Три слова: Видение продает машины.
Но “видение” - это еще и самое легкое место, где можно солгать без технического обмана, потому что заказчик, услышав “камера”, представляет себе “ноль дефектов”, а поставщик спокойно говорит: “Мы можем найти фидуциал, если вы сделаете детское освещение и плата не будет деформирована”.”
Скажу сразу: система технического зрения для выбора и размещения - это не просто функция. Это дисциплина. А если дисциплины нет - калибровки, библиотек, контроля освещения, журналов - вы будете наблюдать, как одна и та же линия “случайно” пропускает 0201 каждый вторник днем, и никто не будет знать, почему.
Так что же это такое на самом деле? Почему она не работает? И что вы должны требовать, прежде чем подписывать контракт?
Давайте уточним.
Две работы, которые должно выполнять видение (а люди их путают)
Вот чистая ментальная модель, которую я использую:
- Распознавание компонентов: “Что это за деталь и как она вращается?”
- Выравнивание: “Где находится система координат печатной платы прямо сейчас, и где находится сопло прямо сейчас?”
Разные камеры. Разная математика. Разные режимы отказа.
И да, в рекламных проспектах их специально смешивают.
Распознавание компонентов: верхнее зрение против нижнего
Нижнее зрение - рабочая лошадка для точности. Это несомненно. Он смотрит вверх на деталь, удерживаемую соплом, находит края/своды/шарики, затем корректирует тета (поворот) и иногда смещение по XY. до размещение.
Верхнее зрение обычно составляет около Позиция пикировщика и обработка нестандартных форм. Это может помочь. Но может и потратить время впустую, если его прикрутить в качестве функции для галочки.
Выбор места и видения снизу и сверху - это не дебаты на тему “что лучше”. Это вопрос “решаете ли вы правильную проблему”.
Выравнивание: фидуциалы не являются необязательными (если вы не любите боль)
Фидуциальное выравнивание в SMT - это кнопка сброса координат.
Если вы работаете без фидуцирующих элементов, вы делаете ставку на механическую повторяемость, идеальную обработку плат, стабильную температуру, стабильную вибрацию и отсутствие смещения при калибровке камеры к соплу.
Это плохая ставка.
Денежный след подскажет вам, почему зрение продолжает улучшаться
Вам не нужен хрустальный шар. Смотрите, куда уходят деньги.
В отчете агентства Reuters от 25 июня 2024 года говорится о том, что Bright Machines увеличила $106M в серии С с инвесторами, включая NVIDIA и Microsoft. Такое финансирование появляется не ради “приятных мелочей”; оно появляется потому, что фабрики продолжают платить за автоматизацию, которая может см. и корректировать в режиме реального времени. Отчет Reuters о раунде 25 июня 2024 года. (Reuters)
Увеличьте масштаб, и вы получите макросигнал: По данным Международной федерации робототехники, на пять крупнейших рынков роботов приходится 78% от общего числа установок в мире в 2023 году (и только в Китае 51%). Это не “только SMT”, но это объясняет, почему зрение, калибровка и коррекция по замкнутому циклу получают бюджет: плотность автоматизации растет, а легкие выгоды уже ушли. Резюме IFR World Robotics 2024.
Неудобная правда о “точных” спецификациях
Это длинное предложение вам следует прочитать дважды, потому что именно здесь покупатели попадают в ловушку: Цифры точности размещения часто указываются в контролируемых условиях (тестовая плата, чистые фидуциалы, стабильная температура, известный набор компонентов, настроенная библиотека, настроенное освещение, идеальные сопла), но на вашем заводе к этому добавляются деформация платы, изменчивость паяльной пасты, износ питателя, загрязнение линз и недоработки оператора - так что реальная ошибка размещения становится проблемой системы, а не зрения.
Теперь короткая версия. Спецификации врут. Обычно.
И что же вы делаете?
Вы проверяете систему технического зрения как инженер, а не как покупатель.
Что включает в себя настоящая система технического зрения (помимо “камеры”)
В правильной системе все это есть:
- Стабильная оптика: жесткость объектива, датчика, крепления, поведение фокуса при изменении температуры
- Управление освещением: кольцевой свет, коаксиальный, подсветка, программируемая интенсивность, защита от бликов
- Калибровочная цепочка: камера к голове, голова к порталу, портал к доске (и повторяемый способ проверки)
- Библиотеки: модели распознавания каждой упаковки (чип, QFN, BGA, нечетная форма) с допусками
- Логика принятия решенийКогда выбрать заново, когда отказаться, когда замедлиться, когда насторожиться
- Журналы, которые вы можете использовать: дельта коррекции на одно место, уверенность в фидуциале, оценка размытости, причины отказа
Если машина не может экспортировать эти журналы, она не “умная”. Она просто молчит.
А бесшумные машины стоят дорого.
Таблица: что идет не так и что нужно измерять
| Задача зрения | Что он использует | Что он пытается вычислить | Типичный отказ | Что следует регистрировать/проверять |
|---|---|---|---|---|
| Фидуциарное признание | Камера для выравнивания печатных плат + освещение | Начало доски + поворот (+ иногда масштаб/перекос) | Блики от паяльной маски, загрязненные фидуциалы, низкая контрастность | Показатель доверия к фидуциалу, остаточная ошибка пикселя, количество повторных попыток |
| Центрирование нижнего зрения | Камера с подсветкой | Центроид компонента + тета против центра сопла | Прозрачные детали, блестящие зацепки, частичная окклюзия | Дельты коррекции XY/тета, причина отклонения, метрика размытия изображения |
| Выравнивание форсунки по подушечке | Видение + модель движения | Компенсация смещения при окончательном размещении | Износ сопла, проскальзывание вакуума, смещение компонентов на сопле | Динамика уровня вакуума, флажки обнаружения проскальзывания, дрейф коррекции с течением времени |
| Проверка комплектации питателя | Верхняя камера (опционально) | Присутствие + примерное местоположение/ориентация | Неправильная подборка, дублирование деталей, проблемы с лентой | Количество отказов пикеров по дорожкам подачи, частота повторных попыток, коды ошибок подающих устройств |
| Состояние калибровки камеры | Калибровочная мишень + рутина | Точность картографирования (пиксели → микроны) | Температурный дрейф, удар камеры, загрязнение объектива | Временная метка калибровки, ошибка репроецирования, история проходов/провалов |
“Но почему, если у нас есть фидуциарные документы, они все равно не работают?”
Потому что фидуциалы фиксируют координатная рамка доски. Они не чинятся:
- Изношенная насадка, которая не удерживает детали в нужном положении
- Утечка вакуума, которая позволяет деталям слегка вращаться в полете
- Нижняя камера, которая не фокусируется
- Библиотека компонентов, которая рассматривает фаску как “угол”
- Плата, которая прогибается после расплавления или обработки
И да, здесь я высказываю свое мнение: Большинство проблем с размещением, в которых обвиняют “зрение”, на самом деле являются проблемами обслуживания в маске зрения.
Если вы хотите, чтобы в цеху было меньше споров, объедините видение с дисциплиной процесса.
Это касается и обучения.
Если вы строите новую линию или восстанавливаете шаткую, планируйте опоры так же, как и кормушки. Я бы начал с рекомендаций вашего поставщика обучение и послепродажная поддержка команд SMT И убедитесь, что они помогут вам провести приемочные испытания, касающиеся фидуцирования, брака при обзоре дна и дрейфа сопла, а не просто “он работает”.”
Разгадка NIST: умные фабрики переходят к контролируемому, проверяемому видению
Это не нишевая одержимость. Это то, к чему движется индустрия.
В мае 2024 года Национальный институт стандартов и технологий описал платформу для мониторинга производства, которая включает в себя инспекционные камеры и датчики, предназначенные для раннего выявления ошибок процесса (до того, как они превратятся в отходы). Именно такой образ мышления необходим и SMT-линиям: измеряйте процесс, измеряйте его, а затем исправляйте. NIST о мониторинге производства с использованием искусственного интеллекта (1 мая 2024 г.). (NIST)
Разные фабрики. Тот же урок.
Если вашу систему технического зрения не удается измерить, ею невозможно управлять.
На чем следует сосредоточиться покупателям: “особенности”, которые действительно имеют значение
Вы спрашивали: лучшие функции системы технического зрения для машин для подбора и размещения.
Вот мой короткий список. Он составлен не просто так.
- Повторяющийся рабочий процесс калибровки (не “заводская калибровка”, а “проверка в полевых условиях”)
- Надежность нижнего обзора на реальных корпусах (QFN, BGA, нестандартные, глянцевые)
- Толерантность к фидуции для несовершенных досок (контраст, загрязнение, частичная окклюзия)
- Журналы, которые можно использовать (с возможностью экспорта, с отметкой времени, с привязкой к идентификатору кормушки/форсунки/платы)
- Обработка отказов не разрушающие пропускную способность (умные повторные попытки, а не бесконечные циклы)
- Удобство обслуживания (как быстро вы можете почистить объективы, поменять лампы, откалибровать)
Если вы делаете прототипы, ваша боль - это перенастройка и настройка библиотек, поэтому приоритет отдавайте гибкости и наглядности. Вот почему я обычно советую небольшим командам использовать такие системы, как Прототипы и мелкосерийные линии SMT вместо того, чтобы покупать “монстра скорости”, который превращается в хрупкую диву, как только вы загружаете коннектор нестандартной формы.
Если вы делаете объем, пропускная способность имеет значение, но только после стабильности. Посмотрите на конфигурации линий SMT для высокоскоростного массового производства и задайте один сложный вопрос: Как ведет себя система зрения на скорости, когда линия немного грязная, немного теплая и немного спешит?
Вопросы и ответы
Как работает система технического зрения "Выбери и положи"?
Система технического зрения для сборки и установки - это набор камер, осветительных приборов, калибровочных процедур и алгоритмов, которые определяют координаты печатной платы и измеряют истинное положение и поворот каждого компонента, чтобы машина могла исправить ошибки размещения в реальном времени, обычно применяя смещение по оси XY/тета до того, как сопло опустится на деталь. На практике выполняется два цикла: выравнивание платы (фидуциалы) и выравнивание компонентов (видение сверху/снизу). Если в одном из этих циклов слабое управление освещением или несоблюдение правил калибровки, ваше “зрение” превращается в генератор случайных чисел с подключенной камерой.
Что такое фидуциальное выравнивание в SMT?
Фидуциальное выравнивание в SMT - это процесс обнаружения контрольных меток на печатной плате для вычисления текущей системы координат платы - исходной, поворотной, а иногда и искаженной - для того, чтобы машина для подбора и размещения могла сопоставить данные САПР о размещении с реальным положением платы, даже если плата смещается или поворачивается во время обработки. Хорошие системы показывают уверенность, остаточную ошибку и повторные попытки. Плохие системы просто “проходят”, пока не проходят.
В чем разница между нижним и верхним обзором на машине для подбора и размещения товара?
Нижнее зрение - это система камер, направленная вверх, которая измеряет компонент, когда он удерживается соплом, чтобы скорректировать центрирование и поворот перед размещением, а верхнее зрение - это система камер, направленная вниз, которая используется для проверки положения резца, обнаружения неправильных резцов и решения некоторых задач распознавания нестандартных форм в зависимости от конструкции машины и рабочего процесса. Если вам важны точный шаг и постоянная тета, то нижнее зрение берет на себя всю нагрузку.
Что приводит к ошибкам выравнивания сопла с подушечкой даже при хорошем зрении?
Ошибка совмещения сопла с площадкой - это несоответствие между запланированным расположением площадки и фактическим положением посадки детали, вызванное механическим смещением, проскальзыванием вакуума, износом сопла или смещением калибровки, которое сохраняется даже при расчете поправок системой технического зрения, поскольку физическое обращение с деталью может измениться в период между измерением и размещением. Следите за динамикой вакуума, состоянием сопла и смещением коррекции с течением времени. Система технического зрения не может “увидеть” деталь, которая вращается после моментального снимка камеры.
Что нужно проверить перед покупкой станка для распознавания и выравнивания деталей?
Практический тест на распознавание и выравнивание компонентов - это контролируемый прогон с использованием наихудших компонентов и плат для измерения стабильности обнаружения фидуциалов, частоты брака при нижнем обзоре, дельты коррекции и повторяемости в разные смены, чтобы убедиться, что журналы и процедуры калибровки машины позволяют диагностировать дрейф, а не гадать о появлении дефектов. Принесите глянцевые детали, крошечные пассивы и плату с не самыми идеальными фидуциалами. Вы не грубите - вы реалистичны.
Заключение
Если вам нужна помощь в выборе конфигурации (или вы хотите проверить реальность спецификации производителя), начните с нашего сайта Обзор готовых решений для линий SMT и захватите скачать каталог машин. Когда вы будете готовы, свяжитесь с нашей командой и расскажите нам о ваших самых сложных компонентах (01005? 0,4 мм QFN? нечетная форма?) и целевом Cpk - тогда мы поговорим о том, что должна доказать система технического зрения, а не о том, что заявлено в брошюре.
