2D 视觉引导系统构成1.相机选择：采用高分辨率的工业相机，其分辨率可达 1 - 5μm / 像素，能够清晰地拍摄电子元件和 PCB 板上的微小特征。相机安装在贴片机的机械臂附近，以便获取清晰的元件和目标贴装位置图像。2.照明系统：配备环形光源，这种光源能够提供均匀的光照，减少阴影，突出元件和 PCB 板的轮廓及标记。例如，对于表面有微小文字或标记的芯片，合适的光照可以使其更容易被识别。视觉引导过程1.元件图像采集：在贴装之前，相机对电子元件进行拍摄。以芯片为例，拍摄得到的 2D 图像包含芯片的外形（如方形、矩形）、引脚分布等信息。同时，对 PCB 板上的目标贴装位置也进行拍摄，获取其焊盘位置、丝印标记等信息。2.图像定位与特征提取：①元件定位：通过图像处理算法，如边缘检测算法，识别芯片的边缘轮廓。对于方形芯片，利用边缘直线段的交点确定芯片的中心位置和角度。例如，采用霍夫变换算法来检测边缘直线，通过计算四条边缘直线的交点来定位芯片中心。②目标位置定位：在 PCB 板图像中，通过识别焊盘的形状（通常为圆形或方形）和丝印标记来确定目标贴装位置。利用模板匹配算法，将预先存储的焊盘标准模板与实际图像中的焊盘进行匹配，找到最佳匹配位置，从而确定贴装坐标。3.贴装路径规划与引导：①路径规划：根据元件中心位置和目标贴装位置坐标，计算出机械臂从元件拾取位置到贴装位置的最佳路径。这可能涉及到考虑机械臂的运动范围、速度限制以及避免碰撞等因素。例如，采用最短路径算法，在保证机械臂安全运动的前提下，使元件能够以最快的速度被贴装到目标位置。②实时引导：在机械臂移动过程中，视觉系统持续监测元件和目标位置，根据两者之间的偏差实时调整机械臂的运动。例如，如果在移动过程中元件位置发生了微小偏移，视觉系统能够及时发现并通过控制系统调整机械臂的位置和角度，确保准确贴装。应用效果1.提高精度：2D 视觉引导使电子元件的贴装精度能够达到 ±0.05mm，大大提高了 PCB 板的制造质量。对于高精度的芯片贴装，减少了因贴装误差导致的电气性能下降或产品故障的风险。2.提高效率：相比传统人工贴装，贴片机在 2D 视觉引导下可以实现高速贴装。例如，每秒可以贴装多个元件，大大提高了 PCB 板的生产效率，满足了电子产品大规模生产的需求。
