水平。3圖 2-2 平臺(tái)導(dǎo)軌圖CCD導(dǎo)軌分為 X軸導(dǎo)軌和 Y軸導(dǎo)軌， X軸方向?qū)к売玫氖墙z桿傳動(dòng)原理，CCDX軸橫梁要保持水平，絲桿裝配即將絲桿上裝滑塊，上面裝相機(jī)，滑塊移動(dòng)，相機(jī)跟著移動(dòng)。Y軸導(dǎo)軌是將絲桿裝進(jìn)卡槽，X軸導(dǎo)軌和 Y軸導(dǎo)軌要求精度在 0

11、.02mm之間。鋼網(wǎng)固定機(jī)架，首先量一下鋼網(wǎng)的高度，平行度，同時(shí)要測(cè)量平臺(tái)平行度和左右支架平行度。圖 2-3 平臺(tái)導(dǎo)軌俯視圖2.2.4錫膏印刷機(jī)的機(jī)架裝配特點(diǎn)及其影響前面已經(jīng)分析了兩種機(jī)架的靜變形特點(diǎn)。這里，從而保證整機(jī)裝配的角度來(lái)進(jìn)一步分析兩種機(jī)架結(jié)構(gòu)對(duì)整機(jī)裝配精度的影響。圖是錫膏印刷機(jī)的相關(guān)裝配尺寸鏈簡(jiǎn)圖，其中圖 (a) 為機(jī)架的裝配尺寸鏈簡(jiǎn)圖，圖(b) 為整機(jī)的裝配尺寸鏈簡(jiǎn)圖。圖(a) 中，Z 1 為尺寸鏈的封閉環(huán)，組成環(huán)A、 B的靈敏度系數(shù)為 +1，組成環(huán) C、 D的靈敏度系數(shù)為一1，尺寸 A表示調(diào)整式機(jī)架的調(diào)整環(huán)，對(duì)于整體式機(jī)架則表示橫梁刮刀導(dǎo)軌安裝面到上橫梁底面定位基準(zhǔn)的尺寸環(huán)，C

12、、D是機(jī)架右側(cè)部分尺寸環(huán)，且與A、 B對(duì)應(yīng)。 Z 1 為左右橫梁的平面度要求和左右橫梁導(dǎo)軌安裝面與機(jī)架平臺(tái)安裝面的平行度要求。根據(jù)尺寸鏈分析理論，按極值法存在以下公式：Tz1=TA+TB+T c+TD，這樣為保證封閉環(huán) Z41的精度要求，需要控制組成環(huán) A、 B、 C、 D的尺寸公差。調(diào)整式機(jī)架可以很容易地通過(guò)水平尺等測(cè)量工具對(duì)組成環(huán) A、B進(jìn)行調(diào)整，而基本不受其它組成環(huán)的影響，而對(duì)于整體式機(jī)架要保證封閉環(huán) Z 1 的精度要求，只能是嚴(yán)格控制各組成環(huán)的精度或減少組成環(huán)數(shù)目。但在通常情況下， 調(diào)整式與整體式機(jī)架組成環(huán)的數(shù)目基本一致。由此可見(jiàn)，調(diào)整式機(jī)架更能保證裝配精度。而對(duì)圖 (b) 反映的整機(jī)

13、裝配尺寸鏈，封閉環(huán) Z2為平臺(tái)項(xiàng)面與機(jī)架刮刀導(dǎo)軌安裝面的Y方向平行度要求；尺寸環(huán)E反映了平臺(tái)組件的整體尺寸，而沒(méi)有詳細(xì)畫(huà)出內(nèi)部的多個(gè)尺寸環(huán)，因而，組成環(huán)E的精度不可能很高；組成環(huán)F為平臺(tái)頂面與機(jī)架刮刀導(dǎo)軌安裝面的尺寸。同樣，對(duì)于調(diào)整式機(jī)架結(jié)構(gòu)的整機(jī)，可以借助水平尺等測(cè)量工具調(diào)整尺寸環(huán) A，這樣可以很容易地保證封閉環(huán) Z2的精度要求。而對(duì)于整體式機(jī)架結(jié)構(gòu)的整機(jī)， 由于其組成環(huán)數(shù)目很多， 只有嚴(yán)格控制各組成環(huán)精度，這一方面增加了制造成本，同時(shí)也很難保證最終的裝配精度。5圖 2-4整機(jī)裝配尺寸2.3刮刀的安裝與調(diào)試2.3.1新的帶閉環(huán)壓力控制系統(tǒng)刮刀工作圖如圖所示：6圖 2-5刮刀工作圖1）壓力閉環(huán)

14、，獨(dú)立的前后刮刀懸臂系統(tǒng)，確保前后刮刀的一致性；2）鋼網(wǎng)檢測(cè)系統(tǒng)， Z 向印刷軸探測(cè)鋼網(wǎng)表面實(shí)現(xiàn)鋼網(wǎng)高度自動(dòng)判斷，減小鋼網(wǎng)形變延長(zhǎng)鋼網(wǎng)使用壽命，確保脫模時(shí)不會(huì)由于鋼網(wǎng)形變影響脫模；圖 2-6 鋼網(wǎng)結(jié)構(gòu)3）刮刀 Y 向運(yùn)動(dòng)由原來(lái)同步帶驅(qū)動(dòng)改到絲桿驅(qū)動(dòng)，確保Y 向運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性；4）彈性懸掛刮刀系統(tǒng)， 確保 PCB發(fā)生形變刮刀整體高度也隨PCB翹曲跟隨變化?？烧{(diào)角度并可適合刮刀片長(zhǎng)短的刮刀架方便客戶現(xiàn)場(chǎng)針對(duì)不同的工藝情形下快速調(diào)7整（如對(duì)于錫膏顆粒大小， PCB板面上的 fine pitch 的大小，錫膏厚度的不同要求，成型飽滿區(qū)分等），為客戶提升效率，同時(shí)也為客戶節(jié)省成本。圖 2-7刮刀組件2.3

15、.2刮刀壓力和速度的選擇刮刀的壓力及刮刀速度是鋼網(wǎng)印刷中兩個(gè)重要的工藝參數(shù)。刮刀速度：選取的原則是刮刀的速度和錫膏的粘稠度及PCB 板上 SMD的最小引腳間距有關(guān)，選擇錫膏的粘稠度大，則刮刀的速度要低，反之亦然。對(duì)刮刀速度的選擇，一般先從較小壓力開(kāi)始試印，慢慢加大，直到印出好的焊膏為止。速度范圍為1550mms。在印刷細(xì)間距時(shí)應(yīng)適當(dāng)降低刮刀速度，一般為 1530mms，以增加錫膏在窗口處的停滯時(shí)間，從而增加PCB焊盤(pán)上的錫膏；印刷寬間距元件時(shí)速度一般為 3050mms。（ 0.5mmpitch 為寬間距， 0.5mmpitch 為細(xì)間距本機(jī)器刮刀速度允許設(shè)置范圍為 0 80mms。刮刀壓力：壓

16、力直接影響印刷效果，壓力以保證印出的焊膏邊緣清晰，表面平整，厚度適宜為準(zhǔn)。壓力太小，錫膏量不足，產(chǎn)生虛焊；壓力太大，導(dǎo)致錫膏連接，會(huì)產(chǎn)生橋接，因此刮刀壓力一般是設(shè)定為 0.5 10kg。8圖 2-8 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接線圖2.4錫膏準(zhǔn)備1）在 SMT中，焊膏的選擇是影響產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。不同的焊膏決定了允許印刷的最高速度， 焊膏的粘度、 潤(rùn)濕性和金屬粉粒大小等性能參數(shù)都會(huì)影響最后的印刷品質(zhì)。2）對(duì)焊膏的選擇應(yīng)根據(jù)清洗方式、元器件及電路板的可焊性、焊盤(pán)的鍍層、元器件引腳間距、用戶的需求等綜合起來(lái)考慮。3）錫膏選定后，應(yīng)根據(jù)所選錫膏的使用說(shuō)明書(shū)要求使用。4）錫膏從冰柜中取出不能直接使用，必須在

17、室溫25左右回溫（具體使用根據(jù)說(shuō)明書(shū)而定）；錫膏溫度應(yīng)保持與室溫相同才可開(kāi)瓶使用。5）在使用之前必須攪拌均勻，直至錫膏成濃濃的糊狀并用刮刀挑起能夠很自然的分段落下即可使用。6）使用時(shí)應(yīng)將錫膏均勻地刮涂在刮刀前面的模板上，且超出模板開(kāi)口位置，保證刮刀運(yùn)動(dòng)時(shí)能將錫膏通過(guò)網(wǎng)板開(kāi)口印到PCB板的所有焊盤(pán)上。93 對(duì)位光學(xué)的安裝3.1對(duì)位相機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)的組成和裝配對(duì)位相機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)由一個(gè)數(shù)字相機(jī)，一個(gè) X 方向伺服馬達(dá)和一個(gè)Y 方向伺服馬達(dá)組成。 X、 Y 伺服馬達(dá)驅(qū)動(dòng)相機(jī)到達(dá)指定的基準(zhǔn)點(diǎn)，數(shù)字相機(jī)此時(shí)位于PCB和絲印模板之間，可同時(shí)獲取基準(zhǔn)點(diǎn)的位置坐標(biāo)。對(duì)位相機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)還包含停板器、停板器伸出傳感器和板子

18、在停板位置傳感器。光學(xué)對(duì)位系統(tǒng)包括CCD運(yùn)動(dòng)部分和 CCDCamera裝置（攝像頭、光源）及高分辨率顯示器等，由視覺(jué)系統(tǒng)軟件進(jìn)行控制。相機(jī)安裝時(shí)， 主要要是將相機(jī)的關(guān)鍵部位里面的玻璃片插在相機(jī)的外套里。相機(jī)里有 X 軸和 Y 軸， X 軸是水平方向的， Y 軸是豎直方向，這兩個(gè)方向軸要調(diào)正，跟顯示器上的 X、 Y 軸要重合在一起，距離不能太近也不能太遠(yuǎn)，圖像要清晰，調(diào)節(jié)方法是手動(dòng)調(diào)節(jié)。圖 3-1 對(duì)位相機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)控制圖3.2圖像識(shí)別定位的原理如圖 3-2 所示為相機(jī)接線原理圖。10圖3-2相機(jī)接線原理圖圖像識(shí)別定位完全摒棄傳統(tǒng)的機(jī)械定位方式概念，引人一種全新的定位方式。它是CCD(光電耦合器件

19、 ) 通過(guò)攝像機(jī)鏡頭分別對(duì)掩膜漏版及基板的基準(zhǔn)標(biāo)記加以識(shí)讀。并通過(guò)定位圖像處理裝置處理上述圖像數(shù)據(jù)，用兩者的差 ( 補(bǔ)償量 ) 進(jìn)行位置演算并進(jìn)行誤差修正，以達(dá)到精確定位的目的。采用具有圖像識(shí)別功能定位的CCD光學(xué)視覺(jué)對(duì)位系統(tǒng)有諸多的特點(diǎn)如：(1) 采用圖像識(shí)別功能定位的方法對(duì)掩膜漏版的安裝精度沒(méi)有特殊的要求，因而使用起來(lái)很方便。(2) 該定位方法僅要求識(shí)別標(biāo)記與圖形位置間的精度，而不受基板加工等機(jī)械精度的影響，完全消除了機(jī)械加工偏差給定位帶來(lái)的干擾。3.3 圖像識(shí)別定位裝置3.3.1 CCD 相機(jī)光學(xué)原理：圖 3-3集成成像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖高精度圖像識(shí)別定位裝置“IGS一 512”的組成結(jié)構(gòu)。

20、它主要由定位用處理裝置、11TV監(jiān)視器，光源、攝像機(jī)、驅(qū)動(dòng)裝置等組成，并和計(jì)算機(jī)、程序裝置接口。該裝置首先在印刷機(jī)上獲得應(yīng)用， 不僅能用于焊膏的印刷， 而且還可用于其它各種裝置的圖像識(shí)別定位，如對(duì)于薄膜的定位，玻璃板的定位，扁平構(gòu)件的定位等的各種開(kāi)孔裝置，都有可能獲得廣泛的應(yīng)用前景。3.3.2 CCD 相機(jī)移測(cè)裝置的機(jī)械設(shè)計(jì)及特點(diǎn)CCD相機(jī)移測(cè)裝置是適用于1.4 m 1.4 m 風(fēng)洞 3 個(gè)線性位移加一繞水平軸旋轉(zhuǎn)的移測(cè)裝置?？傮w結(jié)構(gòu)為X 、 Y、Z 三個(gè)坐標(biāo)方向的線位移機(jī)構(gòu)正交疊加，總的高度為 1.8m、寬度為 1.78 m 、長(zhǎng)度為 1.51 m ，凈重 350 kg 。X 軸在最下層，

21、Z 軸在 X 軸之上， X 和 Z 軸水平正交； Y 軸通過(guò)支梁立于 Z 軸之上，并與水平面垂直。調(diào)整 Y 軸與支梁間的相對(duì)位置，可增大 Y 方向的測(cè)量范圍，調(diào)節(jié)步長(zhǎng)為 100mm。Y 軸上的滑塊通過(guò)連接板與電機(jī)和擺線減速器連接，擺線減速器平行于水平軸， CCD相機(jī)安裝桿安裝于擺線減速器上， 從而實(shí)現(xiàn) CCD相機(jī)繞水平軸旋轉(zhuǎn)。 故 CCD相機(jī)安裝桿可旋轉(zhuǎn)至某角度狀態(tài)下工作， 以適應(yīng) CCD相機(jī)的需要。 X 軸由摩擦系數(shù)很小的滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)和一對(duì)直線導(dǎo)軌幅導(dǎo)向， Y 和 Z 軸選用精密線性模組導(dǎo)向。 X、Y、Z 軸的交流伺服電機(jī)通過(guò)撓性聯(lián)軸器直接與滾珠絲杠聯(lián)結(jié)，驅(qū)動(dòng)軸上的拖板實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)。3.4光

22、學(xué)成像系統(tǒng)全自動(dòng)錫膏印刷機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)的集成成像系統(tǒng)主要用于視覺(jué)對(duì)中。因此將相機(jī)、 鏡頭、光源集成于一體的集成成像系統(tǒng)。集成成像系統(tǒng)采用了雙鏡頭的結(jié)構(gòu)，可同時(shí)拍攝鋼網(wǎng)和PCB 的圖像 , 其中 1 和 2為反射鏡； 3 為低角度 LED環(huán)形光源； 4 和 5 為分光鏡； 6 和 7 為 LED光源； 8 和 10為成像透鏡； 9 和 11 為 CCD相機(jī)。采集圖像時(shí)，鋼網(wǎng)和PCB圖像分別由上下兩個(gè)通道，經(jīng)反射鏡、分光鏡、光學(xué)鏡頭成像到CCD相機(jī)上。其中L1 為反射鏡長(zhǎng)度，等于15mm；L2 為分光鏡長(zhǎng)度，等于 15mm； d1 為反射鏡下端與相機(jī)下端面間的距離，等于 13 mm； d2 為分光鏡與

23、鏡頭間的距離等于 2mm。相機(jī)下端面與 PCB間的距離為 10mm，棱鏡對(duì)光路的延長(zhǎng)作用為 5.3mm15mm，所以相機(jī)的工作距離 D 為 65.6mm。3.5 相機(jī)結(jié)構(gòu)12圖 3-4 相機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖圖 3-5 CCD 運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)控制示意圖3.6光源系統(tǒng)光源系統(tǒng)是機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中最關(guān)鍵的部件之一， 光源與照明方案的配合應(yīng)盡可能地突出物體特征量， 在物體的感興趣部分與不感興趣部分之間應(yīng)盡可能地產(chǎn)生明顯的區(qū)別，增加對(duì)比度，同時(shí)保證足夠的亮度，盡可能突出所要提取的特征。合適的光源系統(tǒng)能夠改善視覺(jué)系統(tǒng)的分辨率，獲得易于處理的圖像，簡(jiǎn)化軟件的運(yùn)算。機(jī)器視覺(jué)13領(lǐng)域的 LED光源照明方案有多種， 可分為以

24、下幾類(lèi)： 均勻背光照明、前向低角度照明、環(huán)形光照明、 同軸光照明等。 同軸光照明是指光線平行的穿越固定式同軸鏡頭的垂直面照射到目標(biāo)上，鏡頭接受到直接反射的光線來(lái)觀察物整體（散射光呈暗色），同軸光源對(duì)于觀察平整的表面是非常理想的。 環(huán)形光源的 LED繞鏡頭圓周排列， 光線方向和相機(jī)鏡頭軸線成一定角度， 該角度的大小根據(jù)檢測(cè)樣品的特征所選擇。環(huán)形光通過(guò)對(duì)象表面的漫反射的散射光來(lái)觀察對(duì)象物整體（直射光呈暗色）如圖3-6所示：圖 3-6光線原理圖3.7對(duì)位光學(xué)的調(diào)試CCD相機(jī)實(shí)物，如圖3-7 所示。圖 3-7 相機(jī)實(shí)物圖全自動(dòng)錫膏印刷機(jī)是SMT行業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備 , 印刷機(jī)在印刷過(guò)程中，網(wǎng)板和PCB板上對(duì)

25、應(yīng)的 Mark 點(diǎn)要求精確對(duì)位，才能實(shí)現(xiàn)高精度的錫膏印刷。隨著SMT行業(yè)的深入14發(fā)展，貼片元件的體積越來(lái)越小，引腳間距也越來(lái)越小。因此，對(duì)印刷機(jī)的印刷精度提出了較高的要求。 視覺(jué)對(duì)位光源系統(tǒng)是集成照明光源、 工業(yè)相機(jī)和鏡頭為一體的視覺(jué)模塊。一種為雙相機(jī)對(duì)位光源系統(tǒng)，另一種是單相機(jī)光源對(duì)位系統(tǒng)。兩種光源系統(tǒng)均采用兩個(gè)環(huán)形光源 +兩個(gè)同軸光源組合結(jié)構(gòu)，通過(guò)控制環(huán)形光、同軸光源的亮度，將 Mark 點(diǎn)的特征清晰體現(xiàn)出來(lái)，提高圖像分析精度。如果電源轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)采用清一色的開(kāi)關(guān)電源， 轉(zhuǎn)換效率會(huì)很高， 但是高頻電磁波的干擾也會(huì)很大。在調(diào)試過(guò)程中，測(cè)量 SW引腳的波形發(fā)現(xiàn)，當(dāng)穩(wěn)壓器輸出較大電流時(shí)，功率

26、MOS管工作在固定的頻率和固定的脈寬下， 占空比和開(kāi)關(guān)波形處在正常狀態(tài)， 而當(dāng)輸出負(fù)載很輕（ 20mA以下）時(shí)，轉(zhuǎn)換器的振蕩頻率雖然沒(méi)有發(fā)生變化，但是占空比和開(kāi)關(guān)波形出現(xiàn)了較大的畸變， 由方波變成了阻尼振蕩波， 電路處在一種不穩(wěn)定的工作狀態(tài)，這是工作電流太小而引起的。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，把 CCD相機(jī)電源的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)劃成以下形式： 采用線性穩(wěn)壓或 LDO電路實(shí)現(xiàn)小電流負(fù)載的轉(zhuǎn)換， 而升壓和大電流輸出采用 BOOSTBUCK開(kāi)關(guān)型轉(zhuǎn)換電路， 同時(shí)實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵穩(wěn)壓器的上電順序控制。 該形式的設(shè)計(jì)特點(diǎn)是：采用開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓和線性穩(wěn)壓相混合的結(jié)構(gòu)。154 光學(xué)對(duì)位系統(tǒng)安裝與調(diào)試工藝分析實(shí)例光學(xué)對(duì)位系統(tǒng)分為鋼網(wǎng)、

27、 PCB板、相機(jī)三個(gè)部分。鋼網(wǎng)在上面，相機(jī)在中間， PCB 板在下面，相機(jī)在中間可以上下照點(diǎn)，先照鋼網(wǎng)，再照 PCB板，三者要在同一豎直線上，而且位置要重合。要 Mark 點(diǎn)對(duì)奇，這樣才能印刷，鋼網(wǎng)上的 Mark 點(diǎn)要和 PCB板上的 Mark 點(diǎn)重合，兩者自動(dòng)調(diào)節(jié)重合。圖片重合后相機(jī)照相將圖片傳給平臺(tái)，平臺(tái)，平臺(tái)上有 X、 Y1、Y2 三個(gè)電機(jī)調(diào)整，是Mark 照在指定的位置，保證印刷質(zhì)量。曾經(jīng)在一次相機(jī)調(diào)試過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到取像時(shí)不出Mark 點(diǎn)，沒(méi)有取像畫(huà)面，以及 Mark 點(diǎn)發(fā)生偏移現(xiàn)象。這就影響了印刷精度，導(dǎo)致機(jī)器不能正常運(yùn)作，所以就要排查這其中的原因。全自動(dòng)視覺(jué)錫膏印刷機(jī)由多種功能模

28、塊系統(tǒng)構(gòu)成， 包括機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)、 PCB 傳送系統(tǒng)、印刷系統(tǒng)、 SPC 系統(tǒng)、制程管理系統(tǒng)、功能調(diào)試系統(tǒng)、錫膏檢測(cè)系統(tǒng)等。圖 4-1 全自動(dòng)視覺(jué)錫膏印刷機(jī)構(gòu)成圖印刷機(jī)的圖像采集模塊主要是由光源和鏡頭組成的光學(xué)系統(tǒng)、 圖像傳感器以及圖像采集卡組成，造成的原因就要從其中找出。 首先要看光源出來(lái)的光線是否照在被測(cè)物體上以及位置是否正確。 再看被測(cè)物體位置是否擺放正確以讓反射光線能夠到達(dá)指定位置。 檢查工業(yè)顯微鏡是否損壞不能達(dá)到預(yù)定目標(biāo), 如果工業(yè)顯微鏡損壞就不能知道被測(cè)物體是否擺正。 檢查 CCD相機(jī)有沒(méi)有安裝正確， 這也有可能造成 Mark 點(diǎn)不能取像， 相機(jī)安裝不正確也有可能導(dǎo)致光源光線不正。1

29、6圖 4-2 光源傳送圖（1） CCD信號(hào)線斷了或者焊接不良也會(huì)導(dǎo)致Mark點(diǎn)不能取像沒(méi)有畫(huà)面。（2） 也有可能是取像卡燒壞導(dǎo)致。（3） 驅(qū)動(dòng)程序未安裝好也會(huì)出現(xiàn)這個(gè)故障。后三種狀況可以通過(guò)更換或者重新焊接CCD信號(hào)線、更換取像卡、重新安裝驅(qū)動(dòng)程序、更換新的軟件來(lái)解決。但這次用以上的方法都不能解決，所以只能從光源方面來(lái)查找。當(dāng)檢查 CCD相機(jī)時(shí)，發(fā)現(xiàn)反射轉(zhuǎn)鏡角度安裝不對(duì)，因?yàn)榉瓷滢D(zhuǎn)鏡安裝過(guò)程中與水平面傾斜角度過(guò)大，導(dǎo)致光線不能反射到CCD相機(jī)的指定位置，造成取像錯(cuò)誤，因此MARK點(diǎn)不能取像。17結(jié)論在 GKG實(shí)習(xí)半年的時(shí)間里，我學(xué)到了很多以前從沒(méi)有學(xué)過(guò)的知識(shí)，包括各種專業(yè)知識(shí)。本文介紹了 G3

30、 型印刷機(jī)的安裝與調(diào)試，重點(diǎn)講解了光學(xué)對(duì)位系統(tǒng)的安裝與調(diào)試，本設(shè)計(jì)即 G3 印刷機(jī)的工作原理是先將要印刷的電路板制成印版，裝在印刷機(jī)上，然后由人工或印刷機(jī)把錫膏涂衍于印版上有文字和圖像的地方， 再直接或間接地轉(zhuǎn)印到電路板上，從而復(fù)制出與印版相同的 PCB板。本文重點(diǎn)介紹了 G3印刷機(jī)光學(xué)對(duì)位系統(tǒng)的安裝與調(diào)試， 光學(xué)對(duì)位系統(tǒng)作為 G3印刷機(jī)的核心部分，對(duì)整個(gè)印刷機(jī)的印刷精度有著不可估量的影響。剛開(kāi)始時(shí)，由于以前沒(méi)有接觸過(guò)類(lèi)似方面的知識(shí)，所以很迷茫，遇到問(wèn)題就不知所措。還好以前在學(xué)校學(xué)過(guò)一些次方面的專業(yè)知識(shí)，再通過(guò)向 老師傅請(qǐng)教，所以這些問(wèn)題也就沒(méi)多久就解決了。整個(gè)機(jī)器生產(chǎn)過(guò)程中， 光學(xué)對(duì)位系統(tǒng)的安裝與調(diào)試尤為重要， 它控制著整個(gè)機(jī)器的印刷精度， 光學(xué)對(duì)位系統(tǒng)是保證印刷品質(zhì)的基礎(chǔ)。 只有安裝調(diào)試過(guò)程中不放過(guò)任何一個(gè)環(huán)節(jié)，抓住問(wèn)題之所在，解決問(wèn)題，不留下質(zhì)量隱患，這樣就可以降低故障率，為客戶負(fù)責(zé)。 光學(xué)對(duì)位系統(tǒng)在安裝與調(diào)試過(guò)程中如果出現(xiàn)故障，會(huì)造成 PCB印刷位發(fā)生偏移，對(duì)后面的貼片也會(huì)帶來(lái)巨大的影響，搞不好PCB 板就無(wú)法人工修復(fù)，造成PCB板的報(bào)廢，因此，在安裝與調(diào)試過(guò)程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn):首先，要不斷對(duì)以前傳統(tǒng)的方法進(jìn)行改進(jìn)和完善， 怎