机器视觉入门与NXT影像处理详解 (1).pdf - 第11页
付玉涛 第 11 页 2014-9-23 3 NXT 影像处理 3.1 NXT 自动校准动作 小结： NXT 吸取到贴装 就是中心移 动到中心。 移 动 MARK 相机中心到 MAR K 点理论 位置并计算 MAR K 中心位置 ； 移动 吸嘴 中心 到 FEEDER 中的 元件 中心 吸取 ； 移动 HEAD 中 心到 元件 相机 CCD 中 心成 像并 依据 之前 获得 吸嘴 中心与 HEAD 中心位置关系 计算元件偏移 量；根据元…
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2 NXT 的机器视觉系统
2.1 硬件外观： 光源结构图：
2.2CCD 相机：
400 万像素方形传感器，2000×2000 分辨率。单个像素的长宽设计为 25±1μm。由于在影像识别时一个像素的
误差很难避免所以 NXT 的精度由相机的单个像素 + 一个误差像素决定为 50μm。所有厂商贴片机的精度都受
制于相机的精度。NXT M3 X 轴 0.2μm/pulse,XS 轴 0.04μm/pulse M6 X 轴 0.4μm/pulse M3&M6 Y 轴 0.5μ
m/pulse。
2.3 远心镜头系统：
传统镜头同样大小的物体物距不同，传感
器上的大小不同。拍照时距离近时人变
大，距离远时人变小就是这个道理。
远心镜头系统可以在一定的物距范围内，
使得到的图像放大倍率不会变化，这对被
测物不在同一物面上的情况是非常重要
的应用。对于 NXT 多个厚度不同的元件
同时拍照分割识别，只有远心镜头才能胜
任。远心镜头要求必须比被测物体大，所
以 NXT 的相机镜头很大。远心镜头的边缘畸变难控制所以搭配不同的 HEAD 使用精度会降低，只有在搭配 H01
头的情况下才能发挥相机设计的精度。
2.4 光源结构：
NXT 有 4 层光源。匹配的成功与否 90%由打光的方式（包括光源组合设定和每层的亮度设定）决定，所以 NXT
每种 VISION TYPE 有其固定的打光组合和每层亮度设定（FUJI 验证之后的最优设置），但可以通过调整相机快
门曝光时间调整图像亮度或调整二值化时的阈值使检测部分与背景分离。西门子设备是相机快门时间固定，光源
组合和亮度都可以自由调整，二值化时的阈值有视觉算法决定。两种各有优缺点。NXT 的设定起点高，不容易
犯错，但是过慢的快门设定（大于 70ms）会影响贴装速度，不同供应商差别很大时手动设定二值化阈值会导致
贴装不稳定。西门子的设定要求每个维护人员必须有足够的知识储备，明白要点和遵守规则，但始终能达到设计
的贴装速度。
小结：
不管如何设计机器视觉系统成功的匹配都需要大量的实验，用黑白的 2D 图像去理解多彩的 3D 世界没有最优化
的设定，知识和积累加上及时地应对才会有好的结果。
问题：
H04 HEAD 能贴装 0.4mm 间距的锡球元件吗？
如果 NXT+XPF 组合建线，二者相机设计会给使用带来什么问题？（MSA 影像处理说明书有提示）
试写出 NXT 相机图像处理耗时累计公式？
在 FLEXA 中怎么操作才能变更二值化阈值的设定？
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3 NXT
影像处理
3.1 NXT 自动校准动作
小结：
NXT 吸取到贴装就是中心移动到中心。移动 MARK 相机中心到 MARK 点理论位置并计算 MARK 中心位置；
移动吸嘴中心到 FEEDER 中的元件中心吸取；移动 HEAD 中心到元件相机 CCD 中心成像并依据之前获得吸嘴
中心与 HEAD 中心位置关系计算元件偏移量；根据元件偏移量和 PCB 板偏移量确定每个元件实际贴装坐标。
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3.2 FLEXA 元件位置定义
一个元件有主体（body）和引脚（leads）组成。“主体”只是人对元件的描述，FUJI 的影像处理只关注元件中心
（Parts Center）。
对于 SOP 和 QFP 此类具有沿中线对称性的元件，元件中心与主体中心和元件
基准点重合。此类对称元件对元件引脚的描述设定以理想元件参数设定。所有
组引脚长宽一致，中线对称组引脚位置的绝对值一致（祥见右表格）。因每个
元件都会与设计有一定偏差，以元件设计的参数设定能保证贴装精度最大化。
对于细间距 QFP 元件（0.5pitch 和 0.65pitch）不遵循此原则就会出现细微贴装
转角。对于“元件中心”，“元件主体中心”，“元件基准点”的定义参考 NXT 编程手册 QD025-18 第 103 页。
对于无中线对称性的元件，因 PCB 设计环节和 SMT 操作环节总会出现无法得到准确的元件基准点而导致贴装偏
移，所以在 VPDPlus 中调试人员通过键盘和鼠标操作来决定元件中心位置，待调试完成后通过 GERBER 比对功
能来检查是实际贴装位置。借助 GERBER 比对功能，可看到 1μm 的偏差，而人眼的分辨率只有大约 160μm，
眼见不一定为实。
3.3 NXT P-pattern
小结：
人决定元件中心位置，贴装的位置偏移人一定做了很大的“贡献”。
问题：
XP 系列操作影像处理时如何找到元件中心？
上 下 共同的
0.39 宽度 0.41 0.4
0.9 长度 1.1 1
0,2.1 位置 0,-1.9 0,±2