視覺自動對位系統應用內容概要視覺自動對位系統構成視覺自動對位系統選型視覺自動對位系統應用基于PC-Based視覺對位系統的特點分析一.視覺自動對位系統構成對位前對位后視覺自動對位系統簡介通過CCD將圖像采集到計算機上，再通過圖像對位處理軟件,算出偏移位置和角度,將相應的數據傳送給外部運動制器,進行位置糾正.一.視覺自動對位系統構成相機與鏡頭(顯示器)(PLC或伺服)(工控機)運動控制器(運動控制平臺)鼠標/鍵盤(觸摸屏人機界面)光源,棱鏡一.視覺自動對位系統構成視覺自動對位流程:

運動平臺已經能正常運行,CCD安裝并正常成像根本平臺類型(XYθ,UVW…),設置平臺參數,做模板等自學習(Calibration),算出平臺與CCD之間的關系.采集目標物圖像分析目標物體對位,自動算出偏移距離和角度(脈沖數)根據對位得出的偏移脈沖值控制平臺運動判斷是否對準否是對位完成二.視覺自動對位系統選型視覺對位原理:利用圖像處理運算出偏移量數據。將數據輸出給外部控制器，最終完成對位。軸控制部分由外部控制器作控制相機IPC+視覺控制系統外部控制器驅動器馬達指令移動量二.視覺自動對位系統選型視覺對位結構圖:XYθ工作平臺顯示器滑鼠脈沖信號限位信號馬達驅動器驅動信號工業相機外部執行機構二.視覺自動對位系統選型視覺定位系統Mark點搜索方式自動校正功能可以計算每臺相機與平臺的相對位置，包括相機、中心點、相機與平臺的角度、相機解析度（mm/像素）、平臺的旋轉中心點等參數。定位時，利用校正參數作演算從而執行精密定位。

左圖中標識A為經對位完成后，當前工作臺的像素坐標值；標識B為黃金模板位置的像素坐標值，標識C為完成運動的各項處理時間和總處理時間。

CCD數量從2顆至4顆支持多平臺Ｙ１Ｘ1Ｘ２Ｙ２二.視覺自動對位系統選型項目具體指標待測Mark所在視野大小5x

3

mm系統對位精度10

um完成對位速度<2s工件是否透明不透明相機的架設距離90～150mm全自動曝光機對位系統項目需求二.視覺自動對位系統選型(1)視覺對位系統CCD相機選型

①由于視野范圍為5mm，且對位精度要求10um.

相機分辨率=5mm/10um=500Pixel。所以采用30萬像素分辨率像素的相機即可滿足要求。②客戶對最終完成對位的速度為2S，相機拍照Mark點的時候屬于靜止狀態下拍照，所以我們采用普通隔行掃描相機即可。如：

Sentech：STC-E43A或STC-E42A(沒有包含相機電纜線12W02)STC-E43A/42A二.視覺自動對位系統選型特別注意：如果使用Sentech公司的STC-E43A或STC-E42A則需要另外配電纜線，電纜線的相關參數如下所示：紅色虛線為需要另外增加二.視覺自動對位系統選型對位用USB相機：視覺對位系統可根據客戶的應用選型不同接口的相機，分辨率可以支持200萬像素甚至更大分辨率相機.Sentech公司STC-TB33USB/STC-TB83USB/STC-TB200USB選型要點:

根據客戶機臺結構,可選擇USB數據接口200萬像素CCD幀率為15fps(高速),7.5fps(中速),3.5fps(低速),需根據客戶要求選型二.視覺自動對位系統選型(2)視覺對位系統圖像采集卡選型I

視覺對位系統如使用STC-E43A/42A相機,則需要配BNC接口的采集卡,同時需要一條12PIN轉BNC,帶電源的轉接線(相機電源一般為12V)。二.視覺自動對位系統選型STC-E43A/42A(12針接頭)BNC接頭PicoloPro2(BNC)RTV-24(BNC)合適連接件：HR10A-10R-12PB(2)視覺對位系統圖像采集卡選型II

在這個應用中，我們選用PicoloPro2圖像采集卡。二.視覺自動對位系統選型(3)視覺對位系統鏡頭選型

注意：

若是PCB板比較厚，那么我們在選鏡頭時,要考慮鏡頭景深等問題。

客戶對相機的架設距離為90～150mm，工業相機觀測視野大小為5mmx3mm，我們選用的CCD為1/3”(CCD芯片尺寸大小為:4.8mmx3.6mm)。鏡頭焦距(f)=WD(工作距離)XCCD芯片尺寸/視野大小 =90x4.8/5 =86.4mm根據理論公式我們需要選擇86.4mm的鏡頭才能滿足視野和工作距離的要求。

通過查閱相應鏡頭廠商的相關參數，我們選用50mm焦距的鏡頭加上50mm的接圈也可滿足客戶的相關參數（相機鏡頭架設距離和CCD視野）要求。二.視覺自動對位系統選型(4)視覺對位系統光源選型I

光源的作用將被測物與背景盡量明顯區分開將運動目標“凝固”在圖像上增強待測目標邊緣清晰度消除陰影抵消噪光提高檢測精度、運行速度和工作效率二.視覺自動對位系統選型(4)視覺對位系統光源選型II

光源的種類高頻熒光燈，光纖鹵素燈，LED燈二.視覺自動對位系統選型(4)視覺對位系統光源選型III

待檢測物體在靜態中取像LED光源壽命較長，性價比高。因此選擇LED光源。檢測物體為PCB板材光源選擇上采用正光光源安裝正光光源：同軸光源、環形光二.視覺自動對位系統選型自動曝光機對位系統視覺相關產品配置(參考表）注：實際情況會有變化名稱型號數量備注1IPC－－1控制方式需與外部通訊2CCTV鏡頭C5028-M2可調焦、調光圈3CCD相機STC-E43A2靜態隔行掃描相機4CCD相機電纜線12W02212針相機延長線(帶電源)5CCD視頻延長線BNC同軸線26光源TZ-D24-X-24V27光源控制器DY-DC24V-CH2189二.視覺自動對位系統選型目前常見對位平臺:XYθ平臺UVW平臺Xθ+Y平臺Ｙ１Ｘ１Ｘ２Ｙ２4軸平臺

二.視覺自動對位系統選型名稱新型UVW平臺（EXXY平臺）傳統XYθ平臺平臺定義XXY顧名思義就是兩個X方向的軸向，搭配一個Y方向的軸向剩余一軸采用自由軸，所以也有人稱XXY或是日本常用的名稱“UVW”由兩個平移平臺和一個旋轉平臺組建而成的三維平臺優缺點能夠構成薄型結構、負載比較強容易得高精度價格比較昂貴構造比較復雜，不容易自己設計整體厚度比較大一般的精度價格相對便宜構造比較簡單，容易設計目前業界最常用的兩種對位平臺特點比較:二.視覺自動對位系統選型自動Calibration說明：可以自動檢出相機和平臺的相對位置,精度達到um級別Calibration基準：檢出基準Mark位置（圖中）ＵＶＷ軸：白→馬達停止水藍色→馬達動作＋：平臺中心二.視覺自動對位系統選型Ｘ方向移動Y方向移動＋θ方向移動－θ方向移動以Mark為中心向＋θ方向移動以Mark為中心向－θ方向移動自動Calibration三.視覺自動對位系統應用絲網印刷機鋼印機（鋼板印刷等）切割機（晶片、陶瓷、玻璃等）曝光機（LCD、PCB等）貼合機（LCD、FPC等）0123PCBVUW3.1

曝光機－流

程－1.移動玻璃面板至平臺2.檢出模板上的標志3.自動定位4.確認最終精度5.用紫外線燈進行露光6.排出玻璃面板紫外線燈相機平臺玻璃面板模板3.2

玻璃貼合機－流

程－1.將玻璃面板Ⅱ上的標志移動到相機視野內2.檢出并登錄目標位置3.將玻璃面板Ⅰ移動至平臺

4.檢出玻璃面板Ⅰ上的標志并進行定位5.粘合玻璃面板ⅠⅡ6.排出玻璃面板平臺密封劑玻璃面板Ⅰ玻璃面板Ⅱ控制頭相機SWOT分析

需要客戶有開發能力，門檻較高弱點工業IPC應用廣泛,而配合運動控制，在中高端的場合占主流地位機會智能相機、專業視覺控制系統上升勢頭強勁威脅優勢靈活性較高，適用范圍廣PC-Based視覺對位系統的特點分析使用PC-Based控制系統的原因PC-Based視覺對位系統的特點分析

采用

PC+視